PLC在电梯教学模型控制系统中的应用

工业自 DOI 10 3969 j issn 1009 9492 2012 11 013 PLC在电梯教学模型控制系统中的应用 殷勤 潘斌 中山职业技术学院 广东中山828404 摘要 选用三菱FX2N一64MR D型PLC 将一台4层站教学用电梯模型作为控制对象 设计该电梯的电气控制系统 根据电梯 的运行及控制要求 详述了可编程控制器在电梯控制系统中的硬件组成和软件设计方法 关键词 PI C 电梯 控制系统 中图分类号 TP273 文献标识码 B 文章编号 1009 9492f2012 11 0049 04 Research on Elevator Model for Teaching Purpose Control System Applied of PLC YIN Oin PAN Bin 1 Dept of Mechanical and Electrical Engineering Zhongshan Polytechnic Zh0ngshan528404 China Abstract The application of FX2N 64MR D series PI C designed tile four story elevator control system Based 0Il the actual operation and the control requirements of elevator introduced the hardware and the software design method of the control system using PLC contro1 er Key words PLC elevator model control system 0引言 目前大部分高校都需要PLC教学实验平 台 以加强学生理论联系实际的能力 为此设 计了一种四层PLC控制的电梯教学模型 本文 详细阐述了该电梯模型控制系统的硬件构成 以及软件实现的流程 该模型将PLC与变频器 等控制技术结合起来用于电梯控制系统中 通 过完成电梯控制系统各模块的程序设计 可帮 助了解和掌握电梯的结构及电梯控制原理 提 高电梯电气故障检修与排除的能力 1电梯模型的PLG控制系统 四层四站电梯模型的电气控制系统 主要是 指对电梯曳引机和门机的启动 停止 运行方向 的控制 以及对每层站显示 层站召唤 轿内指 令 安全保护等指令信号进行管理 电梯控制系统的功能与性能直接决定着电梯 的自动化程度和运行性能 可编程序控制器 PLC 是以微处理器为核心的工业控制器 它的 基本结构由CPU 输入输出 I 0 模块 存储 器 编程器等组成 它应用于电梯控制系统具有 以下特点 1 编程方便 易懂好学 2 抗干扰 能力强 可靠性高 3 构成应用系统灵活简便 4 安装维护方便等 1 1电梯模型对控制系统的要求 电梯控制系统主要由以下几个部分组成 轿 内操纵箱模块 控制柜模块 召唤盒模块 层站 位置显示装置 平停层装置 换速 平层装置 端站强迫换速开关 限位开关和端站极限位置保 护开关 选层器 井道底坑检修箱 轿顶检修 箱 机房电源箱等 因此 为了与真实电梯控制系统相接近 该 模型电梯在各层设上 下呼梯按钮 设有内指令 按钮 开 关门按钮 该模型电梯设有方向指示 灯 电梯当前层信号指示灯 手动伯动检修开 关 检修上行 下行按钮 轿门开 关到位开关 风 扇及照明开关 限速器 门安全触板 急停 上 下限位 警铃安全开关 如图1所示 该模型电梯的总体控制要求如下 开始时 收稿日期 2012 05 16 l I 49 I l j I 一一 J 自动化 图1 四层四站电梯模型 电梯自动运行至基站 当有内呼梯信号到来时 电梯响应该呼梯信号 到达该楼层时 电梯停止 Y Nl 电梯在2楼 F 电梯在3楼 执行上行程序 堡 兰 楼有信号 广1 执1J 任厅 l N 停止 4楼有信号 执行上行程序 停止I 釜墨 二 IN 停止 运行 电梯门打开 延时后自动关门 当有外呼 梯信号到来时 电梯响应该外呼信号 到达该楼 层时 电梯停止运行 电梯门打开 延时后自动 关门 当电梯完成全部顺向指令后 应能自动换 向 应答相反方向的信号 在电梯运行过程中 电梯上升 或下降 途中 任何反方向下降 或 上升 的外呼梯信号均不响应 电梯具有最远反 向外呼梯响应功能 电梯未平层或电梯运行时 开门按钮和关门按钮均不起作用 平层且电梯停 止运行后 电梯门自动打开 按关门按钮电梯门 关闭 电梯总体控制结构框图如图2所示 1 2 PLC的选择及l O口分配 根据该四层四站电梯模型的总体控制要求 根据表1计算出I O点数及输出点数 并考虑总点 上电 初始化 I 电梯复位 二二 平层开关有信号 吗 执行 行流程与下行流 穗相反 楼平 有信号 3楼停 调开 门程 吗 l l l I 序 楼平辰 有信号 2楼停 调开 门程 吗 l