教学电梯的电气控制系统

1教学电梯的电气控制一.概述二.教学电梯构造三.电气控制1.电气元件代号明细表2.电气控制要求3.电气主要部件4.电气控制系统四.PLC程序五.故障分析2一、概述电梯的电气控制一般由主回路、安全及门锁回路、电源回路、PLC信号输入与控制输出构成。该设备采用交流变频调速器与PLC程编的开关量与数字量双制式控制，功能与真实的变频调速电梯相同，具有全集选功能，能自动平层，自动关门，响应轿内，外呼梯信号，并且在电梯上设置了电路、电器、变频、PLC、机械等常见的50多项故障供学生动手实际操作。3二、电梯构造1.井道柜架：相当于电梯附着的建筑物，为电梯提供支承，固定导轨，是钢架结构。42.曳引机位于柜架顶部，是电梯的动力装置。安装在两条承重梁上，他主要由以下部分组成：(1)电动机：鼠笼式三相感应电动机，采用变频变压(VVVF)驱动方式，电梯起动时，变频器使定子电流频率从极低频率开始，按控制要求上升到额定频率，减速时，使转速相应从额定频率开始平滑地下降到零，实现电梯平层，保证了电梯运行平稳，模拟真实电梯良好的合适感。5(2)制动器：只在电梯通电运转时间松闸，当电梯停止时制动并保持轿厢位置不变，工作电压DC110V。(3)减速器：采用蜗轮杆减速器，具有高密度、高效率、低噪音的特点。(4)曳引轮：绳槽为半圆槽，提供钢丝绳与绳轮之间的摩擦力。63.控制屏：(1)变频器：根据PLC给出的指令，对电机的电源频率、电压进行调制，使电机平衡。7(2)可编程序控制器(PLC)：控制电梯的运行状态，根据内选信号，对电梯的位置进行逻辑判断，然后给出运行指令，使电梯实现应答呼梯信号，顺向截停，反向保留信号，自动关门等功能。8(3)安全及门锁回路：由继电器回路组成，急停，门锁开关的通断决定安全及门锁回路的正常与否，以使PLC断送电梯是否处于安全状态。94.导轨：分别有轿厢导轨和对重导轨保证轿厢及对重作垂直运动。5.轿厢：由曳引钢丝绳悬挂，通过曳引机另一端连接对重，在导轨上运行，轿厢装备自动化，门上装有连锁开关，当门关闭后电梯才能运行，门上还有安全触板，当关门过程中碰到障碍物时，轿门马上开启。6.对重：与轿厢连接，作用是平衡轿厢的重量。7.层门：门上有门锁开关，当层门关闭后，电梯才能启动。10118.操纵箱：设在柜架正面左侧，模拟乘客在轿厢内选层的信号输入设备，包括：(1)数字显层器：七划数码显示轿厢所在楼层(2)“1”、“2”、“3”、“4”选层按钮(3)开关门铵钮(4)方向指示灯：电梯运行方向指示(5)电源锁：开关电梯电源，即首层外呼盒12换速系统：由永磁感应器构成，提供轿厢停层位置信号终端保护开关：感应器提供电梯运行终端信号，电梯超过它时，安全回路及电源被切断，保证电梯不超出终端。13三、电气控制1.电气元件代号明细表1415162.电梯电气控制要求a.三相鼠笼式异步电动机变频器控制其正转、反转启动加速过程、减速过程、平层或断电时使电磁制动器抱闸,确保电梯运行的平稳.b.根据电梯召唤内容和轿箱位置进行逻辑判断,确定电梯运行方向.c.电梯停靠某层时，轿厢和各层厅们显示器显示该楼层的楼层数。上行，显示上行指示和要到达的楼层数。下行反之。d.各门厅有上下召唤按钮，按下按钮，按钮内的指示灯亮。电梯到达该层，灯灭。17e.操作箱上1~4层站按钮按下，灯亮，到站后灯灭。f.电梯正常运行时，有开关量和数字量两种控制方式。开关量控制时，电梯的减速信号由电磁感应器获得，平层信号由双稳态开关获得；数字量控制时，电梯到达某层，由数字编码器输入给PLC内计数器，进行数字判断来实现停靠。g.检修状态下，有慢上慢下点动控制。h.开关门必须有厅门联锁和轿门联锁保护；门打开，照明灯亮，门关闭，照明灯灭。i.为安全起见，当安全钳、底坑绳断、缺相、热继电器动作、急停开关按下、停层叫停开关动作、上限位开关动作、下限位开关动作、基站锁关闭等，均必须切断电源。183.