垂直电梯的PLC控制系统.docx
垂直电梯的PLC控制系统绪言在高层建筑中，电梯是不可或缺的重要设备，早期的电梯采用继电器接触系统， 但由于电梯控制系统的复杂性，使继电接触控制系统的接线复杂，可靠性较低。 为了提高其可靠性，我们采用PLC编程控制系统，并采用结构简单，经济实用的 单/双速交流电机拖动系统。第一章拖动系统的分析1.电梯的拖动系统有很多种，性能好的有直流发电机一一电动机可控硅励磁拖 动系统，变频调压调速系统，价格较为昂贵。简单的有交流调压调速系统，单/ 双速交流电机拖动系统，其结构简单，经济实用。电梯的主要两个动作一一上升 和下降，可用电动机的正反转来实现。任意调换接入电动机的两根火线即可，此 功能可由1KM和2KM（电动机正反转接触器）实现。 双速电动机有两套绕组，正 常运行时接通高速绕组，即3KM接通，在检修运行或停靠时接通低速绕组，即 4KM接通。2.电梯启动和运行时是接通高速绕组的，但直接启动时会对电网造成冲击，为了 降低启动电流，减小机件的冲击，同时也为了改善乘客乘坐的舒适感，一般在启 动电路中串入限流电阻或电抗，如图1中的L1。工作过程为：启动时3KM闭合, 而后5KM接通。限流电感L1串联在启动电路中，启动完成后（例如经过5s）, 5KM接通，电机转入正常高速运行。电梯停靠时，由高速运行转入低速运行。即 3KM断开，同时-4KM接通，因为速度相差较大，这时会出现回馈制动，为减小制 动电流，防止对机件的冲击，也加入限流电阻和电抗，这里采用了两极限流电（电 抗）。2.工作过程为：3KM断开而4KM接通，但此时6KM和7KM并不接通，L2和R传 入制动电路，经过一段时间后（例如Is） , 6KM接通，切除限流电阻。在过一段 时间7KM接通，切除限流电抗，电机正常低速运行，最后控制电路切断1KM或 2KM,电动机停机。调整串联电阻或电抗的大小、级数以及通过调整逐级切除电阻或电抗的时间，就 可以改变启。停的加减速度，满足对舒适感.启停限流及加减速度的要求。第二章 确定I / 0点数及PLC的选择由于楼层数量不同，所配电梯的规模就有差别，I/O数量相差很大，这里以5 层楼电梯为例。1 .输入设备的确定（1）先考察电梯轿厢内的操作。操作厢上应有各层的选层按钮5层共有5个。 有司乘人员时，应有司机开关门按钮，上行。下行按钮，需4点输入。考虑到乘 客的安全，电梯在门未关好的情况下禁止启动，对轿厢内及厅门的开关极限均应 设有极限开关,需3点输入。为防止关门夹住乘客,再设一个红外感应输入。共需 13个开关量输入点。（2）再考虑井道与轿厢的关系，井道内每层都应设置感应器，以便感知轿厢当前 所在层，由于上行和下行时，轿厢进入该层的顺序不同，所以每层设上行，下行两 个楼层感受应器.为保证轿厢停靠时对层准确。在轿厢上设置了上平层感应器, 下平层感应器和门枢感应器,用以感知停靠偏上还是偏下。当停层准确时,3个大 感应器均接通.共需13点输入。（3）各门厅乘客召唤时，除底层和顶层只有一个召唤按钮外,其它各层均设上下 两个召唤按钮,5层共需8个输入按钮.其它输入有超载,有司机/无司机方式选择 等开关或触点,经以上分析,可知共需36点开关量输入端口。2 .输出设备的确定控制电梯的上行，下行（即电机正反转）需两点输出，控制电梯快行,慢行需两点输 出，快速起动限流电阻切除，慢行运行限流电阻（电抗）一级二级切除3点输出。3 . PLC的选择电梯的控制只有开关量输入和输出，对时间的响应要求也不高，只是输入输出点 数较多,据此选择莫迪康的NEZA型PLC,输入输出点数紧张时可配一块I/O扩展 单元,也可结合编码器和译码器节约I/O点,从而可以选择较少点数的PLC,节约 成本。第三章编制用户程序考虑到电梯运行的复杂性和无序性,可以把电梯的控制电路楼层感应，门梯召唤, 轿内控制，电梯选向，电梯换速，电梯平层及电梯启动等部分。1 .门厅召唤电路门厅召唤是一个保持环节（召唤按钮一般是脉冲信号）除顶层只有一个下召唤，底 层只有一个上召唤外,其余层都有上,下召唤按钮,需要考虑的是怎么样消除已响 应的召唤。工作原理：例如当电梯在1层时，4层有一上召唤，3层同时有上下召唤，则 M33, M32, M37同时接通，电梯上行。当电梯到达3层,M32保持环节断开，即已经响 应了 3层的上召唤,而M37不会断开，即下行召唤依然保留。2 .轿厢内指令轿厢内选取层电路比较简单，只有信号的保持和消号两项功能.如图4所示其中 11.0到II. 10是选层按钮,M1到M5为楼层感应信号，12. 10为开门行程开关。 工作原理:例如按下第3层按钮,M8接通并保持,当电梯到达第3层时并未消号, 直到电梯门打开到位,M8断开消号。3 .电梯的选向电路选向电路从总体来看受两个信号控制。（1）一是受轿厢内选层信号的控制，控制的原则是响应一个方向上的信号，当这 个方向上的所有信号都被响应后才另一个方向上的信号，例如电梯在2层，若按 下3层选择,则上行继电器动作,这时如果按下了 1层和4层的按钮,则电梯到达 3层后,还要响应4层的按钮而不响应1层的信号，只有向上行的信号都得到响应 后,才响应向下的信号,如果在向上的运行期间假如又按下了 5层的选择按钮,则 还要响应5层,然后才响应下行.如果电梯在下行则优先响应下行信号。(2)二是受门当户对厅召唤的控制，控制的原则是在电梯下行的过程中只响应比 电梯当前层底的下行召唤,而在上行的过程中只响应比电梯当前层高的上行召唤. 由于顶层和底层比较特殊,需单独处理.顶层的下行召唤其实是一个上行信号，只 能在电梯上行时响应，而底层的上行召唤其实是个下行信号，需在电梯下行时响 应。总结本次设计我查阅了大量的资料,全面的了解了国内外的电梯先进技术，开阔 了自己的眼界,才知道自己是多么的井底之蛙。因此,抓住这次机会,增长了知识。 我对电梯机械安全装置的工作厚理以及结构有了深刻的认知，并对升降电都机械 安叠系统装置的主体军部烽:安全借和冲器的具体结构有了更为具体的认识。同 时，还得到了同组其他同学的帮助。参考文献1王兆义.小型可编程控制实用技术J.北京：机械工业出版社,2019.2彭利标徐耀生，王芯.可编程控制原理及应用J .西安电子科技大学出版 社，2020.
