第 13 卷第 1 期 2013 年 3 月
浙 江 工 贸 职 业 技 术 学 院 学 报
JOURNAL OF ZHEJIANG INDUSTRY&TRADE VOCATIONAL COLLEGE
Vol.13No.1 Mar.2013
Doi： 10.3969/j.issn.1672-0105.2013.01.015
利用 PLC 改造交流双速电梯的电气控制系统
戴本尧 （浙江工贸职业技术学院 教务处，浙江 温州 325003）
摘要：利用 OMRON 公司 C60 系列 PLC 实施对 KPJ 型交流双速电梯电气控制系统改造，可以使电梯电气控制的
可靠性、稳定性和使用效率大大提高。以温州市南堡海棉有限公司办公楼的 KPJ 型交流双速电梯电气控制线路的改造 为例，介绍 PLC 程序 继电接触控制及 PLC 控制系统指层功能电路的设计过程。
关键词：可编程序控制器；电梯；自动控制 中图分类号：TM58 文献标识码：B 文章编号：1672-0105 （2013） 01-0060-04
Transforming the Electronic Control System of AC Double-speed Elevator By PLC
DAI Ben-yao (Academic Affairs Division of Zhejiang Industry & Trade Vocational College, Wenzhou, Zhejiang, 325003 China) Abstract: It will improve the reliability, stability and efficiency of elevator's electronic control by transforming the electronic control system of KPJ AC double-speed elevator through OMRON's PLC, C60 series. Taking transforming KPJ AC double-speed elevato's electronic control route in the office building of Wenzhou Nanbao Sponge Company, Ltd. for example, this article introduces relay-touch control instead of PLC process and focuses on the design procedure of PLC's layer function circuit with PLC process instead of relay-touch control. Key words: programmable controller; elevator; automatic control
0 引 言
PLC 控制具有体积小，功耗小，寿命长，可靠 性高，抗干扰能力强，设计施工周期短，调试及维 护方便等优点，因此，用 PLC 控制系统取代传统继 电接触式控制系统将成为一种趋势。笔者运用 OMRON 公司生产的 C60 系列 PLC 改造 KPJ 型交流双速 电梯的继电接触式控制系统并取得成功，这为 PLC 控制系统取代继电接触式控制系统积累了经验。
用。由于电梯是采用继电接触式控制，所以，存在 故障率高，可靠性差，故障诊断时间长等缺点。 1.2 KPJ 型交流、双速电梯的电气控制要求 图 1 为曳引电动机主电路、直流控制电源、开/ 关门控制电路。其中 M 为交流双速曳引电动机，其 额定快速运行转速为 1000r/min，额定慢速运行转 速为 250r/min。通过这两个转速，分别驱动电梯 快、慢速运行。经由机械转动链，实现垂直运动的 输出；1M 为直流电动机实现电梯轿箱门开/关门控 制。 1.2.1 主电路电气控制要求：交流接触器 SC、XC 控制曳引电动机上行、下行，KC、MC 控制曳引电 动机快速、慢速运行。KJC、MJC 交流接触器，通 过控制主电路中的阻抗实现曳引电动机快车加速，
1 KPJ 型交流双速电梯及控制系统
1.1 KPJ 型交流双速电梯的用途及特点 KPJ 型交流双速电梯是一种应用极为广泛的垂 直 交 通 工 具 ， 国 内 在 上 世 纪 70 年 代 广 泛 生 产 应 收稿日期：2012-11-9
