电梯模型实验指导书讲解.docx

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电梯模型实验指导书讲解

XF-PLC-SYT

可编程序控制器教学实验台

电梯实验指导书

（TM1实验模型）

（V2004.5）

沈阳旭风电子科技开发有限公司

沈阳沈飞电子科技发展有限公司

前言

第一章实验设备使用说明

§1-1实验设备简介……………………………………………………1

§1-2电梯控制逻辑关系………………………………………………3

§1-3电缆线布局图……………………………………………………4

§1-4输入、输出电缆线信号分布……………………………………5

§1-5输入、输出信号分配（I/O分配）………………………………8

第二章实验任务书

§2-1基本实验

实验一电梯开、关门控制实验……………………………………14

实验二电梯轿箱慢速升降点动控制实验…………………………15

实验三电梯楼层连续显示实验……………………………………16

实验四电梯内选、外呼信号操作指示的记忆与解除控制实验…17

实验五电梯自动选向控制实验……………………………………19

实验六电梯换速控制实验…………………………………………20

§2-2应用实验

实验七司机驾驶运行方式下电梯控制实验………………………21

实验八无司机驾驶运行方式下电梯控制实验……………………21

§2-3课程设计、毕业设计题目

实验九直驶运行方式下电梯控制实验……………………………22

实验十消防运行方式下电梯控制实验……………………………22

实验十一并联（通讯）运行方式下电梯控制实验………………22

实验十二组态软件电梯监控实验…………………………………22

第三章实验设备的验收与维护

一、设备验收…………………………………………………………23

二、设备维护…………………………………………………………23

前言

电梯是高层建筑中应用极为普遍的垂直交通工具，是机电合一的大型工业产品。

当今时代，电梯融合了多种学科的高新技术，随着其运行速度、平层精度、舒适感、安全保护等技术指标不断地提高，人们乘坐电梯不仅带来了快捷方便，更带来了一种艺术享受。

电梯的种类相当多，按用途分为乘客电梯、载货电梯、客货电梯、医用电梯、住宅电梯、杂物（不许乘人）电梯、观光电梯、自动扶梯等；按速度分为低速电梯（1米/秒以下）、快速电梯（低于2米/秒）、高速电梯（2米/秒以上）；按拖动方式分为交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯等；按控制方式分为手柄操作电梯、按钮操作电梯、有司机信号控制电梯、无司机自动集选控制电梯、群控电梯、多程序电梯、智能电梯等等。

各种电梯都具有相当复杂的逻辑关系，大部分为开关量信号，以往采用继电逻辑控制。

近十年来，由于可编程序控制器控制技术发展很快，目前，国内大部分中、低速电梯都采用了可编程序控制器控制系统并取代了继电逻辑控制线路。

当今，可编程序控制器已成为工业自动化控制的核心，适当增加一些授课学时和实验学时，增加一些课程设计和毕业设计等时间集中的教学环节，是符合时代要求的。

可编程序控制器的应用实例相当多，剖析一两个系统十分有益。

以电梯系统为例，深入学习可编程序控制器技术，一定会给机电一体化、自动化等专业的学生带来极大的兴趣。

以电梯系统作为研究课题，一定能使他们了解企业、了解产品、了解工艺、了解市场，使他们开扩视野、创新思维，学到丰富的理论和实践知识。

我公司1999年最新研制生产的四层四站电梯教学实验设备，全面、逼真地模拟了实际电梯的结构,充分体现了实验教学设备的工艺特点，其目的是作为可编程序控制器的控制对象，为专业教师和学生提供了一个有较大工作量和密切联系实际应用的设计和实验内容,为可编程序控制器的控制系统设计、方案论证、软件编程、现场调试的学习，创造更好的条件。

该实验设备既适合学习可编程序控制器的基础知识，又适合学习可编程序控制器系统设计技术，也是毕业设计较好的题目。

该实验设备在机械结构上，不但具有升降电机拖动轿箱与配重结合的升降运动系统，而且还具有门电机拖动轿门带动厅门作开门和关门动作的运动系统。

当电梯运行时，轿门随轿箱做升降运动，当行至某层站时，可由轿门上的门刀打开或关闭该层厅门，这些机械动作与实际电梯完全相同。

实际电梯产品上的门机构也是机械部分上最复杂、最关键、难度最大的部分，具有门运动机构是本实验设备最突出的特色。

该实验设备在电气系统上，引入了实际电梯所应具备的几乎全部现场的输入输出电气信号,确保能够实现各种方式下电梯运行的逻辑控制功能，使学生最大限度地了解和掌握电梯的知识和技术。

