電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[教學(xué)試題]

1、（2011屆）?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料題 目 名 稱： 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 自動(dòng)化技術(shù) 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 最終評(píng)定成績(jī)： 湖南工業(yè)大學(xué)教務(wù)處（2011屆）?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 最終評(píng)定成績(jī)： 2011 年 6 月教學(xué)#類別摘 要隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制電路，這種控

2、制易出故障，維護(hù)不便，運(yùn)行壽命短，占地空間大，正逐步被淘汰。 為了提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效率，設(shè)計(jì)了一套以PLC和變頻器為核心控制器的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)，用來(lái)取代以往的較復(fù)雜的繼電器接觸器控制。系統(tǒng)的核心部分（控制部分）使用了西門子公司生產(chǎn)的S7200型PLC，因?yàn)樵诤诵目刂撇糠植捎玫氖擒浖绦蚩刂?，從而在保證電梯正常運(yùn)行這個(gè)要求的情況下，大大的提高了電梯故障檢查與維修的方便性和容易性，同時(shí)還克服了手動(dòng)操作所帶來(lái)的一些人為干擾因素，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以變頻器來(lái)控制電梯在升降啟停過(guò)程中的速度，大大滿足了人們的舒適感。關(guān)于PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及電梯控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)

3、試重點(diǎn)介紹如下。關(guān)鍵詞：電梯， 變頻調(diào)速， PG卡，接觸器，梯形圖，閉環(huán)系統(tǒng) ，旋轉(zhuǎn)編碼器， 變頻器，SWOPC-FXGP/WIN-C，VVVF，PC，LEDABSTRACTWith the continuous development of city construction, increasing high-rise buildings. Elevator as high-rise buildings of transportation vertically operation already and Peoples Daily life are inseparable. The trad

4、itional elevator control system adopts is relay logic control circuit, this control easy malfunction, maintenance, operation, short life inconvenience covers a large space, is gradually be eliminated. In order to improve the reliability of the automatic control system equipment and work efficiency,

5、designed a set of PLC and inverter in the elevator for core controller of automatic control system that replaced previous complex relays - contactor controlling. The core of the system part (control section) USES the Siemens company produces the S7-200 type PLC, because in the core control part adop

6、ts is software program control, in order to guarantee the normal operation of the elevator requirements of the situation, greatly improve the elevator breakdown checking and maintenance convenience and ease, also overcome the manual brings some human interference factors, and have achieved good econ

7、omic and social benefits. To control the elevator inverter in the speed of lifting start-stop process, greatly satisfy the people intimacy. About PLC control system the basic structure and the elevator control system installation and commissioning introduced below. Keywords: The elevator, frequency

8、control, PG card, contactor, ladder diagram, closed-loop system, revolving encoder, frequency converter, SWOPC - FXGP/WIN - C, VVVF, PC, LED 目 錄 第1章 緒論11.1 設(shè)計(jì)背景11.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容21.3 設(shè)計(jì)的目的和意義2第2章 方案設(shè)計(jì)32.1 課題的提出32.2 電梯的功能要求32.3 電梯控制系統(tǒng)的幾種可行方案32.4 PLC控制系統(tǒng)與其它控制方式的比較32.4.1 PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的比較32.4.2 PLC控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

9、的比較42.4.3 PLC控制系統(tǒng)與單片機(jī)控制系統(tǒng)的比較42.5 PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)52.5 電梯的控制系統(tǒng)52.6 電梯PLC控制系統(tǒng)總框圖5第3章 硬件電路設(shè)計(jì)73.1 電梯的的主要電氣設(shè)備73.1.1 曳引電動(dòng)機(jī)73.1.2 自動(dòng)門機(jī)73.1.3 層樓指示73.1.4 呼梯盒73.1.5 操縱箱73.1.6 平層及開門裝置73.1.7 停車裝置83.1.8 開關(guān)裝置83.1.9 旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC的連接83.2 PLC芯片介紹93.3 工作原理介紹103.3.1 變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)的控制技術(shù)103.3.2 開門控制及安全保護(hù)113.3.3 電梯的關(guān)門環(huán)節(jié)113.3.4 外召喚/內(nèi)指令信號(hào)

10、處理113.3.6 自動(dòng)選向控制123.3.7 層樓位置指示123.3.8 消防和鎖梯控制123.5 外部接線圖15第4章 軟件設(shè)計(jì)174.1 電梯控制系統(tǒng)軟件主程序框圖設(shè)計(jì)174.2 梯形圖設(shè)計(jì)及狀態(tài)分析18第5章 電梯系統(tǒng)模擬調(diào)試及其安裝345.1電梯系統(tǒng)模擬調(diào)試345.2 電梯系統(tǒng)安裝調(diào)試34總 結(jié)36參考文獻(xiàn)37致 謝38附 錄39教學(xué)#類別第1章 緒論1.1 設(shè)計(jì)背景1968年，美國(guó)最大的汽車制造商通用汽車公司為滿足市場(chǎng)需求，適應(yīng)汽車生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，將汽車的生產(chǎn)方式由大批量、少品種轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨俊⒍绕贩N。為此要解決因汽車不斷改型而重新設(shè)計(jì)汽車裝配線上各種繼電器的控制線路問(wèn)題，要

11、尋求一種比繼電器更可靠、響應(yīng)速度更快，功能更強(qiáng)大的通用工業(yè)控制器。于是可編程控制器應(yīng)運(yùn)而生，1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，從此，PLC開始活躍于控制領(lǐng)域。而且其影響也越來(lái)越大，應(yīng)用也越來(lái)越廣。70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，是PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過(guò)程控制域，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC（programmable controller）。但由于PC容易與個(gè)人計(jì)算機(jī)（programmable computer）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程控制器的縮寫。PLC的定義：可編程控制器是一

