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孙亚宁
（昆明理工大学应用技术学院昆明650093）
摘 要：针对PLC课程的实验大多远离实际工业控制环境,实验效果不理想的问题,本文介绍了四层楼电梯PLC控制教学模具的设计与实现,采用实际的元器件如传感器、电机制作,可在线编程,调试,给出了电梯模具的部分硬件电路及程序设计.该电梯模具实验应用效果良好,值得推广.
关键词：PLC电梯教学模型梯形图
Teaching Module Design of Elevator Controlled by PLC
SUN Yaning
( Faculty of Application Technology, Kunming University of Science And Technology,Kunming,650093,China)
Abstract:According to the experiment of the PLC course most far away from real industrial control environment, the effect of experi-ment isn&,acute, t perfect, Tlus paper introduces the design and implementation of teaching module of four storey elevator controlled by PLC,using real device make, such as feeler unit ,motor, programming and debugging can be made on line. This paper provides partial hard-ware circuit and program design of elevator module. The elevator module experiment application effect is good, so it is worth spreading,
Keywords:programmable logic controller ( PLC) , the elevator teaching model, trapezoid diagram
利用PLC控制电梯系统具有接线简单、编程直观、维修方便、可靠性高、运行平稳、舒适感好等特点.因此,PLC在电梯控制领域得到了广泛而深入的应用；目前,PLC控制的电梯系统已成为楼宇智能控制、机电一体化、电气自动化等专业的重要内容之一.
PLC课程的实验大多采用教学仪器公司生产的仿真实验台,这种仿真仪器论文范文贵,难以大面积普及,做实验时学生以观摩为主.采用拨动开关模拟限位开关、光电开关、行程开关、霍尔元件等传感器,常用发光二极管演示控制对象的运行情况.做实验时,学生可根据控制要求拨动输入端的模拟开关,观察输出端的负载变化,这种方法远离真实的工业控制环境.本文设计了一套PLC控制电梯教学模具,采用真实的传感器和电机作实验,更加深了学生对PLC应用的理解.
1. 电梯PLC控制系统要求
该电梯教学实验模型为四层电梯装置.电梯运行是根据厅门呼叫信号,轿厢内选层信号,限位开关信号及程序控制实现的.根据输入信号及电梯的相应状态控制电梯运行.电梯所在楼层采用数码管显示.每层设有呼梯按钮和平层限位开关.具体要求如下：
(1)电梯启动后,若有呼梯信号,则运行.
(2)电梯能自动响应厅门和轿箱内指令.
(3)到站自动平层开门,电梯自动开门,延时一定时间后,电梯自动关门,若未到关门时间需实现关门操作时,可以按下关门按钮实现关门动作.
(4)电梯停于某一层时,数码管应显示该层的楼层数.
(5)按内、外呼梯指令能自动定向.
(6)电梯到达顶层或底层时,自动停止并转换运行方向.
2. 电梯控制结构框图
PLC控制电梯教学模具由轿箱,支架,导轨,变压稳压电源,PLC,限位开关,呼梯按钮,直流电机,继电器,LED数码管等组成.电梯结构如图1所示.
该电梯模型中,轿厢电机及开关门电机采用直流电机驱动,由12V、6V电源供电,改变电机转向通过改变电枢电压方向实现.数码管显示电路由+5V电源供电.电梯内外呼梯按钮及平层限位等PLC的输入信号电源由PLC内置电源提供.
3.PLC的选型及输入输出端口的安排
3.1 PLC的选型
通过计算所需接入PLC的各类信号,算出所需的输入、输出点数.输入点有：厅门按钮6个,楼层平层限位4个,轿厢内选按钮4个,共计为14点,输出点有：电梯上行2个、下行2个,数码管显示7个,自动开关门信号1个等共计为12点.考虑一定余量,故可选择三菱FXIN - 40MR基本单元（直流输入24点,继电器输出16点）构成基本控制单元.
