基于PLC的七層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生 安 鋒 指導(dǎo)老師 羅 華摘要：電梯不僅僅是高層建筑罩的必備設(shè)施，在多層建筑里也是不可缺少的垂直運(yùn)輸工具。電梯的控制系統(tǒng)已由初期的繼電控制向微機(jī)控制發(fā)展。可編程控制器由于具有可靠性高、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)已經(jīng)成為電梯微機(jī)控制系統(tǒng)的核心。 本文在闡述電梯的結(jié)構(gòu)和可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，針對(duì)7層7站電梯，使用三菱FX2N-80MR可編程控制器，設(shè)計(jì)了電梯的控制系統(tǒng)。包括電梯的指層控制模塊、轎內(nèi)指令和廳外召喚的登記與消除模塊、電梯的選層和定向模塊、電梯的開關(guān)門運(yùn)行模塊、電梯運(yùn)行控制模塊等，實(shí)現(xiàn)了電梯的指層控制、轎內(nèi)與各層內(nèi)呼梯指令的記錄、電梯運(yùn)行方向和停靠的層站的控

2、制，自動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)開關(guān)門等功能。 這種電梯控制系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際運(yùn)行的電梯中，運(yùn)行結(jié)果表明：電梯控制系統(tǒng)安全性和可靠性高，月常保養(yǎng)維護(hù)和故障檢修方便，運(yùn)行成本低。電梯連續(xù)運(yùn)行12000次，故障率為0,平層精度小于±5mm，平衡系數(shù)4850，起動(dòng)、制動(dòng)及運(yùn)行平穩(wěn)、舒適，安全保護(hù)和可靠性均達(dá)到GB75882003的規(guī)定，能夠滿足電梯的控制要求。關(guān)鍵字：電梯；控制系統(tǒng)；可編程控制器Abstract：Elevator is not only the necessary facility in the high-rise buildingis also the essential vertical

3、 transport means in the multilayered constructionThe control system of elevator is developed from the initial relay control system to the microcomputer congol systemThe programmable logic controller has already become the core of the elevator microcomputer control system because of its high reliabil

4、ity and formidable function and so on the characteristics This article slalomed the elevator structure，the structure and the working principle of the programmable logic controllerAim at the elevator of sever floors and sever stations，the writer design this elevator control system by the use of Mitsu

5、bishi FX2N80MR programmable illogic controller111e writer design the elevator control modulesSuch the module of shown layerthe module of register and cancel the instructions from the cabinThe module of register and cancel the instructions from the smfion hallthe module of choose station and directio

6、n。the module of door movement，the module of elevator operation，and so onThese modules achieve the functions：fingering out the location of the cabin，registering the instructions from the cabin and the station hallchoosing the direction and the station of elevator follow these instructions，operating e

7、levator and door automatically，and other functions This elevator control system applies in the actual operating elevatorthe operating result indicated：its security and reliability ale high, the routine maintenance and the trouble shooting are convenient,the elevator operating cost is lowThe elevator

8、 continuous running 12000 timesthe failure rate is 0。the even level precision is smaller than+5mm，the balancedcoefficients is 4850，the starting，the brake and the movement ale extremely steady and comfortable，the safekeeping of security and the reliability achieved GB75882003 the stipulationsCan sati

9、sfy the elevator the control requestKey Words：Elevator; ControlSystem; Programmable Logic Controller目 錄第一章緒論6課題研究背景和意義6國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r7主要研究內(nèi)容9第二章電梯的概述102.1 電梯的定義102.2 電梯的分類10按用途分類102.2.2 按驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分類112.2.3 按操作控制方式分類12電梯的主要機(jī)械部件13第三章電梯的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)15電梯電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的定義及構(gòu)成15電梯電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求15電機(jī)的選擇163.3.1 電動(dòng)機(jī)選擇的基本原則163.3.2 電動(dòng)機(jī)容量的選擇16

10、第四章變頻器選擇及其參數(shù)設(shè)計(jì)174.1 變頻器的選擇17選擇變頻器品牌型號(hào)18選擇變頻器規(guī)格18選擇的變頻器應(yīng)滿足的條件184.2 專用變頻器194.3 變頻器結(jié)構(gòu)及其參數(shù)設(shè)計(jì)19第五章PLC的選擇及其電路設(shè)計(jì)19 PLC元件分配表及控制功能19輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的選擇20存儲(chǔ)器容量的估算22控制功能的選擇225.2 可編程序控制器（PLC）的選擇24開關(guān)量I/O接口24外部電源的選擇265.2.3 PLC I/O硬件連線圖26第六章控制方案與程序設(shè)計(jì)266.1 梯形圖設(shè)計(jì)控制原理26門廳上行呼叫信號(hào)26門廳下行呼叫信號(hào)28轎廂內(nèi)選層信號(hào)29轎廂內(nèi)選層信號(hào)燈的控制29樓層位置信號(hào)31七段數(shù)

