低层电梯自动门的PLC梯形图设计
日期：2008-2-16 16:53:00 来源：本站整理
点击： 作者：周范
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摘要：电梯自动门的电气设计是电梯设计的重要组成部分。低层电梯因为层数少，一般可将现场开关量信号直接连接至PLC的I／O端口，而不必考虑采用RS—485通信方式。本文以3层3站集选低楼层电梯为例，介绍自动门的PLC梯形图设计。
关键词：轿厢；自动门；开／关门；呼梯按键
作为垂直运输工具的电梯应用越来越广泛，其中许多低层电梯(2—5层)如厂房货梯、小洋房私宅电梯等的需求也越来越大。低层电梯比起高层电梯，在设计技术上虽然有许多可以简化的地方，但仍包括电气设计、轿厢和导轨设计、曳引机设计等主要部分，其中电气设计的一个关键是自动门的控制设计，因为它与电梯上、下行和各种呼叫信号的关系很大，且控制逻辑比较复杂。本文以PLC控制的低层电梯为例，介绍其自动门控制设计方法。
1 电梯自动门控制要求
电梯自动门分为轿厢门和厅门，轿厢门封住轿厢的出入口，它由装在轿厢顶上的自动开门机构带动；厅门封住井道的出人口，由轿厢门带动，因此又称为被动门。由于轿厢门和厅门总是联动的，所以开、关门是指两门的同时开或关动作。自动门的电气控制包括拖动装置和开关门逻辑控制线路两部分。在传统控制方法上，拖动装置由直流电机、分压电阻和继电器线路构成，它可控制门电机的正反转及调节门的速度，如图1所示。其中，JKM为开门继电器，JGM为关门继电器。关门时，JGM闭合，JKM释放，电阻R1与R2构成分压线路。
图1 直流门电机控制线路
电机起动时的工作电压为R3上的分压；随着门的运动，当1GM被压动时，分压减少，速度降低；当2GM被压动时，分压再度减少，门以更低速度闭合，至最后撞到关门极限开关STl后，JGM释放，电机停止。开门时，JKM吸合，JGM释放，电机转向与关门相反，Rl与R2构成分压，门运动至调定位置，使3GM闭合，门速度减低，直至撞到开门极限开关ST2后，JKM释放，电机停止。
开关门逻辑控制的形式多样，有继电器控制、PLC控制和微型机控制等方式，其控制目的是：在各种情况下使JKM或JGM得电，从而实现开门、关门动作。在设计中一般应满足下列几点要求：(1)电气联锁：厅门、轿门关好后电梯才能运行，JKM、JGM也应互锁；(2)自动开关门：电梯平层后应自动开门，如果门打开一段时间(5—10秒)仍无人乘梯或呼叫，门将自动关闭；(3)手动指令开关门：乘客在轿厢内按下开门按键时应开门，按下关门按键时应关门；(4)安全防夹，即门在关闭过程中碰撞或夹住障碍物时，应立即打开；(5)本层开门：电梯停层时，如有人在当前层呼叫，电梯应开门迎接乘客。
2 自动门控制线路及PLC梯形图设计
三层三站集选电梯的控制系统原理图如图2所示，该电梯采用西门子6ES7 216 PLC(24输入，16输出)为控制器。由于此处仅介绍开、关门的PLC控制部分，因此图中只画出与门动作有关的输入、输出信号。例如，与门控制有关的输入信号有：开／关门极限行程开关、安全防夹开关(与安全触板联动)、轿厢内开／关门按键、各楼层呼叫键和内选键、位置磁感应开关等；门控制输出信号有：开门继电器JKM、关门继电器JGM、指示灯等。PLC输入／输出信号名称及地址定义如表所示。在PLC的内部图2 电梯控制系统原理及PLC输入／输出点分配
寄存器中，还定义若干辅助继电器和定时器。如定义MO.0作为“开门条件成立”记忆单元，M0.4作为电梯运行标志位，T3.3为开门—关门转换延时用定时器，它使JKM和JGM按顺序分时动作，以实现互锁；T3.4为电梯平层后延时开门用定时器，T3.5为无人乘梯时自动延时（5—10s）关门定时器。
表 PLC输入/输出点及内部继电器、定时器定义
PLC的梯形图如图3所示。其中，梯形图右边为指令功能注释。开门逻辑包括开门条件(共6条)和禁止开门条件(共2条)，关门逻辑包括关门条件(共2条)和禁止关门条件(共4条)。另外，开／关门逻辑线路中均设置自锁回路。开门条件成立后，需延时0．5秒才接通JKM继电器，以避免JKM和JGM同时接通，造成电路短接过电流。
图3 电梯开/关门PLC梯形图及功能注释
3 结语
在电梯设计中，电梯开／关门控制逻辑较其它电路如上、下行控制逻辑更复杂，因此开／关门控制逻辑是电梯电气工程设计中的关键。本设计方案较简易、实用，适用于厂房、私家公寓等低楼层普通电梯的开／关门设计。
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关键词：轿厢；自动门；开／关门；呼梯按键
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作为垂直运输工具的电梯应用越来越广泛，其中许多低层电梯(2—5层)如厂房货梯、小洋房私宅电梯等的需求也越来越大。低层电梯比起高层电梯，在设计技术上虽然有许多可以简化的地方，但仍包括电气设计、轿厢和导轨设计、曳引机设计等主要部分，其中电气设计的一个关键是自动门的控制设计，因为它与电梯上、下行和各种呼叫信号的关系很大，且控制逻辑比较复杂。本文以PLC控制的低层电梯为例，介绍其自动门控制设计方法。
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1 电梯自动门控制要求
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电梯自动门分为轿厢门和厅门，轿厢门封住轿厢的出入口，它由装在轿厢顶上的自动开门机构带动；厅门封住井道的出人口，由轿厢门带动，因此又称为被动门。由于轿厢门和厅门总是联动的，所以开、关门是指两门的同时开或关动作。自动门的电气控制包括拖动装置和开关门逻辑控制线路两部分。在传统控制方法上，拖动装置由直流电机、分压电阻和继电器线路构成，它可控制门电机的正反转及调节门的速度，如图1所示。其中，JKM为开门继电器，JGM为关门继电器。关门时，JGM闭合，JKM释放，电阻R1与R2构成分压线路。
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图1 直流门电机控制线路
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电机起动时的工作电压为R3上的分压；随着门的运动，当1GM被压动时，分压减少，速度降低；当2GM被压动时，分压再度减少，门以更低速度闭合，至最后撞到关门极限开关STl后，JGM释放，电机停止。开门时，JKM吸合，JGM释放，电机转向与关门相反，Rl与R2构成分压，门运动至调定位置，使3GM闭合，门速度减低，直至撞到开门极限开关ST2后，JKM释放，电机停止。
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开关门逻辑控制的形式多样，有继电器控制、PLC控制和微型机控制等方式，其控制目的是：在各种情况下使JKM或JGM得电，从而实现开门、关门动作。在设计中一般应满足下列几点要求：(1)电气联锁：厅门、轿门关好后电梯才能运行，JKM、JGM也应互锁；(2)自动开关门：电梯平层后应自动开门，如果门打开一段时间(5—10秒)仍无人乘梯或呼叫，门将自动关闭；(3)手动指令开关门：乘客在轿厢内按下开门按键时应开门，按下关门按键时应关门；(4)安全防夹，即门在关闭过程中碰撞或夹住障碍物时，应立即打开；(5)本层开门：电梯停层时，如有人在当前层呼叫，电梯应开门迎接乘客。
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2 自动门控制线路及PLC梯形图设计