3.2输入输出地址
该电梯模具设计直流电机正转,电梯上行,由12V电源供电,电机反转,电梯下行,由6V电源供电,电梯在运行中上升时电机采用12V直流电源,下降时采用6V直流电源,在考虑轿厢和外部接线电路重力的问题上保证了电梯的平稳运行.楼层显示由共阴极的数码管显示.I/O分配见表1、表2.
4. 电梯开关门硬件电路设计
设计要求电梯在运行过程中,到达停层位置时能够实现自动开关门动作,同时电梯还必须能够进行手动的开关门操作.为了节约PLC中输出点数,在设计中采用内部PLC程序控制和外部电气接线电路相配合的控制来实现以上功能.电路中在开门和关门电路中串人对方的常闭触点来实现互锁,即在开门的过程中按下关门按钮SB2不能动作,反之亦然.这样的设计方式使得电机的正反转不能同时接通,保护了直流电机,也使得电路安全可靠.如图2所示：
电梯控制系统:电梯门禁系统－电梯控制系统－深圳柯尔特－梯控系统－FLASH视频演示
5. 电梯控制PLC程序设计
根据电梯运行方式的要求和PLC输入／输出接线图的端口安排,结合外部电气控制接线图的控制电路,四层楼电梯PLC控制系统的部分梯形图没计如下.采用MELSOFT系列GXdeveloper version 7 PLC程序设计软件,能够满足多层次的逻辑设计的要求,也可进行仿真验证、时序分析、在线实时监控等控制,而且程序修改简单易行,为了实现自动显示轿厢位置的控制要求,设计中把七段数码管采用共阴极接法,a~g的阴极接到PLC基本单元的输出端,采用SV直流电源供电,采用电阻进行降压.用行程开关来提供触发信号,通过程序中梯形图的设计来实现控制要求.这样的设计动作可靠,程序直观.
5.1 电梯模型呼梯信号响应控制.
由于内、外呼梯按钮为常开式,瞬间接通有效,故需对信号进行自锁.当原停层与呼叫层相同时,呼叫无效,当电梯上行或下行到相应层时,消除该层呼叫信号.
5.2 电梯模型同向多层同时呼梯响应控制
当同一方向的几层楼同时呼叫时,到达中间的几层应能够暂停,中间的几层每层可暂停9s（时间可自行设定）来响应呼叫.暂停采用定时器延时,与平层限位开关组合逻辑实现.
电梯停于2楼,3、4楼同时呼叫,上行3楼停9秒,上行4楼停.
电梯停于4楼,3楼、1楼同时呼叫,电梯下行3楼,停9秒,下行1楼停.
5.3电梯上下行控制
电梯响应呼梯信号时,应能够判断原停层与呼叫层之间的位置关系.如原停层小于呼叫层,电梯上行；原停层大于呼叫层位置,电梯下行.
电梯停于4楼,3楼呼叫,电梯下行.
电梯停于l楼或2楼,3楼呼叫,电梯上行.
5.4电梯自动开关门控制
6.结束语
通过对四层楼电梯PLC控制系统的设计制作、运行分析和总体检测、调试,该系统设计实现了电梯位置的确定与显示,轿厢内选层命令响应及门厅的召唤信号响应,电梯自动运行时的呼梯信号响应,轿厢的平层与停车、安全保护等功能.该电梯教学模具自投入到楼宇控制相关课程的实践教学以后,学生普遍反映良好,能较真实模拟实际工业环境,加深了认识,锻炼了学生的动手能力.
参考文献
[1]谢克明等主编．可编程控制器原理与程序设计[M]．北京：电子工业出版社,2002.8.
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作者简介
孙亚宁（1970 -）,女（汉）,昆明理工大学,副教授,学士,主要从事控制理论与控制工程.
总结：本文是一篇关于电梯控制论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
电梯控制系统引用文献:
[1] 电梯控制系统和电梯论文写作参考范文 电梯控制系统和电梯有关论文写作资料范文2万字
[2] 电梯控制系统和plc论文参考文献范文 关于电梯控制系统和plc相关专科毕业论文范文2万字
[3] 电梯控制系统和电梯大学毕业论文范文 电梯控制系统和电梯论文写作技巧范文3000字
