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TM1電梯模型實驗指導書

SAC-PLC-SYT


可編程序控制器教學實驗臺
電梯實驗指導書


 
目錄    


前言 
第一章  實驗設備使用說明
§1-1  實驗設備簡介 ……………………………………………………1
§1-2  電梯控制邏輯關系 ………………………………………………3
§1-3  電纜線布局圖 ……………………………………………………4
§1-4  輸入、輸出電纜線信號分布 ……………………………………5
§1-5  輸入、輸出信號分配（I/O分配）………………………………8
第二章 實驗任務書
§2-1 基本實驗


實驗一  電梯開、關門控制實驗 ……………………………………14
實驗二  電梯轎箱慢速升降點動控制實驗 …………………………15
實驗三  電梯樓層連續顯示實驗 ……………………………………16
實驗四  電梯內選、外呼信號操作指示的記憶與解除控制實驗 …17
實驗五  電梯自動選向控制實驗 ……………………………………19
實驗六  電梯換速控制實驗 …………………………………………20


§2-2 應用實驗


實驗七  司機駕駛運行方式下電梯控制實驗 ………………………21
實驗八  無司機駕駛運行方式下電梯控制實驗 ……………………21


§2-3 課程設計、畢業設計題目


實驗九  直駛運行方式下電梯控制實驗 ……………………………22
實驗十  消防運行方式下電梯控制實驗 ……………………………22
實驗十一  群控（通訊）運行方式下電梯控制實驗 ………………22
實驗十二  組態軟件電梯監控實驗 …………………………………22
第三章 實驗設備的驗收與維護
一、 設備驗收  …………………………………………………………23
二、 設備維護  …………………………………………………………23


前   言
電梯是高層建筑中應用極為普遍的垂直交通工具，是機電合一的大型工業產品。當今時代，電梯融合了多種學科的高新技術，隨著其運行速度、平層精度、舒適感、安全保護等技術指標不斷地提高，人們乘坐電梯不僅帶來了快捷方便，更帶來了一種藝術享受。
電梯的種類相當多，按用途分為乘客電梯、載貨電梯、客貨電梯、醫用電梯、住宅電梯、雜物（不許乘人）電梯、觀光電梯、自動扶梯等；按速度分為低速電梯（1米/秒以下）、快速電梯（低于2米/秒）、高速電梯（2米/秒以上）；按拖動方式分為交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條電梯等；按控制方式分為手柄操作電梯、按鈕操作電梯、有司機信號控制電梯、無司機自動集選控制電梯、群控電梯、多程序電梯、智能電梯等等。
各種電梯都具有相當復雜的邏輯關系，大部分為開關量信號，以往采用繼電邏輯控制。近十年來，由于可編程序控制器控制技術發展很快，目前，國內大部分中、低速電梯都采用了可編程序控制器控制系統并取代了繼電邏輯控制線路。
當今，可編程序控制器已成為工業自動化控制的核心，適當增加一些授課學時和實驗學時，增加一些課程設計和畢業設計等時間集中的教學環節，是符合時代要求的。可編程序控制器的應用實例相當多，剖析一兩個系統十分有益。以電梯系統為例，深入學習可編程序控制器技術，一定會給機電一體化、自動化等專業的學生帶來極大的興趣。以電梯系統作為研究課題，一定能使他們了解企業、了解產品、了解工藝、了解市場，使他們開擴視野、創新思維，學到豐富的理論和實踐知識。
