基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

-第1章緒論1.1論文的背景及意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、城市現(xiàn)代化進(jìn)程的突飛猛進(jìn)，電梯作為一種高效、迅捷、安全、可靠的垂直運(yùn)輸設(shè)備，成為了人們不可缺少的運(yùn)輸工具?，F(xiàn)代高層建筑中各辦公大樓、住宅、賓館、醫(yī)院、工礦企業(yè)、倉(cāng)庫(kù)、碼頭、大型貨輪等都離不開(kāi)它。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。電梯服務(wù)中國(guó)已有100多年歷史，特別在改革開(kāi)放以后，我國(guó)電梯的使用數(shù)量快速增長(zhǎng)。尤其是現(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟(jì)日新月異的發(fā)展，人們生活水平不斷提高，城市建筑不斷增多，樓房也越來(lái)越高，與此相應(yīng)，電梯也得到迅猛的發(fā)展?，F(xiàn)在，電梯已完全融入我們的生產(chǎn)、生活中，滿足人們生活、工作及學(xué)習(xí)的需要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在用電梯已達(dá)40多萬(wàn)臺(tái)，每年還以約5萬(wàn)～6萬(wàn)臺(tái)的速度增長(zhǎng)[1][2]。電梯的作用越來(lái)越顯著，電梯的需求越來(lái)越大。而目前我國(guó)使用的先進(jìn)的電梯系統(tǒng)基本上都是國(guó)外設(shè)計(jì)制造，其核心技術(shù)并不公開(kāi)。國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的控制方法和技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用還比較少，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比還有較大的差距。盡快研究和掌握先進(jìn)的控制技術(shù)，對(duì)國(guó)內(nèi)電梯工業(yè)的發(fā)展會(huì)有很大的促進(jìn)作用。早期的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)中，信號(hào)的邏輯控制一般是由繼電器—接觸器電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于繼電器、接觸器都是有觸點(diǎn)的電氣元件，體積龐大，弧光放電較嚴(yán)重，使用壽命有限；在電梯這種較復(fù)雜控制系統(tǒng)中可靠性不高，施工過(guò)程中接線復(fù)雜，當(dāng)控制要求改變時(shí)必須改變硬件接線，使得通用性和靈活性不夠，生產(chǎn)周期加長(zhǎng)；另外，繼電器、接觸器觸點(diǎn)數(shù)目有限，可擴(kuò)展性較差；繼電器—接觸器控制系統(tǒng)依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低且機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題；繼電器控制邏輯一般不具備計(jì)數(shù)功能；同時(shí)隨著樓宇層數(shù)的增加，繼電器—接觸器控制系統(tǒng)過(guò)于龐大，給設(shè)計(jì)帶來(lái)不便?；谝陨隙喾N原因，導(dǎo)致電梯控制系統(tǒng)的工藝性、運(yùn)行的可靠性與安全性降低，故目前己被逐步淘汰。目前電梯的控制普遍采用兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能。微機(jī)控制是電梯控制技術(shù)的發(fā)展方向，目前已有一些由微機(jī)控制的電梯新機(jī)型相繼推出，使控制功能得到增強(qiáng)，性能得到改善。微機(jī)控制系統(tǒng)雖然在智能控制方面有較強(qiáng)大的功能，但也存在一定的不足之處，一方面微機(jī)控制抗干擾能力較差、系統(tǒng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜、一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)，另一方面專門(mén)設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置，一次性成本較高。這些都限制了微機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用的普及。第二種控制方式用可編程控制器(PLC)取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。目前，在國(guó)內(nèi)，對(duì)于一個(gè)中、小型的電梯控制系統(tǒng)，大多采用PLC控制，主要原因在于當(dāng)規(guī)模較小時(shí)，用PLC控制可以降低因?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置的成本，且PLC具有編程簡(jiǎn)單；控制運(yùn)行可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；通用性好、功能強(qiáng)大；開(kāi)發(fā)周期短；體積小，使用方便，可擴(kuò)展性強(qiáng)；成本低，維護(hù)方便以及強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能等優(yōu)點(diǎn)，因此成為現(xiàn)代樓宇中、小型電梯控制系統(tǒng)的主流。同時(shí)，由于歷史原因，我國(guó)目前還存在著相當(dāng)數(shù)量的由繼電器—接觸器系統(tǒng)控制的老式電梯，這些電梯的PLC技術(shù)改造也是當(dāng)前我國(guó)電梯控制的熱點(diǎn)。因此，PLC控制在我國(guó)電梯行業(yè)有著廣泛運(yùn)用。1.2電梯控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀近年來(lái)，我國(guó)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(jìn)設(shè)計(jì)、修改工藝。更新?lián)Q代生產(chǎn)更新型的電梯。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，繼電器控制的弱點(diǎn)就越來(lái)越明顯?？删幊绦蚩刂破?PLC)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(mén)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己逐漸被PLC控制所代替。同時(shí)，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式己由原來(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)己成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。1.2.1電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問(wèn)題電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：（1）所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)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(wú)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)格較便宜。（4）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、掌握的人員較多。電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題：（1）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，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(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。