基于PLC的交流貨梯控制

1、08屆 分類號：TP175 單位代碼：10452 畢業(yè)論文（設(shè)計）基于PLC的交流貨梯控制姓 名 學(xué) 號 年 級 2004 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 系（院） 物理系 指導(dǎo)教師 2008年3月14日摘 要本設(shè)計采用 PLC 可編程控制器作為貨梯的核心控制器，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器接觸控制邏輯電路，充分利用 PLC 在控制方面的卓越性能和變頻器原理，用交流變頻變壓拖動技術(shù)，從而使電梯運行平穩(wěn)舒適，利用變頻器作為電機(jī)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使得系統(tǒng)的啟動電流大大減小，避免了對居民用電和電網(wǎng)的沖擊。本設(shè)計首先從電梯的起源與發(fā)展說起，然后簡單介紹了貨梯的特點與技術(shù)現(xiàn)狀，重點內(nèi)容包括電梯的拖動和控制技術(shù)，貨梯控制系統(tǒng)的

2、軟硬件設(shè)計（梯形圖程序設(shè)計），等組成部分。關(guān)鍵詞：PLC；貨梯控制；梯形圖；變頻器 ABSTRACTThis design uses PLC programmable controller as the core of the freight elevate or controller, relay contacts instead of the traditional control logic circuit, and make full use of PLC in control and the excellent performance inverter principle, vari

3、able frequency AC drive technology, thereby Elevator to the smooth operation of comfort, as the use of inverter motor drive mechanism, making the start-up current system greatly reduced, the residents avoid the impact of electricity and power networks. This design first mentions from elevators origi

4、n and the development, then introduced the freight elevator characteristic and the technical aspect simply, key content including elevators dragging and control technology, freight elevator control systems software and hardware design (trapezoidal chart programming), and so on constituents.Key words

5、: PLC; Freight Elevator Controlling; Program of Ladder Diagram; Frequency Transformer 目 錄1 緒論11.1 電梯的起源與發(fā)展11.2 載貨電梯的特點與技術(shù)現(xiàn)狀12 電梯的拖動與控制技術(shù)22.1 電梯的主要組成22.2 電梯的主要拖動技術(shù)22.3 電梯的主要控制技術(shù)22.3.1 PLC控制技術(shù)22.3.2 交流變頻變壓控制技術(shù)33 貨梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計43.1 貨梯控制系統(tǒng)的設(shè)計思想43.2 工作原理63.3 控制對象63.4 貨梯的控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計73.4.1 PLC的選擇73.4.2 變頻器的選擇8

6、3.4.3 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計94 貨梯控制系統(tǒng)的程序設(shè)計104.1 貨梯運行時控制的主要指標(biāo)104.2 PLC 輸入輸出信號及地址編號104.3 貨梯轎廂內(nèi)、外控制按鈕的動作要求124.4 梯形圖程序設(shè)計12結(jié) 論18參 考 文 獻(xiàn)19謝 辭201 緒論1.1 電梯的起源與發(fā)展隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多。所以，對電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。盡管交流電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，造價便宜，但在調(diào)速性能方面卻難以滿足更高的要求。而對直流電動機(jī)來講，由于后來采用了發(fā)電機(jī)電動機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)，能較好地滿足電梯調(diào)速的更高要求。因此，在 20 世紀(jì)前半葉，電梯的電力拖

7、動，尤其是高層建筑物中的電梯速度的調(diào)節(jié)，幾乎都是采用直流調(diào)速系統(tǒng)來實現(xiàn)的。從1900 年美國奧梯斯電梯公司制造出世界上第一臺自動扶梯開始，電梯的控制技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。直到 1967 年,固體晶閘管第一次用于電梯拖動系統(tǒng)。而到了1977 年，日本三菱電機(jī)株式會社已經(jīng)開發(fā)出了 10m/s 的超高速電梯。進(jìn)入 80 年代，由于固體功率器件的不斷發(fā)展和完善以及微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。1993 年日本生產(chǎn)的 12.5m/s 世界上最高速的交流變頻調(diào)速電梯已投入運行。當(dāng)前，在電梯電力拖動方面，除了大容量電梯還采用直流拖動系統(tǒng)以外，用交流變頻調(diào)速方式取代直流調(diào)速方式，已成為高速電梯的主

