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电梯人生

花果山的电梯人生……

 
 
 

日志

 
 
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来自于黄海之滨、花果山上的一只猴。 读书时即与电梯结缘。工作后最大的心愿是争取做一名出色的电梯电气工程师。偶有技术及管理类文章散见于《中国电梯》、《微计算机信息》、《电气传动》、《自动化应用》、《变频器世界》等专业期刊。

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基于PLC的家用液压别墅电梯控制系统的设计  

2008-03-13 22:05:33|  分类: 文章发表 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【本文刊载于《中国电梯》2007年7期】

摘要/关键词

 

摘  要:以三菱FX2N-48MR型PLC及GMV公司的3010型油泵为例介绍家用液压别墅电梯控制系统的设计。结合液压控制的基本原理,进行了配件选择及硬件电路设计,并分析了系统控制程序。

关键词:液压别墅电梯  PLC  控制系统

The design for elevator PLC control system of household villa hydraulic lift  /Gu Deren

Abstract: Based on the MITSUBISHI FX2N-48MR PLC and GMV-3100 oil pump, the design for elevator control system of household villa hydraulic lift has been introduced. According to the basic theory of hydraulic control, the choice of fittings and design of hardware circuit has been carried out. In the end, the program of control system has been analyzed.

Keywords: Homelift; PLC;Control system

 

1前言

随着国民经济的飞速发展及人们物质生活水平的提高,家用液压别墅电梯开始逐渐走进人们的生活。家用液压别墅液压电梯具有以下特点: (1) 它的机房不需要设在井道顶部,降低了建筑物的高度,因此可无底坑、无土建井道; (2) 机房位置可以在井道周围自由选择,改善了建筑物的承载工况; (3)运行平稳、成本低,采用民用220V电压,耗电量约相当于一台冰箱。

采用可编程序控制器(PLC)作为主控制器的控制系统,以其运行可靠、使用维修方便、抗干扰性强等成为家用液压别墅电梯控制系统的最佳选择。

2 家用液压别墅电梯工作原理

2.1液压传动及其工作特点

液压传动是利用密封工作容器内的液体压力来完成由原动机向工作装置进行能量或动力的传递或转换。压力的传递靠液体压力来实现,其工作压力由负载的大小,即油缸柱塞受的力决定。运动速度的传递按液体容积变化相等的原则进行,因此只要改变向油缸输出的流量,就可相应改变柱塞运动的速度。

2.2液压油

液压传动一般用矿物油作为工作介质,为使工作可靠,要求液压油有适当的粘度、良好的润滑性能和化学稳定性。

2.3液压电梯的速度控制及液压阀

液压系统中的液压控制阀简称“液压阀”,用来对液流的方向、压力的高低以及流量的大小进行控制,它是液压控制中的重要器件。外部控制器靠改变液压阀内通道的关系或改变阀口过流面积来实现流量控制。

从液压传动的特点可以知道,只要改变油泵向油缸输出的油量就可以改变电梯的运行速度。这种阀与电气控制联在一起,可以连续控制电梯从起动到停止的全部速度变化。所以液压电梯的速度控制实际上就是液压系统的流量控制。

3系统要求

如图1所示,为液压电梯运行过程的时序图[1]。当电梯接收到系统的启动信号后,系统加速到额定速度以后,匀速运行,当系统收到减速信号后开始减速,到达门区后开始爬行,至平层后停止。整个运行曲线表现为S型。

 

 

图1  系统运行时序                              图2  系统组成

3.1控制系统组成

由图2可知,该系统主要由以下几部分组成:电源、PLC、液压泵站等[2]。PLC是控制系统的核心。PLC根据输入的呼梯信号和目前电梯所处的位置自动确定电梯的运行方向及速度,液压泵站根据PLC的指令控制液压流量从而控制电梯速度,到达目的层后,自动平层、停车、并可手动开门,在运行过程中输出电梯的楼层位置和运行方向,同时完成对呼梯信号的登记、保存和消除等工作。

