畢業(yè)設(shè)計(jì)論文基于PLC的六層電梯控制系統(tǒng)

1、前言近期我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越快，人民的生活水平迅速提高，住房工作條件越來越好。電梯作為建筑內(nèi)重要的垂直交通工具，與我們的生活有著越來越緊密的關(guān)系。傳統(tǒng)的電梯采用接觸器來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的改變，此外控制系統(tǒng)由繼電器接觸器控制邏輯組成，因此存在元件多、功能弱、故障頻繁、可靠性差及工作壽命短等諸多缺點(diǎn)。為了提高電梯系統(tǒng)的性能，保證其運(yùn)行的可靠安全，電梯控制系統(tǒng)越來越多的采用plc控制。plc控制較繼電器控制有著許多的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，鑒于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式已漸漸過渡到了交流變頻調(diào)速，滿足乘客的舒適感，保證平穩(wěn)的精度，降低能耗，節(jié)省運(yùn)行開支，節(jié)約能源。本次設(shè)計(jì)的研究題目是“基于plc的

2、六層電梯控制系統(tǒng)”，主要是利用plc及其軟件來實(shí)現(xiàn)電梯信號的控制，其控制系統(tǒng)的核心為plc。課題開發(fā)的主要任務(wù)和內(nèi)容是：（1）電梯運(yùn)行指定位置后具有手動(dòng)或自動(dòng)開/關(guān)門的功能。（2）利用指示燈顯示電梯轎廂外的呼喚信號、電梯轎廂內(nèi)的指令信號和電梯的到達(dá)信號。（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。（4）電梯的上行下行有一臺交流雙速電機(jī)牽引。電機(jī)正傳，電梯上升；電梯反轉(zhuǎn)，電梯下降。（5）電梯轎廂門由另一臺小功率電機(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（7）電梯啟動(dòng)、運(yùn)行、到站實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。（8）行車

3、時(shí)，廳門和轎廂都不能開門。開門之后不能行車，有門連鎖保護(hù)。平層時(shí)可自動(dòng)開門、手動(dòng)開門，夾人時(shí)自動(dòng)開門。達(dá)到的要求是：通過深入的研究和編程實(shí)踐，全面認(rèn)真的完成上述內(nèi)容。本次課題的核心問題有兩個(gè)：一是運(yùn)行效率和安全性的要求；二是利用plc實(shí)現(xiàn)電梯信號的控制。對于第一個(gè)的問題，我采用的是三菱公司的fx2n型可編程控制器。第二個(gè)問題，根據(jù)這次設(shè)計(jì)所需要達(dá)到的要求以及plc順序執(zhí)行程序的特點(diǎn)來編寫plc程序。第一章 緒論1.1 電梯的概述1.1.1 電梯的發(fā)展史據(jù)有關(guān)資料表明，早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔時(shí)就使用了最原始的升降系統(tǒng)。1203年，在法國海岸邊的一個(gè)修道院里安裝了一臺以驢子為動(dòng)力

4、的起重機(jī)，結(jié)束了用人力運(yùn)送重物的歷史。1765年瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)后，1858年美國研制出以蒸汽為動(dòng)力，通過帶傳動(dòng)和蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)的電梯。1878年英國的阿姆斯特朗發(fā)明了水壓梯，淘汰了蒸汽梯。后又出現(xiàn)了液壓泵和控制閥以及直接柱塞式和側(cè)柱塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯。這種液壓梯至今仍為人們所采用。電梯發(fā)展興盛的根本原因在于采用了電力作為動(dòng)力來源。18世紀(jì)末發(fā)明了電機(jī)，隨著電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，19世紀(jì)初開始使用交流異步單速和雙速電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力的交流電梯，尤其是交流雙速電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，改善了電梯的工作性能。在20世紀(jì)初，美國奧的斯電梯公司首先使用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動(dòng)的直流電梯，從而為后來的高速度、高行程

5、電梯的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)30年代，美國奧的斯電梯公司為紐約市的102層摩天大樓制造和安裝了74臺速度為6.0m/s的電梯。從此電梯一直日新月異地發(fā)展著。隨著電子工業(yè)的發(fā)展， plc和電子計(jì)算機(jī)成功地應(yīng)用到電梯的電氣控制系統(tǒng)中，電梯產(chǎn)品的質(zhì)量和運(yùn)行效果顯著提高。1.1.2 電梯的運(yùn)行工作情況電梯主要由轎廂、配重、曳引機(jī)、控制柜箱、導(dǎo)軌等主要部件組成。電梯在運(yùn)行的過程中有起點(diǎn)站也有終點(diǎn)站。起點(diǎn)站設(shè)在一樓，終點(diǎn)站設(shè)在最高樓。各站的廳外設(shè)有召喚箱，箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕。電梯的運(yùn)行工作情況和汽車有共同之處，只是電梯的自動(dòng)化程度比較高，一般電梯的乘用人員只需通過操縱箱上的按鈕向電

6、氣控制系統(tǒng)下達(dá)一個(gè)指令信號，電梯就能自動(dòng)關(guān)門、定向、起動(dòng)、在預(yù)定的層站平層?？块_門。乘客電梯的運(yùn)行工作情況類似公共汽車，在起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間往返運(yùn)行，在運(yùn)行方向前方的?？空旧嫌许樝虻闹噶钚盘枙r(shí)，電梯到站能自動(dòng)平層?？块_門接乘客。而載貨電梯的運(yùn)行工作情況則類似卡車，執(zhí)行任務(wù)為一次性的，乘用人員控制電梯上下運(yùn)行時(shí)一般一次只能下達(dá)一個(gè)指令任務(wù)，當(dāng)一個(gè)指令任務(wù)完成后才能再下達(dá)另一個(gè)指令任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過程中，從一個(gè)層站出發(fā)到另一個(gè)層站時(shí)，若中間層站出現(xiàn)順向指令信號，一般都不能自動(dòng)?？?，所以載貨電梯的自動(dòng)化程度比乘客電梯低。本設(shè)計(jì)主要研究單臺六層電梯的plc控制方法，分述其電氣設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)過程。1.