11、碼管顯示33樓層呼叫選層綜合信號(hào)34上下行辨別控制信號(hào)35開門控制36關(guān)門控制37停止信號(hào)38升降電機(jī)控制40手動(dòng)檢修控制方式40七層電梯控制總圖416.3 控制程序41第七章電梯模擬調(diào)試42系統(tǒng)調(diào)試42調(diào)試前具備的條件42電梯的運(yùn)行調(diào)試42電梯的整機(jī)性能調(diào)試437.2 程序運(yùn)行與調(diào)試43程序的軟件模擬運(yùn)行43程序調(diào)試46第八章總結(jié)與展望48參考文獻(xiàn)48致謝48附錄48第一章緒論隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展和樓宇自動(dòng)化、智能化的需要，電梯產(chǎn)品的用量劇增。電梯是將機(jī)械原理應(yīng)用、電氣技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)、人體工程學(xué)及空氣動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)基于一體的機(jī)電設(shè)備，它

12、是建筑物的永久性垂直交通工具。為滿足和提高人們的生活質(zhì)量，電梯的智能化、自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電梯的技術(shù)含量日益提高。電梯控制系統(tǒng)主要有以下三種控制方式：繼電器控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)猶豫故障率高，控制方式不靈活及功率消耗大等缺點(diǎn)，目前已經(jīng)逐漸被淘汰。微機(jī)控制系統(tǒng)雖然在只能控制方面有比較強(qiáng)大的功能，但也存在一定的不足之處，例如抗干擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)，這些都限制了微機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用的廣泛性。而PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠、試用維修方便、抗干擾性能強(qiáng)等優(yōu)越性，成為目前在電梯控

13、制系統(tǒng)中試用最多的控制方式。電梯需要運(yùn)行平穩(wěn)且舒適性好，使用變頻器進(jìn)行變頻控制電機(jī)的速度能達(dá)到很好的控制目的，現(xiàn)在的電梯通常是PLC+變頻器組成的控制系統(tǒng)。1.1課題研究背景和意義電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對(duì)電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性提出了更高的要求。電梯是集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動(dòng)、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問題。而對(duì)現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實(shí)上，在電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對(duì)機(jī)械零部件和電器元

14、件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國外，已“法規(guī)”實(shí)行電梯制造、安裝和維修一體化，實(shí)行由各制造企業(yè)認(rèn)可的法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝隊(duì)伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗(yàn)，從而為電梯運(yùn)行的可靠性和安全性提供了保證。目前，由可編程序控制器(PLC)和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開發(fā)周期短，這種電梯運(yùn)行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，己成為電梯控制的發(fā)展方向?？删幊绦蚩刂破?，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物

15、，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)。自1969年針對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制的特點(diǎn)和需要而開發(fā)的第一臺(tái)PLC問世以來，迄今己30多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的繼承和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機(jī)控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。用戶買到所需PLC后，只需按說明書或提示，做

16、少量的安裝接線和用戶程序的編制工作，就可靈活而方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不需要具有專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用?？删幊绦蚩刂破鱌LC在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱(PLC、CADCAM、ROBOT)之一，以其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能，易與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)行控制、具備高速記數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，同時(shí)取代由大量輸入輸出繼電器、時(shí)間繼電器、記數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電一接觸控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、石

17、油、冶會(huì)、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)德到廣泛應(yīng)用.總之，電梯的控制是比較復(fù)雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空問。PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，隨著PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起因此，它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長起來。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為

18、我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€(gè)不可缺少的組成部分。一個(gè)國家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的情況下，我國國民經(jīng)濟(jì)仍然以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經(jīng)成為全球最大的電梯市場(chǎng)。上世紀(jì)80年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國電梯需求量越來越大?？傏厔?shì)是上升的，目前進(jìn)入了“第三次浪潮”，2004年總產(chǎn)量超過了8萬臺(tái)，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了61萬多臺(tái)電梯。盡管如此，我國的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺(tái)電梯，我

19、國如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加70萬臺(tái)。到那時(shí)候，全國在用電梯將達(dá)到130萬臺(tái)，每年僅報(bào)廢更新就需要6萬臺(tái)。到2005年，中國電梯的年產(chǎn)量達(dá)到135萬臺(tái)，與1980年相比，25年增長了59倍，產(chǎn)量每年平均增長178。2005年安裝驗(yàn)收電梯124465臺(tái)，截至05年底，我國的在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺(tái)。如此龐大的市場(chǎng)需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺(tái)!我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。興旺的電梯市場(chǎng)吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、只立、東芝、富士達(dá)等13家大型外商投資公司在國內(nèi)的市場(chǎng)份額達(dá)到了74先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對(duì)國內(nèi)電

20、梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國內(nèi)市場(chǎng)需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進(jìn)口，而且有一定的出口。 國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國參加了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOTCl78以來，先后等同或等效采用了一批國際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點(diǎn)使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機(jī)房電梯、無齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動(dòng)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國產(chǎn)電梯以其

