畢業(yè)設計：電梯可編程（PLC）控制器控制系統(tǒng)設計

1、陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文i摘 要plc（可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計算機，它以其編程方便、操作簡單尤其是它的高可靠性等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應用。它應用大規(guī)模集成電路，微型機技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點和微型，中型，大型，超大要型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計算機之間的許多控制領(lǐng)域。隨著社會的不斷發(fā)展，樓房越來越高，而電梯成為了高層樓房的必須設備。電梯從手柄開關(guān)操縱電梯、按鈕控制電梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運輸做出了不可磨滅的貢獻。plc 在電梯升降控制上的應用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于 plc 具有邏輯運算，計

2、數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯升降過程中，各種邏輯開關(guān)控制與 plc 很好的結(jié)合，很好的實現(xiàn)了對升降的控制。本文主要討論研究利用 c 系列 p 型機對電梯的升降進行控制，形成電梯控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：plc；電梯控制。陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文iiabstractplc (programmable logical controller) took one kind most important, the application situation most industries control microcomputer, it is convenient, operation simp

3、le in particular by its programming merit and so on redundant reliability, obtained the widespread application in the industrial production process. it applies the large scale integrated circuit, the miniature machine technology and the communication technology development achievement, gradually for

4、med had the many kinds of merits and miniature, medium, large-scale, ultra large-scale and so on each kind of specification series product, applied to monitors between the computer from the control system many controls domain. along with societys unceasing development, the building is more and more

5、high, but the elevator became the high level building to have the equipment. after humanitys more than centuries unremitting endeavors, the elevator already from the handle switch operation elevator, the push-button control elevator develops to the present group control elevator, has made the indeli

6、ble contribution for the high level transportation. plc in the control in the elevator the application mainly to manifest in its logical switch control function. this function enable plc to have the logic operation, counts with fixed time as well as the data feeds output function. rises and falls in

7、 the process in the elevator, each logical switch control and plc very good union, very good realization to fluctuation control. this article main discussion studies using omron on the control to the elevator fluctuation, forms the elevator control systemkey words: plc;elevator control.陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論

8、文iii目錄第第 1 1 章章 緒論緒論 .1 11.1 引言.11.2 可編程控制器的由來與發(fā)展.21.3 電梯繼電器控制系統(tǒng)簡介.31.3.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點.31.3.2 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題.31.4 可編程控制器(plc)的特點.41.4.1 硬件的可靠性.41.4.2 編程簡單，使用方便.41.4.3 接線簡單，通用性好.41.4.4 易于安裝，便于維護.51.5 plc 的工作原理 .51.6 采用 plc 控制電梯的優(yōu)點.61.7 plc 的編程語言.61.8 電梯的發(fā)展動態(tài).71.9電梯簡介.81.9.1 電梯分類.81.9.2 電梯的主要組成部分.81.9

9、.3 電梯的安全保護裝置.9第二章第二章 基本方案分析基本方案分析 .9 92.可編程控制器控制系統(tǒng)設計方法.92.2 電梯控制系統(tǒng)設計流程圖.102.3 系統(tǒng)流程圖分解.112.4 設計所用 plc 機型的介紹.13第三章第三章 四層電梯的自動控制設計四層電梯的自動控制設計 .14143.1 四層電梯的示意圖.143.2 控制要求.143.3 電梯自動控制的 i/o 通道分配.153.4 plc 的 i/o 接線圖.163.5 梯形圖程序設計.173.6 指令語句.193.7 工作過程.21總結(jié)總結(jié) .2222謝辭謝辭 .2222參考文獻參考文獻 .2323陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文1第第

10、 1 1 章章 緒論緒論1.11.1 引言引言隨著科學技術(shù)的發(fā)展、近年來，我國的電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展一些電梯廠也在不斷改進設計、修改工藝。更新?lián)Q代生產(chǎn)更新型的電梯，電梯主要分為機械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)兩大部份，隨著自動控制理論與微電子技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動方式與控制手段均發(fā)生了很大的變化，交流調(diào)速是當前電梯拖動的主要發(fā)展方向。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電路控制系統(tǒng)(“早期安裝的電梯多位繼電器控制系統(tǒng))、plc 控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點，目前已逐漸被淘汰。微機控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差