3.2硬件选型

以一台3层别墅电梯为例,其电梯控制系统实际需要输入22点,输出19点。选用三菱公司的FX2N-48MR型PLC。这种机型有编程指令100多条,内置8K步RAM寄存器,并配有相应的编程软件GX Developer,不仅可以通过手持编程器对PLC编程,也可在个人PC机上进行编程[3]。在电梯运行过程中,可通过程序内部辅助继电器的状态监控电梯运行状态,现场调试十分方便。

泵站选用意大利GMV公司的3010型油泵。液压泵站按照规范要求有完备的安全保护系统:安全溢流阀,油温热保护及电机热保护系统。

4系统设计

4.1 泵站控制主电路

图3  泵站控制主回路

主回路主要由相序保护继电器JXW、上行接触器R2、热保护器TR、泵站电机MT、△型运行接触器、Y型启动接触器等组成。

4.2 门锁电路设计

与普通电梯自动开关门有所不同,家用液压别墅电梯未设计轿门,各层厅门采用手拉门,电梯平层后使用者手动开关门。因此,门锁电路的安全防护尤显重要。硬件上选用动作可靠的门锁,并将各层门电气触点串接后与安全回路相连。一旦门锁回路断开,则电梯立即停止运行。另外,作为控制系统的核心,在PLC的输入信号中设计门锁回路信号检测,门锁回路断开,PLC程序停止任何输出。

4.3 PLC输入输出口分配

 

 

输入

输出

功能定义

功能定义

功能定义

功能定义

X0

安全

X14

下减速

Y0

上行

Y14

层显C

X1

门锁

X15

上强迫减速

Y1

下行

Y15

层显D

X2

油温保护

X16

下强迫减速

Y2

Y型启动

Y16

超载

X3

锁梯

X17

备用

Y3

△型运行

Y17

备用

X4

超载

X20

一楼内选

Y4

高速阀

Y20

一楼内选

X5

接触器检测

X21

二楼内选

Y5

备用

Y21

二楼内选

X6

检修

X22

三楼内选

Y6

备用

Y22

三楼内选

X7

检修上行

X23

一楼上召

Y7

备用

Y23

一楼上召

X10

检修下行

X24

二楼上召

Y10

上方向

Y24

二楼上召

X11

上平层

X25

二楼下召

Y11

下方向

Y25

二楼下召

X12

下平层

X26

三楼下召

Y12

层显A

Y26

三楼下召

X13

上减速

X27

备用

Y13

层显B

Y27

备用

4.4控制程序设计

下面针对程序中的楼层记数、系统减速两个子程序作重点介绍。

4.4.1系统减速

其中M42、M43分别为上、下行信号,M223、M224分别为上、下行减速信号,M11为电梯运行信号。当电梯向上运行,接收到减速信号,输出上升沿微分减速信号M27。

4.4.2楼层记数

 

本设计采用安装在井道内的减速插板进行楼层记数。电梯上行时,接收到一次上减速信号,D410的数值加一;电梯下行时则相反。

其中M27为减速信号、M18为检修信号、M39为故障信号;M42、M43分别为上、下行信号。

考虑电梯在非正常运行过程中有可能造成楼层计数误差,程序中还另外考虑电梯运行至最底层、最高层时通过检测门区信号、强迫减速信号对D410的值进行强制复位。

5 结束语

实践证明,采用基于PLC控制的家用液压别墅电梯系统可靠、运行稳定。更因其设计简便而易被中小型电梯制造厂家采用。

 

参考文献:

[1] 液压泵站用户手册.北京捷安电梯部件有限公司,2001.

[2] 朱昌明,洪致育,张惠侨.电梯与自动扶梯——原理 结构 安装 测试.上海交通大学出版社,2000.2.

[3] 三菱FX系列可编程控制器使用手册.三菱电机公司,1998.2.

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