《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于PLC的電梯模型的制作
摘要: 本文通過(guò)對(duì)由底座,、立柱及控制面板、主電路板等組成的電梯模型進(jìn)行了介紹,,并用三菱PLC進(jìn)行控制,。
Abstract:
Key words :

《控制與傳動(dòng)》2012第五期 浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陳琪瑾 陳聰 供稿

1. 電梯模型的介紹 

      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(kāi)關(guān),用來(lái)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(lái)控制它的上行和下行,轎廂門開(kāi)關(guān)信號(hào)由控制面板上的指示燈來(lái)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(kāi)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(wú)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 

      三線制接近開(kāi)關(guān)的接線: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(duì)于NPN型接近開(kāi)關(guān),應(yīng)接到電源正端,;對(duì)于PNP型接近開(kāi)關(guān),,則應(yīng)接到電源0V端。

      接近開(kāi)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(kāi)關(guān)的型式選擇。PLC數(shù)字量輸入模塊一般可分為兩類:一類的公共輸入端為電源0V,,電流從輸入模塊流出(日本模式),,此時(shí),一定要選用NPN型接近開(kāi)關(guān),;另一類的公共輸入端為電源正端,,電流流入輸入模塊,即阱式輸入(歐洲模式),,此時(shí),,一定要選用PNP型接近開(kāi)關(guān)(如圖1所示)。

  NPN型接近開(kāi)關(guān)

圖1 NPN型接近開(kāi)關(guān)

      電梯的小型電機(jī)型號(hào)為DME34B36G-108,,是一個(gè)自身外徑34mm,,長(zhǎng)度37mm,,軸長(zhǎng)15mm,軸徑6mm,重量210克,,總長(zhǎng)85mm的DC24V83轉(zhuǎn)的齒輪減速電機(jī)(如圖2所示),。

  24V直流電機(jī)

圖2  24V直流電機(jī)

      由于電子技術(shù)的特性,電子設(shè)備對(duì)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的指針式直流穩(wěn)壓電源。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(cè)頻靈敏度<100mV。該直流電源的特點(diǎn):?jiǎn)温份敵?,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(如圖3所示),。

 指針式直流穩(wěn)壓電源

圖3 指針式直流穩(wěn)壓電源

      開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),,控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,,開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成,。型號(hào)為DR-60-24的開(kāi)關(guān)電源相數(shù)為單相,其輸出的直流電壓額定電流分別為24V2.5A,,電流范圍在0-2.5A之間,,額定功率是60W。輸入的電壓范圍是88-264VAC或124-370VDC,,頻率范圍是47-63HZ,,交流電流是1.2A/115VAC或36A/230VAC(如圖4所示)。

  開(kāi)關(guān)電源

圖4 開(kāi)關(guān)電源

3 . 輸入輸出分配表 

      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(kāi)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

輸入

輸出

0

1層限位開(kāi)關(guān)        X0

0

電梯上行              Y0

1

2層限位開(kāi)關(guān)        X1

1

電梯下行              Y1

2

3層限位開(kāi)關(guān)        X2

2

3層樓層指示          Y4

3

4層限位開(kāi)關(guān)        X3

3

2層樓層指示          Y5

4

5層限位開(kāi)關(guān)        X4

4

1層樓層指示          Y6

5

3層外呼下          X5   

5

電梯關(guān)門指示          Y7

6

2層外呼上          X6

6

電梯開(kāi)門指示          Y10

7

2層外呼下          X7

 

 

8

1層外呼上          X10

 

 

9

3層內(nèi)呼            X11

 

 

10

2層內(nèi)呼            X12

 

 

11

1層內(nèi)呼            X13

 

 



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220V50HZ的交流電(如圖5所示)。

 PLC輸入輸出接線圖

圖5 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(kāi)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(kāi)門指示燈Y10亮,,經(jīng)過(guò)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6所示),。 

      程序檢測(cè)步驟:

    (1)電梯在1層靜止,,按1層外部向上按鈕,電梯門開(kāi)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(kāi)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,。

PLC程序

PLC程序

PLC程序

圖6 PLC程序

6.結(jié)束語(yǔ)

      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(wèn)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(duì)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(wèn)題是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能分析,即通過(guò)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、數(shù)量,,系統(tǒng)的規(guī)模,、布局。第三個(gè)問(wèn)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,。

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