该实验设备是目前国内外最接近实际电梯结构的教学实验模型之一。

该实验设备在制做工艺上，充分考虑到了教学实验的特殊要求和直观教学效果，实验面板美观形象、布局合理；信号的分布与实际电梯结构中信号位置相同；输入检测信号由发光管显示当前接收工作状态，便于观察和调试；实验接线有两种方式，端子接线和插座接线，端子接线比较直观，并适合调试和维修；插座接线快捷、简单，接线后不影响面板外观效果。

设备的开关电源工作电压为交流220伏，输出为直流24伏和直流5伏开关电源，作为可编程序控制器输入信号和输出负载电源，并具有短路和过载保护功能。

如果电梯在实验台环境下运行，电梯上的开关电源可以省略。

该实验设备为可编程序控制器的控制对象,与可编程序控制器的机型无关，可由用户自己选择和采购，也可以由我公司代购。

可编程序控制器的I/O点数最好为60点左右。

构成60点左右的可编程序控制器方案很多，用户根据自己的喜好和情况自行选择。

电梯有许多复杂的逻辑关系，如：

司机方式、自动方式、消防方式、直驶方式、群控方式（需要两台PLC构成1：

1通讯和控制两台电梯实现）等等。

本实验指导书中详细描述电梯的逻辑关系。

目前我们随实验设备提供有OMRON欧姆龙公司CPM2A机型（60点）实验参考程序、三菱FX1N机型（60点）、西门子S7-200机型（56点）和松下FP0机型（64点）司机方式参考程序。

用户可以充分利用该电梯模型的硬件条件，通过组织学生毕业设计等教学环节，创造出许多新的软件开发实验。

采用孔盘信号选层方式（实现画面组态有用），未列入本实验指导书中。

实验指导书中所列实验内容的安排顺序充分考虑到学生学习认识的过程，本着由浅入深、循序渐近的原则，先分解列出多个基础实验题目，最后组合成不同运行方式的电梯应用程序。

这样，有利于理解和掌握电梯的逻辑关系和梯形图编程技术，达到实验学习的目的。

实验内容安排顺序也兼顾了实际电梯程序设计与调试的一般过程。

我公司电梯教学模型经过原始创意、原始设计、多次改进、积累了丰富的加工和调试经验，产品质量和工艺水平不断增高，现以批量生产。

该电梯模型既可以由PLC单独控制和使用，也可以作为PLC实验台上的一个控制对象组合使用，提高PLC和电源等设备的利用率。

我公司愿与从事和掌握可编程序控制器技术的高等院校教师和工程技术人员广泛建立联系,进行交流与合作,让我们为促进可编程序控制器实验教学活动的开展和可编程序控制器技术的普及与提高共同努力。

我公司具有多年生产教学仪器设备的经验，销售产品遍布全国，在广大用户的支持下得到了高速发展，我们将为用户提供优质服务,不断提高自身的水平和能力,严格保证产品质量,以维护信誉。

产品如有不足之处,敬请提出宝贵建议,以利于我们改进。

感谢你们的合作！

作者:

陈东旭

2004年5月第七版

第一章实验设备使用说明

§1-1实验设备简介

一、设备外观（见设备图）

1、电梯模型，楼层四层，方柱形结构，外形尺寸230长×150宽×630高。

2、正面为实验面板，其余为10毫米厚有机玻璃板构成框架，起支撑作用。

有机玻璃透明，可见电梯内部升降拖动机构及门拖动机构。

3、实验面板表面为彩色模拟实际电梯正面外观图形，对应四层楼层有四个厅门，面板分四个信号区，布有66个电梯的输入输出电气信号端子。

4、实验面板采用全工艺双面加厚线路板，表面采用PVC材料，图形、汉字美观、清晰。

按钮全部采用触摸开关；指示灯为局部透明，后置发光管，表面平整，灯光柔和艳丽。

二、拖动系统（见设备侧面图）

1、升降拖动系统

电梯楼顶位置端装有微型直流电机和减速机构组成的升降拖动系统，拖动轿箱和配重作升降运动。

两侧有机玻璃板除起支撑作用外，亦构成巷道。

巷道两侧装有运行导轨。

升降电机采用电压调速，分高速和低速两档，高速行驶、低速平层认址。

低速可手动进行微调。

巷道内各楼层平层位置装有光电传感器，作为平层信号和换速信号使用，上下终端各有一个限位保护信号。

楼顶电机传动轮上装有孔盘，由光电传感器取出信号，可替代巷道内平层与换速信号使用，或同时使用。

底坑应装有减震弹簧，因位置所限，省略。

机械失速保护系统省略。

2、门拖动系统

在轿箱顶上装有微型直流电机和减速机组成的门拖动系统，门电机直接拖动轿门开关门，运行至不同楼层，再由轿门上的门刀拖动该层厅门做开关门动作。

门电机采用电压调速，分高速和低速两个控制端子，低速可微调。

厅门具门联锁电气保护信号。

当厅门打开时电梯不能升降运行。

轿门机构有开门到位、关门到位信号，有防夹人保护信号，有轿内超重保护信号。

当有夹人和超重动作时，门自动打开，不允许关门。

三、实验面板（见设备正面图）

实验面板参照实际电梯的电气元件位置划分为四个实验区，电梯的全部电气信号端子都分布在四个实验区内。

另有一个电源区。

1、电气柜信号实验区

实验面板最上面是电梯顶楼电气柜内的电气信号实验接线区，输出信号有升降电机正反转、高低速、门电机正反转、高低速、楼层指示、方向指示、轿箱内灯光、风扇，输入信号有防夹保护、超重保护、门联锁保护、开门到位、关门到位、孔盘认址信号所对应的实验接线端子。

2、厅门外呼信号实验区

实验面板中间布有四层厅门,各厅门上方有楼层位置及运行方向指示。

各厅门右侧是厅门外呼梯信号实验接线区，有厅外呼梯按钮和操作记忆显示灯，一层有厅门钥匙开关，有消防按钮，以及所对应的实验接线端子。

3、巷道换速、平层、限位信号实验区

实验面板中间左侧是巷道内平层位置检测信号实验区，巷道内具有换速、平层、信号，顶层和底层有限位信号，元件采用光电开关，并具有实验接线端子。

运行时可见换速、平层过程。

4、轿箱内控制盘实验区

实验面板下面是模拟实际电梯轿箱内控制盘实验接线区。

控制盘上有运行方式选择按钮和运行状态指示、楼层内选按钮、楼层位置及运行方向指示，有报站钟及报警蜂鸣器，有手动开门和关门按钮、直驶按钮、风扇、照明灯按钮，有轿内钥匙开关，以及所对应的实验接线端子。

