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1、PLC电梯控制系统的硬件和软件设计1引言1PLC控制电梯的优势分析22.1 PLC的工作原理22.2 PLC控制电梯系统的优点2PLC电梯控制系统的硬件设计32.3 电梯控制系统的总体结构32.4 电梯系统中的主要电气设备32.5 电梯系统的主电路图及工作原理4PLC电梯控制系统的软件设计62.6 电梯的主要功能62.7 电梯的正常工作状态62.8 电梯各环节梯形图软件设计75结论14参考文献15致谢错误!未定义书签。能无法关上门。还有种情况是乘客超过了额定载客量，超生感应器识别之后就会 接通X13,然后接通M70,此时电梯门就会再次翻开。4.3.3 电梯关门环节梯形图电梯门闭步骤与开门大致相
2、同，重点包括以下五种不同的情况，并联这几部 分的梯形图，可以将电梯门闭合过程中的总梯形图构建出来，详细请参照图4.3。图4.3电梯门闭合过程示意梯形图(1)如果电梯停靠在平层，用户出了轿厢之后，电梯门那么会自动闭合，利用 钥匙将关闭之后，就会断开电源，此时PLC那么不再进行工作，电梯门闭合。(2)在电梯运行环节中，已没有乘客再进入或离开电梯，此时如果还没有到 达程序设定的停站时间，采用人工关闭的方式可预先将电梯门关闭。(3)在电梯门翻开的过程中，开门T5那么开始进行计时，当到达设定的7s时 间之后，电梯门就会自动进行闭合。(4)如果电梯门在运行时出现了一些阻挡物或者载重超过了额定载荷量，那么
3、会接通M70,此时M70将会串联M12那么实现禁止关门的目标。(5)当电样处于维护保养的情况下时，就会接通X40,可采用人工操作的方 法触动XI此时串联X40,将会到达关门的目的。权衡到维护保养情况下的电梯门 闭合，因此这种情况下将不可以实现自动关门。4.3.4 电梯确实定上下行方向环节梯形图电梯在运行过程中，识别到电梯内外需求指令的情况下，可以按照所在层比 照需求目标层，最后对进行上升或是下降作出确立。如果确立好运行方向之后， 与电梯相同方向的内外的需求信号未得到满足时，此时那么会保存上升或是下降的 信号。如果电梯正在维护保养的情况下，此时是无需进行方向确立的。通过图4.410可以看出电梯方
4、向确定详细的梯形图。图4.4电梯上升环节示意梯形图图中M51-M55 一依次表示的是二至六楼的轿厢内选信号;M41-M45一依次表示的二至六楼的楼层信号；X40一检修开关；X37继电器；Y4一电梯上行显示灯；M18 一下行继电装置相互锁定信号；M31一二楼电梯上行外呼信号；M32一二楼电梯下行外呼信号；M33 一三楼电梯上行外呼信号；M34一三楼电梯下行外呼信号；M35一四楼电梯上行外呼信号；M36一四楼电梯下行外呼信号；M37一五楼电梯上行外呼信号；M38一五楼电梯下行外呼信号；11M39一六楼电梯下行外呼信号;电梯自动运行时启动加速和稳定运行环节梯形图电梯如果确立了是上行还是下行同时X36
5、处于关闭的状态时，就能够加速运 行，通过图4.5可看出其详细的梯形图。其主要的运行规律是,如果电梯处于向上运行的状态，已接通了上行信号M16, 在这种情况下闭合门之后将会连接X36,那么丫2、丫6就会处于启动状态，此时电 梯开始快速上升，然后延长L7s的时间，接通Y10,到达加速上升的目的；如果处 于下行状态时，接通下行信号M18,在这种情况下闭合门之后将会连接X36,那 么丫3、丫6就会处于启动状态，此时电梯开始快速上升，然后延长L7s的时间， 接通Y10,到达加速下降的目的。电梯运行时，倘假设接通了 M22,同时触及到XII 的情况下，丫2那么处于关闭状态，此时电梯会慢慢停止；当电梯在下降