7、1.3 電梯控制系統(tǒng)的組成電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動(dòng)部分和電氣控制部分組成。1）電力拖動(dòng)部分電梯主拖動(dòng)類型有直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)組供電（gm）拖動(dòng)、晶閘管供電（scrm）的直流拖動(dòng)和交流雙速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流調(diào)壓調(diào)速（avcc）拖動(dòng)、交流變頻調(diào)速（vvvf）等。為得到較好的舒適感，要求曳引電動(dòng)機(jī)在選定的調(diào)速方式下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩總能達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求?？紤]到電壓的波動(dòng)、導(dǎo)軌不夠平直造成的運(yùn)動(dòng)阻力增大等因素，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩還應(yīng)有一定的裕度。2）電氣控制部分電氣控制系統(tǒng)由控制柜、操縱箱、層樓指示、召喚箱及曳引電動(dòng)機(jī)等幾十個(gè)分散安裝在電梯井道內(nèi)外和各相關(guān)電梯部件中的電器元件構(gòu)

8、成。電氣控制系統(tǒng)通過電路控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)工作程序，完成各種電氣動(dòng)作功能，保證電梯安全運(yùn)行。電梯一般是由電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)的，其運(yùn)行過程大多包括啟動(dòng)、正（反）轉(zhuǎn)、停止等，這整個(gè)過程是由電氣控制系統(tǒng)來完成。電梯電氣控制系統(tǒng)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)比較，變化范圍比較大。電氣控制系統(tǒng)決定著電梯的性能、自動(dòng)化程度和運(yùn)行可靠性。plc以其體積小、功能強(qiáng)、故障率低、壽命長、噪聲低、維護(hù)保養(yǎng)簡便、修改邏輯靈活、程序容易編制，易聯(lián)成控制網(wǎng)絡(luò)等諸多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。1.2 電梯繼電器控制的特點(diǎn)及存在的問題1.2.1 電梯繼電器控制的特點(diǎn)（1）所有控制功能及信號處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合一般技術(shù)人員和技術(shù)

9、工人。（2）系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。（3）大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格便宜。（4）多年來我國一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，熟悉掌握的人員較多。1.2.2 電梯繼電器控制存在的問題（1）系統(tǒng)觸點(diǎn)多，接線復(fù)雜，且觸點(diǎn)易燒壞磨損，造成接觸不良，故障率較高。（2）普通控制電器及硬件接線方法難以滿足較復(fù)雜的控制功能（3）電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作緩慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。（5）線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高；且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機(jī)械部件損壞，

10、還可能出現(xiàn)人身事故 。1.3 plc及其電梯plc控制的特點(diǎn)1.3.1 plc的特點(diǎn)plc實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式，與普通微機(jī)一樣。以通用或?qū)Ｓ?cpu 作為字處理器，實(shí)現(xiàn)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲，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。編程簡單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。1、可靠性：對可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。（1）plc無需大量的活動(dòng)元件和接線電子元件（2）plc采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)（3）plc有較高的易操作性，編程簡單，操作方便，維修容易（4）plc是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，具有比通用計(jì)算機(jī)更簡

11、單的編程語言和更可靠的硬件，采用精簡化的編程語言（5）在plc的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。（6）在plc的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。2、易操作性:plc 的易操作性表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面：（1）操作方便（2）編程方便（3）維修方便3、靈活性:plc的靈活性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）編程的靈活性。（2）擴(kuò)展的靈活性。（3）操作的靈活性。1.3.2 plc在電梯控制中的特點(diǎn)（1）采用plc控制電梯，用軟件實(shí)現(xiàn)對電梯運(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)簡單，外部線路簡化。（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

12、功能。（4）plc可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測報(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)不需改動(dòng)硬件接線。此外，plc控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計(jì)和調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。1.4 課題的提出以前的電梯控制都采用的是繼電器控制，線路復(fù)雜，故障率高，系統(tǒng)龐大，能耗較高，噪聲大，嚴(yán)重影響電梯運(yùn)行的質(zhì)量。而且對于電梯的更新需要大量的資金，對于單一的單位來說還是比較困難的。所以只能對電梯的控制方式加以改進(jìn)。近年來，采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（plc）來控

13、制電梯，取得了良好效果。利用 plc 和變頻器對舊電梯進(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。1.5 課題的主要討論內(nèi)容這次課題所討論的內(nèi)容主要是利用plc編程來控制電梯的運(yùn)行。由于老式的電梯大部分控制可靠性欠佳，用戶希望對電梯進(jìn)行改進(jìn)以節(jié)約資金。因此找出一種合適的改進(jìn)方法，提高電梯運(yùn)行的可靠性和安全性，具有十分重要的意義。針對老式電梯采用繼電器控制時(shí)所出現(xiàn)的功能弱、故障多、可靠性差及使用壽命短等缺點(diǎn)，采用具有功能強(qiáng)、故障少、可靠性高及使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)的plc進(jìn)行控制。論文的主要內(nèi)容如下：首先對電梯做一個(gè)大體的介紹，了解電梯的發(fā)展歷史、工作情

14、況及控制系統(tǒng)組成；接著闡述plc的特點(diǎn)，并將其與繼電器進(jìn)行比較；然后全面介紹可編程控制器fx2n；在了解了這些之后選擇交流雙速電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，畫出主電路圖；利用plc編程實(shí)現(xiàn)電梯信號控制；對于硬件的開發(fā)，對plc進(jìn)行選型，完成i/o接口的分配和連接，畫出軟件流程圖和梯形圖；最后進(jìn)行調(diào)試以達(dá)到預(yù)期的效果。1.6 電梯的功能要求1）電梯運(yùn)行指定位置后具有手動(dòng)或自動(dòng)開/關(guān)門的功能。2）利用指示燈顯示電梯轎廂外的呼喚信號、電梯轎廂內(nèi)的指令信號和電梯的到達(dá)信號。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。4）電梯的上行下行有一臺交流雙速電機(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

15、門由另一臺小功率電機(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7）電梯啟動(dòng)、運(yùn)行、到站實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。8）行車時(shí)，廳門和轎廂都不能開門。開門之后不能行車，有門連鎖保護(hù)。平層時(shí)可自動(dòng)開門、手動(dòng)開門，夾人時(shí)自動(dòng)開門。第二章 三菱fx2n可編程控制器介紹2.1 可編程控制器的基礎(chǔ)認(rèn)識1. 三菱fx2n的plc主要特點(diǎn)：1)集成型高性能。cpu、電源、輸入輸出三為一體。 2)高速運(yùn)算 基本指令：0.08s指令 應(yīng)用指令：1.52幾百s指令 3)安全、寬裕的存儲器規(guī)格 內(nèi)置8000步ram存貯器 安裝存儲盒后，最大可以擴(kuò)展到1