11、，系統(tǒng)設計復雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷。而plc 控制系統(tǒng)由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強,設計和調(diào)試周期較短等優(yōu)點，倍受人們重視等優(yōu)點，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。目前國內(nèi)七八十年代安裝的許多電梯電氣部分用繼電器接觸器控制系統(tǒng)，線路復雜，接線多，故障率高，維修保養(yǎng)難，許多已處于閑置狀態(tài)，其拽引系統(tǒng)多采用交流雙速電機系統(tǒng)換速，效率低，調(diào)速性能指標較差，嚴重影響電梯運行質(zhì)量。由于這些電梯交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，交流雙速電機拖動系統(tǒng)性能及乘坐舒適感較差，交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)屬能耗型調(diào)速的機械部分無大問題，為節(jié)約資金，大部分

12、老式電梯用戶希望對電梯的電氣控制系統(tǒng)進行改造，提高電梯的運行性能。因此對電梯控制技術(shù)進行研究，尋找適合我國老式電梯的改造方法具有十分重要的意義。電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。plc 作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進性，在電梯控制中得到廣泛應用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計算機控制的一個重要方向，成為當前電梯控制和技術(shù)改造的熱點之一。plc 是一種專門從事邏輯控制的微型計算機系統(tǒng)。由于 plc 具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、設計配置靈活等特點。因此在工業(yè)控制方面得到了廣泛應用。自 80 年代后期plc 引入我國電梯行業(yè)以來，由 plc 組成

13、的電梯控制系統(tǒng)被許多電梯制造廠家普遍采用。并形成了一系列的定型產(chǎn)品。在傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的改造工程中，plc 系統(tǒng)一直是主流控陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文2制系統(tǒng)。電梯控制系統(tǒng)分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對電梯運行是乘的舒適感有著重要影響，而邏輯控制部分則是電梯安全可靠運行的關(guān)鍵。為了改善電梯的舒適感和運行的可靠性，現(xiàn)在都改為用 plc 來控制電梯的運行，這樣大大提高了電梯的性能?？删幊炭刂破鳎╬rogrammable logic controller，簡稱 plc）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)與自動化技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制器。它具有可靠性高、適應工業(yè)現(xiàn)場的高溫、沖擊和振

14、動等惡劣環(huán)境的特點，已成為解決自動控制問題的最有效工具，是當前先進工業(yè)自動化的三大支柱之一。所以，綜上所述，本設計就以 plc 作為工具對升降電梯的各種操作進行控制。1.21.2 可編程控制器的由來與發(fā)展可編程控制器的由來與發(fā)展第一臺可編程控制器的設計規(guī)范是美國通用公司提出的。當時的目的是要求設計一種新的控制裝置以取代繼電器盤，在保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點的基礎(chǔ)上，同時具有現(xiàn)代化生產(chǎn)線所要求的時間響應快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可隨工藝改變、易于與計算機接口、維修方便等諸多高品質(zhì)與功能。這一設想提出后，美國數(shù)字設備公司（dec）于 1969 年研制成第一臺

15、 plc，型號為 pdp-14，投入通用汽車公司的生產(chǎn)線控制中，取得了令人滿意的效果，從此開創(chuàng)了 plc 的新紀元。第一臺 plc 具有模塊化、可擴充、可重編程及用于工業(yè)環(huán)境的特性。這些控制器易于安裝，占用空間小，可重復使用。盡管控制器編程有些瑣碎，但它具有公共的工廠標準梯形圖編程語言，這樣使得不熟悉計算機的人也能方便的使用它。在短時間內(nèi)，plc 在其他工業(yè)部門也得到應用。到 70 年代初，食品、金屬和制造等工業(yè)部門相繼使用plc 代替繼電器控制設備，邁出了其實用化階段的第一步。70 年代中期，由于大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使 8 位微處理器和位片處理器相繼問世，使可編程控制技術(shù)產(chǎn)生了飛躍。在邏輯

16、運算功能的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運算、閉環(huán)控制、提高了運算速度，擴大了輸入輸出規(guī)模。在這個時期，日本、西德（原）和法國相繼研制出了自己的 plc，我國在1974 年也開始研制。70 年代由于超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使 plc 向大規(guī)模、高速性能方向發(fā)展，形成了多種系列化產(chǎn)品。這是面向工程技術(shù)人員的編程語言發(fā)展成熟，出現(xiàn)了工藝人員使用的圖形語言。在功能上，plc 可以代替某些模擬控制裝置和小型機 ddc 系統(tǒng)。進入八九十年代后，plc 的軟硬件功能進一步得到加強，plc 已發(fā)展成為一種可陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文3提供諸多功能的成熟的控制系統(tǒng)，能與其他設備通信，生成報表，調(diào)度產(chǎn)生，可診斷自身故障及

