一种基于PLC的多层液压电梯控制系统的制作方法

本发明涉及一种基于PLC的多层液压电梯控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

液压电梯以其特有的优势在载货电梯，船舶电梯，别墅电梯，医疗电梯等方面有着广泛的应用，由于节流调速技术方案成熟，制造成本低，系统控制较为简单，被大量应用于液压电梯中，目前的研究热点是将液压节流调速技术与微电子控制技术结合起来。

技术实现要素：

本发明提出了一种基于PLC的多层液压电梯控制系统，采用目前最先进的速度反馈跟踪控制技术，跟踪模拟数字电路中设定的速度理想运行曲线，通过PID策略进行闭环跟踪，系统的流量和速度控制性能极佳，速度稳定性非常好，并且系统对负载的压力波动、油液的温度变化有良好的抑制能力，对比传统控制阀，能量利用率高了30%以上，而且平层精度显著提高。

本发明所采用的技术方案是：所述液压电梯速度采用西门子S7-200系列小型可编程控制器，该PLC具有程序容量大、运行速度快、编程灵活、多种中断，性能优良且价格低等优点，配合西门子TD200文本显示器，可实现现场人机对话，使PLC功能得到充分的发挥，更适合实验室使用。

所述液压电梯速度控制系统采用目前先进的速度闭环控制策略，在电梯轿厢顶部安装速度传感器，实时测量轿厢速度，经过S7-200，将信号传输至计算机测控软件Labview中，经过PID控制器、比例放大器，控制液压系统双比例阀调节电梯运行速度。除了保证液压电梯按照理想速度运行，还要确保液压电梯的安全性，因此控制系统还必须满足：断电时液压系统自锁，轿厢不会下降；安全开关动作时，控制系统能自动切断安全回路，使电梯停止运行；液压驱动系统故障（管路断裂，零件损毁等原因）时，电梯停止。

所述电气控制采用西门子S7-200PLC（CPU226）为主机以及三个扩展模块EM221、EM232、EM231。使用一个EM221实现电梯速度测量，两个EM232实现对双比例阀、单向比例调速阀的控制，两个EM231实现对液压系统中压力、流量的监控。尽量使传感器的输入电源统一，输出信号对于电压信号优先选（0～5V），对于电流信号优先选用（0～20mA）。因为PLC的开关量输入信号最低电压为15V，因此在选磁感应器时，选择输出电压在15V～24V之间。电气原理图绘制：主要对信号进行分类，对于高于24V的输入信号，采用中间继电器进行转换，对于在15V～24V之间的输入信号可以直接接到PLC上。对于泵站主电机、风冷、加热器，采用中间继电器转换。对于模拟量输入，由于光电编码器占用了脉冲计数通道，因此流量传感器输出信号选用为0～20mA。

本发明的有益效果是：该控制系统系统采用PLC作为核心控制部件，使得电梯具有智能选层、精确调速、自动平层等特点，且运行平稳，安全性高，系统的扩展性很好，通过外挂不同的模块可以拓展新的功能，适合实验室的使用，同时，电控元件之间的接线十分简洁，有利于学生切身体会实践。

附图说明

图1是本发明的液压电梯速度控制系统原理图。

图2是本发明的液压电梯速度控制系统硬件配置原理图。

图3是本发明的S7-200（CPU226）接线原理图。

图4是本发明的泵站模块电气原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，液压电梯速度采用西门子S7-200系列小型可编程控制器，该PLC具有程序容量大、运行速度快、编程灵活、多种中断，性能优良且价格低等优点，配合西门子TD200文本显示器，可实现现场人机对话，使PLC功能得到充分的发挥，更适合实验室使用。

液压电梯速度控制系统采用目前先进的速度闭环控制策略，在电梯轿厢顶部安装速度传感器，实时测量轿厢速度，经过S7-200，将信号传输至计算机测控软件Labview中，经过PID控制器、比例放大器，控制液压系统双比例阀调节电梯运行速度。除了保证液压电梯按照理想速度运行，还要确保液压电梯的安全性，因此控制系统还必须满足：断电时液压系统自锁，轿厢不会下降；安全开关动作时，控制系统能自动切断安全回路，使电梯停止运行；液压驱动系统故障（管路断裂，零件损毁等原因）时，电梯停止。

如图2,、图3，电气控制采用西门子S7-200PLC（CPU226）为主机以及三个扩展模块EM221、EM232、EM231。使用一个EM221实现电梯速度测量，两个EM232实现对双比例阀、单向比例调速阀的控制，两个EM231实现对液压系统中压力、流量的监控。尽量使传感器的输入电源统一，输出信号对于电压信号优先选（0～5V），对于电流信号优先选用（0～20mA）。因为PLC的开关量输入信号最低电压为15V，因此在选磁感应器时，选择输出电压在15V～24V之间。电气原理图绘制：主要对信号进行分类，对于高于24V的输入信号，采用中间继电器进行转换，对于在15V～24V之间的输入信号可以直接接到PLC上。对于泵站主电机、风冷、加热器，采用中间继电器转换。对于模拟量输入，由于光电编码器占用了脉冲计数通道，因此流量传感器输出信号选用为0～20mA。

如图4，PLC的控制程序设计必须充分考虑人身安全，此外，在设计中必须注意程序逻辑是和时序相关的，西门子S7-200采用顺序扫描工作方式，工作时逐行扫描执行程序，因此，编程要注意语言先后顺序。根据以往的经验，经常会出现这种现象：将某个程序中的语句移到别的位或者程序语句间交换顺序后会出现不同的结果。在程序编写方面，该速度控制系统的程序编写的根据是液压电梯国家标准的要求和电梯运行的设计经验。在编写程序中需要注意：（1）上电时将内部标志位清零，可以防止由于突然上电使电梯自动启动，造成人员伤害。（2）必须对液压电梯的运行速度实时测量。（3）用计数器和计时器组合工作，扩大计时器的计时范围。（4）可以使用不同的代码代表不同的故障，便于检修。