8、流1。1.2 載貨電梯的特點與技術(shù)現(xiàn)狀載貨電梯是主要為運送貨物而設(shè)計的并有人伴隨的電梯，通常有專職司機(jī)操作。一般用在事業(yè)單位、商場、工礦企業(yè)、倉庫等場所，貨梯的樓層停站大多數(shù)在 10 層以下，運行速度一般在 0.63m/s 以下。改革開放后，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國載貨電梯的需求量急劇上升。在我國通過引進(jìn)國際電梯標(biāo)準(zhǔn)以及發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)產(chǎn)品和技術(shù)，產(chǎn)生了一支以中外合資企業(yè)為主體的外向型企業(yè)隊伍。如中國迅達(dá)公司、天津奧梯斯公司、上海三菱公司、蘇州迅達(dá)公司和廣州電梯工業(yè)公司等企業(yè)，就是通過合資和補(bǔ)償貿(mào)易方式，引進(jìn)發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)管理和技術(shù)，不斷改善現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和管理體制，使企業(yè)素質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量都提高到了

9、一個新水平，推出一代電梯新產(chǎn)品。為我國載貨電梯的快速發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。2 電梯的拖動與控制技術(shù)2.1 電梯的主要組成電梯是機(jī)電一體的大型復(fù)雜產(chǎn)品，為了研究的方便，必須首先對電梯的總體結(jié)構(gòu)有概括認(rèn)識。 電梯在空間上的組成：一部電梯總體的組成有（1）機(jī)房；（2）井道；（3）轎廂；（4）層站四個部分，也可看成一部電梯占有了四大空間。 電梯在功能上的組成：(1) 導(dǎo)向系統(tǒng)； (2) 曳引系統(tǒng)； (3) 轎廂； (4) 門系統(tǒng)； (5) 重力平衡系統(tǒng)；（6）電器控制系統(tǒng)。2.2 電梯的主要拖動技術(shù)電梯的拖動控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜的過程，到目前為止應(yīng)用于電梯的拖動技術(shù)主要有以下幾個方面。（1）單、

10、雙速交流電動機(jī)拖動技術(shù)；（2）交流電動機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動技術(shù)；（3）直流發(fā)電機(jī)電動機(jī)可控硅勵磁拖動技術(shù)；（4）可控硅直接供電拖動技術(shù)；（5）交流調(diào)速拖動技術(shù)。80 年代初，VVVF 變頻變壓系統(tǒng)控制的電梯問世。當(dāng)電動機(jī)具有調(diào)壓（variable voltage 縮寫為 VV）調(diào)速裝置時稱為交流調(diào)速電梯，它采用交流電動機(jī)驅(qū)動，卻可以達(dá)到直流電動機(jī)的水平，其速度一般不高于1.75m/s。當(dāng)電動機(jī)具有調(diào)壓調(diào)頻（variable voltage variable frequency，縮寫為 VVVF）調(diào)速裝置時稱為交流調(diào)頻調(diào)壓電梯，簡稱 VVVF 控制電梯，目前控制速度已達(dá) 6m/s。它的體積小、重量

11、輕、效率高、節(jié)省能源等幾乎包括了以往電梯的所有優(yōu)點。是目前最新的電梯拖動系統(tǒng)。本設(shè)計應(yīng)用的就是這種拖動技術(shù)2。2.3 電梯的主要控制技術(shù)2.3.1 PLC控制技術(shù)對使用者來說，在編制程序時，可以不考慮微處理器及存儲器內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，也不必用各種計算機(jī)使用的語言，而是把 PLC 看成內(nèi)部由許多“軟繼電器”組成的控制器，以便于提供使用者按設(shè)計繼電器控制線路的形式進(jìn)行編程。這樣，從功能上來講，可以把 PLC 的控制部分看作是由許多“軟繼電器”組成的等效電路。必須注意的是電路中的繼電器并不是實際的物理繼電器，它實質(zhì)上是存儲器中的一位的觸發(fā)器。觸發(fā)器為“1”態(tài)，相當(dāng)于繼電器接通；為“0”態(tài)，相當(dāng)于繼電器