21、高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢(shì)贏得了越來越多的國內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國際市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，在電梯控制上采用微型計(jì)算機(jī)，取代傳統(tǒng)的繼電器控制方式越來越受到人們的重視。使用微型計(jì)算機(jī)控制，它成本低，體積小，可靠性高，使用壽命長，簡化了安裝調(diào)試工作，使得電梯控制系統(tǒng)體積減小、節(jié)省能源、可靠性提高?？删幊淌轨`活性增大。更突出的優(yōu)點(diǎn)是微型計(jì)算機(jī)具有算術(shù)運(yùn)算功能和靈活的邏輯運(yùn)算功能，因此可以實(shí)現(xiàn)更完善的自動(dòng)控制，例如對(duì)于電梯平層可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制，便平層情況達(dá)到最佳狀態(tài)。目前，交流調(diào)壓調(diào)速電梯技術(shù)已趨成熟，一些企業(yè)都有成功的產(chǎn)品。微機(jī)控制電梯是電梯

22、技術(shù)的方向，一些生產(chǎn)企業(yè)與科研單位相結(jié)合，相繼推出了微機(jī)控制的電梯新機(jī)型使控制功能得到增強(qiáng)，電梯的性能得到改善，明顯提高了可靠性。除了合資企業(yè)外，也有其他廠家開發(fā)出了變頻調(diào)速電梯新產(chǎn)品。另外，用可編程序控制器取代繼電器控制系統(tǒng)的機(jī)型對(duì)單梯進(jìn)行控制還是有前途的。有些生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)了緊急供電裝置、防火廳門、地震控制、自檢測(cè)以及語言合成等電梯新功能；對(duì)機(jī)械系統(tǒng)采用了新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)和新工藝?？傊?，與國外先進(jìn)技術(shù)水平相比，雖然還存在一定差距但國內(nèi)電梯技術(shù)正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進(jìn)水平。中國電梯在亞洲市場(chǎng)占有越來越重要的位置，每年銷售量己達(dá)l萬臺(tái)左右，約占亞洲市場(chǎng)的150，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯

23、方面也做出了貢獻(xiàn)。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，電梯的使用相當(dāng)普遍。世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國奧的斯公司、瑞士訊達(dá)公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場(chǎng)的51。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。目前，國外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來越多的使用液壓電梯。此外，家用小型電梯將成走電梯家族中新的組成部分。隨著科技的進(jìn)步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求并沒有就此停止下來，仍在不斷地進(jìn)行研究改進(jìn)。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。電梯是載人的機(jī)電設(shè)備，

24、要實(shí)現(xiàn)“綠色”，也就是強(qiáng)調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強(qiáng)調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。國外對(duì)綠色電梯的研究做得比較出色的可能要數(shù)Peters了，他專門就綠色電梯進(jìn)行研究。當(dāng)然，他的研究是從電梯對(duì)環(huán)境影響的角度進(jìn)行的。不可再生資源的消耗、產(chǎn)生廢棄物和為生產(chǎn)滿足曳引電梯的電力而產(chǎn)生的二氧化碳。同時(shí)他還認(rèn)為，目前電力是不可持續(xù)的并對(duì)環(huán)境有損害，作為在地球上有責(zé)任的人，我們應(yīng)當(dāng)減少能源消耗，尋找可持續(xù)發(fā)展的能源。課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（PLC）和變頻器改造在用電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對(duì)電梯的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，對(duì)電梯控

25、制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。針對(duì)老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來控制電梯。調(diào)速系統(tǒng)采用交流變頻調(diào)速，在各種負(fù)載下都有良好的調(diào)速性能和準(zhǔn)確的停車性能，滿足乘客的舒適感和保證平層精度（即準(zhǔn)確停車），并能節(jié)約大量電能。第1章 緒論 主要介紹電梯的發(fā)展情況和背景。闡述了選題的目的和意義。第2章 電梯的概述 主要介紹電梯的分類情況以及電梯的主要機(jī)械部件。第3章 電梯的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 主要介紹電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成、電動(dòng)機(jī)的選

26、擇和電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第4章 變頻器選層及參數(shù)設(shè)計(jì) 主要介紹變頻器的選擇以及變頻器的參數(shù)設(shè)計(jì)。第5章 PLC的選擇及其電路設(shè)計(jì) 主要介紹可編程控制器的選擇和電氣系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)。第6章 控制方案與程序設(shè)計(jì) 主要介紹各信號(hào)的控制程序設(shè)計(jì)和主程序的設(shè)計(jì)。第7章 電梯模擬調(diào)試主要介紹程序在軟件上的運(yùn)行以及檢測(cè)。第8章 總結(jié)與展望 對(duì)本文進(jìn)行了總結(jié)并對(duì)電梯的發(fā)展做了初步展望。第二章電梯的概述2.1 電梯的定義電梯是服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的傾斜角小于15度的鋼性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。它適用于裝置在兩層以上的建筑內(nèi)，是輸送人員或貨物的

