多層電梯控制系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)

李冠男

（長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130033）

1 基本結(jié)構(gòu)與控制要求

電梯控制系統(tǒng)主要包括電梯拖動(dòng)系統(tǒng)的控制和電梯邏輯系統(tǒng)的控制。電梯拖動(dòng)控制部分主要包括電梯垂直方向主拖動(dòng)電路和轎廂開關(guān)電路，其性能對(duì)電梯運(yùn)行時(shí)乘客的舒適感有著重要影響。電梯邏輯控制部分則是由控制部分的核心器件PLC、呼叫按鈕、傳感器、控制繼電器、指示燈組成。PLC是電梯可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，是電梯控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度的重要標(biāo)志。電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)控制主要以電梯運(yùn)行速度為控制目標(biāo)，以給定度曲線作為依據(jù)，利用模擬控制裝置或數(shù)字控制裝置，針對(duì)曳引電動(dòng)機(jī)的不同調(diào)速方式構(gòu)成閉環(huán)或開環(huán)的速度控制系統(tǒng)，從現(xiàn)電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制。電梯的邏輯系統(tǒng)控制主要以電梯縱調(diào)度為控制目標(biāo)，以電梯空間距離和時(shí)間間隔的嚴(yán)密配合依據(jù)，利用直接或間接控制手段，完成電梯運(yùn)行過程的協(xié)調(diào)動(dòng)實(shí)現(xiàn)電梯服務(wù)運(yùn)行的安全、高效、舒適。

該電梯為十層電梯裝置，高 30m，每層高 2.8m，其電氣控制系統(tǒng)由PLC、變頻器、曳引電動(dòng)機(jī)、門電動(dòng)機(jī)、安全裝置、井道裝置、轎箱操縱盤、廳外操作盒、層樓指示器等組成。系統(tǒng)主要控制要求如下：1.自動(dòng)開關(guān)門；2.內(nèi)指令和外召喚信號(hào)的登記、消除及顯示；3.定向；4.自動(dòng)選層；5.轎箱到達(dá)層樓位置指示；平層停車自動(dòng)開門；

2 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路

通過分析電梯的控制要求，首先選擇合適的PLC。PLC是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部件，它對(duì)保證系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量是至關(guān)重要的。，了解電梯控制要求與主要控制的基本方法以及系統(tǒng)應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成和必要的保護(hù)等方面，可將電梯控制任務(wù)分解為獨(dú)立的幾個(gè)部分，利用結(jié)構(gòu)化模塊化方法進(jìn)行編程。人機(jī)界面的PLC控制系統(tǒng)，對(duì)電梯的統(tǒng)一管理至關(guān)重要。

3 控制系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)

380V交流電經(jīng)電源變壓器，降壓輸出220V交流電供PLC和接觸器使用。降壓、整流輸出 110V直流電，送給門電動(dòng)機(jī)和安全回路。降壓、整流輸出24V直流電源，為指示燈、數(shù)碼管等電路供電。曳引電動(dòng)機(jī)M1由變頻器來驅(qū)動(dòng)，PLC通過快速繼電器 KC、慢速繼電器 MC、上行繼電器 SC、下行繼電器XC來控制變頻器輸出，使電機(jī)轉(zhuǎn)速在1000rmin-250rmin之間調(diào)節(jié)，帶動(dòng)電梯快、慢速運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)換向。電源接觸器 DC控制整機(jī)電源，電源斷錯(cuò)相序繼電器 DJ提供保護(hù)功能。

4 門電機(jī)電路及安全回路

電梯的門分為轎門和廳門兩部分。轎門為主動(dòng)門，受電梯門電路控制而開、關(guān)；電梯的廳門即各層門廳的門，廳門是被動(dòng)門，不能自行開、關(guān)，只能由轎門帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)開、關(guān)。通過合理設(shè)計(jì)行程開關(guān)和繼電器，實(shí)現(xiàn)電梯自動(dòng)開關(guān)門的功能。電路如圖 1所示。

