基于PLC的电梯模型的制作

1. 电梯模型的介绍

电梯模型装置由底座、立柱及控制面板、主电路板等组成。立柱上接有5个接近开关，用来感应电梯及将相应的信号输入PLC。轿厢在模型的左侧，由小型直流电机来控制它的上行和下行，轿厢门开关信号由控制面板上的指示灯来输出。

面板上的输入和输出信号有内选按钮信号、外选按钮信号、限位信号、厢门开关信号共计12个。控制时应分别与三菱PLC主机输入端和输出端连接，公共端与主机输入输出COM端连接。

使用时首先将模型与PLC主机输入、输出端口连接好，检查无误后，接通电源，模型处于待机状态，将计算机与PLC连接，使程序输入PLC。再启动运行PLC程序按动模型选层的内呼或外呼按钮，若PLC运行程序编制正确的话，电梯模型将按内、外呼按钮指令正常运行。

2.电梯模型元器件介绍

三线制接近开关的接线：红（棕）线接电源正端；蓝线接电源0V端；黄（黑）线为信号，应接负载。而负载的另一端是这样接的：对于NPN型接近开关，应接到电源正端；对于PNP型接近开关，则应接到电源0V端。

接近开关的负载可以是信号灯、继电器线圈或可编程控制器PLC的数字量输入模块。需要特别注意接到PLC数字输入模块的三线制接近开关的型式选择。PLC数字量输入模块一般可分为两类：一类的公共输入端为电源0V，电流从输入模块流出（日本模式），此时，一定要选用NPN型接近开关；另一类的公共输入端为电源正端，电流流入输入模块，即阱式输入（欧洲模式），此时，一定要选用PNP型接近开关（如图1所示）。

图1 NPN型接近开关

电梯的小型电机型号为DME34B36G-108，是一个自身外径34mm，长度37mm，轴长15mm,轴径6mm，重量210克，总长85mm的DC24V83转的齿轮减速电机（如图2所示）。

图2 24V直流电机

由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。该项目中，提供24V直流电机的电源是型号为DF1730SC3A的指针式直流稳压电源。主要技术参数：输出电压是0-30V，输出电流是0-3A；波纹与噪音：CV≦1mVrms和CC≦5mArm；电源效应：CV≦1*10-4+0.5mV和CC≦2*10-3+1mA；负载效应：CV≦1*10-4+2mV和CC≦2*10-3+3mA；频率计测频灵敏度100mV。该直流电源的特点：单路输出，双电表分别指示输出电压和电流值。稳压与稳流状态能够自动转换并分别由发光管指示，采用电流限制保护方式，而且限流点可以任意调节。全塑面框，外形新颖美观（如图3所示）。

图3 指针式直流稳压电源

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。型号为DR-60-24的开关电源相数为单相，其输出的直流电压额定电流分别为24V2.5A，电流范围在0-2.5A之间，额定功率是60W。输入的电压范围是88-264VAC或124-370VDC，频率范围是47-63HZ，交流电流是1.2A/115VAC或36A/230VAC（如图4所示）。

图4 开关电源

3. 输入输出分配表

输入信号有：轿厢平层信号5个，外呼信号4个，内呼信号3个，共计12个。

输出信号有：轿厢上下行2个，轿厢所在楼层显示3个，电梯门开关2个，共计7个。该项目的输入输出分配（如表1所示）。

表1 输入输出分配表

输入		输出
0	1层限位开关 X0	0	电梯上行 Y0
1	2层限位开关 X1	1	电梯下行 Y1
2	3层限位开关 X2	2	3层楼层指示 Y4
3	4层限位开关 X3	3	2层楼层指示 Y5
4	5层限位开关 X4	4	1层楼层指示 Y6
5	3层外呼下 X5	5	电梯关门指示 Y7
6	2层外呼上 X6	6	电梯开门指示 Y10
7	2层外呼下 X7
8	1层外呼上 X10
9	3层内呼 X11
10	2层内呼 X12
11	1层内呼 X13

4.PLC接线图

X0-X13为输入信号，Y0-Y10为输出信号，其中COM1、COM2、COM3接24V电源，Y0-Y10接0V电源。此外，电梯的小型电机分别连接电源0V和24V，以及PLC的L端N端接入220V50HZ的交流电（如图5所示）。

图5 PLC输入输出接线图

5.电梯模型的软件设计

编程思路：以1层向上外呼为例，按下X10按钮，则M0被接通并保持。此时Y0得电，电梯上升。在电梯内部选层，如按下X12按钮，M12得电置位，电梯到达2层，2层限位开关也得电，此时M12失电复位，Y0也失电，电梯停止在2层。电梯开门指示灯Y10亮，经过50秒，Y10灭，Y11电梯关门指示亮。此外，当电梯到达2层，X1得电，楼层指示灯Y5点亮。具体电梯PLC程序（如图6所示）。

程序检测步骤：

（1）电梯在1层静止，按1层外部向上按钮，电梯门开指示灯亮，关门后，按3层内部按钮，电梯上升；

（2）电梯在3层停止，电梯门开指示灯亮，50秒后门关指示亮。再按2层外部向上或向下按钮，电梯上升或下降。

（3）当电梯在指定的楼层内停止时，相应的楼层指示灯点亮显示。