17、機器故障。這些改進使 plc 符合今天對高質(zhì)量高產(chǎn)出的要求。盡管 plc 功能越來越強，但他仍然保留了先前的簡單與易于使用的特點。隨著 plc 的應用，經(jīng)過了近年的發(fā)展，它對提高設備的運轉(zhuǎn)率起到了重要的作用。它在工業(yè)領(lǐng)域的應用非常廣泛，既有單片機作為繼電器邏輯電路的替代品，又有作為控制設備的核心部件。隨著自動化程序的提高，它既可以作為現(xiàn)場控制的部件，又可以作為現(xiàn)場更高一級管理的控制部件。隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，作為成熟技術(shù)，可編程序控制器已被廣泛應用到機械，冶金，化工，石化，水泥，食品飲料，制藥等各個領(lǐng)域，極大地提高了勞動生產(chǎn)率和自動化程度。隨著時間的推移，plc 已經(jīng)不再局限于最初設計的邏輯和順

18、序控制領(lǐng)域，越來越多的 plc 產(chǎn)品向著滿足更多更復雜的控制需求邁進。隨著現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)出現(xiàn)和推廣，更加有力地促進了 plc 產(chǎn)品在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應用。1.31.3 電梯繼電器控制系統(tǒng)簡介電梯繼電器控制系統(tǒng)簡介1.3.11.3.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點1.所有控制功能及信號處理均由硬件實現(xiàn)，線路直觀，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。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，價格較便宜。4.多年我國一直生產(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。1.3.21.

19、3.2 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題1.系統(tǒng)觸點繁多、接線線路復雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。 2.普通控制電器及硬件接線方法難以實現(xiàn)較復雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。 3.電磁機構(gòu)及觸點動作速度比較慢，機械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。 4.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機械動作噪音大。陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文45.由于線路復雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費用高;而且檢查故障困難，費時費工。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，給乘用人員帶來不便和驚憂。且電梯一旦發(fā)

20、生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。1.41.4 可編程控制器可編程控制器(plc)(plc)的特點的特點1.4.11.4.1 硬件的可靠性硬件的可靠性plc 是在工業(yè)環(huán)境的惡劣條件下應用而設計的，一個設計良好的plc 能置于有很強的電噪聲、電磁干擾、機械振動、極端溫度和濕度很大的環(huán)境中。在硬件設計方面，首先是選用優(yōu)質(zhì)器件，再就是采用合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加固，簡化安裝，使它易于抗振動沖擊，對印制電路板的設計、加工及焊接都采取了極為嚴格的工藝措施，而且在電路、結(jié)構(gòu)及工藝上采取了一些獨特的方式。例如，在輸入/輸出電路中都采用了光電隔離措施，做到電浮空，既方便接地，用提高了抗干

21、擾性能；各個i/o 端口都除采用了常規(guī)模擬器濾波以外，還加上了數(shù)字濾波；內(nèi)部采用了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了較先進的電源電路，以防止由電源回路串入的干擾信號；采用了較合理的電路程序，一旦某模塊出現(xiàn)故障，進行在線插拔、調(diào)試時不會影響各機的正常運行。由于plc 本身具有很高的可靠性，所以發(fā)生故障的部位大多集中在輸入/輸出的部件上，以及如傳感器件、限位開關(guān)、光電開關(guān)、電磁電機等外圍裝置上。1.4.21.4.2 編程簡單，使用方便編程簡單，使用方便用微機實現(xiàn)自動控制，常使用匯編語言編程，難于掌握，要求使用者具有一定水平的計算機硬件和軟件知識。plc 采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程

22、，容易掌握。例如，目前打多數(shù)plc 均采用的梯形圖語言編程方式，既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀感，又顧及了大多數(shù)電氣技術(shù)人員的讀圖習慣及應用微機的水平很容易被電氣技術(shù)人員所接受，易于編程，程序改變時也容易修改，很靈活方便。這種面向控制過程、面向問題的編程方式，與目前微機控制常用的匯編語言相比，雖然在plc 內(nèi)部增加了解釋程序，增加了程序執(zhí)行時間，但對大多數(shù)的機電控制設備來說，這是微不足道的。陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文51.4.31.4.3 接線簡單，通用性好接線簡單，通用性好plc 的接線只需將輸入信號的設備（按鈕、開關(guān)等）與plc 輸入端子連接，將接受輸出信號執(zhí)行控制任務的執(zhí)行元件（接觸器