開門繼電器KMJ關(guān)門繼電器GMJ控制門電動(dòng)機(jī)DM電樞電壓的極性，實(shí)現(xiàn)開關(guān)門控制。當(dāng)電梯到達(dá)指定樓層停車后，轎門上的門刀插入廳門門鎖，帶動(dòng)廳門隨轎門開、關(guān)，開門行程開關(guān) 2KMK位于開門行程的75%~80%處，2KMK閉合，使開門速度減小，開門到位時(shí)，1KMK閉合，由程序控制開門繼電器失電，停止開門。

各部分工況正常時(shí)，安全運(yùn)行繼電器得電。關(guān)門行程開關(guān)2GMK 3GMK控制關(guān)門速度，1GMK中止關(guān)門過程。由各層廳門、轎門門鎖常開觸點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成門連鎖控制信號(hào)，當(dāng)各層廳門關(guān)閉、轎箱門關(guān)閉時(shí)，門聯(lián)鎖繼電器MSJ得電，電梯才能啟動(dòng)運(yùn)行。

安全回路由轎箱內(nèi)鑰匙開關(guān)NSK.、安全窗開關(guān)ACK、限速器斷繩開關(guān) DSK、急停開關(guān) JTK、斷錯(cuò)相序繼電器 DJ、轎箱拖動(dòng)電機(jī)熱繼電器 FR1、變頻器正常運(yùn)行繼電器BPJ、安全運(yùn)行繼電器 :YJ等組成，當(dāng)安全回路電，電梯才能開始執(zhí)行上升、下降的運(yùn)動(dòng)。

5 電梯控制程序設(shè)計(jì)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察和計(jì)算，控制系統(tǒng)共有輸入點(diǎn) 56個(gè)，輸出點(diǎn)48個(gè)。選用 FX2N-80MR-001 PLC主機(jī)!臺(tái)1配套I/O擴(kuò)展單元 FXON-16EX FXON-8EYR各1臺(tái)。

程序設(shè)計(jì)特點(diǎn)

采用邏輯控制。當(dāng)電梯以某一運(yùn)行方向接近某樓層的層樓位置感應(yīng)器位置時(shí)，判別該樓層是否有同向的呼叫信號(hào)，如有則控制程序中選層換速繼電器動(dòng)作，發(fā)出換速信號(hào)，在該樓層減速停車；否則繼續(xù)沿原方向運(yùn)行。對(duì)變頻器的控制。PLC根據(jù)邏輯控制的要求，可向發(fā)出變頻器正向運(yùn)行、反向運(yùn)行、快慢速、減速以及制動(dòng)信號(hào)，再由變頻器根據(jù)一定的控制參數(shù)和控制規(guī)律來控制電機(jī)。同時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，PLC向變頻器發(fā)出信號(hào)。

6 內(nèi)指令信號(hào)的登記、消除與顯示

X010~X021分別為轎箱內(nèi) 1~10層內(nèi)指令按鈕信號(hào)1輸入端，對(duì)應(yīng)的內(nèi)指令信號(hào)登記繼電器是 M21~M30，由Y010~Y021驅(qū)動(dòng)指示燈顯示相應(yīng)內(nèi)指令已登記。信號(hào)的登記采用自鎖原理，軟件上采用邏輯或運(yùn)算實(shí)現(xiàn)。無論電梯上行還是下行，當(dāng)其運(yùn)行到有內(nèi)指令的樓層時(shí)，均要換速停車，并消除登記信號(hào)（消號(hào)）。在登記繼電器回路，串聯(lián)相應(yīng)的層樓位置繼電器的常閉點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)消號(hào)。

7 結(jié)論

電梯的控制系統(tǒng)中的PLC易于擴(kuò)展，從幾層的小型電梯到幾十層的大型電梯都適用。

[1]王劭伯.電梯控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)中的可靠性問題[J]工業(yè)控制計(jì)算機(jī)1995.2.

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[3]周毅剛.ADAM一5510模塊在電動(dòng)執(zhí)行器控制中應(yīng)用[J].電子測(cè)量技術(shù).2002(5)：30-31.