（3）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。（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。（5）由于線路復(fù)雜，易出現(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)不便和驚憂。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。1.2.2PLC在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn)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)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，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(guó)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(fù)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(jī)系統(tǒng)換速，效率低，調(diào)速性能指標(biāo)較差，嚴(yán)重影響電梯運(yùn)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(jī)拖動(dòng)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(jī)械部分無(wú)大問(wèn)題，為節(jié)約資金，大部分老式電梯用戶希望對(duì)電梯的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，提高電梯的運(yùn)行性能。因此對(duì)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，尋找適合我國(guó)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(jìn)性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。PLC是一種專門(mén)從事邏輯控制的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于PLC具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)配置靈活等特點(diǎn)。因此在工業(yè)控制方面得到了廣泛應(yīng)用。自80年代后期PLC引入我國(guó)電梯行業(yè)以來(lái)，由PLC組成的電梯控制系統(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(duì)電梯運(yùn)行是乘客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(yùn)行的關(guān)鍵。為了改善電梯的舒適感和運(yùn)行的可靠性，現(xiàn)在都改為用PLC來(lái)控制電梯的運(yùn)行，這樣大大提高了電梯的性能?？删幊炭刂破鳎≒rogrammableLogiccontroller，簡(jiǎn)稱PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)而開(kāi)發(fā)的新一代工業(yè)控制器。它具有可靠性高、適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高溫、沖擊和振動(dòng)等惡劣環(huán)境的特點(diǎn)，已成為解決自動(dòng)控制問(wèn)題的最有效工具，是當(dāng)前先進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一。PLC控制電梯主要有以下幾優(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)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，微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷而沒(méi)被廣泛采用。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)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。1.3論文的主要內(nèi)容課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（PLC）來(lái)設(shè)計(jì)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)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國(guó)產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國(guó)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(lái)控制電梯。由于PLC作為新一代電梯控制工具具有以上優(yōu)點(diǎn)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就以四層電梯作為控制對(duì)象，以PLC作為工具對(duì)電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括以下幾項(xiàng)：（1）分析電梯的主要結(jié)構(gòu)和控制要求。（2）利用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)四層電梯運(yùn)行控制，包括：電梯的開(kāi)關(guān)門(mén)控制、電梯的廳召喚控制、電梯的到站指示控制、電梯的自動(dòng)平層控制、電梯的調(diào)速控制。本文采用德國(guó)西門(mén)子（Siemens）公司生產(chǎn)的S7-200型PLC及其擴(kuò)展模塊，利用其豐富和功能強(qiáng)大的指令，設(shè)計(jì)出梯形圖。（3）利用S7-200的仿真軟件對(duì)主要程序進(jìn)行仿真。第2章電梯控制理論基礎(chǔ) 2.1電梯概述一個(gè)半世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨，翻天覆地的是歷史的變遷，永恒不變的是電梯提升現(xiàn)代人生活質(zhì)量的承諾。生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新包括手柄開(kāi)關(guān)操縱，按鈕控制，信號(hào)控制，集選控制、人機(jī)對(duì)話等。多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎箱電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢(shì)，變速式自動(dòng)人行道扶梯大大節(jié)省了行人的時(shí)間；不同外形的扇形、三角形、半棱形、圓形觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。電梯主要分為機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)兩大部份，隨著自動(dòng)控制理論與微電子技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式與控制手段均發(fā)生了很大的變化，交流調(diào)速是當(dāng)前電梯拖動(dòng)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)、PLC控制系統(tǒng)、微機(jī)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(diǎn)，目前已逐漸被淘汰。微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)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(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)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，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。