PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計[資料借鑒]

1、河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計題 目 PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計系 院電氣工程系 專 業(yè) 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 前言隨著電子技術(shù)的發(fā)展，當前數(shù)字電器系統(tǒng)的設(shè)計正朝著速度快、容量大、體積小、重量輕的方向發(fā)展。推動該潮流發(fā)展的引擎就是日趨進步和完善的PLC設(shè)計技術(shù)。目前數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計可以直接面向用戶需求，根據(jù)系統(tǒng)的行為和功能的要求，自上而下的完成相應(yīng)的描述、綜合、優(yōu)化、仿真與驗證，直接生成器件。上述設(shè)計過程除了系統(tǒng)行為和功能描述以外，其余所有的設(shè)計幾乎都可以用計算機來自動完成，也就說做到了電器設(shè)計自動化這樣做可以大大的縮短系統(tǒng)的設(shè)計周期，以適應(yīng)當今品種多、批量小的電子市場的需求。電

2、器設(shè)計自動化的關(guān)鍵技術(shù)之一是要求用形式化的方法來描述數(shù)字系統(tǒng)的硬件電路，即要用所謂的硬件語言來描述硬件電路。所謂硬件描述語言及相關(guān)的仿真、綜合等技術(shù)的研究是當今電器設(shè)計自動化領(lǐng)域的一個重要課題。PLC的設(shè)計和開發(fā)，已經(jīng)有多種類型和款式。傳統(tǒng)的PLC各有特點，它們適合在現(xiàn)場做手工測量，要完成遠程測量并要對測量數(shù)據(jù)做進一步分析處理，傳統(tǒng)PLC是無法完成的。然而基于PC通信的PLC，既可以完成測量數(shù)據(jù)的傳遞，又可借助PC，做測量數(shù)據(jù)的處理。所以這種類型的PLC無論在功能和實際應(yīng)用上，都具有傳統(tǒng)PLC無法比擬的特點，這使得它的開發(fā)和應(yīng)用具有良好的前景。目錄1.前言2.電梯控制基本概念3.電梯控制的組成

3、4.電梯控制的移動5.電梯PLC系統(tǒng)的模擬組態(tài)6.貨運電梯重量超載的控制7.總結(jié)8.參考文獻2. PLC電梯控制的基本概念 電梯控制系統(tǒng)可分為電力拖動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩個主要部分。電力拖動系統(tǒng)主要包括電梯垂直方向主拖動電路和轎箱開關(guān)電路。二者均采用易于控制的直流電動機作為拖動動力源。主拖動電路采用PWM調(diào)試方式，達到了無級調(diào)速的目的。而開關(guān)門電路上電機僅需一種速度進行運動。電氣控制系統(tǒng)則由眾多呼叫按鈕、傳感器、控制用繼電器、指示燈、LED七段數(shù)碼管和控制部分的核心器件（PLD）等組成。PLC集信號采集、信號輸出及邏輯控制于一體，與電梯電力拖動系統(tǒng)一起實現(xiàn)了電梯控制的所有功能。 電梯控制系統(tǒng)原

4、理框圖如圖1所示，主要由轎箱內(nèi)指令電路、門廳呼叫電路、主拖動電機電路、開關(guān)門電路、檔層顯示電路、按鈕記憶燈電路、樓層檢測與平層檢測傳感器及PLC電路等組成的。 電梯控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。包括按鈕編碼輸入電路、樓層傳感器檢測電路、發(fā)光二極管記憶燈電路、PWM控制直流電機無線調(diào)速電路、轎箱開關(guān)電路、樓層顯示電路及一些其他輔助電路等。為減少PLC輸入輸出點數(shù)，采用編碼的方式將31個呼叫及指層按鈕編碼五位二進制碼輸入PLCPLC系統(tǒng)的其它設(shè)備1 編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參

5、與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。2 人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。3 輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機等。 國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入

6、和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。模塊化編程系統(tǒng)軟件大致分為八個模塊：讀按鈕編碼電路模塊、樓層檢測電路模塊、控制七段數(shù)碼管顯示樓層電路模塊、電梯選向電路模塊和系統(tǒng)非正常工作狀態(tài)及電機調(diào)速拖動電路模塊、減速點信號產(chǎn)生電路模塊、電梯轎箱開關(guān)門電路模塊和按鈕記憶燈顯示電路模塊。 樓層檢測電路模塊主要是讀入樓層編碼并將該記憶信號存入對應(yīng)的中間寄存位，直到樓