12、斷開。PLC 為用戶提供的繼電器一般是:輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、特殊功能繼電器、移位寄存器、計時器、計數(shù)器等。這些繼電器統(tǒng)稱為 PLC 的元素。其中，輸入、輸出繼電器與外部用戶輸入，輸出設(shè)備連接，而其他繼電器與外部用戶設(shè)備沒有聯(lián)系，因此統(tǒng)稱為內(nèi)部繼電器3。同時PLC 控制貨梯具有很多的優(yōu)點:(1)在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動控制可靠性大大提高。(2)去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。(3)PLC 可實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。(4)PLC 進(jìn)行故障自動檢測與報警等顯示，提高運行安全性，并便于檢修。(5)用于群

13、呼調(diào)配和管理并提高電梯運行效率。(6)更改控制方案時不需改動硬件接線4。2.3.2 交流變頻變壓控制技術(shù)PWM 控制技術(shù)是通用型變頻器中應(yīng)用十分廣泛的一種電壓和頻率控制方法，它可以極為有效地抑制輸出電壓的諧波，而且動態(tài)響應(yīng)較好。在頻率控制、效率等諸方面都有著十分顯著的優(yōu)點。(1) PWM 控制的原理PWM 是 Pulse Width Modulation 的縮寫，即脈寬調(diào)制。PWM 控制是利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷把直流電壓變?yōu)殡妷好}沖序列，并通過控制電壓脈沖寬度或周期以達(dá)到改變電壓的目的，或者控制電壓脈沖寬度和脈沖序列的周期以達(dá)到變壓變頻的目的。在變頻調(diào)速應(yīng)用中，則主要是后者即變壓變頻。

14、形成 PWM 波形的方法有很多種，其中最基本的方法是利用三角形調(diào)制波和控制波的比較。 (2)SPWM 控制逆變器開關(guān)模式信號通常情況下利用三相對稱的正弦波參考信號（控制波）與一個共用的三角波載頻信號（調(diào)制波）互相比較來生成。控制上常有單極性和雙極性兩種情況。所謂單極性控制，是指在輸出的半個周波內(nèi)同一相的兩個導(dǎo)電臂僅一個反復(fù)通斷而另一個始終截止。所謂雙極性控制是指在輸出的半個周波內(nèi)同一相的兩個導(dǎo)電臂互補(bǔ)交替通斷，具體工作情況與單極性控制類似5。3 貨梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1 貨梯控制系統(tǒng)的設(shè)計思想貨梯控制系統(tǒng)可分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。（1） 調(diào)速部分貨梯在起動過程中，為了限制起動電流，減少

15、電網(wǎng)電及起動的加速度，防止對機(jī)件的沖擊，一般在定子電路中串入電抗、電阻或電阻與電抗的組合體，進(jìn)行降壓起動。隨著速度的提高，逐級將電阻或電抗器短接切除，使電梯逐步加速，最后進(jìn)入穩(wěn)速運行。（2） 電氣控制系統(tǒng)電梯的控制線路主要由以下幾個部分組成：轎內(nèi)指令線路，廳門招呼線路，定向選層線路，起動運行線路，平層線路，指層線路，開關(guān)門控制線路，安全保護(hù)電路。這些線路的關(guān)系如下圖所示6。圖1 電梯電氣控制系統(tǒng)框圖（3） I/O 點數(shù)較典型的 I/O 點數(shù)有：轎內(nèi)指令按鈕：位于轎內(nèi)的操縱箱上，每層各有一個。門廳呼喚按鈕：位于電梯的廳門口，除頂層只有下呼和底層只有上呼外，其余每層均有上、下呼按鈕。樓層感應(yīng)器：位