2.1.1電梯的起源與發(fā)展電梯的雛形始于我國(guó)商周時(shí)期出現(xiàn)的提水用的轆轤，它是由木制的支架、卷筒、曲柄繩索構(gòu)成的簡(jiǎn)易卷?yè)P(yáng)機(jī)，依靠人力或畜力驅(qū)動(dòng)，提升水的速度很慢。1831年英國(guó)人法拉弟發(fā)明電機(jī)以后，德國(guó)最早出現(xiàn)了用電力拖動(dòng)的升降機(jī)——電梯。電梯在美國(guó)發(fā)展很快，1889年美國(guó)紐約的“戴維斯特”大廳安裝了第一批直流電動(dòng)機(jī)與蝸輪蝸桿電梯，提升速度達(dá)到了0.5m/s。1900年美國(guó)奧梯斯電梯公司制造出世界上第一臺(tái)自動(dòng)扶梯。1915年已設(shè)計(jì)成功電梯自動(dòng)平層控制系統(tǒng)。1933年美國(guó)制造出6m/s的高速電梯。在第二次世界大戰(zhàn)以后，美國(guó)的建筑業(yè)得以快速發(fā)展，促使電梯也進(jìn)入發(fā)展時(shí)期，新技術(shù)被廣泛用于電梯。1949年研制出4-6臺(tái)電梯的群控系統(tǒng)。1955年出現(xiàn)了真空電子管小型計(jì)算機(jī)控制的電梯。1962年在美國(guó)己出現(xiàn)了8.5m/s的超高速電梯。在1967年將固體晶閘管用于電梯拖動(dòng)系統(tǒng)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，在用晶閘管取代直流發(fā)電機(jī)一電動(dòng)機(jī)組的同時(shí)，研制出了交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，是交流電梯的調(diào)速性能得到了明顯改善。1976年將微處理器應(yīng)用于電梯。1977年日本三菱電機(jī)株式會(huì)社開(kāi)發(fā)出了lOm/s的超高速電梯。1984年日本將交流變頻調(diào)速系統(tǒng)用于2m/s以上的高速電梯。1985年以后，又將其延伸到中、低速交流調(diào)速電梯。交流變頻調(diào)速技術(shù)被認(rèn)為是電梯行業(yè)的當(dāng)代技術(shù)。1985年日本生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)螺旋式自動(dòng)扶梯，使其明顯減少了占地面積。1993年日本生產(chǎn)的12.5m/s世界上最高速的交流變頻調(diào)速電梯已投入運(yùn)行。當(dāng)前，在電梯電力拖動(dòng)方面，除了大容量電梯還采用直流拖動(dòng)系統(tǒng)以外，用交流變頻調(diào)速方式已成為高速電梯的主流[3]。應(yīng)用微機(jī)全面取代繼電器控制邏輯實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，進(jìn)一步提高電梯的性能和可靠性，降低現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試要求，是電梯控制技術(shù)的方向。電梯群控系統(tǒng)是現(xiàn)代電梯的技術(shù)的又一重要組成部分。它不但有完善的分區(qū)服務(wù)、運(yùn)行監(jiān)控、客流交通統(tǒng)計(jì)分析等功能，還具備故障診斷功能。在電梯品種方面，出現(xiàn)了雙層電梯、大噸位的集裝箱電梯等。為適應(yīng)摩天大樓對(duì)電梯的特殊要求，目前正在研制無(wú)繩直線驅(qū)動(dòng)電梯。此外，用電子位置傳感器取代機(jī)械選層器、用更先進(jìn)的裝置取代門(mén)安全觸板、增設(shè)轎廂內(nèi)通信設(shè)施以及轎廂非安全門(mén)區(qū)語(yǔ)音提醒和運(yùn)行狀態(tài)語(yǔ)音報(bào)告等裝置，也是電梯技術(shù)現(xiàn)代化的體現(xiàn)。同時(shí)，更著重于可靠性、安全性和乘坐的舒適性，進(jìn)而主張電梯、扶梯與大自然相協(xié)調(diào)，對(duì)經(jīng)濟(jì)性、能耗、噪聲等級(jí)和電磁干擾程度等方面也有相應(yīng)要求。至此，電梯進(jìn)入了全面快速發(fā)展的新時(shí)期。2.1.2電梯的結(jié)構(gòu)電梯是機(jī)、電一體化產(chǎn)品。其機(jī)械部分好比是人的軀體，電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制部分相當(dāng)于人的大腦。各部分通過(guò)控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運(yùn)行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機(jī)械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門(mén)系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成。而電氣控制部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成。電梯基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示[4]。圖2-1電梯的基本結(jié)構(gòu)1-控制柜(屏);2-拽引機(jī);3-拽引鋼絲繩;4-限速器;5-限速器鋼繩;6-限速器張緊裝置;7-轎廂;8-安全鉗;9-轎廂門(mén)安全觸板;10-導(dǎo)軌;11-對(duì)重;12-廳門(mén)；13-緩沖器。（1）拽引系統(tǒng)電梯拽系統(tǒng)的功能是輸出動(dòng)力和傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。主要由拽引機(jī)，拽引鋼絲繩，導(dǎo)向輪和反繩輪組成。拽引機(jī)為電梯的運(yùn)行提供動(dòng)力，由電動(dòng)機(jī)，拽引輪，連軸器，減速箱，和電磁制動(dòng)器組成。拽引鋼絲的兩端分別連轎廂和對(duì)重，依靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來(lái)驅(qū)動(dòng)轎廂升降。導(dǎo)向輪的作用是分開(kāi)轎廂和對(duì)重的間距，采用復(fù)繞型還可以增加拽引力。（2）導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。它的作用是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使得轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌做升降運(yùn)動(dòng)。（3）門(mén)系統(tǒng)門(mén)系統(tǒng)有轎廂門(mén)，層門(mén)，開(kāi)門(mén)，連動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。轎廂門(mén)設(shè)在轎廂入口，由門(mén)扇，門(mén)導(dǎo)軌架，等組成，層門(mén)設(shè)在層站入口處。開(kāi)門(mén)機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎廂和層門(mén)的動(dòng)力源。（4）轎廂轎廂是運(yùn)送乘客或者貨物的電梯組件。它是有轎廂架和轎廂體組成的。轎廂架是轎廂體的承重機(jī)構(gòu)，由橫梁，立柱，底梁，和斜拉桿等組成。轎廂體由廂底，轎廂壁，轎廂頂以及照明通風(fēng)裝置，轎廂裝飾件和轎廂內(nèi)操縱按鈕板等組成。轎廂體空間的大小由額定載重量和額定客人數(shù)決定（5）重量平衡系統(tǒng)重量平衡系統(tǒng)由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。對(duì)重由對(duì)重架和對(duì)重塊組成。對(duì)重將平衡轎廂自重和部分額定載重。重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對(duì)重側(cè)拽引鋼絲繩長(zhǎng)度變化對(duì)電梯的平衡設(shè)計(jì)影響的裝置。