7、層改變?yōu)橹埂?控制七段數(shù)碼管顯示樓層電路模塊主要控制兩片七段數(shù)碼管的顯示。 電梯的選向模塊主要是完成電梯在響應(yīng)呼叫時作出的向上運行還是向下運行的判斷。該模塊有兩個對系統(tǒng)來說特別重要的中間量輸出，即上行中間寄存位和下行中間寄存位。 系統(tǒng)正常工作狀態(tài)及電機調(diào)速拖動電路模塊將系統(tǒng)初始化過程、強制工作過程及電機調(diào)速拖動過程合并為一個模塊。 減速點信號產(chǎn)生電路模塊完成將減速點信號通知系統(tǒng)的任務(wù)。電梯在運行到目標樓層檢測點時要進入減速狀態(tài)，而電梯在運行過程中會碰到很多的樓層檢測點，只有到目標樓層的檢測點時才會發(fā)出減速通知，電梯在經(jīng)過目標樓層檢測點時接到這個信號就開始減速了。 電梯轎箱開關(guān)門電路模塊和按鈕記

8、憶燈顯示電路模塊是為了便于控制組成的模塊，分別控制轎箱的并關(guān)門和按鈕接過之后需要記憶顯示的發(fā)光二極管電路。 系統(tǒng)調(diào)試 電梯系統(tǒng)為模擬實用旅客電梯系統(tǒng)的教學(xué)實驗裝置。它能實現(xiàn)實際旅客電梯系統(tǒng)的絕大部分功能，包括：門廳召喚功能、轎箱內(nèi)選層功能、順向截梯功能、智能呼叫保持功能、電梯自動開關(guān)門功能、電梯手動開關(guān)門功能、清除無效指令功能、智能初始化功能、消除/檢修功能、樓層顯示功能和電梯平滑變速功能。3電梯控制系統(tǒng)組成電梯控制系統(tǒng)可分為電力拖動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩個主要部分。電力拖動系統(tǒng)主要包括電梯垂直方向主拖動電路和轎箱開關(guān)電路。二者均采用易于控制的直流電動機作為拖動動力源。主拖動電路采用PWM調(diào)試方

9、式，達到了無級調(diào)速的目的。而開關(guān)門電路上電機僅需一種速度進行運動。電氣控制系統(tǒng)則由眾多呼叫按鈕、傳感器、控制用繼電器、指示燈、LED七段數(shù)碼管和控制部分的核心器件（PLD）等組成。PLC集信號采集、信號輸出及邏輯控制于一體，與電梯電力拖動系統(tǒng)一起實現(xiàn)了電梯控制的所有功能。十層電梯控制系統(tǒng)由呼叫到響應(yīng)形成一次工作循環(huán)，電梯工作過程又可細致分為自檢、正常工作、強制工作等三種工作狀態(tài)。電梯在三種工作狀態(tài)之間來回切換，構(gòu)成了完整的電梯工作過程。31 電梯的三個工作狀態(tài) 電梯的自檢狀態(tài)將程序下載到AB公司的MicroLogix1000型PLC后上電，PLC中的程序已開始運行，但因為電梯尚未讀入任何數(shù)據(jù)，

10、也就無法在收到請求信號后通過固化在PLC中的程序作出響應(yīng)。為滿足處于響應(yīng)呼叫就緒狀態(tài)這一條件，必須使電梯處于平層狀態(tài)已知樓層且電梯門處于關(guān)閉狀態(tài)。電梯自檢過程的目標為：為先按下啟動按鈕，再按下恢復(fù)正常工作按鈕，電梯首先電梯門處于關(guān)閉狀態(tài)，然后電梯自動向上運行，經(jīng)過兩個平層點后停止。電梯的正常工作狀態(tài)電梯完成一個呼叫響應(yīng)的步驟如下：電梯在檢測到門廳或轎箱的呼叫信號后將此樓層信號與轎箱所在樓層信號比較，通過選向模塊進行運行選向。電梯通過拖動調(diào)速模塊驅(qū)動直流電機拖動轎箱運動。轎箱運動速度要經(jīng)過低速轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭俎D(zhuǎn)變?yōu)楦咚?，并以高速運行至減速點。當電梯檢測到目標層樓層檢測點產(chǎn)生的減速點信號時，電梯進入減

11、速狀態(tài)，由中速變?yōu)榈退?，并以低速運行至平層點停止。平層后，經(jīng)過一定延時后開門，直至碰到開關(guān)到位行程開關(guān)；再經(jīng)過一定延時后關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開關(guān)。電梯控制系統(tǒng)始終實時顯示轎箱所在樓層。 電梯強制工作狀態(tài)當電梯的初始位置需要調(diào)整或電梯需要檢修時，應(yīng)設(shè)置一種狀態(tài)使電梯處于該狀態(tài)時不響應(yīng)正常的呼叫，并能移動到導(dǎo)軌上、下行極限點間的任意位置?？刂婆_上的消防/檢修按鈕按下后，使電梯立刻停止原來的運行，然后按下強迫上行（下行）按鈕，電梯上行（下行）；一旦放開該按鈕，電梯立刻停止，當處理完畢時可用恢復(fù)正常工作按鈕來使電梯跳出強制工作狀態(tài)。 32 電梯控制系統(tǒng)原理框圖電梯控制系統(tǒng)原理框圖如圖1所示，主要