12、種進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。PLC是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，所以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢(shì)。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：(1)邏輯運(yùn)算（2）弱點(diǎn)控制強(qiáng)電PLC是集自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)個(gè)通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，以躍居工業(yè)自動(dòng)化散打支柱（PLC、ROBOT、CAD/CA

13、M）的首位?？删幊炭刂破?，簡(jiǎn)稱PLC。它在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。具有1、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)2、設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作量少3、功能強(qiáng)、通用性好4、開發(fā)周期短、成功率高5、體積小、重量輕、能耗低等特點(diǎn)。具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的支柱產(chǎn)品。與繼電接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電接觸器控制系統(tǒng)小；價(jià)格上能與繼電接觸器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；易于在現(xiàn)場(chǎng)變更程序。便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動(dòng)電磁閥、接觸器與之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)、中央數(shù)據(jù)處理系

14、統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容本次設(shè)計(jì)從一下幾個(gè)方面對(duì)PLC電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證：（1）電梯類型的選擇：綜合電梯的類別和各類的特點(diǎn)和要求，在本次設(shè)計(jì)中，主要研究五層電梯的上下行控制，開、關(guān)控制、內(nèi)外呼叫控制。（2）電梯硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：本次設(shè)計(jì)的電梯要求運(yùn)行迅速準(zhǔn)確度高，在電梯的各層檢測(cè)系統(tǒng)中許啊用用在工業(yè)自動(dòng)控制上大量運(yùn)用的具有檢測(cè)精度高、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開關(guān)量信號(hào)輸入給PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)電梯的控制。在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮了電梯的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定的需要。（3）電梯控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)：本次設(shè)計(jì)選用了目前運(yùn)用最多的PLC編程語(yǔ)言梯形圖，梯形圖的編程能直

15、觀明了的設(shè)計(jì)出機(jī)械手控制的要求，梯形圖的編寫運(yùn)用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件，此軟件支持全部三菱FX系列的PLC，并且具有強(qiáng)大的診斷功能，能更快的查找出故障的原因，從而大大縮短了維修時(shí)間。1.3 設(shè)計(jì)的目的和意義隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，電梯已成為人類現(xiàn)代生活廣泛使用的人員運(yùn)輸工具。隨著人們對(duì)電梯運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來(lái)的繼電器控制。可編程控制器（PLC）因?yàn)榉€(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最

16、廣、最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。電梯控制要求介入設(shè)備使用簡(jiǎn)便，對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡(jiǎn)單，具有人性化的人機(jī)界面，配備應(yīng)用程序庫(kù)，加快編程和調(diào)試速度。通過(guò)PLC對(duì)程序設(shè)計(jì)，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感。因此PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，非常有實(shí)際價(jià)值。第2章 方案設(shè)計(jì)2.1 課題的提出PLC以其優(yōu)越的性能，在很多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在電梯業(yè)也是如此，目前國(guó)內(nèi) 7080 年代安裝完成的電梯絕大部分是繼電器控制，線路復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)接線多，故障率高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大，嚴(yán)重地影響電梯運(yùn)行質(zhì)量。應(yīng)對(duì)這些電梯進(jìn)行更新和改造。但是更

17、新需要大量資金，對(duì)使用單位來(lái)說(shuō)有一定困難，所以對(duì)電梯進(jìn)行局部改造是經(jīng)濟(jì)的、實(shí)際的。近年來(lái)，采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來(lái)控制電梯，取得了良好效果。利用 PLC 和變頻器對(duì)舊電梯進(jìn)行改造，不但可以增加電梯的舒適感、安全性、可靠性，還可以降低能耗，節(jié)約能源，減少運(yùn)行費(fèi)用。2.2 電梯的功能要求（1）電梯運(yùn)行到指定位置后應(yīng)具有手動(dòng)或自動(dòng)開/關(guān)門的功能。（2）利用指示燈顯示電梯廂外的呼喚信號(hào)、電梯廂內(nèi)的指令信號(hào)和電梯的到達(dá)信號(hào)。（3）能自動(dòng)判斷電梯的運(yùn)行方向，并發(fā)出響應(yīng)的指示信號(hào)。（4）電梯的上行下行有一臺(tái)電機(jī)牽引。電機(jī)正傳，電梯上升；電梯反轉(zhuǎn)，電梯下降。（5）電梯轎廂門由另

18、一臺(tái)小功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)正傳，轎廂門打開；電機(jī)反轉(zhuǎn)，轎廂門關(guān)閉。（6）每一層樓設(shè)有呼叫按鈕；轎廂內(nèi)設(shè)有開關(guān)轎廂門按鈕；轎廂內(nèi)的層面指令按。2.3 電梯控制系統(tǒng)的幾種可行方案電梯控制系統(tǒng)是根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境要求和人為要求轉(zhuǎn)化為控制指令主要控制電梯上下運(yùn)行和開門關(guān)門，面對(duì)這些指令需邏輯運(yùn)算處理才能被輸出信號(hào)，能滿足處理這些指令邏輯關(guān)系的控制系統(tǒng)就能達(dá)到我們控制電梯運(yùn)行的指定要求。根據(jù)這些要求我們提出繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以及可編程控制器（PLC）控制等多種方式。這幾種電梯控制系統(tǒng)都具有可行性。2.4 PLC控制系統(tǒng)與其它控制方式的比較2.4.1 PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的比

19、較繼電器組成的順序控制系統(tǒng)是最早的一種實(shí)現(xiàn)電梯控制的方法。但是，進(jìn)入九十年代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)電梯的安全性、可靠性的要求越來(lái)越高，繼電氣控制的弱點(diǎn)就越來(lái)越明顯?？删幊炭刂破鳎≒LC）最早是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來(lái)的，是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)，目前，電梯的繼電器控制方式已逐漸被PLC控制所代替。同時(shí)，由于機(jī)電交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式已由原來(lái)直流調(diào)速逐漸過(guò)渡到了交流變頻調(diào)速。因此，PLC控制技術(shù)加變頻調(diào)速技術(shù)已成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路

