關(guān)鍵詞：電梯模型;可編程控制器;控制系統(tǒng)

1 引言

　　可編程控制器（PLC）是機(jī)電類專業(yè)的一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，日益受到人們的重視剪返。為了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)手段邓梅，突出實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)脱盲，特別是體現(xiàn)機(jī)與電結(jié)合的特色邑滨，培養(yǎng)高素質(zhì)的工程人才，讓學(xué)生熟悉PLC的應(yīng)用钱反，研制了四層電梯模型掖看。

2 電梯模型的總體簡(jiǎn)介

　　電梯模型由PLC、鋁合金立柱冷泵、透明有機(jī)玻璃板馁捌、印刷電路面板等組成，整個(gè)模型安置在面積為30×22cm2的底板上傀脑，電梯部分固定在底板的前部往蚕，PLC固定在底板的后部，電梯與PLC通過排線連接茅苏，模型的總高度約為45cm纱栓，總重量約為4.5Kg，如圖1所示推兄。

　　電梯模型采用常見的曳引式電梯結(jié)構(gòu)韭惧，由一個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪構(gòu)成的滑輪組以減小所需的牽引力，拖動(dòng)電機(jī)為5V蔚奕、1W直流電機(jī)哀姿。為了更好地展現(xiàn)電梯內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電梯的運(yùn)行狀況，除了正面是印刷電路板匙豹，其它幾個(gè)面均采用透明的有機(jī)玻璃板制成鹰幌，使得電梯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一目了然;電梯模型具備了實(shí)際電梯的基本功能，可以把此模型看作是小型化了的真實(shí)電梯题山。

　　電梯部分的尺寸為12×12×40cm3兰粉，轎廂尺寸為10×10×8 cm3。由于尺寸較小顶瞳，各電子元器件之間采用傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接方式是比較困難的玖姑、而且容易出差錯(cuò)，所以采用印刷電路板取代傳統(tǒng)導(dǎo)線連接方式慨菱，也就是焰络，模型的正面使用了一整塊印刷電路板，轎廂的正面也使用了一整塊印刷電路板符喝，兩塊印刷電路板之間的信號(hào)通過排線連接闪彼，所有的呼梯按鍵以及指示燈均焊接在電路板上，這樣不但解決了模型的電氣連接問題协饲，而且提高了模型的可靠性畏腕，模型也顯得較為整潔美觀。

3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　3.1 PLC選型及輸入茉稠、輸出點(diǎn)分配

　　PLC選用三菱FX2N系列的FX2N-32MR描馅，它有16輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)把夸。PLC的輸入信號(hào)有轎廂內(nèi)呼梯、上呼梯脸夸、下呼梯尉武、樓層接近開關(guān)共14個(gè)輸入點(diǎn);PLC的輸出信號(hào)有指示燈、電機(jī)正轉(zhuǎn)期油、電機(jī)反轉(zhuǎn)共16個(gè)輸出點(diǎn)源洒，輸入/輸出點(diǎn)的地址分配情況如圖2所示。

　　3.2 智能判斷控制

　　電梯到層须拒、電梯門打開赘眼，但電梯外的乘客由于某種原因已經(jīng)離開，此時(shí)沒有乘客進(jìn)入電梯箱唇锡，影響了電梯的運(yùn)行效率蔬聚。這樣情況在真實(shí)電梯運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)。針對(duì)這種情況矗绅，本文的電梯模型增加了自動(dòng)取消無效呼梯功能（由于電梯模型體積較小墙违，這里僅僅針對(duì)二樓增加了此項(xiàng)功能），可有效地提高電梯運(yùn)行效率叼枝。其實(shí)現(xiàn)方法是：在電梯模型上添加人體感應(yīng)模塊诽表，并將人體感應(yīng)模塊的輸出信號(hào)連接到輸入點(diǎn)X13上，X13的常開觸點(diǎn)串聯(lián)在二樓呼梯信號(hào)的保持線圈上隅肥。當(dāng)在二樓等電梯的乘客離開竿奏，X13復(fù)位，從而取消二樓呼梯信號(hào)腥放，電梯就不再停留此層泛啸，從而提高電梯運(yùn)行效率。

　　3.3 電梯的升降控制

　　電梯的轎箱由一個(gè)5V直流電機(jī)拖動(dòng)秃症，并由PLC的Y13和Y17分別控制電梯轎箱的升降候址。盡管在PLC編程時(shí)，Y13與Y17進(jìn)行互鎖种柑，但是為了防止意外而造成電源短路岗仑，在外部硬件上進(jìn)行了互鎖設(shè)計(jì)，即使用彈簧繼電器J1和J2進(jìn)行互鎖聚请，如圖3所示荠雕，從而避免發(fā)生電源短路事故。具體實(shí)現(xiàn)過程：輸出點(diǎn)Y13閉合驶赏，繼電器J1線圈得電酬桦，使5V直流電源正接到直流電機(jī)上，此時(shí)直流電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，即電梯轎箱上升;輸出點(diǎn)Y17閉合数壤，繼電器J2的線圈得電效迹，使5V直流電源反接到直流電機(jī)上，此時(shí)直流電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)趣闻，即電梯轎箱下降。

4 模型的功能及軟件設(shè)計(jì)

　　4.1 電梯模型的功能簡(jiǎn)介

　　電梯模型可以實(shí)現(xiàn)以下主要功能：

　∈畲怠①記憶呼梯信號(hào);②確定電梯運(yùn)行方向;③響應(yīng)順向呼梯信號(hào)存学，并到層后消除對(duì)應(yīng)的呼梯信號(hào);④當(dāng)轎廂到達(dá)指定的樓層時(shí)，樓層指示燈閃爍凄跑，表示電梯門處于打開狀態(tài)优生，閃爍時(shí)間為5s;⑤互鎖、上下限位保護(hù);⑥顯示轎廂所處的樓層位置炭刺、顯示呼梯信號(hào)泪确。