16、于井道每一層的相應(yīng)位置上，當(dāng)轎廂到達(dá)每一層的相應(yīng)位置時，樓層感應(yīng)器干簧管觸點因隔磁板插入而斷開，該觸點信號用于選向、選層，轎內(nèi)指令、門廳召喚的消號和指層電路。平層感應(yīng)器：位于轎廂的頂部，用于準(zhǔn)確平層，由上平層感應(yīng)器、門區(qū)感應(yīng)器和下平層感應(yīng)器組成。開、關(guān)門： 有廳門、轎門電器觸點開關(guān)(用于保證貨梯廳、轎門都關(guān)好，開關(guān)接通時電梯才能運行)、開、關(guān)門極限開關(guān)、手動開關(guān)門按鈕。其它還有超載、上下極限等開關(guān)或觸點。（4） 貨梯各主要部分的運行機(jī)理1) 樓層感應(yīng)樓層感應(yīng)器通過感應(yīng)器的干簧管觸點的接通和斷開來感應(yīng)出樓層信號。工作原理為：當(dāng)貨梯在一層時，一層的樓層感應(yīng)繼電器使一層的指層繼電器接通并保持，貨梯到

17、達(dá)二層時，二層的樓層感應(yīng)繼電器使二層的指層繼電器接通并保持，同時切斷一層的指層繼電器。同理，當(dāng)貨梯向下時，相應(yīng)的樓層感應(yīng)繼電器也接通指層繼電器。2) 轎內(nèi)指令及廳召喚在集選控制電梯中，貨梯的執(zhí)行方式是先響應(yīng)向上的信號，然后再響應(yīng)向下的信號，如此反復(fù)。上行時應(yīng)保留下行的信號，下行時應(yīng)保留上行的信號。3) 貨梯的選向改變貨梯的運行方向，實際上就是改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。通過接通上、下行接觸器來改變電梯的運行方向。當(dāng)上、下方向均有指令時，如果貨梯已處于上行狀態(tài)，則執(zhí)行完向上指令后再執(zhí)行向下指令。4) 貨梯的換速、平層電路貨梯通常以快速起動，而在減速時斷開快速繞組，接入慢速繞組。當(dāng)貨梯將要到達(dá)該停的樓層

18、時，應(yīng)發(fā)出換速信號，斷開快速繼電器、接通慢速繼電器，然后制動。貨梯進(jìn)入換速狀態(tài)后，便可在最近樓層平層停止。5) 貨梯的平層貨梯具有上平層感應(yīng)輸出繼電器、門區(qū)感應(yīng)輸入繼電器和下平層感應(yīng)輸入繼電器來進(jìn)行電梯的平層。如果貨梯因特殊原因，上行超越平層位置，貨梯將反向平層。6）貨梯停電的處理在實際貨梯的運行過程中，為了防止因停電發(fā)生事故，在停電時，會馬上投入救援裝置，該救援裝置的作用是提供緊急電源，供轎廂移動至平層，等待來電之后再回到正常狀態(tài)7。（5） 邏輯部分邏輯部分主要由 PLC 來進(jìn)行控制。 貨梯是根據(jù)外部呼叫信號，行程信號以及自身控制規(guī)律運行的。由于呼叫是隨機(jī)的，貨梯實際上是一個人機(jī)交互式的控制

19、系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此貨梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。圖2 電梯 PLC 信號系統(tǒng)框圖3.2 工作原理電機(jī)啟動、換速、電機(jī)轉(zhuǎn)向是由 PLC 根據(jù)貨梯呼梯、減速等信號做出決策發(fā)出信號給變頻器。當(dāng)貨梯電源空氣開關(guān)合上，貨梯進(jìn)入運行操作狀態(tài)，給 PLC 的輸入一個開關(guān)信號，PLC 掃描到該信號后就可以啟動電梯。同時另一個觸點閉合，使變頻器的主接觸器通電，其常開主觸頭閉合，接通變頻器電源。這時，在底端廳外按下上行召喚按鈕，貨梯門打開，工作人員進(jìn)入轎廂，手動關(guān)門。進(jìn)入轎廂后，按下要到達(dá)的目的樓層按鈕，即選層按鈕，PLC 按收到選層信號后進(jìn)行記錄。例如：若選層在二樓，則