20、直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握；系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無(wú)需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器；大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格較便宜；多年來(lái)我國(guó)一直生產(chǎn)這類電梯、技術(shù)成熟，已形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉，掌握的人較多。但是，電梯繼電器控制系統(tǒng)存在很多的問(wèn)題：系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜、且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，成接觸不良，因而故障率較高；普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高；電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大；由于線路復(fù)雜，易

21、出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高，而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來(lái)不便和驚擾，且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。2.4.2 PLC控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域中，其主機(jī)一般采用能夠在惡劣工業(yè)環(huán)境下可靠運(yùn)行的工控機(jī)。工控機(jī)有通用微機(jī)應(yīng)用發(fā)展而來(lái)，在硬件結(jié)構(gòu)方面總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高，品種兼容性強(qiáng)，軟件資源豐富，能提供實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，故對(duì)要求快速，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，模型復(fù)雜的工業(yè)對(duì)象的控制占有優(yōu)勢(shì)，但是，它的使用和維護(hù)要求工作人員應(yīng)具有一定的專業(yè)知識(shí)

22、，技術(shù)水平較高，且工控機(jī)在整機(jī)水平上尚不能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境?？删幊炭刂破鲗?duì)此進(jìn)行了改進(jìn)，變通用為專用，有利于降低成本，縮小體積，提高可靠性等特性，更適應(yīng)過(guò)程控制的要求。2.4.3 PLC控制系統(tǒng)與單片機(jī)控制系統(tǒng)的比較單片機(jī)控制具有成本低，通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但它不適于較復(fù)雜的控制算法和故障診斷等要求，所以我們暫時(shí)不考慮。2.5 PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)PLC是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。PLC與普通微機(jī)一樣，以通過(guò)或?qū)Ｓ肞LC作為字處理器，實(shí)現(xiàn)通道（字）的運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另外還有位處理器（布爾處理器），進(jìn)行點(diǎn)（位）運(yùn)算與控制，PLC控制一般具有可靠性高，易操作、維修

23、、編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)：（1）在電梯控制中采用了PLC、用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)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(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。（3）PLC可實(shí)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可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。（5）用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。（6）更改控制方案時(shí)不需要改動(dòng)硬件接線。2.5 電梯的控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要由PLC、變頻器及旋轉(zhuǎn)編碼器組成?？删幊炭刂破?PLC)負(fù)責(zé)處理各種信號(hào)的邏輯關(guān)系，從而向變頻器發(fā)出起、停等信號(hào)，同時(shí)變頻器也將工作狀態(tài)信號(hào)送給PLC

24、，形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系,它是系統(tǒng)的核心。變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速。本文所選用的西門子S7-200通用變頻器可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)操作和精確控制，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到理想輸出。為滿足電梯的要求，變頻器又要通過(guò)與電動(dòng)機(jī)同軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器和PG卡，完成速度檢測(cè)及反饋，形成閉環(huán)系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動(dòng)機(jī)同軸連接，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)速。旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A、B兩相脈沖，旋轉(zhuǎn)編碼器根據(jù)A、B脈沖的相序，可判斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并可根據(jù)A、B脈沖的頻率測(cè)得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)編碼器將此脈沖輸出給PG卡, PG卡再將此反饋信號(hào)送給變頻器內(nèi)部，以便進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)。所以旋轉(zhuǎn)編碼器和PG卡實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)運(yùn)。2.6 電梯PLC控制系統(tǒng)總框圖本設(shè)計(jì)通過(guò)多種方案的比

25、較和參照，可看出PLC控制具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：在電梯控制中采用了PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高；可實(shí)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；可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性和可靠性，并便于檢修；用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。電梯的PLC控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖2-6所示，控制系統(tǒng)的核心為PLC主機(jī)。來(lái)自操縱箱、呼叫盒、井到裝置及安全裝置的外部信號(hào)通過(guò)輸入接口送入PLC內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算與處理，再經(jīng)過(guò)輸出杰克分別向指示燈、呼梯信號(hào)燈發(fā)出顯示信號(hào)，向主回路和門機(jī)電路發(fā)出控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行狀態(tài)的控制。由于PLC內(nèi)部的運(yùn)算和處理功能取代了繼電器控制

26、系統(tǒng)里中間繼電器和時(shí)間繼電器的邏輯運(yùn)算功能，大大的減少了系統(tǒng)運(yùn)行的使用數(shù)量，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了故障率，減少了控制柜的體積。 21電梯PLC控制系統(tǒng)總框圖 第3章 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 電梯的的主要電氣設(shè)備3.1.1 曳引電動(dòng)機(jī) 曳引電動(dòng)機(jī)作為提升機(jī)構(gòu)，主要由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電磁制動(dòng)器 （也稱電磁抱閘）、減速器及曳引輪組成。如3.1.1曳引電動(dòng)機(jī)示意圖。 1轎廂 2曳引輪 3對(duì)重 3.1曳引電動(dòng)機(jī)示意圖3.1.2 自動(dòng)門機(jī) 用來(lái)完成電梯的開門與關(guān)門：電梯的門有廳門（每層站一個(gè)）和轎門（中有一個(gè)）只有當(dāng)電梯?？吭谀硨诱緯r(shí)，此層廳門才允許開啟（由 門機(jī)拖動(dòng)轎門，轎門帶動(dòng)廳門完成）；也只有當(dāng)廳門、轎門

