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／ 一 I 测控技 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 2 ． 0 4 ． 0 0 4 ．面编程挖素 Ij 器 P L C在电； 弟 工程中的应用 冯 细香 广东省国防科技高级技工学校 ，广东广州 5 1 0 5 1 5 摘要介绍了P L C 变频器控制电梯的电气控制系统的一种方法，具有使用范围广 、速度变化平滑 、自动化控制等优点，是多种 电梯控制系统设备形式中满足用户用梯要求的一种经济合理的理想电气控制方式。 关键词 电梯 ；P L C；变频器 中图分类号 T P 2 7 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 99 4 9 2 2 0 1 2 0 40 0 1 30 5 Th e Ap p l i c a t i o n o f P r o g r a mma b l e Lo g i c Co n t r o l l e r i n t h e El e v a t o r Eng i ne e r i ng F ENG Xi ． x i a n g G u a n g d o n g N a t i o n a l D e f e n s e T e c h n o l o g y a n d A d v a n c e d Me c h a n i c S c h o o l ，G u a n g z h o u 5 1 0 5 1 5 ，C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e s a me t h o d o f e l e c t r i c a l c o n t r o l s y s t e m o f e l e v a t o r ， wh i c h i s c o n s t i t u t e d b y t h e PL C a n d t r a n s d u c e r ． I t h a s a d v a n t a g e s o f wi d e U S e r a n g e ， s pe e d v a r i a t i o n s mo o t hi n g ， a u t o ma t i c c o n t r o l ， e t c ．I t i s a n e c o n o mi c a l a n d r e a s o n a b l e mo d e o f i d e a l e l e c t ri c a l c o n t r o l i n a v a rie t y o f e qu i p me n t f o r e l e v a t o r c o n t r o l s y s t e m，a n d me e t s u s e r r e q u i r e me n t s wi t h l a d d e r ． Ke y wo r d s e l e v a t o r ； PL C； t r a n s d u c e r 1 引言 电梯在生活中已普及使用 ，比如生活区有直 梯 ，商业 区有 直梯也 有扶梯 ，通 常说 现在 的 电 梯是 P L C变频 控制 的 ，且 不会有 大 的振动 ，舒 适感好 ，省电，但知道 P L C 、变频器在 电梯控 制方面知识 的却不多 。本 文以三 层 直梯 的控 制 方式 之一 的 P L C变频 器控制 为例说 明 P L C在 电 梯工程 中的应用 。此 电梯为乘 客 自己操作 和 自 动操作 的 中速 电梯 ，其 控制流程 如 图 1 所示 。 