自動升降電梯自動運行工藝流程的設

1． 自動升降電梯的外部傳感器設置：

如圖1－1和1－3所示，在電梯1樓入口傳送帶和電梯2樓出口傳送帶上，分別安裝有檢測產品的光電傳感器PS1、PS4。

如圖1－2所示，在電梯轎箱內吊籃輸送帶上安裝有兩個光電傳感器SP2、SP3。

如圖1－7所示。在電梯井架機構內安裝有高位和低位光電傳感器SP5、SP6。

2． 自動升降電梯的停止狀態位：

兩層式自動升降電梯的工作停止狀態位有兩個，分別為一樓停止位和二樓停止位。如圖1－7和圖1－8所示。下面圖4－1為自動電梯一樓停止位的局部放大圖。

圖4－1

圖4－2為自動電梯2樓停止位的局部放大圖。

圖4－2

3． 自動升降電梯自動運行步驟設計：

自動升降電梯將產品從一樓箱二樓輸送，在返回一樓。整個控制程序采用步進控制編寫。具體步驟如下。

1． 第一步：1樓生產線使能，系統判斷吊籃位置（PS5/PS6），傳送第一件貨物進入吊籃。同時傳送第二件貨物到1樓進口輸送帶上等待下一傳送周期(PS1被第二件貨物擋住后停止前行)。（吊籃電機正轉）

2． 第二步：判斷升降機構是否可以升降（吊籃入口光電傳感器PS2是否由貨物擋?。?，向上舉升貨物至二樓。（升降電機正轉）

3． 第三步：判斷二樓出口輸送帶是否堵塞（PS4是否被擋?。?span >,向電梯外輸送貨物。（吊籃電機反轉）

4． 第四步：判斷升降機構是否可以升降（吊籃入口光電傳感器PS2是否由貨物擋?。?，向下返回1樓。（升降電機反轉）

5． 下一周期開始！

根據以上四步步進控制順序設計PLC主要輸入輸出點如表3－1和表3－2所示。

輸入點編號	注釋
I1.0	自動運行
I1.1	檢修運行
I1.2	系統啟動
I1.3	系統停止
I0.3	緊急停止
I0.4	1#變頻器故障
I0.5	2#變頻器故障
I0.6	3#變頻器故障
I2.0	1樓入口光電傳感器PS1
I2.1	轎箱內吊籃入口傳感器PS2
I2.2	轎箱內吊籃內部傳感器PS3
I2.3	2樓出口光電傳感器PS4
I2.4	電梯井高位傳感器PS5
I2.5	電梯井低位傳感器PS6
I0.7	外部生產線使能PS0

表3－1

注：表中主要輸入點元氣件在圖1－1、圖1－3和圖2－1中查找對應。

輸出點編號	注釋
Q0.0	1＃變頻器正轉輸出
Q0.1	1＃變頻器反轉輸出
Q0.3	2＃變頻器正轉輸出
Q0.4	2＃變頻器反轉輸出
Q0.6	3＃變頻器正轉輸出
Q0.7	3＃變頻器反轉輸出
Q1.1	交流接觸器3工作
Q1.2	交流接觸器6工作
Q1.3	交流接觸器7工作
Q1.4	交流接觸器10工作
Q1.5	抱閘電磁鐵機構松閘

表3－2

注：表中主要輸出點元氣件在圖2－1中查找對應。

1＃、2＃、3＃變頻器輸出方式與交流接觸器3、6、7、10的組合對應電機Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的運動狀態如表3－3所示。

輸出點組合	注釋
Q0.0、Q1.1	1樓輸送帶電機正轉（Ⅰ電機）
Q0.3 、Q1.3	吊籃電機正轉（Ⅲ電機）
Q0.6 、Q1.4	升降電機正轉（Ⅳ電機）
Q0.1、Q1.2	2樓輸送帶電機反轉（Ⅱ電機）
Q0.4 、Q1.3	吊籃電機反轉（Ⅲ電機）
Q0.7、Q1.4	升降電機反轉（Ⅳ電機）

表3－3

在步進順序的設計上，為了避免因為誤擋光電傳感器而發生設備誤動作，應該選擇西門子S7-200 PLC中專門的順控繼電器S來編寫升降電梯的步進程序。步進程序主要步驟如下圖4－3所示。