20、2 層內(nèi)指令按鈕被按下，PLC 記錄好后使選層指示燈亮，貨梯門關(guān)閉后，PLC 根據(jù)轎廂與召喚信號的相對位置進(jìn)行邏輯判斷，決定上行或下行。于是 PLC 指令繼電器（Y4、Y5、Y6）發(fā)出信號給變頻變壓調(diào)速裝置（VVVF 變頻器），電梯就按變頻器內(nèi)部設(shè)定的加速度曲線進(jìn)行起動、加速，直至達(dá)到穩(wěn)速運行階段。在到達(dá)目的層的減速點時，PLC 控制器發(fā)出切斷高速度信號，變頻器以設(shè)定的減速度將最大速度減至爬行速度。電梯進(jìn)入短暫的爬行期時，直到平層開關(guān)起作用，PLC 收到該信號，就使輸出繼電器（Y4、Y5）都斷開，送到 VVVF 變頻器中，VVVF 變頻就進(jìn)入制動狀態(tài)，直至貨梯減速到零，進(jìn)行抱閘制動，則貨梯平穩(wěn)

21、準(zhǔn)確地停靠在所對應(yīng)的層站上。在貨梯的平層過程中，變頻器通過調(diào)整平層速度來調(diào)整平層精度，在貨梯到距平層位置一定時，有平層開關(guān)自動斷開低速信號， 從而達(dá)到平層的準(zhǔn)確可靠。平層后，貨梯進(jìn)行開，關(guān)門動作8。3.3 控制對象每層摟上都有指令按扭、層指示燈、召喚按扭等。（1）按扭開門按鈕 SB1關(guān)門按鈕 SB2層內(nèi)指令按鈕 SB3SB5層召喚按鈕 SB6SB9（2）開關(guān)開、關(guān)門行程開關(guān) SQ1、SQ2向上、下運行轉(zhuǎn)換開關(guān) SQ3、SQ4層接近開關(guān) SQ5SQ7層接近開關(guān) SQ8SQ11（3）繼電器上、下行繼電器 KM3、KM4快、加、慢速繼電器 KM5KM7（4）指示燈上、下行方向燈 E1、E2層指示燈

22、E3E5層內(nèi)指令指示燈 E6E8層召喚燈 E9E12報警信號燈 E13（5）門鎖輸入信號 K3.4 貨梯的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 貨梯的硬件主要包括PLC和變頻器兩部分。3.4.1 PLC的選擇本設(shè)計選擇了日本松下公司生產(chǎn)的 FP1系列的AFP12513B型PLC。因為該型機(jī)具有以下幾方面的優(yōu)點:FP1系列的AFP12513B的PLC體積小，安裝起來節(jié)省空間，功能強(qiáng)。它不僅具有邏輯控制功能，而且還增加了數(shù)據(jù)運算、傳送與處理功能，成為具備計算機(jī)功能的一種通用工業(yè)控制裝置。性價比高，其價格便宜，可靠性高，易于擴(kuò)展。三層貨梯有23個輸入信號，20 個輸出信號，選擇 AFP12513B（32點輸入，24 點輸出

23、）的 PLC滿足此設(shè)計要求9。3.4.2 變頻器的選擇通用變頻器的基本構(gòu)成主要由主電路(包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器)和控制電路組成。圖 3 變頻器的使用交流變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)點（1）電梯變頻調(diào)速使用的是異步電動機(jī)，比同容量的直流電動機(jī)具有體積小、占空間小、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、可靠性高、價格低等優(yōu)點。（2）變頻調(diào)速電源使用了先進(jìn)的 SPWM 技術(shù) SVPWM 技術(shù)，明顯改善了電梯運行質(zhì)量和性能：調(diào)速范圍寬、控制精度高，動態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，已逐漸取代直流電機(jī)調(diào)速。（3）變頻調(diào)速電梯使用先進(jìn)的 SPWM 和 SVPWM 技術(shù)，明顯改善了電動機(jī)供電電源的質(zhì)量，減少了諧波，提高了效率和功率

