本發(fā)明涉及一種基于PLC的多層液壓電梯控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

液壓電梯以其特有的優(yōu)勢在載貨電梯，船舶電梯，別墅電梯，醫(yī)療電梯等方面有著廣泛的應(yīng)用，由于節(jié)流調(diào)速技術(shù)方案成熟，制造成本低，系統(tǒng)控制較為簡單，被大量應(yīng)用于液壓電梯中，目前的研究熱點是將液壓節(jié)流調(diào)速技術(shù)與微電子控制技術(shù)結(jié)合起來。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種基于PLC的多層液壓電梯控制系統(tǒng)，采用目前最先進(jìn)的速度反饋跟蹤控制技術(shù)，跟蹤模擬數(shù)字電路中設(shè)定的速度理想運(yùn)行曲線，通過PID策略進(jìn)行閉環(huán)跟蹤，系統(tǒng)的流量和速度控制性能極佳，速度穩(wěn)定性非常好，并且系統(tǒng)對負(fù)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(tǒng)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(fā)明所采用的技術(shù)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P(yáng)LC具有程序容量大、運(yùn)行速度快、編程靈活、多種中斷，性能優(yōu)良且價格低等優(yōu)點，配合西門子TD200文本顯示器，可實現(xiàn)現(xiàn)場人機(jī)對話，使PLC功能得到充分的發(fā)揮，更適合實驗室使用。

所述液壓電梯速度控制系統(tǒng)采用目前先進(jìn)的速度閉環(huán)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(jīng)過S7-200，將信號傳輸至計算機(jī)測控軟件Labview中，經(jīng)過PID控制器、比例放大器，控制液壓系統(tǒng)雙比例閥調(diào)節(jié)電梯運(yùn)行速度。除了保證液壓電梯按照理想速度運(yùn)行，還要確保液壓電梯的安全性，因此控制系統(tǒng)還必須滿足：斷電時液壓系統(tǒng)自鎖，轎廂不會下降；安全開關(guān)動作時，控制系統(tǒng)能自動切斷安全回路，使電梯停止運(yùn)行；液壓驅(qū)動系統(tǒng)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(jī)以及三個擴(kuò)展模塊EM221、EM232、EM231。使用一個EM221實現(xiàn)電梯速度測量，兩個EM232實現(xiàn)對雙比例閥、單向比例調(diào)速閥的控制，兩個EM231實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)中壓力、流量的監(jiān)控。盡量使傳感器的輸入電源統(tǒng)一，輸出信號對于電壓信號優(yōu)先選（0～5V），對于電流信號優(yōu)先選用（0～20mA）。因為PLC的開關(guān)量輸入信號最低電壓為15V，因此在選磁感應(yīng)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(jìn)行分類，對于高于24V的輸入信號，采用中間繼電器進(jìn)行轉(zhuǎn)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(jī)、風(fēng)冷、加熱器，采用中間繼電器轉(zhuǎn)換。對于模擬量輸入，由于光電編碼器占用了脈沖計數(shù)通道，因此流量傳感器輸出信號選用為0～20mA。

本發(fā)明的有益效果是：該控制系統(tǒng)系統(tǒng)采用PLC作為核心控制部件，使得電梯具有智能選層、精確調(diào)速、自動平層等特點，且運(yùn)行平穩(wěn)，安全性高，系統(tǒng)的擴(kuò)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(xué)生切身體會實踐。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的液壓電梯速度控制系統(tǒng)原理圖。

圖2是本發(fā)明的液壓電梯速度控制系統(tǒng)硬件配置原理圖。

圖3是本發(fā)明的S7-200（CPU226）接線原理圖。

圖4是本發(fā)明的泵站模塊電氣原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)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P(yáng)LC具有程序容量大、運(yùn)行速度快、編程靈活、多種中斷，性能優(yōu)良且價格低等優(yōu)點，配合西門子TD200文本顯示器，可實現(xiàn)現(xiàn)場人機(jī)對話，使PLC功能得到充分的發(fā)揮，更適合實驗室使用。

液壓電梯速度控制系統(tǒng)采用目前先進(jìn)的速度閉環(huán)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(jīng)過S7-200，將信號傳輸至計算機(jī)測控軟件Labview中，經(jīng)過PID控制器、比例放大器，控制液壓系統(tǒng)雙比例閥調(diào)節(jié)電梯運(yùn)行速度。除了保證液壓電梯按照理想速度運(yùn)行，還要確保液壓電梯的安全性，因此控制系統(tǒng)還必須滿足：斷電時液壓系統(tǒng)自鎖，轎廂不會下降；安全開關(guān)動作時，控制系統(tǒng)能自動切斷安全回路，使電梯停止運(yùn)行；液壓驅(qū)動系統(tǒng)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(jī)以及三個擴(kuò)展模塊EM221、EM232、EM231。使用一個EM221實現(xiàn)電梯速度測量，兩個EM232實現(xiàn)對雙比例閥、單向比例調(diào)速閥的控制，兩個EM231實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)中壓力、流量的監(jiān)控。盡量使傳感器的輸入電源統(tǒng)一，輸出信號對于電壓信號優(yōu)先選（0～5V），對于電流信號優(yōu)先選用（0～20mA）。因為PLC的開關(guān)量輸入信號最低電壓為15V，因此在選磁感應(yīng)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(jìn)行分類，對于高于24V的輸入信號，采用中間繼電器進(jìn)行轉(zhuǎn)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(jī)、風(fēng)冷、加熱器，采用中間繼電器轉(zhuǎn)換。對于模擬量輸入，由于光電編碼器占用了脈沖計數(shù)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(shè)計必須充分考慮人身安全，此外，在設(shè)計中必須注意程序邏輯是和時序相關(guān)的，西門子S7-200采用順序掃描工作方式，工作時逐行掃描執(zhí)行程序，因此，編程要注意語言先后順序。根據(jù)以往的經(jīng)驗，經(jīng)常會出現(xiàn)這種現(xiàn)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(xiàn)不同的結(jié)果。在程序編寫方面，該速度控制系統(tǒng)的程序編寫的根據(jù)是液壓電梯國家標(biāo)準(zhǔn)的要求和電梯運(yùn)行的設(shè)計經(jīng)驗。在編寫程序中需要注意：（1）上電時將內(nèi)部標(biāo)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(yùn)行速度實時測量。（3）用計數(shù)器和計時器組合工作，擴(kuò)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。