16、6000步。 4)豐富的軟元件范圍 輔助繼電器：3072點(diǎn)，定時(shí)器：256點(diǎn)，計(jì)數(shù)：235點(diǎn) 數(shù)據(jù)寄存器；8000點(diǎn) 5)除了具有輸入輸出16256點(diǎn)的一般速途，還有模擬量控制、定位控制等特殊控制。 6)面向海外的產(chǎn)品適合各種安全規(guī)格2. plc的性能指標(biāo)和分類1) plc的主要性能指標(biāo)l (1)輸入輸出點(diǎn)數(shù)（io點(diǎn)數(shù)）io點(diǎn)數(shù)是指可編程序控制器外部輸入、輸出端子數(shù)的總和。它標(biāo)志著可以接多少個(gè)開關(guān)、按鈕和可以控制多少個(gè)負(fù)載。l (2)存儲容量存儲容量是指可編程序控制器內(nèi)部用于存放用戶程序的存儲器容量，一般以步為單位，二進(jìn)制16位即一個(gè)字為一步。l (3)掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需時(shí)間

17、來衡量，單位為ms/k步，也有以執(zhí)行一步指令所需時(shí)間來計(jì)算的，單位用µs/步。l (4)功能擴(kuò)展能力可編程序控制器除了主模塊之外，通常都可配備一些可擴(kuò)展模塊，以適應(yīng)各種特殊應(yīng)用的需要，如ad模塊、da模塊、位置控制模塊等。l (5)指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)是指一臺可編程序控制器指令的總和，它是衡量可編程序控制器功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。2) plc的分類plc產(chǎn)品可按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模等進(jìn)行分類。按結(jié)構(gòu)形式不同, 可以分為整體式和模塊式兩類。按控制規(guī)模大小，則可分為小型、中型和大型plc三種類型。3. plc系統(tǒng)的組成plc是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動(dòng)控制裝置，其硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)控制系

18、統(tǒng)相似。plc也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。1) plc的硬件結(jié)構(gòu)一套plc系統(tǒng)在硬件上由基本單元（包含中央處理單元、存儲器、輸入輸出接口、內(nèi)部電源）、io擴(kuò)展單元及外部設(shè)備組成。2)plc的軟件plc的軟件系統(tǒng)指plc所使用的各種程序的集合，它由系統(tǒng)程序（系統(tǒng)軟件）和用戶程序（應(yīng)用軟件）組成。系統(tǒng)程序：包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，用plc的編程語言（如梯形圖）編制的應(yīng)用程序。2.2 可編程控制器的工作方式1、plc的掃描工作方式：可編程序控制器在進(jìn)入run狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。從第一條指令開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲

19、的地址號遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。然后再從頭開始掃描，并周而復(fù)始地重要進(jìn)行。可編程序控制器工作時(shí)的掃描過程如圖2-1所示，包括五個(gè)階段：內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。plc完成一次掃描過程所需的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期的長短與用戶程序的長度和掃描速度有關(guān)。yn開始內(nèi)部處理通信處理輸入掃描程序執(zhí)行輸出處理run方式？圖2-1 plc的掃描過程2. plc的程序執(zhí)行過程plc的程序的執(zhí)行過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)主要階段，如圖2-2所示。輸入端子輸入映象寄存器輸出映像寄存器輸出鎖存器輸出端子輸入 .輸出程序執(zhí)行階段輸入采樣

20、階段輸出刷新階段x001y001y001m1讀讀 圖2-2 plc的程序執(zhí)行過程3. plc的掃描周期在plc的實(shí)際工作過程中，每個(gè)掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計(jì)算機(jī)）通信等處理。即一個(gè)掃描周期還應(yīng)包含自診斷及與外設(shè)通信等時(shí)間。4. plc的io響應(yīng)時(shí)間plc采用集中io刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，即使輸入信號發(fā)生變化，輸入映像寄存器區(qū)的內(nèi)容也不會改變，還會影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。輸出信號的變化滯后于輸入信號的變化，這產(chǎn)生了plc的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象，最大滯后時(shí)間為2-3個(gè)掃描周期。2.3 可編程控制器的編程

21、語言plc的編程語言有梯形圖語言、助記符語言、順序功能圖語言等。其中前兩種語言用得較多，順序功能圖語言也在許多場合被采用。本課題所采用的編程語言為梯形圖語言。2.4 可編程控制器與繼電器在電梯控制中的應(yīng)用比較在電梯的電氣系統(tǒng)中，邏輯判斷起著主要的作用，其控制系統(tǒng)必須起動(dòng)各種控制信號和執(zhí)行元件（如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動(dòng)機(jī)以及電子元件、電力電子器件等），要達(dá)到這些控制目的，其方法有：1. 繼電器接觸器控制系統(tǒng)這種控制系統(tǒng)是早期電梯多采用的一種控制系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：與其它控制系統(tǒng)比較，其簡單、易于理解和掌握、價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：動(dòng)合觸點(diǎn)易磨損，且電接觸不良；體積大；控制系統(tǒng)耗能大、動(dòng)作噪聲大；維修保

22、養(yǎng)工作量大、費(fèi)用高。因此這種控制系統(tǒng)僅用于速度不高、性能要求也不高的電梯中。2. plc控制系統(tǒng)plc充分利用了微型計(jì)算機(jī)的原理和技術(shù)，保留計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)，而克服了它的缺點(diǎn)。它具有強(qiáng)大的生命力，各工業(yè)部分紛紛用它來改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果?？傊琾lc是采用微機(jī)技術(shù)制造的通用自動(dòng)控制設(shè)備，它能控制開關(guān)量、模擬量、具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、并具有完成邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)、運(yùn)算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設(shè)備。第三章 plc控制系統(tǒng)與變頻器3.1 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖3-1是plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟的流程圖。詳細(xì)步驟如下：（1）了解和分析被控對象的控制要求，確

