Elevador de 4 Pisos

Laboratorio de Teleingeniera

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Modelo a Escala de un Elevador de 4 PisosEl modelo a escala del elevador consiste de una torre de cuatro pisos, una jaula que es accionada elctricamente mediante un sistema de poleas y engranes, puertas deslizantes que se activan neumticamente, botones e indicadores en cada piso y lmparas de colores para indicar la posicin y direccin de movimiento del elevador. Tambin cuenta con un panel de control, el cual emula las opciones de operacin desde el interior del elevador.

Descripcin del funcionamiento del Elevador Para su operacin el modelo cuenta con un motor elctrico de dos direcciones, un compresor en miniatura y vlvulas neumticas para la apertura y cierre de las puertas del elevador. Adicionalmente cuenta con una serie de sensores de barrera de luz y sensores mecnicos de contacto que permiten establecer en todo momento el estado y la posicin del elevador. La interaccin con los usuarios es posible gracias a los botones e indicadores de llamado del elevador en cada uno de los pisos, los indicadores de posicin y movimiento en la parte superior del elevador, los botones e indicadores de envi del elevador en el panel de control, as como los botones e indicadores de alarma, sobrecupo y paro de emergencia.

Fig. 1 Modelo Real del Elevador de 4 Pisos.

Depto. De Ingeniera Elctrica y Computacional

Tecnolgico de Monterrey, Campus Monterrey


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El funcionamiento bsico muestra cmo el elevador es llevado a partir de una posicin base a uno de los pisos, al atender una peticin del panel de control en el interior o de los botones de llamado en el exterior del elevador. El elevador debe iniciar con un movimiento lento durante el arranque, desplazarse a velocidad normal durante el trayecto y reducir de nueva cuenta la velocidad antes de llegar al piso seleccionado. Cuando el elevador llega al piso destino, la puerta deslizante se abre y permanece abierta hasta que termine el tiempo de apertura programado. Un sensor de barrera controla la entrada para prevenir, en una situacin real, que personas u objetos sufran algn dao al quedar atrapados en la puerta. Despus de cerrar la puerta deslizante, la jaula se mueve hacia el siguiente piso elegido, en donde la secuencia para abrir y cerrar la puerta ocurre de la misma manera.

Datos Tcnicos: Suministro de Energa de Sensores y Actuadores Sensores: Sensores de barrera de luz Sensores mecnicos de contacto Botones de Operacin Actuadores: Motores de 2 direcciones Relevadores Vlvulas neumticas Lmparas Indicadoras Requerimientos del Sistema de Control: Entradas Digitales (Lectura) Salidas Digitales (Escritura) Dimensiones: (W x D x H) Peso Tabla 1. Datos Tcnicos del Elevador. 540 x 390 x 650 mm 9.3 Kg 36 30 1 1 8 19 4 20 12 24 VDC




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Maquina de Realidad Virtual del Modelo a EscalaEl modelo del elevador se encuentra emulado por medio de software en la computadora. El modelo computacional (Maquina de Realidad Virtual) emula de manera fidedigna el funcionamiento del modelo real y se encuentra alambrado para controlar su funcionamiento, a las entradas y salidas del PLC real o bien del simulador por software del PLC (PLCSim).

Botones e Indicadores de llamado del elevador Para realizar los llamados del elevador se utilizarn los botones del exterior del elevador (Call buttons), los cuales son del tipo push buttons. Revisar el diagrama elctrico de conexiones para establecer si los botones de llamado son del tipo normalmente abierto o normalmente cerrado. Al activar el usuario los botones de llamado de cualquier piso, el elevador deber atender el llamado desplazndose hacia el piso solicitado. En caso de que el elevador se encuentre en el piso desde el cual est siendo llamado, este deber abrir simplemente las puertas.

Call Button 3. Floor

Call Indicator 3. Floor

Call Button 2. Floor upward Call Indicator 2. Floor upward 2 Call Indicator 2. Floor downward

Call Button 2. Floor downward

Call Button 1. Floor upward Call Indicator 1. Floor upward 2 Call Indicator 1. Floor downward

Call Button 1. Floor downward

Call Button Ground Floor

Call Indicator Ground Floor

Button Overload

Figura 4. Botones e indicadores de llamado del elevador




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Se debern programar los indicadores de cada piso que nos sealan que el llamado del elevador ha sido recibido y que est en proceso de ser atendido. Esto significa que una vez que el botn de llamado de un piso haya sido presionado, el indicador de llamado del piso deber encenderse y permanecer encendido hasta que el elevador llegue a dicho piso. Observe que los indicadores de llamado estn integrados al mismo cuerpo de los botones de llamado, sin embargo sus conexiones elctricas son independientes (revise el diagrama elctrico de conexiones).