12、由轎箱內(nèi)指令電路、門廳呼叫電路、主拖動電機電路、開關(guān)門電路、檔層顯示電路、按鈕記憶燈電路、樓層檢測與平層檢測傳感器及PLC電路等組成的。33 電梯控制系統(tǒng)的硬件組成電梯控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。包括按鈕編碼輸入電路、樓層傳感器檢測電路、發(fā)光二極管記憶燈電路、PWM控制直流電機無線調(diào)速電路、轎箱開關(guān)電路、樓層顯示電路及一些其它輔助電路等。為減少PLC輸入輸出點數(shù)，采用編碼的方式將31個呼叫及指層按鈕編碼五位二進制碼輸入PLC。 系統(tǒng)輸入部分系統(tǒng)輸入部分分為兩個部分，一是直接輸入到PLC輸入口的開關(guān)量信號部分，包括：控制臺上的啟動按鈕、恢復(fù)正常工作按鈕、消防/檢修按鈕、強迫上行（下行）按鈕部分

13、以及開關(guān)門行程到位開關(guān)。二是按鈕編碼輸入信號部分。本系統(tǒng)為十層電梯系統(tǒng)，在轎箱內(nèi)的選層按鈕和門廳旁的向上、向下呼叫按鈕共有28個之多，采用優(yōu)先編碼的方法將31個按鈕信號編為五位二進制碼。這里采用四片8位優(yōu)先編碼器4532和五個四二輸入端或門4072組成32級優(yōu)先編碼器。 系統(tǒng)輸出部分系統(tǒng)的輸出部分包括發(fā)光二極管記憶燈電路、PWM控制調(diào)速電路、轎箱開關(guān)門電路和七段數(shù)碼管樓層顯示電路等。 在PWM控制直流電機無線調(diào)速電路中，PWM產(chǎn)生電路接收來自PLC的八位二進制碼，隨著碼值的改變，其輸出的脈沖占空比也相應(yīng)改變。轎箱開關(guān)門電路使用兩個繼電器、兩個行程開關(guān)、直流電動機、功率反相器2003等構(gòu)成控制電

14、路。在七段數(shù)碼管樓層顯示電路中，七段數(shù)據(jù)管不經(jīng)專用驅(qū)動芯片驅(qū)動而由PLC提供特定的二進制碼直接輸入。3.4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 軟件流程軟件流程圖如圖3和圖4所示。 模塊化編程本系統(tǒng)是集選式控制系統(tǒng)，控制比較復(fù)雜，適合采用模塊化編程方法。首先要將各個輸出信號的屬性分類，模塊與模塊之間的銜接可以用中間寄存位來傳遞信息。如：門廳呼叫電路和轎箱內(nèi)指層電路均要求讀入按鈕呼叫信號，并保持至呼叫被響應(yīng)完成為止。將門廳呼叫按鈕、箱內(nèi)指層按鈕、箱內(nèi)開關(guān)門按鈕、報警按鈕等通過32級優(yōu)先編碼電路編碼后輸入PLC，在軟件上就形成了讀按鈕編碼電路模塊。系統(tǒng)軟件大致分為八個模塊：讀按鈕編碼電路模塊、樓層檢測電路模塊、控制七

15、段數(shù)碼管顯示樓層電路模塊、電梯選向電路模塊和系統(tǒng)非正常工作狀態(tài)及電機調(diào)速拖動電路模塊、減速點信號產(chǎn)生電路模塊、電梯轎箱開關(guān)門電路模塊和按鈕記憶燈顯示電路模塊。樓層檢測電路模塊主要是讀入樓層編碼并將該記憶信號存入對應(yīng)的中間寄存位，直到樓層改變?yōu)橹埂？刂破叨螖?shù)碼管顯示樓層電路模塊主要控制兩片七段數(shù)碼管的顯示。電梯的選向模塊主要是完成電梯在響應(yīng)呼叫時作出的向上運行還是向下運行的判斷。該模塊有兩個對系統(tǒng)來說特別重要的中間量輸出，即上行中間寄存位和下行中間寄存位。系統(tǒng)正正常工作狀態(tài)及電機調(diào)速拖動電路模塊將系統(tǒng)初始化過程、強制工作過程及電機調(diào)速拖動過程合并為一個模塊。減速點信號產(chǎn)生電路模塊完成將減速點信號