27、全部關(guān)閉后才允許啟動(dòng)運(yùn)行。 3.1.3 層樓指示 層樓指示也叫層顯，過(guò)去常有低壓燈泡構(gòu)成，安裝在每層站廳的上方和轎門的上方；現(xiàn)多由數(shù)碼管或LED點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)組成，與呼梯盒、運(yùn)行方向指示做成一體結(jié)構(gòu)。3.1.4 呼梯盒 呼梯盒用以在每層站召喚電梯。常安裝在廳門外，離地面1米左右的墻面上。基站與頂站有一個(gè)按鈕，中間層站由上呼與下呼兩個(gè)按鈕組成。按鈕帶有呼梯記憶燈，燈亮?xí)r表示呼梯號(hào)已被接收并記憶；當(dāng)電梯滿足呼梯要求并停層開門時(shí)，呼梯記憶燈熄滅。基站的呼梯盒上，常帶有鑰匙開關(guān)，供電梯管理員開關(guān)電梯。3.1.5 操縱箱操縱箱安裝在轎廂內(nèi)，供司機(jī)及乘客對(duì)電梯發(fā)布動(dòng)作指令。操縱箱上沒有與電梯經(jīng)層站數(shù)相同的內(nèi)選層

28、按鈕（帶有標(biāo)記），上下層啟動(dòng)按鈕（帶有上、下行指示燈，檢修時(shí)用），開關(guān)門按鈕，急停按鈕，電梯運(yùn)行狀態(tài)選擇鑰匙開關(guān)（選擇電梯是自動(dòng)運(yùn)行還是檢修狀態(tài)）以及風(fēng)扇，照明等控制開關(guān)。3.1.6 平層及開門裝置 平層及開門裝置由磁鐵板和上、下平層感應(yīng)器1KR、2KR組成，上行時(shí)，1KR首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號(hào)，電梯開始減速，至2KR插入隔磁鐵板時(shí)，發(fā)出停車及開門信號(hào)，電機(jī)停轉(zhuǎn)，機(jī)械抱閘；下行時(shí)，2KR首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號(hào)至1KR插入隔磁鐵板時(shí)，發(fā)出停車及開門信號(hào)。3.1.7 停車裝置在電梯的井道內(nèi)每層站裝有一只磁鐵板，當(dāng)轎廂運(yùn)行到相應(yīng)層站時(shí)，磁鐵板插入平層感應(yīng)器內(nèi)，以此檢測(cè)電梯所處位置和平

29、層信號(hào)。3.1.8 開關(guān)裝置安全窗及其開關(guān)，安全鉗及其開關(guān)，上、下限位開關(guān)，上、下強(qiáng)迫停止開關(guān)，極限開關(guān)。電梯的轎廂頂部開有安全窗，供緊急情況下疏散乘客，當(dāng)安全窗打開時(shí)，電梯不允許運(yùn)行。安全鉗是為防止電梯曳引鋼繩斷裂及超速運(yùn)行的機(jī)械裝置。用以在事故情況下，將轎廂夾持在軌道上。限速器是用以檢測(cè)電梯運(yùn)行速度的機(jī)械裝置。當(dāng)電梯超速運(yùn)行時(shí)，限速器動(dòng)作，帶動(dòng)安全鉗使電梯停止運(yùn)行。以上三種裝置的動(dòng)作，通過(guò)其相應(yīng)開關(guān)來(lái)檢測(cè)。當(dāng)電梯運(yùn)行至上、下限位置時(shí)仍不停車，上、下限位開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出停車信號(hào)，若不能停車，將壓下上、下強(qiáng)迫停止開關(guān)，強(qiáng)制電梯停止運(yùn)行；若還不能停車，將通過(guò)機(jī)械裝置帶動(dòng)極限開關(guān)動(dòng)作，切斷電梯曳引電

30、動(dòng)機(jī)的電源，以達(dá)到停車的目的，避免電梯出現(xiàn)沖頂與蹾底事故。3.1.9 旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC的連接3.2旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC的連接如圖3.2所示:脈沖信號(hào)輸入到(160-P的0000端，OOOI端接硬件復(fù)位信號(hào)，用于當(dāng)電梯運(yùn)行至端站時(shí)高速計(jì)數(shù)器復(fù)位校正樓層計(jì)數(shù)及消除累計(jì)誤差。當(dāng)復(fù)位信號(hào)從oIN轉(zhuǎn)為OFF時(shí)，高速計(jì)數(shù)器從零開始計(jì)數(shù)。3.2 PLC芯片介紹傳統(tǒng)的控制方法是采用繼電器-接觸器控制。這種控制系統(tǒng)較復(fù)雜，并且大量的硬件接線使系統(tǒng)可靠性降低，也間接地降低了設(shè)備的工作效率。采用可編程控制器較好的解決了這一問(wèn)題，可編程控制器是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合在一起的新型工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備，

31、不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量信號(hào)的邏輯控制，還能實(shí)現(xiàn)與上位計(jì)算機(jī)等智能設(shè)備之間的通信。因此，將可編程控制器應(yīng)用于電梯控制，完全能滿足控制要求，且具有操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，工藝參數(shù)修改方便，自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。在本控制系統(tǒng)中，所需的開關(guān)量輸入為28點(diǎn)，開關(guān)量輸出為23點(diǎn)，考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維修方便性，選擇模塊式PLC。由于本系統(tǒng)的控制是順序控制，選用西門子S7-200CPU的PLC來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)，之所以選擇這種PLC，主要考慮S7-200系列PLC有以下特點(diǎn)：(1)可靠性:對(duì)可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。 A.PLC不需要大量的活動(dòng)元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時(shí)，系統(tǒng)的

