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1、!引言 电梯作为现代智能建筑内的代步工具! 越来越 显示出它的重要作用“为了适应电梯的迅速发展!由 !“#控制代替传统继电器控制已成为发展定局“ !“#是集计算机控制#自动控制技术#通信技术为一 体的新型自动控制装置! 它的编程软件采用易学易 懂的梯形图语言!控制灵活方便!抗干扰能力强!运 行稳定可靠“ 本次设计对传统电梯控制方式加以更 新!运用高性价比的现代!“#控制方式!力求以人 性化#智能化方向推存出新!设计出一款高效#安全# 价廉!能个性化组合且能在商业办公楼#行政大楼# 中小型宾馆和居民公寓中发挥显著作用的普及型电 梯控制系统“ 实际上电梯是根据外部呼叫信号和自 身控制规律等运行的!
2、而呼叫是随机的!电梯实际上 是一个人机交互式的控制系统“ 单纯用顺序控制或 逻辑控制都不能满足控制要求“因此!本系统采用经 验设计法为主的设计方法!取得了良好的效果“ “硬件电路设计 硬件电路是系统用于驱动外部设备执行工作的 部分“ 它可分为主电路和辅助电路!主电路$见图!% 采用$% 6文章编号!*%+(.+,.+ !“#$%& ( )&“ *“+ ,&-./“. (. 0/“12-. ?69 ABC $!“#$%& ()*+, (- ./(-,00“(# 2,34#()(567 8“#4%& $(*+,7 4“#&% 34#-.25-&6 C4D E0CF/0G H4IJE4 K0
3、/ 4G4I2F0/ JL H4LJ1C4HM DNJEN 32O P4 BL4H JC FN4 0KKJE4 PBJGHJC1LM 1B4LF N0F4GL 2CH KG2FLM 4FEQ :N4 95R9S #-.!/01/2334/ 2CH !“# 0K 30H4G #!5(6 2/4 BL4H F0 H4LJ1C FN4 E0CF/0GG4/ DJFN T0JCJC1 F014FN4/ LF/0C1 4G4EF/JEJFO 2CH D42UC4LL UC0DG4H14Q :N4 LUJGGKBG 4VWG0JF2FJ0C 0K !“# LE2CLM FN4 D2O K/03 F0W F
4、0 P0FF03 2CH EJ/EBG2/GOM 2CH FN4 78 9 P/42UL F0 P4 U4WF JC FN4 C4VF /BC FJ34 2/4 /42GJX4H F0 L0GI4 FN4 HJKKJEBGFJ4L 2P0BF FN4 L234 HJ/4EFJ0C W/4E4H4CE4 /BC 2CH 3430/O 0K E2GGJC1 LJ1C2GQ 6“7 +.8#9!“#Y 4G4I2F0/Y E0CF/0G LOLF43 收稿日期&(+.!*.*, 作者简介&赵云$*=卷第(期 (+年 S0Q( BCQ (+ 金华职业技术学院学报! “ “ #年 开到位或门关紧时压下行
5、程开关$%#或$%&以切断电 源!使开门电机停转“电梯上升和电梯下降也可由一台升 降电机来实现!电机正转时电梯上升!反转时电梯下降! 并在每层楼中设有双向行程开关$%($%)*电梯每到达 一个楼层时!压下该楼层的平层开关!从而切断升降 电机的电源使电梯停转!电梯就停在该楼层“ 为了防 止电机长期过载运行或缺相运行!而发热以至烧坏“ 在主电路中设有热继电器加以保护“ 同时设有熔断 器加以短路保护! 一旦电机发生短路或过载运行和 缺相运行!这些电器就会动作!从而及时切断电源“ 此外!在三相电源的入端设有组合开关%$!在主电 路出现故障时!可以切断并隔离电源!给检修带来安 全和方便“ 硬件电路的主电