电梯电气主要部件(1)交流单速异步电动机(2)日本三菱FX2N-64MR型PLC(3)日本三菱A-540型变频器(4)编码器电梯V≤1.0m/s19(1)交流单速三相异步电动机型号：Y90S-6额定功率：0.75kW额定电流：2.3A额定电压：380V20FX2N-64MR-001(2)日本三菱PLC(FX2N-64M型)电梯PLC.ppt..\PLC电梯控制\第一节PLC简述.doc21项目规格备注运转控制方式通过储存的程序周期运转I/O控制方法批次处理方法(当执行END指令时)I/O指令可以刷新运转处理时间基本指令：0.8µs/指令,应用指令：1.52至几百µs/指令编程语言逻辑梯形图和指令清单使用步进梯形图能生成SFC类型程序程式容量8000步内置使用附加寄存盒可扩展到16000步指令数目基本顺序指令：27步进梯形指令：2应用指令：128最大可用298条应用指令I/O配置最大硬体I/O配置点256，依赖于用户的选择（最大软件可设定地址输入256、输出256）22项目规格备注辅助继电器（M线圈）一般500点M0至M499锁定2572点M500至M3071特殊256点M8000至M8255状态继电器（S线圈）一般490点S0至S499锁定400点S500至S899初始10点S0至S9信号报警器100点S900至S999定时器（T）100毫秒范围：0至3276.7秒200点T0至T19910毫秒范围：0至327.67秒46点T200至T2451毫秒保持型范围：0至32.767秒4点T246至T249100毫秒范围：0至3276.7秒6点T250至T255计数器（C）一般16位范围：0至32767数200点C0至C199类型：16位上计数器锁定16位100点（子系统）C100至C199类型：16位上计数器一般32位15点C200至C219类型：16位上/下计数器锁定32位15点C220至C234类型：16位上/下计数器23项目规格备注高速计数器（C）单相范围：-2147483648至+2147483647数一般规则：选择组合计数频率不大于20KHz的计数器组合,注意所有的计数器锁定C235至C2406点单相c/w起始停止输入C241至C2455点双相C246至C2505点A/B相C251至C2555点数据寄存器（D）特殊256点从D8000至D8255类型：16位数据存储寄存器一般200点D0至D199类型：32位元件的16位数据存储寄存器对锁定7800点D200至D7999类型：32位元件的16位数据存储寄存器对文件寄存器7000点D1000至D7999通过14块500程式步的参数设置类型：16位数据存储寄存器变址16点V0至V7以及Z0至Z7类型：16位数据存储寄存器24项目规格备注指标（P）用于CALL128点P0至P127用于中断6输入点、3定时器、6计数器100*至150*和16*至18*(上升触发*=1，下降触发*=0，**=时间(单位：毫秒)嵌套层次用于MC和MRC时8点N0至N7常数十进位K16位：-32768至+3276832位：-2147483648至+2147483647十六进位H16位：0000至FFFF32位：00000000至FFFFFFFF浮点32位：±1.175*10-38，±3.403*10-38（不能直接输入）25三菱FR-A540型变频器(3).日本三菱变频器26变频器外部接线图2728变频器端子表293031端子名称端子名称STF正转运行指令UA相STR反转运行指令VB相RH快速设定WC相RL慢速设定RA相SD信号负极SB相SE信号参考地TC相RUN马达控制输出信号该三菱变频器应用端子表示内容32（4）编码器，WETON电气有限公司型号：SZN30-600RF-30J电压：V=10~30VDC334.电气控制系统(1)系统框图(2)主回路和变频器控制系统(3)直流电源电路图(4)安全保护电路图(5)电梯的开关门控制(6)电梯的轿厢位置信号的采取与控制方式(7)呼梯信号的处理及电梯运行方向的判断34（1)系统框图35(2)主回路和变频器控制系统电梯上行还是下行由PLC经逻辑判断，输出继电器Y6或Y7信号，传输至变频器STF（正转启动）或STR（反转启动）控制电动机的正反转。