PLC在電梯模型制作中的設計與應用

陳聰，李方園（浙江工商職業技術學院 浙江 寧波 315012）

1 引言

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個接近開關，用來感應電梯及將相應的信號輸入PLC。轎廂在模型的左側，由小型直流電機來控制它的上行和下行，轎廂門開關信號由控制面板上的指示燈來輸出。

面板上的輸入和輸出信號有內選按鈕信號、外選按鈕信號、限位信號、廂門開關信號共計12個。控制時應分別與三菱PLC主機輸入端和輸出端連接，公共端與主機輸入輸出COM端連接。

使用時首先將模型與PLC主機輸入、輸出端口連接好，檢查無誤后，接通電源，模型處于待機狀態，將計算機與PLC連接，使程序輸入PLC；再啟動運行PLC程序按動模型選層的內呼或外呼按鈕，若PLC運行程序編制正確的話，電梯模型將按內、外呼按鈕指令正常運行。

2 電梯模型元器件介紹

圖1所示為電梯模型。其包含以下的主要元器件。

圖1 電梯模型

（1）接近開關

接近開關在電梯模型主要用于定位。常見的有三線制接近開關，其接線為：紅（棕）線接電源正端；藍線接電源0V端；黃（黑）線為信號，應接負載；而負載的另一端是這樣接的：對于NPN型接近開關，應接到電源正端；對于PNP型接近開關，則應接到電源0V端。接近開關的負載可以是信號燈、繼電器線圈或可編程控制器PLC的數字量輸入模塊。需要特別注意接到PLC數字輸入模塊的三線制接近開關的型式選擇。如圖2所示為NPN型接近開關。

圖2 NPN型接近開關

（2）電梯的曳引機電機

電梯模型的曳引機電機型號為DME34B36G-108，是一個自身外徑34mm，長度37mm，軸長15mm，軸徑6mm，重量210g，總長85mm的DC24V83轉的齒輪減速電機。

（3）直流穩壓電源

由于電子技術的特性，電子設備對電源電路的要求就是能夠提供持續穩定、滿足負載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩定的直流電能。提供這種穩定的直流電能的電源就是直流穩壓電源。該項目中，提供24V直流電機的電源是型號為DF1730SC3A的直流穩壓電源。其主要技術參數：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：CV≦1×10-4+0.5mV和CC≦2×10-3+1mA；負載效應：CV≦1×10-4+2mV和CC≦2×10-3+3mA；頻率計測頻靈敏度<100mV。該直流電源的特點：單路輸出，雙電表分別指示輸出電壓和電流值。穩壓與穩流狀態能夠自動轉換并分別由發光管指示，采用電流限制保護方式，而且限流點可以任意調節。全塑面框，外形新穎美觀。

3 電梯模型的輸入輸出分配

輸入信號有：轎廂平層信號5個，外呼信號4個，內呼信號3個，共計12個。

輸出信號有：轎廂上下行2個，轎廂所在樓層顯示3個，電梯門開關2個，共計7個。該項目的輸入輸出分配（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，Y0-Y10為輸出信號，其中COM1、COM2、COM3接24V電源，Y0-Y10接0V電源。此外，電梯的小型電機分別連接電源0V和24V，以及PLC的L端N端接入220V 50Hz的交流電（如圖3所示）。

圖3 PLC輸入輸出接線圖

5 電梯模型的軟件設計

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Y0得電，電梯上升。在電梯內部選層，如按下X12按鈕，M12得電置位，電梯到達2層，2層限位開關也得電，此時M12失電復位，Y0也失電，電梯停止在2層。電梯開門指示燈Y10亮，經過50秒，Y10滅，Y11電梯關門指示亮。此外，當電梯到達2層，X1得電，樓層指示燈Y5點亮。具體電梯PLC程序（如圖4所示）。

程序檢測步驟：

（1）電梯在1層靜止，按1層外部向上按鈕，電梯門開指示燈亮，關門后，按3層內部按鈕，電梯上升；

（2）電梯在3層停止，電梯門開指示燈亮，50秒后門關指示亮。再按2層外部向上或向下按鈕，電梯上升或下降。

（3）當電梯在指定的樓層內停止時，相應的樓層指示燈點亮顯示。

6 結語

設計一個典型電梯控制的PLC應用系統，關鍵要解決的第一個問題是進行PLC應用系統的功能設計，即根據受控對象（電梯模型）的功能和工藝要求，明確系統必須要做的工作和因此必備的條件。第二個問題是進行PLC應用系統的功能分析，即通過分析系統功能，提出PLC控制系統的結構形式、控制信號的種類和數量，系統的規模、布局。第三個問題是根據系統分析結構，具體的確定PLC的機型和系統的具體配置。

圖4 PLC程序

[1]李方園. 自動化綜合實踐[M].北京:中國電力出版社，2009.