32、維修簡(jiǎn)單，維修時(shí)間短。 B.PLC采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，冗余設(shè)計(jì)，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，提高了MTBF，降低了ml TR使可靠性提高。 C.PLC有較高的易操作性，它具有編程簡(jiǎn)單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一般不易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。 D. PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)控制更簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言和更可靠的硬件。采用了精簡(jiǎn)化的編程語(yǔ)言，編程出錯(cuò)率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)的硬件使可靠性大大提高。 E.在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件:采用先進(jìn)的工藝制造流水線制造;對(duì)干擾的屏蔽、隔離和

33、濾波等;對(duì)電源的斷電保護(hù);對(duì)存儲(chǔ)器內(nèi)容的保護(hù)等。 F.PLC的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。例如，采用軟件濾波;軟件自診斷;簡(jiǎn)化編程語(yǔ)言等。 (2)易操作性，PLC的易操作性表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面: A、操作方便對(duì)PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。大多數(shù)PLC采用編程器進(jìn)行輸入和更改的操作。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對(duì)大中型的PLC，編程器采用了CRT屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上顯示。 B、編程方便PLC有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可供使用。對(duì)電氣技術(shù)人

34、員來(lái)說(shuō)，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。采用布爾助記符編程語(yǔ)言時(shí)，十分有助于編程人員的編程。 C、維修方便PLC具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求降低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。 (3)靈活性，PLC的靈活性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: A.編程的靈活性。PLC采用的編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語(yǔ)句描述編程語(yǔ)言。編程方法的多樣性使編程方便、應(yīng)用面拓展。 B.擴(kuò)展的靈活性。PLC的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)重要特點(diǎn)。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)展、應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。C.操作的靈活

35、性。操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易。3.3 工作原理介紹3.3.1 變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)的控制技術(shù) 3.3 電梯變頻調(diào)速控制原理框圖電梯變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的原理如圖3.3所示。其變頻器采用交直交形式。整流器將三相交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，通過(guò)控制晶閘管導(dǎo)通角的大小，并由濾波電容濾去整流紋波，可獲得期望的直流電。晶體管逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率不同的交流電壓，且通過(guò)PWM控制晶體管逆變器，實(shí)現(xiàn)變頻變壓控制。脈沖發(fā)生器根據(jù)電動(dòng)機(jī)的不同轉(zhuǎn)速發(fā)出不同的脈沖數(shù)，由此可以得到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。數(shù)字調(diào)節(jié)器包括速度調(diào)節(jié)和電流參量調(diào)節(jié)兩部分，速度調(diào)節(jié)部分根據(jù)速度指令機(jī)速度反饋信號(hào)計(jì)算出滑差頻率，將結(jié)果送到電流參量調(diào)節(jié)

36、部分，計(jì)算出電流信號(hào)值，使之符合一定的矢量要求。PWM控制器根據(jù)電流指令及反饋值控制電動(dòng)機(jī)電流，使之符合信號(hào)要求。3.3.2 開門控制及安全保護(hù) 正常情況下，開門的條件有以下幾種:本層開門、停車狀態(tài)按轎內(nèi)開門按鈕、關(guān)門過(guò)程中有紅外線檢測(cè)信號(hào)(這種情況下將重新開門)、正常運(yùn)行換速平層停車自動(dòng)開門。開門到位后，若沒有碰到開門限位開關(guān)，或限位開關(guān)失靈，則由于開門繼電器吸合，門電機(jī)會(huì)發(fā)生堵轉(zhuǎn)，時(shí)間一長(zhǎng)電機(jī)可能燒毀。為此設(shè)計(jì)了門電機(jī)保護(hù)程序，當(dāng)開門動(dòng)作時(shí)間超過(guò)正常開門時(shí)間2-3秒后，通過(guò)定時(shí)器計(jì)時(shí)自動(dòng)斷開開門信號(hào)，停止開門。如沒有外界開門信號(hào)，則定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到，如限位開關(guān)仍未動(dòng)作，則通過(guò)定

37、時(shí)器閉點(diǎn)斷開其相應(yīng)觸點(diǎn)，停止開門。并由定時(shí)器開點(diǎn)使定時(shí)器自鎖，其相應(yīng)觸點(diǎn)維持OFF,當(dāng)有開門信號(hào)時(shí)，其閉點(diǎn)OFF，定時(shí)器復(fù)位,可再次進(jìn)行開門控制。3.3.3 電梯的關(guān)門環(huán)節(jié)關(guān)門的條件有以下幾種:停車狀態(tài)下按關(guān)門按鈕、無(wú)司機(jī)狀態(tài)下自動(dòng)關(guān)門時(shí)間到、鎖梯時(shí)鑰匙開關(guān)斷開。停止關(guān)門或不關(guān)門的條件:關(guān)門到位碰關(guān)門限位開關(guān)、有開門信號(hào)、開門繼電器吸合、超載開關(guān)動(dòng)作。在關(guān)門梯形圖中也設(shè)置了關(guān)門安全保護(hù)，因?yàn)殛P(guān)門限位開關(guān)若不動(dòng)作或失靈，同樣容易將門電機(jī)燒毀。與開門過(guò)程保護(hù)一樣，可在開始關(guān)門后通過(guò)定時(shí)器計(jì)時(shí)，超過(guò)正常關(guān)門時(shí)間，自動(dòng)停止關(guān)門，以保護(hù)門電機(jī)。3.3.4 外召喚/內(nèi)指令信號(hào)處理 該環(huán)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)轎內(nèi)指令的