16、通知系統(tǒng)的任務(wù)。電梯在運行到目標樓層檢測點時要進入減速狀態(tài)，而電梯在運行過程中會碰到很多的樓層檢測點，只有到目標樓層的檢測點時才會發(fā)出減速通知，電梯在經(jīng)過目標樓層檢測點時接到這個信號就開始減速了。電梯轎箱開關(guān)門電路模塊和按鈕記憶燈顯示電路模塊是為了便于控制組成的模塊，分別控制轎箱的并關(guān)門和按鈕接過之后需要記憶顯示的發(fā)光二極管電路。 系統(tǒng)調(diào)試電梯系統(tǒng)為模擬實用旅客電梯系統(tǒng)的教學(xué)實驗裝置。它能實現(xiàn)實際旅客電梯系統(tǒng)的絕大部分功能，包括：門廳召喚功能、轎箱內(nèi)選層功能、順向截梯功能、智能呼叫保持功能、電梯自動開關(guān)門功能、電梯手動開關(guān)門功能、清除無效指令功能、智能初始化功能、消除/檢修功能、樓層顯示功能和

17、電梯平滑變速功能。雖然本電梯控制系統(tǒng)已能滿足基本的電梯運行要求，但仍有許多需要改進的地方：（1） 增加與微機通信的接口，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制，多臺電梯的綜合控制由微機完成。（2） 優(yōu)化電梯的選向功能，使之能隨客流量的變化而改變，達到高效運送乘客的目的。（3） 增加出現(xiàn)緊急情況時的電梯處理辦法。（4） 需輸入密碼才能乘電梯到達特殊檔層功能，且響應(yīng)該樓層呼叫時不響應(yīng)其它樓層呼叫。（5） 設(shè)置電容感應(yīng)裝置，如關(guān)門時仍有乘客進出，則轎門未觸及人體就能自動重新開門。4. 電梯的移動 本文設(shè)計采用PLC和變頻器實現(xiàn)電梯常規(guī)控制的基礎(chǔ)上，利用旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖信號構(gòu)成位置反饋，實現(xiàn)電梯的精確位移控制。通過PLC程

18、序設(shè)計實現(xiàn)樓層計數(shù)、換速信號、門區(qū)和平層信號的數(shù)字控制，取代井道位置檢測裝置，提高了系統(tǒng)的可靠性和平層精度。4.1 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計和制造微機控制裝置成本較高；而PLC

19、可靠性高，程序設(shè)計方便靈活。本設(shè)計在用PLC控制變頻調(diào)速實現(xiàn)電流、速度雙閉環(huán)的基礎(chǔ)上，在不增加硬件設(shè)備的條件下，實現(xiàn)電流、速度、位移三環(huán)控制。4.2 硬件電路 電路原理圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖 所示，其各部分功能說明如下。 Q1三相電源斷路圖 K1電源控制接觸器 K2負載電機通斷控制接觸器VS變頻器 BU制動單元 RB能耗制動電阻 M主拖動曳引電機主電路 主電路由三相交流輸入、變頻驅(qū)動、曳引機和制動單元幾部分組成。由于采用交-直-交電壓型變頻器，在電梯位勢負載作用下，制動時回饋的能量不能饋送回電網(wǎng)，為限制泵升電壓，采用受控能耗制動方式。 PLC控制電路 選用OMRON公司C系列60P型PLC。P

20、LC接收來自操縱盤和每層呼梯盒的召喚信號、轎廂和門系統(tǒng)的功能信號以及井道和變頻器的狀態(tài)信號，經(jīng)程序判斷與運算實現(xiàn)電梯的集選控制。PLC在輸出顯示和監(jiān)控信號的同時，向變頻器發(fā)出運行方向、啟動、加/減速運行和制動停梯等信號。 電流、速度雙閉環(huán)電路 采用YASAKWA公司的VS-616G5 CIMRG5A 4022變頻器。變頻器本身設(shè)有電流檢測裝置，由此構(gòu)成電流閉環(huán)；通過和電機同軸聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)編碼器，產(chǎn)生a、b兩相脈沖進入變頻器，在確認方向的同時，利用脈沖計數(shù)構(gòu)成速度閉環(huán)。 位移控制電路 電梯作為一種載人工具，在位勢負載狀態(tài)下，除要求安全可靠外，還要求運行平穩(wěn)，乘坐舒適，?？繙蚀_。采用變頻調(diào)速雙環(huán)控制

21、可基本滿足要求，但和國外高性能電梯相比還需進一步改進。本設(shè)計正是基于這一想法，利用現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成速度環(huán)的同時，通過變頻器的PG卡輸出與電機速度及電梯位移成比例的脈沖數(shù)，將其引入PLC的高速計數(shù)輸入端口0000，通過累計脈沖數(shù)，經(jīng)世式（1）計算出脈沖當量，由此確定電梯位置。電梯位移 h=SI 式中 I累計脈沖數(shù) S脈沖當量 S = lpD / (pr) （1）本系統(tǒng)采用的減速機，其減速比l = 1/32，曳引輪直徑D = 580mm，電機額定轉(zhuǎn)速ned = 1450r/min，旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)對應(yīng)的脈沖數(shù)p = 1024，PG卡分頻比r = 1/18，代入式（1）得 S = 1.0mm / 脈