我公司1999年最新研制生產的四層四站電梯教學實驗設備，全面、逼真地模擬了實際電梯的結構,充分體現了實驗教學設備的工藝特點，其目的是作為可編程序控制器的控制對象，為專業教師和學生提供了一個有較大工作量和密切聯系實際應用的設計和實驗內容, 為可編程序控制器的控制系統設計、方案論證、軟件編程、現場調試的學習，創造更好的條件。該實驗設備既適合學習可編程序控制器的基礎知識，又適合學習可編程序控制器系統設計技術，也是畢業設計較好的題目。
該實驗設備在機械結構上，不但具有升降電機拖動轎箱與配重結合的升降運動系統，而且還具有門電機拖動轎門帶動廳門作開門和關門動作的運動系統。 當電梯運行時，轎門隨轎箱做升降運動，當行至某層站時，可由轎門上的門刀打開或關閉該層廳門，這些機械動作與實際電梯完全相同。實際電梯產品上的門機構也是機械部分上最復雜、最關鍵、難度最大的部分，具有門運動機構是本實驗設備最突出的特色。
該實驗設備在電氣系統上，引入了實際電梯所應具備的幾乎全部現場的輸入輸出電氣信號,確保能夠實現各種方式下電梯運行的邏輯控制功能，使學生最大限度地了解和掌握電梯的知識和技術。 該實驗設備是目前國內外最接近實際電梯結構的教學實驗模型之一。
該實驗設備在制做工藝上，充分考慮到了教學實驗的特殊要求和直觀教學效果，實驗面板美觀形象、布局合理；信號的分布與實際電梯結構中信號位置相同；輸入檢測信號由發光管顯示當前接收工作狀態，便于觀察和調試；實驗接線有兩種方式，端子接線和插座接線，端子接線比較直觀，并適合調試和維修；插座接線快捷、簡單，接線后不影響面板外觀效果。
設備的開關電源工作電壓為交流220伏，輸出為直流24伏和直流5伏開關電源，作為可編程序控制器輸入信號和輸出負載電源，并具有短路和過載保護功能。如果電梯在實驗臺環境下運行，電梯上的開關電源可以省略。
該實驗設備為可編程序控制器的控制對象, 與可編程序控制器的機型無關，可由用戶自己選擇和采購，也可以由我公司代購。 
可編程序控制器的I/O點數最好為60點左右。構成60點左右的可編程序控制器方案很多，用戶根據自己的喜好和情況自行選擇。
電梯有許多復雜的邏輯關系，如：司機方式、自動方式、消防方式、直駛方式、群控方式（需要兩臺PLC構成 1：1通訊和控制兩臺電梯實現）等等。本實驗指導書中詳細描述電梯的邏輯關系。
目前我們隨實驗設備提供有OMRON歐姆龍公司CPM2A機型（60點）實驗參考程序、三菱FX1N機型（60點）、西門子S7-200機型（56點）和松下FP0機型（64點）司機方式參考程序。用戶可以充分利用該電梯模型的硬件條件，通過組織學生畢業設計等教學環節，創造出許多新的軟件開發實驗。
采用孔盤信號選層方式（實現畫面組態有用），未列入本實驗指導書中。 
實驗指導書中所列實驗內容的安排順序充分考慮到學生學習認識的過程，本著由淺入深、循序漸近的原則，先分解列出多個基礎實驗題目，最后組合成不同運行方式的電梯應用程序。這樣，有利于理解和掌握電梯的邏輯關系和梯形圖編程技術，達到實驗學習的目的。實驗內容安排順序也兼顧了實際電梯程序設計與調試的一般過程。
我公司電梯教學模型經過原始創意、原始設計、多次改進、積累了豐富的加工和調試經驗，產品質量和工藝水平不斷增高，現以批量生產。該電梯模型既可以由PLC單獨控制和使用，也可以作為PLC實驗臺上的一個控制對象組合使用，提高PLC和電源等設備的利用率。
我公司愿與從事和掌握可編程序控制器技術的高等院校教師和工程技術人員廣泛建立聯系,進行交流與合作,讓我們為促進可編程序控制器實驗教學活動的開展和可編程序控制器技術的普及與提高共同努力。
我公司具有多年生產教學儀器設備的經驗，銷售產品遍布全國，在廣大用戶的支持下得到了高速發展，我們將為用戶提供優質服務,不斷提高自身的水平和能力,嚴格保證產品質量,以維護信譽。產品如有不足之處,敬請提出寶貴建議,以利于我們改進。
感謝你們的合作！
 