38、登記及消除，顯示基本層(停車)消息。信號(hào)的登記采用自鎖原理，不論電梯上行或下行，當(dāng)轎廂運(yùn)行至有內(nèi)指令的樓層時(shí)，均要換速停車，并消除登記信號(hào)，不需反向信號(hào)。將1-5層轎內(nèi)指令按鈕信號(hào)輸入到PLC的相應(yīng)端子，此端子為1-5層樓層位置信號(hào)，此端子為內(nèi)指令登記信號(hào)。,有司機(jī)操作時(shí)，現(xiàn)設(shè)電梯停在一層處于停止?fàn)顟B(tài),Q2.0,Q2.1都為OFF,司機(jī)按下,則.,.都為,當(dāng)電梯達(dá)到層的樓層感應(yīng)器處時(shí).即層的轎內(nèi)指令被清除,表明該指令執(zhí)行完畢,所以.復(fù)位,但.繼續(xù)執(zhí)行,只有當(dāng)電梯達(dá)到層時(shí)信號(hào)才能被清除.同理, 無(wú)司機(jī)內(nèi)選外呼。3.3.5 反向截梯無(wú)論在有司機(jī)或無(wú)司機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)內(nèi)指令，電梯均需換速平層停車，并且

39、直駛時(shí)只停內(nèi)選層站，當(dāng)外召喚方向與電梯運(yùn)行方向相同時(shí)，電梯換速停車，即順向截車只有在無(wú)司機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，電梯才對(duì)反向召喚信號(hào)應(yīng)招服務(wù)。當(dāng)有多個(gè)反向呼梯信號(hào)時(shí)，先應(yīng)招最遠(yuǎn)的反向呼梯信號(hào)，即最遠(yuǎn)反向截梯，然后再以順向截車方式應(yīng)招其他外召喚信號(hào)。外召喚信號(hào)的作用主要在于順向截梯與最遠(yuǎn)反向截梯。此功能只寫部分程序。3.3.6 自動(dòng)選向控制當(dāng)電梯接受到信號(hào)時(shí),立即判斷是上行還是下行,當(dāng)上行為時(shí)就鎖定下行為,上行執(zhí)行完畢后再執(zhí)行下行.同理下行時(shí)鎖定上行,下行執(zhí)行完畢后在執(zhí)行上行.電梯的定向是綜合考慮電梯的運(yùn)行方式、轎內(nèi)指令、廳外召喚及電梯所處樓層的位置的基礎(chǔ)上，確定電梯的運(yùn)行方向。選層是在有轎內(nèi)指令或廳外召喚

40、信號(hào)的情況下，電梯應(yīng)響應(yīng)哪個(gè)信號(hào);電梯即將到達(dá)有轎內(nèi)指令登記或與電梯運(yùn)行方向相同的廳外召喚信號(hào)的樓層時(shí)，發(fā)出換速信號(hào)。在有司機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，由轎內(nèi)指令及電梯所處的位置來(lái)確定電梯的運(yùn)行方向;在無(wú)司機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，廳外召喚信號(hào)根據(jù)電梯的所處位置來(lái)參與電梯的定向。3.3.7 層樓位置指示 PLC輸出端直接與七段數(shù)碼管連接，無(wú)需外部硬件譯碼器，由PLC軟件進(jìn)行七段譯碼，直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示層樓數(shù)。 在七段譯碼真值表中，當(dāng)輸出筆段狀態(tài)為1時(shí)表示該段亮，當(dāng)輸出筆段狀態(tài)為0時(shí)表示該段滅。 其中各字段狀態(tài)為0表示消隱，狀態(tài)為1表示點(diǎn)亮，表中狀態(tài)0有18個(gè)，而狀態(tài)1有30個(gè)，因而若按真值表中點(diǎn)亮狀態(tài)設(shè)計(jì)七段譯

41、碼顯示梯形圖會(huì)占用PLC太多的內(nèi)部觸點(diǎn)，程序較長(zhǎng):而按消隱狀態(tài)設(shè)計(jì)可簡(jiǎn)化梯形圖，故選擇按消隱狀態(tài)設(shè)計(jì)。3.3.8 消防和鎖梯控制電梯的消防運(yùn)行包括兩種狀態(tài):消防返基站和消防員專用。(l)消防自動(dòng)返回下基站當(dāng)接通消防開關(guān)I3.2為ON，并由其產(chǎn)生一個(gè)上升微分信號(hào)，該信號(hào)用于將所有內(nèi)選外呼消號(hào)。當(dāng)電梯正在上行時(shí)，M1.6為0N，由M 1.0立即發(fā)出消防強(qiáng)迫換速信號(hào)，就近平層，在停車后自動(dòng)使內(nèi)選一層信號(hào)M0.5為0N;如電梯處于停車狀態(tài)或正在下行，自動(dòng)消號(hào)后，電梯也將自動(dòng)內(nèi)選一層返回基站。(2)消防員專用電梯自動(dòng)返回下基站停車后，可以按鍵I3.使電梯恢復(fù)運(yùn)行進(jìn)入消防狀態(tài)。在消防狀態(tài)下,任何外喚按鈕無(wú)

42、效,此次功能在程序中不再說(shuō)明3.4 輸入輸出點(diǎn)的分配現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)。電梯作為一種多層站、長(zhǎng)距離運(yùn)行的大型設(shè)備、在井到、廳外及轎箱內(nèi)有大量的信號(hào)要送入PC，現(xiàn)在以五層為列（1）轎內(nèi)指令按鈕1AN-5AN，共五個(gè)，用于司機(jī)下達(dá)各層轎內(nèi)指令。（2）廳外指令按鈕11ASZ-4ASZ、2AXZ-5AXZ，宮八個(gè)，用于廳外乘客發(fā)出召喚信號(hào)。（3）樓層感應(yīng)管1G-5G，宮五個(gè)，安裝在井道中每曾平層位置附近，在轎箱上安裝有隔磁鋼板，當(dāng)電梯上行或下行，是隔磁鋼板進(jìn)入干簧管內(nèi)時(shí)，干簧管中的觸點(diǎn)動(dòng)作發(fā)出控制信號(hào)，如圖3.4所示。干簧管的作用有兩個(gè)方面：一是發(fā)出電梯減速信號(hào)；二是發(fā)出樓層指示信號(hào)。 3.4樓層感應(yīng)干簧管