27、垂直提升設(shè)備的交通工具。2.2 電梯的分類按用途分類1) 乘客電梯 代號(hào)K為運(yùn)行乘客而設(shè)計(jì)的電梯，有完善的安全裝置。2) 載貨電梯 代號(hào)H為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)的電梯，通常有人操作，有必備的安全裝置。3) 客貨梯 代號(hào)L 主要用作運(yùn)送乘客，但也可運(yùn)送貨物，它與乘客電梯的區(qū)別在于轎廂內(nèi)部裝飾結(jié)構(gòu)和使用場(chǎng)合不同而言。4) 病床電梯 代號(hào)B 為運(yùn)送醫(yī)院病人及其病人而設(shè)計(jì)的電梯，其轎廂具有窄而長的特點(diǎn)。5) 住宅電梯 代號(hào)Z 供住宅樓使用的電梯，控制系統(tǒng)和轎廂裝飾均較簡單，也必須具有客梯所具有的安全保護(hù)裝置。6) 雜物電梯 代號(hào)W 供圖書館,辦公樓，飯店運(yùn)送圖書、文件、食品等。而絕不允許人員進(jìn)入的小型用貨電

28、梯。7) 消防梯 代號(hào) 火警情況下能適應(yīng)消防員專用的電梯，非火警情況下可作為一般客梯或客貨梯使用。8) 船舶電梯 代號(hào)C 專用于船舶上的電梯，能在船舶搖晃中正常工作。9) 觀光電梯 代號(hào)G 轎廂壁透明，供乘客游覽觀光之用。 按驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分類1) 交流電梯曳引電動(dòng)機(jī)時(shí)交流異步電動(dòng)機(jī)的有以下四類： 交流單速電梯 曳引電動(dòng)機(jī)為交流單速異步電動(dòng)機(jī)，梯速m/s。交流雙速電梯 曳引電動(dòng)機(jī)為電梯專用的變級(jí)對(duì)數(shù)的交流異步電動(dòng)機(jī)，速1m/s，提升高度h35m。 交流調(diào)速電梯 曳引電動(dòng)機(jī)為電梯專用的單速或多速交流異步電動(dòng)機(jī)，而電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)在電梯的起動(dòng)加速溫速制動(dòng)（或僅是制動(dòng)減速）程中采用調(diào)壓調(diào)速或渦流制動(dòng)器

29、調(diào)速或變頻變壓調(diào)速的方式，梯速2m/s，提升高度h50m。 交流高速電梯 曳引電動(dòng)機(jī)為電梯專用的低速的交流異步電動(dòng)機(jī)，其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)為變頻變壓加矢量變換的VVVF系統(tǒng)。其梯速>2m/s，提升高度h120m。2) 直流電梯 曳引電動(dòng)機(jī)是電梯專用的直流電動(dòng)機(jī)的有以下兩類： 直流快速電梯 曳引電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速箱后驅(qū)動(dòng)電梯，梯速2m/s，提升高度h50m。 直流高速電梯 曳引電動(dòng)機(jī)為電梯專用的低轉(zhuǎn)速直流電動(dòng)機(jī)，梯速>2m/s，提升高度h120m。3) 液壓電梯 電梯的升降是靠液壓傳動(dòng)的，有以下兩類： 柱塞直頂式 液壓缸柱塞直接支撐在轎廂底部，通過柱塞的升降而使轎廂升降的液壓梯，梯速1m/s，提

30、升高度h20m。 柱塞側(cè)頂式 油缸柱塞設(shè)置于轎廂旁側(cè)，通過柱塞升降而使轎廂升降的液壓梯。梯速m/s，提升高度h15m。 按操作控制方式分類1) 門外按鈕控制小型雜物電梯：該電梯是一種門外按鈕自動(dòng)控制的小型雜物電梯，它專用于提升和下降重量和體積較小的構(gòu)件，絕不允許任何人員進(jìn)入轎廂。這種電梯 在樓層層門旁各設(shè)有操作箱。當(dāng)基站的發(fā)貨人員裝貨完畢后將層門關(guān)閉，并欽下操作箱上相對(duì)應(yīng)于接貨站的停站按鈕，電梯就能起動(dòng)行駛到達(dá)該站停止，及時(shí)發(fā)出信號(hào)，促使接貨人注意，開層門卸貨。2) 轎廂手柄開關(guān)控制自平自動(dòng)門電梯：該電梯在轎廂內(nèi)設(shè)有經(jīng)專業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn)的專職司機(jī)操作，要求上升或下降時(shí)司機(jī)可將操作箱上的手柄開關(guān)按

31、照需要的方向轉(zhuǎn)到極限位置，這時(shí)層門和轎廂門就自動(dòng)關(guān)閉，電梯隨即起動(dòng)向上（或向下）行駛。當(dāng)轎廂到達(dá)所要求?？康臉菍忧斑m當(dāng)高度（平層區(qū)域內(nèi)）時(shí)，司機(jī)應(yīng)預(yù)先將手柄開關(guān)返回到零位，電梯就自動(dòng)地從快速降低到慢速，并在慢速運(yùn)轉(zhuǎn)下自動(dòng)停止在樓面水平上，自動(dòng)開門。3) 內(nèi)外按鈕控制自平自動(dòng)門電梯：該電梯是一種乘客自己操作的電梯，電梯在各層站分別設(shè)有一個(gè)召喚按鈕。轎廂操作箱上則設(shè)有與停站數(shù)相等的相應(yīng)的指令按鈕，某一層等待電梯的乘客按下召喚按鈕，就能使不被占用的轎廂到來，電梯?？繒r(shí)立即自動(dòng)開門，乘客進(jìn)入轎廂后，按下他要去的樓層的指令按鈕，電梯就自動(dòng)關(guān)門，自動(dòng)行駛到該站。每次?？繒r(shí)，電梯自動(dòng)進(jìn)行減速、平層、開門。4