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三层三站集选电梯的控制系统原理图如图2所示，该电梯采用西门子6ES7 216 PLC(24输入，16输出)为控制器。由于此处仅介绍开、关门的PLC控制部分，因此图中只画出与门动作有关的输入、输出信号。例如，与门控制有关的输入信号有：开／关门极限行程开关、安全防夹开关(与安全触板联动)、轿厢内开／关门按键、各楼层呼叫键和内选键、位置磁感应开关等；门控制输出信号有：开门继电器JKM、关门继电器JGM、指示灯等。PLC输入／输出信号名称及地址定义如表所示。在PLC的内部图2 电梯控制系统原理及PLC输入／输出点分配
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寄存器中，还定义若干辅助继电器和定时器。如定义MO.0作为“开门条件成立”记忆单元，M0.4作为电梯运行标志位，T3.3为开门—关门转换延时用定时器，它使JKM和JGM按顺序分时动作，以实现互锁；T3.4为电梯平层后延时开门用定时器，T3.5为无人乘梯时自动延时（5—10s）关门定时器。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
表 PLC输入/输出点及内部继电器、定时器定义
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| PLC输入指令 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 |
PLC内部信号及输出信号 WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户) | ||||
| 指令信号 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
输入地址 WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网 |
信号含义 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 |
指令信号 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 |
输入地址 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) |
信号含义 WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) |
| ST1 WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户) |
I0.0 W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网 |
轿门开门极限开关 WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户) |
L1 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 |
Q0.0 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
1层上行呼叫指示 WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户) |
| ST2 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 |
I0.1 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
轿门关门极限开关 WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 |
L2 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 |
Q0.1 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
2层向上呼叫指示 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
| ST3 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 |
I0.2 WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 |
轿门防夹安全开关 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 |
L3 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 |
Q0.2 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
2层向下呼叫指示 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 |
| SB1 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 |
I0.3 WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) |
轿厢内开门按键 plcjs.技.术_网 |
L4 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
Q0.3 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 |
3层下行呼叫指示 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 |
| SB2 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
I0.4 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) |
轿厢内关门按键 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) |
KA1 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) |
Q0.4 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 |
电机正转(上行) WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) |
| SB3 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 |
I0.5 WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) |
内选1层按键 WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网 |
KA2 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 |
Q0.5 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 |
电机反转(下行) WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户) |
| SB4 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) |
I0.6 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) |
内选2层按键 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 |
KA WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网 |