6、路图如图所示*与之对 应的电器布局图如图!所示“ !“#辅助电路的设计 !“#“!确定输入输出电器 电梯的运行状态由内选信号#呼梯信号#行车 方向#行车楼层位置综合+,-内部程序控制规律决 定“ 其中内选信号即轿厢内的召唤指示灯的状态 $由召唤按钮是否按下过来决定%!呼梯信号即各楼 层的上#下行指示灯的状态$由上#下行按钮是否按 下过来决定%“ 行车方向即升降电机的正#反转的状 态 $由交流接触器./0#./!的通断状态来决定%“ 行车楼层位置由各楼行程开关$%0($%)%是否压下 来决定“ 整座电梯的外部结构如图1所示“ !“#“#确定输入和输出点的个数 选择+,-机型!作234分配“ 轿厢
7、内有)个召 唤按钮作为输入点!另有开门按钮和关门按钮*启动 按钮和停止按钮共)个点作为输入“ 轿厢外有&个 上下行按钮和)个平层开关作为输入“&个上下行 指示灯和)个召唤指示灯作为输出! 控制电梯上下 行的两个交流接触器线圈和控制电梯门开和关的两 个交流接触器线圈作为输出“ 这样共有!“点输入! 0)点输出“ 同时考虑到系统控制功能的扩展需要! 输入输出点均留有一点的冗余度! 综合各种因素在 此选用-+/!56)“-7865“ 采用00“伏(!“伏交流 电源供电!+,-内部有直流!)伏电源! 对外提供输 入设备的服务电源“因此!将按钮和行程开关并联后 接到直流!)伏电源正极端子上!再由负极端子
8、引出 后接到+,-输入侧的公共端-4/上“ 同样的!+,- 的输出端上的指示灯引出后并联在一起接到交流! !“伏电源上!再由电源线引出经熔断器9:!和组合 开关%$!连到+,-输出侧的公共端-4/上“+,- 的输出侧有多组公共端! 由于负载具有相同的电压! 所以各组的公共端连在一起“对于电动机的正反转控 制! 不仅在编程序时要保证正反转互锁!+,-的外部 接线也要采取互锁的措施“ 图)为+,-外部接线图! 图中的升降电机正反转控制接触器./0#./!要利 用其常闭触电在+,-外部进行互锁“ 开门电机的正 反转控制接触器./1#./)也要利用其常闭触点进 行互锁!此外!由于电梯行车时不能开门!开
9、门时不能 图!主电路图 图#电器布局图 图$电梯外部结构图 ! 赵云! 一种新型电梯控制器的设计第!期 行车“ 所以“#$的常闭触点也要串接在“#%#“#! 接触器的线圈上“#%#“#!的常闭触点则要串接在 “#&的线圈上$与()相连的控制面板如图*所示$ !“#$程序的设计 %&本设计要达到的具体目的和控制要求 %&下行选择由上电梯的人选择信号决定“顺向 优先执行 %!&行车途中如遇呼梯信号时“顺向截车反向 不截车 %&选择信号#呼梯信号具有记忆功能“执行后 清除 %+&内选信号#呼梯信号#行车方向行车楼层位 置均有信号指示灯 %*&停层时延时自动开门#手动开门#本层顺向 呼梯开门 %,&有
10、选择信号时自动关门“关门后延时自动行车 %-&无选择信号时不能自动开门 %.&行车时不能手动开门或本层呼梯开门“开门 不能行车 %&%本程序的设计思路 针对上述控制要求“ 选用#/0指令)#指令 为主“即先把轿厢所在楼层号传送到一个通道中“再 把呼梯楼层号传送到另一个通道中“ 然后将这两个 通道的内容进行比较 若呼梯楼号大于轿厢所在楼 号则电梯上行( 若呼梯楼号小于轿厢所在楼号则电 梯下行(若两楼号的内容相等则电梯停在该楼层 对 于电梯的这种控制方式是本例程序设计的主线 为 了实现电梯顺向优先执行的功能1即当电梯在上行过 程中有多个呼梯信号发出时1先接送轿厢所在楼层以 上的乘客1直到轿厢以上楼
11、层无呼梯信号或轿厢已到 达建筑物顶层时1电梯才会往下行驶(当电梯在下行 过程中有多个呼梯信号发出时“ 先接送轿厢所在楼 层以下的乘客“ 直到轿厢以下楼层无呼梯信号或轿 厢已到达建筑物底层时“电梯才会往上行驶 本例各 楼层的指示灯一经点亮“ 就将本楼层号码实时传送 到同一个通道中“ 但由于()是至上而下扫描程序 的“而且通道内的数据随着程序读取的进度在不断的 改变“因此在所有点亮的指示灯中“只有最靠近程序 末尾的指示灯传送的楼层号“才能最后保持在通道内 并传送到输出“ 直到电梯到达该楼层熄灭指示灯后“ 通道内的数据才可能在输出时发生改变这样就确保 了()在读取呼梯信号时“ 始终按照程序段的排列
