基于PLC的電梯模型的制作

　　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(mén)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(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)共計(jì)12個(gè)。控制時(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(lèi)：一類(lèi)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(lèi)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)。

　　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)。

　　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(mǎn)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)温份敵觯p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)。

　　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)。

　　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(mén)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

　　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)。

　　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(mén)指示燈Y10亮，經(jīng)過(guò)50秒，Y10滅，Y11電梯關(guān)門(mén)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(mén)開(kāi)指示燈亮，關(guān)門(mén)后，按3層內(nèi)部按鈕，電梯上升;

　　(2)電梯在3層停止，電梯門(mén)開(kāi)指示燈亮，50秒后門(mén)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。

　　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(lèi)、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。