主頁 > 企 業(yè) 博 客 > PLC觸摸屏控制電梯模型的研制
近些年來 ，隨著經(jīng)濟的 發(fā)展，電梯已 經(jīng)成為 我們?nèi)粘Ｉ钪?不可 或缺的 一種特種設(shè)備。截止 2017 年底，我國的 電梯保 有量在 500 多 萬臺以上，每年以 20% 的 速度增長根據(jù)，舊梯更換的 數(shù)量增長趨勢加快，《電梯主要部件報廢技術(shù)條件》也 正式 頒布實 施。隨之而來的是電梯的 各種安全問題以及電梯技術(shù)人員的 缺乏，就需要越來 越多的人投身于電梯行 業(yè)，對 于電梯教學(xué)的 需求也 要提升。
市場上流行的電梯模型主要是專門針對 電梯的 控制邏輯、運行調(diào)試、安裝調(diào) 試、電氣故障排除這些中 某一兩個方面，不能 夠全部都實現(xiàn)。本 模型是既能 夠真實 模擬電梯的結(jié)構(gòu)及運行狀態(tài)，又能方便使用 者上手，且能 根據(jù)使用 者能 力的 提升，讓使用者自行 改變電梯模型的結(jié)構(gòu)或者控制系統(tǒng)。
3 總體設(shè)計方案
基于 PLC 觸摸屏控制電梯智能 模型設(shè)計是在國家標(biāo)準(zhǔn)的 基礎(chǔ)上，通 過 實際測量，模仿真實 電梯的結(jié)構(gòu)，按照電梯 GB7588 規(guī)范進(jìn)行設(shè)計的 。該模型主要由機械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)兩部分 組成。
機械部分
電梯模型的 機械結(jié)構(gòu)是實 際電梯進(jìn)行縮小版，結(jié)構(gòu)齊全，擁有實 際電梯的 基本 功 能。該教學(xué)模型，包括底部腳輪、井道、導(dǎo)軌、轎廂、層門、轎門、對重、安全鉗、限速器、機房、觸摸屏、亞 克力板以及控制柜。
具體結(jié)構(gòu)位置以及結(jié)構(gòu)連接如下:
底部腳輪用 螺栓固定在 鋁型材底部;井道由鋁合金型材連接而 成;導(dǎo)軌包括轎廂導(dǎo)軌和對 重導(dǎo)軌分 別豎向設(shè)置在 井道內(nèi) ;轎廂設(shè)置在 轎廂導(dǎo)軌上;層站分別設(shè)置在 井道的 前端;轎門、層門分 別位于轎廂前端和井道前端;對 重位于轎廂后側(cè)，屬于后置式 ;安全鉗位于轎廂底部;限速器位于轎廂左側(cè);機房位于井道最上端;亞 克力板是圍在 井道外圍的。
在設(shè)計的時候，考慮到該模型控制部分 要能 夠滿足，也 考慮到電梯模型運行情況。在 電梯教學(xué)模型安全回路斷開的 情況下，該模型無法運行，處于停止。只有在 門聯(lián)鎖繼電器也 正常的 狀態(tài)下，該模型才能進(jìn)入到檢修狀態(tài)和正常運行狀態(tài)。在 電梯教學(xué)模型檢修狀態(tài)下，在 轎頂、觸摸屏或者控制柜的 檢修開關(guān)轉(zhuǎn) 換到檢修位置時 ，該模型進(jìn) 入檢修狀態(tài)。在 使用 者按下檢修上行 或者檢修下行的按鈕，并且同時 按下檢修公共端時 ，該模型的 轎廂才能實現(xiàn) 上行 和下行 。在 電梯教學(xué)模型正常運行狀態(tài)下，當(dāng)有外呼和內(nèi) 選信號時 ，該模型會 登記下所需到達(dá)的 樓層，會 根據(jù)此時 轎廂運行的方向確定響應(yīng)的樓層信號的順序，完成轎廂運行方向的 最遠(yuǎn)層站登記的 信號后，轎廂改變運行方向。