24、因數(shù)，節(jié)能明顯10。本設(shè)計沒有采用專用變頻器，而是選用了安川電機(jī)公司生產(chǎn)的VS- 616G5 型變頻器通用變頻器，200V時容量范圍在1.2110KVA，這種變頻器不僅考慮了 V/f 控制，而且還實現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。3.4.3 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）貨梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能1）自動響應(yīng)層站召喚和轎廂內(nèi)指令。2）貨梯起動后，轎廂在一樓，若一樓有呼梯信號，則開門。3）當(dāng)貨梯“懸?！睍r，若有呼梯信號且信號對應(yīng)的樓層高于當(dāng)前樓層時，則電梯處于上升狀態(tài)，反之則下降。4）貨梯運行時只響應(yīng)順向呼梯信號，對反向呼梯信號只作

25、記憶。5）貨梯在運行過程中應(yīng)具有自動換速、指層顯示、極限位置保護(hù)等功能。（2）貨梯操作方式1）單轎廂下集選控制登記所有轎廂和廳門下行召喚：轎廂上行是答應(yīng)轎廂召喚，直至最高層；自動改變運行方向為下行，應(yīng)答廳門下行召喚。2）單轎廂全集選登記所有廳門和轎廂召喚：上行時順應(yīng)答轎廂和廳門上召喚。直至最高層自動反向應(yīng)答下行召喚和轎廂召喚。本設(shè)計采用全集選操作方式。（3）轎廂運行速度曲線為了獲得良好的舒適感，將電梯的起制動速度曲線設(shè)計成由兩段拋物線(S 曲線)及一段直線構(gòu)成，而這一曲線形狀的構(gòu)成及改變，則是由加速度斜率及 S 曲線變化率決定的11。見圖4。圖4速度運行曲線（4）根據(jù)以上功能要求，貨梯變頻調(diào)速

26、的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖5圖5 貨梯變頻調(diào)速的控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計圖4 貨梯控制系統(tǒng)的程序設(shè)計4.1 貨梯運行時控制的主要指標(biāo)（1）貨梯運行到位后具有手動開門關(guān)門功能。（2）利用指示燈顯示廂外召喚信號，廂內(nèi)指令信號和貨梯到達(dá)信號。（3）能自動辯別貨梯運行方向，并發(fā)出響應(yīng)的指示信號。4.2 PLC 輸入輸出信號及地址編號輸入輸出信號及地址編號見表1、表212：表1輸入信號及地址編號表2 輸出信號及地址編號 4.3 貨梯轎廂內(nèi)、外控制按鈕的動作要求本系統(tǒng)采用轎廂外召喚，轎廂內(nèi)按鈕控制方式的自動控制形式。貨梯由安裝在轎廂內(nèi)的指令按鈕進(jìn)行操作，其操縱內(nèi)容為響應(yīng)，轎廂內(nèi)指令依層次指令運行啟動貨梯，使貨梯到達(dá)目

27、標(biāo)層。轎廂外指令即作呼叫作用。貨梯上行和下行由變頻電動機(jī)驅(qū)動。下圖為控制程序流程圖13 圖 6 控制程序流程圖4.4 梯形圖程序設(shè)計（1） 開門、關(guān)門梯形圖圖7 開、關(guān)門梯形圖X0 是手動開門按鈕。當(dāng)貨梯運行到位后，X0 閉和，開門繼電器 Y0有效，貨梯門被打開。開門到位，開門行程開關(guān) X2 動作，X2 常閉觸點斷開，開門過程才結(jié)束。R1 貨梯啟動運行繼電器，關(guān)門繼電器 Y1，上行繼電器 Y2 都是常閉觸點，無效截止。關(guān)門過程也為手動，當(dāng)按下關(guān)門按鈕 X1 時，關(guān)門繼電器 Y1 有效并自鎖，驅(qū)動關(guān)門繼電器 Y1，關(guān)門行程開關(guān) X3 動作，X3 常開觸點閉和，關(guān)閉貨梯門。此時開門繼電器 Y0 是

