《控制與傳動》2012第五期 浙江工商職業技術學院 陳琪瑾 陳聰 供稿
1. 電梯模型的介紹
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?？刂茣r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
三線制接近開關的接線：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。PLC數字量輸入模塊一般可分為兩類：一類的公共輸入端為電源0V，電流從輸入模塊流出（日本模式），此時，一定要選用NPN型接近開關；另一類的公共輸入端為電源正端，電流流入輸入模塊，即阱式輸入（歐洲模式），此時，一定要選用PNP型接近開關（如圖1所示）。
圖1 NPN型接近開關
電梯的小型電機型號為DME34B36G-108，是一個自身外徑34mm，長度37mm，軸長15mm,軸徑6mm，重量210克，總長85mm的DC24V83轉的齒輪減速電機（如圖2所示）。
圖2 24V直流電機
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的指針式直流穩壓電源。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（如圖3所示）。
圖3 指針式直流穩壓電源
開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關晶體管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET構成。型號為DR-60-24的開關電源相數為單相，其輸出的直流電壓額定電流分別為24V2.5A，電流范圍在0-2.5A之間，額定功率是60W。輸入的電壓范圍是88-264VAC或124-370VDC，頻率范圍是47-63HZ，交流電流是1.2A/115VAC或36A/230VAC（如圖4所示）。
圖4 開關電源
3 . 輸入輸出分配表
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
|
輸入 |
輸出 |
||
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0 |
1層限位開關 X0 |
0 |
電梯上行 Y0 |
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1 |
2層限位開關 X1 |
1 |
電梯下行 Y1 |
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2 |
3層限位開關 X2 |
2 |
3層樓層指示 Y4 |
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3 |
4層限位開關 X3 |
3 |
2層樓層指示 Y5 |
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4 |
5層限位開關 X4 |
4 |
1層樓層指示 Y6 |
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5 |
3層外呼下 X5 |
5 |
電梯關門指示 Y7 |
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6 |
2層外呼上 X6 |
6 |
電梯開門指示 Y10 |
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7 |
2層外呼下 X7 |
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8 |
1層外呼上 X10 |
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9 |
3層內呼 X11 |
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10 |
2層內呼 X12 |
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11 |
1層內呼 X13 |
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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220V50HZ的交流電（如圖5所示）。
圖5 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6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。
圖6 PLC程序
6.結束語
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、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。