在 該模型響應(yīng)樓層信號，到達(dá)指定樓層的 減速區(qū)，變頻器便控制曳引機進(jìn) 入低速運行狀態(tài)進(jìn)行平層，當(dāng)每一層的 平層感應(yīng) 器有信號輸出則反映轎廂已 經(jīng)平層。轎廂處于平層狀態(tài)，曳引機也 停止后，轎門帶動廳 門打開，經(jīng)過 設(shè)定的等待時間后，門機帶動轎門和廳 門一起關(guān)閉，倘若轎廂超載或者安全觸板動作 ，則門機會使轎門和廳 門重新打開，直到安全觸板不動作 且轎廂不超載，則轎門和廳 門在 門機的作用下關(guān)閉，接著響應(yīng)下一次所需到站的 樓層信號。倘若模型經(jīng)過 設(shè)定的 待機時 間后，沒有呼梯信號后，轎廂自動判斷自身位置是否處于基站，倘若不在 基站，則轎廂自動返回基站。倘若在 轎廂返回基站的過程中 有呼梯信號，則取消返回基站，響應(yīng)呼梯信號。
2 控制流程設(shè)置
當(dāng)轎廂到達(dá)召喚樓層且出于平層狀態(tài)時 ，取消該樓層的內(nèi)選登記信號;當(dāng)電梯處于正常狀態(tài)時 ，把需要轎廂到達(dá)的 樓層的 外呼和內(nèi) 選信號集中 起來 ，與現(xiàn)在轎廂所處的 位置進(jìn)行比較 ;當(dāng)轎廂位置高于需要轎廂到達(dá)的 樓層時 ，則需要轎廂下行 ，知道響應(yīng)完運行方向最遠(yuǎn)層站的 召喚后，才可 以反向運行響應(yīng)召喚;當(dāng)電梯處于正常狀態(tài)時 ，在 判斷沒有召喚信號后，經(jīng)過等待的 設(shè)定值 D20 后，比較現(xiàn)在 轎廂所在 樓層與 基站的 位置，從而 確定運 行 方向，到達(dá)設(shè)定的 基站;為了防止機房或轎頂?shù)?操作人員出現(xiàn) 誤碰按鈕而 設(shè)有公共端，只有同時 按下檢修運行按鈕和公共端才可 以使轎廂檢修上行 和下行 ;由于會 出現(xiàn) 轎頂和機房同時 檢修的 情況，而 且井道檢修人員所處的 環(huán)境更危險，便使兩處的 檢修，只有轎頂有效 ;為保證電梯能 安全地運行，在 該電梯模型上裝有許多 安全部件。只有每個安全部件都在 正常的 情況下，模型才能運行，否則模型立即停止運行。
3 實現(xiàn)上網(wǎng)功能
3． 1 無線模塊傳輸功能
利用物聯(lián)網(wǎng)，可 以全面 感知整個電梯模型的運轉(zhuǎn) ，即實現(xiàn)即時 采集物體 動態(tài)信息。通過可靠的 傳輸，將 電梯模型運行的各種狀態(tài)與 互聯(lián)網(wǎng)緊密相連，這樣可 以把感知到的 信息實時、準(zhǔn)確、可 靠地傳遞給云端服務(wù)器中 。本 模型中 通 過無線模塊，把 PLC 收集并處理后的 數(shù)據(jù)，上傳云端服務(wù)器，客戶可在電腦端登錄自己的 ID 查看數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析判斷現(xiàn) 場實 際狀況，同時 手機上也 可收到狀態(tài)信息，實現(xiàn)了智能 化。
3． 2 組態(tài)監(jiān)控及控制
在 遠(yuǎn)程 電腦端，利用組態(tài)組成的 監(jiān)控系統(tǒng)對 電梯模型進(jìn)行實時監(jiān)控，可通過組態(tài)的 仿真動畫了 解電梯運行狀態(tài)，并進(jìn)行測試運行，如 發(fā)現(xiàn) 故障，可通過 組態(tài)修改 PLC 參數(shù)，初步嘗試解決電梯故障。
