透明仿真PLC教学电梯研制

一、电梯的组成部分

1.机械部分

（1）曳引系统：由曳引机钢丝绳、导向轮、反绳轮等组成，输出与传输动力，驱动电梯运行。

（2）导向系统：由导向轮、轿厢导轨、对重导轨和导轨架组成，使轿厢和对重沿导轨作上、下运行。

（3）轿厢系统：由轿厢架和轿厢体构成，是运行乘客及货物的部件，是电梯的工作部分。

（4）门系统：由轿厢门、层门、开门电动机、联动机构组成，是乘客或货物的进出口，当所有层门和轿门关闭后，电梯才能运行。

（5）对重平衡系统：由对重和重量补偿装置构成，平衡轿厢重量及补偿电梯曳引绳长度的影响。

（6）安全保护系统：由限速器、安全钳、缓冲器、端站保护装置、层门与轿门联锁装置等保证电梯的安全使用，防止事故发生。

2.电气控制部分

（1）控制柜：由FX1N-40MR、DZ47LE漏电保护开关、XJ3-5断相保护器、CJX1-32B交流接触器、JLXK1-311行程开关等电气元件组成。

（2）位置显示装置：由LD11-25、403指示灯嵌入控制柜面板，显示电梯轿厢所在的位置和运行方向。

（3）操纵装置由轿厢内的控制盒组成。控制盒均安装在控制柜面板，直观地进行楼层控制，设有上行按钮、下行按钮、楼层控制系统，由控制柜面板按钮发出指令。

二、四层楼电梯的控制原理

电梯由配电柜面板上的呼叫按钮进行操纵：呼叫电梯指令运行方向和停靠楼层。依靠三相交流感应电动机驱动带动钢丝绳，牵引轿厢向上或向下运行，电机正转，驱动电梯上升，电机反转，驱动电梯下降。电机的运行速度为0.25m/s，为了使电机能准确停机，本设计采用了电磁制动器，当电磁制动器的线圈区获电后，铁心吸引衔铁，衔铁克服弹簧力，迫使杠杆向上移动，使闸瓦松开闸轮，电动机正常运转。当电磁制动器的线圈得电时，衔铁复原，在弹簧的作用下，使闸瓦与闸轮紧紧抱住，电动机就被迅速制动而停转。每层楼设有呼叫按钮SB1、SB2、SB3、SB4，呼叫指示灯HL1、HL2、HL3、HL4，到位行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4和终端限位行程开关SQ7、SQ8。电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向呼叫无效，响应呼叫时，呼叫指示灯亮。电梯到达呼叫楼层时，呼叫指示灯熄灭，呼叫无效时，呼叫楼层的呼叫指示灯不亮。

三、四层电梯的PLC控制

1.程序的启动与停止

PLC开机后，按下启动按钮SB9，逻辑行中X17闭合，通用继电器M17接通，M17常开触点闭合，楼层停止指示灯亮，显示轿厢所停楼层，SQ1（X5）闭合时，线圈Y11接通表示停一楼，SQ2（X6）闭合时，Y12表示轿厢停在三楼，SQ3（X7）闭合时，线圈Y13接通轿厢停在四楼。程序停止：按下程序停止按钮SB0（X0）继电器M0接通，M0常开闭合，常闭断开继电器M17失电，所有运行程序停止。

2.程序运行过程

程序启动后，配电屏面板会显示电梯所停楼层，由楼层指示灯显示。在选择按钮楼层呼叫时，必须先选择电梯运行的上升或下降的状态。需要电梯上升时按下上升启动按钮SB5（X11），Y7置位。上运行指示灯亮表示电梯处于上升准备状态，需要电梯下降时按下下降启动按钮SB6（X12），Y10置位，电梯处于下运行准备状态，下运行指示灯亮。任何后发反方向呼叫无效，呼叫楼层按钮分别为：SB1（X1）--一楼呼叫；SB2（X2）--二楼呼叫；SB3（X3）--三楼呼叫；SB4（X4）--四楼呼叫。