22、沖4.3 程序設(shè)計 利用變頻器PG卡輸出端（TA2.1）將脈沖信號引入PLC的高速計數(shù)輸入端0000，構(gòu)成位置反饋。高速計數(shù)器（CNT47）累加的脈沖數(shù)反映電梯的位置。高速計數(shù)器的值不斷地與各信號點對應(yīng)的脈沖數(shù)進行比較，由此判斷電梯的運行距離、換速點、平層電和制動停車點等信號。理論上這種控制方式其平層誤差可在1個脈沖當量范圍。在考慮減速機齒輪嚙合間隙等機械因素情況下，電梯的平層精度可達5mm內(nèi)，大大低于國標15mm的標準，滿足電梯起制動平滑，運行平穩(wěn)，平層準確的要求。電梯在運行過程中，通過位置信號檢測，軟件實時計算以下位置信號：電梯所在樓層位置、快速換速點、中速換速點、門區(qū)信號和平層位置信號等

23、。由此省去原來每層在井道中設(shè)置的上述信號檢測裝置，大大減少井道檢測元件和信號連線，降低成本。下面針對在實現(xiàn)集選控制基礎(chǔ)上新增添的樓層計數(shù)、快速換速、中速換速、門區(qū)和平層信號5個子程序進行介紹。 樓層計數(shù)本設(shè)計采用相對計數(shù)方式。運行前通過自學(xué)習方式，測出相應(yīng)樓層高度脈沖數(shù)，對應(yīng)5層電梯分別存入16個內(nèi)存單元DM06 DM21。樓層計數(shù)器（CNT46）為一雙向計數(shù)器，當?shù)竭_各層的樓層計數(shù)點時，根據(jù)運行方向進行加1或減1計數(shù)。樓層計數(shù)程序流程圖如圖 所示。運行中，高速計數(shù)器累計值實時與樓層計數(shù)點對應(yīng)的脈沖數(shù)進行比較，相等時發(fā)出樓層計數(shù)信號，上行加1，下行減1。為防止計數(shù)器在計數(shù)脈沖高電平期間重復(fù)計數(shù)

24、，采用樓層計數(shù)信號上沿觸發(fā)樓層計數(shù)器。 快速換速當高速計數(shù)器值與快速換速點對應(yīng)的脈沖數(shù)相等時，若電梯處于快速運行且本層有選層信號，發(fā)快速換速信號。若電梯中速運行或雖快速運行但本層無選層信號，則不發(fā)換速信號。程序流程圖圖所示。中速換速與快速換速判斷方法類似，不再重復(fù)當高速計數(shù)器CNT47數(shù)值在門區(qū)所對應(yīng)脈沖數(shù)范圍內(nèi)時，發(fā)門區(qū)信號。程序流程圖如圖4所示。平層信號與區(qū)信號判斷方法類似，不再重復(fù)。門區(qū)信號子程序 脈沖信號故障檢測 脈沖信號的準確采集和傳輸在本系統(tǒng)中顯得尤為重要，為檢測旋轉(zhuǎn)編碼器和脈沖傳輸電路故障，設(shè)計了有無脈沖信號和錯漏脈沖檢測電路，通過實時檢測確保系統(tǒng)正常運行。為消除脈沖計數(shù)累計誤差

25、，在基站設(shè)置復(fù)位開關(guān)，接入PLC高速計數(shù)器CNT47的復(fù)位端0001。換速工作原理限于篇幅，本文僅對快速換速工作原理進行介紹，梯形圖如圖所示?？焖贀Q速梯形圖 圖中數(shù)據(jù)存儲單元DM01為快速換速距離脈沖數(shù)，DM30為樓層間距脈沖數(shù)，DM31為快速換速點對應(yīng)的脈沖數(shù)，DM34為高速換速比較區(qū)間下限，DM35為高速換速比較區(qū)間上限，HR01為快速換速點開始信號，1507為快速運行信號，1700為選層信號，0010為零速信號，0503為快速換速輸出信號。 以上行為例，DM31快速換速點對應(yīng)的脈沖數(shù)是樓層間距DM30與快速換速舉例DM01之差；DM31和DM30的值分別賦給DM34和DM35。運行時高速