4 創(chuàng)新點及應(yīng)用
模型模仿真 電梯的結(jié)構(gòu)，按照電梯規(guī)范進(jìn)行 設(shè)計，利 于學(xué)生對 電梯的了解，而 且安裝比實 際電梯的 安裝危險性 小;通過無線模塊，把 PLC 收集并處理后的 數(shù)據(jù)，上傳云端服務(wù)器;實現(xiàn)組態(tài)監(jiān)控及控制，在 遠(yuǎn)程 電腦端，可 通 過組態(tài)的 仿真動畫了解電梯運行狀態(tài)，并進(jìn)行測試運行，如 發(fā)現(xiàn) 故障，可通過組態(tài)修改 PLC 參數(shù)，初步嘗試解決電梯故障; 可 以通過位于電梯井道側(cè)面的觸控屏，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，方 便清晰。該模型體 積小，而 且易于拆卸。應(yīng)用主要體現(xiàn)在教學(xué)領(lǐng)域，可 以從三個方面進(jìn)行 “教學(xué)”:作為一種小型教學(xué)模型，擁有電梯的 所有結(jié)構(gòu)，可 供開設(shè)了 電梯專業(yè)以及自動化專業(yè)的院校教學(xué)用 或企業(yè)培訓(xùn)用 ，培養(yǎng)技術(shù)人員;作為一種小型教學(xué)模型，擁有電氣故障設(shè)置系統(tǒng)，可 以模擬電梯故障狀態(tài)，可 供電梯維保 單位用 ，方 便維保 人員熟練分析并解決電梯故障;該教學(xué)模型是小型可拆式的，可在進(jìn)行電梯安全宣講時用于現(xiàn) 場演 示。
5 結(jié)束語
本 次設(shè)計的 四層四站的 小型電梯模型能 夠?qū)崿F(xiàn) 電梯正常運轉(zhuǎn)，同時 嚴(yán)格按照電梯法律法規(guī)來進(jìn)行 設(shè)計，擁有電梯絕大 多數(shù)的 部件和功能。作為電梯模型，不論是用 于教學(xué)還是培訓(xùn)，該模型都能 發(fā)揮良好的作用，能 讓使用 者真正的了解到電梯的結(jié)構(gòu) 以及運作方式。
市場上流行的電梯模型主要是專門針對 電梯的 控制邏輯、運行調(diào)試、安裝調(diào) 試、電氣故障排除這些中 某一兩個方面，不能 夠全部都實現(xiàn)。本 模型是既能 夠真實 模擬電梯的結(jié)構(gòu)及運行狀態(tài)，又能方便使用 者上手，且能 根據(jù)使用 者能 力的 提升，讓使用者自行 改變電梯模型的結(jié)構(gòu)或者控制系統(tǒng)。
3 總體設(shè)計方案
基于 PLC 觸摸屏控制電梯智能 模型設(shè)計是在國家標(biāo)準(zhǔn)的 基礎(chǔ)上，通 過 實際測量，模仿真實 電梯的結(jié)構(gòu)，按照電梯 GB7588 規(guī)范進(jìn)行設(shè)計的 。該模型主要由機械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)兩部分 組成。
機械部分
電梯模型的 機械結(jié)構(gòu)是實 際電梯進(jìn)行縮小版，結(jié)構(gòu)齊全，擁有實 際電梯的 基本 功 能。該教學(xué)模型，包括底部腳輪、井道、導(dǎo)軌、轎廂、層門、轎門、對重、安全鉗、限速器、機房、觸摸屏、亞 克力板以及控制柜。
具體結(jié)構(gòu)位置以及結(jié)構(gòu)連接如下:
底部腳輪用 螺栓固定在 鋁型材底部;井道由鋁合金型材連接而 成;導(dǎo)軌包括轎廂導(dǎo)軌和對 重導(dǎo)軌分 別豎向設(shè)置在 井道內(nèi) ;轎廂設(shè)置在 轎廂導(dǎo)軌上;層站分別設(shè)置在 井道的 前端;轎門、層門分 別位于轎廂前端和井道前端;對 重位于轎廂后側(cè)，屬于后置式 ;安全鉗位于轎廂底部;限速器位于轎廂左側(cè);機房位于井道最上端;亞 克力板是圍在 井道外圍的。
在設(shè)計的時候，考慮到該模型控制部分 要能 夠滿足，也 考慮到電梯模型運行情況。在 電梯教學(xué)模型安全回路斷開的 情況下，該模型無法運行，處于停止。只有在 門聯(lián)鎖繼電器也 正常的 狀態(tài)下，該模型才能進(jìn)入到檢修狀態(tài)和正常運行狀態(tài)。在 電梯教學(xué)模型檢修狀態(tài)下，在 轎頂、觸摸屏或者控制柜的 檢修開關(guān)轉(zhuǎn) 換到檢修位置時 ，該模型進(jìn) 入檢修狀態(tài)。在 使用 者按下檢修上行 或者檢修下行的按鈕，并且同時 按下檢修公共端時 ，該模型的 轎廂才能實現(xiàn) 上行 和下行 。在 電梯教學(xué)模型正常運行狀態(tài)下，當(dāng)有外呼和內(nèi) 選信號時 ，該模型會 登記下所需到達(dá)的 樓層，會 根據(jù)此時 轎廂運行的方向確定響應(yīng)的樓層信號的順序，完成轎廂運行方向的 最遠(yuǎn)層站登記的 信號后，轎廂改變運行方向。在 該模型響應(yīng)樓層信號，到達(dá)指定樓層的 減速區(qū)，變頻器便控制曳引機進(jìn) 入低速運行狀態(tài)進(jìn)行平層，當(dāng)每一層的 平層感應(yīng) 器有信號輸出則反映轎廂已 經(jīng)平層。轎廂處于平層狀態(tài)，曳引機也 停止后，轎門帶動廳 門打開，經(jīng)過 設(shè)定的等待時間后，門機帶動轎門和廳 門一起關(guān)閉，倘若轎廂超載或者安全觸板動作 ，則門機會使轎門和廳 門重新打開，直到安全觸板不動作 且轎廂不超載，則轎門和廳 門在 門機的作用下關(guān)閉，接著響應(yīng)下一次所需到站的 樓層信號。倘若模型經(jīng)過 設(shè)定的 待機時 間后，沒有呼梯信號后，轎廂自動判斷自身位置是否處于基站，倘若不在 基站，則轎廂自動返回基站。倘若在 轎廂返回基站的過程中 有呼梯信號，則取消返回基站，響應(yīng)呼梯信號。
2 控制流程設(shè)置
當(dāng)轎廂到達(dá)召喚樓層且出于平層狀態(tài)時 ，取消該樓層的內(nèi)選登記信號;當(dāng)電梯處于正常狀態(tài)時 ，把需要轎廂到達(dá)的 樓層的 外呼和內(nèi) 選信號集中 起來 ，與現(xiàn)在轎廂所處的 位置進(jìn)行比較 ;當(dāng)轎廂位置高于需要轎廂到達(dá)的 樓層時 ，則需要轎廂下行 ，知道響應(yīng)完運行方向最遠(yuǎn)層站的 召喚后，才可 以反向運行響應(yīng)召喚;當(dāng)電梯處于正常狀態(tài)時 ，在 判斷沒有召喚信號后，經(jīng)過等待的 設(shè)定值 D20 后，比較現(xiàn)在 轎廂所在 樓層與 基站的 位置，從而 確定運 行 方向，到達(dá)設(shè)定的 基站;為了防止機房或轎頂?shù)?操作人員出現(xiàn) 誤碰按鈕而 設(shè)有公共端，只有同時 按下檢修運行按鈕和公共端才可 以使轎廂檢修上行 和下行 ;由于會 出現(xiàn) 轎頂和機房同時 檢修的 情況，而 且井道檢修人員所處的 環(huán)境更危險，便使兩處的 檢修，只有轎頂有效 ;為保證電梯能 安全地運行，在 該電梯模型上裝有許多 安全部件。只有每個安全部件都在 正常的 情況下，模型才能運行，否則模型立即停止運行。