23、、電磁閥等）與plc 輸出端子連接。接線簡單、工作最少，省去了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)接線和拆線的麻煩。plc 的編程邏輯提供了能隨要求而改變的“接線網(wǎng)絡”，這樣生產(chǎn)線的自動化過程就能隨意改變。這種性能使plc 具有很高的經(jīng)濟效益。用于連接現(xiàn)場設備的硬件接口實際上是plc 的組成部分，模塊化的自診斷接口電路能指出故障，并易于排除故障與替換故障部件，這樣的軟硬件設計就使現(xiàn)場電氣人員與技術(shù)人員易于是用。1.4.41.4.4 易于安裝，便于維護易于安裝，便于維護plc 安裝簡單而且功能有效，其相對小的體積使之能安裝在通常繼電器控制箱所需空間的一半的地方，在從繼電器系統(tǒng)改換到plc 系統(tǒng)的情況下，plc

24、小的模塊結(jié)構(gòu)使之能安裝在繼電器附近并將連線向已有接線端，其實改換很方便，只要將輸入/輸出設備連向接線端即可。在大型安裝中，長距離輸入/輸出站點安放在最優(yōu)地點。長距離站通過同軸電纜獲雙扭線連向cpu,這種配置大大減少了物料和勞力，長距離子系統(tǒng)方法也意味著系統(tǒng)不同部分可在到達安裝場地前由plc 制造商預先連好線，這一方法大大減少了電氣技術(shù)人員的現(xiàn)場安裝時間。從一開始，plc 便以易維護作為設計目標。由于幾乎所有器件都是固態(tài)的，維護時只需更換模塊級插入式部件，故障檢測電路將診斷指示器嵌在每一部件中，就能指示器是否正常工作，借助于編程設備可見輸入/輸出是on 還是off，還可寫編程指令來報告故障。pl

25、c 的這些及其他特性使之成為任何一個控制系統(tǒng)的有益部分。一旦安裝后，其作用立即顯現(xiàn)，其收益也馬上實現(xiàn)，向其他智能設備一樣,plc 的潛在優(yōu)點還取決于應用時的創(chuàng)造性。1.51.5 plcplc 的工作原理的工作原理plc 具有微機的許多特點，但它的工作方式卻與微機有很大不同。微機一般采用等待命令的工作方式。plc 則采用循環(huán)掃描工作方式。在 plc 中，用戶程序按先后順序存放，cpu 從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而不斷循環(huán)。每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。一個掃描周期大致可分為 i/o 刷新和執(zhí)行指令兩陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文6個階段。所謂 i/o 刷新即對 p

26、lc 的輸入進行一次讀取，將輸入端各變量的狀態(tài)重新讀入plc 中存入內(nèi)部寄存器，同時將新的運算結(jié)果送到輸出端。這實際是將存入輸入、輸出狀態(tài)的寄存器內(nèi)容進行了一次更新，故稱為“i（輸入）/o(輸出) 刷新” 。由此可見，若輸入變量在 i/o 刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出端也會相應的發(fā)生變化，或者說輸出隊輸入產(chǎn)生了響應。反之，若在本次 i/o 刷新之后，輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸出不變，即不響應，而要到下一次掃描期間輸出才會產(chǎn)生響應。由于 plc 采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸出對輸入的響應速度要受掃描周期的影響。掃描周期的長短主要取決于這幾個因數(shù)：一是 cpu 執(zhí)行指令的速

27、度，二是每條指令占用的時間，三是指令條數(shù)的多少，即程序的長短。對于慢速控制系統(tǒng)，響應速度常常不是主要的，故這種方式不但沒有壞處反而可以增強系統(tǒng)抗干擾能力。因為干擾常是脈沖式的、短時的，而由于系統(tǒng)響應較慢，常常要幾個掃描周期才響應一次，而多次掃描后，瞬間干擾所引起的誤動作將會大大減少，故增加了抗干擾能力。但對控制時間要求較嚴格、響應速度要求較快的系統(tǒng)，這一問題就需慎重考慮。應對響應時間作出精確的計算，精心編排程序，合理安排指令的順序，以盡可能減少周期造成的響應延時等的不良影響。1.61.6 采用采用 plcplc 控制電梯的優(yōu)點控制電梯的優(yōu)點(1)在電梯控制中采用了 plc，用軟件實現(xiàn)對電梯運行