6、时解及到了 X10, Y3那么处于关闭状态，此时电梯会停止运行。4.3.5 电梯运行的故障保护及显示电路梯形图12M12X036167M72M72MilT4919。一| 卜(1)电梯在闭合环节时如果由于某东西被夹等情况时，那么会再次将门找开， 到达设定的时间后那么会将门闭合，但在闭合过程中假设遇到障碍不能完全闭合时， 那么会重新自动开门。此操作会不断循环，在这种情况下倘假设无人员第一时间进行 解决，那么易导致门发生故障，所以在产生该情况时那么非常有必要启动保护装置, 即重复开关门次数超过六次，那么启动预警装置。通过图4.6可看出其详细的梯形图。V!72K100K6CC1K20149K20 (1
7、50。040MOV K6DO!OV K7DO图4.6电梯异常重复开关门示意梯形图电梯门在进行闭合的过程中，会接通M12,倘假设在设定的时间内，接通了 X36, 没有连接M72和T6的情况下，门是不会重新翻开的。但是倘假设是设定的时间内无 法实现电梯门的完全闭合，X36处于接通的状态时，同时接通了 M72和T6,电梯 门就会被再次找开，到了开门设定的时间时，将会接通定时器T5,电梯将重新闭 合，未实现完全闭合时，那么又会自动翻开，不断重复此动作至六次的情况下，就 会接通C1,那么会启动振荡装置，这时将会发出电梯异常重复开关门的预警信号。(2)当启动X42时，那么亮起Y41指示灯。如果X42为Of
8、f时，那么不会亮起 Y41o同时启动振荡装置。这种情况下辉光管显示的8、9那么会轮流显示。通过图 4.7可以看出安全运行保护程序详细的梯形图。ho?.i7613IS 1913XO42 T60T59K20139K20T60159T60T卜X042T卜010V K8Y04 I图4.7安全运行保护程序示意梯形图(3)如果电梯门循环进行开关的回数超过设定的限度，亦或是X42为Off的情况下，将会电梯的全部元器件开启保护措施，防止故障的产生，在没有相应需求指令的情况下，电梯正常是没有响应的。没有亮起Y41同时电梯不再上行或下行，通过图4.8可看出其详细的梯形图。626ZRST Y000033C1RSTY
9、011图4.8电梯异常停止运行示意梯形图145结论笔者根据其所学的相关专业知识，通过深入的分析之后，对PLC六层电梯控 制程序作出合理的设计。根据可编程控制器的多种优点如线路不复杂、方便拓展 等设计了硬软件。出现楼层增多的情况下，无需调整之前的线路连接方式，仅新 增相应的输入信号即可；并且很少有进行变动的局部，仅将相应的楼层重要组成 局部新增进去就可以了，从而有利于电梯后续功能的增加。笔者通过研究实现了如下几项内容：(1)在对电梯出现的根源及开展历程进行全面知晓的同时，对其工作环节以 及控制程序有了更加深刻的了解，并且对于电梯控制程序中PLC的基本工作规律 有了新的认识。(2)对PLC的硬件设
10、计进行了相关阐述，同时对主线图、安全回路作出了详 细的规划，在此基础上对各电路图的基本运行规律和环节展开了详细的介绍。(3)按照电梯所要到达的相关功能和程序框图，对控制程序的软件作出了深入研究，同时对每个步骤的梯形图作出了重点设计。15参考文献1徐洁.PLC在电梯控制系统中的应用探析J.机械管理开发,2016(10):132-133.高山，纪昕洋，马晴. PLC在电梯控制系统中的应用J.通讯世界, 2017(11):283-284.3王晓宁.PLC在电梯控制系统中的应用J.科技尚品,2016(6).4王真桢.PLC在电梯控制系统中的运用J.科技尚品,2016(11).5傅陈钦.PLC在电梯控制