Botones e Indicadores de envi del elevador Una vez que el elevador atiende un llamado el usuario le especifica, a travs de los botones de la caja de control del interior (send buttons), el piso al que desea desplazarse (piso destino). Por ejemplo, si el usuario se encuentra en la planta baja y desea desplazarse al tercer piso, primero debe llamar al elevador desde el exterior. Si el elevador no se encuentra en la planta baja, el elevador debe desplazarse a ese piso para atender al usuario. Una vez que el usuario entra al elevador, este debe seleccionar el tercer piso desde la caja de controles en el interior del elevador. Posteriormente, el elevador deber desplazarse hasta el piso seleccionado.

Send Button to 3. Floor Send Button to 2. Floor Send Button to 1. Floor Send Button to Gnd. Floor Alarm Button Emergency Stop Button

Send Indicator to 3. Floor Send Indicator to 2. Floor Send Indicator to 1. Floor Send Indicator to Gnd. Floor Overload Indicator Alarm Indicator Emergency Stop Indicator

Figura 2. Botones e indicadores de la caja de control

Tambin deber llevarse a cabo el control de los indicadores de la caja de control en el interior del elevador (send indicators). Una vez que se especifique el piso destino desde el interior del elevador, el indicador de dicho piso deber permanecer encendido hasta que el piso destino sea alcanzado.

Indicadores de posicin y direccin de movimiento. Los indicadores en la parte superior del elevador nos sirven para indicar la posicin del elevador, as como la direccin de movimiento del mismo. Los indicadores de direccin de movimiento debern activarse y desactivarse segn que el elevador se est desplazando hacia abajo, o bien que el elevador se est desplazando hacia arriba. Se deber cuidar que estos indicadores no permanezcan encendidos si el elevador se encuentra en reposo.




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Cabin downward

Cabin upward

Cabin Ground Floor

Cabin 1. Floor

Cabin 2. Floor

Cabin 3. Floor

Figura 5. Indicadores de posicin y movimiento del elevador Los indicadores de posicin del elevador debern encenderse segn la ltima posicin del elevador. Por ejemplo: si se encuentra en la planta baja, el indicador de la planta baja deber permanecer encendido. Al momento que el elevador comience un movimiento hacia arriba, el indicador de la planta baja permanecer encendido hasta que se alcance el siguiente piso (en este caso el 1er piso). Al momento de alcanzar el primer piso, el indicador de la planta baja se apagar, y se activara el indicador del primer piso. De la misma manera se trabajar con los otros indicadores de posicin del elevador.

Sensores de obstruccin de las puertas del elevador Al llegar el elevador a un piso destino, la puerta deslizante se abre y permanece abierta, hasta que termine el tiempo de apertura programado. Cuando las puertas deslizantes estn abiertas un sensor de barrera de luz controla la entrada para prevenir una obstruccin de la puerta. Mientras las puertas estn abiertas los sensores de obstruccin se pueden percibir mediante indicadores tipo leds verdes. Al dar clic sobre este indicador, se simula la interferencia de un objeto, por lo cual la salida del sensor que est siendo obstruido se activa. Esto se puede observar para cada una de las puertas monitoreando dicha salida desde el PLCSIM. La correcta apertura o cierre de las puertas se detecta mediante sensores de contacto, los cuales solo se activan cuando las puertas del elevador estn en la posicin exacta, es decir si se traslapan o no estn bien cerradas los sensores no se activaran correctamente, esto con el propsito de validar que la posicin fsica de las puertas sea la adecuada. El estado de estos sensores se representa por medio de los indicadores en la parte inferior de las puertas.




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Light Barrier 3. Floor

3. Floor Door not closed 3. Floor Door not opened





Light Barrier Ground Floor

Ground Floor Door not closed Ground Floor Door not opened

Figura 3 Sensores de obstruccin del elevador.

Control de velocidad del elevador. Para garantizar el uso seguro del elevador, as como la comodidad de los usuarios, el elevador cuenta con dos tipos de velocidades al momento de desplazarse. El elevador debe iniciar el movimiento a una velocidad reducida durante el arranque. Una vez que ha arrancado, el elevador debe establecer su velocidad normal de desplazamiento. Posteriormente, cuando el elevador se est aproximando al piso destino, ste deber cambiar nuevamente a una velocidad reducida hasta que llegue al piso destino y finalmente se detenga. El cambio de velocidad se realiza por medio de un relevador conectado a una direccin de salida Q X.x, que al ser activado provoca que el voltaje aplicado al motor del elevador se reduzca y trabaje por lo tanto a una menor velocidad, realizando con ello sus desplazamientos a una velocidad reducida. Los sensores que ayudan a implementar el cambo de velocidad durante el arranque y paro del elevador son los llamados Switch-over Slow que aparecen en la descripcin del modelo. Cuando uno de esos sensores es activado, el elevador deber bajar su velocidad y garantizar que el usuario no corra riesgos. Es importante identificar si el elevador se acerca al 2do piso por la parte superior o inferior del mismo, pues los sensores de Switch-over Slow son diferentes. En cambio en el 3er. piso y en la planta baja