28、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)各種復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。(4)plc 可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。 (5)用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運行效率。 (6)更改控制方案時不需改動硬件接線。1.71.7 plcplc 的編程語言的編程語言plc 提供了較完整的編程語言，以適應 plc 在工業(yè)環(huán)境中的應用。利用編程語言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當于設計和改變繼電器的硬接線線路，這就是所謂的“可編程序” 。程序由編程器送到 plc 內(nèi)部的存儲器中，

29、它也能方便地讀出、檢查與修改。plc 提供的編程語言通常由三種：梯形圖、功能圖、及布爾邏輯編程。梯陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文7形圖(ladder programming)是應用最廣的，梯形圖編程有時稱為繼電器梯形圖邏輯圖編程。它使用的最廣是因為它和以往的繼電器控制線路很接近。梯形圖是在原電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來的，它與電氣操作原理相呼應。它的最大優(yōu)點是形象、直觀和實用，為廣大電氣技術(shù)人員所熟知。plc 的梯形圖與電氣控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號和表達方式上有一定區(qū)別。plc 的梯形圖使用的時內(nèi)部繼電器、定時器/計數(shù)器，都是由軟件實現(xiàn)的，其主要

30、特點為使用方便、修改靈活。功能圖編程（function chart programming）是一種較新的編程方法。它的作用使用功能圖來表達一個順序控制過程。布爾邏輯編程(boolean logic programming)包括“與” （and） 、或(or)、非(not)以及定時器、計數(shù)器、觸發(fā)器等。每一種編程方法都有它的優(yōu)點和缺點，根據(jù)每一種特殊的控制要求，根據(jù)編程者的熟練程度正確合理應用編程方法。1.81.8 電梯的發(fā)展動態(tài)電梯的發(fā)展動態(tài)1.電梯的速度要求越來越快，高速、超高速電梯的數(shù)量愈來愈多。2.電梯的拖動技術(shù)有了較大的發(fā)展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點。逐步被交流電梯所替代，液

31、壓電梯由于運行平穩(wěn)，機房位置靈活等特點，使得在低樓層場合得到愈來愈廣泛的應用。交流拖動電梯更是得到迅速的發(fā)展，己由以前的變級調(diào)速(ac-vp)發(fā)展成為調(diào)壓調(diào)速(ac-vv)及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速(ac-vvv f)，使得電梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人們的生理要求，電梯的舒適感大為改善。3.電梯的邏輯控制己從過去簡單的繼電器接觸器控制發(fā)展為可編程序控制(plc)和微機控制，控制方式也從手柄控制、信號控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等，電梯可靠性得到很大提高。4.電梯的管理功能不斷加強，電梯廣泛采用微機控制技術(shù)，不斷滿足用戶的使用功能要求。如緊急停車操作、消防員專用、防搗亂系統(tǒng)等。5.智能群

32、控管理得到廣泛應用。6.機械傳動方面，由于國際上機械加工水平的不斷提高，使斜齒傳動和行星齒輪傳動在電梯上的應用日益廣泛，已使電梯的傳動形式多樣化。7.結(jié)構(gòu)不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文8的發(fā)展，電梯的機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進化、外觀漂亮化。同時，無機房電梯在新世紀將會有較大速度發(fā)展。8.技術(shù)含量更高，性能更好電梯行業(yè)技術(shù)發(fā)展非常迅速，幾年前推出的具有先進性能、高舒適性的 vv vf 電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標準配置，因為永磁同步無齒輪曳引機具有更節(jié)能、更潔掙、更安全、更安靜、更經(jīng)濟的特點，所以永磁同

33、步曳引機逐步成為新型曳引機的主流:由于永磁技術(shù)的先進性，將來很有可能取代 vvvf 技術(shù)。另外，網(wǎng)絡控制和智能群控系統(tǒng).以其控制的先進性、快速性、準確性和可靠性亦是電梯的發(fā)展潮流。 9.安裝更方便、更快捷高效、安全、可重復使用的無腳手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式;隨著新技術(shù)的開發(fā)、應用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。此外，電梯的雙向安全裝置、無底坑、無線控制、綠色環(huán)保安全、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來電梯的重要發(fā)展方向。1.91.9電梯簡介電梯簡介1.9.11.9.1 電梯分類電梯分類電梯的分類有各式各樣:(1)按用途分類有客梯、貨梯、醫(yī)用梯等。(2)按速

