自动升降电梯自动运行工艺流程的设

1． 自动升降电梯的外部传感器设置：

如图1－1和1－3所示，在电梯1楼入口传送带和电梯2楼出口传送带上，分别安装有检测产品的光电传感器PS1、PS4。

如图1－2所示，在电梯轿箱内吊篮输送带上安装有两个光电传感器SP2、SP3。

如图1－7所示。在电梯井架机构内安装有高位和低位光电传感器SP5、SP6。

2． 自动升降电梯的停止状态位：

两层式自动升降电梯的工作停止状态位有两个，分别为一楼停止位和二楼停止位。如图1－7和图1－8所示。下面图4－1为自动电梯一楼停止位的局部放大图。

图4－1

图4－2为自动电梯2楼停止位的局部放大图。

图4－2

3． 自动升降电梯自动运行步骤设计：

自动升降电梯将产品从一楼箱二楼输送，在返回一楼。整个控制程序采用步进控制编写。具体步骤如下。

1． 第一步：1楼生产线使能，系统判断吊篮位置（PS5/PS6），传送第一件货物进入吊篮。同时传送第二件货物到1楼进口输送带上等待下一传送周期(PS1被第二件货物挡住后停止前行)。（吊篮电机正转）

2． 第二步：判断升降机构是否可以升降（吊篮入口光电传感器PS2是否由货物挡住），向上举升货物至二楼。（升降电机正转）

3． 第三步：判断二楼出口输送带是否堵塞（PS4是否被挡住）,向电梯外输送货物。（吊篮电机反转）

4． 第四步：判断升降机构是否可以升降（吊篮入口光电传感器PS2是否由货物挡住），向下返回1楼。（升降电机反转）

5． 下一周期开始！

根据以上四步步进控制顺序设计PLC主要输入输出点如表3－1和表3－2所示。

输入点编号	注释
I1.0	自动运行
I1.1	检修运行
I1.2	系统启动
I1.3	系统停止
I0.3	紧急停止
I0.4	1#变频器故障
I0.5	2#变频器故障
I0.6	3#变频器故障
I2.0	1楼入口光电传感器PS1
I2.1	轿箱内吊篮入口传感器PS2
I2.2	轿箱内吊篮内部传感器PS3
I2.3	2楼出口光电传感器PS4
I2.4	电梯井高位传感器PS5
I2.5	电梯井低位传感器PS6
I0.7	外部生产线使能PS0

表3－1

注：表中主要输入点元气件在图1－1、图1－3和图2－1中查找对应。

输出点编号	注释
Q0.0	1＃变频器正转输出
Q0.1	1＃变频器反转输出
Q0.3	2＃变频器正转输出
Q0.4	2＃变频器反转输出
Q0.6	3＃变频器正转输出
Q0.7	3＃变频器反转输出
Q1.1	交流接触器3工作
Q1.2	交流接触器6工作
Q1.3	交流接触器7工作
Q1.4	交流接触器10工作
Q1.5	抱闸电磁铁机构松闸

表3－2

注：表中主要输出点元气件在图2－1中查找对应。

1＃、2＃、3＃变频器输出方式与交流接触器3、6、7、10的组合对应电机Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的运动状态如表3－3所示。

输出点组合	注释
Q0.0、Q1.1	1楼输送带电机正转（Ⅰ电机）
Q0.3 、Q1.3	吊篮电机正转（Ⅲ电机）
Q0.6 、Q1.4	升降电机正转（Ⅳ电机）
Q0.1、Q1.2	2楼输送带电机反转（Ⅱ电机）
Q0.4 、Q1.3	吊篮电机反转（Ⅲ电机）
Q0.7、Q1.4	升降电机反转（Ⅳ电机）

表3－3

在步进顺序的设计上，为了避免因为误挡光电传感器而发生设备误动作，应该选择西门子S7-200 PLC中专门的顺控继电器S来编写升降电梯的步进程序。步进程序主要步骤如下图4－3所示。