11、系统设计的应用J.科技风,2018(4):139-139.6符林芳.基于PLC的电梯控制系统的开发与设计J.自动化与仪器仪表, 2019(7).1引三随着市场经济的快速开展，居民对住房要求水平也随之提出更高标准。电梯 成为了越来越普及的建筑物内的运输工具，在居民生活关系中扮演着重要角色。 接踵而来的安全问题成为了人们的关注焦点。传统电梯采用继电器控制电路，其 硬件水平已经不能满足与适应现代生活对电梯的功能需求。近年来，可编程控制 器(PLC)由于其出众的稳定性以及易操作性，得到了越来越广泛的应用。在电梯市 场中占据着主导地位，引领电梯行业进入了新的开展时代。电梯在节省人们时间 和体力的同时也带
12、来了一定的风险，一旦发生安全事故由此产生的经济损失和人 身伤亡将不可估量，容易造成极其恶劣的社会影响。本文介绍了 PLC控制电梯的 优势并绘制出PLC控制电梯的系统电路设计，并结合现今的开展方向，从而对电 梯运行过程中的各种信号到达有效的控制，确保其可以实现安全稳定的运行并为 人们提供良好的舒适性。2 PLC控制电梯的优势分析PLC的工作原理PLC主要有运行和停止两种运行方式。如果其处于停止形态，扫描仅包含两 个处理过程分别是内部及通信；如果其处于运行状态时，那么其工作方式是反复扫 描。接收到首个指令后，就会根据特定的次序依次执行相关操作，到程序完成为 止。接着又会重新进行扫描，循环往复。PL
13、C在运行过程中除了内部及通信息两 个处理阶段之外，还涉及有输入和输出处理以及执行程序。于此之中执行程序通常包括三个阶段即采样、执行以及更新，除此之外，PLC 具体运行的过程中还具备自动排除故障的功能，同时还可实现和外部设备的信息 传输等。并且，PLC在执行程序中运用的是输入输出集中更新方法，就算输入信 号出现了异常，也不会对存储器造成影响。2.1 PLC控制电梯系统的优点主要包含有以下几条突出优点：(1)可编程控制器在电梯控制系统中进行了引用，有效提高了电样运行的安 全稳定性。(2)将大多数的继电器作出了淘汰，从而促使系统总线及构造更加简单。(3)各类庞大的系统通过PLC都能进行有效控制，可实
14、现控制功能的快捷调 整。(4)通过PLC能够实现系统自诊断及风险预警等，易于进行设备检修，加强 运行可靠性。(5)在群呼管理中能够进行应用，同时大大加快电梯工作速度。3 PLC电梯控制系统的硬件设计电梯控制系统的总体结构在计算机技术快速提升的过程中，PLC电梯控制技术将传统的断电器技术进 行了全面取代。其与其他形式的电梯控制机制是相同的，通常包含两局部即信号 和拖动。PLC控制系统的整体构造详情参照图3.1,于此之中主机是系统控制的关 键性局部，而操纵箱、安全装置等通过I/O将信号向PLC中进行传输，接过控制 软件将信号传送至拖动系统，从而促使电梯正常运行。图3.1 PLC电梯控制系统示意框图
15、该系统是通过厅外召唤、厅内按钮实现自动控制的，电梯通过厅内的按钮发 出相应指令，厅内按照顺序执行相关指令促使电梯工作，从而运行到所选层。主 要是通过电机运转带动电梯垂直运行的，当电机顺时针转动时那么带动电梯上行， 当电机逆时针转动时那么会带动电梯下行；同时在电梯启动时可实行加速，在电梯 停止时可实现减速等确保其稳定运行。而另一台电机那么可以实现轿厢门的控制， 当其进行顺时针转动时那么带动轿厢门翻开，当电机逆时针转动时那么带动轿随门闭 合，在各层电梯中都安装有紧急呼叫键、开门键及闭合键。在电梯厅外的各楼层 等候区都安装有上下行按钮等。3.1 电梯系统中的主要电气设备(1)牵引电动机其是电梯的主要