28、無效截止14。（2） 貨梯到層指示梯形圖圖8貨梯到層指示控制圖X11，X12，X13 是一，二，三層的接近開關(guān)。貨梯到達(dá)某層，對應(yīng)的層指示燈亮。R2 和 R3 對應(yīng)于單數(shù)層和雙數(shù)層繼電器。以二層到層指示為例，見上圖。二層接近開關(guān) X12 動作，常開觸點閉合，單層繼電器 R2 截止，雙層繼電器 R3 導(dǎo)通。同時，一、三層指示燈開關(guān)截止，二層指示燈亮。（3） 層呼叫指示梯形圖當(dāng)有工作人員在轎廂外某層按下呼叫按鈕（X17，X20，X21，X22）中的任何一個，相應(yīng)的指示燈亮說明有人呼叫。呼叫信號一直保持到貨梯到達(dá)該層，相應(yīng)的接近開關(guān)動作時才被撤消。下圖是一層向上呼叫圖。手按一層上呼按鈕 X17，此時

29、開門按鈕 X0、一層接近開關(guān) X11 截止，一層指示燈開關(guān)截止，一層上召喚燈亮。圖9 層呼叫指示梯形圖（4） 啟動和運行梯形圖圖10 貨梯啟動梯形圖1）啟動 按下一層指令按鈕 X14，上行方向燈開關(guān)導(dǎo)通，輸入門鎖輸入信號 X10，關(guān)門繼電器 Y1 動作。同時電動機(jī)反向繼電器 R5 截止。貨梯開始啟動運行。圖11 貨梯上行梯形圖2）上行 按下一層向上招喚按鈕 X17，下行繼電器 Y3、二、三層指示燈Y23、Y24 開關(guān)截止，向上運行開關(guān) X4 動作，電動機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器 R4 導(dǎo)通，上行繼電器 Y2 導(dǎo)通。下行方向燈 Y21、二、三層指示燈 Y23、Y24 截止，下行繼電器 Y3 截止，上行方向燈

30、Y20 亮，貨梯上行。貨梯運行方向是由輸出繼電器 Y20 和 Y21 指示的，當(dāng)電梯運行方向確定后，在關(guān)門信號和門鎖信號符合要求的情況下，貨梯開始啟動運行。貨梯啟動后快速運行，2s 后加速，在接近目標(biāo)樓層時，相應(yīng)的接近開關(guān)動作，貨梯開始轉(zhuǎn)為慢速運行，直到貨梯到達(dá)目標(biāo)樓層時停止15。（5） 貨梯整體運行程序圖鑒于一、二、三層到層指示梯形圖相似，各層內(nèi)指令梯形圖相似，各層呼叫指示梯形圖相似，貨梯上行和下行圖相似，因此，貨梯整體運行程序圖很容易便可畫出來，見下圖12。圖 12 貨梯整體運行程序圖結(jié) 論隨著微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器的功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過替代繼電器控制系統(tǒng)的初衷而廣泛應(yīng)用于

31、開關(guān)量控制、模擬量控制等各種工業(yè)控制場合。貨梯控制系統(tǒng)使用可編程控制器可使其硬件結(jié)構(gòu)簡捷，變成簡單方便，可靠性進(jìn)一步提高。畢業(yè)設(shè)計不但是對學(xué)生專業(yè)綜合能力的考核，而且是一次對各學(xué)科知識融會貫通能力的考察，從多方面、多角度考察學(xué)生的知識掌握程度，從總體方案的策劃來檢驗學(xué)生具體布局的思維能力。通過此次設(shè)計，我成功完成三層貨梯的 PLC 控制和變頻啟動設(shè)計。對我而言，這次畢業(yè)設(shè)計不僅僅是一次學(xué)習(xí)、鍛煉的機(jī)會，更是一個提高自身素質(zhì)能力的質(zhì)的飛躍。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸通過計算機(jī)軟件來模擬實際的物理模型，開發(fā)出虛擬模型系統(tǒng)。虛擬電梯系統(tǒng)就是指將計算機(jī)和 PLC 控制虛擬成一臺實際運行的電梯。計算

