本文介紹了Rockwell PLC在十層電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,該系統(tǒng)以PLC為主控制器,采用PWM直流調(diào)速系統(tǒng)和集選控制方式,實(shí)現(xiàn)了十層電梯的基本功能。
自1889年美國(guó)奧梯斯升降機(jī)公司推出世界第一部以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的升降機(jī)以來,電梯在驅(qū)動(dòng)方式上經(jīng)歷了卷筒式驅(qū)動(dòng)、牽引式驅(qū)動(dòng)等歷程,逐漸形成了直流電機(jī)拖動(dòng)和交流電機(jī)拖動(dòng)兩種不同的拖動(dòng)方式。如今電梯已成為人們進(jìn)出高層建筑不可或缺的代步工具;而且作為載人工具,人們?cè)谶\(yùn)行的平滑性、高速性、準(zhǔn)確性、高效性等一系列靜、動(dòng)態(tài)性能方面對(duì)它提出了更高的要求。由于早期的電梯繼電器控制方式存在故障率較高、可靠性差、接線復(fù)雜、一旦接收完成不易更改等缺點(diǎn),所以需要開發(fā)一種安全、高效的控制方式??删幊炭刂破鳎≒LC)既保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)性能。因此,PLC在電梯控制領(lǐng)域得到了廣泛而深入的應(yīng)用。
一、電梯控制系統(tǒng)組成
電梯控制系統(tǒng)可分為電力拖動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩個(gè)主要部分。電力拖動(dòng)系統(tǒng)主要包括電梯垂直方向主拖動(dòng)電路和轎箱開關(guān)電路。二者均采用易于控制的直流電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)動(dòng)力源。主拖動(dòng)電路采用PWM調(diào)試方式,達(dá)到了無級(jí)調(diào)速的目的。而開關(guān)門電路上電機(jī)僅需一種速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。電氣控制系統(tǒng)則由眾多呼叫按鈕、傳感器、控制用繼電器、指示燈、LED七段數(shù)碼管和控制部分的核心器件(PLD)等組成。PLC集信號(hào)采集、信號(hào)輸出及邏輯控制于一體,與電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng)一起實(shí)現(xiàn)了電梯控制的所有功能。
十層電梯控制系統(tǒng)由呼叫到響應(yīng)形成一次工作循環(huán),電梯工作過程又可細(xì)致分為自檢、正常工作、強(qiáng)制工作等三種工作狀態(tài)。電梯在三種工作狀態(tài)之間來回切換,構(gòu)成了完整的電梯工作過程。
(一)電梯的三個(gè)工作狀態(tài)
1.電梯的自檢狀態(tài)
將程序下載到AB公司的MicroLogix1000型PLC后上電,PLC中的程序已開始運(yùn)行,但因?yàn)殡娞萆形醋x入任何數(shù)據(jù),也就無法在收到請(qǐng)求信號(hào)后通過固化在PLC中的程序作出響應(yīng)。為滿足處于響應(yīng)呼叫就緒狀態(tài)這一條件,必須使電梯處于平層狀態(tài)已知樓層且電梯門處于關(guān)閉狀態(tài)。電梯自檢過程的目標(biāo)為:為先按下啟動(dòng)按鈕,再按下恢復(fù)正常工作按鈕,電梯首先電梯門處于關(guān)閉狀態(tài),然后電梯自動(dòng)向上運(yùn)行,經(jīng)過兩個(gè)平層點(diǎn)后停止。
2.電梯的正常工作狀態(tài)
電梯完成一個(gè)呼叫響應(yīng)的步驟如下:
(1)電梯在檢測(cè)到門廳或轎箱的呼叫信號(hào)后將此樓層信號(hào)與轎箱所在樓層信號(hào)比較,通過選向模塊進(jìn)行運(yùn)行選向。
(2)電梯通過拖動(dòng)調(diào)速模塊驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)拖動(dòng)轎箱運(yùn)動(dòng)。轎箱運(yùn)動(dòng)速度要經(jīng)過低速轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭俎D(zhuǎn)變?yōu)楦咚?,并以高速運(yùn)行至減速點(diǎn)。
(3)當(dāng)電梯檢測(cè)到目標(biāo)層樓層檢測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的減速點(diǎn)信號(hào)時(shí),電梯進(jìn)入減速狀態(tài),由中速變?yōu)榈退?,并以低速運(yùn)行至平層點(diǎn)停止。
(4)平層后,經(jīng)過一定延時(shí)后開門,直至碰到開關(guān)到位行程開關(guān);再經(jīng)過一定延時(shí)后關(guān)門,直到碰到關(guān)門到位行程開關(guān)。電梯控制系統(tǒng)始終實(shí)時(shí)顯示轎箱所在樓層。
3.電梯強(qiáng)制工作狀態(tài)
當(dāng)電梯的初始位置需要調(diào)整或電梯需要檢修時(shí),應(yīng)設(shè)置一種狀態(tài)使電梯處于該狀態(tài)時(shí)不響應(yīng)正常的呼叫,并能移動(dòng)到導(dǎo)軌上、下行極限點(diǎn)間的任意位置。控制臺(tái)上的消防/檢修按鈕按下后,使電梯立刻停止原來的運(yùn)行,然后按下強(qiáng)迫上行(下行)按鈕,電梯上行(下行);一旦放開該按鈕,電梯立刻停止,當(dāng)處理完畢時(shí)可用恢復(fù)正常工作按鈕來使電梯跳出強(qiáng)制工作狀態(tài)。
(二)電梯控制系統(tǒng)原理框圖
電梯控制系統(tǒng)原理框圖如圖1所示,主要由轎箱內(nèi)指令電路、門廳呼叫電路、主拖動(dòng)電機(jī)電路、開關(guān)門電路、檔層顯示電路、按鈕記憶燈電路、樓層檢測(cè)與平層檢測(cè)傳感器及PLC電路等組成的。