34、度 低速電梯 1 m/s 以下。中速電梯 1 -2m/s高速電梯 2m/s 以上超高速電梯 4m/s 以上(3)按驅(qū)動電源分類 交流電梯 速度一般小于 2m/s;直流電梯 速度一般大于 2m/s。(4)按控制方式分類 有/無司機控制、群控、有層間控制、簡易集選控制、集選控制等。1.9.21.9.2 電梯的主要組成部分電梯的主要組成部分(1)曳引部分通常由曳引機和曳引鋼絲繩組成。電動機帶動曳引機旋轉(zhuǎn)使轎廂上下運動。陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文9 (2)轎廂和廳門轎廂由轎架、轎底、轎壁和轎門組成;廳門一般有封閉式、中分式、雙折式、雙折中分式和直分式等。 (3)電器設備及控制裝置有曳引機，選層器傳動

35、及控制柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和廳站指示器組成。 (4)其它裝置對重裝置、補償裝置等。1.9.31.9.3 電梯的安全保護裝置電梯的安全保護裝置(1)電磁制動器，裝于曳引機軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。 (2)強迫減速開關(guān)，其分別裝于井道的頂部和底部，當轎廂駛過端站換速未減速時，轎廂上的撞塊就觸動此開關(guān)，通過電器傳動控制裝置，使電動機強迫減速。 (3)限位開關(guān)，當轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動作，切斷電源并制動，強迫停車。 (4)行程極限保護開關(guān)，當限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時，此開關(guān)動作。 (5)急停按鈕，裝于轎廂司機操縱盤上，發(fā)生異常情

36、況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。 (6)廳門開關(guān)，每個廳門都裝有門鎖開關(guān)。僅當廳門關(guān)上才允許電梯啟動;在運行中如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。 (7)關(guān)門安全開關(guān)，常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門過程中如安全觸板碰到乘客時，發(fā)出信號，門電機停止關(guān)門，反向開門，延時重新開門，此外還有紅外線開關(guān)等。 (8)超載開關(guān)，當超載時轎底下降開關(guān)動作，電梯不能關(guān)門和運行。 (9)其它的開關(guān)，安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。第二章第二章 基本方案分析基本方案分析2.2.可編程控制器控制系統(tǒng)設計方法可編程控制器控制系統(tǒng)設計方法2.1.1.1 圖解法編程 圖解法是靠畫圖進行 plc

37、程序設計。常見的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時序陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文10流程圖法和步進順控法。 (1) 梯形圖法：梯形圖法是用梯形圖語言去編制 plc 程序。這是一種模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。其圖形甚至元件名稱都與繼電器控制電路十分相近。這種方法很容易地就可以把原繼電器控制電路移植成 plc 的梯形圖語言。這對于熟悉繼電器控制的人來說，是最方便的一種編程方法。 ( 2) 邏輯流程圖法：邏輯流程圖法是用邏輯框圖表示 plc 程序的執(zhí)行過程，反應輸入與輸出的關(guān)系。邏輯流程圖法是把系統(tǒng)的工藝流程，用邏輯框圖表示出來形成系統(tǒng)的邏輯流程圖。這種方法編制的 plc 控制程序邏輯思路清晰、輸入

38、與輸出的因果關(guān)系及聯(lián)鎖條件明確。邏輯流程圖會使整個程序脈絡清楚，便于分析控制程序，便于查找故障點，便于調(diào)試程序和維修程序。有時對一個復雜的程序，直接用語句表和用梯形圖編程可能覺得難以下手，則可以先畫出邏輯流程圖，再為邏輯流程圖的各個部分用語句表和梯形圖編制 plc 應用程序。 (3) 時序流程圖法：時序流程圖法使首先畫出控制系統(tǒng)的時序圖（即到某一個時間應該進行哪項控制的控制時序圖） ，再根據(jù)時序關(guān)系畫出對應的控制任務的程序框圖，最后把程序框圖寫成 plc 程序。時序流程圖法很適合于以時間為基準的控制系統(tǒng)的編程方法。 (4) 步進順控法：步進順控法是在順控指令的配合下設計復雜的控制程序。一般比較

