淺談電梯模型（xíng）控製係統

摘要： 電（diàn）梯是現代高層建築的垂直交通工具,與人們的生活緊密相關,隨（suí）著科技的高速發展,人們對電梯的要求也越來越高。電梯的控製（zhì）係統已經由初期的（de）繼電器控製向微機控製發展,可編程（chéng）控製器由於具有可靠（kào）性高（gāo）、功能強大等優點成為（wéi）電梯微機（jī）控製係統的核心；而電梯的拖動係統由直流（liú）電動（dòng）機拖動向交流調壓調速控製發（fā）展（zhǎn）,使（shǐ）電梯運行的可靠性、安全性、舒適性等方麵得到了提高（gāo）。本文章講述了四層透明電梯教學模型的機械結（jié）構原理,設（shè）計並分析了電梯的PLC控製係統,通過分析軟件設計思想,完成了電梯教學模型的完全仿真控製,並且對電梯控製的監控軟件做了詳細的設計分析,實現了對電梯模（mó）型的動態監控。目前,這種教學電梯模型已經應用在（zài）教學係統中,對於學生學習可編程控製技（jì）術、組態軟件等課程提供了實訓設備,直觀、真實、形象的演示了控製過程,具有重要的實際應用價值。
1、電梯模型總體設（shè）計要求：
　　本文以一個四層電梯模型PLC控製係統為例，分為有司機、無司機（jī）、消防三（sān）種工作模式實施控製。主要具備以下功（gōng）能：
　　1.1 自動響應層樓召喚（huàn）信號(含上召喚和下召喚)。
　　1.2 自動響應轎廂服務指令信號。
　　1.3 自動完成轎廂層樓（lóu）位置顯示(二進製方式)。
　　1.4 自動顯示電梯的運行（háng）方向。
　　1.5 具有（yǒu）電梯（tī）直達功能和反向最遠停站功能。
2、電梯模型硬件設計：
　　2.1 電（diàn）力驅（qū）動係統
　　電力驅（qū）動係統主要包（bāo）括：電梯轎廂，牽引電動機，製動機構和相關的開關電路（lù）。
　　2.2 信號係統
　　電梯的控製（zhì）信（xìn）號大多是由PLC實現（xiàn）的。輸入信號有（yǒu）：運行模式信號，操作控製信號，轎廂指令信號，廳門（mén）呼梯信號等。電梯（tī）係統的所有控製功能都是由PLC程序完成（chéng）的（de）。圖1中（zhōng）顯示了電梯的PLC控製係統框圖。
3、電梯模（mó）型軟件設計：
　　3.1 I/O端口分配
　　由於呼叫時（shí）間、呼叫地點、乘客目的地的隨機性質，電梯控製（zhì）係統是一個典型的實時、隨機邏輯控製係統。本文（wén）采用集選（xuǎn）控製方（fāng）法與西門子PLCs7-200及其擴展模塊。I/O端（duān）口分配具體為：一層上（shàng）召喚(I0.0)、二層下召喚(I0.1)、二層上召喚(I0.2)、三層下召喚（huàn）(I0.3)、三層上召喚(I0.4)、四層下召（zhào）喚(I0.5)、一層行程開關(I0.6)、二層行程開關(I0.7)、三層行（háng）程開關(I1.0)、四層行程開關(I1.1)、上（shàng）行繼電器(Q0.0)、下行繼（jì）電器（qì）(Q0.1)、一層顯（xiǎn）示（shì）(Q0.2)、二層顯示(Q0.3)、一層指令(I1.2)、二層指令(I1.3)、三層指令(I1.4)、四層指令(I1.5)、向（xiàng）上行駛(I1.6)、向下行駛(I1.7)、有司機模式(I2.0)、無司機模式(I2.1)、直駛專用開關(I2.2)、置消防開關(I2.3)、三層顯示(Q0.4)、四層顯示(Q0.5)、開門顯示（shì）(Q0.6)、關門（mén）顯示(Q0.7)。
　　關（guān）於軟件的設計，我們（men）采用模塊（kuài）化的方法來寫梯形圖程序。模塊之（zhī）間的信息傳輸則依（yī）靠PLC的（de）中間寄（jì）存器來實（shí）現。
　　整個程序主要由電梯位置顯示模（mó）塊，廳外層樓選擇模塊，轎廂層樓選擇模（mó）塊組成。
　　3.2 呼叫信號的（de）傳送
　　本（běn）次設計的呼叫信（xìn）號的傳（chuán）送與寄存采用字傳送指令來實現。當EN有輸入信號時，IN端口的數字就會（huì）傳送到OUT端口並寄存與VW0中。在層樓顯示、廳外呼叫和轎廂內呼叫該指令相同。
　　3.3 比較指令
　　本文設計中的比較指令分（fèn）別表示為（wéi）整數大於、整數小於和整數等於指令。整數大於指令：當VW4大於VW0時接通;整數小（xiǎo）於指（zhǐ）令：VW4小於VW0時接通（tōng）;正整數指令：當VW4等於（yú）VW0時接通。
　　VW0寄存的是來自廳外呼叫（jiào）和轎廂（xiāng）內呼叫的信號，VW4寄存的層樓顯示信號。通過運用VW0和VW4的比較來決定（dìng）轎廂的上行或下行。
A.、電梯模型限速器與（yǔ）安全鉗保護係統