23、定輸入、輸出設(shè)備的類型和數(shù)量。（2）根據(jù)輸入、輸出設(shè)備的類型和數(shù)量，確定plc的i/o點(diǎn)數(shù)，并選擇相應(yīng)點(diǎn)數(shù)的plc機(jī)型。（3）合理分配i/o點(diǎn)數(shù)，繪制plc控制系統(tǒng)輸入、輸出端子接線圖。（4）根據(jù)控制要求繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖。（5）根據(jù)工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖編寫梯形圖、指令語句、匯編語言或計(jì)算機(jī)高級語言等形式的用戶程序。（6）用編程器將用戶程序輸入到plc內(nèi)部存儲器中，進(jìn)行程序調(diào)試。（7）程序調(diào)試。先進(jìn)行模擬調(diào)試，再進(jìn)行現(xiàn)場聯(lián)機(jī)調(diào)試；先進(jìn)行局部、分段調(diào)試，再進(jìn)行整體、系統(tǒng)調(diào)試。（8）調(diào)試過程結(jié)束，整理技術(shù)資料，投入使用。分控對象、明確控制要求選擇plc機(jī)型硬件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)模擬調(diào)試修改修改

24、符合設(shè)計(jì)要求？現(xiàn)場聯(lián)機(jī)調(diào)試符合設(shè)計(jì)要求？投入運(yùn)行否否否否是圖3-1 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟流程3.2 變頻器的分類變頻器的種類有很多，根據(jù)不同的分類方法將變頻器分為：按交換環(huán)節(jié)方法分：交-直-交變頻器；交-交變頻器。按主電路工作方式分：電壓型變頻器；電流型變頻器。按電壓的調(diào)制方式分：pam變頻器；pwm變頻器。按工作原理分：v/f控制變頻器；轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器；矢量控制變頻器；直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器。按用途分：通用變頻器；高性能變頻器；具有電源再生功能的變頻器；風(fēng)機(jī)、水泵用變頻器；其他專業(yè)變頻器。3.3 變頻器的選擇3.3.1 選擇變頻器的規(guī)格及滿足條件按照變頻器標(biāo)稱功率進(jìn)行選擇，在實(shí)際中常常可能

25、會行不通。根據(jù)具體的工程情況，可以有以下的幾種選擇方式：（1）按照標(biāo)稱功率選擇：一般做為初步投資估算依據(jù)。（2）按照電動(dòng)機(jī)額定電流選擇：多用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的新設(shè)計(jì)項(xiàng)目。（3）按照電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流選擇：多用于改造工程。（4）照轉(zhuǎn)矩過載能力選擇。且選擇的變頻器應(yīng)滿足以下條件：（1）根據(jù)被控設(shè)備的負(fù)載特性選用通用變頻器的類型。（2）所選用通用變頻器的類型與被控異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)匹配。（3）為降低電梯成本，選用通用變頻器。（4）電梯的啟動(dòng)和停車都要平穩(wěn)。（5）變頻器帶有防止失速功能。（6）變頻器具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性。3.3.2 vs-616g5變頻器vs-616g5變頻器屬于電壓型變頻器，包括4種控制方式

26、：v/f控制、帶pg反饋的v/f控制、無傳感器的磁通矢量控制和帶pg反饋的磁通矢量控制。vs-616g5只需簡單的參數(shù)設(shè)置就可以用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。其主要參數(shù)設(shè)置如表3-1所示。表3-1 vs-616g5變頻器主要參數(shù)設(shè)置表3-2示出了控制電路端子的功能說明。變頻器的輸入信號包括對運(yùn)行/停止、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行操作的數(shù)字操作信號。變頻器通常利用繼電器觸點(diǎn)或晶體管集電極開路形式得到這些運(yùn)行信號plc的輸出端口可以和變頻器的上述信號端子直接相連接，從而實(shí)現(xiàn)plc對變頻器的控制。變頻器的監(jiān)測輸出信號分為開關(guān)量檢測信號和模擬量檢測信號兩種，用來和其他設(shè)備配合以組成控制系統(tǒng)。模擬量檢測輸出信

27、號既可根據(jù)需要送給電流表或頻率表，也可以送給plc的模擬量輸入模塊。對于開關(guān)量檢測信號，由于是通過繼電器觸點(diǎn)或晶體管集電極開路的形式輸出，額定值均在24v/50ma之上，符合fx系列plc對輸入信號的要求，所以將變頻器的開關(guān)量檢測信號fx系列plc的輸入端直接相連接，從而實(shí)現(xiàn)信號的反饋控制。表3-2 控制電路端子的功能說明種類端子符號端子名稱功能說明數(shù)字輸入信號1正轉(zhuǎn)停止閉，正轉(zhuǎn)；開，停止多功能輸入端2反轉(zhuǎn)停止閉，反轉(zhuǎn)；開，停止3外部故障閉，故障；開，正常4故障復(fù)位閉時(shí)復(fù)位5主速/輔助切換閉輔助頻率指令6調(diào)速指令2閉多段速設(shè)定2有效7點(diǎn)動(dòng)指令閉時(shí)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行8外部封鎖指令閉時(shí)變頻器停止輸出11順序

28、公共端子數(shù)字輸出信號9運(yùn)行信號運(yùn)行時(shí)閉多功能輸出端1025零速信號零速值(b2-01)以下時(shí)閉26速度一致信號在設(shè)定頻率±2hz以內(nèi)閉27多功能輸出公共端18故障輸出故障時(shí)18-20之間閉合故障時(shí)19-20之間斷開1920模擬輸出信號21頻率表輸出010v/100頻率22公共端23電流監(jiān)視5v/變頻器額定電流3.3.3 vs-616g5變頻器多級調(diào)速的plc控制利用plc的開關(guān)量輸入輸出模塊對變頻器的多功能輸入端進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)、多速控制。這種控制方式滿足其工藝要求，且接線簡單，抗干擾能力強(qiáng)，使用方便，成本低，并且不存在由于噪聲和漂移帶來的各種問題。表2-3中多功