l l I 厚 竺兰 竺兰 二 兰 壁 复位等待 l 图2 电梯模型控制系统总体结构框图 I l 50 I I 一所一一层一一层一 一所一一层一一层一 T 殷 勤 等 PLC在电梯教学模型控制系统中的应用 工业自 数留有余量 因此选用三菱FX2N一64MR D型 PLC 即32点输入和32点输出 共64点 同时列 出了I O及内部辅助继电器等的地址分配表 如表 1所示 以便进行梯形图的设计 表1 四层四站电梯模型PLC的I 0信号分配 输入装置 输入继电器 输出装置 输出继电器 SB101一偻内指令 x0 HL101 Y0 SB102 楼内指令 xl HL102 Y1 SB103 楼内指令 x2 HL103 Y2 SB104四楼内指令 x3 HL104 Y3 SB201一楼上外呼X4 HL201 Y4 SB202二楼上外呼X5 HL202 Y5 SB302二楼下外呼X6 HL302 Y6 SB203三楼上外呼X7 HL203 Y7 SB303三楼下外呼X10 HL303 Y10 SB304四楼下外呼X11 HL304 Y11 SQ4Ol一楼感应器x12 HL1ll Yl2 SQ4O2 楼感应器x13 HL2l1 Yl3 SQ4O3三楼感应器x14 多段速指令1 YI4 SQ4O4四楼感应器x15 多段速指令2 YI5 SB171慢上按钮XI6 正转运行 停止 YI6 SB18 1慢下按钮XI7 反转运行 停止 Y17 SA41 1轿顶检修开关X20 HL5O1 Y20 上限位开关X21 HL502 Y21 下限位开关X22 HIJ503 Y22 门锁开关x23 HL5O4 Y23 直驶开关X24 KM1 Y24 开门按钮SB82 X27 KM2 Y25 关门按钮SB83 X30 KM3 Y26 轿门开到位开关SA822 X31 KM4 Y27 轿 关到位开关SA833 X32 KM5 Y3O 门触板SA851 SA852 X33 KA82 Y31 超载开关X34 KA83 Y32 图3是FX2N一64MR型PLC的基本单元外形 基本单元由内部电源 内部CPU 内部输入输出 接口及程序存储器 RAM 组成 其中动作指示 灯1有5个 分别为P0WER一电源指示灯 RuN一运行指示灯 BATT V一电池电压下降指示 灯 PROG E一程序出错指示闪烁灯及CPU E CPU出错指示灯 1 动作指示灯2 DIN导轨装卸 子3 输 动作指示灯 4 输出用装卸式端子5 夕 围设备接线插座盖板6 面板 盖7 电源 辅助电源 输入信号用装卸式端子8 输 入指示灯9 安装孔 4个 10 扩展设备接线插座板 图3 FX2N一64MR基本单元外形图 1 3 I O接口电路的设计 I O电路表示PLC与操纵箱 井道以及控制柜 其他电器问的连接 根据输入信号的作用和输出 类型进行I O口的地址分配 将重要的开关 触点 输入信号排列在前面 负载电压类型和等级相同 的输出合为一组 利用同一公共输出点 为减少系统的输入点 软件设计时根据不同 的控制功能 尽量采用模块化设计 具体模块可 分为 内指令模块 外呼模块 指层模块 安全 电路模块 开关门模块等 模块间不是完全独 立 由于PLC采用循环扫描方式 要注意各指令 间和模块间的时序关系 以保证程序按设计功能 运行 将厅 轿门锁开关 不同处位的检修开关 只做一个点输入 将作用相同的开关并联输入 PLC 如开门按钮和安全触板开关 分配地址 后 画出I O接口线路图如图4所示 1 4电梯模型PLC控制系统的软件设计 利用PLC指令 根据模块化设计思想 完成 各控制功能的梯形图设计 包括 1 内指令信 号控制电路I O地址分配图和梯形图 2 厅召 唤控制电路I O地址分配图和梯形图 3 层楼 控制电路I O地址分配图和梯形图 4 自动定 一 门安 门安 K 图4 I O接口电路的硬件接线图 向控制电路I 0地址分配图和梯形图 5 开关 门控制电路I 0地址分配图和梯形图 6 指令 专用 超载警铃电路I 0地址分配图和梯形图 2结束语 设计出了满足四层电梯模型控制要求的PLC 控制系统 能实现电梯厅外呼叫 轿箱内选层 楼层及方向指示 开关门 轿厢井道内的上下平 层 检修上下行 电梯上下限位开关 门安全触 板开关 急停开关 其他安全保护开关等功能 该控制系统适用于四层电梯的控制 为PLC的教 学实训 毕业设计提供了控制对象 进一步强化 学生的实际工程意识 在功能上该系统有良好的 扩展性 能进行I 0口的扩展 将来经过适当的 修改和扩展 可适用于更高层的电梯模型 也可 以增加通信的接口 实现多梯并联集选控制 达 到高效运送货物和乘客的目的 参考文献 1 刘宁芬 电梯控制技术 Z 中山职业技术学院 2009 第一作者简介 殷勤 男 1981年生 广西柳州人 硕 士 讲师 研究领域 电梯结构分析及数值计算 已发表 论文8篇 g L 移7匆 0 l 0 麓0 一 I j 9 I 1 l 1 一一 I 1