32、機(jī)通過動畫顯示電梯的轎廂和井道并模擬電梯的運行，同時將信號傳送到 PLC 控制器。PLC 控制器運行電梯控制程序，通過通訊程序?qū)⒖刂平Y(jié)果傳回計算機(jī)，計算機(jī)上的虛擬電梯根據(jù)控制信號來進(jìn)行電梯的運行和信號的指示，從而模擬電梯的運行過程，并能模擬實際電梯的各種運行狀態(tài)和故障狀態(tài)。該虛擬電梯系統(tǒng)作為 PLC開放式實驗室的一個虛擬對象。在 PLC 單電梯和多電梯控制中得到了很好的應(yīng)用，也為開發(fā)電梯控制系統(tǒng)以及電梯操作人員的培訓(xùn)提供了良好的應(yīng)用前景，這為本次設(shè)計提供了不斷完善的機(jī)會。如果有時間和機(jī)會，我希望能繼續(xù)對本系統(tǒng)進(jìn)行深入研究和探索。參 考 文 獻(xiàn)1 韓耀中.電梯的發(fā)展趨勢及動態(tài)J.大眾標(biāo)準(zhǔn)化,20

33、04,(05):14-16.2 習(xí)重華.交流變頻調(diào)速技術(shù)及其應(yīng)用J.兵工自動化,1992,(02):5-8.3 高勤.電器及 PLC 控制技術(shù)M.北京高等教育出版社,2002.4 陸運華.可編程控制器（PLC）綜述J.電子制作,2007,(07):8-10.5 杜金城.電氣變頻調(diào)速設(shè)計技術(shù)M. 中國電力出版社,2001.6 許志華,李紅燕.自動貨梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計J.工程建設(shè)與設(shè)計,2005,(08):2-5.7 陳家盛.電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修M.北京機(jī)械工業(yè)出版社,1990.8 張漢杰,王錫仲.現(xiàn)代電梯控制技術(shù)M.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2001.9 陸輝. 可編程控制器（PLC）J.中國高

34、新技術(shù)企業(yè),2007,(10):18-23.10 趙相賓,夏長亮.交流變頻調(diào)速技術(shù)的進(jìn)展J.變頻器世界,2006,(12):10-14. 11 李樹雄.可編程序控制器原理及應(yīng)用教程M.北京航空航天大學(xué)出版社,2003.12 孫振強(qiáng).可編程控制器原理及應(yīng)用教程M. 清華大學(xué)出版社,2005.13 袁任光.可編程序控制器(PLC)應(yīng)用技術(shù)與實例M.華南理工大學(xué)出版社,2000.14 陳宇,段鑫.可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧M.華南理工大學(xué)出版社,2002.15 陳在平.可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M.機(jī)械工業(yè)出版社,2002.謝 辭本設(shè)計是在導(dǎo)師李玉廷副教授的悉心指導(dǎo)和殷切關(guān)懷下完成的。在一年的論

35、文寫作期間，無論是在學(xué)習(xí)上還是生活上都得到了導(dǎo)師無微不至的關(guān)懷。李老師嚴(yán)謹(jǐn)求實的學(xué)風(fēng)、實事求是的工作作風(fēng)、淵博的專業(yè)知識、敏銳的洞察力以及對專業(yè)孜孜不倦的追求，留給我深深的贊嘆和佩服，是我以后工作和學(xué)習(xí)的楷模。導(dǎo)師始終給予我耐心的指導(dǎo)和鼓勵，幫助我解決了很多難題，同時又努力培養(yǎng)我獨立思考、開展科研的能力。在論文完成之際，謹(jǐn)在此表示我對恩師最真摯的謝意！感謝蘇君芝老師給予我的幫助，同時也要感謝在論文寫作過程中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)們，是他們在我困難的時候給予我無私的幫助，幫我克服了論文寫作的阻力和障礙。在此向物理系的所有老師致深深的感謝！在即將告別求學(xué)生涯的時刻，我要深深感謝我最親愛的父母及親人，他們的理解和支持