作者简介：戴本尧 （1981-） ，男，浙江永嘉人，实习研究员，主要研究方向：机电一体化。
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慢车减速。 1.2.2 控制电路电气控制要求： （1） 电动机 1M 为直流它励电动机，作为轿厢 的自动开/关门拖动电动机，其工作电压为 110V， 通过 GMJ、KMJ 继电器改变电枢电流，实现开/关 门控制。
（2） 曳引电动机 M 应具有必要的短路、过载保 护及相序保护。 （3） 本电梯五层五站，具有厅外、轿箱内召唤 按钮。厅外或轿箱内召唤信号有自动记忆和消除功 能。厅外各楼层和轿箱内有显示电梯运行状态 （上 行、下行） 和位置的层楼指示器。
８ ３３ ０ Ｖ Ａ Ｂ Ｃ
　
Ｕ Ｆ
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图 1 主拖动、直流控制电源、开关门控制电路
1.3 主电路分析 （1） 电梯的主拖动由交流双速电动机 M 拖动， 经上升接触器 SC 和下降接触器 XC 使电动机 M 转，实现电梯的上升和下降。电梯启动时，由接触 器 KC 接通快速绕组，定子与电抗 DK 的一部分电 抗器串入进行降压启动，然后由接触器 KJC 将电抗 DK 短路，使电动机 M 全压运行。在快到达平层 时，由接触器 MC 接通慢速绕组，经电抗 DK 全部 电抗器和电阻 R 串联进行再生发电制动，然后由接 触器 1MJC、2MJC 分级将电抗器和电阻逐级实现短 接慢速运行，提高电梯停车舒适感。在平层时，接 触器 MC 断电，电磁铁抱闸抱死进行停车。 （2） 电梯轿厢的自动门由直流它励电动机 M1 拖动，DMQ 是励磁绕组。改变电枢电压的方向可
改变直流电动机的转向，实现电梯门的开启与关 闭。KMJ 得电，M1 ，作开门动作，GMJ 得 电，M1 反转，作关门动作。利用对电枢的串并联 电阻的进行开关门速度控制。 （3） 为保证主电路的正常运行，主电路中还设 置了短路保护环节和过载保护环节，相序继电器的 三相缺相或相序不对称的保护环节。
2 PCL 控制系统的设计
2.1 控制系统的硬件设计 在采用 PLC 取代原电梯的继电接触器控制系统 时，必须理清原系统中哪些器件被 PLC 所取代，哪 些器件要保留。通过分析，原电梯上的主令电器 (各种呼梯按钮、选层按钮、开关门按钮、层楼信
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号等)必须保留，并送入 PLC 的输入端。控制电梯 曳引电动机和轿厢开关门电动机的接触器及电动机 的主电路必须保留 （见图 1） ，由 PLC 通过逻辑分析 后控制其状态。原电梯控制系统中由继电器实现的
　
１ＣＭＫ ５ＣＭＫ Ｊ ＭＫ ＹＡ Ｊ Ｘ Ｇ Ｐ ００ ０２ ００ ０３ ００ ０４ ００ ０５ ００ ０６ ００ ０７ ０１ ００ ２Ｘ Ａ Ｚ ０１ ０１
指示电路完全被 PLC 的程序所取代，由 PLC 的输出 接控制各种指示灯。具体实现及接线见图 2。 2.2 PLC 控制系统软件 （控制程序） 设计 在完成交流双速电梯 PLC 控制系统改造的硬件
Ａ１０ ４ ０ｖ ０ 　 Ｎ Ｌ Ｙ Ｊ ６ＲＤ ＤＢ ３ ０１ ０ ８／ １
Ｆ １
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接地 ００ ５０ Ｍ ００ ５１ Ｍ ００ ５４ ５５ ００ Ｘ Ｃ Ｃ Ｓ ２ ５
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２ ７ ０ １ Ｂ ３ Ｓ ＳＫ Ｃ Ｘ
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００ ５８ ５９ ００
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０１ ５０
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检修 运行 ００ １６ ００ １７
１Ｚ Ａ Ｌ
２７ １ Ｌ ５Ｚ Ａ
０ ２１