26、計數(shù)器不斷累加脈沖數(shù)，每個掃描周期計數(shù)器的值與DM34 DM35區(qū)段進行比較。當其值進入DM34與DM35區(qū)段時，HR01置位，表示進入快速換速區(qū)間；若此時有選層信號且電梯為快速運行，則發(fā)快速換速信號（0503置ON）。 本文所述系統(tǒng)基于電氣集選控制原則，采用脈沖計數(shù)方法，用脈沖編碼器取代井道中原有的位置檢測裝置，實現(xiàn)位移控制，用軟件代替部分硬件功能，既降低系統(tǒng)成本，又提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，實現(xiàn)電梯的全數(shù)字化控制。在實驗室調(diào)試的基礎(chǔ)上，采用上述方法，實地對兩臺17層電梯進行改造，經(jīng)有關(guān)部門檢測和近一年的實際運行表明，系統(tǒng)運行可靠，乘坐舒適，故障率大為降低，平層精度在5mm以內(nèi)，取得了良好

27、的運行效果。5電梯PLC控制系統(tǒng)的組態(tài)模擬設(shè)計電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計因篇幅有限。僅將電梯指示及上下行程序列出說明。樓層狀態(tài)指示設(shè)計當電梯運行至某層有指令發(fā)出時指示位置及指令。以二層為例：LD twoselet二層內(nèi)選撣S twoseletq，1二層內(nèi)選擇指示LD twoup二層上呼S twoupq，1二層上呼指示LJ)twodown二層下呼S twodownq，1二層下呼指示LD twoseat二層位置= twoeeatq二層位置指示電梯下行程序設(shè)計以電梯在三層下行情況為例。當電梯的一或二層有指令時，將三層下行位置1 同時無上行，驅(qū)動電梯下行。程序說明如下：電棒在三晨時下行情況LDonesel

28、etq一層內(nèi)選擇0 twmeletq或二層內(nèi)選擇Ooneupq或一層上呼0 twodownq或二層下呼O tWoup_q或二層上呼A畦I州eseatq在三層位置時SV0.1.1置三層下行位電椿下行LDV0.0有四層下行位OV0.1或有三層下行位OV0.2或有二層下行位AN up同時無上行=down電梯下行6貨運電梯的超載保護貨運電梯的超載一般分為重量超載和體積超載二種。重量超載又分兩種，一種我們?nèi)粘Ｋf的一次性裝入貨運電梯的貨物大于貨運電梯的額定載重量；另一種是一次性裝入貨運電梯的貨物并未大于貨運電梯的額定載重量，而是其重量在電梯轎廂內(nèi)分布不均勻，使電梯固有載重能力下降造成的重量超載。體積超載

29、也分兩種，一種是一次性裝入貨運電梯的貨物體積大于貨運電梯轎廂容積的超載；另一種是一次性裝入貨運電梯的貨物體積并未大于貨運電梯轎廂的容積，而是某一次裝運的貨物不慎超過貨運電梯轎廂的容積與電梯發(fā)生的碰撞。為了預(yù)防貨地運電梯的超載，我國法律規(guī)定，貨運電梯必須有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的電梯駕駛員操作，目的就是靠“人”來控制、來管理、來保證貨運電梯的安全運行，而人為因素的多樣性、波動性，很難永保貨運電梯的安全運行。如：貨運電梯的不規(guī)范裝載有多種多樣，有時很難靠人來判斷，容易造成誤判斷，即便是駕駛員知道有些不規(guī)范的裝載，出于熟人的情面不好意思阻止，而不按規(guī)范操作電梯等等。通過在貨運電梯電控系統(tǒng)中加裝超載保護的智能控

30、制，對消除電梯操作人員違章行為，規(guī)范使用電梯的生產(chǎn)作業(yè)人員的行為習慣，以及預(yù)防誤操作，都具有較好的實用價值。貨運電梯重量超載的控制貨運電梯重量超載的概述在國內(nèi)，貨運電梯一般都不設(shè)重量超載保護，其重量是否超載完全是靠駕駛員來判斷、來詢問獲得，因為貨運電梯的有效載重面積較大，轎底要承載較大的負荷，為保證轎底載重的剛性，貨運電梯的轎底都采用鋼結(jié)構(gòu)“死”轎底，因此，貨運電梯不能象客運電梯那樣通過雙轎底機構(gòu)來實現(xiàn)稱重，加上固定轎底式電梯轎廂的重量，不僅隨轎廂內(nèi)的載重量的變化而變化，而且，還與電梯?？繉诱疚恢糜嘘P(guān)。因為，電梯底托的電纜、平衡系數(shù)補償鐵鏈、曳引鋼絲繩等動態(tài)的重量隨時變化，這變化隨著樓層越高變