29、能輸入端子和多功能輸出端子的功能為出場時(shí)所設(shè)定，用戶也可以根據(jù)需要利用變頻器的數(shù)字操作器對這些端口重新進(jìn)行功能設(shè)定。用數(shù)字操作器對參數(shù)h1-01h1-06進(jìn)行設(shè)定，最多可達(dá)9段速運(yùn)行，設(shè)定情況如表3-3所示。表3-3 多段速參數(shù)的設(shè)定端子對應(yīng)參數(shù)設(shè)定值內(nèi)容5h1-033多段速指令16h1-044多段速指令27h1-055多段速指令38h1-066點(diǎn)動(dòng)頻率選擇然后通過端子5、6、7、8和公共端子11之間的接通/斷開的組合，可得9段速頻率的選擇。端子接通/斷開的組合與被選擇頻率的對應(yīng)關(guān)系如表2-4所示。表中1表示接通，0表示斷開。其中，點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)是一種與所設(shè)置的加減速時(shí)間無關(guān)的、單步的、以點(diǎn)動(dòng)頻率運(yùn)

30、轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)功能。變頻器的5、6、7端子經(jīng)過功能設(shè)定后再通過通斷組合，可控制8檔頻率，連同端子8對應(yīng)的點(diǎn)東頻率，共可實(shí)現(xiàn)9段速的控制。每檔相應(yīng)額頻率可以通過數(shù)字操作器對參數(shù)d1-01d1-09的設(shè)置而定（范圍0400hz）。如表3-4所示。表3-4 多段頻率的選擇5-11（段速1）6-11（段速2）7-11（段速3）8-11（點(diǎn)動(dòng)頻）被選擇的頻率0000頻率指令1d1-01主速頻率數(shù)1000頻率指令2d1-02輔助頻率數(shù)0100頻率指令3d1-031100頻率指令4d1-040010頻率指令5d1-051010頻率指令6d1-060110頻率指令7d1-071110頻率指令8d1-081點(diǎn)動(dòng)頻率d

31、1-093.4 變頻調(diào)速方案一、控制要點(diǎn)控制模式。為了保證在低速時(shí)能有足夠大的轉(zhuǎn)矩，最好采用帶轉(zhuǎn)速反饋的矢量控制方式。起動(dòng)方式。為滿足吊鉤從“床面”上升時(shí)，需要消除傳動(dòng)間隙，將鋼絲繩拉緊的要求，應(yīng)采用s型起動(dòng)方式。制動(dòng)方式。采用再生制動(dòng)、直流制動(dòng)和電磁機(jī)械制動(dòng)相結(jié)合的方法。點(diǎn)動(dòng)制動(dòng)。點(diǎn)動(dòng)制動(dòng)是用來調(diào)整被吊物體空間位置的，應(yīng)能單獨(dú)控制。點(diǎn)動(dòng)頻率不宜過高。二、調(diào)速方案變頻器的選型?？紤]到起升機(jī)構(gòu)對運(yùn)行的可靠性要求較高，應(yīng)選用具有帶速度反饋矢量控制功能的變頻器。調(diào)速機(jī)構(gòu)。雖然變頻器調(diào)速是無級的，可以用外接電位器來進(jìn)行調(diào)速，希望調(diào)速時(shí)的基本操作方法能夠和原拖動(dòng)系統(tǒng)的操作方法相同。因此，采用左、右各若干

32、擋轉(zhuǎn)速的控制方式。3.5 變頻器容量及制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算變頻器的功率可根據(jù)曳引機(jī)電機(jī)功率、電梯運(yùn)行速度、載重與配重進(jìn)行計(jì)算。設(shè)電梯曳引機(jī)電機(jī)功率為p1，運(yùn)行速度為v，自重為m1，載重為m2，配重為m3，重力加速度為g，變頻器功率為p，在最大載重下，電梯上升的最大曳引功率為p2，則： p2=(m1+m2+m3)g+f×v （公式3-5-1）其中f=(m1+m2+m3)g+µ為摩擦力，µ可忽略不計(jì)。變頻器的允許過載倍數(shù)為1.31.5。變頻器功率p應(yīng)接近電機(jī)功率p1，相對于p2留有安全浴量，可取p=1.5p2。由于電梯為位能負(fù)載，在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生能量，所以變頻調(diào)速裝置

33、應(yīng)具有制動(dòng)功能。根據(jù)成本和使用效果方面考慮采用能耗制動(dòng)方式，但制動(dòng)電阻r值的大小應(yīng)使通過制動(dòng)電阻i1的值不超過變頻器額定電流i的一半，即： i1=u/ri （公式3-5-2）第四章 硬件設(shè)計(jì)電梯的硬件系統(tǒng)由操縱盤、門廳信號、plc、變頻器、調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4-1所示。圖4-1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中變頻器只完成調(diào)速功能，而邏輯控制部分由plc完成。plc負(fù)責(zé)處理各種信號的邏輯關(guān)系，從而向變頻器發(fā)出起停信號，同時(shí)變頻器也將自身的工作狀態(tài)發(fā)plc形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系。系統(tǒng)還配置了與電動(dòng)機(jī)同軸連接旋轉(zhuǎn)譯碼器及pg卡，完成速度檢測及反饋，形成速度閉環(huán)和位置閉環(huán)。此系統(tǒng)還必須配置制動(dòng)電阻，當(dāng)電梯減速運(yùn)

34、行時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能，抑制直流電壓升高。4.1 變頻電梯電力傳動(dòng)系統(tǒng)如圖4-2所示為電梯驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖，動(dòng)力來自電動(dòng)機(jī)，一般選11kw或15kw的異步電動(dòng)機(jī)。曳引機(jī)的作用有三個(gè)：一是調(diào)速，二是驅(qū)動(dòng)曳引鋼絲繩，三是在電梯停車時(shí)實(shí)施制動(dòng)。為了加大載重能力，鋼絲繩的一端是轎廂，另一端加裝了配重裝置，配重的重量隨電梯載重的大小而變化。計(jì)算公式如下：配重的重量=（載重量/2+轎箱自重）×45% （公式4-1-1）式中的45%是平衡系數(shù)，一般要求平衡系數(shù)在45%50%之間4-2 電梯驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖這種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可使電梯的載重能力大為提高，在電梯空載上行或空載下行時(shí)，電動(dòng)機(jī)