1 ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 一 I 电 磁 抱闸 制 动 l PL c H 颦 警卜 电 梯 主 机 J I f q t 图1 控制流程图 收稿 日期 2 0 1 1 0 7 1 5 2 P L C介绍【1 】 可编程序控制简称P L C ，是将微型电子计算 机技术直接用 于生产过程 自动化 的装置 ，构成以 机 电一体为特点的 自动化系统。 P L C是专 门为生产过程 自动化而设计 的，控 制功能强，可在一般工作现场安装使用，抗干扰 能力强 、灵活可扩 ，并且特别把可靠性放在首位。 P L C的工作原理是基于对输入信号不断地进 行监视扫描，输入信号来 自按钮 、传感器 、行程 开关等元件 ，当检测信号状态已改变时 ，控制系 统立即作出反应，通过事先编制好的机内程序， 产生输出信号 ，这些信号控制被控系统的外部负 载，如接触器 、继电器 、指示灯等。 P L C具有 丰富的指令系统。基本指令用来取 代传统的继电器逻辑电路 ，用梯形图符号语言的 形成构成系统的软件，形成控制回路。提供与继 电器相类似的 “ 接线网络” ，而实际的接线是不存 在的 技术 P L C的输入 、输出代号由三位八进制数字和 一 个拉丁大写字母组成 ，如x表示输入 ，Y表示 输 出 ，X 0 0 1 简写 x1 ，表示一个输入点 ，Y 0 2 0简 写 Y 2 0 表示一个输出点。 3变频器介绍[3 ] 将变频器联接在 电网与电动机之间作为 自动 调压调频开关 ，通过改变 I G B T导通角 ，获得不同 输出电压和频率 ，由于输出电压频率连续可调， 故可对电动机实现无级平滑调速 。 电梯的主机就是通过调节 电机定子的电压和 频率来 调节 电机转速 ，从而实 现 电梯 的平滑起 动、运行和停靠。 4控制要求 电梯在低层设一个 向上召唤按钮 ，在顶层设 一 个 向下召唤按钮 ，在 中间层 设 一个 向上和一个 向下 召唤按 钮 ，在轿 内操纵箱上设有 与停 站数相等的指令按钮。当候梯 的乘客按下召唤按钮 时 ，召唤 信号被登记。电梯控制系统根 据 轿厢所在位置 ，召唤指令信 号位 置决 定 电梯 的运行 方 向 。 电梯在 向上 的运行 中按 指令 信 号和 向上 召 唤信号 逐一 停靠 ， 直至有这些信号登记 的最高层 站或有 向下 召唤登记 的最高层 站为止 。之后 ，反 向向下 ，按 指令信号和向下召唤信号逐一 停靠 ，直 至完成最 后一个命 令 后停靠在该层 站。电梯在整个 过 程 中 自动关 门 、起 动 、运 行 、减速平层 、开门。 电梯 的每层厅外 召唤盒 的 上方 和轿 内靠 操作厢 的上方设 有数码楼层显示器和上下箭头 灯 、用 以显示 轿厢位置和显示 电梯向上、向下运行方向。 本 电梯 的电力 拖动采用交 流调频 调压调速系统 ，由交流 异步 电动机驱动 ，能获得 良好 的舒 适感 。控制 系统 采用 P L C 取代传 统 的继 电器线 路 ，电梯 的可靠 性得 到提 高。 5程序设计 对控制要求作分析 电梯上行 、下行 由一台 电动机 主机驱动 ，主机正转 ，电梯上升 ，主 机反转 ，电梯下降 ，主机不动作 ，电磁抱闸制 动 。电梯轿厢 门由另 一 台小 电动机 门机 驱 动 ，门机正转 ，轿厢 门开 ，门机反转 ，轿厢 门 关 。轿厢过载 ，主机不动作 ，轿厢 门不关 。每层 梯 设 有 呼 叫按 钮 S B 6 一S B 9 ，轿 厢 内开 门 按 钮 S B 1 ，关 门按钮 S B 2 ，轿 厢 内层指 令按 钮 S B 3 ～ S B 5 。为方便起见 ，把程序分成几段讨论。 1 据控制要求 的分析定出 P L C的输入 、输 出地址分配如图2 所示。 0 1 C 瑚i N y 0 T 一 0 2 C O M Y 1 M S J 斗 R U N Y 2 兰 苎 X O K A l 安 全婀路继 电器 ．．．． ．． ．．．．． ， ．．．．．．． ． ．．．．．．．． ． ．．．．．～ X1 Y 3 ≯ 竺 竺 S B I 开关按钮 X 2 Y 4 U ． ． ． ． ． ． ． ． ． ， ．．．．．．．．． ．．．．．． ． ．．