32、) 選層按鈕控制自平自動(dòng)門電梯：該電梯是一種乘客自己操作的電梯。電梯在各層站分別設(shè)有一個(gè)召喚按鈕。轎廂操作箱上則設(shè)有與停站數(shù)相等的想應(yīng)指令按鈕。某一樓層等待電梯的乘客按下該召喚按鈕，就能使不被“占用”的轎廂到來；電梯停靠時(shí)立即自動(dòng)開門。乘客進(jìn)入轎廂后，按下他要去的指令按鈕，電梯就自動(dòng)關(guān)門，起動(dòng)行駛到達(dá)該站。每次停靠時(shí)，電梯自動(dòng)進(jìn)行減速、平層、開門。5) 集選控制或向下集選控制電梯：該電梯是一種乘客自己操作或有時(shí)也可以有專職司機(jī)操作的自動(dòng)電梯。電梯在底層和頂層分別設(shè)有一個(gè)向上或向下召喚按鈕，而在其他層站各設(shè)有向上、下兩個(gè)召喚按鈕（集選控制）或一個(gè)向下召喚按鈕（向下集選控制）。轎廂操作箱上則設(shè)有與

33、停站數(shù)相等的相應(yīng)的指令按鈕，當(dāng)進(jìn)入轎廂的乘客按下指令按鈕，指令信號(hào)就被登記。電梯在向上過程中按登記的指令信號(hào)和向上召喚信號(hào)逐一給予?？?，直到有這些信號(hào)登記的最高層和有向下召喚登記的最底層為止，然后又反向向下安置指令及向下召喚信號(hào)逐一?？俊Ｃ看瓮？繒r(shí)電梯自動(dòng)進(jìn)行減速、平層、開門。電梯的主要機(jī)械部件1) 轎廂2)電梯門3)開關(guān)門機(jī)構(gòu) 4)層門門鎖5)機(jī)械安全裝置電梯中限速器、安全鉗裝置是十分重要的機(jī)械安全保護(hù)裝置。它的作用在于：因機(jī)械或電氣的某種原因，例如斷繩或失控使電梯超速下降時(shí)當(dāng)下降速度達(dá)到一定限值時(shí)，將轎廂擎停在導(dǎo)軌上。不論是限速器還是安全鉗都不能單獨(dú)完成上述任務(wù)。上述任務(wù)的完成是靠它們的配

34、合動(dòng)作來完成的。下圖是電梯的基本結(jié)構(gòu)剖視圖及機(jī)械部件說明：（見圖2-1）1-減速箱； 2-曳引輪；3-曳引機(jī)底座； 4-導(dǎo)向輪；5-限速器；6-機(jī)座；7-導(dǎo)軌支架；8-曳引鋼絲繩；9-開關(guān)碰鐵； 10-緊急終端開關(guān)；11-導(dǎo)靴； 12-轎架；13-轎門； 14-安全鉗；15-導(dǎo)軌；16-繩頭組合；17-對(duì)重， 18-補(bǔ)償鏈；19-補(bǔ)償鏈導(dǎo)輪；20-張緊裝置；21-緩沖器；22-底坑；23-層門； 24-呼梯盒；25-層樓指示燈；26-隨行電纜；27-轎壁； 28-轎內(nèi)操縱箱；29-開門機(jī)；30-井道傳感器；31-電源開關(guān)； 32-控制柜；33-曳引電機(jī)； 34-制動(dòng)器 （圖2-1）第三章 電梯

35、的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電梯電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的定義及構(gòu)成在前一章所述的電梯分類中，有按電梯的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的類型把電梯分為交流電梯和直流電梯兩大類，所以電梯的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也相應(yīng)分為兩大類：交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即用三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為主體的交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和用直流電動(dòng)機(jī)為主體的直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電梯的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由四部分組成：（如圖3-1）電源傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2電動(dòng)機(jī)3自動(dòng)系統(tǒng)4電梯轎廂1 圖3-1 電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成框圖1電梯的工作機(jī)構(gòu)（轎廂、對(duì)重等）是電梯電力驅(qū)動(dòng)控制的對(duì)象和目標(biāo) 2電梯的機(jī)械傳動(dòng)裝置 3電動(dòng)機(jī) 4電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電氣自動(dòng)控制部分電梯電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求電梯設(shè)備實(shí)質(zhì)上仍屬起重運(yùn)輸機(jī)械的范疇內(nèi)，其傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)