39、復雜的程序，都可以分成若干個功能比較簡單的程序段，一個程序段可以看成整個控制過程中的一步。從整個角度去看，一個復雜系統(tǒng)的控制過程是由這樣若干個步組成的。系統(tǒng)控制的任務實際上可以認為在不同時刻或者在不同進程中去完成對各個步的控制。為此，不少 plc 生產(chǎn)廠家在自己的 plc 中增加了步進順控指令。在畫完各個步進的狀態(tài)流程圖之后，可以利用步進順控指令方便地編寫控制程序。 2.1.1.2 經(jīng)驗法編程 經(jīng)驗法是運用自己的或別人的經(jīng)驗進行設計。多數(shù)是設計前先選擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的“試驗程序”。結(jié)合自己工程的情況，對這些“試驗程序”逐一修改，使之適合自己的工程要求。這里所說的

40、經(jīng)驗，有的是來自自己的經(jīng)驗總結(jié)，有的可能是別人的設計經(jīng)驗，就需要日積月累，善于總結(jié)。2.22.2 電梯控制系統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)設計設計流程圖流程圖在系統(tǒng)設計之前,我們對系統(tǒng)的控制流程與設計的步驟做一個思想的統(tǒng)籌,以下是我陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文11們的設計一個電梯控制系統(tǒng)的流程圖。 開始分配 i/o 點程序輸入 plc設計梯形圖繪制流程表修改程序現(xiàn)場施工連線設計安裝控制柜編制技術(shù)文件交付使用整體測試測試正常?滿足要求?分析控制要求plc 硬件系統(tǒng)配置配確定用戶 i/o 設備軟件測試陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文12圖 2-1 電梯控制流程圖2.32.3 系統(tǒng)流程圖分解系統(tǒng)流程圖分解（1）深入了解

41、和分析被控對象的工藝條件和控制要求 a 被控對象就是受控的機械、電氣設備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。 b 控制要求主要指控制的基本方式、應完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護和聯(lián)鎖等。對較復雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務分成幾個獨立部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。 （2）確定 i/o 設備 根據(jù)被控對象對 plc 控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設備。常用的輸入設備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。 （3）選擇合適的 plc 類型 根據(jù)已確定的用戶 i/o 設備，統(tǒng)計所需的輸入信號和輸出信號的點數(shù)，選擇合適的 plc 類

42、型，包括機型的選擇、容量的選擇、 i/o 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。 （4）分配 i/o 點 分配 plc 的輸入輸出點，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著就可以進行 plc 程序設計，同時可進行控制柜或操作臺的設計和現(xiàn)場施工。 （5）設計應用系統(tǒng)梯形圖程序 根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設計出梯形圖即編程。這一步是整個應用系統(tǒng)設計的最核心工作，也是比較困難的一步，要設計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設計的實踐經(jīng)驗。 （6）將程序輸入 plc 當使用簡易編程器將程序輸入 plc 時，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當使用可編

43、程序控制器的輔助編程軟件在計算機上編程時，可通過上下位機的連接電纜將程序下載到 plc 中去。 （7）進行軟件測試 程序輸入 plc 后，應先進行測試工作。因為在程序設計過程中，難免會有疏漏的地方。因此在將 plc 連接到現(xiàn)場設備上去之前，必需進行軟件測試，以排除程序中的錯誤，陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文13同時也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。 （8）應用系統(tǒng)整體調(diào)試 在 plc 軟硬件設計和控制柜及現(xiàn)場施工完成后，就可以進行整個系統(tǒng)的聯(lián)機調(diào)試，如果控制系統(tǒng)是由幾個部分組成，則應先作局部調(diào)試，然后再進行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可先進行分段調(diào)試，然后再連接起來總調(diào)。調(diào)試中發(fā)

44、現(xiàn)的問題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。 （9）編制技術(shù)文件 系統(tǒng)技術(shù)文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細表、 plc 梯形圖。2.2.4 4 設計所用設計所用 plcplc 機型的介紹機型的介紹 本設計選擇 sysmac 系列 cpm2ah 機型。cpu 的輸入輸出總數(shù)是 40。cpm 系列 plc 包括 cpm1a、cpm2a、cpm2c、cpm2ah、cpm2ah-s。廣泛使用的是 cpm1a 型可編程控制器。cpm2ah 機型的功能比 cpm1a 機型的功能更強。所以 cpm1a 具有的功能cpm2ah 都具有。1cpm1a 的特點和功能（1） 體積小（2） 配置簡單靈活在