～ X 3 K M 3 运 行接触器 竺 兰 竺 兰 X 4 竺 兰 竺 可 Y 5 n U S Q 2 关门行程开芙 K M 4 运行接触 器 ．．．．．．． 。．．． ， ．．．．．．． ．．．．．．．．． ．．．一 编 s q 3 向 上 运 行 转 换 开 关 K b l抱闸继 电器 簪堤段 升天 ．．．．．．．．．．．． ， 。．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．一 程 s m 向 F 运 行 转 换 升 关 ．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．． ． ．．． ．．．． ．．．．． ．．．一 S t I 红 外传感器 左 x1 】 控 F U JE - VC,IO0 0 ．．．．．．．．． ．．， ．．．．．．． ．．．．．．．．． 。．一 。 ～ Y 2 4 S L 2 红外传感器 右 E l 上行方向灯 s Q 5 层 接 近 开 关 “ 制 Ⅲ E 2 下 行 方 向 灯 s ∞ ， 层接近好关 ” 骢 l E j 一 层 指示 灯 x 【 4 币浮 Y 1 2 E 一 层指示灯 竺 兰 兰 兰 P L C E 5 三 层 指 示 灯 s B 3 ⋯ 层内指令按钮 E 6 一层内指令指示灯 s H 4 ；屡内 指令按钮 X 1 6 Y I 5 屡 内 指 令 按 钮 X 1 7 Y } 6 E 了 内 指 令 指 示 灯 X 2 0 Y 1 7 E 8 i层 内指令 指示灯 竺 竺 竺 Y 20 一 屡 向 上 召 唤 灯 X 2 l El 0 向 t召唤灯 』 楼向 召 唤按 钮 Y 2 1 二 楼向_F 召映按钮 X 2 2 Y 2 2 El 1 层向 F 召唤灯 X 2 3 Y 2 3 E1 2 置屡向F 科唤灯 竺 一，兰 竺 竺 X 2 4 [ J 一 S q 8 ／一 楼 下 接近开荚 X 2 5 Y 2 5 竺 X 26 C OM 2 s 5 V 动 ， 三 竺 Y 3 0 X 2 7 二 ． 竺 兰 Y 3 l s6 运 行 X3 0 Y 3 2 减速甲层 s Q I 2 桥月 { f过载， r 关 C 0 M 3 S c 图2 P L C输入、输出地址分配 ／ 一 、 测控技 图2 中的Y 3 0 、Y 3 1 、Y 3 2 、C O M3 输出端与变 频 器 相应 控 制端 连接 。当 电梯满 足 起动 条件 ， P L C发出相应控 制信号 ，Y3 0导通 ，变频器按时 问原则起动加速2 秒达到额定速度 ，P L C发出额定 速度 信号 ，Y 3 1 导通 ，变频器 使速 度保 持额 定 值。当运行到有信号层 的减速点时 ，P L C机发 出 减速信号 ，使 Y3 0、Y 3 l 关断 ，Y 3 2 导通 ，变频器 减速环节工作 ，按时间原则 ，使速度平滑地降至 平层速度 。当到达平层位置时 ，P L C机发出平层 信号 ，使 Y3 2 关 断 ，变频器减速环节工作 ，直到 速度为零停止。 当电梯停止运行时控制 P L C 使 Y 6 接通且速度 降至接近零速时，K M 6 吸合 ，制动器电磁线圈失 电而抱闸。 当 Y 0接通 ，K A3 得 电 开 门 ； 当 Yl 接 通 ， K A 4 得 电关门。 2 电梯的开门 、关 门、过载保护 的控制程 序如图3 所示 。 图3部分控制程序 开门 关门 电梯运行 过载提示 图 3中的X 2 是手动开 门按钮 ，当电梯运行到 位后 ，X 0 闭合，Y 0 有效并 自锁，驱动开门继电 器打开电梯门。开门到位 ，开门行程开关动作 ， X 4 常闭触点断开，开门过程结束。 如果是 自动开门时 ，过程如下 当电梯运行 到位后 ，相应的楼层接近开关闭合 即X 1 2 或 X 1 3 或X 1 4 ，T O 开始计数计到3 秒T 0 触点闭合 ， Y O 输 出有效 ，打开电梯门。 