36、基本相同，都屬位能負(fù)載。電梯不僅要運(yùn)輸貨物，更重要的是運(yùn)輸人員，因此對(duì)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)控制要求均很高（速度和停車準(zhǔn)確度等）。電梯的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求：1) 電梯的運(yùn)行速度要盡可能地高。2) 電梯在整個(gè)運(yùn)行過程中，人們要求愈來愈好，這就是電梯不同于其他起重運(yùn)輸機(jī)械的最主要之點(diǎn)。因?yàn)殡娞菔切枰d人上下的，所以無論什么樣的，對(duì)其電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)和制動(dòng)過程要求平穩(wěn)而又不過分浪費(fèi)時(shí)間，我們對(duì)電梯的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的加、減速度有所限制。3) 電梯既然是運(yùn)載貨物和乘客的垂直交通工具之一，則人們要求電梯在到達(dá)樓層時(shí)停車平層準(zhǔn)確。因此電梯停得準(zhǔn)確與否是衡量電梯電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的重要品質(zhì)之一。4) 電梯負(fù)載時(shí)一個(gè)

37、恒轉(zhuǎn)矩的位能負(fù)載，而運(yùn)行方向不是上行就是下行，因此從電力驅(qū)動(dòng)角度看，電梯的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅能工作在、象限，而且能工作在、象限，因此電梯對(duì)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求是能工作在四個(gè)象限，以適應(yīng)電梯系統(tǒng)的不同負(fù)載和不同運(yùn)行方向的要求。從以上幾個(gè)方面的敘述，可以概括為三個(gè)字，即電梯的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要求“快、穩(wěn)、準(zhǔn)”。電機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇包括電動(dòng)機(jī)的種類、結(jié)構(gòu)形式、電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速與額定功率。 電動(dòng)機(jī)選擇的基本原則1) 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械提出的要求，要與負(fù)載的負(fù)載特性相適應(yīng)。保證運(yùn)行穩(wěn)定且具有良好的起動(dòng)和制動(dòng)性能。2) 工作過程中電動(dòng)機(jī)容量能得到充分利用，使其溫升盡可能達(dá)到或接近額定溫升值。3) 電

38、動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式滿足機(jī)械設(shè)計(jì)提出的安裝要求，并能適應(yīng)周圍壞境工作條件。4) 在滿足設(shè)計(jì)要求前提下，應(yīng)優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、使用方便的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)容量的選擇選擇電動(dòng)機(jī)容量時(shí)，應(yīng)滿足下述三方面的要求：1) 電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，其穩(wěn)定溫升應(yīng)接近但不超過絕緣材料的允許溫升。2) 電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有一定的過載能力，以保證在短時(shí)過載的情況下能正常工作。檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的短時(shí)過載能力可按下列條件： （4-1）式中 電動(dòng)機(jī)在工作中承受的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩；電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩；短時(shí)過載系數(shù)。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)，取決于，其關(guān)系式為=（0.80.85）式中 異步電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比；考慮電網(wǎng)電壓下降引起及下降的系數(shù)。直

39、流電動(dòng)機(jī)，過載能力受換向所允許的最大電流值的限制。一般型與型直流電動(dòng)機(jī)，在額定磁通下，可選為1.52。對(duì)ZZ型、ZZY型直流電電機(jī)，以及同步電動(dòng)機(jī)，可取=2.53。3) 電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有生產(chǎn)機(jī)械所需要的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。大多數(shù)情況下的電動(dòng)機(jī)容量選擇，首先從發(fā)熱的條件考慮，然后再按過載能力進(jìn)行校驗(yàn)。對(duì)籠型電動(dòng)機(jī)，有時(shí)還需要進(jìn)行起動(dòng)能力校驗(yàn)，看其是否滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。對(duì)直流電動(dòng)機(jī)與繞線型異步電動(dòng)機(jī)則不必校驗(yàn)起動(dòng)能力，因其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的數(shù)值是可調(diào)的。第四章 變頻器選擇及其參數(shù)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)通過多種方案的比較和對(duì)照，完成了電梯控制系統(tǒng)中變頻器的選擇。4.1 變頻器的選擇確定變頻器的品牌和型號(hào)，以及確定變頻器的規(guī)格，就完

40、成了變頻器的選擇。先對(duì)變頻器進(jìn)行分類，然后分別討論品牌和型號(hào)、規(guī)格。.1選擇變頻器品牌型號(hào)變頻器是變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心設(shè)備，它的質(zhì)量品質(zhì)對(duì)于系統(tǒng)的可靠性影響很大，選擇品牌時(shí)，質(zhì)量品質(zhì)，尤其是與可靠性相關(guān)的質(zhì)量品質(zhì)，顯然是選擇時(shí)的重要考慮方面。同時(shí)，設(shè)備平均壽命的長短是一個(gè)重要的參數(shù)，所以根據(jù)預(yù)期使用壽命來選擇品牌，經(jīng)驗(yàn)和口碑仍然是主要依據(jù)。在同一品牌中選擇具體型號(hào)時(shí)，則主要依據(jù)已經(jīng)確定的變頻調(diào)速方案、負(fù)載類型以及應(yīng)用所需要的一些附加功能來決定。.2選擇變頻器規(guī)格變頻器產(chǎn)品說明書都提高標(biāo)稱功率數(shù)據(jù)，但實(shí)際上限制變頻器使用功率的是定子電流參數(shù)。因此，直接按照變頻器標(biāo)準(zhǔn)功率進(jìn)行選擇，在實(shí)際中常?？赡軙?huì)

