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　 科技资讯　 Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ 　 ＆ 　 Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ 　 Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ

２００８　　ＮＯ．２１

ＳＣＩＥＮＣＥ　＆　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ

工　业　技　术

层 及 开 门 由 系 统 自 动 控 制 。

③ 无 司 机 工 作 方 式 是 系 统 的 自 动 工 作

方 式 ， 考 虑 到 实 际 客 梯 中 乘 客 上 、 下 呼 梯
的 随 机 性 ， 该 系 统 的 选 层 控 制 满 足 以 下 要
求 ： 上 升 过 程 响 应 大 于 等 于 当 前 楼 层 的 内
呼和上升外呼信号，记忆其他信号；下降过
程响应小于等于当前楼层的内呼和下降外
呼 信 号 ， 记 忆 其 他 信 号 ； 在 当 前 的 行 进 方
向 ， 内 呼 信 号 优 先 响 应 ； 若 无 呼 梯 信 号 ， 轿
厢 停 在 当 前 楼 层； 电 梯 不 用 时， 回 到 一 楼 。

④ 系 统 具 有 慢 速 启 动 ， 快 速 运 行 ， 平层

之 前 减 速 的 运 行 特 性 ， 以 增 加 乘 客 的 舒 适
感。并具有上、下限保护， 关门夹人保护、
紧 急 停 车 等 多 种 安 全 保 护 措 施 。

４　ＰＬＣ 的选型及输入、输出点分配

选 用 日 本 Ｏ Ｍ Ｒ Ｏ Ｎ Ｃ ２ ８ Ｐ 作 为 控 制 主 机 ，

其 主 要 技 术 参 数 和 性 能 为 ： 存 储 容 量 １１９４
地址， 内部辅助继电器 １３６ 点， 保持继电器
１６０ 点，定时器 ／ 计数器 ４８ 个，输入光电隔
离， 输出继电器隔离， 主机 Ｉ／０ 点数可扩展
为 ８ ０ ／ ６ ０ 点 ， 具 有 基 本 逻 辑 指 令 和 功 能 较
全的专用指令， 具有较强的数据处理能力，
可以满足控制系统的要求。本系统选用一
个 Ｃ２８Ｐ 输入、输出扩展单元， 输入点扩展
为 ３２ 个， 输出 ２４ 个。

内 外 呼 梯 、关 门 、开 门 、平 层 、运 行

加减速、运 行 方 式 控 制 等 信 号 接 到 ＰＬＣ 的
输入，共 ３０ 点，电梯上、下行继电器、开门
及 关 门 继 电 器 、各 种 信 号 显 示 接 ＰＬＣ 的输
出，共 ２４ 点。系统控制程序约九百多条，可

见 ， 该 系 统 的 Ｐ Ｌ Ｃ 软 硬 件 资 源 得 到 了 相 当
充 分 的 利 用 。

５　控制软件设计

控 制 程 序 采 用 模 块 化 、 结 构 化 设 计 ，

层次分明，结构清楚。程序流程图如图 ４ 所
示。现就几个典型模块的程序设计分述如
下 。
５ ． １ 内外呼梯信号的登记、消号及显示

内 外 呼 梯 信 号 处 理 包 括 信 号 的 登 记 、

显示及本层消号。信号的登记采用自锁原
理 ， 软 件 上 采 用 逻 辑 或 运 算 实 现 。 内 呼 信
号 不 论 电 梯 上 行 还 是 下 行 ， 当 轿 厅 运 行 至
该 楼 层 时 ， 均 要 换 速 停 车 ， 并 消 除 登 记 信
号。外呼信号有反向运行保号和直驶保号
功能。每一个 ＰＬＣ 输出点直接驱动一个呼
梯 信 号 的 指 示 灯 。
５ ． ２ 定向控制

根 据 电 梯 的 运 行 方 式 、各 层 内 选 外 呼

信号的先后以及停车时轿厅所在楼层位置
决定电梯的运行方向， 在电梯运行过程中，
方向保持。有司机操作时，内指令定向；无
司 机 自 动 运 行 时 ， 内 指 令 和 外 召 唤 均 可 定
向。程序采用数据比较指令对选层信号通
道的内容与轿厅位置通道内容进行数据比
较 。 当 前 者 大 于 后 者 时 ， 上 行 方 向 继 电 器
为 Ｏ Ｎ ， 反 之 下 行 方 向 继 电 器 为 Ｏ Ｎ 。 由 于
轿厅所处层站呼梯信号不登记，所以，两通
道 内 容 不 会 有 相 等 的 情 况 。
５ ． ３ 开、关门安全保护

开、关门到位后，如没有碰到开、关门

限位开关，或开关失灵，则由于开、关门继
电器仍吸合，门电机会发生堵转，时间一长
电 机 可 能 烧 毁 。 为 此 ， 设 计 了 门 电 机 保 护
程序，当开、关门动作时间超过正常开、关
门 时 间 ３ 秒 后 ， 通 过 定 时 器 计 时 自 动 切 断
开、关门信号， 停止开、关门。如再按开、
关 门 按 钮 ， 可 再 发 出 开 、 关 门 信 号 。