（6）電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)由拽引電機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，調(diào)速裝置等組成，的作用是對(duì)電梯進(jìn)行速度控制。拽引電機(jī)是電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或者直流電機(jī)。供電系統(tǒng)是為電機(jī)提供電源的裝置。速度反饋系統(tǒng)是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號(hào)。一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器與電機(jī)相連。調(diào)速裝置對(duì)拽引電機(jī)進(jìn)行速度控制。（7）電氣控制系統(tǒng)電梯的電氣控制系統(tǒng)由控制裝置，操縱裝置，平層裝置，和位置顯示裝置等部分組成。其中控制裝置根據(jù)電梯的運(yùn)行邏輯功能要求，控制電梯的運(yùn)行，設(shè)置在機(jī)房中的控制柜上。操縱裝置是由轎廂內(nèi)的按鈕箱和廳門(mén)的召喚箱按鈕來(lái)操縱電梯的運(yùn)行的。平層裝置是發(fā)出平層控制信號(hào)，使電梯轎廂準(zhǔn)確平層的控制裝置。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的?？空緯r(shí)，欲使轎廂地坎與廳門(mén)地坎達(dá)到同—平面的操作。位置顯示裝置是用來(lái)顯示電梯所在樓層位置的轎內(nèi)和廳門(mén)的指示燈，廳門(mén)指示燈還用尖頭指示電梯的運(yùn)行方向。（8）安全保護(hù)系統(tǒng)安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械的和電氣的各種保護(hù)系統(tǒng)，可保護(hù)電梯安全的使用。機(jī)械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用，緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用，還有切斷總電源的極限保護(hù)裝置。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)。2.1.3電梯的控制要求人們對(duì)現(xiàn)代電梯的自動(dòng)化程度和智能行越來(lái)越高，可以有下列基本功能，這些功能有的是廠家作為標(biāo)準(zhǔn)功能配置在電梯上，有的是可按用戶要求配置。但是由于本次設(shè)計(jì)工作的時(shí)間有限，不可能實(shí)現(xiàn)下面的所有控制要求，只能完成其中的一些主要的最基本的控制要求。（1）司機(jī)操作。由司機(jī)關(guān)門(mén)啟動(dòng)電梯運(yùn)行，由轎內(nèi)指令按鈕選向，廳外召喚只能順向截梯，自動(dòng)平層。（2）集選控制。集選控制是將轎廂內(nèi)指令與廳外召喚等各種信號(hào)集中進(jìn)行綜合分析處理的高度自動(dòng)控制功能。它能對(duì)轎廂指令、廳外召喚登記，停站延時(shí)自動(dòng)關(guān)門(mén)起動(dòng)運(yùn)行，同向逐一應(yīng)答，自動(dòng)平層自動(dòng)開(kāi)門(mén)，順向截梯，自動(dòng)換向反向應(yīng)答，能自動(dòng)應(yīng)召服務(wù)。（3）下行集選。只在下行時(shí)具有集選功能，因此廳外只設(shè)下行召喚按鈕，上行不能截梯。（4）獨(dú)立操作。只通過(guò)轎內(nèi)指令駛往特定樓層，專為特定樓層乘客提供服務(wù)不應(yīng)答其它層站和廳外召喚。（5）特別樓層優(yōu)先控制。特別樓層有呼喚時(shí)，電梯以最短時(shí)間應(yīng)答。應(yīng)答前往時(shí)，不理會(huì)轎內(nèi)指令和其它召喚。到達(dá)該特別樓層后，該功能自動(dòng)取消。（6）停梯操作。在夜間、周末或假日，通過(guò)停梯開(kāi)關(guān)使用電梯停在指定樓層停梯時(shí)，轎門(mén)關(guān)閉，照明、風(fēng)扇斷電，以利節(jié)電、安全。（7）滿載控制。當(dāng)轎內(nèi)滿載時(shí)，不響應(yīng)廳外召喚。（8）清除無(wú)效指令。清除所有與電梯運(yùn)行方向不符的轎內(nèi)指令。（9）開(kāi)門(mén)時(shí)間自動(dòng)控制。根據(jù)廳外召喚、轎內(nèi)指令的種類以及轎內(nèi)情況，自動(dòng)調(diào)整開(kāi)門(mén)時(shí)間。（10）按客流量控制開(kāi)門(mén)時(shí)間。監(jiān)視乘客的進(jìn)出流量，使開(kāi)門(mén)時(shí)間最短。（11）開(kāi)門(mén)時(shí)間延長(zhǎng)按鈕。用于延長(zhǎng)開(kāi)門(mén)時(shí)間，使乘客順利進(jìn)出轎廂。（12）故障重開(kāi)門(mén)。因故障使電梯門(mén)不能關(guān)閉時(shí)，或者在關(guān)門(mén)的過(guò)程中又有乘客進(jìn)入的時(shí)候，使門(mén)重新打開(kāi)再試關(guān)門(mén)。（13）強(qiáng)迫關(guān)門(mén)。當(dāng)門(mén)被阻擋超過(guò)一定時(shí)間時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并以一定力量強(qiáng)行關(guān)門(mén)。（14）光電裝置。用來(lái)監(jiān)視乘客或貨物的進(jìn)出情況。（15）光幕感應(yīng)裝置。利用光幕效應(yīng)，如關(guān)門(mén)時(shí)仍有乘客進(jìn)出，則轎門(mén)未觸及人體就能自動(dòng)重新開(kāi)門(mén)。（16）副操縱箱。在轎廂內(nèi)左邊設(shè)置副操縱箱，上面設(shè)有各樓層轎內(nèi)指令按鈕便于乘客較擁擠時(shí)使用。（17）電子觸鈕。用手指輕觸按鈕便完成廳外召喚或轎內(nèi)指令登記工作。（18）燈光報(bào)站。電梯將到達(dá)時(shí)，廳外燈光閃動(dòng)，并有雙音報(bào)站鐘報(bào)站。（19）停電時(shí)緊急操作。當(dāng)市電電網(wǎng)停電時(shí)，用備用電源將電梯運(yùn)行到指定樓層待機(jī)。（20）火災(zāi)時(shí)緊急操作。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，使電梯自動(dòng)運(yùn)行到指定樓層待機(jī)。（21）消防操作。當(dāng)消防開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，使電梯自動(dòng)返回基站，此時(shí)只能由消防員進(jìn)行轎內(nèi)操作。（22）故障檢測(cè)。將故障記錄在微機(jī)內(nèi)存（一般可存入8～20個(gè)故障），并以數(shù)碼顯示故障性質(zhì)。當(dāng)故障超過(guò)一定數(shù)量時(shí)，電梯便停止運(yùn)行。只有排除故障，清除內(nèi)存記錄后，電梯才能運(yùn)行。大多數(shù)微機(jī)控制電梯都具有這種功能[5]。2.2PLC可編程控制器2.2.1PLC的發(fā)展20世紀(jì)60年代，汽車(chē)生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置占據(jù)主導(dǎo)地位。由于繼電器控制系統(tǒng)明顯的缺點(diǎn)即通用性和靈活性、可擴(kuò)展性較差，導(dǎo)致當(dāng)時(shí)汽車(chē)的每一次改型都需要對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和安裝。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車(chē)型號(hào)更新的周期愈來(lái)愈短，顯然，繼電器控制裝置十分費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)料，延長(zhǎng)了更新周期。為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)的不斷翻新及生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，1968年美國(guó)通用公司公開(kāi)招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，由此，PLC這種新型的工業(yè)控制裝置得以誕生并以其簡(jiǎn)單易懂、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小和使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快在美國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。