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1、教学电梯的电气控制,一.概述 二.教学电梯构造 三.电气控制 1.电气元件代号明细表 2.电气控制要求 3.电气主要部件 4.电气控制系统 四. PLC程序 五.故障分析,1,一、概述 电梯的电气控制一般由主回路、安全及门锁回路、 电源回路、PLC信号输入与控制输出构成。 该设备采用交流变频调速器与PLC程编的开关量与 数字量双制式控制，功能与真实的变频调速电梯相 同，具有全集选功能，能自动平层，自动关门，响 应轿内，外呼梯信号，并且在电梯上设置了电路、 电器、变频、PLC、机械等常见的50多项故障供学生 动手实际操作。,2,二、电梯构造 1.井道柜架： 相当于电梯附着 的建筑物，为电梯 提供
2、支承，固定导 轨，是钢架结构。,3,2.曳引机 位于柜架顶部，是电梯的动力装置。安装在两条承重梁上，他主要由以下部分组成： (1)电动机： 鼠笼式三相感应电动机，采用变频变压(VVVF)驱动方式，电梯起动时，变频器使定子电流频率从极低频率开始，按控制要求上升到额定频率，减速时，使转速相应从额定频率开始平滑地下降到零，实现电梯平层，保证了电梯运行平稳，模拟真实电梯良好的合适感。,4,(2)制动器： 只在电梯通电运转时间松闸，当电梯停止时制动并保持轿厢位置不变，工作电压DC110V。 (3)减速器： 采用蜗轮杆减速器，具有高密度、高效率、低噪音的特点。 (4)曳引轮： 绳槽为半圆槽，提供钢丝绳与绳
3、轮之间的摩擦力。,5,3.控制屏： (1) 变频器： 根据PLC给出的指令， 对电机的电源频率、 电压进行调制，使电 机平衡。,6,(2)可编程序控制器(PLC)：控制电梯的运行状态，根据内选信号，对电梯的位置进行逻辑判断，然后给出运行指令，使电梯实现应答呼梯信号，顺向截停，反向保留信号，自动关门等功能。,7,(3)安全及门锁回路：由继电器回路组成，急停，门锁开关的通断决定安全及门锁回路的正常与否，以使PLC断送电梯是否处于安全状态。,8,4.导轨： 分别有轿厢导轨和对重导轨保证轿厢及对重作垂直运动。 5.轿厢： 由曳引钢丝绳悬挂，通过曳引机另一端连接对重，在导轨上运行，轿厢装备自动化，门上装
4、有连锁开关，当门关闭后电梯才能运行，门上还有安全触板，当关门过程中碰到障碍物时，轿门马上开启。 6.对重： 与轿厢连接，作用是平衡轿厢的重量。 7.层门： 门上有门锁开关，当层门关闭后，电梯才能启动。,9,10,8.操纵箱： 设在柜架正面左侧，模拟乘客在轿厢内选层的信号输入设备，包括： (1)数字显层器：七划数码显示轿厢所在楼层 (2)“1”、“2”、“3” 、“4”选层按钮 (3)开关门铵钮 (4)方向指示灯：电梯运行方向指示 (5)电源锁：开关电梯电源，即首层外呼盒,11,换速系统： 由永磁感应器构成， 提供轿厢停层位置 信号终端保护开关： 感应器提供电梯运行 终端信号，电梯超过 它时，安
5、全回路及电 源被切断，保证电梯 不超出终端。,12,三、电气控制 1.电气元件代号明细表,13,14,15,2. 电梯电气控制要求 a.三相鼠笼式异步电动机 变频器控制其正转、反转启动加速过程、减速过程、 平层或断电时使电磁制动器抱闸,确保电梯运行的平稳. b.根据电梯召唤内容和轿箱位置进行逻辑判断,确定电梯运行方向. c. 电梯停靠某层时，轿厢和各层厅们显示器显示该楼层的楼层数。上行，显示上行指示和要到达的楼层数。下行反之。 d. 各门厅有上下召唤按钮，按下按钮，按钮内的指示灯亮。电梯到达该层，灯灭。,16,e. 操作箱上14层站按钮按下，灯亮，到站后灯灭。 f. 电梯正常运行时， 有开关量