2004 年 5月  第七版
第一章  實驗設備使用說明
§1-1 實驗設備簡介
一、設備外觀（見設備圖）
1、電梯模型，樓層四層，方柱形結構，外形尺寸230長 ×150寬×630高。
2、正面為實驗面板，其余為10毫米厚有機玻璃板構成框架，起支撐作用。有機玻璃透明，可見電梯內部升降拖動機構及門拖動機構。
3、實驗面板表面為彩色模擬實際電梯正面外觀圖形，對應四層樓層有四個廳門，面板分四個信號區，布有66個電梯的輸入輸出電氣信號端子。
4、實驗面板采用全工藝雙面加厚線路板，表面采用PVC材料，圖形、漢字美觀、清晰。按鈕全部采用觸摸開關；指示燈為局部透明，后置發光管，表面平整，燈光柔和艷麗。
二、拖動系統（見設備側面圖）
1、升降拖動系統
電梯樓頂位置端裝有微型直流電機和減速機構組成的升降拖動系統，拖動轎箱和配重作升降運動。兩側有機玻璃板除起支撐作用外，亦構成巷道。巷道兩側裝有運行導軌。升降電機采用電壓調速，分高速和低速兩檔，高速行駛、低速平層認址。低速可手動進行微調。
巷道內各樓層平層位置裝有光電傳感器，作為平層信號和換速信號使用，上下終端各有一個限位保護信號。樓頂電機傳動輪上裝有孔盤，由光電傳感器取出信號，可替代巷道內平層與換速信號使用，或同時使用。
底坑應裝有減震彈簧，因位置所限，省略。機械失速保護系統省略。
2、門拖動系統
在轎箱頂上裝有微型直流電機和減速機組成的門拖動系統，門電機直接拖動轎門開關門，運行至不同樓層，再由轎門上的門刀拖動該層廳門做開關門動作。
門電機采用電壓調速，分高速和低速兩個控制端子，低速可微調。
廳門具門聯鎖電氣保護信號。當廳門打開時電梯不能升降運行。
轎門機構有開門到位、關門到位信號，有防夾人保護信號，有轎內超重保護信號。當有夾人和超重動作時，門自動打開，不允許關門。
三、實驗面板（見設備正面圖）
實驗面板參照實際電梯的電氣元件位置劃分為四個實驗區，電梯的全部電氣信號端子都分布在四個實驗區內。另有一個電源區。
1、電氣柜信號實驗區
實驗面板最上面是電梯頂樓電氣柜內的電氣信號實驗接線區，輸出信號有升降電機正反轉、高低速、門電機正反轉、高低速、樓層指示、方向指示、轎箱內燈光、風扇，輸入信號有防夾保護、超重保護、門聯鎖保護、開門到位、關門到位、孔盤認址信號所對應的實驗接線端子。
2、廳門外呼信號實驗區
實驗面板中間布有四層廳門, 各廳門上方有樓層位置及運行方向指示。 各廳門右側是廳門外呼梯信號實驗接線區，有廳外呼梯按鈕和操作記憶顯示燈，一層有廳門鑰匙開關，有消防按鈕，以及所對應的實驗接線端子。
3、巷道換速、平層、限位信號實驗區
實驗面板中間左側是巷道內平層位置檢測信號實驗區，巷道內具有換速、平層、信號，頂層和底層有限位信號，元件采用光電開關，并具有實驗接線端子。運行時可見換速、平層過程。
4、轎箱內控制盤實驗區
實驗面板下面是模擬實際電梯轎箱內控制盤實驗接線區。控制盤上有運行方式選擇按鈕和運行狀態指示、樓層內選按鈕、樓層位置及運行方向指示，有報站鐘及報警蜂鳴器，有手動開門和關門按鈕、直駛按鈕、風扇、照明燈按鈕，有轎內鑰匙開關，以及所對應的實驗接線端子。
5、電源區
實驗面板最下面為電源區，工作電源為交流220V電源，內置開關電源，輸出直流5V和24V電源，供內部工作和可編程序控制器輸出信號和輸入信號回路使用。如果是在PLC教學實驗臺上使用，電梯模型出廠時不再安裝開關電源，直接使用實驗臺上開關電源。
四、實驗接線
1、設備電源
實驗設備工作電源為交流220V，由電源線插入市電即可使用。
2、可編程序控制器電源
可編程序控制器工作電源為交流220V，由電源線插入市電即可。
如果可編程序控制器工作電源為直流24V，可由24V開關電源供電。
3、可編程序控制器的輸入、輸出端子與電梯實驗設備信號端子接線方式
實驗接線有兩種方式：
第一種，電梯實驗設備面板上信號端子采用2號臺階插座，使用自鎖緊接插線連接。這種接線方式比較直觀，可練習接線。但十分繁瑣，外觀不好。僅在調試時使用。
第二種，電梯實驗面板前面引出四條20芯扁平電纜線，信號可直接接到可編程序控制器輸入、輸出端子上。這種接線方式，不影響前面實驗板外觀，一次接好，無須重復。
4、可編程序控制器的輸入、輸出信號電源接線
   輸入信號電源為24V、輸出信號電源為5V，如內部無開關電源需引到電源實驗板電源端子上。
五、通電調試
1、 通過按下觸摸開關，觀察PLC端子指示燈判斷該輸入信號是否正常。
2、 通過5V電壓點動輸出端子，觀察輸出信號的動作，判斷是否工作正常。
§1-2 電梯控制邏輯關系
電梯主要控制邏輯關系如下：
一：司機運行方式
1）、電梯由司機控制執行；
2）、行車方向由內選信號決定，順向優先執行；
3）、行車途中如遇呼梯信號時，順向截車，反向不截車；
4）、內選信號、呼梯信號具有記憶功能，執行后解除；
5）、內選信號、呼梯信號、行車方向、轎箱樓層位置均由信號燈指示；  
6）、廳外有呼梯信號時，轎箱內內選信號閃動提示；
7）、運行兩種速度，層間高速，平層低速，停車報站鐘發音提示；
8）、平層時可自動開門、手動開門，夾人時自動開門；
9）、轎箱內超重不能關門，蜂鳴器發出警告；
10）、有內選信號時自動關門，關門后自動行車，關門過程可重新手動開門；
11）、無內選時不能自動關門；
12）、行車時廳門和轎門都不能開門，開門之后不能行車，有門聯鎖保護；
13）、電梯停用時，須到達基站，由轎箱內鑰匙開關，封鎖上下行車程序；再由廳門開關，關好電梯門，關燈，切斷電源。起動時由廳門開關，打開電梯門，開燈，再由轎箱內鑰匙開關，啟動上下行車程序。
二：自動運行方式
      1）、電梯由乘客控制執行，轎內優先；
2）、行車方向由內選信號和呼梯信號決定，順向優先執行；
3）、有內選信號時，優先確定行車方向；
4）、無內選和無順向呼梯信號時，應行駛到最遠反向呼梯信號位置截車。
      5）、停層時可自動開門；可本層呼梯信號開門；
6）、有內選信號和呼梯信號時延時自動關門，關門后自動行車；
7）、長時間無人用梯，自動回到基站(一層)。
8）、長時間無內選信號和呼梯信號時，關斷照明。有呼梯開門后啟動照明。
三：檢修運行方式
1）、電梯由手動慢上、慢下按鈕控制，任意停止；
2）、平層位置時可手動開門，松開開門按鈕自動關門。

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