43、動(dòng)作示意圖（4）平層感應(yīng)管有SPG、XPG、MQG，共3個(gè)，安裝在轎箱頂部，在井道相應(yīng)的位置上裝有隔磁鋼板，當(dāng)鋼板同時(shí)位于SPG、XPG和MQG之間時(shí)，電梯干好處于平層位置。（5）廳門開光，轎門開關(guān)，共個(gè)，分別裝廳門、轎門上。當(dāng)他們?nèi)块]合時(shí)，說(shuō)明所有的門都已經(jīng)關(guān)好，電梯充許運(yùn)行；假如上述開關(guān)有任何一個(gè)沒有閉合，說(shuō)明電梯有門是打開的，這是不充許運(yùn)行的。（6）開門按鈕，關(guān)門按鈕，用于司機(jī)開、關(guān)門控制。（7）強(qiáng)迫換速開關(guān)SHK、XHK，共2個(gè)SHK和XHK分別裝在井道中對(duì)應(yīng)最高層（5層）站和最低站（1層）層的相應(yīng)位置。如果電梯運(yùn)行到最高位置或最低位置時(shí)，正常的換速?zèng)]有起作用，則碰到這兩個(gè)開光使電梯

44、強(qiáng)迫減速。（8）報(bào)警按鈕和接觸報(bào)警按鈕共2個(gè)。現(xiàn)場(chǎng)輸出信號(hào)。由交流雙速電梯拖動(dòng)原理可知，有以下部分需要有PC輸入信號(hào)控制。 1）接觸器SC、XC、KC、KJC、1KJC、2KJC，共7個(gè)。 2）樓層指示燈1ZD-5ZD共5個(gè)。自動(dòng)開、關(guān)門控制信號(hào)，共2個(gè)。廳外呼梯信號(hào)指示燈1SZD-4SZD、2XZD-5XZD共8個(gè)，報(bào)警指示燈共一個(gè)。 有上面的分析可知，現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)有31個(gè)，輸出信號(hào)23個(gè)。故選西門子S7-200型PC能滿足設(shè)計(jì)要去。為了便于對(duì)電梯的工作原理及PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，現(xiàn)列出電梯的輸入輸出點(diǎn)的分配，見表4.2.8：表4.2.8輸入輸出點(diǎn)的分配序號(hào)名 稱輸入點(diǎn)序號(hào)名 稱輸出點(diǎn)1五

45、層下召喚按鈕5AXZI0.015四轎內(nèi)指令按鈕4ANI1.62四層下召喚按鈕4AXZI0.116三轎內(nèi)指令按鈕3ANI1.73三層下召喚按鈕3AXZI0.217二轎內(nèi)指令按鈕2ANI2.04二層 下召喚按鈕2AXZI0.318一轎內(nèi)指令按鈕1ANI2.15下平層感應(yīng)干管XPGI0.419四層上召喚按鈕4ASZI2.26上平層感應(yīng)干管SPGI0.520三層上召喚按鈕3ASZI2.37門區(qū)感應(yīng)干管MQGI0.621二層上召喚按鈕2ASZI2.48門連鎖回路I0.722一層上召喚按鈕1ASZI2.59五層感應(yīng)干管5GI1.023下強(qiáng)迫換速開關(guān)XHKI2.610四層感應(yīng)干管4GI1.124上強(qiáng)迫換速開

46、關(guān)SHKI2.711三層感應(yīng)干管3GI1.225開門按鈕AKGI3.012二層感應(yīng)干管2GI1.326關(guān)門按鈕AGMI3.113一層感應(yīng)干管1GI1.427報(bào)警/鎖梯按鈕X I3.214五轎內(nèi)指令按鈕5ANI1.528解除報(bào)警/鎖梯按鈕SX I3.3序號(hào)名 稱輸入點(diǎn)序號(hào)名 稱輸出點(diǎn)1五層位置指示燈5ZDQ0.012四層下召喚指示燈4XZDQ1.42四層位置指示燈4ZDQ0.113五層下召喚指示燈5XZD Q1.53三層位置指示燈3ZDQ0.214自動(dòng)開門輸出信號(hào)Q1.64二層位置指示燈2ZDQ0.315按鈕關(guān)門輸出信號(hào)Q1.75一層位置指示燈1ZDQ0.416上行接觸器SCQ1.06一層上召喚

47、指示燈1SZDQ0.517下行接觸器XCQ2.17二層上召喚指示燈2SZDQ0.618快速接觸器KCQ2.28三層上召喚指示燈3SZDQ0.719慢速接觸器MCQ2.39四層上召喚指示燈4SZDQ1.020快加速接觸器KJCQ2.410二層下召喚指示燈2XZDQ1.221第一慢速接觸器1MJCQ2.511三層下召喚指示燈3XZDQ1.322第二慢速接觸器2MJCQ2.623報(bào)警指示LDQ2.73.5 外部接線圖硬件外部接線圖如圖3.5 圖3.5 PC外部接線圖 第4章 軟件設(shè)計(jì)4.1 電梯控制系統(tǒng)軟件主程序框圖設(shè)計(jì) 圖4.1 運(yùn)行控制軟件主程序框圖運(yùn)行控制軟件分為三部分，有選層運(yùn)算、速度圖形運(yùn)