Q0.6 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 |
电机停止(平层) WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
| SB5 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 |
I0.7 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 |
内选3层按键 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 |
JKM WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 |
Q0.7 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
开门继电器动作 WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户) |
| SB6 plcjs.技.术_网 |
I1.0 WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网 |
1层向上呼叫键 WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) |
JGM P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 |
Q1.0 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
关门继电器动作 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
| SB7 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 |
I1.1 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
2层向上呼叫键 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 |
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| SB8 WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网 |
I1.2 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) |
2层向下呼叫键 WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户) |
T3.3 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
开门—关门转换延时定时器 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 | |
| SB9 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
I1.3 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) |
3层向下呼叫键 WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户) |
T3.4 WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 |
平层后延时开门定时器 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 | |
| ST5 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 |
I1.5 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 |
电梯接近1层感应开关 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
T3.5 WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网 |
开门后延时关门定时器 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 | |
| ST6 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 |
I1.6 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 |
电梯向下接近2层感应开关 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 |
M0.0 W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网 |
电梯运行标志(包括电机匀速正、反转和加、减速) WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 | |
| ST7 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 |
I1.7 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) |
电梯向上接近2层感应开关 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 |
M0.4 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 |
开门条件成立辅助继电器 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 | |
| ST8 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 |
I2.0 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 |
电梯接近3层感应开关 W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网 |
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PLC的梯形图如图3所示。其中，梯形图右边为指令功能注释。开门逻辑包括开门条件(共6条)和禁止开门条件(共2条)，关门逻辑包括关门条件(共2条)和禁止关门条件(共4条)。另外，开／关门逻辑线路中均设置自锁回路。开门条件成立后，需延时0．5秒才接通JKM继电器，以避免JKM和JGM同时接通，造成电路短接过电流。
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图3 电梯开/关门PLC梯形图及功能注释
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3 结语
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在电梯设计中，电梯开／关门控制逻辑较其它电路如上、下行控制逻辑更复杂，因此开／关门控制逻辑是电梯电气工程设计中的关键。本设计方案较简易、实用，适用于厂房、私家公寓等低楼层普通电梯的开／关门设计。
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