45、品種、規(guī)格和配置方面，cpm1a 的 cpu 單元可分為四種；cpm1a-10cdr（輸入 6/輸出 4） ，cpm1a-20cdr（輸入 12/輸出 8） ，cpm1a-30cdr（輸入 18/輸出 12） ，cpm1a-40cdr（輸入 24/輸出 16） 。（3） 指令豐富（4） 內(nèi)部器件多2cpm1a 的通道分配（1） 輸入/輸出繼電器（i/o）地址的分配cpu 單元輸入繼電器號輸出繼電器號陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文1440 點0000000011001000011101000010070110001107（2） 內(nèi)部輔助繼電器（ir）地址的分配cpm1a 分配給內(nèi)部輔助繼電器的通道

46、為 200231ch，共 32 個通道，512 個繼電器，其地址號為 2000023115。對于沒有輸入輸出端子的輸入輸出繼電器也可以作為內(nèi)部輔助繼電器使用。（3） 定時器/計數(shù)器（tim/cnt）地址的分配cpm1a 分配給定時器/計數(shù)器的通道號是 tim/cnt000127，共用于定時器 tim、高速定時器 timh、定時器 cnt、可逆計數(shù)器 cntr 的編程，這些通道號不允許重復使用。第三章第三章 四層電梯的自動控制設計四層電梯的自動控制設計3.13.1 四層電梯的示意圖四層電梯的示意圖圖 3-1 電梯示意圖 在一樓、二樓、三樓、四樓分別安裝指示燈 hl1、hl2、hl3、hl4,呼叫

47、按鈕sb1、sb2、sb3、sb4,限位開關(guān) sq1、sq2、sq3、sq4。3.23.2 控制要求控制要求1電梯上行陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文15a 當電梯停于 1 樓或 2 樓、3 樓時 4 樓呼叫，則上行到 4 樓碰到行程開關(guān)停止。b 電梯停于 1 樓或 2 樓，3 樓呼叫，則上行，碰到 3 樓行程開關(guān)停止。c 電梯停于 1 樓，2 樓呼叫，則上行，碰到 2 樓行程開關(guān)停止。d 電梯停于 1 樓，2 樓，3 樓同時呼叫，則電梯行到 2 樓后，停 8s，繼續(xù)上行到 3 樓后停止。e 電梯停于 1 樓，3 樓，4 樓同時呼叫，電梯上行到 3 樓，停 8s，繼續(xù)上行到 4 樓停止。f 電梯停

48、于 1 樓，2 樓，4 樓同時呼叫，電梯上行到 2 樓，停 8s，繼續(xù)上行到 4 樓停止。g 電梯停于 1 樓，2 樓，3 樓，4 樓同時呼叫，電梯上行到 2 樓停 8s，繼續(xù)上行到 3 樓，停 8s，在繼續(xù)上行到 4 樓停止。h 電梯停于 2 樓，3 樓，4 樓同時呼叫，電梯上行到 3 樓，停 8s，繼續(xù)上行到 4 樓停止。當電梯上升途中任何反方向的下降呼叫信號無效。2電梯下行a 電梯停于 4 樓，3 樓，2 樓時，1 樓呼叫，電梯下行到 1 樓停止。b 電梯停于 4 樓，3 樓，2 樓呼叫電梯下行到 2 樓停止。c 電梯停于 4 樓，3 樓呼叫，電梯下行到 3 樓停止。d 電梯停于 4 樓

49、，3 樓，2 樓同時呼叫，電梯下行到 3 樓停 8s，繼續(xù)下行到 2 樓停止。e 電梯停于 4 樓，2 樓，1 樓同時呼叫，電梯下行倒 2 樓停 8s，繼續(xù)下行到 1 樓停止。f 電梯停于 4 樓，3 樓，2 樓，1 樓同時呼叫電梯下行到 3 樓停 8s 繼續(xù)下行到 2 樓停 8s在繼續(xù)下行到 1 樓停止。當電梯下降途中任何反方向的上升呼叫信號無效。3.33.3 電梯自動控制的電梯自動控制的 i/oi/o 通道分配通道分配表 3-3 i/o 通道分配類別元件端子號作用sb400004四樓呼叫按鈕sb300003三樓呼叫按鈕sb200002二樓呼叫按鈕輸入sb100001一樓呼叫按鈕陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文16sq400104四樓限位開關(guān)sq300103三樓限位開關(guān)sq200102二樓限位開關(guān)sq100101一樓限位開關(guān)km101100電梯上升km201101電梯下降hl401004四樓指示hl301003三樓指示hl201002二樓指示hl101001一樓指示輸出hl01000報警陜西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文173.43.4 plcplc 的的 i/oi/o 接線圖接線圖圖 3-4 電梯的 i/o 接線圖陜