6、和数字量两种控制方式。 开关量控制时，电梯的减速信号由电磁感应器获得，平层信号由双稳态开关获得；数字量控制时，电梯到达某层，由数字编码器输入给PLC内计数器，进行数字判断来实现停靠。 g. 检修状态下，有慢上慢下点动控制。 h. 开关门必须有厅门联锁和轿门联锁保护；门打开，照明灯亮，门关闭，照明灯灭。 i. 为安全起见，当安全钳、底坑绳断、缺相、热继电器动作、急停开关按下、停层叫停开关动作、上限位开关动作、下限位开关动作、基站锁关闭等，均必须切断电源。,17,3.电梯电气主要部件 (1)交流单速异步电动机 (2)日本三菱FX2N-64MR型PLC (3)日本三菱A-540型变频器 (4)编码器
7、 电梯V1.0m/s,18,(1)交流单速三相异步电动机 型号：Y90S-6 额定功率：0.75kW 额定电流：2.3A 额定电压：380V,19,FX2N-64MR-001,(2)日本三菱PLC( FX2N-64M型),电梯PLC.ppt,.PLC电梯控制第一节 PLC简述.doc,20,21,22,23,24,三菱FR-A540型变频器,(3).日本三菱变频器,25,变频器外部接线图,26,27,变频器端子表,28,29,30,该三菱变频器应用端子表示内容,31,（4）编码器， WETON电气有限公司 型号：SZN30-600RF-30J 电压：V=1030VDC,32,4.电气控制系统
8、(1)系统框图 (2)主回路和变频器控制系统 (3)直流电源电路图 (4)安全保护电路图 (5)电梯的开关门控制 (6)电梯的轿厢位置信号的采取与控制方式 (7)呼梯信号的处理及电梯运行方向的判断,33,（1)系统框图,34,(2)主回路和变频器控制系统 电梯上行还是下行由PLC 经逻辑判断，输出继电器Y6 或Y7信号，传输至变频器 STF（正转启动）或STR （反转启动）控制电动机 的正反转。 电动机启动时，QC接触器得 电；电磁抱闸线圈DZ得电， 松开抱闸装置。,35,变频器,来自PLC,交流异步电动机,编码器,断相继电器,至PLC,自动开关,电源继电器,1YK-基站钥匙开关 SJK-上限
9、位开关 XJK-下限位开关,接触器,热继电器,电磁制动器线圈,36,M,R S T,U V W,FR-A540,KDX,37,电梯运行速度由PLC经逻辑判断，输出继电器Y4或Y5 信号传输至变频器RH（高速）或RL（低速），触发变 频器的速度设定。 RH和RL的速度值由变频器的参数设定。 为保证电梯运行平稳，电梯启动时的加速时间和平 层时的减速时间由变频器的参数设定。 例如： RL=1， Pr4=5Hz RH=1， Pr6=24Hz RL=1，RH=1， Pr25=44Hz Pr7=1.8s,加速时间 Pr8=1.4s,减速时间,38,电梯的控制电路须在电源继电器GH得电后才有电。 上下极限开
10、关SJK和XJK,电源继电器,上极限开关,下极限开关,基站钥匙开关,39,（3）交流直流电源电路图,40,安全钳开关,急停按钮,限速器断绳开关,断相继电器,轿厢锁电联开关,14层厅门锁电联开关,门锁电联继电器,电压继电器,热继电器,安全窗开关,(4)安全保护回路,41,1.SJU急停开关： 安装在轿顶检修箱和地坑内,遇到紧急情况时,关断此 开关,切断电梯控制电源,保证人员安全. 2.SAQ安全钳动作保护 轿厢超速下降,安全钳动作,其联锁开关SAQ断开,切 断电梯控制电源. 3.SDS断绳开关 一旦钢丝绳松脱断裂,底坑张紧轮上的SDS断绳开关 断开,切断电梯控制电源.,42,4.SJN安全窗开关
11、 电梯故障或停电而停在两层之间时, 可通过安全窗解 救乘客,盖板下安装压合限位开关SJN, 一旦安全窗打开, 切断电梯控制电源回路,保证人员安全. 5.KDX断相错相保护 相序继电器防止电梯电源断相错相. 6.JR热继电器 电动机过载保护, 一旦过载,JR动作,切断电梯控制电 源.,43,(5)门联锁回路 ST1: 一层厅门电联锁微动开关 ST2: 二层厅门电联锁微动开关 ST3: 三层厅门电联锁微动开关 ST4: 四层厅门电联锁微动开关 SQF: 轿门电联锁微动开关 从图中可以看出,只有所有厅门和轿门全部关牢后, MSJ门电联锁继电器得电, 电梯才能上下运行.,44,(6)轿厢照明和风扇 当