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slo hay un sensor de aproximacin, ya que el elevador slo se puede estar aproximando por la parte inferior para el piso 3 y por la parte superior para la planta baja.Elevator 3. Floor position Switch-over Slow 3. Floor Switch-over Slow 2. Floor from the top Switch-over Slow 2. Floor from the bottom Elevator 1. Floor position Switch-over Slow 1. Floor from the top Switch-over Slow 1. Floor from the bottom Elevator Ground Floor position Switch-over Slow Ground Floor

Elevator 2. Floor position

Figura 4 Sensores de posicin del elevador

Direccionamiento de Entradas y Salidas en el PLC. A continuacin se presentan las tablas de asignacin de entradas y salidas del PLC para los sensores, indicadores y actuadores del modelo del Elevador de 4 Pisos.




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TABLA CON EL PIN OUT DE LOS SENSORES DEL ELEVADOR.PLC Inputs Modul M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 4 Floors Elevator Sensors Description Elevator Ground Floor position Elevator 1. Floor position Elevator 2. Floor position Elevator 3. Floor position Switch-over slow Ground Floor Switch-over slow 1. Floor from the bottom Switch-over slow 1. Floor from the top Switch-over slow 2. Floor from the bottom Switch-over slow 2. Floor from the top Switch-over slow 3. Floor Door Ground Floor opened Door Ground Floor closed Door 1. Floor opened Door 1. Floor closed Door 2. Floor opened Door 2. Floor closed Door 3. Floor opened Door 3. Floor closed Light Barrier Ground Floor Light Barrier 1. Floor Light Barrier 2. Floor Light Barrier 3. Floor

Address I 0.0 I 0.1 I 0.2 I 0.3 I 0.4 I 0.5 I 0.6 I 0.7 I 1.0 I 1.1 I 1.2 I 1.3 I 1.4 I 1.5 I 1.6 I 1.7 I 2.0 I 2.1 I 2.2 I 2.3 I 2.4 I 2.5 I 2.6 I 2.7 I 4.0 I 4.1 I 4.2 I 4.3 I 4.4 I 4.5 I 4.6 I 4.7 I 5.0 I 5.1 I 5.2 I 5.3 I 5.4 I 5.5 I 5.6 I 5.7

Pin 2 3 4 5 6 7 8 9 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 8 9 12 13 14 15 16 17 18 19

Connector X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1

Pin 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 20 21 22 23 24

X3 X3 X3 X3 X3 X3 X3 X3 X3 X3 X3 X3 X3 X3 X3 X3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Cabin Send Button to Ground Floor Cabin Send Button to 1. Floor Cabin Send Button to 2. Floor Cabin Send Button to 3. Floor Cabin Alert Button Cabin Emergency Stop Button

Call Button Ground Floor Call Button 1. Floor downwards Call Button 1. Floor upwards Call Button 2. Floor downwards Call Button 2. Floor upwards Call Button 3. Floor Button Overload




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TABLA CON EL PIN OUT DE LOS ACTUADORES DEL ELEVADOR.PLC Outputs Address Q 0.0 Q 0.1 Q 0.2 Q 0.3 Q 0.4 Q 0.5 Q 0.6 Q 0.7 Q 1.0 Q 1.1 Q 1.2 Q 1.3 Q 1.4 Q 1.5 Q 1.6 Q 1.7 Q 2.0 Q 2.1 Q 2.2 Q 2.3 Q 2.4 Q 2.5 Q 2.6 Q 2.7 Q 3.0 Q 3.1 Q 3.2 Q 3.3 Q 3.4 Q 3.5 Q 3.6 Q 3.7 Modul M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 Pin 22 23 24 25 26 27 28 29 32 33 34 35 36 37 38 39 22 23 24 25 26 27 28 29 32 33 34 35 36 37 38 39 Connector X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 X2 Pin 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 4 Floors Elevator Actuators/Indicators Description Elevator to Z+ (Up) Elevator to Z- (Down) Elevator Slow Open Door Ground Floor Close Door Ground Floor Open Door 1. Floor Close Door 1. Floor Open Door 2. Floor Close Door 2. Floor Open Door 3. Floor Close Door 3. Floor Call Indicator Ground Floor Call Indicator 1. Floor downwards Call Indicator 1. Floor upwards Call Indicator 2. Floor downwards Call Indicator 2. Floor upwards Call Indicator 3. Floor Indicator Cabin Ground Floor Indicator Cabin 1. Floor Indicator Cabin 2. Floor Indicator Cabin 3. Floor Indicator Cabin direction downward Indicator Cabin direction upward Cabin Send Indicator to Ground Floor Cabin Send Indicator to 1. Floor Cabin Send Indicator to 2. Floor Cabin Send Indicator to 3. Floor Cabin Alert Indicator Cabin Emergency Stop Indicator Cabin Overload Indicator



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