电梯控制系统的硬件设计

1、电梯控制系统的硬件设计2.1电梯的控制要求1、信号控制系统同其它电梯的控制系统相同，电梯的PLC控制系统主要由信号控制系统和拖动控制系统两大部分构成。硬件主要有PLC、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼层盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等组成。电梯信号控制系统如图3所示，输入到PLC的控制信号有：运行控制指令、轿内指令、层站召唤指令、安全保护信息、开关门信号及限位信号、门区和平层信号等。图2-1 电梯PLC信号控制系统框图2、电梯控制系统的控制要求A. 行车方向由内选信号决定，顺向优先执行；B. 行车途中遇呼梯信号时，顺向截车，反向不截车；C. 内选信号、呼梯信号具有记忆功能，执行后解除；D.

2、 内选信号、呼梯信号、行车方向、行车层层位置均由信号灯指示；E. 行车时不能手动开门或本层呼梯开门，开门不能行车。3、四层电梯的控制功能电梯原始层在一层。1、电梯停留在一层：当二层下呼或二层上呼或内呼二层时，电梯上升运行，碰触到2层接近开关时，电梯停止运行；当三层下呼，上呼或三层内呼时，电梯上升，碰到2层接近开关，电梯继续上升，碰到三层接近开关，电梯停止；当四层下呼或者内呼时，电梯上升，碰到2层接近开关，电梯继续上升，碰到3层接近开关，电梯仍然继续上升，直到碰到4层接近开关，电梯停止；2、电梯停留在二层当三层下呼或三层上呼（内呼三层）或三层下呼，三层上呼（内呼三层）时，电梯上升，碰到3层接近开

3、关，电梯停止；当四层下呼（内呼四层）时，电梯上升，反方向呼叫无效，碰到3层接近开关，电梯继续上升，碰到4层接近开关，电梯停止；当一层上呼（内呼一层）时，电梯下降，反方向呼叫无效，碰到1层接近开关，电梯停止；当三层下呼，四层下呼（内呼四层）时，电梯上升，反方向呼叫无效，碰到3层接近开关，电梯继续上升，碰到4层接近开关，电梯下降，碰到3层接近开关，电梯停止；当三层上呼（内呼三层），四层下呼（内呼四层）时，电梯上升，反方向呼叫无效，碰到3层接近开关，电梯停止2秒后上升，碰到4层接近开关，电梯停止；当三层下呼，三层上呼（内呼三层），四层下呼（内呼四层）时，电梯上升，反方向呼叫无效，碰到3层接近开关，电

4、梯停止2秒后上升，碰到4层接近开关，电梯停止2秒后下降，碰到3层接近开关，电梯停止。3、电梯停留在三层：当四层下呼（内呼四层）时，电梯上升，反方向呼叫无效，碰到4层接近开关，电梯停止；当二层下呼或二层上呼（内呼二层）或二层下呼，二层上呼（内呼二层）时，电梯下降，反方向呼叫无效，碰到2层接近开关，电梯停止；当一层上呼（内呼一层）时，电梯下降，反方向呼叫无效，碰到2层接近开关，电梯继续下降，碰到1层接近开关，电梯停止；当二层上呼，一层上呼（内呼一层）时，电梯下降，反方向呼叫无效，碰到2层接近开关，电梯继续下降，碰1层到接近开关，电梯停止2秒后上升，碰到2层接近开关，电梯停止；当二层下呼（内呼二层）

5、，一层上呼（内呼一层）时，电梯下降，反方向呼叫无效，碰到2层接近开关电梯停止2秒后下降，碰到1层接近开关，电梯停止；当二层上呼，二层下呼（内呼二层），一层上呼（内呼一层）时，电梯下降，反方向呼叫无效，碰到2层接近开关，电梯停止2秒后下降，碰到1层接近开关，电梯停止2秒后上升，碰到2层接近开关，电梯停止。4、电梯停留在四层的情况跟停留在一层的情况类似。2.2四层电梯曳引电机及门电机电路图根据设计要求，电气控制系统主回路电气原理图如图4所示。图中M1，M2为曳引电机和门电机，PLC控制交流接触器KM1KM4，进而控制两台电动机的正反转来控制轿厢和厅门的运行，从而完成对电梯的升降及厅门的开关控制。F