12、所有门关闭后,MSJ得电, 照明灯灭,风扇停转. 一旦有门打开,MSJ失电,照明灯亮,风扇运转. 注: 此为应用在教学电梯上, 实际电梯不是这样!,45,(6)电梯的开关门控制 电梯开门时,PLC输出继电器Y26=1,直流电机正转开门.当开门到位时,PKM限位开关动作,电机停转. 电梯关门时,PLC输出继电器Y27=1,直流电机反转关门.当关门一段时间,SG限位开关动作,电机减速,碰到PGM限位开关, 电机停转. 开关门继电器控制电路互锁, KMJ和GMJ常闭接点来实现.,关门速度V,SG,PGM,V1,V2,时间t(距离s),46,安全触板,开门按钮,关门按钮,超载开关,滑线电阻,47,48
13、,1、输入分配表,49,50,2、输出分配表,51,52,5、程序 (1) 电梯轿厢位置信号的采取和控制方式 该教学电梯为四层电梯，由PLC控制，有两种控制方 式： 数字量控制方式：信号来自曳引电机上旋转编码器。 开关量控制方式: 信号来自井道内的1PG和PU。 由转换开关HK（X037）切换。,53,召唤箱呼叫,上电,初始化,等待,确认本层和目标层,54,55,56,57,58,59,60,61, 轿厢位置信号的采取 在开关量控制时，由换速干簧管1PG和平层双稳态开 关PU信号来判断轿厢位置。 一旦换速干簧管1PG动作，输入到PLC的X2。 由PLC 判断是否是目的层，如是则换速；不是，则继
14、续运行。 电梯到达目的层，对应该层的双稳态开关PU动作输 入PLC的X1，控制电梯的平层。 在数字量控制时，由旋转编码器判断电梯所处位置。 电机转动一周，旋转编码器发出一个脉冲给PLC X0，作 为高速计数器C235的输入信号，通过设置C235的每层数 值，来判断楼层和控制停层。,62,梯形图程序分析 电梯在一楼时，下强迫限位开关GD（X004）不动作，上 强迫限位开关GU（X003）动作，用数据传输指令MOV使 M500=1。 电梯在四楼时，上强迫限位开关GU（X003）不动作，下 强迫限位开关GD（X004）动作，用数据传输指令MOV使 M503=1。,63,在开关量控制时，一旦电梯轿厢上
15、的隔磁板插入某层 换速干簧管，1PG动作，PLC的X2=1，M90=1。 若电机正转，则M13得到一个脉冲，位移指令SFTL左 移一位。 若电机反转，则M14得到一个脉冲，位移指令SFTR右 移一位。 因此，当电梯在一楼时，M500=1 当电梯在二楼时，M501=1 当电梯在三楼时，M502=1 当电梯在四楼时，M503=1 利用PLC内部辅助继电器可以完成开关量控制时的电梯 楼层的识别和判断。,64,在数字量控制时，利用高速计数器C235进行控制。 若电机正转（电梯上升），C235为增计数。 若电机反转（电梯下降），C235为减计数。 电梯在一楼时，C235=0。 电梯在四楼时，C235=60000。 利用区间比较指令DZCP，旋转编码器的脉冲通过X0作为计数器的输入端： 当-2000 C235 5100, 电梯在一楼时，M331=1 当8800 C235 22900, 电梯在二楼时， M334=1 当26200 C235 39700, 电梯在三楼时， M336=1 当44325 C235 60000, 电梯在四楼时， M340=1 利用旋转编码器信号和PLC内部指令可以完成数字量控 制时的电梯楼层的识别和判断。,65,PU门驱双稳态开关,1PG换速传感器,GD下强迫,轿厢在一层时, C235 置零,PU门驱双稳态开关,轿厢在四层时，C235=60000,PU门驱双稳