圖4－3

步進程序主要步驟程序編寫如下圖4－4所示。

圖4－4

注：這里為了能使表達更為清楚，步進順序間的轉換沒有加時間延時。在實際程序編寫中為了使設備在轉換動作時更加平穩，應該注意步進轉換之間的時間延時。

在第一步步進程序里，一樓入口輸送帶電機正轉輸出由于第一步的結束而停止，這時入口輸送帶上的產品不一定正好擋住入口傳送帶光電傳感器PS1。這樣會造成在升降機吊籃上升后，一樓入口輸送帶上的產品不一定能夠排成隊列等待輸送。為了解決這個問題，需要在上述步進程序外編寫一條關于一樓入口輸送帶輸出的語句，這里是關于輸出點Q0.0和Q0.1的雙線圈輸出。在步進程序中，可以考慮使用雙線圈，但要慎重使用。

其語句為：LD M1.0

A M2.0

A 0.7

AN 2.0

OUT Q0.0

OUT Q0.1

4． 升降電梯精確平層的電氣控制設計：

如圖4－1和圖4－2所示，升降電梯吊籃和一樓傳送帶和二樓傳送帶的平層控制上，采用了電梯井高位傳感器PS5和低位傳感器PS6來控制轎箱的停止（參見圖4－4升降電機正轉/升降電機反轉）。這里存在一個問題，如果電梯井高位傳感器PS5和電梯井低位傳感器PS6在升降電機運行時發生誤動作?；蛘哂捎诠怆妭鞲衅鞯睦匣?、輸出滯后或是由于PLC輸入響應滯后等問題會造成電梯轎箱吊籃停止位置的偏差積累。即吊籃在電梯運行一段時間后其停止位置會越來越高或者越來越低，甚至有可能發生電梯轎箱沖頂或者撞底事故的發生。為了解決這個問題應當在程序中加入高速脈沖計數，使用計數器來準確判斷電梯轎箱的停止位。

在硬件配置上需要在升降電機的轉子軸上加配旋轉編碼器，如圖4－5和圖4－6所示。

圖4－5

圖4－6

在PLC輸入點的設計上，注意預留輸入點I0.0～I0.7或者I1.1～I1.5作為編碼器高速計數輸入，具體用法參見《西門子S7-200編程手冊》。旋轉編碼器的選擇可以是雙相脈沖編碼器，也可以是單相脈沖編碼器，在程序中可以選擇帶有增減計數脈沖的雙相計數器，也可以選擇帶有內部方向或帶有外部方向控制的單相計數器。旋轉編碼器可以是增量型編碼器也可以是絕對值編碼器，選擇上面很靈活，具體的編碼器選擇應和程序中高速計數器、運行模式和系統控制字相結合，具體方法參見《西門子S7-200編程手冊》。下面表3－4給出旋轉編碼器和高速計數器及系統控制字的一種可能組合。

內容	說明	特征
旋轉編碼器	增量型	單相
高速計數器HSC0	外部方向控制單相計數/運行模式4	I0.0脈沖計數/I0.1方向/I0.2復位
控制字	SM37B	11111000或16＃F8
初始值	SMD38	0
預制值	SMD42	根據一二樓之間距離定

表3－4

在程序中通過調用中斷號為12的中斷子程序來使升降電機停止正轉或反轉，以達到轎箱精確平層的目的。在高速計數器和旋轉編碼器的選擇和配置上可以靈活掌握，在外部輸入點數量緊張的情況下，可以采用高速計數器內部方向控制來完成增減計數。也可以不用增減計數，直接在程序中步進轉換時復位高速計數器來完成.

5． 對升降機構電磁機械安全抱閘的控制設計：

升降機構的電磁安全抱閘機構如圖4－5所示，其工作原理為當升降電機開始正轉或者反轉時電磁抱閘電磁鐵得電松開抱閘，使得電梯轎箱可以上下運動。當升降電梯轎箱停止升降時，抱閘電磁鐵失電抱住升降機構的轉軸，固定轎箱防止轎箱向下滑落。

電磁鐵設計為失電抱住轉軸，防止因為停電或急停按下時轎箱向下滑落。在抱閘機構的設計上應注意足夠的機械強度和較大的安全系數。