PLC在电梯模型制作中的设计与应用

陈聪，李方园（浙江工商职业技术学院 浙江 宁波 315012）

1 引言

电梯模型装置由底座、立柱及控制面板、主电路板等组成。立柱上接有5个接近开关，用来感应电梯及将相应的信号输入PLC。轿厢在模型的左侧，由小型直流电机来控制它的上行和下行，轿厢门开关信号由控制面板上的指示灯来输出。

面板上的输入和输出信号有内选按钮信号、外选按钮信号、限位信号、厢门开关信号共计12个。控制时应分别与三菱PLC主机输入端和输出端连接，公共端与主机输入输出COM端连接。

使用时首先将模型与PLC主机输入、输出端口连接好，检查无误后，接通电源，模型处于待机状态，将计算机与PLC连接，使程序输入PLC；再启动运行PLC程序按动模型选层的内呼或外呼按钮，若PLC运行程序编制正确的话，电梯模型将按内、外呼按钮指令正常运行。

2 电梯模型元器件介绍

图1所示为电梯模型。其包含以下的主要元器件。

图1 电梯模型

（1）接近开关

接近开关在电梯模型主要用于定位。常见的有三线制接近开关，其接线为：红（棕）线接电源正端；蓝线接电源0V端；黄（黑）线为信号，应接负载；而负载的另一端是这样接的：对于NPN型接近开关，应接到电源正端；对于PNP型接近开关，则应接到电源0V端。接近开关的负载可以是信号灯、继电器线圈或可编程控制器PLC的数字量输入模块。需要特别注意接到PLC数字输入模块的三线制接近开关的型式选择。如图2所示为NPN型接近开关。

图2 NPN型接近开关

（2）电梯的曳引机电机

电梯模型的曳引机电机型号为DME34B36G-108，是一个自身外径34mm，长度37mm，轴长15mm，轴径6mm，重量210g，总长85mm的DC24V83转的齿轮减速电机。

（3）直流稳压电源

由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。该项目中，提供24V直流电机的电源是型号为DF1730SC3A的直流稳压电源。其主要技术参数：输出电压是0～30V，输出电流是0～3A；波纹与噪音：CV≦1mVrms和CC≦5mArm；电源效应：CV≦1×10-4+0.5mV和CC≦2×10-3+1mA；负载效应：CV≦1×10-4+2mV和CC≦2×10-3+3mA；频率计测频灵敏度<100mV。该直流电源的特点：单路输出，双电表分别指示输出电压和电流值。稳压与稳流状态能够自动转换并分别由发光管指示，采用电流限制保护方式，而且限流点可以任意调节。全塑面框，外形新颖美观。

3 电梯模型的输入输出分配

输入信号有：轿厢平层信号5个，外呼信号4个，内呼信号3个，共计12个。

输出信号有：轿厢上下行2个，轿厢所在楼层显示3个，电梯门开关2个，共计7个。该项目的输入输出分配（如表1所示）。

表1 输入输出分配表

4 PLC接线图

X0-X13为输入信号，Y0-Y10为输出信号，其中COM1、COM2、COM3接24V电源，Y0-Y10接0V电源。此外，电梯的小型电机分别连接电源0V和24V，以及PLC的L端N端接入220V 50Hz的交流电（如图3所示）。

图3 PLC输入输出接线图

5 电梯模型的软件设计

编程思路：以1层向上外呼为例，按下X10按钮，则M0被接通并保持。此时Y0得电，电梯上升。在电梯内部选层，如按下X12按钮，M12得电置位，电梯到达2层，2层限位开关也得电，此时M12失电复位，Y0也失电，电梯停止在2层。电梯开门指示灯Y10亮，经过50秒，Y10灭，Y11电梯关门指示亮。此外，当电梯到达2层，X1得电，楼层指示灯Y5点亮。具体电梯PLC程序（如图4所示）。

程序检测步骤：

（1）电梯在1层静止，按1层外部向上按钮，电梯门开指示灯亮，关门后，按3层内部按钮，电梯上升；

（2）电梯在3层停止，电梯门开指示灯亮，50秒后门关指示亮。再按2层外部向上或向下按钮，电梯上升或下降。

（3）当电梯在指定的楼层内停止时，相应的楼层指示灯点亮显示。

6 结语

设计一个典型电梯控制的PLC应用系统，关键要解决的第一个问题是进行PLC应用系统的功能设计，即根据受控对象（电梯模型）的功能和工艺要求，明确系统必须要做的工作和因此必备的条件。第二个问题是进行PLC应用系统的功能分析，即通过分析系统功能，提出PLC控制系统的结构形式、控制信号的种类和数量，系统的规模、布局。第三个问题是根据系统分析结构，具体的确定PLC的机型和系统的具体配置。

图4 PLC程序

[1]李方园. 自动化综合实践[M].北京:中国电力出版社，2009.