3 實現(xiàn)上網(wǎng)功能
3． 1 無線模塊傳輸功能
利用物聯(lián)網(wǎng)，可 以全面 感知整個電梯模型的運轉(zhuǎn) ，即實現(xiàn)即時 采集物體 動態(tài)信息。通過可靠的 傳輸，將 電梯模型運行的各種狀態(tài)與 互聯(lián)網(wǎng)緊密相連，這樣可 以把感知到的 信息實時、準(zhǔn)確、可 靠地傳遞給云端服務(wù)器中 。本 模型中 通 過無線模塊，把 PLC 收集并處理后的 數(shù)據(jù)，上傳云端服務(wù)器，客戶可在電腦端登錄自己的 ID 查看數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析判斷現(xiàn) 場實 際狀況，同時 手機上也 可收到狀態(tài)信息，實現(xiàn)了智能 化。
3． 2 組態(tài)監(jiān)控及控制
在 遠(yuǎn)程 電腦端，利用組態(tài)組成的 監(jiān)控系統(tǒng)對 電梯模型進(jìn)行實時監(jiān)控，可通過組態(tài)的 仿真動畫了 解電梯運行狀態(tài)，并進(jìn)行測試運行，如 發(fā)現(xiàn) 故障，可通過 組態(tài)修改 PLC 參數(shù)，初步嘗試解決電梯故障。
4 創(chuàng)新點及應(yīng)用
模型模仿真 電梯的結(jié)構(gòu)，按照電梯規(guī)范進(jìn)行 設(shè)計，利 于學(xué)生對 電梯的了解，而 且安裝比實 際電梯的 安裝危險性 小;通過無線模塊，把 PLC 收集并處理后的 數(shù)據(jù)，上傳云端服務(wù)器;實現(xiàn)組態(tài)監(jiān)控及控制，在 遠(yuǎn)程 電腦端，可 通 過組態(tài)的 仿真動畫了解電梯運行狀態(tài)，并進(jìn)行測試運行，如 發(fā)現(xiàn) 故障，可通過組態(tài)修改 PLC 參數(shù)，初步嘗試解決電梯故障; 可 以通過位于電梯井道側(cè)面的觸控屏，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，方 便清晰。該模型體 積小，而 且易于拆卸。應(yīng)用主要體現(xiàn)在教學(xué)領(lǐng)域，可 以從三個方面進(jìn)行 “教學(xué)”:作為一種小型教學(xué)模型，擁有電梯的 所有結(jié)構(gòu)，可 供開設(shè)了 電梯專業(yè)以及自動化專業(yè)的院校教學(xué)用 或企業(yè)培訓(xùn)用 ，培養(yǎng)技術(shù)人員;作為一種小型教學(xué)模型，擁有電氣故障設(shè)置系統(tǒng)，可 以模擬電梯故障狀態(tài)，可 供電梯維保 單位用 ，方 便維保 人員熟練分析并解決電梯故障;該教學(xué)模型是小型可拆式的，可在進(jìn)行電梯安全宣講時用于現(xiàn) 場演 示。
5 結(jié)束語
本 次設(shè)計的 四層四站的 小型電梯模型能 夠?qū)崿F(xiàn) 電梯正常運轉(zhuǎn)，同時 嚴(yán)格按照電梯法律法規(guī)來進(jìn)行 設(shè)計，擁有電梯絕大 多數(shù)的 部件和功能。作為電梯模型，不論是用 于教學(xué)還是培訓(xùn)，該模型都能 發(fā)揮良好的作用，能 讓使用 者真正的了解到電梯的結(jié)構(gòu) 以及運作方式。