當發生意外事故時，轎廂超速或高速下滑（如鋼絲繩（shéng）折斷，轎頂滑輪脫離，曳引機蝸（wō）輪齧合失（shī）靈，電機下降轉速過高等原因）。這時，限速器就會緊（jǐn）急製動（dòng），通過安全鋼索及連杆機構，帶動安全鉗動作，使轎廂卡在導軌上而不會下落。
B.、轎廂、對重用彈簧緩衝裝置（zhì）
緩衝器是電梯極限位置的（de）安全裝置（zhì），當電梯因故障，造成轎廂或對重蹾底（dǐ）或衝頂時（極限開關保護失（shī）效），轎廂或對重撞擊彈簧緩（huǎn）衝器，由緩衝（chōng）器吸收電梯的能量，從而（ér）使轎廂（xiāng）或對重安全減速直至（zhì）停止。
C.、終（zhōng）端極限開關安全保護係統
在電梯井道的頂層及底層裝有終端（duān）極限開關。當電梯因故障失控，轎廂（xiāng）發生（shēng）衝頂或蹲底時，終端極限開關切斷控製電路，使（shǐ）轎廂停止運行。
D.、門安（ān）全觸板（bǎn）保護裝置
在轎廂門的邊沿上，裝有活動的安全觸（chù）板。當門在關閉過程中，安全（quán）觸板與乘客或障（zhàng）礙物（wù）相接觸時，通過與安全觸板相連的聯杆，觸（chù）及裝在轎廂門（mén）上的微動（dòng）開（kāi）關動作，使門重新打開，避免事故發生。
E.、門機力矩（jǔ）安全保護裝置
門機用一定的力矩（jǔ）同時關閉轎廂門和廳門。當有物（wù）品或人夾在門中時，就增加了關門力矩，於是通過相連（lián）的行（háng）程開關使轎廂門和廳門自動重新打開，從而避免（miǎn）事故發生。
F、廳門自動閉（bì）合裝置
電梯層門的開與關，是通過安裝（zhuāng）在轎（jiào）門上的開門刀（dāo）片（piàn）來實現的。每個層門都裝有一把門（mén）鎖。層門關閉（bì）後，門鎖的機械鎖鉤齧（niè）合，同時（shí）層（céng）門（mén）與轎門電氣連鎖觸（chù）頭（tóu）閉合，電梯控製回路接通，此時電（diàn）梯才能啟動運行。
4、電梯（tī）模型（4層）基本實訓項目：
1、傳感器檢測
2、變頻器的基本（běn）使（shǐ）用
3、定時器指令
4、數學運算指（zhǐ）令
5、高速計數器
6、轎（jiào）廂（xiāng）自動開關門控製
7、電（diàn）梯運行呼叫指示驅（qū）動
8、樓層顯示
9、廳門安全控製
10、電梯終端（duān）開關保（bǎo）護
11、電梯升降減速控（kòng）製
12、采用光電編碼器的定位
5、電梯模型操（cāo）作與總結：
　　4.1 係統工作無司機工作模（mó）式：按（àn）下無司機工作模式（shì）按鍵，電梯工作於無司（sī）機工作模式，此時電梯自動記憶轎廂（xiāng）內或廳外的（de）各種呼叫。電梯上行與下行形（xíng）成互鎖（suǒ），即電梯上行或下行時對相反（fǎn）方（fāng）向的呼叫不作出回應，隻是對呼叫的信號進行記憶，當轎（jiào）廂到（dào）達指（zhǐ）定位置時自動開門，開門指示燈亮延時3s後關門，關門指示（shì）燈亮。電梯才執行相反方向的呼叫信號。
　　4.2 係統工作於有司機工作模式：按下有司機工（gōng）作模式按鍵，電梯工作於有司機工（gōng）作模式，此時電梯自動對廳外和轎廂內指（zhǐ）令（lìng）的呼叫進行記憶。轎廂到（dào）達指定的（de）位置時自動開門（mén），開門指示燈亮。待司（sī）機按（àn）下上行或下行按鍵時，關門指示燈亮，電梯關門並執行（háng）其他記憶的信號。
　　4.3 係統工作於消防工作模式：按下消防工作模式按（àn）鍵，電梯工作於消防工作模（mó）式。此時電梯隻（zhī）能執行直駛功能，廳外的呼叫信號無效，轎廂到達指定位置時自動開門。
　　本文完成了對（duì）四層電梯模型控製（zhì）係統的（de）設計，該係統使用西門子s7-200plc係列設計完成，具有三種工作（zuò）模（mó）式：有司機、無司機、消防工作模（mó）式（shì），可根據不（bú）同模式執行不同的運行狀態，電梯的運行方向及電梯所在層樓位置顯示采用發光二極管（guǎn）進行顯示。結果表明，經（jīng）過PLC技術改進的該電梯模型的電氣控製係統（tǒng）運行可靠，維護方便。
6、結束（shù）語：
　　電（diàn）梯控製係統對於每一個電梯的（de）平穩安全（quán）是（shì）至關重要的，傳（chuán）統的電梯電氣控製係（xì）統是一種（zhǒng）繼電器控製係統，具有（yǒu）電路複雜，故障高和可靠性差等特點，大大影響了電梯的（de）運行質量。而（ér）PLC控製可（kě）靠性高，設計方便靈活，運行穩定，本文介紹了四層電梯plc控製係統的基本結（jié）構（gòu），控製原理和（hé）實現方法（fǎ），結果表明（míng），經過PLC技術改進的居民（mín）樓中繼電器控製電梯的電器控製係統運行可靠，維護方便。

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