12、图(控制面板 图)“*+外部接线图 ! 顺序来读取!本例将传送呼梯楼层号的程序段分别按 照从一楼到四楼和从四楼到一楼进行排列“中间设置 !“#指令“ 当电梯处于上行状态时“!“#指令将从四 楼到一楼的程序段跳过“转而执行从一楼至四楼的程 序段“这样以来“由于高楼层的程序段最靠近程序末 尾“即最先被执行输出“于是电梯就优先执行上行信 号“反之亦然! 另外由于电梯是用来运载乘客的! 因 此“它的运行的可靠性要求很高! 本例用一个启动按 钮和一个停止按钮来控制电梯的起停!在按下启动按 钮时“系统立即上电“电梯处于待命状态!而电梯在运 行过程中按下停止按钮时“ 电梯不会马上停下来“因 程序中设置了等待
13、#延时环节“当轿厢内的最后一位 乘客走出轿厢后“程序中的等待部分动作将所有呼梯 按钮锁定$此时按下任何呼梯按钮都为无效%“并使轿 厢下降到一楼“经自动开门和延时关门之后启动十秒 定时部分$若在这十秒内有人按下轿厢内的开门按钮 电梯仍会开门%“延时时间到动作$将系统电源切断! 此时电梯才被真正关断!针对各项内容编写出相应的 程序后“ 将各个环节编写的程序合理的联系在一起“ 即得到一个满足控制要求的系统程序! !“#$程序的调试 %&调试前的准备工作 #%&程序的调试方法有两种“一种是先将硬件 电路搭建好“ 然后将编写好的程序输入到#%&中“ 并切换到&运行模式下“通电后按动电路板上的按 钮和开关
14、“观察各指示灯的亮灭状态和接触器的通 断状态“以此判断程序的好坏! 另一种是将#%&连 接在微机上“并运行在&(#)*+),-.)中的监视模 式下进行调试! 前一种方法由于硬件电路中的故障 会给程序的调试和诊断带来困难“所以一般不适合 编写程序过程中的调试! 在此“笔者先采用第二种 方法对程序进行调式和修改“整个程序基本确定以 后“再用第一种方法进行系统调试! 由于两种方法 的调试过程基本一致“因此“只介绍第二种调试方 法! 首先$将编写好的梯形图程序输入&/#)*+),-.) 的图表工作区中“由于本例程序较长“为了操作方便笔者 将所有控制按钮和开关调用到程序末尾“ 将它们连接成 一块&虚拟控
15、制面板如图0所示! 按动此面板上的按钮和按动分散在程序中的 按钮其效果是一样的! 同样的为了便于观察和判断 输出指示灯和继电器的状态“笔者将所有输出指示 灯和继电器线圈的常开触点调用到程序的末尾“并 构成一块&虚拟显示面板如图1所示“此面板上触 点的通断状态和程序中与其对应的各指示灯和继 电器线圈的通断状态是一样的! 将#%&通讯端口与计算机相连后“单击菜单栏 中的#%&$&%下的&程序检查选项按钮 “打开程序 检查选项对话框“设置好检查级别后单击&确定 ! 检查无误后单击菜单栏中的#%&$&%下的&传送到 #%&按钮! 将程序传送到#%&内! 再单击工具栏中 的&监视按钮“将#%&切换到&监
16、视模式下! 到此 为止“一切准备工作就绪! %&(具体的调试过程 首先“在虚拟面板中压下一楼平层开关和电梯 门关紧时要压下的限位开关2以下简称&门关紧开 关3“方法是将鼠标移到目标开关的触点上“单击鼠 标右键调出快捷菜单“ 再单击菜单中的 &强制为 45!其次“按下虚拟面板中的&启动按钮 !方法是 将鼠标移动到目标按钮的触点上“单击鼠标右键调 出快捷菜单“接着单击菜单中的&设置为45 !此时 系统立即上电“并处于待命状态! 若要松开按钮或 开关“ 则只要将鼠标移动到目标按钮的触点上“单 击鼠标右键调出快捷菜单“接着单击菜单中的&强 制取消 即可! 以下操作方法类似( 图)虚拟控制面板 金华职业