到1971年，PLC已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品、飲料、冶金、造紙等工業(yè)中并很快受到了世界其他國(guó)家的高度重視。1971年日本從美國(guó)引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)，很快研制出日本第一臺(tái)PLC；1973年西歐國(guó)家也研制出了他們的第一臺(tái)PLC；我國(guó)1974年開(kāi)始研制，1977年開(kāi)始工業(yè)應(yīng)用[6]。2.2.2PLC的特點(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。以通用或?qū)Ｓ肅PU作為字處理器，實(shí)現(xiàn)字運(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。編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)[7]。（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。=1\*GB3①PLC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)的維修簡(jiǎn)單，維修時(shí)間短。=2\*GB3②PLC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MTTR，使可靠性提高。=3\*GB3③PLC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。=4\*GB3④PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制而專門(mén)設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)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，編程錯(cuò)誤率大大降低，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。=5\*GB3⑤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。=6\*GB3⑥PLC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，采用軟件濾波等；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：=1\*GB3①操作方便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)ふ遥缓筮M(jìn)行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上顯示。=2\*GB3②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，十分有助于編程人員的編程。=3\*GB3③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減低。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：=1\*GB3①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。=2\*GB3②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。=3\*GB3③操作的靈活性。操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易。2.2.3PLC的功能和應(yīng)用（1）PLC的功能隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，它目前主要有以下控制功能：=1\*GB3①條件控制功能條件控制又稱邏輯控制，用PLC的“與”、“或”、“非”等邏輯指令取代繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)及其他各種邏輯連接來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算功能。=2\*GB3②計(jì)數(shù)、定時(shí)功能PLC具有計(jì)數(shù)、定時(shí)功能，即使用PLC提供的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)對(duì)某種操作的定時(shí)或計(jì)數(shù)控制，以取代時(shí)間繼電器和計(jì)數(shù)繼電器。計(jì)數(shù)、定時(shí)值可由用戶在編程時(shí)設(shè)定，在運(yùn)行中讀出與修改，使用與操作都很靈活方便。=3\*GB3③步進(jìn)控制功能步進(jìn)控制功能是指用步進(jìn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成后，才能進(jìn)行下一道工序操作的控制，即順序控制，可利用移位寄存器或步進(jìn)指令直接編程。=4\*GB3④數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)處理功能是指PLC能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼等操作。=5\*GB3⑤A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能是指通過(guò)A/D與D/A模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的控制與調(diào)節(jié)。并可通過(guò)PID實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、速度、流量的等物理參數(shù)的閉環(huán)控制，完成過(guò)程控制。=6\*GB3⑥通信與聯(lián)網(wǎng)功能通信與聯(lián)網(wǎng)功能是指PLC采用通信技術(shù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制與數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)PLC之間的同位鏈接，PLC與上位機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)，從而組成分布式控制網(wǎng)絡(luò)以完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。=7\*GB3⑦監(jiān)控功能PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和記錄，甚至自動(dòng)終止運(yùn)行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等設(shè)定值或強(qiáng)制I/O狀態(tài)。（2）PLC的應(yīng)用目前，PLC在國(guó)內(nèi)外都已得到了廣泛的應(yīng)用。利用PLC最基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能進(jìn)行邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，廣泛用于機(jī)床、印刷機(jī)、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線以及電梯的控制。大多數(shù)PLC可配置拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備，如對(duì)各種機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。大、中型PLC具有多路模擬量輸入輸出和PID控制，可構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，廣泛用于鍋爐、反應(yīng)堆、水處理、釀酒等方面的過(guò)程控制。