一種基于PLC的多層液壓電梯控制系統的制作方法

本發明涉及一種基于PLC的多層液壓電梯控制系統，適用于機械領域。

背景技術：

液壓電梯以其特有的優勢在載貨電梯，船舶電梯，別墅電梯，醫療電梯等方面有著廣泛的應用，由于節流調速技術方案成熟，制造成本低，系統控制較為簡單，被大量應用于液壓電梯中，目前的研究熱點是將液壓節流調速技術與微電子控制技術結合起來。

技術實現要素：

本發明提出了一種基于PLC的多層液壓電梯控制系統，采用目前最先進的速度反饋跟蹤控制技術，跟蹤模擬數字電路中設定的速度理想運行曲線，通過PID策略進行閉環跟蹤，系統的流量和速度控制性能極佳，速度穩定性非常好，并且系統對負載的壓力波動、油液的溫度變化有良好的抑制能力，對比傳統控制閥，能量利用率高了30%以上，而且平層精度顯著提高。

本發明所采用的技術方案是：所述液壓電梯速度采用西門子S7-200系列小型可編程控制器，該PLC具有程序容量大、運行速度快、編程靈活、多種中斷，性能優良且價格低等優點，配合西門子TD200文本顯示器，可實現現場人機對話，使PLC功能得到充分的發揮，更適合實驗室使用。

所述液壓電梯速度控制系統采用目前先進的速度閉環控制策略，在電梯轎廂頂部安裝速度傳感器，實時測量轎廂速度，經過S7-200，將信號傳輸至計算機測控軟件Labview中，經過PID控制器、比例放大器，控制液壓系統雙比例閥調節電梯運行速度。除了保證液壓電梯按照理想速度運行，還要確保液壓電梯的安全性，因此控制系統還必須滿足：斷電時液壓系統自鎖，轎廂不會下降；安全開關動作時，控制系統能自動切斷安全回路，使電梯停止運行；液壓驅動系統故障（管路斷裂，零件損毀等原因）時，電梯停止。

所述電氣控制采用西門子S7-200PLC（CPU226）為主機以及三個擴展模塊EM221、EM232、EM231。使用一個EM221實現電梯速度測量，兩個EM232實現對雙比例閥、單向比例調速閥的控制，兩個EM231實現對液壓系統中壓力、流量的監控。盡量使傳感器的輸入電源統一，輸出信號對于電壓信號優先選（0～5V），對于電流信號優先選用（0～20mA）。因為PLC的開關量輸入信號最低電壓為15V，因此在選磁感應器時，選擇輸出電壓在15V～24V之間。電氣原理圖繪制：主要對信號進行分類，對于高于24V的輸入信號，采用中間繼電器進行轉換，對于在15V～24V之間的輸入信號可以直接接到PLC上。對于泵站主電機、風冷、加熱器，采用中間繼電器轉換。對于模擬量輸入，由于光電編碼器占用了脈沖計數通道，因此流量傳感器輸出信號選用為0～20mA。

本發明的有益效果是：該控制系統系統采用PLC作為核心控制部件，使得電梯具有智能選層、精確調速、自動平層等特點，且運行平穩，安全性高，系統的擴展性很好，通過外掛不同的模塊可以拓展新的功能，適合實驗室的使用，同時，電控元件之間的接線十分簡潔，有利于學生切身體會實踐。

附圖說明

圖1是本發明的液壓電梯速度控制系統原理圖。

圖2是本發明的液壓電梯速度控制系統硬件配置原理圖。

圖3是本發明的S7-200（CPU226）接線原理圖。

圖4是本發明的泵站模塊電氣原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，液壓電梯速度采用西門子S7-200系列小型可編程控制器，該PLC具有程序容量大、運行速度快、編程靈活、多種中斷，性能優良且價格低等優點，配合西門子TD200文本顯示器，可實現現場人機對話，使PLC功能得到充分的發揮，更適合實驗室使用。

液壓電梯速度控制系統采用目前先進的速度閉環控制策略，在電梯轎廂頂部安裝速度傳感器，實時測量轎廂速度，經過S7-200，將信號傳輸至計算機測控軟件Labview中，經過PID控制器、比例放大器，控制液壓系統雙比例閥調節電梯運行速度。除了保證液壓電梯按照理想速度運行，還要確保液壓電梯的安全性，因此控制系統還必須滿足：斷電時液壓系統自鎖，轎廂不會下降；安全開關動作時，控制系統能自動切斷安全回路，使電梯停止運行；液壓驅動系統故障（管路斷裂，零件損毀等原因）時，電梯停止。

如圖2,、圖3，電氣控制采用西門子S7-200PLC（CPU226）為主機以及三個擴展模塊EM221、EM232、EM231。使用一個EM221實現電梯速度測量，兩個EM232實現對雙比例閥、單向比例調速閥的控制，兩個EM231實現對液壓系統中壓力、流量的監控。盡量使傳感器的輸入電源統一，輸出信號對于電壓信號優先選（0～5V），對于電流信號優先選用（0～20mA）。因為PLC的開關量輸入信號最低電壓為15V，因此在選磁感應器時，選擇輸出電壓在15V～24V之間。電氣原理圖繪制：主要對信號進行分類，對于高于24V的輸入信號，采用中間繼電器進行轉換，對于在15V～24V之間的輸入信號可以直接接到PLC上。對于泵站主電機、風冷、加熱器，采用中間繼電器轉換。對于模擬量輸入，由于光電編碼器占用了脈沖計數通道，因此流量傳感器輸出信號選用為0～20mA。

如圖4，PLC的控制程序設計必須充分考慮人身安全，此外，在設計中必須注意程序邏輯是和時序相關的，西門子S7-200采用順序掃描工作方式，工作時逐行掃描執行程序，因此，編程要注意語言先后順序。根據以往的經驗，經常會出現這種現象：將某個程序中的語句移到別的位或者程序語句間交換順序后會出現不同的結果。在程序編寫方面，該速度控制系統的程序編寫的根據是液壓電梯國家標準的要求和電梯運行的設計經驗。在編寫程序中需要注意：（1）上電時將內部標志位清零，可以防止由于突然上電使電梯自動啟動，造成人員傷害。（2）必須對液壓電梯的運行速度實時測量。（3）用計數器和計時器組合工作，擴大計時器的計時范圍。（4）可以使用不同的代碼代表不同的故障，便于檢修。