６　结语

该 电 梯 模 型 运 行 稳 定 ， 教 学 可 视 效 果

好 ； 为 Ｐ Ｌ Ｃ 的 教 学 实 训 、 毕 业 设 计 提 供 了
控 制 对 象 ， 运 行 控 制 及 安 全 保 护 结 合 实 际
电 梯 要 求 而 设 计 ， 可 强 化 学 生 的 实 际 工 程
意 识 ；ＰＬＣ 软 件 的 设 计 采 用 了 模 块 化 结 构；
对进一步开发实际高层电梯控制系统有较
高 的 参 考 价 值 。

参考文献

［１］　王平，催纳新．ＰＬＣ 在电梯控制中的应用

［Ｊ］．微计算机信息，１９９９：１５～２，１９～２０．

［２］　唐勇奇，赵葵银．ＰＬＣ 在变频调速电梯控

制系统中的应用［Ｊ］．电工技术，２００１，９：
２６～２７．

［３］　催广泉． 可编程控制器在电梯控制中的

应用［Ｊ］．东北电力技术，２００３，７：５０～５２．

３ ． ３ 疲劳寿命仿真计算

将 有 限 元 模 型 导 入 有 限 元 计 算 分 析 软

件 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 中。　 根据钢板弹簧疲劳试验条
件 ， 对 钢

图 ４ 　 载荷步一应力分布

图 ５ 　 　 载荷步二应力分布

表 １ 少片变截面钢板弹簧疲劳寿命对比

板 弹 簧 模 型 施 加 预 变 形 为 ８ ０ ｍ ｍ ，振 幅

为 ５０ 的 交 变 载 荷 。 在 有 限 元 软 件 上 ， 应分
开两个载荷步， 模拟两个极限位置的工况。
第 一 步 是 交 变 载 荷 最 小 的 状 态 ， 钢 板 弹 簧
的 挠 度 为 ３０ｍｍ； 第 二 步 是 交 变 载 荷 最 大 的
状态， 钢 板 弹 簧 的 挠 度 为 １３０ｍｍ；两 种 变 形
状 态 的 应 力 分 布 如 图 ４、 图 ５ 所示。

从图 ４ 可以看出，在交变载荷处于最小

值 的 时 刻 ， 应 力 最 大 值 出 现 在 第 四 片 簧 片
的 上 表 面 靠 近 平 直 夹 板 处 ， 大 小 为
２９２Ｍｐａ；在交变载荷处于最大值的时刻，应
力最大值还是出现在第四片簧片的上表面
靠近平直夹板处，大小为 ８４３Ｍｐａ，如图 ５ 所
示 。 因 此 应 力 幅 为 ２ ９ １ Ｍ ｐ ａ ， 与 Ｇ Ｂ ／
Ｔ１９８４４－２００５ 的要求基本吻合。记录两种
状 态 下 的 这 个 位 置 的 应 力 值 。

然 后 输 入 材 料 ６ ０ Ｓ ｉ

２

Ｍ ｎ 的 Ｓ － Ｎ 曲 线 并

设 置 疲 劳 事 件 的 循 环 次 数 ， 具 体 参 数 为 １ ５
万 次 。 激 活 疲 劳 寿 命 运 算 器 ， 得 到 少 片 变
截 面 钢 板 弹 簧 的 疲 劳 计 算 结 果 。
３ ． ４ 疲劳寿命计算结果

少 片 变 截 面 钢 板 弹 簧 的 疲 劳 计 算 结 果

如表 １ 所示，ＧＢ／Ｔ１９８４４－２００５ 要求在应力
幅 为 ３ ２ ３ ． ６ ２ Ｍ ｐ ａ ，最 大 应 力 为 ８ ３ ３ ． ５ ７ Ｍ ｐ ａ
的 试 验 条 件 下 ， 汽 车 钢 板 弹 簧 的 疲 劳 寿 命

不 能 小 于 ８ 万 次 ， 而 少 片 变 截 面 钢 板 弹 簧
的疲劳分析的仿真结果是 ８．５８ 万次，符合
了国家标准的要求；在相同的条件下，疲劳
寿命试验的结果是 ８．２５ 万次， 说明仿真结
果 跟 实 测 结 果 是 基 本 一 致 的 。

参考文献

［１］　陈家瑞．汽车构造［Ｍ］．机械工业出版社，

２００５：２３４～２４２．

［２］　张洪欣．汽车设计［Ｍ］．机械工业出版社，

１９９６：１０～１１．

［３］　步一鸣．车用少片变截面弹簧［Ｊ］．当代汽

车，１９９９（１７）：６６～６７．

［４］　徐灏编．疲劳强度计算［Ｍ］．机械工业出

版社，１９８１：１６～１８．

［５］　曾 春 华 ， 邹十践． 疲 劳 分 析 方 法 及 应 用

［Ｍ］．国防工业出版社，１９９１．

［６］　 于开平．ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ 从入门到精通［Ｍ］．

科学出版社，２００５．

［７］　王启义．中国机械设计大典（第 ２ 册）［Ｍ］．

江西科学技术出版社，２００２．

［８］　 ＧＢ／Ｔ　１９８４４－２００５．钢板弹簧．中国国

家标准化管理委员会．２００６．

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