另外由于PLC強(qiáng)大的通信聯(lián)網(wǎng)功能，與通用計(jì)算機(jī)可直接或通過(guò)通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理、分散控制”的多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，滿足從單機(jī)自動(dòng)化到生產(chǎn)線自動(dòng)化乃至工廠自動(dòng)化，從工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控設(shè)備到柔性制造系統(tǒng)（FMS），從集中控制系統(tǒng)到大型集散控制系統(tǒng)發(fā)展的需要。第3章基于PLC電梯控制程序設(shè)計(jì)3.1電梯PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電梯的PLC控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣，主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)控電梯的PLC控制系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，主要硬件包括PLC、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱廂、廳外呼梯、門(mén)機(jī)與主拖動(dòng)系統(tǒng)等。其中控制系統(tǒng)的核心為PLC主機(jī)。來(lái)自操縱箱、呼梯盒、井道裝置及安全裝置的外部信號(hào)通過(guò)輸入接口通過(guò)輸入單元及其擴(kuò)展送入PLC內(nèi)部CPU微處理器進(jìn)行邏輯運(yùn)算與處理，再經(jīng)過(guò)輸出單元及其擴(kuò)展模塊分別向樓層顯示、呼梯信號(hào)燈、運(yùn)行方向信號(hào)燈發(fā)出顯示信號(hào)，向門(mén)機(jī)發(fā)出開(kāi)關(guān)門(mén)控制信號(hào)，向變頻器發(fā)出上下行、換速等信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行狀態(tài)的控制。輸入、輸出單元一般都通過(guò)光電隔離和濾波把PLC和外部電路隔開(kāi)，因此，PLC的抗干擾能力很強(qiáng)，平均無(wú)故障率可達(dá)到4～5萬(wàn)小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)繼電器控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)同時(shí)，PLC內(nèi)部的“軟”繼電器、“軟”接點(diǎn)和“軟”接線取代了繼電器控制系統(tǒng)里的“硬”器件、“硬”觸點(diǎn)和“硬”接線，其控制邏輯由存儲(chǔ)在內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)，大大減少了系統(tǒng)中繼電器的使用數(shù)量，使得觸點(diǎn)少、磨損現(xiàn)象少、連線少，減少了控制柜的體積，系統(tǒng)可靠性增強(qiáng)，并有良好的靈活性和擴(kuò)展性。圖3-1電梯控制系統(tǒng)框圖3.2I/O點(diǎn)數(shù)分析根據(jù)電梯的層站數(shù)、梯型、控制方式、應(yīng)用場(chǎng)所及具體控制要求，計(jì)算出PLC的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的數(shù)量（以4層電梯為例）。（1）現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)。電梯作為一種多層站、長(zhǎng)距離運(yùn)行的大型運(yùn)輸設(shè)備，在井道、廳外及轎廂內(nèi)有大量的信號(hào)要通過(guò)輸入接口送入PLC，現(xiàn)以四層電梯模型為例介紹其I口信號(hào)。=1\*GB3①內(nèi)呼按鈕共4個(gè)，即內(nèi)呼按鈕去1樓、內(nèi)呼按鈕去2樓、內(nèi)呼按鈕去3樓、內(nèi)呼按鈕去4樓，用于下達(dá)各層轎內(nèi)指令。=2\*GB3②外呼按鈕共6個(gè)，即1-3層外呼向上和2-4層外呼向下，用于廳外乘客發(fā)出召喚信號(hào)。=3\*GB3③樓層感應(yīng)干簧管共4個(gè)，即一層感應(yīng)干簧管、二層感應(yīng)干簧管、三層感應(yīng)干簧管、四層感應(yīng)干簧管。感應(yīng)干簧管安裝在井道中每層平層位置附近，在轎廂上安裝有隔磁鋼板，當(dāng)電梯上行或下行，使隔磁鋼板進(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)。干簧管主要用于：發(fā)出電梯減速信號(hào)；發(fā)出樓層指示信號(hào)。=4\*GB3④強(qiáng)迫減速開(kāi)關(guān)共2個(gè)，上強(qiáng)迫減速開(kāi)關(guān)和下強(qiáng)迫減速開(kāi)關(guān)。強(qiáng)迫減速開(kāi)關(guān)是電梯失控、有可能造成沖頂或蹲底時(shí)的第一道防線。上下強(qiáng)迫減速開(kāi)關(guān)分別裝在井道中對(duì)應(yīng)最高層站和最低層站的相應(yīng)位置，各有一個(gè)。當(dāng)電梯失控，轎廂已到頂層或底層，正常的減速停車(chē)控制不起作用時(shí)，裝在轎廂上的碰鐵與強(qiáng)迫減速開(kāi)關(guān)的碰輪相接觸，使開(kāi)關(guān)內(nèi)的接點(diǎn)發(fā)出指令信號(hào)，迫使電梯停駛。=5\*GB3⑤開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕共2個(gè)，用于乘客或司機(jī)手動(dòng)開(kāi)、關(guān)門(mén)控制。=6\*GB3⑥廳門(mén)開(kāi)關(guān)1-4層共4個(gè)，再加轎門(mén)開(kāi)關(guān)1個(gè)共5個(gè)，分別安裝在廳門(mén)、轎門(mén)上。當(dāng)它們?nèi)块]合時(shí)，說(shuō)明所有門(mén)都已關(guān)好，電梯允許運(yùn)行；若上述開(kāi)關(guān)有任何一個(gè)沒(méi)有閉合，說(shuō)明有的門(mén)未關(guān)好，這時(shí)不允許電梯運(yùn)行。為了節(jié)省輸入點(diǎn)，設(shè)計(jì)門(mén)聯(lián)鎖回路圖如圖3-2所示[8]。只有全部門(mén)電氣聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)在全部接通的情況下，控制柜內(nèi)的門(mén)聯(lián)鎖繼電器方能吸合，門(mén)鎖繼電器的觸點(diǎn)才能接通，將該對(duì)觸點(diǎn)作為門(mén)安全信號(hào)送到PLC的輸入點(diǎn)，此時(shí)電梯才能運(yùn)行。因此，廳門(mén)開(kāi)關(guān)和轎門(mén)開(kāi)關(guān)可以整合成一個(gè)輸入點(diǎn)，達(dá)到減少I(mǎi)/O點(diǎn)數(shù)的積極意義。圖3-2門(mén)聯(lián)鎖回路=7\*GB3⑦平層感應(yīng)干簧管共有上平層感應(yīng)干簧管、下平層感應(yīng)干簧管和門(mén)區(qū)感應(yīng)干簧管3個(gè),安裝在轎廂頂部，在井道相應(yīng)位置上裝有隔磁鋼板，當(dāng)鋼板同時(shí)位于上平層感應(yīng)干簧管、下平層感應(yīng)干簧管和門(mén)區(qū)感應(yīng)干簧管之間時(shí)，電梯正好處于平層位置。=8\*GB3⑧其他信號(hào)包括：急停按鈕、警鈴按鈕、慢上按鈕、慢下按鈕、直駛按鈕、消防/檢修/自動(dòng)三種方式選擇等，共8個(gè)輸入點(diǎn)。（2）現(xiàn)場(chǎng)輸出信號(hào)。PLC將執(zhí)行結(jié)果通過(guò)輸出接口控制以下輸出設(shè)備：=1\*GB3①接觸器共8個(gè)：上升接觸器、下降接觸器；快速接觸器、慢速接觸器；快加速接觸器、第一慢加速接觸器、第二慢加速接觸器；點(diǎn)動(dòng)檢修接觸器。=2\*GB3②指示燈信號(hào)14個(gè)：外呼1上指示燈、外呼2上指示燈、外呼2下指示燈、外呼3上指示燈、外呼3下指示燈、外呼4下指示燈；內(nèi)呼去1樓指示燈、內(nèi)呼去2樓指示燈、內(nèi)呼去3樓指示燈、內(nèi)呼去4樓指示燈；1層位置指示燈、2層位置指示燈、3層位置指示燈、4層位置指示燈。