電梯自動化控制技術實驗課教學探討

張富強

自動化控制技術實訓教學的實驗設備選用4層4站電梯教學模型，它能真實模擬實際電梯的結構，包含升降電動機拖動轎廂與對重結合的升降運動系統，以及門電動機拖動轎廂門帶動廳門做開門和關門動作的運動系統。在系統運行上，可模擬轎廂門隨轎廂做升降運動，在行至某層站時，可由轎廂門上的門刀打開或關閉該層廳門，這些運動方式與實際電梯完全相同。

模型電梯的結構和外觀。4層4站模型電梯為方柱形結構，外形尺寸為230mm長×150mm寬×630mm高。

模型電梯正面為實驗面板，其余為10mm厚有機玻璃板構成框架，起支撐作用。有機玻璃透明，可觀察電梯內部升降拖動機構及門拖動機構。實驗面板表面為模擬實際電梯正面外觀的彩色圖形，對應4層樓層有4個廳門。實驗面板采用全工藝加厚雙面電路板，表面采用PVC材料。按鈕全部是觸摸開關；指示燈為局部透明，后置發光管，燈光柔和。實驗面板按實際電梯的電氣元器件位置，劃分為4個實驗接線區，電梯的全部66個輸入/輸出電氣信號端子都分布在4個實驗接線區內。①模擬實際電梯頂樓電氣柜內的電氣信號的實驗接線區。實驗面板最上面有電梯頂樓電氣柜內的電氣信號。輸出信號有升降電動機正反轉、高低速，門電動機正反轉、高低速，樓層指示、方向指示，轎廂內燈光、風扇。②模擬實際電梯樓層廳門外布局實驗接線區。③模擬實際電梯位置檢測用的光電開關及限位保護開關實驗接線區。運行時，可見換速、平層程序的執行過程。④模擬實際電梯轎廂內控制盤實驗接線區。實驗面板下是模擬的電梯轎廂內控制盤。

一、電梯開、關門控制實驗

（1）實驗目的。熟悉PLC基本指令和控制電梯的電氣基本控制技術過程。基本掌握電梯門控制方法。

（2）實驗任務。用5V正極端子同時點動轎廂上或下行和快或慢速端子，使轎廂停在某一層平層區內，再進行門控制實驗。程序輸入后，進行操作，能實現手動開門、手動關門和延時自動關門、夾人開門、超重不關門等邏輯功能。反復調試，直到程序通過為止。

（3）實驗步驟。①按I/O分配接好實驗線路。②編寫程序，標注釋。③輸入程序（計算機梯形圖軟件）。④操作并調試程序。⑤保存程序。

在實際電梯中，門機構是機械部分最關鍵、也是故障多發部分。電梯的門，分為轎廂門和廳門，廳門為被動門，由轎廂門帶動，轎廂門上裝有門刀，通過門刀帶動廳門運動。若是單刀，兩扇以上的廳門還需有門聯動機構。為了電梯安全，要在轎廂門和廳門完全關閉時才能運行。所以，廳門上裝有電氣聯動的自動門鎖，控制電梯控制電路的接通與斷開。行車時不能開門，開門時不能行車（檢修時除外）。廳外通過鑰匙可打開廳門的自動門鎖。

二、電梯樓層連續顯示實驗

（1）實驗目的。熟悉電梯樓層連續指示功能。

（2）實驗任務。每次按下4層內選按鈕，轎廂慢速上行一個層站，平層位置停止；每次按下1層內選按鈕，轎廂慢速下行一個層站，平層位置停止。運行時，實現樓層位置連續指示和運行方向指示功能。

（3）實驗步驟。①按I/O分配接好實驗線路。②編寫程序，標注釋。③輸入程序。④操作并調試程序。⑤保存程序。

實現樓層位置連續指示的編程方法有很多，樓層少的可由基本指令實現。電梯的層指示也可以采用數碼管顯示，使用譯碼芯片，可節省輸出點。樓層高時，效果更加明顯。但某些場合，仍采用①②③……樓層顯示，因為這種顯示方式可使觀察全面，具有更好的心理等候感覺。

三、電梯內選、外呼信號操作指示的記憶與解除控制實驗

（1）實驗目的。熟悉電梯內選、外呼信號操作指示的記憶與解除方法。

（2）實驗任務。該實驗中，每次按下4層內選按鈕，轎廂慢速上行一個層站，平層位置停止；每次按下1層內選按鈕，轎廂慢速下行一個層站，平層位置停止。

（3）實驗步驟。與以上實驗步驟基本一樣。

四、電梯自動選向控制實驗

（1）實驗目的。熟悉電梯自動選擇行車方向的方法。

（2）實驗任務。電梯按內選信號和轎廂位置自動決定行車方向。

（3）實驗步驟。與以上實驗步驟基本一樣。

有司機狀態下，廳外上、下呼梯信號不參與選向，但具有截梯功能。順向信號可截梯，反向信號不能截梯。無司機狀態下，無內選信號時，呼梯信號也參與選向，并具有最遠反向截梯功能，但有內選信號時，內選信號優先選向。

五、電梯換速、平層控制實驗

（1）實驗目的。熟悉電梯自動換速、平層控制的方法。

（2）實驗任務。在上述實驗的基礎上，實現電梯運行換速和平層控制。轎廂在下行過程中，未達到上平層傳感器時，電梯高速下降；到達上平層傳感器時，電梯低速下降；到達平層位置時，上平層傳感器和下平層傳感器均動作，此時電梯停止，執行開門程序；由于慣性原因，遮光片越過上平層傳感器，則電梯低速上行進行校正。

電梯的加速度的變化率稱為加加速度，對人體的舒適感影響很大，在電梯技術中被稱為生理系數，應限制在1.3m/s3以下。高速電梯應采用無級調速。

通過這些實驗，可以了解和學習電梯的機械構造、電氣連接及程序編寫，強化學生基本技能和綜合實踐能力的訓練。

（黑龍江七臺河技師學院）