图4－3

步进程序主要步骤程序编写如下图4－4所示。

图4－4

注：这里为了能使表达更为清楚，步进顺序间的转换没有加时间延时。在实际程序编写中为了使设备在转换动作时更加平稳，应该注意步进转换之间的时间延时。

在第一步步进程序里，一楼入口输送带电机正转输出由于第一步的结束而停止，这时入口输送带上的产品不一定正好挡住入口传送带光电传感器PS1。这样会造成在升降机吊篮上升后，一楼入口输送带上的产品不一定能够排成队列等待输送。为了解决这个问题，需要在上述步进程序外编写一条关于一楼入口输送带输出的语句，这里是关于输出点Q0.0和Q0.1的双线圈输出。在步进程序中，可以考虑使用双线圈，但要慎重使用。

其语句为：LD M1.0

A M2.0

A 0.7

AN 2.0

OUT Q0.0

OUT Q0.1

4． 升降电梯精确平层的电气控制设计：

如图4－1和图4－2所示，升降电梯吊篮和一楼传送带和二楼传送带的平层控制上，采用了电梯井高位传感器PS5和低位传感器PS6来控制轿箱的停止（参见图4－4升降电机正转/升降电机反转）。这里存在一个问题，如果电梯井高位传感器PS5和电梯井低位传感器PS6在升降电机运行时发生误动作。或者由于光电传感器的老化、输出滞后或是由于PLC输入响应滞后等问题会造成电梯轿箱吊篮停止位置的偏差积累。即吊篮在电梯运行一段时间后其停止位置会越来越高或者越来越低，甚至有可能发生电梯轿箱冲顶或者撞底事故的发生。为了解决这个问题应当在程序中加入高速脉冲计数，使用计数器来准确判断电梯轿箱的停止位。

在硬件配置上需要在升降电机的转子轴上加配旋转编码器，如图4－5和图4－6所示。

图4－5

图4－6

在PLC输入点的设计上，注意预留输入点I0.0～I0.7或者I1.1～I1.5作为编码器高速计数输入，具体用法参见《西门子S7-200编程手册》。旋转编码器的选择可以是双相脉冲编码器，也可以是单相脉冲编码器，在程序中可以选择带有增减计数脉冲的双相计数器，也可以选择带有内部方向或带有外部方向控制的单相计数器。旋转编码器可以是增量型编码器也可以是绝对值编码器，选择上面很灵活，具体的编码器选择应和程序中高速计数器、运行模式和系统控制字相结合，具体方法参见《西门子S7-200编程手册》。下面表3－4给出旋转编码器和高速计数器及系统控制字的一种可能组合。

内容	说明	特征
旋转编码器	增量型	单相
高速计数器HSC0	外部方向控制单相计数/运行模式4	I0.0脉冲计数/I0.1方向/I0.2复位
控制字	SM37B	11111000或16＃F8
初始值	SMD38	0
预制值	SMD42	根据一二楼之间距离定

表3－4

在程序中通过调用中断号为12的中断子程序来使升降电机停止正转或反转，以达到轿箱精确平层的目的。在高速计数器和旋转编码器的选择和配置上可以灵活掌握，在外部输入点数量紧张的情况下，可以采用高速计数器内部方向控制来完成增减计数。也可以不用增减计数，直接在程序中步进转换时复位高速计数器来完成.

5． 对升降机构电磁机械安全抱闸的控制设计：

升降机构的电磁安全抱闸机构如图4－5所示，其工作原理为当升降电机开始正转或者反转时电磁抱闸电磁铁得电松开抱闸，使得电梯轿箱可以上下运动。当升降电梯轿箱停止升降时，抱闸电磁铁失电抱住升降机构的转轴，固定轿箱防止轿箱向下滑落。

电磁铁设计为失电抱住转轴，防止因为停电或急停按下时轿箱向下滑落。在抱闸机构的设计上应注意足够的机械强度和较大的安全系数。