=3\*GB3③其他控制信號(hào)：報(bào)警警鈴輸出；開(kāi)門(mén)輸出信號(hào)、關(guān)門(mén)輸出信號(hào)共3個(gè)。3.3PLC選型及I/O口定義由上述分析可知，現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)共30個(gè)，輸出信號(hào)共25個(gè)，選擇西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7-200CPU226基本單元（24入/16出，AC/DC繼電器輸出方式）外加擴(kuò)展模塊EM223（數(shù)字混合模塊，16輸入/16繼電器輸出），主機(jī)和擴(kuò)展模塊共有40入/32出，滿足本系統(tǒng)30個(gè)輸入點(diǎn)，25個(gè)輸出點(diǎn)的要求，并留有適度余量。S7-200PLC是德國(guó)西門(mén)子公司研制生產(chǎn)出的一種疊裝式結(jié)構(gòu)的小型可編程控制器。它指令豐富、功能強(qiáng)大、可靠性高、適應(yīng)性好、結(jié)構(gòu)緊湊、便于擴(kuò)展、性能價(jià)格比高，且輸出端可直接驅(qū)動(dòng)2A的繼電器/接觸器線圈，抗干擾能力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化系統(tǒng)[9]。S7-200CPU226主機(jī)可帶7個(gè)擴(kuò)展模塊，用戶程序存儲(chǔ)容量為6.6K字；內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器，具有PID控制器的功能；有2個(gè)高速脈沖輸出端和2個(gè)RS-485通信口；具有PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由口協(xié)議的通信能力。由于是繼電器輸出方式，所以帶載靈活，既可帶直流負(fù)載，也可帶交流負(fù)載。因此，適用于本電梯系統(tǒng)控制[10]。表3-1是PLC的I/O口定義、分配表。表3-1PLCI/O分配、定義表輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)信號(hào)輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)信號(hào)I0.0門(mén)安全信號(hào)Q0.0上升接觸器I0.1外呼按鈕1上Q0.1下降接觸器I0.2外呼按鈕2上Q0.2外呼1上指示燈續(xù)表3-1輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)信號(hào)輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)信號(hào)I0.3外呼按鈕3上Q0.3外呼2上指示燈I0.4外呼按鈕2下Q0.4外呼3上指示燈I0.5外呼按鈕3下Q0.5外呼2下指示燈I0.6外呼按鈕4下Q0.6快速接觸器I0.7急停按鈕Q0.7慢速接觸器I1.01層感應(yīng)干簧管Q1.0外呼3下指示燈I1.12層感應(yīng)干簧管Q1.1外呼4下指示燈I1.23層感應(yīng)干簧管Q1.2內(nèi)呼去1樓指示燈I1.34層感應(yīng)干簧管Q1.3內(nèi)呼去2樓指示燈I1.4內(nèi)呼按鈕去1樓Q1.4內(nèi)呼去3樓指示燈I1.5內(nèi)呼按鈕去2樓Q1.5內(nèi)呼去4樓指示燈I1.6內(nèi)呼按鈕去3樓Q1.6開(kāi)門(mén)輸出信號(hào)I1.7內(nèi)呼按鈕去4樓Q1.7關(guān)門(mén)輸出信號(hào)I2.0轎廂內(nèi)開(kāi)門(mén)按鈕Q2.01層位置指示燈I2.1轎廂內(nèi)關(guān)門(mén)按鈕Q2.12層位置指示燈I2.2上平層感應(yīng)干簧管Q2.23層位置指示燈I2.3下平層感應(yīng)干簧管Q2.34層位置指示燈I2.4門(mén)區(qū)層感應(yīng)干簧管Q2.4快加速接觸器I2.5上強(qiáng)迫減速開(kāi)關(guān)Q2.5第一慢加速接觸器I2.6下強(qiáng)迫減速開(kāi)關(guān)Q2.6第二慢加速接觸器I2.7警鈴按鈕Q2.7點(diǎn)動(dòng)檢修接觸器I3.0檢修慢上Q3.0報(bào)警警齡輸出I3.1檢修慢下I3.2直駛開(kāi)關(guān)I3.3自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)I3.4消防選擇開(kāi)關(guān)I3.5檢修選擇開(kāi)關(guān)3.4電梯PLC程序流程圖程序流程圖如下圖3-3所示。圖3-3程序流程圖3.5梯形圖設(shè)計(jì)電梯要求實(shí)現(xiàn)的功能比較多，因而梯形圖較長(zhǎng)。下面按不同功能分別分析其原理（以有司機(jī)方式編程）。（1）樓層信號(hào)控制樓層信號(hào)由圖3-4所示的梯形圖控制環(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。根據(jù)要求，樓層信號(hào)應(yīng)連續(xù)變化，即電梯運(yùn)行到使下一層樓層感應(yīng)器動(dòng)作之前的任何位置，應(yīng)一直顯示上一層的樓層數(shù)。例如電梯原在一層，I1.0得電,因此Q2.0,由I/O口定義可知一層位置指示燈亮,顯示”1”。當(dāng)電梯離開(kāi)1層向上運(yùn)行時(shí)，由于離開(kāi)1層感應(yīng)干簧管區(qū)位使得I1.0失電，但Q2.0通過(guò)自鎖維持得電狀態(tài)，故一層位置指示燈一直亮。當(dāng)?shù)竭_(dá)2層感應(yīng)干簧管區(qū)位時(shí)，I1.1得電,,使得Q2.1得電,Q2.1的常閉觸點(diǎn)使Q2.0斷電,即樓層位置指示燈“2”亮，同時(shí)“1”熄滅[11]。在其他各層，情況與此相同。圖3-4樓層信號(hào)控制梯形圖（2）內(nèi)呼指令信號(hào)控制圖3-5為內(nèi)呼指令信號(hào)控制梯形圖。該環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)內(nèi)呼指令的登記及消除。中間繼電器M0.1～M0.4中的一個(gè)或幾個(gè)為ON時(shí),表示相應(yīng)樓層的內(nèi)呼被登記,反之則表示相應(yīng)內(nèi)呼指令信號(hào)被消除?，F(xiàn)假設(shè)電梯在1層處于停止?fàn)顟B(tài)，Q0.0、Q0.1均未得電，當(dāng)內(nèi)呼去2層按鈕、內(nèi)呼去4層按鈕被按下，則I1.5、I1.7得電，從而將M0.2、M0.4置位。即2、4兩層的內(nèi)呼指令信號(hào)被記憶。當(dāng)電梯上行到達(dá)2層感應(yīng)干簧管區(qū)位時(shí)，由樓層信號(hào)控制環(huán)節(jié)可知Q2.1得電，于是M0.2被復(fù)位，即去2層的內(nèi)呼指令被消除，該指令已被執(zhí)行完畢。而M0.4由于其復(fù)位端的條件不具備，所以去4層的內(nèi)呼指令仍然保留下來(lái)，直到電梯到達(dá)4層時(shí)，M0.4才具備復(fù)位的條件，信號(hào)才會(huì)被消除。圖3-5內(nèi)呼指令信號(hào)控制梯形圖（3）外呼指令信號(hào)控制圖3-6為外呼指令信號(hào)控制梯形圖。它實(shí)現(xiàn)廳外召喚指令的記憶與消除。設(shè)電梯在一層處于停止?fàn)顟B(tài)。2、3層廳外乘客欲乘梯上行，故分別按下外呼2上按鈕、外呼3上按鈕，同時(shí)若2層還有乘客欲下行，按下外呼2下按鈕，于是圖3-7中I0.2、I0.3、I0.4均得電，輸出繼電器Q0.3、Q0.4、Q0.5分別使外呼2上指示燈、外呼3上指示燈、外呼2下指示燈亮。司機(jī)接到指示信號(hào)后操縱電梯上行，故M3.0得電。當(dāng)電梯到達(dá)2層?？繒r(shí)Q2.1得電，故Q0.3失電，外呼2上指示燈熄滅。由于還未到達(dá)3層，外呼3上信號(hào)Q0.4仍然處于記憶、登記狀態(tài)，故上行控制信號(hào)M3.0仍未釋放（具體分析見(jiàn)選向環(huán)節(jié)）。因此，電梯目前雖然在2層，但該層的下召信號(hào)即外呼2下Q0.5仍然不能清除，外呼2下指示燈并未熄滅。只有當(dāng)電梯執(zhí)行完全部上行任務(wù)返回到2層時(shí)，由于M3.1、Q2.1得電，外呼2下控制信號(hào)Q0.5才能被清除[12]。