35、額負(fù)載最大，處在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，這就要求電動(dòng)機(jī)在四象限內(nèi)運(yùn)行。為滿足乘客的舒適感和平層精度，要求電動(dòng)機(jī)在各種負(fù)載下都有良好的調(diào)速性能和準(zhǔn)確停車性能。為滿足這些要求采用變頻器控制電動(dòng)機(jī)是最合適的。變頻器不但可以提供良好的調(diào)速性能，并能節(jié)約大量電能，這是目前電梯大量采用變頻器控制的主要原因。下面以目前正弦輸入和正弦輸出電壓源變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為例并結(jié)合圖4-3說明vvvf變頻電梯電力傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。圖4-3 變頻電梯電力傳動(dòng)系統(tǒng)該系統(tǒng)的特點(diǎn)有：（1）使用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，維護(hù)方便，適于高速運(yùn)行。（2）電力傳動(dòng)效率高，節(jié)約電能。電梯屬于一種位能負(fù)載，在運(yùn)行時(shí)具有動(dòng)能，因此在制動(dòng)時(shí)，將其回饋電

36、網(wǎng)具有很大意義。（3）結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，占地面積大為減少。4.2 電梯的主電路圖4-4是電梯的主電路圖。圖中m1為ytd系列電梯專用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)；km1、km2為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯上下行控制；km3、km4為電梯高低速運(yùn)行接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯的高速與低速運(yùn)行；km5為啟動(dòng)加速接觸器；km6、km7、km8為減速制動(dòng)接觸器，用以調(diào)整電梯制動(dòng)時(shí)的加速度；l1、l2與r1、r2為串入電動(dòng)機(jī)定子電路的電抗與電阻，與km5km8配合實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的加減速控制。當(dāng)km1或km2與km3通電吸合時(shí)，電梯將上行或下行啟動(dòng)，延時(shí)后km5通電吸合，切除r1、l1，電梯將轉(zhuǎn)為上行或下行的穩(wěn)速

37、運(yùn)行；當(dāng)電梯解說到停層指令后，km3斷電釋放，km4通電吸合，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為低速接法，串入阻抗制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上升與下降的低速運(yùn)行，且km5km8依次通電吸合，用來控制制動(dòng)過程的強(qiáng)度，提高停車制動(dòng)時(shí)的舒適感；至平層位置時(shí)，接觸器全部斷電釋放，電梯抱閘抱死，電梯停止運(yùn)行。在檢修狀態(tài)時(shí)，電梯只能在低速接法下點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行。圖4-4 電梯主電路圖4.3 機(jī)型選擇及i/o分配4.3.1 輸入模塊plc輸入模塊的功能主要是檢測來自現(xiàn)場設(shè)備的輸入信號，并將其轉(zhuǎn)換成plc內(nèi)部可處理的電平信號。輸入信號及地址分配如表4-1所示。 1、輸入信號的類型選擇常用的開關(guān)量輸入模塊按信號類型分為三種：直流輸入、交流輸入和交流/直流輸入

38、。選擇時(shí)一般根據(jù)現(xiàn)場輸入信號及周圍環(huán)境來考慮。交流輸入模塊觸點(diǎn)接觸可靠，適合于有油污、粉塵的惡劣環(huán)境下使用；直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，可以直接接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子設(shè)備連接。2、輸入信號電壓等級選擇直流中有分為5v、12v、24v、60v、和68v，交流又分為115v和220v兩種。對于傳輸距離比較近的，可以選用低電平，如5v、12v和24v。一般24v以下屬于低電平，用于傳輸距離較近的場合。如5v最遠(yuǎn)不超過10m。3、輸入接線方式的選擇。plc的i/o模塊外部接線方式分為隔離式、分組式和匯點(diǎn)式。匯點(diǎn)式模塊的所用點(diǎn)共用一個(gè)公共端（com）；分組式模塊是將i/o點(diǎn)分成若干組，每一組共用一個(gè)公

39、共端，各組之間是隔離的；分隔式的每一點(diǎn)一個(gè)公共端，各點(diǎn)之間相互隔離，每一個(gè)點(diǎn)可使用不同的電源。隔離式每點(diǎn)平均價(jià)格較高，如果信號之間不需要隔離，應(yīng)選用前兩種。表4-1 輸入信號及地址分配名稱符號輸入點(diǎn)開門按鈕sb1x003關(guān)門按鈕sb2x004門鎖開關(guān)ka1x000自動(dòng)開關(guān)sa1-1x001檢修開關(guān)sa1-2x002基站開關(guān)sq5x007一樓感應(yīng)器1krx021二樓感應(yīng)器2krx022三樓感應(yīng)器3krx023四樓感應(yīng)器4krx024五樓感應(yīng)器5krx025六樓感應(yīng)器6krx026安全運(yùn)行開關(guān)ka2run(x020)開門到位開關(guān)sq6x010關(guān)門到位開關(guān)sq7x011上行限位開關(guān)sq17x012下

40、行限位開關(guān)sq18x013上平層感應(yīng)器7krx008下平層感應(yīng)器8krx009上行起動(dòng)按鈕sb3x005下行起動(dòng)按鈕sb4x006一樓轎內(nèi)選層鈕sb5x014二樓轎內(nèi)選層鈕sb6x015三樓轎內(nèi)選層鈕sb7x016四樓轎內(nèi)選層鈕sb8x017五樓轎內(nèi)選層鈕sb9x018六樓轎內(nèi)選層鈕sb10x019一樓上行外呼鈕1sb1x027二樓上行外呼鈕2sb1x028二樓下行外呼鈕2sb2x029三樓上行外呼鈕3sb1x030三樓下行外呼鈕3sb2x031四樓上行外呼鈕4sb1x032四樓下行外呼鈕4sb2x033五樓上行外呼鈕5sb1x034五樓下行外呼鈕5sb2x035六樓下行外呼鈕6sb2x036

41、4.3.2 輸出模塊plc輸出模塊的功能主要是將內(nèi)部的輸出電平，在輸出前轉(zhuǎn)換可匹配外部負(fù)載設(shè)備的控制信號。輸出信號及地址分配如表4-2所示。1、輸出方式選擇輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出型、晶閘管輸出型和晶體管輸出型。晶閘管輸出模塊比較適合于開關(guān)頻率高、電感性和低功率因數(shù)的負(fù)載設(shè)備，其缺點(diǎn)是價(jià)格高，過載能力較差。晶體管輸出型只能用于直流負(fù)載，它和晶閘管屬于無觸點(diǎn)元件，可靠性高、響應(yīng)速度快、壽命長，適用于通斷頻繁的負(fù)載，但過載能力稍差。而繼電器輸出模塊的優(yōu)點(diǎn)是使用電壓范圍寬，導(dǎo)通壓降損失少，并且價(jià)格較低，但使用壽命不長，而且響應(yīng)速度較慢。2、輸出接線方式的選擇。與輸入接線方式的選擇相同。3、