X1 2 T9 l l I ，A I m X1 4 ” 卜 M3 M 2 I 卜]_ 州Y 1 1 - 2 Y 1 1 I H卜_ _ J 卜 _ _ 广炸 H{ Y 1 2 卜 卜 _ - 广 _ H4 Y 1 3 卜 M 2 Y 1 3 l H卜_ _ J T 9 Y 1 1 _ _ { 厂 卜 _ _ { ⋯ L ⋯⋯ 单层 双层 一 楼指示 二楼指示 三楼指示 到达 声音提示 图4 到层指不 、呼 叫梯形图 关 门控制分手动和 自动两种方式 。当按下关 门按钮X3 ，Y1 有效并 自锁 ，驱动关 门继 电器 ，关 闭电梯门。而自动关门是借助于定时器T l 。当电 梯运行到位 ，T l 定时 5 秒 时，T l 触点闭合 ，Y1 输 出有效 ，实现 自动关 门。 当 自动关 门时 ，可能夹住乘客 ，一般有门两 侧 的红 外 检测 装 置 ，即 X1 0和 X1 1 ，有 人进 出 时 ，X1 0 和X1 1 闭合 ，T 2 开始定时 2 秒后关门。 当轿厢内人总重量超过规定重量时 ，过载开 关闭合，Y 2 3 有效，呼叫并显示灯亮，梯门不能 闭合 ，主机不能工作。 3 电梯到层指示 、呼叫梯形 图如图4 所示 。 [二二 二 工 二 二 [ 技术 图4中X1 2 、X1 3 、X1 4是一 、二 、三层的接 近开关 。电梯到达某层 ，对应 的层指示灯亮并发 出到层 的声音 提示 。M2 和 M3 对应于单数层和双 数层。 4 层 呼叫 、指示梯形图程序如图5 所示 。 一 层 向上 呼叫指示 二层向上 呼叫指示 二层 向下 呼叫指示 三层 向下 呼叫指示 一 层到层指示 二层 到层指示 三层到层指示 图5层呼叫、指示梯形图 当 有 乘 客 在 轿 厢 外 某 层 按 下 呼 叫 按 钮 X 2 0 、X 2 1 、X 2 2 、X 2 3 中的任何一个 ，相应 的 指示灯亮说明有人呼叫。呼叫信号一直保持到电 梯到达该层 ，相应的接近开关运作时才被撤销 。 5 电梯启动、方向选择和变速及停机抱闸 的梯形图如图6 所示 。 电梯运行方 向是 由输 出继电器 Y 2 4 和 YI O 指 Y L Y 3 Y 1 0 卜_ * _ 朴 H2 4 卜 Y l 6 lI ]l Y 1 5 Y t 2 Y1 1 Y 2 Y 2 4 - _ 1 } _ - 哳_ _ } Hv 0 一 Y 1 4 lI ]I Y 1 6 Y 1 3 l I l l ， ⋯ 、 I l l 1 、 ⋯ ， 一 Y l 5 ／ 1 2 H卜 Y 1 4 Y 1 l H卜 M 5 lI H卜 - _ } _ - 舴 卜 4 - - X 7 Y l O I j ～ H ～ Y2卜 ～H 卜 抖 I l 、⋯ ⋯， T 3 Y 3 2 I I I ⋯ 、 ]I I X 2 4 Yl 1 - _ { H卜 X 2 5 Y 1 5 _ - { H卜 X 2 6 Y 1 6 ． _ 1 H卜 X 2 7 Y l 3 - - 1 H卜 Y 3 1 I I l l M 4 I ， ⋯1、 ，l 、 “ ， 电梯上行 电梯下行 楼层指示 启动运行 电梯上行 电梯下行 起动 运行 减速平层 停止抱闸 图6 电梯启运等指示梯形图 示，当电梯运行方向确定后，在关门信号和门锁 信号符合要求情况下 ，电梯开始启动运行 。 电梯启动后加速运行 2 秒后匀速运行到接近 目标楼层时 ，相应接近开关运作 ，电梯开始转为 减速运行直至电梯到达 目标楼层停止并电磁抱闸 制动。 6 电力拖动梯形图如图7 所示。 L 鱼L I l Y 0 I J I ， 1 l l 、 l Y4 I I l ， 『 _ _ r _ I I 图7 电力拖动梯 形图 电动机主运行 电动机运行 输入继 电器 X O 闭合 ，输出继电器 Y 4 、Y 5 有 效 ，主机与电源接通 ，电梯才能够运行工作 。 综 上所 述 ，电梯在关 门 、起动 、运行 、减 速 、平层 、开 门的 自动控制过程 中，其关门 、开 门是 由P L C接收到外部呼叫信号后进行程序处理 完毕再 由相应 的输 出信号控制 门机动作来完成 电 梯 门控制 ；其起动 、运行 、减速是 由P L C接收到 外部相应 的位置开关信号后进行程序处理完毕再 由相应的输出信号控制变频器，再由变频器动作 来拖动主机动作来完成电梯的运行控制；其平层 是由P L C接收到平层开关信号后进行程序处理完 毕再 由相应 的输出信号控制电磁抱闸来完成电梯 的制动控制 。 