例如序号1，①电梯停在一楼时，行程开关SQ1（X5）闭合，表示电梯已停在一楼，输出Y11线圈接通，PLC的Y11指示灯亮，对应HL7指示灯亮；②选择电梯上升，按下上升按钮SB5（X11）闭合，Y7置位，常开Y7闭合，上升指示灯亮；③按下按扭SB4（X4）表示四楼呼叫，PLC的Y4指示灯亮，对应的四楼呼叫指示灯亮，M7继电器接通常闭合，Y5接通KM1线圈得电，电动机正转上升；④断开SQ1（X5）HL7熄灭表示电梯已离开一楼，Y11断开；⑤接通SQ4（X10）表示电梯已到达四楼，此时PLC的Y4指示灯熄灭，对应的四楼呼叫指示灯HL4熄灭，接触器KM1失电，Y5断开表示电梯停止上升，对应的上升运行Y7断开上升运行指示灯HL5熄灭，Y14接通四楼停止指示灯HL10亮，表示电梯已停在四楼。

3.在上升或下降到二楼或三楼时，电梯会延时2秒后继续往呼叫的方向运行到达最后或最高呼叫楼层时电梯停止。例如序号（17），原停楼层一楼呼叫楼层二楼和三楼，当SB2（X2）、SB3（X3）闭合时，继电器M3接通，M3常开触点闭合，当电梯上升到二楼时SQ2（X6）接通、继电器M2断开，M2常开恢复闭合，继电器M4产生一个上升沿积分，M4的常开触点闭合，继电器M6得电，T1接通，同时M6常闭触点断开Y5失电，电机正转停止，2秒后，T1常闭触点断开，继电器M6失电，M6常开，常闭恢复，Y5得电延时结束，电梯继续上升到达三楼时SQ3（X7）接通，Y5、Y3同时断开，电梯停止。

4.电梯门程序控制

该模型只有一楼设有电梯门，当电梯停在一楼时，或当电梯下降到一楼时，SQ1（X5）闭合，时间继电器T6、T7同时接通，3秒后Y6常开通，Y15自动接通，门自动打开，压下SQ5（X3）闭合，Y15断开，同时T8接通延时4秒后Y16接通。门自动关上，压下限位开关SQ6（X14），关门结束。在时间继电在T7接通4秒后，使时间继电器T6断开。当X5断开时，T7复位，为下一次开门运行准备。

5.报警系统程序控制

（1）程序运行报警，当轿厢在上升或下降各楼层运行时，运行时时间须小于10秒，如逻辑行中所示SQ1（X5）、SQ2（X6）、SQ3（X7）、SQ4（X10）全部闭合，表示轿厢在运行中。T2线圈得电，定时器T2开始计时，10秒后，T2的常闭触点闭合，T9线圈得电，定时器T9开始计时，2秒后，T9常开闭合，Y20线圈与T10线圈同时得电，Y20线圈得电后产生输出信号，使报警器灯亮。

2秒后T10常闭断开使T9线圈失电，T10常闭触点瞬间闭合，重复以上动作，Y20产生一个连续脉冲信号，亮2秒，熄灭2秒，发生报警信号。

（2）电机在运行过程中发生过载，热继电器FR1、FR2、FR3某一个断开时，X21线圈失电，X21的常闭恢复闭合，重复上述报警系统。

（3）在配电屏控制板上设置了手动报警系统，接通SB11（X20）按下SB11时，X20线圈得电X20常开闭合，重复上述报警系统。

6.本程序具有多重保护

（1）在电梯运行过程中，遇到事故或者突发事件，只要按下停止按钮SB0（X0），运行程序停止工作，或者按下电源，所有工作停止。

（2）当主电机和门电机M1、M2、M3过载时，热继电器FR1、FR2、FR3常闭断开，电动机停止运行。

（3）各楼层运行时间必须小于10秒，否则T2得电报警系统启动，同时使Y5、Y6失电电动机停止。

（4）轿厢失控：当电磁制动器、电气安全装置失灵，发生冲顶或蹲底时，加装终端限位保护开关SQ7、SQ8及缓冲器开关SQ9。

（5）轿厢超载装置，当轿厢出现超重时，X20接通，指示灯HL11闪烁，发出报警信号，并且呼叫楼层无效，电梯不运行。超重解除时，程序正常运行。

（6）报警系统装置：轿厢与外部联系的警铃装置。

（7）电梯门系统保护装置：当电梯停在一楼，自动门未关上时，程序不能运行，电动机不能上升。

（8）为了防止轿厢坠落的危险，安装限速器和安全钳保护装置。
PLC控制的四层电梯模型，作为自研的实习教学设备，以实物电梯为参照物，给学生营造更加直观的认知环境，为粤北技工学校机电类专业的学生提供了一个学习平台，有利于加强实践性教学，为社会培养更多有技术能力的人才。