42、輸出電流的選擇輸出模塊同時(shí)接通電數(shù)的電流累計(jì)值必須小于公共端所允許通過的電流值。輸出模塊的輸出電流大小要大于負(fù)載電流的額定值。表4-2 輸出信號及地址分配名稱符號輸出點(diǎn)上行接觸器km1y000下行接觸器km2y001高速接觸器km3y002低速接觸器km4y003加速接觸器km5y004制動(dòng)接觸器km6-km11y005-y010開門接觸器km12y011關(guān)門接觸器km13y012上行指示燈hl7y019下行指示燈hl8y020一層指示燈1hly013二層指示燈2hly014三層指示燈3hly015四層指示燈4hly016五層指示燈5hly017六層指示燈6hly018一層內(nèi)選記憶燈hl1y0

43、21二層內(nèi)選記憶燈hl2y022三層內(nèi)選記憶燈hl3y023四層內(nèi)選記憶燈hl4y024五層內(nèi)選記憶燈hl5y025六層內(nèi)選記憶燈hl6y026一樓向上召喚燈hl9y027二樓向上召喚燈hl10y028二樓向下召喚燈hl11y029三樓向上召喚燈hl12y030 三樓向下召喚燈hl13y031 四樓向上召喚燈hl14y032 四樓向下召喚燈hl15y033 五樓向上召喚燈hl16y034 五樓向下召喚燈hl17y035 六樓向下召喚燈hl18y036 由上面可知三層電梯有37個(gè)輸入信號，37個(gè)輸出信號，考慮到留有余量，選擇fx2n80mrd（40點(diǎn)輸入，40點(diǎn)輸出）的plc。4.4 電梯外部接

44、線圖見附錄第五章 軟件設(shè)計(jì)梯控制程序的設(shè)計(jì)需按照5-1所示的程序流程圖來編輯。yyyynnyn上電初始化確認(rèn)本層與目標(biāo)層等待目標(biāo)層與本層是否同層電梯啟動(dòng)電梯選向電梯運(yùn)行樓層信號是否目標(biāo)層平層信號電梯制動(dòng)開門延時(shí)是否停止運(yùn)行停止是否廳外呼叫是否轎廂呼叫關(guān)門圖5-1 程序流程圖設(shè)計(jì)梯形圖一般要遵循以下規(guī)則：（1）i/o點(diǎn)和內(nèi)部各軟繼電器等的常開和常閉觸點(diǎn)可多次重復(fù)使用。（2）軟繼電器的線圈不能直接與左母線相連，應(yīng)有過渡點(diǎn)。（3）軟繼電器的右端不能再有接點(diǎn)。（4）在同一套梯形圖中，相同代號的線圈不能重復(fù)出現(xiàn)（set、rst除外）。（5）plc的輸入輸出點(diǎn)可當(dāng)軟繼電器來用。5.1 開門環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)電梯的開

45、門存在以下幾種情況：梯形圖如圖5-2所示。1、電梯投入運(yùn)行前的開門。此時(shí)電梯位于基站，將開關(guān)梯鑰匙插入sa2內(nèi)，旋轉(zhuǎn)至開梯位置，則電梯自動(dòng)開門，乘客或司機(jī)進(jìn)入轎廂，選層后電梯自動(dòng)運(yùn)行。2、電梯檢修時(shí)的開門。在檢修狀態(tài)下，開關(guān)門均為手動(dòng)狀態(tài)，由開關(guān)門按鈕sb1、sb2實(shí)施開門與關(guān)門。3、電梯自動(dòng)運(yùn)行停層時(shí)的開門。電梯停層時(shí)，到平層位置，m140接通，電梯應(yīng)開始開門。4、電梯關(guān)門過程中的重新開門。關(guān)門過程中，若有人或物夾在兩門的中間，需重新開門，本設(shè)計(jì)通過開門按鈕實(shí)施重新開門。5、呼梯開門。電梯到達(dá)某層后，如果沒有人繼續(xù)使用電梯，電梯將停靠在該層待命，若有人在該層呼梯，電梯將首先開門，以滿足用梯的

46、要求。圖5-2 開門環(huán)節(jié)梯形圖5.2 關(guān)門環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)電梯關(guān)門存在以下幾種情況：梯形圖如圖5-3所示。1.電梯停用后的關(guān)門。此時(shí)電梯到達(dá)基站，司機(jī)或乘客離開轎廂，電梯自動(dòng)關(guān)門，司機(jī)將開關(guān)梯鑰匙插入sa2，旋轉(zhuǎn)到關(guān)梯位置，電梯的安全回路被切斷，plc 停止運(yùn)行，電梯被關(guān)閉。2.電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)關(guān)門。停站時(shí)間繼電器t50延時(shí)結(jié)束時(shí)，電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門。3.電梯檢修狀態(tài)時(shí)的關(guān)門。圖5-3 關(guān)門環(huán)節(jié)梯形圖5.3 層樓信號產(chǎn)生與消除環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)當(dāng)電梯位于某一層時(shí)，指層感應(yīng)器1kr6kr產(chǎn)生該樓層的信號，以控制指層燈的狀態(tài)，離開該層時(shí)，該樓層信號應(yīng)被新的樓層信號所代替。其梯形圖如圖5-4所示，圖中當(dāng)層的層樓輔助繼電器是

47、用上層或下層的層樓信號關(guān)斷的。圖5-4 層樓信號產(chǎn)生與消除環(huán)節(jié)梯形圖5.4 停層信號登記與消除環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)乘客或司機(jī)通過對轎廂內(nèi)操縱盤上選層按鈕的操作，可以選擇欲去的樓層。選層信號被登記后，選層按鈕下的指示燈亮，當(dāng)電梯到達(dá)所選的樓層后，停層信號即被消除，指示燈也應(yīng)熄滅。其梯形圖5-5所示，圖中各內(nèi)選層輔助繼電器梯形圖支路中串入了層樓輔助繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)圖5-5 停層信號登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖5.5 外呼信號登記與消除環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)乘客或司機(jī)在廳門外呼梯是，呼梯信號應(yīng)被接收和記憶。當(dāng)電梯到達(dá)該樓層，且定向方向與目的方向一致時(shí)，呼梯要求已滿足，呼梯信號應(yīng)被消除。故其梯形圖如圖4-6所示。圖5-6中，按下外呼按