5、电源区

实验面板最下面为电源区，工作电源为交流220V电源，内置开关电源，输出直流5V和24V电源，供内部工作和可编程序控制器输出信号和输入信号回路使用。

如果是在PLC教学实验台上使用，电梯模型出厂时不再安装开关电源，直接使用实验台上开关电源。

四、实验接线

1、设备电源

实验设备工作电源为交流220V，由电源线插入市电即可使用。

2、可编程序控制器电源

可编程序控制器工作电源为交流220V，由电源线插入市电即可。

如果可编程序控制器工作电源为直流24V，可由24V开关电源供电。

3、可编程序控制器的输入、输出端子与电梯实验设备信号端子接线方式

实验接线有两种方式：

第一种，电梯实验设备面板上信号端子采用2号台阶插座，使用自锁紧接插线连接。

这种接线方式比较直观，可练习接线。

但十分繁琐，外观不好。

仅在调试时使用。

第二种，电梯实验面板前面引出四条20芯扁平电缆线，信号可直接接到可编程序控制器输入、输出端子上。

这种接线方式，不影响前面实验板外观，一次接好，无须重复。

4、可编程序控制器的输入、输出信号电源接线

输入信号电源为24V、输出信号电源为5V，如内部无开关电源需引到电源实验板电源端子上。

五、通电调试

1、通过按下触摸开关，观察PLC端子指示灯判断该输入信号是否正常。

2、通过5V电压点动输出端子，观察输出信号的动作，判断是否工作正常。

§1-2电梯控制逻辑关系

电梯主要控制逻辑关系如下：

一：

司机运行方式

1）电梯由司机控制执行；

2）行车方向由内选信号决定，顺向优先执行；

3）行车途中如遇呼梯信号时，顺向截车，反向不截车；

4）内选信号、呼梯信号具有记忆功能，执行后解除；

5）内选信号、呼梯信号、行车方向、轿箱楼层位置均由信号灯指示；

6）厅外有呼梯信号时，轿箱内内选信号闪动提示；

7）运行两种速度，层间高速，平层低速，停车报站钟发音提示；

8）平层时可自动开门、手动开门，夹人时自动开门；

9）轿箱内超重不能关门，蜂鸣器发出警告；

10）有内选信号时自动关门，关门后自动行车，关门过程可重新手动开门；

11）无内选时不能自动关门；

12）行车时厅门和轿门都不能开门，开门之后不能行车，有门联锁保护；

13）电梯停用时，须到达基站，由轿箱内钥匙开关，封锁上下行车程序；再由厅门开关，关好电梯门，关灯，切断电源。

起动时由厅门开关，打开电梯门，开灯，再由轿箱内钥匙开关，启动上下行车程序。

二：

自动运行方式

1）电梯由乘客控制执行，轿内优先；

2）行车方向由内选信号和呼梯信号决定，顺向优先执行；

3）有内选信号时，优先确定行车方向；

4）无内选和无顺向呼梯信号时，应行驶到最远反向呼梯信号位置截车。

5）停层时可自动开门；可本层呼梯信号开门；

6）有内选信号和呼梯信号时延时自动关门，关门后自动行车；

7）长时间无人用梯，自动回到基站（一层）。

8）长时间无内选信号和呼梯信号时，关断照明。

有呼梯开门后启动照明。

三：

检修运行方式

1）电梯由手动慢上、慢下按钮控制，任意停止；

2）平层位置时可手动开门，松开开门按钮自动关门。

四：

直驶运行方式

按下直驶按钮，主逻辑切断所有截车功能，直达内选所选楼层。

五：

消防运行方式

按下消防按钮，主逻辑切断所有呼梯、内选信号，直选一层内选。

若电梯正在上行，就近换速停车，转为下行至一层，若电梯在下行，就直驶一层。

六：

并联运行方式

A、B两台电梯，有两套内选信号，一套呼梯信号。

当某层有呼梯信号时，A、B两台电梯同时与呼梯比较，就近运行。

§1-3电缆线布局图

电梯双面实验板前面有四个信号电缆线插座，1个24V、5V输入输出信号电源电缆线插座，这些信号端子与实验面板上端子并联。

如确定电缆编号或位置，最简单的方法，可用万用表测量是否与面板某端子连通。

面板后面装有轿箱电缆和楼顶电缆插座，电缆引至布有轿箱和楼顶元件上。

使用电缆接线，快捷、方便。

搂顶电缆

轿箱电缆

信号电源电缆输入电缆B输出电缆C输出电缆D输入电缆A

注意：

输入、输出插座排列顺序。

§1-4输入、输出电缆线信号分布

输入A电缆线端子分布输入B电缆线端子分布

1.+24V（COM）（蓝色）1.+24V（COM）（蓝色）

2.+24V（COM）（蓝色）2.+24V（COM）（蓝色）

3.开门按钮3.一层内选按钮

4.关门按钮4.二层内选按钮

5.开门到位5.三层内选按钮

6.关门到位6.四层内选按钮

7.超重保护7.自动/手动方式

8.防夹保护8.下限位信号

9.一层上呼按钮9.一层下平层信号

10.二层上呼按钮10.一层上平层信号

11.三层上呼按钮11.二层下平层信号

12.二层下呼按钮12.二层上平层信号

13.三层下呼按钮13.三层下平层信号

14.四层下呼按钮14.三层上平层信号

15.厅门钥匙15.四层下平层信号

16.轿箱钥匙16.四层上平层信号

17.消防按钮17.上限位

18.直驶方式18.孔盘信号

19.轿箱灯开关19.门联锁

20.轿箱风扇开关20.