48、算和電梯安全安全運(yùn)算等。選層器運(yùn)算主要根據(jù)與曳引電動(dòng)機(jī)同軸的脈沖編碼器所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)CPU處理，計(jì)數(shù)算出轎廂位置信號(hào)和曾站信號(hào)，并能計(jì)數(shù)最佳停層減速點(diǎn)。CPU根據(jù)內(nèi)外指令信號(hào)確認(rèn)電梯的運(yùn)行方向和控制電梯的起動(dòng)、穩(wěn)速、停層及開門控制。速度圖形運(yùn)算是CPU實(shí)時(shí)計(jì)算的結(jié)果，其軟件在每個(gè)周期都計(jì)算出即時(shí)的電梯運(yùn)行速度指令數(shù)據(jù)，并發(fā)給速度控制器，使速度控制器在給定的數(shù)據(jù)下對(duì)電梯進(jìn)行理想的速度控制。軟件流程圖如圖4.1所示。4.2 梯形圖設(shè)計(jì)及狀態(tài)分析(1)樓層信號(hào)控制環(huán)節(jié)如圖4.2所示。樓層的信號(hào)由以下的梯形控制環(huán)節(jié)產(chǎn)生，這些信號(hào)用來(lái)控制樓層指示燈、選向、選層等。 圖4.2 樓層信號(hào)控制(2)轎

49、內(nèi)指令信號(hào)控制環(huán)節(jié)如圖4.3所示。該環(huán)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)轎內(nèi)指令的登記及消除中間繼電器M.的一個(gè)或者幾個(gè)為時(shí)，表示相應(yīng)樓層的轎內(nèi)指令被登記，反之則表示相應(yīng)指令信號(hào)被消除。圖4.3 轎內(nèi)指令信號(hào)控制梯形圖(3)廳外召喚信號(hào)控制環(huán)節(jié)如圖4.4所示。其梯形圖如下，它實(shí)現(xiàn)廳外召喚指令的登記及消除，它的編程形式與轎內(nèi)指令環(huán)節(jié)基本相似，其廳外召喚的選向梯形圖在此論文不再做解析。設(shè)電梯在一樓，二、四樓廳外乘客欲乘電梯上行，故分別按下、，同時(shí)二樓還有乘客欲下行，按下X，于是圖中的I2.4，I2.2、I0.3，輸出繼電器Q0.6、Q1.0，分別是信號(hào)燈2SZD，4SZD，2XZD 亮。司機(jī)接到指示信號(hào)后操縱電梯上行（外

50、召喚的選向和運(yùn)行梯形圖在此論文省略），故M0.6。當(dāng)電梯到達(dá)二樓時(shí)Q0.3，故Q0.6，2SZD燈熄滅。由于四樓上召信號(hào)Q1.0依然處在登記狀態(tài)，故上行控制信號(hào)M0.6此時(shí)并不釋放。因此電梯雖然目前停在二樓，但該層下召喚信號(hào)Q1.2依然不能清除，燈2XZD依然亮。只有當(dāng)電梯執(zhí)行全部上行任務(wù)返回到二樓時(shí)，由于M0.7、Q0.3，下召喚信號(hào)Q1.2才能被消除。當(dāng)電梯停在該層超過(guò)二十秒時(shí)，該層的上召信號(hào)或該層的下召信號(hào)消除。圖4.4 廳外召喚信號(hào)控制梯形圖(4)自動(dòng)選向控制環(huán)節(jié)如圖4.5所示。選向就是電梯根據(jù)司機(jī)下達(dá)的轎內(nèi)指令自動(dòng)地選擇合理的運(yùn)行方向（在這里廳外選向指令同理相同，在這里不再說(shuō)明）。圖

51、中內(nèi)部中間繼電器M0.6M0.7分別稱為上下方向控制中間繼電器，它們直接決定方向輸出繼電器Q2.0Q2.1的 ON或OFF狀態(tài)，從而控制接觸器SCXC，即決定著電梯的運(yùn)行方向。圖4.5 自動(dòng)選向控制梯形圖(5)起動(dòng)換速控制環(huán)節(jié)如圖4.6和圖4.7所示。電梯啟動(dòng)時(shí)快速繞組接通，通過(guò)串入和切除電抗器改善起動(dòng)舒適感。電梯運(yùn)行到達(dá)目的層站的換速點(diǎn)時(shí)，應(yīng)將高速繞組斷開，同時(shí)接通低速繞組，使電梯慢速運(yùn)行，稱為換速。換速點(diǎn)就是樓層感應(yīng)干管所安裝的位置。圖4.6 換速信號(hào)的產(chǎn)生和復(fù)位梯形圖圖4.7 起動(dòng)換速控制梯形圖(6)平層控制環(huán)節(jié)如圖4.8所示。如下是電梯平層控制的梯形圖，其中I0.4、I0.5、I0.6分別為下平層信號(hào)，上平層信號(hào)，門區(qū)信號(hào)和上平層信。平層原理為：如果電梯換速后欲在某層停靠時(shí)上行超過(guò)了平層位置，則SP離開隔磁板，使I.、M1.2，則.由.、1.2、1.1的動(dòng)斷觸點(diǎn)和1.4常開觸點(diǎn)接通。電梯在接觸器作用下反向運(yùn)動(dòng)，直至隔磁板重新進(jìn)入SPG，使M140。當(dāng)電梯位于平層位置時(shí)，M1.2、M1.3、M1.4均為，.、.均變?yōu)?，即電?dòng)機(jī)脫離三相電源，并施以抱閘制動(dòng)。圖4.8平層控制梯形圖(7)開關(guān)門控制環(huán)節(jié)如如圖4.9所示。電梯在某層平層后自動(dòng)關(guān)門，司機(jī)按下開、關(guān)門按鈕應(yīng)能對(duì)開、關(guān)門進(jìn)行手動(dòng)操縱。電梯在運(yùn)行中，由于Q2.0或Q2.1、，.。因此，任何因素都不能使其開門，這是電