００ ６０ ０１ １１ Ｍ ＳＤ Ａ ＸD Ａ ９ＲＤ － ５ Ｓ Ｚ Ａ ５ Ｘ Ｚ Ａ Ｙ Ｊ Ｆ Ｍ Ｆ ＭＫ ＋ ＤＣ　 ２　 ４　 Ｖ ５Ｚ Ｄ Ｌ １Ｓ Ｄ Ｚ
００ ６２ ００ ６３ ００ ６６ ００ ６７
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４Ｓ Ｄ Ｚ ２Ｘ Ｄ Ｚ
２９ １
８ＲＤ
１ Ｓ Ｚ Ａ
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０１ ６０ ０１ ６１ ０１ ６５
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１ ２ ３ ４ ５ １
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公 上 下
Ｓ Ｃ Ｘ Ｃ
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３ ４ ５
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公 上 下
１ ５ＣＬ Ｔ ￣ Ｊ
图 2 交流、双速电梯 PLC 的输入输出端接线图
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接线后，要进行 PLC 控制程序的设计，并将控制程 序输入 PLC，试运行检验其控制效果。程序设计 时，一般按原继电接触控制系统的逻辑关系进行对 应的设计 （或翻译） 即可。下面以指层功能电路为 例说明程序设计过程。 如图 2 所示 0100 - 0104 分配给一层至五层的井 道换速干簧感应器 1HG - 5HG，其指层 PC 控制梯 形图如图 3 所示。为了在停电以及关梯后再运行等 情况下，都能保证指层信号与电梯实际位置相一 致，在梯形图中指层控制采用保持继电器 HR。这 样，一但停电，失电前的指层信号仍能被保持。于 是，在图 3 中，起始于母线由一层至五层的楼层信 号 （即换速信号） 0100 - 0104 分别驱动各自的保持继 电器 HR001 - HR005，再通过对应各楼层的保持继 电器分别驱动输出继电器 0611 - 0615，用来驱动指 层显示数码管。此外，为保证指层信号的连续性， 除了在本层支路设有自锁控制以外，在邻层指层控 制支路之间设置互锁控制。例如：设电梯在一楼， 1HG 动 作 ， 使 0100 闭 合 ， 于 是 使 HR001 闭 合 → 0611 闭合，指层显示器 CLZJ 和 1 - 5CLJT 便显示为 1；当电梯通过二楼换速点时，2HG 闭合→0101 闭 合→HR002 闭合→0612 闭合，同时串接在 HR001 控 制支路中的接点 0612 开断，使指层显示器的显示数 据由 1 转换为 2。依 推。
　
０００２ ０１００ Ｈ Ｒ ００１ Ｈ Ｒ ００１
０１０６
ＴＩ Ｍ
＃ ０００５
０ ００
０６１２
ＨＲ　 ０ ０１
０６１ １
０１０１ Ｈ Ｒ ００２ ０６１１ ０６１３
ＨＲ　 ０ ０２
Ｈ Ｒ ００２
０６１ ２
０１０２ ０６１２ ０６１４
ＨＲ　 ０ ０３
Ｈ Ｒ ００３ Ｈ Ｒ ００３ ０１０３ Ｈ Ｒ ００４ Ｈ Ｒ ００４
０６１ ３
ＨＲ　 ０ ０４
０６１３
０６１５
０６ １４
０１０４ Ｈ Ｒ ００５ Ｈ Ｒ ００５ ０６１４
ＨＲ　 　 ０ ０５
3 结束语
温州市南堡海棉有限公司办公楼的 KPJ 型交流 双速继电接触控制系统的电梯在使用 PLC 改造后具 有良好的可靠性，故障率大大降低，借助 PLC 的输 入和输出状态指示功能，还可以大大方便故障点的 查找。原系统中众多的中间继电器被取代，其控制 系统的经济性也能很好的体现。
０６ １５
０５０４ ０００７ ０６１１ ０１０６
０５０５ ０１０６
０１０６
１２０ ０
０６ ０３
ＫＥ ＥＰ （ ） １１
图 3 指层功能电路梯形图
参考文献：
[1] 周云波.PLC 是机电一体化的极佳选择[J].新疆石油教育学院学报,2003,7(1):91-93. [2] 张汉杰.现代电梯控制技术[M].哈尔滨工业大学出版社,2001,3(4):189-201. [3] 姚融融.电梯原理及逻辑排故[J].西安电子科技大学出版社,2004,3(6):134-149.
（责任编辑： 张才华 韩少忠）