PLC在電梯模型制作中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

陳聰，李方園（浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 寧波 315012）

1 引言

電梯模型裝置由底座、立柱及控制面板、主電路板等組成。立柱上接有5個(gè)接近開關(guān)，用來感應(yīng)電梯及將相應(yīng)的信號(hào)輸入PLC。轎廂在模型的左側(cè)，由小型直流電機(jī)來控制它的上行和下行，轎廂門開關(guān)信號(hào)由控制面板上的指示燈來輸出。

面板上的輸入和輸出信號(hào)有內(nèi)選按鈕信號(hào)、外選按鈕信號(hào)、限位信號(hào)、廂門開關(guān)信號(hào)共計(jì)12個(gè)?？刂茣r(shí)應(yīng)分別與三菱PLC主機(jī)輸入端和輸出端連接，公共端與主機(jī)輸入輸出COM端連接。

使用時(shí)首先將模型與PLC主機(jī)輸入、輸出端口連接好，檢查無誤后，接通電源，模型處于待機(jī)狀態(tài)，將計(jì)算機(jī)與PLC連接，使程序輸入PLC；再啟動(dòng)運(yùn)行PLC程序按動(dòng)模型選層的內(nèi)呼或外呼按鈕，若PLC運(yùn)行程序編制正確的話，電梯模型將按內(nèi)、外呼按鈕指令正常運(yùn)行。

2 電梯模型元器件介紹

圖1所示為電梯模型。其包含以下的主要元器件。

圖1 電梯模型

（1）接近開關(guān)

接近開關(guān)在電梯模型主要用于定位。常見的有三線制接近開關(guān)，其接線為：紅（棕）線接電源正端；藍(lán)線接電源0V端；黃（黑）線為信號(hào)，應(yīng)接負(fù)載；而負(fù)載的另一端是這樣接的：對于NPN型接近開關(guān)，應(yīng)接到電源正端；對于PNP型接近開關(guān)，則應(yīng)接到電源0V端。接近開關(guān)的負(fù)載可以是信號(hào)燈、繼電器線圈或可編程控制器PLC的數(shù)字量輸入模塊。需要特別注意接到PLC數(shù)字輸入模塊的三線制接近開關(guān)的型式選擇。如圖2所示為NPN型接近開關(guān)。

圖2 NPN型接近開關(guān)

（2）電梯的曳引機(jī)電機(jī)

電梯模型的曳引機(jī)電機(jī)型號(hào)為DME34B36G-108，是一個(gè)自身外徑34mm，長度37mm，軸長15mm，軸徑6mm，重量210g，總長85mm的DC24V83轉(zhuǎn)的齒輪減速電機(jī)。

（3）直流穩(wěn)壓電源

由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩(wěn)定的直流電能。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。該項(xiàng)目中，提供24V直流電機(jī)的電源是型號(hào)為DF1730SC3A的直流穩(wěn)壓電源。其主要技術(shù)參數(shù)：輸出電壓是0～30V，輸出電流是0～3A；波紋與噪音：CV≦1mVrms和CC≦5mArm；電源效應(yīng)：CV≦1×10-4+0.5mV和CC≦2×10-3+1mA；負(fù)載效應(yīng)：CV≦1×10-4+2mV和CC≦2×10-3+3mA；頻率計(jì)測頻靈敏度<100mV。該直流電源的特點(diǎn)：單路輸出，雙電表分別指示輸出電壓和電流值。穩(wěn)壓與穩(wěn)流狀態(tài)能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換并分別由發(fā)光管指示，采用電流限制保護(hù)方式，而且限流點(diǎn)可以任意調(diào)節(jié)。全塑面框，外形新穎美觀。

3 電梯模型的輸入輸出分配

輸入信號(hào)有：轎廂平層信號(hào)5個(gè)，外呼信號(hào)4個(gè)，內(nèi)呼信號(hào)3個(gè)，共計(jì)12個(gè)。

輸出信號(hào)有：轎廂上下行2個(gè)，轎廂所在樓層顯示3個(gè)，電梯門開關(guān)2個(gè)，共計(jì)7個(gè)。該項(xiàng)目的輸入輸出分配（如表1所示）。

表1 輸入輸出分配表

4 PLC接線圖

X0-X13為輸入信號(hào)，Y0-Y10為輸出信號(hào)，其中COM1、COM2、COM3接24V電源，Y0-Y10接0V電源。此外，電梯的小型電機(jī)分別連接電源0V和24V，以及PLC的L端N端接入220V 50Hz的交流電（如圖3所示）。

圖3 PLC輸入輸出接線圖

5 電梯模型的軟件設(shè)計(jì)

編程思路：以1層向上外呼為例，按下X10按鈕，則M0被接通并保持。此時(shí)Y0得電，電梯上升。在電梯內(nèi)部選層，如按下X12按鈕，M12得電置位，電梯到達(dá)2層，2層限位開關(guān)也得電，此時(shí)M12失電復(fù)位，Y0也失電，電梯停止在2層。電梯開門指示燈Y10亮，經(jīng)過50秒，Y10滅，Y11電梯關(guān)門指示亮。此外，當(dāng)電梯到達(dá)2層，X1得電，樓層指示燈Y5點(diǎn)亮。具體電梯PLC程序（如圖4所示）。

程序檢測步驟：

（1）電梯在1層靜止，按1層外部向上按鈕，電梯門開指示燈亮，關(guān)門后，按3層內(nèi)部按鈕，電梯上升；

（2）電梯在3層停止，電梯門開指示燈亮，50秒后門關(guān)指示亮。再按2層外部向上或向下按鈕，電梯上升或下降。

（3）當(dāng)電梯在指定的樓層內(nèi)停止時(shí)，相應(yīng)的樓層指示燈點(diǎn)亮顯示。

6 結(jié)語

設(shè)計(jì)一個(gè)典型電梯控制的PLC應(yīng)用系統(tǒng)，關(guān)鍵要解決的第一個(gè)問題是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，即根據(jù)受控對象（電梯模型）的功能和工藝要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和因此必備的條件。第二個(gè)問題是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能分析，即通過分析系統(tǒng)功能，提出PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、控制信號(hào)的種類和數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模、布局。第三個(gè)問題是根據(jù)系統(tǒng)分析結(jié)構(gòu)，具體的確定PLC的機(jī)型和系統(tǒng)的具體配置。

圖4 PLC程序

[1]李方園. 自動(dòng)化綜合實(shí)踐[M].北京:中國電力出版社，2009.