31、化越大，因此，貨運電梯一般不設(shè)重量超載自動保護。因此，電梯一旦發(fā)生重量超載事故，輕者會加速設(shè)備的機械部件的損壞或轎廂的變形和?？繉诱镜钠秸?；重者會因其墜落的強大震動對乘在電梯中的人和裝載在電梯里的貨物產(chǎn)生嚴重的安全威脅，貨物因震動造成的傾倒或移位，直接會造成貨物的損壞或壓傷作業(yè)人員。再者，電梯一旦發(fā)生超載事故，其破壞程度較大，搶修的時間也是較長的，少則幾小時，多則要幾天，這將使電梯無法正常工作而影響生產(chǎn)。它不僅增加了設(shè)備的維修成本，同時也加速了設(shè)備性能的劣化。為此，在貨運電梯上加裝重量超載裝置很有必要。況且，隨著傳感器，電控手段的不斷完善，實現(xiàn)貨運電梯重量超載的保護已成為可能。重量超載檢測的

32、安裝根據(jù)工廠貨運電梯原有的構(gòu)造情況，在電梯機房固定轎廂側(cè)的綱絲繩頭處，加裝一壓力傳傳感器，在這里加裝傳感器對感應(yīng)電梯轎廂的重量最直接，安裝也較方便，只要再多做一塊附加繩頭板即可，如下圖所示。由于電梯轎廂的鋼絲牽引方式是：轎廂一端鋼絲繩固定電梯機房的橫梁上，另一端經(jīng)過轎頂輪過渡到主機曳引輪上，鋼絲繩從主機曳引輪再經(jīng)電梯配重塊的繩輪回到電梯機房的橫梁上固定的，如上圖所示。電梯的橋廂就是掛在滑動輪上的廂體，其轎廂一端鋼絲繩固定橫梁上所承受的拉力為橋廂總重量的一半，因此，傳感器的曳引比為2：1的。在實際應(yīng)用時，為消除電梯在運行中的自重變化，在重量超載檢測系統(tǒng)投入運行前，將電梯作上、下運行一遍，分別將每

33、一層站的向上和向下的重量記錄到控制器的寄存器中，以便從寄存器中讀出轎廂在當前層站的數(shù)據(jù)，自動去除轎廂的自重，以檢測轎廂內(nèi)的凈重量。重量超載控制要求（1）貨運電梯的載重量達到額定載重量的95%時，貨梯只能直駛某一個指定的向上（或向下）樓層。（2）貨運電梯的載重量達到額定載重量的100%時，電梯超載將自動報警，此時電梯門不能關(guān)閉，電梯不能啟動。另外，貨運電梯重量一旦超重，電梯的應(yīng)急啟動系統(tǒng)也被終止；電梯消防直駛功能被終止；遇到停電時的電梯緊急?？抗δ懿荒芡度牍ぷ?。（3）貨運電梯重量一旦超重，退出貨運電梯的物料的載重量必須使貨梯額定載重量的95%以下時，貨梯的超載報警及鎖定裝置才會自動復(fù)位。（4）若

34、電梯要做超載試驗時，可通過一個指令開關(guān)來關(guān)閉超載保護功能，方便地將超載保護系統(tǒng)退出電梯控制系統(tǒng)。（5）要實現(xiàn)重量超載保護的功能，在安裝好壓力傳感器后，要將壓力傳感器信號預(yù)處理，將其模擬量信號轉(zhuǎn)變成開關(guān)量信號（A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換）后，將重量超載信號接進貨運電梯原有的PLC控制程輸入口，并在原有的PLC程序中插入一段小程序即可。自編邏輯控制小程序示意圖如下：重量超載控制效果通過加裝貨運電梯的重量超載保護裝置，廠內(nèi)的貨運電梯基本上消除了電梯的超載現(xiàn)象，但是，由于重量超載保護裝置的傳感器檢測的是轎廂的整體重量，因此，重量超載保護裝置對重量分布不均勻的程度反應(yīng)不敏感，這一點還需電梯駕駛員加以關(guān)注，以免由于裝

35、運物料重量分布的不均勻，使用電梯轎廂不平衡運行而將轎廂及電梯門拉壞。 貨運電梯體積超載的控制貨運電梯體積超載的概述在國內(nèi)外，不管是客運電梯，還是貨運電梯，其體積超載控制一般是通過規(guī)定電梯轎廂總面積來實現(xiàn)的，即“一次性裝入貨運電梯的貨物體積大于貨運電梯轎廂容積的超載”，而這種規(guī)定只考慮了理想的靜態(tài)裝載模式，沒有充分考慮到動態(tài)裝載時，有一種隱形的體積超載情況對貨運電梯帶來的威脅，即：“一次性裝入貨運電梯的貨物體積并未大于貨運電梯轎廂的容積，而是某一次裝運的貨物不慎超過貨運電梯轎廂的容積與電梯發(fā)生的碰撞”。在煙廠，貨運電梯是工廠生產(chǎn)物料垂直輸送的關(guān)鍵設(shè)備，每天承擔上千噸貨物的運輸，而這些貨物都是有作