6、R是热继电器起过载保护的作用，用于电梯运行过载时断开主电路。FU1为熔断器，起过电流保护的作用，进而保护安全。图2.2 电气控制系统主回路原理图2.3硬件的选型2.3.1 PLC控制系统硬件设计原则15在可编程控制器PLC的设计应用中，硬件配置是相当重要的部分，现如今国内外厂商生产的PLC种类繁多，在选择PLC的机型时通常应从下面几方面进行考虑8,10 。1、适当的规模选择PLC机型规模大小的重要依据是系统中用到的输入，输出点数以及软件和对PLC功能指令的要求。首先要保证系统的输入，输出点数，并留有一10%的余量，以便今后进行扩展。如果只是为了实现单机自动化或机电一体化产品，可选用小型PLC。

7、如果控制系统较大，输入、输出点数较多，被控设备较分散，可以选用中型或大型PLC。怎样确定用户程序储存器的容量是我首要考虑的问题，一般的估计方法是：指令步数=（输入+输出）（1012）。2 、功能及结构要合理小型以开关量进行控制的系统，一般的低档机便能够满足使用要求。以开关量控制为主，外加少量的模拟量控制系统，一般应选用带A/D、D/A转换，数据传送功能、加减运算的低档机。 控制比较复杂、性能要求较高的控制系统，比如：实现PID运算、闭环控制、通信联网等，可根据控制规模及复杂的程度，选用中档或高档机。其中高档机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。 工艺过程固定

8、、设备周围工作环境条件良好的场合，可选用整体式结构PLC，除此之外，一般考虑选用模块式结构PLC。3、输入/输出功能及负载能力11控制系统中输入和输出信号的种类、参数要求和技术要求决定了输入/输出形式或PLC模块功能的选择。为了提高系统的整体抗干扰力，输入/输出可选用具有光电隔离的模块。其中输出形式有两种，无触点输出大多使用大功率三极管（直流输出）或双向晶闸管（交流输出）电路，其优点是可靠性高、响应速度快、寿命长，缺点是价格高，过载能力差；有触点输出是指使用继电器输出，其优点是适用电压范围宽、导通压降损失小、价格便宜，缺点是寿命短、响应速度慢。此外，还应考虑输入/输出的负载能力，考虑系统的电压

9、和电流值，进而选择系统的电源。应该指出：输出电流值是指整个输出模块驱动负载时所允许的最大电流值，即整个输出模块的满负荷能力。2.3.2电梯PLC控制系统的基本结构图电梯的起停控制由电梯的安全保护装置来进行；门的关闭以及所需到达层层的控制来进行轿厢操作；厅外呼叫主要确定电梯准确停到呼叫位置；指示层用于显示电梯到达的具体位置；拖动控制用于对电梯的起停、加减速等的控制；门机控制主要用于电梯门的自动开启和关闭。轿厢操作轿厢操作厅外呼梯安全装置井道装置 PC主机 CPU存储器 指层器调整器拖动控制门机控制输入接口输出接口CPU存储器图2.3电梯控制系统的结构图2.3.3控制要求点分析及I/O点统计121

10、、 控制电梯所需的I/O点数由电梯的动作原理可知，本设计用到12个按钮，需要12个输入点。4个位置按钮，1个门锁输入，5个感应开关，需要22个输入点。16个信号灯，4个继电器，需要20个输出点。2、 控制交流电机所需的I/O点数根据具体情况，上面4个继电器主要是系统控制门电机的开关，需要两个输出点；控制牵引电机带动电梯的起停，需要两个输出点，因此总共需要4个输出点。2.4电梯PLC流程图开 始开 始传送停车信号传送呼车信号呼车呼车信号解锁何处呼？上？下上？下车到呼叫位停记 忆记 忆解除呼叫信号封锁无有呼车高位呼低位呼下上下上图2.4电梯PLC流程图图2.4电梯PLC流程图2.5电梯PLC硬件接

11、线图硬件接线图中，主要给出了电梯选择按钮的输入，楼层传感器的输入，电梯动作的PLC输出点，和楼层指示灯的输出等。图2.5电梯PLC接线图2.6 PLC控制系统I/O分配表表2.1 I/O分配表K 门锁输入 0.00KM1 开门继电器 10.01SB1 开门按扭 1.02KM2 关门继电器 10.02SB2 关门按扭 1.03KM3 上升继电器 10.03SB3 1层内选 0.08KM4 下行继电器 10.04SB4 2层内选 0.09E1 上行指示 200.08SB5 3层内选 0.10E2 下行指示 200.09SB6 4层内选 0.11E3 1层指示灯 200.12SQ1 开门限位 0.14E4 2层指示灯 200.13SQ2 关门限位