17、技术学院学报6 7 7 8年 !“ 图!虚拟显示面板 !“按下二楼上行按钮 #二楼上行 指示点亮电梯接通上行#松开一楼平层 开关# 电梯到达二楼压下二楼平层开关 # 此时#电梯上行切断并且熄灭二楼上行 指示灯#延时“秒后轿厢开门#门开到 位时压下限位开关!以下简称$开到位% 开关“#轿厢停止开门乘客可进出轿厢# 延时#秒后轿厢关门并压下门关紧开 关& 轿厢停止关门并等待乘客输入呼梯信号& !“在上述基础上$先按下四楼召唤按钮#再分 别按下三楼下行按钮和一楼上行按钮& 此时$电梯先 接通上行$经过三楼时不停车& 到达四楼并压下行程 开关时停车开门#同时熄灭四楼指示灯& 延时#秒 后轿厢关门并压下
18、门关紧开关#之后再接通#秒延 时行车定时器#定时动作电梯接通下行#经过三楼 压下行程开关时停车开门#并熄灭三楼指示灯& 经# 秒延时关门和#秒延时行车后# 电梯再次接通下 行#经过二楼不停车#到达一楼并压下行程开关时 停车开门& 同时熄灭一楼指示灯& 经#秒延时后关 门并压下门关紧开关#接通#秒延时定时器& !%“在第“项中#秒延时动作之前#按下二楼召 唤按钮和一楼上行按钮#电梯立即开门#并熄灭一楼 指示灯& 经#秒延时关门后压下门关紧开关# 接通# 秒延时定时器#在定时动作之前#若按下开门按钮#则 电梯也会开门& 定时动作后电梯接通上行#若此时再 压下一楼上行按钮或开门按钮#电梯都不会开门并
19、继 续上行& 电梯到达二楼时压下行程开关#同时切断上 行并熄灭二楼指示灯#延时“秒后自动开门& 经#秒 延时后关门并压下门关紧开关& 此后#若不再按下任 何呼梯按钮#电梯就一直停在二楼& !&“在上述基础上#若按下三楼召唤按钮及停止按 钮#则电梯先接通上行#到达三楼并压下行程开关时# 电梯切断上行并熄灭三楼指示灯# 延时“秒后自动开 门&经#秒延时后关门并压下门关紧按钮&再经#秒延 时后电梯接通下行#经过二楼不停车#到达一楼压下行 程开关# 电梯停车并延时开门# 开到位#秒延时后关 门#门关紧时接通!秒延时定时器& 时间到定时器动 作切断系统电源& 电梯就关闭了& 若在!(秒定时动作 之前#轿
20、厢内还有人按下开门按钮则电梯仍会开门& 上述调试过程中的第!“项结果# 说明本程序 满足控制要求中的第!“%&项和第)项要求& 调 试过程中的第%项结果说明本程序满足控制要求中 的第#项和第*+项要求& 第&项调试结果进一步 体现了本系统充分融入人性化智能化的设计思想& “结束语 该控制系统适用于四层楼电梯的控制#但它的 设计思想和系统的各项功能具有典型性和良好的 扩展性# 只要重复类似程序指令和外部连接器件# 就能轻松扩展到更高楼层的电梯运行控制& 本系统经过适当修改与扩展后#能适合于大型 高层建筑物中使用的双电梯运行控制#即由单个控 制器实现一座上楼电梯和一座下楼电梯的控制#让 上下楼的乘
21、客实现分流乘坐& 上楼电梯采用上楼优 先接送#下楼电梯实现下楼优先接送的原则#这样 就能更加有序快速直观地满足乘客的乘坐需求& 此外,$虚拟面板-这一概念的提出#使./0程序 调试的难度大大降低#您完全可以根据具体的程序 要求和自己喜欢的风格来设计面板#而且调试起来 方便快捷#并将硬件电路的出错率降低到零& 这种 调试方法对于调试中大型./0程序将有积极的指 导意义& 当然#这种基于计算机的仿真调试#并不能 代替整个系统的现场调试#硬件电路部分必须搭建 实际线路#并联机进行系统调试才能发现好坏& 参考文献# 1!2王成福#刘跃平3 ./0在电除尘器低压控制系统中的应用4023第七届全国电除尘学术会议论文集!“#$ !55*(“*56“+“3 4“2王成福3 ./0在多路温度采集显示系统中的应用4723电子技术#“(!#!&“(%*6%53 4%2王成福#刘跃平#陈偕雄3 ./0在振打电机控制中的应用4723低压电器#“(!#!%“(%)6%+3 4&2徐世许3可编程控制器原理及应用4823北京(人民邮电出版社#“(“3 4#2王仁祥3常用低压电器原理及其控制技4823北京( 机械工业出版社#“(!3 4)2陈伯时3电力拖动自动控制系统4823机械工业出版社#!55*3 赵云( 一种新型电梯控制器的设计第“期 $
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