36、業(yè)人員用手拉液壓升降車或電瓶托盤車一板貨一板貨地送入電梯，當作業(yè)人員連續(xù)作業(yè)的行為稍有不慎，或想多拉快跑多裝貨物的不規(guī)范作業(yè)，而忽視電梯裝載的安全距離時，就很容易將裝貨物后的電梯門撞壞而影響生產(chǎn)作業(yè)，況且，被撞的門經(jīng)整形后不能恢復(fù)到原來的平整度，容易帶來其他相關(guān)故障的產(chǎn)生。因此，若要想控制作業(yè)人員將失誤率，最好的辦法是：一是通過電梯的智能提醒，減少作業(yè)人員因連續(xù)作業(yè)的惰性行為、習慣行為造成的失誤；二是通過電梯一旦接受到裝運物超區(qū)域擺放信號就不能啟動，強迫作業(yè)人員糾錯。三是嚴格控制進入電梯轎廂的車輛速度，確保緊急狀態(tài)下制動有效。體積超載檢測光幕的定位表1：貨梯主要裝運的物料尺寸裝運的物料各類卷紙

37、每板絲束每板煙絲箱每架物料間隙物料長度1230mm1330mm1400mm200mm物料寬度1030mm1050mm70mm 表2：T20AP在貨梯中地滑行距離（貨梯地板是花紋不銹鋼板）前進速度（空車）5.0Km/H4.0Km/H3.0Km/H2.0Km/H1.0Km/H正常停車滑行距離1300mm800mm550mm340mm130mm緊急停車滑行距離550mm340mm270mm150mm60mm表3：貨梯轎廂尺寸貨梯地尺寸前轎門到后轎門轎內(nèi)寬度尺寸轎內(nèi)凈尺寸最大利用尺寸長度距離4130mm3750mm4130mm寬度距離3220mm3000mm3000mm表4：檢測光幕的定位尺寸光幕安裝

38、尺寸光幕離轎門距離光幕離地面距離光幕尺寸度離轎頂盲區(qū)左右距離220mm18mm上下距離80mm1800mm1000mm當作業(yè)人員以2.0Km/H的速度緊急制動的滑行距離為150mm左右，光幕報警距離轎門220mm為緊急制動區(qū)，以防車輛因慣性撞擊電梯轎門。安裝光幕要離地80mm左右，是預(yù)防電梯駕駛員坐著開電梯時，前伸的腳面遮擋光幕造成電梯超載報警誤動作。光幕的標準尺寸為181800mm，故留出轎頂盲區(qū)，因為在電梯轎廂高度1.88米以上的體積超載機會較少，故不加光幕保護，否則光幕要定做，費用較大。貨運電梯最大可利用長度為4130mm，扣除前后門的緊急制動區(qū)440mm，其可擺放貨物的長度尺寸為369

39、0mm，而最長的物料尺寸為1400mm，前后放兩排，占用轎廂長度為2800mm，加上物料的間距200mm，轎廂的長度余量為690mm，能夠滿足駕駛員的座位擺放和作業(yè)人員站立所需的空間。檢測光幕的技術(shù)要求由于電梯轎廂的寬度為3250mm，故選用的光幕的對射距離要大于4000mm，以保證光幕信號的可靠性。光束的密度不少于64對，以保證1800mm保護區(qū)的光束密度。光幕要避免紅外光的干涉。體積超載控制要求（1）當前后轎門都打開時，光幕接受到超載信號時，貨梯不能關(guān)門啟動，超載報警器不報警。按“關(guān)門”按鈕時，超載報警器報警，且貨梯不能關(guān)門啟動。這時，作業(yè)人員在裝載貨物時無門可碰，體積超載保護不報警，當裝載貨物超出擺放區(qū)域想要關(guān)門啟動貨梯時，貨梯報警，拒絕執(zhí)行啟動指令，要求作業(yè)人員將裝載貨物移到擺放區(qū)域內(nèi)，方可啟動貨梯。（2）當前轎門打開，后轎門關(guān)閉時，前門光幕接受到超載信號時，超載報警器不報警，按“關(guān)門”按鈕時，門能關(guān)閉，關(guān)閉后延時2秒，前門光幕接受到超載信號還沒撤消，超載報警器報警，且貨梯不能啟動，一旦前門光幕超載信號撤消，貨梯即刻運行，運行時再產(chǎn)生光幕超載信號，貨梯將繼續(xù)運行，不受限制。貨梯處于正常裝運狀態(tài)，貨物進出前門，超載報警器不報警，即使在最后裝入貨梯的物料超出擺放區(qū)域時，按“關(guān)門”按鈕時，門也能關(guān)，這主要考慮駕駛員在操縱貨梯時，其手臂要遮擋住光幕，當門關(guān)上