模塊化電梯的設(shè)計

王鵬

摘 要：現(xiàn)今，電梯作為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚牡墓ぞ?，且逐漸向“模塊化”方面靠攏以方便工程技術(shù)人員的安裝與維修。但是，在現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)中學(xué)生要掌握電梯的原理及維修都非常困難，所以，我們不得不設(shè)計出一些電梯模型來供學(xué)生實(shí)踐操作。但是傳統(tǒng)的電梯模型只是一種供學(xué)生參觀的教學(xué)擺設(shè)。該課題是基于傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上設(shè)計的電梯模型。所以，整體設(shè)計遵循的是利于教學(xué)的方便，和盡可能接近實(shí)際電梯的原則?？紤]到拆卸、安裝與訓(xùn)練的方便。因?yàn)椋娞萆系腜LC可直接拆卸，它所引出的輸入、輸出口也可方便插拔，都為開放式結(jié)構(gòu)。所以，可以用于其它裝置的訓(xùn)練編程及硬件組裝訓(xùn)練等。對于學(xué)生掌握知識有它獨(dú)特的一面，學(xué)生在機(jī)電一體化訓(xùn)練方面也會得到一定的提高。它在市場銷售方面非常可觀。

關(guān)鍵詞：電梯模型；模塊化；PLC

前言

單臺電梯模型的機(jī)械部分由曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、門系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)等組成，曳引系統(tǒng)由曳引系統(tǒng)機(jī)-單相永磁同步機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪等組成，是電梯的動力源。導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)輪和導(dǎo)軌架等組成。它的作用是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作穩(wěn)定升降運(yùn)動。門系統(tǒng)由轎廂門、開門機(jī)、聯(lián)動機(jī)構(gòu)等組成。轎廂門設(shè)在轎廂入口、由門扇和門導(dǎo)軌架等組成。轎廂的廂體由廂底、廂壁、廂頂?shù)冉M成，轎廂內(nèi)部設(shè)有轎廂控制器，其操縱按鈕設(shè)在轎廂外部。

1 電梯模型硬件電路

1.1 單臺電梯的構(gòu)成

模塊化電梯由幾大電氣模塊組成：它們分別是樓層顯示模塊、動力驅(qū)動模塊、變頻調(diào)速模塊、外選信號模塊、內(nèi)選信號模塊等。在介紹這些框架之前我們首先要對電梯做出總體的規(guī)劃與設(shè)計。

1.2 選擇設(shè)備型號

1.2.1 可編程控制器PLC的選擇

PLC是整個系統(tǒng)的大腦，在選擇其型號時要滿足。

（1）有足夠的I/O（輸入/輸出）點(diǎn)。體積小、價格低廉、能夠可靠運(yùn)行。（2）PLC要能實(shí)現(xiàn)PC-LINK網(wǎng)絡(luò)的連接。（3）PLC要具有讀取旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖的功能。

根據(jù)以上三點(diǎn)選擇：松下FP∑-C32主機(jī)，該主機(jī)為晶體管輸出方式，且可實(shí)現(xiàn)PC-LINK網(wǎng)絡(luò)的連接，I/O點(diǎn)數(shù)足夠。

1.2.2 變頻器模塊的選擇。在該電梯模型中，電梯的所有調(diào)速都是通過變頻器中接收到的PWM脈沖調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的，考慮到變頻器與PLC的匹配性，選擇松下VF0變頻器。

1.2.3 樓層定位模塊的選擇。這里選擇OMRON光電編碼器的E6B2系列增量式旋轉(zhuǎn)編碼器與交流電機(jī)同軸連接，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)樓層定位。E6B2編碼器可以接受很寬的電壓范圍（5～24V），E6B2編碼器還在主電路中進(jìn)行了專門的設(shè)計，以防止在集電極開路輸出和電壓輸出方式下，用戶的誤操作（短路以及防接線）對編碼器電路造成的損壞。E6B2編碼的分辨率比較高，可以保證較精確的測量。

1.2.4 觸摸屏模塊的選擇。隨著觸摸屏技術(shù)日趨成熟，其應(yīng)用面更加廣泛。觸摸屏的優(yōu)勢就在于它可利用軟觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)硬件觸點(diǎn)上的功能、安全可靠且、可隨心所欲通過其編程改變觸點(diǎn)來滿足需要。要求和與PLC的匹配，這里選擇松下GT10觸摸屏。

1.2.5 單片機(jī)模塊的選擇。單片機(jī)在群控電梯中要完成的任務(wù)是：實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行樓層的顯示；電梯上下行的指示?？紤]到經(jīng)濟(jì)性與可靠性這里選擇AT89C51單片機(jī)，這款單片機(jī)在市面上的價格較低，基本功能都能實(shí)現(xiàn)。

2 功能模塊的硬件連接

2.1 變頻器模塊的連接

Y2所接的變頻器功能為：反轉(zhuǎn)/停（由P08參數(shù)設(shè)置）

Y3所接的變頻器功能為：PWM切換（由P19～21、P22～24參數(shù)設(shè)置）

Y0所接的變頻器功能為：PWM輸入（由P19～21、P22～24參數(shù)設(shè)置）

2.2 內(nèi)選信號功能模塊的連接

電梯內(nèi)選信號不需占用PLC的輸入、輸出口，直接通過觸摸屏串口發(fā)送與接收數(shù)據(jù)完成內(nèi)呼控制。

2.3 樓層定位功能模塊連接

旋轉(zhuǎn)編碼器連接時分別將茶色（+Vcc端）+5V；將青色接0V；將A相、B相分別接到-1至2樓電梯的PLC輸入端口的X0與X1即可。

2.4 PC-LINK網(wǎng)絡(luò)功能模塊連接

將所有的硬件電路連接無誤后，可以對單臺電梯模型進(jìn)行PC-LINK網(wǎng)絡(luò)的連接，這樣我們才能將電梯每一層數(shù)據(jù)進(jìn)行連接起來共享。

3 參數(shù)設(shè)置

3.1 高速計數(shù)器設(shè)置

當(dāng)系統(tǒng)連接完畢后要對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行軟件設(shè)置以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求。

選擇“選項(xiàng)”中的“PLC系統(tǒng)寄存器設(shè)置”接著選擇“高速計數(shù)器”將“CH0”設(shè)置為“方向判別（X0，X1）”。

3.2 變頻器的參數(shù)設(shè)置

變頻器參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電梯上下行及對PWM信號的正確讀取。觸摸屏內(nèi)部參數(shù)設(shè)置、PC-LINK網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置，點(diǎn)擊“PC-LINK”項(xiàng)，出現(xiàn)“PC-LINK”對應(yīng)不同站號的PLC進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。

4 程序編寫及系統(tǒng)調(diào)試

將連線及系統(tǒng)設(shè)置正確后，可以對單片機(jī)、PLC進(jìn)行程序進(jìn)行編寫。在程序編寫之前要知道我們想達(dá)到的具體目的。顯示模塊單片機(jī)程序的編寫及調(diào)試：（1）顯示模塊功能；（2）單片機(jī)程序及硬件調(diào)試；（3）對PLC進(jìn)行輸入輸出口分配。

5 結(jié)束語

目前，在現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)中學(xué)生要掌握電梯的原理及維修都非常困難，所以，我們不得不設(shè)計出一些電梯模型來供學(xué)生實(shí)踐操作。但是傳統(tǒng)的電梯模型只是一種供學(xué)生參觀的教學(xué)擺設(shè)。該課題是基于傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上設(shè)計的電梯模型。所以，整體設(shè)計遵循的是利于教學(xué)的方便，和盡可能接近實(shí)際電梯的原則。

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