48、鈕時(shí)，相對應(yīng)的外呼輔助繼電器接通，外呼按鈕下的時(shí)候，表示呼梯要求已被電梯接受并記憶，而該信號的消除環(huán)節(jié)由當(dāng)層層信號的動(dòng)斷觸點(diǎn)與都勻行方向信號的動(dòng)斷并聯(lián)構(gòu)成的（m03為上行輔助繼電器，m104為下行輔助繼電器）。這樣安排是前邊提到過的電梯運(yùn)行中只應(yīng)同向呼梯的原則決定的。即電梯將停止，呼梯要求已滿足呼梯信號被取消。電梯運(yùn)行方向與呼梯目的地方向相反時(shí)，如電梯從一樓向上運(yùn)行（上行），而呼梯要求從二樓向下，若由區(qū)三樓以上的內(nèi)選層要求及外呼梯要求，電梯到達(dá)二樓時(shí)（無二樓上行要求，電梯到達(dá)二樓時(shí)）不停梯，呼梯要求沒有滿足，呼梯不能消除；待乘客進(jìn)入轎廂，選層（去一樓），電梯定向下，則二樓下呼梯信號滿足，呼梯信

49、號被消除。圖5-6 外呼信號登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖5.6 定向環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，電梯首先應(yīng)確定運(yùn)行方向，也即定此阿向。電梯的定向只有兩種情況，即殺過農(nóng)行和下行。電梯處于待命狀態(tài)，接受到內(nèi)選和為呼信號時(shí)，應(yīng)將電梯所處的位置與內(nèi)選和外呼信號進(jìn)行比較，定是上行和下行。一旦電定向后，內(nèi)選和外呼對電梯進(jìn)行順向運(yùn)行的要求，沒有滿足的情況下，定向信號不能消除。檢修狀態(tài)下運(yùn)行方向直接由上行下行氣動(dòng)按鈕確定，不需定向，故其梯形圖如圖5-7所示。途中m103及m104分別為定上行及向行輔助繼電器，它們線圈的工作條件出頂塊由內(nèi)呼信號和電梯位置信號著稱，前文中所說的“比較”是通過電梯位置信號對呼梯信號的“屏蔽”

50、實(shí)現(xiàn)的，比如當(dāng)電梯上行且位于2層時(shí)，m111的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，1層的內(nèi)呼外呼都不再能影響上行狀態(tài)。圖5-7定向環(huán)節(jié)梯形圖5.7 起動(dòng)加速和穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)其梯形圖如圖5-8所示。圖5-8 起動(dòng)加速和穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)節(jié)梯形圖5.8 停層信號設(shè)計(jì)電梯在停車制動(dòng)前,應(yīng)首先確定其停層信號,即確定要?？康臉菍?應(yīng)根據(jù)電梯的運(yùn)行方向與外呼信號的位置和轎內(nèi)選層信號比較后得出。其梯形圖如圖5-9所示。圖中，各層的停車觸發(fā)信號在下行下呼，上行上呼及內(nèi)選層信號存在時(shí)產(chǎn)生，這些都是符合前邊所談到的停車原則的。當(dāng)存在觸發(fā)信號電梯又運(yùn)行到當(dāng)層時(shí)產(chǎn)生停車信號。停車信號m105梯形圖支路中m103、m104動(dòng)斷觸點(diǎn)的作用是為了解決

51、呼梯方向與電梯運(yùn)行方向相反時(shí)的停車問題（如二樓向下的外呼信號，使電梯從一樓向上運(yùn)行時(shí)，m151不會觸發(fā)，至二樓位置，靠m103、m104的動(dòng)斷觸點(diǎn)使m105接通）而設(shè)置的。而停車信號的消除是停車時(shí)間到，t50為停車時(shí)間定時(shí)器。圖5-9停層信號梯形圖5.9 制動(dòng)過程環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)為解決電梯進(jìn)入平層區(qū)間后才出現(xiàn)停車信號致使電梯過急停車的問題，采用微分指令將x36及x37變成短信號。其梯形圖如圖5-10所示。5-10 制動(dòng)過程梯形圖第六章 總結(jié)經(jīng)過近三個(gè)月的研究工作，通過在圖書館、互聯(lián)網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，了解了電梯的起源和發(fā)展過程，并加深了對電梯運(yùn)行過程、控制系統(tǒng)的認(rèn)識。熟悉了可編程控制器在電梯控制系統(tǒng)中的

52、運(yùn)用。由于當(dāng)初學(xué)習(xí)plc課程時(shí)接觸過關(guān)于電梯plc控制方面的指示，所以這次的設(shè)計(jì)在是在原有課程的基礎(chǔ)之上加深研究，相對來說還是比較簡單的。這次的設(shè)計(jì)使我鞏固了以前所學(xué)的知識，并且對plc的編程技術(shù)有了更深的了解，使我將原來所學(xué)的知識系統(tǒng)化、理論化、實(shí)用化，對如何使用已有知識及獲取相關(guān)資料方面的能力又有了提高。這次的設(shè)計(jì)使我認(rèn)識到無論做什么都需要踏實(shí)、勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。這點(diǎn)對我以后的工作有很大的影響。設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計(jì)目的，利用可編程控制器（plc）控制技術(shù)改造舊電梯，充分利用了現(xiàn)代電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)原理和檢測技術(shù)，達(dá)到了對電梯的可靠控制。通過合理的設(shè)備選型、參數(shù)設(shè)置和軟件設(shè)計(jì)，提高了電梯的運(yùn)行可靠性。采用plc改造后的電梯結(jié)構(gòu)緊湊、維修簡單、故障率低。如果plc與交流變頻調(diào)速（vvvf）控制技術(shù)結(jié)合將提升電梯的的效率和舒適感，有利于電梯的節(jié)能。具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。致謝電梯控制技術(shù)是一門專業(yè)技術(shù)，它涉及了我們學(xué)過的很多課程。通過這次的設(shè)計(jì)，我鞏固了以前學(xué)過的很