16、提升装置，重点构成局部包括驱动机、减速装置和电磁抱闸。(2)自动门机主要是对电梯门的开关进行控制。电梯门包括一个轿门和各楼层厅门。如果 电梯停止在一个楼层时，该层相关的顶门那么会实现自动翻开，唯有轿门与厅门实 现完全闭合之后电梯才能实现运行。(3)楼层指示灯其是设立在轿箱顶端，主要是用来对电梯上下方向和所在楼层进行显示。传 统使用的是低压灯，目前大局部采用的是辉光管，同时和呼梯盒组合成一个整体。(4)平层及开门装置主要包括楼层和平层两个感应装置，当电梯处于上升时，楼层感应装置被上 磁板触及后，就出产生相应的减速停车指令，电梯那么会慢慢减缓运行速度，直到 触及平层感应装置时，那么会产生停止和开门
17、的指令，电机停止转动。当电梯处于 下降过程中时，楼层感应装置被下磁板触及后，就出产生相应的减速停车指令， 电梯那么会慢慢减缓运行速度，直到触及平层感应装置时，那么会产生停止和开门的 指令。(5)轿厢位置检测装置重点是对轿厢的运行情况和所在的楼层进行检测，同时将需求信号传送至控 制系统。运行方向主要是按照特定的必要程序、轿厢以及外呼的相互联系来进行 确立的，如果电梯快要抵达目标层的情况下，那么会向电机发出减速的指令，在平 层停止运行之后，相应的指令那么会清除同时对所处楼层进行响应，同时显示出轿 厢所处楼层。其包含有多种类型，一般包括继电器、机械以及计算机三个选层器。 于此之中，在断电器技术慢慢被
18、代替的过程中前两种选层器也将会被慢慢取代。3.2 电梯系统的主电路图及工作原理通过图3.2所示，其中M三相交流电梯专用电动机；KM3一电机顺时针转动接触器；KM4一电机逆时针转动接触器；KM5一电梯快速运行接触器；KM6一电梯低速运行接触器；KM7一电梯起车时加速接触器；KM8、KM9、KM1O一即将到站时减速接触器，对平层停车过程中的加速度进 行控制；L1,L2一串连电抗；RI,R2 一串连电阻；和加减速接触器进行有机协作从而确保电机按照特定的 加减速度运行。图3.2电梯速度控制系统示意主线路图在通电状态下，如果KM3和KM5进行连接，电梯就会向上运行，如果KM4 和KM5实现连接，那么电梯
19、就会向下运行；在电梯到达目标楼层的情况下，KM5 那么会自动断开连接，KM6实现自动连接，此时电机就会变换成低速状态，在串连 电抗的作用下，控制电梯在垂直运行中保持低速状态，同时按照特定的时间顺序 分别与制动减速接触器相连，KM8的时间为Is, KM9的动作时间为1.5s, KM 10 的时间是2s。对电梯减速运行的快慢进行调整，从而给人们带来良好的体验。当 到达目标楼层时，所有接触器断开连接，电磁机械刹车，电梯处于停止状态。如 果电梯处于维护和调试的情况下，此时运行只可与KM6进行通电吸合从而缓慢上 升或下降。4 PLC电梯控制系统的软件设计电梯的主要功能(1)电梯至平层之后可人工开关电梯门