41、行不通。根據(jù)具體工程的情況，可以有以下幾種不同的變頻器規(guī)格選擇方式：1) 按照標(biāo)稱功率選擇：一般作初步投資估算依據(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) 按照轉(zhuǎn)矩過載能力選擇綜上所述，根據(jù)實(shí)際工程情況，以適當(dāng)?shù)姆椒ㄟx擇變頻器規(guī)格很重要。選擇結(jié)果多數(shù)情況下變頻器標(biāo)稱功率與電動(dòng)機(jī)匹配，少數(shù)情況需要放大。所以，籠統(tǒng)的認(rèn)為放大一級(jí)功率選擇變頻器是沒有錯(cuò)的想法，但會(huì)造成浪費(fèi)?？偟膩碚f從生產(chǎn)成本來做合適的選擇。.3選擇的變頻器應(yīng)滿足的條件1) 根據(jù)被控設(shè)備的負(fù)載特性選擇通用變頻器的類型。2) 所選擇通用變頻器的類型與被控制異步電動(dòng)機(jī)的

42、參數(shù)匹配。3) 為降低電梯成本，首選通用變頻器。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。4.2 專用變頻器4.3 變頻器結(jié)構(gòu)及其參數(shù)設(shè)計(jì)第五章 PLC的選擇及其電路設(shè)計(jì)隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多，而且功能也日趨完善。PLC元件分配表及控制功能為了能夠更好的選型，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的

43、選擇I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。1) 輸入信號(hào)的確定先考察電梯轎廂內(nèi)的操作。操作面板上應(yīng)有各層的選層指令按鈕，7層共有7個(gè)。還有手動(dòng)開門和關(guān)門按鈕2個(gè)。各樓層乘客召喚時(shí)，除底層和頂層只有一個(gè)召喚按鈕，其它各層均設(shè)上下兩個(gè)召喚按鈕，7層共需12個(gè)輸入按鈕。7層電梯需7個(gè)行程開關(guān)來控制是否到了某一層，因此需7點(diǎn)輸入。手動(dòng)1個(gè)，司機(jī)1個(gè)。開門極限1個(gè)，關(guān)門限位1個(gè)，總共32個(gè)輸入點(diǎn)，如表5-1所示：表5-1 輸入信號(hào)地址分配表名稱：輸入點(diǎn)

44、：名稱：輸入點(diǎn)：一層上行召喚按鈕X00轎箱內(nèi)一層召呼按鈕X20二層上行召喚按鈕X01轎箱內(nèi)二層召呼按鈕X21三層上行召喚按鈕X02轎箱內(nèi)三層召呼按鈕X22四層上行召喚按鈕X03轎箱內(nèi)四層召呼按鈕X23五層上行召喚按鈕X04轎箱內(nèi)五層召呼按鈕X24六層上行召喚按鈕X05轎箱內(nèi)六層召呼按鈕X25開門按鈕X06轎箱內(nèi)七層召呼按鈕X26關(guān)門按鈕X07一樓限位開關(guān)X30二層下行召喚按鈕X10二樓限位開關(guān)X31三層下行召喚按鈕X11三樓限位開關(guān)X32四層下行召喚按鈕X12四樓限位開關(guān)X33五層下行召喚按鈕X13五樓限位開關(guān)X34六層下行召喚按鈕X14六樓限位開關(guān)X35七層下行召喚按鈕X15七樓限位開關(guān)X3

45、6手動(dòng)按鈕X16開門限位X27司機(jī)按鈕X17關(guān)門限位X372) 輸出信號(hào)的確定各樓層乘客召喚時(shí)，按下的呼梯按鈕需顯示，所以有12個(gè)輸出點(diǎn)。開門、關(guān)門輸出各1個(gè)。轎廂內(nèi)樓層按鈕顯示7個(gè)，電梯上行、下行輸出各1個(gè)，低速運(yùn)行輸出1個(gè)，七段數(shù)碼管筆畫顯示7個(gè)，共31個(gè)，如表5-2所示表5-2輸出信號(hào)地址分配表名稱：輸入點(diǎn)：名稱：輸入點(diǎn)：一層上行召喚顯示Y00轎廂內(nèi)一樓按鈕顯示Y20二層上行召喚顯示Y01轎廂內(nèi)二樓按鈕顯示Y21三層上行召喚顯示Y02轎廂內(nèi)三樓按鈕顯示Y22四層上行召喚顯示Y03轎廂內(nèi)四樓按鈕顯示Y23五層上行召喚顯示Y04轎廂內(nèi)五樓按鈕顯示Y24六層上行召喚顯示Y05轎廂內(nèi)六樓按鈕顯示