6 结束语 1 由于采用交流变频器调速 ，其起动和减速改 变形成弧线 的形式不会产生速度特变 ，所 以不产 生震动 ，制动的时候将 主机运转速度为零 的时候 才发生制动讯号 ，所以也不产生震动 ，即由于其 速度运行曲线趋近理想的运行，制动时其速度为 零 ，所 以在轿厢 内的人 没有产生突变 的感觉 。同 时其速度转换不需要改变接触器 ，所 以不产生声 浪 ，其速度是一点一点变化 ，轿厢和主机不会有 很大的震动 ，也不会发出大的声浪。并且采用变 频器调速可以节约 4 0 ％ ～6 0 ％的电能。 参考文献 [ 1 ]富士公司． 珠江富士电梯说明书 [ Z ]． 2 0 0 9 ． [ 2 ]汤自春． P L C原理及应用技术 [ M]． 北京高等教育 出版 社 ．2 0 0 6 ． [ 3 ]安川株式会社． 安川电机使用说明书 [ z ]． 2 0 0 9 ． [ 4 ]杨 向明． 电气控制与可编程控制器应用 [ M]． 北京 中国建材 出版社 ，2 0 0 4 ． [ 5 ]富士公司． 珠江富士电梯简介 [ z ]． 2 0 0 9 ． 作者简介冯细香，女，1 9 7 5 年生 ，广东广州人，大学本 科，讲师。研究领域机电一体化。已发表论文3 篇。 编辑 阮毅 - 4 -。 - - 。 - 4 -。 - 4 -。 - 4 -。 - 4 - 。 - - 。 - - 。 。 。 。 - - 。 。 - - 。 - - 。 - - 。 - - 。 - -。 - - 。 - - 。 。 - 4 -。 - 4 -。 - - 。 - - 。 。 。 - -。 - - 。 - 4 -’ 千 t t 十4 万吨航空模锻液压机在西安热试成功 十 i 2 0 1 2 年3 月3 1 日， 西安阎良国家航空高技术产业基地热试成功4 万吨重型航空模锻液压 { { 机，顺利锻造出其首个大型盘类件产品。 } i 此次热试成功的4 万吨重型航空模锻液压机，由西安三角航空科技有限责任公司承制，清华 工 大学设计 ，中国二十二 台 制造 ，是超大吨位的单缸模锻 液压机 ，以生产大型精密航 空模锻件为 主要 目标 ，投产后将极大地提 高我 国航空模锻件的研制和生产水平。 该液压机采用了 目前国际一流的设计和控制 系统 ，是我 国大飞机项 目的重要基础装备 。液 十 压机本体结构拥有完全 自 主知识产权。设备总体性能达到了世界先进水平。项目 的建成和投 十 t 产，可大大提升我国 航空航天装备制造业的设计和制造能力， 从而保障我国大飞机项目 的研 了 制。同时，这一设备可广泛服务于航天、船舶、石化、电力、兵器、核电等领域。 了 r } 该项 目目前 已经获得 国内外 多家知名航 空企业的意 向订单 ，同时受到 波音公 司、空客公 { 司、普惠、利勃海尔、古德里奇、G E 、罗 一 罗等国际著名航空制造企业的高 度关注。 了 ， ． - - 。 - - ． ． ． ． - 4 -． ． - - ． - - ． - - ． - - ． - - ． ． ． ． ． - - 。 ． ． ． - - ． - - ． 。 - - ． - - ． - - ． ． ． - - ． _ ． ● ●_r T __ ■ _■■可’ __ - ] ＼ i 磐 - ．＼ 1 7 j ＼ I ．．． ．．．．．．．．．． ．．．． ．．．．．． ．．．．．．． ． I ． ． ． ．． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．I ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ‘ ． ． ． ． ． ． _ I T _
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