发布时间 : 星期四 文章七层电梯PLC系统装置设计 - 图文更新完毕开始阅读14d32a174431b90d6c85c7d5
二、输入输出回路
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输入输出单元为 PLC 的 I/O 接口部分，主要由厅外呼叫、轿箱内选层、楼层及方向指示、开关门、井道内的上下平层、上下强迫换速开关、门锁、安全保护继电器、检修、消防、泊梯、称重等单元构成。 （一）、输入单元为：
厅外呼叫单元，用来对各层站的厅外召唤信号进行登记、记忆和消除；轿箱内选层单元，负责对预选楼层指令的登记、消除和指示；开关门按钮，输入 PLC 控制轿门的开闭（厅门也同时动作）；上下平层装置，用来保证电梯轿箱在各层停靠时准确平层；上下限强迫换速开关换速信号强迫电梯减速运行到平层位置；门锁装置（或轿门和厅门联锁保护装置，用于保护电梯的高速运行安全，避免电梯出现冲顶或蹲底事故，当电梯到达上下端站时，装在轿厢边的上下限强迫换速开关打板，信号输入 PLC，PLC 发出），轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提；安全回路，通常包括轿内急停开关、轿顶内急停开关、安全钳开关、限速器断绳开关、限速器超速开关、底坑急停开关、相序保护继电器、上下限极限开关等；检修、消防和泊梯，检修、消防和泊梯为电梯的三种运行方式，检修运行为电梯检修时的慢速运行方式，消防运行有消防返回基站和消防员专用两种运行状态，泊梯状态，消除内选和外呼信号，自动返回泊梯层、关门并断电；称重单元，用来检测轿厢负荷，判断电梯处于欠载、满载或超载状态，然后输出数字信号给 PLC，根据负载情况进行起动力矩补偿，使电梯运行平稳。 （二）输出单元为：
楼层及方向指示单元，包括电梯上下行方向指示灯、层楼指示灯以及报站钟等，目前的方向及层楼指示灯主要有七段码显示方式和点阵显示方式，本系统为七段码显示方式；开关门单元，用于控制电梯的厅门和轿门的打开和关闭，在自动定向完成或电梯平稳停靠后，PLC给出相关指令，完成开关门动作。
2.2电梯电动机的选择
本设计电梯采用有齿拽引机，1：1绕法的拽引系统，额定梯速为1m/s,额定载重量800kg，则电动机额定功率为：
根据实际电动机额定功率系列，初选11KW电动机即可满足要求，相当于系数K取1.4，由电动机选型参数表选YPTD160M2-4.
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表2-1电动机选型参数表
3 PLC的选择及其硬件开发
3.1 设计思想
一、信号控制系统
电梯信号控制基本由 PLC 软件实现。电梯信号控制系统如图3-2 所示，输入到 PLC 的控制信号有：运行方式选择（如自动、有/无司机、检修、消防运行方式等）、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、开关门及限位信号、门区和平层信号等。
二、电梯控制系统实现的功能 (一) 、接受每个呼叫按钮（包括内部和外部的呼叫）的呼叫命令，并作出相应
的响应。
(二) 、电梯停在某一层时，此时按动该层的呼叫按钮（上呼叫或下呼叫），则相当
于发出打开电梯门命令，进行开门的动作过程；若此时电梯的轿箱不在该层，
则等到电梯关门后，按照不换向原则控制电梯向上或向下运行。
(三) 、电梯运行的不换向原则是指电梯优先响应不改变现在电梯运行方向的呼叫，
直到这些命令全部响应完毕后才响应使电梯反方向运行的呼叫。 (四) 、电梯在每一层都有一个行程开关，当电梯碰到某层的行程开关时，表示电梯
已经到达该层。 (五) 、当按动某个呼叫按钮后，相应的呼叫指示灯亮并保持，直到电梯响应该呼叫为止。 (六) 、当电梯停在某层时，在电梯内部按动开门按钮，则电梯门打开，按动电梯内
部的关门按钮，则电梯门关闭。但在电梯行进期间电梯门是不能被打开的。 (七) 、当电梯运行到某层后，相应的楼层指示灯亮，直到电梯运行到前方一层时楼
层指示灯改变。