46、Y25電梯開門Y06轎廂內(nèi)七樓按鈕顯示Y26電梯關(guān)門Y07低速運(yùn)行顯示Y27二層下行召喚顯示Y10a筆畫Y30三層下行召喚顯示Y11b筆畫Y31四層下行召喚顯示Y12c筆畫Y32五層下行召喚顯示Y13d筆畫Y33六層下行召喚顯示Y14e筆畫Y34七層下行召喚顯示Y15f筆畫Y35 電梯上行顯示Y16g筆畫Y36電梯下行顯示Y173) 內(nèi)部輔助繼電器以及定時(shí)器的確定（見表5-3）表5-3 內(nèi)部輔助繼電器及定時(shí)器地址分配表元件功能1樓2樓3樓4樓5樓6樓7樓M輔助繼電器上呼信號(hào)M0M1M2M3M4M5下呼信號(hào)M10M11M12M13M14M15內(nèi)選信號(hào)M20M21M22M23M24M25M26上或

47、內(nèi)選信號(hào)M30M31M32M33M34M35下或內(nèi)選信號(hào)M40M41M42M43M44M45上或下或內(nèi)選號(hào)M50M51M52M53M54M55M56當(dāng)前層記憶M60M61M62M63M64M65M66其他M100M101M102上行辨別下行辨別停止信號(hào)T定時(shí)器其他T0T1T2T3延時(shí)關(guān)門低速行駛4s震蕩4s震蕩.2存儲(chǔ)器容量的估算存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來替代。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公

48、式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。5.1.3控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。1) 運(yùn)算功能 簡單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或

49、企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。2) 控制功能 控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼

50、轉(zhuǎn)換單元等。3) 通信功能大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。PLC系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：PC為主站，多臺(tái)同型號(hào)PLC為

51、從站，組成簡易PLC網(wǎng)絡(luò)；1臺(tái)PLC為主站，其他同型號(hào)PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)；PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；專用PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。4) 編程功能 PLC的編程有離線編程和在線編程兩種，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求合理選用。離線編程方式：PLC和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降

52、低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。5) 診斷功能PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對(duì)PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并

53、影響平均維修時(shí)間。6) 處理速度 PLC采用掃描方式工作。從實(shí)時(shí)性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則PLC將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前，PLC接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約0.20.4Ls，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：小型PLC的掃描時(shí)間不大于0.5ms/K；大中型PLC的掃描時(shí)間不大于0.2ms/K?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）的選擇開關(guān)量I/O接口1) 輸入接口電路接口電路用于采集信號(hào)輸入，輸入信號(hào)是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)

54、、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓電繼電器等傳來的開關(guān)量輸入信號(hào)。輸入接口電路將限位開關(guān)、手動(dòng)開關(guān)、編碼器等現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號(hào)。一般單元式PLC中輸入接口單元都使用PLC本身的直流電源供電，不再需要外接電源。2) 輸出接口電路輸出接口用于將經(jīng)主機(jī)處理過的結(jié)果通過輸出電路驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。輸出接口采用光耦合電路，將CPU處理過的信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥等外部設(shè)備的通斷電。PLC的輸出有繼電器輸出（M）、晶閘管輸出（SSR）和晶體管輸出（T）三種輸出形式。 繼電器輸出型：有觸電輸出方式，用于接通或斷開開

55、關(guān)頻率較低的直流負(fù)載或交流負(fù)載回路，但接通斷開的頻率低。如圖5-1：圖5-1 繼電器輸出 晶閘管輸出型：無觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開開關(guān)頻率較高的交流負(fù)載。如圖5-2：圖5-2 晶閘管輸出 晶體管輸出型：無觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開開關(guān)頻率較高的直流電源負(fù)載。如圖5-3和圖5-4：圖5-3 晶體管輸出（NPN型，集電極開路）圖5-4 晶體管輸出（PNP型，集電極開路）根據(jù)接通斷開的頻率，本設(shè)計(jì)采用繼電器輸出器，繼電器輸出的價(jià)格便宜，既可以用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，有可用于直流負(fù)載，而且適用的電壓范圍較寬、導(dǎo)通壓降小、同時(shí)承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng)。外部電源的選擇PLC的電源是指將外部輸入的交流電處理后轉(zhuǎn)換成滿足PLC的CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等內(nèi)部電路工作需要的直流電源電路或電源模塊，保證PLC的正常工作。 PLCI/O硬件連線圖根據(jù)上面I/O地址分配的分析，本設(shè)計(jì)采用三菱公司的PLC，型號(hào)為FX2N-80MR，輸入輸出節(jié)點(diǎn)各為40個(gè)。該P(yáng)LC既能滿足輸入輸出節(jié)點(diǎn)的需求，而且還留有一定的冗余量，為以后電梯系統(tǒng)的擴(kuò)展提供方便，具體的硬件連接圖如圖5-5所示。第六章控制方案與程序設(shè)計(jì) 梯形圖設(shè)計(jì)控制原理門廳上行呼叫信號(hào)門廳