输入电缆线示意图

1234567891011121314151617181920

蓝蓝

接PLC输入端子

注意：

电梯模型内安装开关电源时，该蓝色端子内部已接24V正极。

电梯模型未安装开关电源时，该蓝色端子在外部接24V正极。

PLCI/O点较少时，可选择输入信号接入PLC输入端。

注意编号顺序。

输出C电缆线端子分布输出D电缆线端子分布

1.+5V（COM）（蓝色）1.+5V（COM）（蓝色）

2.+5V（COM）（蓝色）2.+5V（COM）（蓝色）

3.门电机正转（开门）3.一层上呼指示

4.门电机反转（关门）4.二层上呼指示

5.门电机高速5三层上呼指示

6.升降电机正转（上行）6.二层下呼指示

7.升降电机反转（下行）7.三层下呼指示

8.升降电机高速8.四层下呼指示

9.一层内选指示9.上行方向指示

10.二层内选指示10.下行方向指示

11.三层内选指示11.一层指示

12.四层内选指示12.二层指示

13.自动方式指示▲13.三层指示

14.司机方式指示▲14.四层指示

15.轿箱灯▲15.消防指示▲

16.轿箱风扇▲16.直驶指示▲

17.蜂鸣器▲17.报站钟

18.巷道灯▲18.▲

19.+5V（COM）（蓝色）19.+5V（COM）（蓝色）

20.+5V（COM）（蓝色）20.+5V（COM）（蓝色）

输出电缆线示意图

1234567891011121314151617181920

蓝蓝蓝蓝

接PLC输出端子

注意：

电梯模型内安装开关电源时，该蓝色端子内部已接5V正极。

电梯模型未安装开关电源时，该蓝色端子在外部接5V正极。

PLCI/O点较少时，可选择输出信号接入PLC输出端。

注意编号顺序。

楼顶电缆线端子分布

12345678910

+5V-5V

喇叭电机发射接收巷道灯

轿箱电缆线端子分布

123456789101112

关开高灯风开夹关超–24V

门门速扇-+门人门重

5V到到

位位

§1-5输入、输出信号分配（I/O分配）（OMRON）

一、输入端子分配

0000

开门按钮

0100

厅门钥匙开关

0200

下限位信号

0001

关门按钮

0101

轿箱钥匙开关

0201

一层下平层信号

0002

开门到位信号

0102

消防按钮

0202

一层上平层信号

0003

关门到位信号

0103

直驶按钮

0203

二层下平层信号

0004

超重保护信号

0104

灯按钮

0204

二层上平层信号

0005

防夹保护信号

0105

风扇按钮

0205

三层下平层信号

0006

一层上呼按钮

0106

0206

三层上平层信号

0007

二层上呼按钮

0107

一层内选按钮

0207

四层下平层信号

0008

三层上呼按钮

0108

二层内选按钮

0208

四层上平层信号

0009

二层下呼按钮

0109

三层内选按钮

0209

上限位信号

0010

三层下呼按钮

0110

四层内选按钮

0210

孔盘信号

0011

四层下呼按钮

0111

自动司机按钮

0211

门联锁保护

二、输出端子分配

1000

门电机正转

1100

三层内选指示

1200

上行方向指示

1001

门电机反转

1101

四层内选指示

1201

下行方向指示

1002

门电机高速

1102

一层上呼指示

1202

一层指示

1003

升降电机正转

1103

二层上呼指示

1203

二层指示

1004

升降电机反转

1104

三层上呼指示

1204

三层指示

1005

升降电机高速

1105

二层下呼指示

1205

四层指示

1006

一层内选指示

1106

三层下呼指示

1206

1007

二层内选指示

1107

四层下呼指示

1207

报站钟

下面输出端子自行考虑安排，实际接线时，将端子空出不接。

司机方式指示

轿箱风扇

消防指示

自动方式指示

蜂鸣器

直驶指示

轿箱灯

巷道灯

上述I/O分配按照OMRON欧姆龙公司CPM2A-60CDR-A机型端子编号排列，其余机型I/O分配编号自行安排。

由于机型不同、程序侧重不同，I/O分配不一定相同，用户自行安排。

为编程方便电梯模型上所有输入信号都已设计为正逻辑。

§1-5输入、输出信号分配（I/O分配）（OMRON）

一、输入端子分配

0000

开门按钮

0100

厅门钥匙开关

0200

下限位信号

0001

关门按钮

0101

轿箱钥匙开关

0201

一层下平层信号

0002

开门到位信号

0102

消防按钮

0202

一层上平层信号

0003

关门到位信号

0103

直驶按钮

0203

二层下平层信号

0004

超重保护信号

0104

灯按钮

0204

二层上平层信号

0005

防夹保护信号

0105

风扇按钮

0205

三层下平层信号

0006

一层上呼按钮

0106

0206

三层上平层信号

0007

二层上呼按钮

0107

一层内选按钮

0207

四层下平层信号

0008

三层上呼按钮

0108

二层内选按钮

0208

四层上平层信号

0009

二层下呼按钮

0109

三层内选按钮

0209

上限位信号

0010

三层下呼按钮

0110

四层内选按钮

0210

孔盘信号

0011

四层下呼按钮

0111

自动司机按钮

0211

门联锁保护

二、输出端子分配

1000

门电机正转

1100

三层内选指示

1200

上行方向指示

1001

门电机反转

1101

四层内选指示

1201

下行方向指示

1002

门电机高速

1102

一层上呼指示

1202

一层指示

1003

升降电机正转

1103

二层上呼指示

1203

二层指示

1004

升降电机反转

1104

三层上呼指示

1204

三层指示

1005

升降电机高速

1105

二层下呼指示

1205

四层指示

1006

一层内选指示

1106

三层下呼指示

1206

1007

二层内选指示

1107

四层下呼指示

1207

报站钟

下面输出端子自行考虑安排，实际接线时，将端子空出不接。

司机方式指示

轿箱风扇

消防指示

自动方式指示

蜂鸣器

直驶指示

轿箱灯

巷道灯

上述I/O分配按照OMRON欧姆龙公司CP1E-60CDR-A机型端子编号排列，其余机型I/O分配编号自行安排。

由于机