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运行方式选择 远行控制信号 安全保护信号 呼梯信号指示 内指令信号 输入接口 外指令信号 PLC 输出接口 楼层显示 运行方向指示 开关门控制 开关门信号 门区或平层信号 拖动控制系统
图3-1 电梯PLC控制系统框图
三、电梯操作方式
单台电梯的操作方式有手柄操纵控制、按钮控制、信号控制和集选控制等。在乘客电梯中几乎全部采用集选控制方式。
(一)、单轿厢下集选控制：登记所有轿厢和厅门下行召唤；轿厢上行时，只答应轿
厢召唤，直至最高层；自动改变运行方向为下行，应答厅门下行召唤。 （二）、单轿厢全集选：登记所有厅门和轿厢召唤；上行时顺应答轿厢和厅门上召唤，直至最高层自动反向应答下行召唤和轿厢召唤。 系统采用全集选操作方式。
3.2 可编程序控制器（PLC）的选择
电梯 PLC 控制系统不再使用继电器控制系统中模拟轿厢运动的机械选层器。电梯运行过程中，轿厢所处楼层位置如何检测，PLC 软件如何根据给定的输入信号及运行条件判断或计算楼层数，是电梯正常运行的首要问题，是正确定向和选层换速的前提。
3.2.1 轿厢位置检测
轿厢位置检测装置俗称选层器，它检测电梯轿厢运行状态，所处位置，及时向控制系统发出所需要的信号。其主要功能是：根据登记的内选与外呼信号和轿厢的位置关系，确定运行方向；当电梯将要到达所需停站的楼层时，给曳引电动机减速信号，使其换速；当平层停车后，发出信号以消去已应答的选层、呼梯信号，并指示轿厢当前位置，选层器种类较多，通常分为三大类，即机械选层器、继电器选层器和微机选
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层器。其中机械选层器与继电器选层器将随着继电器控制电梯的逐步淘汰而淘汰。 位置检测方法主要有如下几种：
一、用于簧管磁感应器或其它位置开关。这种方法直观、简单，但由于每层需使用
一个磁感应器，当楼层较高时，会占用 PLC 太多的输入点。
二、利用稳态磁保开关。这种方法需对磁保开关的不同状态进行编码，在各种编码
方式中适合电梯控制的只有格雷变形码，进行运算时需采用 PLC 指令译码，
比较麻烦，软件译码也使程序变的庞大。
由于本文是五层电梯的控制故选用感应器检测轿厢位置。
3.2.2 可编程控制器（PLC）的选型
考虑到本次设计的电梯系统有五层，且开关量居多，模拟量较少；对于开关量控制为主的系统而言，一般PLC的响应速度足以满足控制的要求，在小型PLC中整体式比模块式的价格便宜，体积也小，综合考虑后，系统选择了德国西门子公司生产的S7-200系统PLC。
S7-200 系统 PLC 具有以下几方面的优点：
一、S7-200配置灵活，除主机单元外，还可扩展 I/O 模块，A/D 模块，D/A
模块和其它特殊功能模块。 二、S7-200指令功能丰富，有各种指令，且指令执行速度快。
三、S7-200可用内部辅助继电器 M，状态继电器 S，定时器 T，寄存器 D，计数
器 C 的功能和数量满足了系统控制要求的需要。
四、S7-200的编程可用编程器，也可以在 PC 机上使用西门子公司的专用编程软
件STEP7-Micro/WIN 来进行。编程语言可用梯形图或指令表。尤其是可用 PC
机对系统实时进行监控。为调试和维护提供了极大的方便。
3.3 PLC 控制系统硬件开发
电梯 PLC 的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和
拖动控制系统两部分组成。图 3-3为电梯 PLC 控制系统的基本结构图，主要硬件包括 PLC 主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。
系统控制核心为 PLC 主机、操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC 输入接口送入 PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。
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