电动机启动时，QC接触器得电；电磁抱闸线圈DZ得电，松开抱闸装置。36变频器来自PLC交流异步电动机编码器断相继电器至PLC自动开关电源继电器1YK-基站钥匙开关SJK-上限位开关XJK-下限位开关接触器热继电器电磁制动器线圈37MRSTUVWFR-A540KDX38电梯运行速度由PLC经逻辑判断，输出继电器Y4或Y5信号传输至变频器RH（高速）或RL（低速），触发变频器的速度设定。RH和RL的速度值由变频器的参数设定。为保证电梯运行平稳，电梯启动时的加速时间和平层时的减速时间由变频器的参数设定。例如：RL=1，Pr4=5HzRH=1，Pr6=24HzRL=1，RH=1，Pr25=44HzPr7=1.8s,加速时间Pr8=1.4s,减速时间39电梯的控制电路须在电源继电器GH得电后才有电。上下极限开关SJK和XJK电源继电器上极限开关下极限开关基站钥匙开关40（3）交流直流电源电路图41安全钳开关急停按钮限速器断绳开关断相继电器轿厢锁电联开关1~4层厅门锁电联开关门锁电联继电器电压继电器热继电器安全窗开关(4)安全保护回路421.SJU急停开关：安装在轿顶检修箱和地坑内,遇到紧急情况时,关断此开关,切断电梯控制电源,保证人员安全.2.SAQ安全钳动作保护轿厢超速下降,安全钳动作,其联锁开关SAQ断开,切断电梯控制电源.3.SDS断绳开关一旦钢丝绳松脱断裂,底坑张紧轮上的SDS断绳开关断开,切断电梯控制电源.434.SJN安全窗开关电梯故障或停电而停在两层之间时,可通过安全窗解救乘客,盖板下安装压合限位开关SJN,一旦安全窗打开,切断电梯控制电源回路,保证人员安全.5.KDX断相错相保护相序继电器防止电梯电源断相错相.6.JR热继电器电动机过载保护,一旦过载,JR动作,切断电梯控制电源.44(5)门联锁回路ST1:一层厅门电联锁微动开关ST2:二层厅门电联锁微动开关ST3:三层厅门电联锁微动开关ST4:四层厅门电联锁微动开关SQF:轿门电联锁微动开关从图中可以看出,只有所有厅门和轿门全部关牢后,MSJ门电联锁继电器得电,电梯才能上下运行.45(6)轿厢照明和风扇当所有门关闭后,MSJ得电,照明灯灭,风扇停转.一旦有门打开,MSJ失电,照明灯亮,风扇运转.注:此为应用在教学电梯上,实际电梯不是这样!46(6)电梯的开关门控制电梯开门时,PLC输出继电器Y26=1,直流电机正转开门.当开门到位时,PKM限位开关动作,电机停转.电梯关门时,PLC输出继电器Y27=1,直流电机反转关门.当关门一段时间,SG限位开关动作,电机减速,碰到PGM限位开关,电机停转.开关门继电器控制电路互锁,KMJ和GMJ常闭接点来实现.关门速度VSGPGMV1V2时间t(距离s)47安全触板开门按钮关门按钮超载开关滑线电阻4849输入符号名称输入符号名称X0脉冲编码器X10SW上限位开关X1PU门驱双稳态开关X11XW下限位开关X21PG换速传感器X12RUN变频器运行信号输入X3GU上强迫减速感应器X13KMJ常开开门继电器X4GD下强迫减速感应器X14KAB/AK触板开关/开门按钮X5DYJ电压继电器X15AG关门按钮X6MSJ门锁电联继电器X16CH超载开关X7MK检修开关X17?1、输入分配表50输入符号名称输入符号名称X020TD检修下行按钮X0303XA三层下召按钮1AS内选一层按钮X0314XA四层下召按钮X0212AS内选二层按钮X032X0223AS内选三层按钮X023TU检修上行按钮X0334AS内选四层按钮X0241SA一层上召按钮X034X0252SA二层上召按钮X035X0263SA三层上召按钮X036X0272XA二层下召按钮X037HK数字量/开关量转换开关51输出符号名称输出符号名称Y0QC电源接触器Y101R一层选