20、，也可实现自动翻开与闭合。(2)在对轿厢的垂直运行进行控制时可通过一台交流电机实现。(3)迎接用户进入轿厢时可实现自动开门。(4)如果轿厢内没有其他信号，同时也没有外呼指令时，电梯可实现自动六0 o(5)在系统特定时间内可实现自动闭合。当用户触动厢内关门键时，在时间 定时器设置的延时内，电梯能够自动将门预先闭合。(6)电梯还未启动的情况下，触动开门键，可翻开轿厢门。(7)在每个楼层进电梯的地方都安装有上下行按钮(最下一层楼的门厅处只 有上行按钮，最高层的门厅处只有下行按钮)。(8)在电梯的内外都安装有运行方向显示灯和所在层显示灯。(9)如果轿艇内有同时具有不同目标层的信号需求，电梯可以自动根据
21、楼层 顺序依次进行停留，同时实现上下方向的自动感应。(10)电梯停靠之后此时轿厢内具有不同方向的指令时，可实现自动定向。(11)电梯在上下行过程中可以对呼梯信号作出响应，当有相同方向的需求 时，可实现依次停靠。(12)如果电梯揩轿厢中的所有指令完成的情况下，可实现自动转向，对不 同方向的指令作出响应。(13)在轿艇中安装有开关门指示按钮、各楼层数字按键、报警键、照明设 备和风扇。4.2 电梯的正常工作状态PLC在通电的情况下，那么会启动梯形图，可由于电梯对于相关的输入指令还没进行识别，自然就不能对接收到的指令进行反应。以便促使该问题得以有效解 决，应当确保电梯到达平层时明确相应的楼层同时门是闭
22、合的。因此电梯必须按 照以下流程才能对呼叫作出正常的响应：(1)电梯感应出呼叫信号之后，比照该楼层和轿厢当下所处的楼层信号，然 后进行自动定向。(2)轿厢在运行时按照先慢后快的方式，同时保持快速运行直到减速位置。(3)如果电梯识别出所到到达的楼层减速位置所发出的指令，就会减速运行, 然后从快速转移成缓慢运行至目标层后实现停靠。(4)电梯到达平层之后，在定时器设定的延时时间内闭合电梯门，还未启动 运行时，楼层显示器将一直显示当前楼层。4.3 电梯各环节梯形图软件设计楼层位置的数码管显示环节梯形图通过七段辉光管能够将电梯运行时当前所在的楼层显示出来，通过图4.1可以看出辉光管显示过程中的详细梯形图
23、。其程序梯形图如图4.1所示。X034XO356|卜X010movmovX01113-H F-Y00218| HY00323 | HM800028| 1M0什Ml什BCDK6KIpls pls inc dec DODODOMOMlDODOK1Y034图4.1电梯所在楼层显示过程示意梯形图4.3.1 电梯开门环节梯形图电梯门翻开过程中重点包含七种形态，通过并联七局部的梯形图，可以将开 门过程中的总梯形图构建出来，详细请参照图4.2。，图4.2电梯门翻开过程中示意梯形图(1)当电梯停靠在没有指令运行中的楼层时，利用钥匙将其翻开，图中X41 与M8002会连接电源，这种情况下PLC同样会通电，开门环
24、节的梯形图就会自动 运行，此时电梯门翻开，用户即可进入轿艇，电梯按照用户所按下的楼层指令运 行。(2)电梯在平层停止运行的情况下，M25会自动连接电源，此时电梯门自动 翻开。(3)当电梯处于关门状态时，人工触动开门键XO能够实现电梯门的重新打 开。目前大局部电梯在实施检测时通常使用的是光幕亦或是机械式重开门装置， 当有开门的指令发出时，就会进行自动识别再次将门翻开。(4)如果电梯停靠在平层后，并没有其他需求指令，就会停止在当前位置等 待需求信号，当该楼层出现外呼信号时，电梯那么会自动开门迎接乘客。电梯在上 行或下降时，如果出现了相同方向的需求信号，就会停靠在该层自动翻开门；但 如果外呼信号是反方向的，就不会停层。(5)如果电梯处于自动运行的情况下，此时Y2或者是Y3那么会实现连接， M10禁止开门的信号就会发出，M10与Mil在串联的情况时那么实现该目标。(6)如果电梯门在闭合过程中出现了一些阻挡物，X12那么会接通，这时就可