　　4.2 軟件設(shè)計(jì)

　　根據(jù)電梯模型的功能，編制相應(yīng)的梯形圖煮落。

　　4.2.1 呼梯信號(hào)的處理

　　以“一樓上呼信號(hào)（輸入點(diǎn)X10）”為例敞峭。當(dāng)X10有信號(hào)輸入，線圈Y10接通并自鎖蝉仇，從而記憶住此呼梯信號(hào)旋讹，并使“一樓上呼指示燈”亮，直到響應(yīng)結(jié)束轿衔，如圖4（a）所示沉迹。

　　圖4（b）是 “一樓上呼信號(hào)X10”的響應(yīng)處理。當(dāng)轎廂到達(dá)一層時(shí)害驹，一樓接近開關(guān)動(dòng)作鞭呕，使X4接通，進(jìn)一步使得M110動(dòng)作并自鎖宛官，導(dǎo)致圖4（a）中Y10斷開葫松， “一樓上呼指示燈”滅，即“一樓上呼信號(hào)”被響應(yīng)摘刑。通過三個(gè)定時(shí)器（T20进宝、T21和T22）實(shí)現(xiàn)樓層指示燈閃爍5s，其中M310間接地使電機(jī)停轉(zhuǎn)枷恕，M410用于實(shí)現(xiàn)“一樓指示燈”閃爍控制佩嘀。

　　4.2.2 電梯運(yùn)行方向的控制

　　根據(jù)各呼梯信號(hào)的先后次序以及轎廂所在樓層位置，決定電梯的運(yùn)行方向遵艰。當(dāng)電梯運(yùn)行方向確定后沫杜，電梯在上升運(yùn)行中，只響應(yīng)大于等于當(dāng)前樓層的內(nèi)呼和上升外呼信號(hào);在下降運(yùn)行中，只響應(yīng)小于等于當(dāng)前樓層的內(nèi)呼和下降外呼信號(hào)垛岛。

　　圖5是電梯上升運(yùn)行控制的梯形圖暴艘，用輔助繼電器M204、M205限剩、M206和M207記憶轎廂所在的樓層位置柬沾，用M130和M131記憶電梯正向和反向運(yùn)行狀態(tài)。用相應(yīng)的輸出繼電器記憶魂麦、指示相應(yīng)的輸入信號(hào)住秉，例如，按下“二樓上呼信號(hào)”按鍵钧失，即睹傻，輸入端X11有輸入，用輸出繼電器Y11記憶此輸入信號(hào)哼转，輸出點(diǎn)Y11使相應(yīng)的二極管發(fā)光明未，用來指示有“二樓上呼信號(hào)”。

　　當(dāng)轎廂在一樓位置壹蔓，M204通電趟妥，M205、M206和M207斷電庶溶，此時(shí)轎廂外呼梯信號(hào)X16煮纵、X15、X14偏螺、X12行疏、X11、X10以及轎廂內(nèi)呼梯信號(hào)X3套像、X2酿联、X1都有可能產(chǎn)生上升運(yùn)行狀態(tài);相似地，當(dāng)轎廂在二樓位置夺巩，M205通電贞让，M204、M206和M207斷電右木，此時(shí)轎廂外呼梯信號(hào)X16砰染、X15、X12塌卜、X11以及轎廂內(nèi)呼梯信號(hào)X3标增、X2都有可能產(chǎn)生上升運(yùn)行狀態(tài);當(dāng)轎廂在三樓位置，M206通電启脉，M204杠卜、M205和M207斷電，此時(shí)轎廂外呼梯信號(hào)X16、X12以及轎廂內(nèi)呼梯信號(hào)X3都有可能產(chǎn)生上升運(yùn)行狀態(tài)坠屹。如圖5所示遍跌，輸出點(diǎn)Y均被自鎖，所以一旦產(chǎn)生上升運(yùn)行狀態(tài)（M130通電）兵扭，那么只有當(dāng)所有上樓呼梯信號(hào)被響應(yīng)后哑立，才能解除上升運(yùn)行狀態(tài)（M130斷電）。

　　電梯下降運(yùn)行控制原理與上升運(yùn)行控制類似好猪，其它一些功能較為簡(jiǎn)單胀茵，這里不再累述。

5 結(jié)束語(yǔ)

　　本文中的電梯模型與其它現(xiàn)有的電梯模型相比挟阻，具有以下創(chuàng)新之處：①用印刷電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)的導(dǎo)線連接，不但減小了電梯模型的體積峭弟，而且提高了可靠性;②電梯模型可以自動(dòng)取消無效的呼梯信號(hào)附鸽，提高了電梯的運(yùn)行效率;③由于電梯模型體積小、重量輕瞒瘸，成本低坷备、便于攜帶，非常適合課堂教學(xué)情臭、實(shí)驗(yàn)省撑、現(xiàn)場(chǎng)編程和調(diào)試，對(duì)學(xué)生了解和掌握可編程控制器（PLC）及其應(yīng)用以及工業(yè)過程自動(dòng)化控制有著重要的幫助俯在。

　　正是上述創(chuàng)新之處竟秫，該電梯模型在江蘇省教育廳主辦的“江蘇省工科院校第三屆先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)習(xí)教學(xué)與創(chuàng)新制作比賽”中獲得三等獎(jiǎng)。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)跷乐，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享肥败，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議泊宴。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布屑淌、編輯整理上傳，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)钱图，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)荞狠。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片撩怀、文字如涉及作品版權(quán)問題告锅，請(qǐng)第一時(shí)間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容氛侨，以保證您的權(quán)益缩笤！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。