這就實(shí)現(xiàn)了只清除與電梯運(yùn)行方向一致的召喚信號(hào)這一控制要求，即順向截梯功能。圖3-6外呼指令信號(hào)控制梯形圖（4）自動(dòng)選向控制選向就是電梯根據(jù)內(nèi)呼指令自動(dòng)地選擇合理的運(yùn)行方向。圖3-7為自動(dòng)選向控制梯形圖。圖中內(nèi)部中間繼電器M3.0/M3.1分別表示上/下方向控制，它們雖然不能直接輸出驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，卻直接決定著方向輸出繼電器Q0.0/Q0.1的“ON”或“OFF”狀態(tài)，從而控制上升接觸器和下降接觸器，即決定著電梯的運(yùn)行方向。圖3-7自動(dòng)選向控制梯形圖(5)起動(dòng)換速控制電梯起動(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。當(dāng)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(kāi)，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)干簧管所安裝的位置。實(shí)現(xiàn)起動(dòng)、換速控制的梯形圖如圖3-8和圖3-9所示。圖3-8啟動(dòng)換速控制梯形圖結(jié)合圖3-7和圖3-8分析，當(dāng)電梯選擇了運(yùn)行方向M3.0或M3.1得電,Q0.0或Q0.1相應(yīng)得電,司機(jī)操縱使轎、廳門(mén)關(guān)閉，若各層門(mén)都關(guān)好，則I0.0得電，于是運(yùn)行中間繼電器M1.4。M1.4得電，Q0.6就得電，快速接觸器接通快速繞組，T33開(kāi)始計(jì)時(shí)，T33T33計(jì)時(shí)時(shí)間到，Q2.4就接通，快加速接觸器動(dòng)作，切除起動(dòng)電抗器（電動(dòng)機(jī)串入起動(dòng)電抗器進(jìn)行降壓起動(dòng)）。當(dāng)電梯運(yùn)行到有內(nèi)呼指令的那一層換速點(diǎn)時(shí)，由圖3-9可見(jiàn)，換速中間繼電器M1.3得電，發(fā)出換速信號(hào)。圖3-9換速信號(hào)例如按內(nèi)呼去3層按鈕，則指令被登記，Q2.2得電，當(dāng)運(yùn)行到3層時(shí)，M1.3得電，發(fā)出換速指令，換速過(guò)程如下：M1.3↑→M1.4↓→Q0.6↓；Q0.7↑→T34↑→Q2.5↑；Q2.5↑→T35↑→Q2.6↑。圖3-8還有兩種情況會(huì)使電梯強(qiáng)迫換速：一是上下極限強(qiáng)迫換速。例如電梯下行（M3.1得電），若到達(dá)最底層還沒(méi)有正常換速，則會(huì)碰撞下強(qiáng)迫減速開(kāi)關(guān)I2.6得電，于是M1.4失電，電梯換速。二是電梯在運(yùn)行中由于故障等原因失去方向控制信號(hào)，即M3.0、M3.1均未得電時(shí)，也會(huì)因M1.4失電而換速[13]。（6）平層控制圖3-10為電梯平層控制梯形圖。其中，I2.3、I2.2、I2.4分別為下平層信號(hào)、門(mén)區(qū)信號(hào)和上平層信號(hào)。其原理為：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，則上平層感應(yīng)干簧管離開(kāi)隔磁板，使I2.2、M1.5失電，則Q0.1接通。電梯在下降接觸器作用下反向運(yùn)動(dòng)，直至隔磁板重新進(jìn)入上平層感應(yīng)干簧管，使M1.5得電。當(dāng)電梯位于平層位置時(shí)，M1.5、M1.6、M1.7均為ON，Q0.0和Q0.1均轉(zhuǎn)變?yōu)镺FF，即電動(dòng)機(jī)脫離三相電源，并抱閘制動(dòng)。圖3-10電梯平層控制梯形圖（7）開(kāi)關(guān)門(mén)控制電梯在某層平層后自動(dòng)關(guān)門(mén)，同時(shí)，若乘客按下開(kāi)、關(guān)門(mén)按鈕可對(duì)門(mén)開(kāi)、關(guān)進(jìn)行手動(dòng)控制。圖3-11為開(kāi)關(guān)門(mén)控制梯形圖。圖中M2.0是平層信號(hào)中間繼電器。當(dāng)電梯完全平層時(shí)，M2.0得電，緊接著Q0.0和Q0.1均轉(zhuǎn)變?yōu)镺FF，其動(dòng)斷觸點(diǎn)復(fù)位，于是Q1.6得電，開(kāi)門(mén)繼電器得電，電梯自動(dòng)開(kāi)門(mén)。I2.0是開(kāi)門(mén)按鈕輸入，用于當(dāng)門(mén)關(guān)好后重新使其打開(kāi)。當(dāng)電梯在運(yùn)行時(shí)，為保證安全運(yùn)行，任何情況都不能開(kāi)門(mén)，這一點(diǎn)由Q0.0和Q0.1的常閉觸點(diǎn)來(lái)保證。圖3-11開(kāi)關(guān)門(mén)控制梯形圖以上為電梯運(yùn)行各主要功能控制，將這些梯形圖合并起來(lái)即可構(gòu)成程序控制的主要部分。當(dāng)然，完整的電梯控制應(yīng)包括檢修、消防、自動(dòng)等各種運(yùn)行狀態(tài)選擇；檢修環(huán)節(jié)中的慢上、慢下；急停；報(bào)警以及各種保護(hù)環(huán)節(jié)。限于篇幅，本文略。第4章PLC電梯控制程序仿真4.1S7-200仿真軟件介紹S7-200系列小型PLC通用性好，兼容性強(qiáng)，適應(yīng)面廣，具有現(xiàn)代PLC的特點(diǎn)。其仿真軟件現(xiàn)有三種版本：西班牙原版、漢化版和英文版。受語(yǔ)種所限，西班牙原版不適合我們使用，其漢化版由于漢化不完全，出現(xiàn)的錯(cuò)誤提示等信息仍為西班牙文，難度很大。所以，我認(rèn)為使用起來(lái)兼容性最好、能真正通用的還是英文版，現(xiàn)在比較好用的是S7-200仿真軟件英文Simulation1.2版，在網(wǎng)上可以很容易找到。這個(gè)軟件不需安裝可直接使用，占用空間僅為幾兆。我們只要把它下載到計(jì)算機(jī)上，就可以隨心所欲地反復(fù)編程、調(diào)試，模擬運(yùn)行，直至編制的程序能實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。然后等有機(jī)會(huì)使用真正的PLC實(shí)驗(yàn)成套設(shè)備時(shí)，只需驗(yàn)證一下程序，就可以直接控制驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)電路運(yùn)轉(zhuǎn)，取得事半功倍的效果。

在使用S7-200仿真軟件前，應(yīng)該先在STEP7-Micro/WIN3.2編程軟件下輸入源程序，反復(fù)修改、編譯直至正確，在“File（文件）”菜單中選擇“Export（導(dǎo)出）”，將程序?qū)С鰹椤?AWL”文件。然后執(zhí)行S7-200仿真軟件文件夾下的“S7-200.EXE”文件就可啟動(dòng)仿真軟件了，點(diǎn)擊屏幕中間出現(xiàn)的圖案，出現(xiàn)密碼對(duì)話框窗口，輸入“6596”，就進(jìn)入了仿真軟件的用戶界面。仿真軟件的整體界面如下圖4-1所示。圖4-1s7-200仿真軟件整體界面然后選擇“Configuration（配置）”菜單中的“CPUType（型號(hào)）”（或在已有的CPU圖案上雙擊），在“CPU型號(hào)”對(duì)話框的下拉式列表框中選擇與要導(dǎo)入的程序相同的型號(hào)，如CPU224、CPU226等。然后選擇“Program（程序）”菜單中的“LoadProgram（載入程序）”（或工具條中的第2個(gè)按鈕），彈出對(duì)話框，將先前導(dǎo)出的“.AWL”文件選中后打開(kāi)，這樣程序就裝載到仿真軟件中了。選擇“PLC”菜單中的“Run（運(yùn)行）”（或工具欄上的綠色三角按鈕），就模擬PLC進(jìn)入“Run”模式，程序就開(kāi)始模擬運(yùn)行了；若選擇“PLC”菜單中的“Stop（停止）”或工具欄上的紅色正方形按鈕，就模擬PLC進(jìn)入“Stop”模式，程序就停止運(yùn)行。這時(shí)若用鼠標(biāo)點(diǎn)擊CPU模塊下面的開(kāi)關(guān)板上小開(kāi)關(guān)上面黑色的部分，可以使小開(kāi)關(guān)的手柄向上，模擬PLC上的輸入觸點(diǎn)閉合，CPU模塊上該輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的LED燈就變?yōu)榫G色；若點(diǎn)擊閉合的小開(kāi)關(guān)下面的黑色部分，可以使小開(kāi)關(guān)的手柄向下，模擬PLC上的輸入觸點(diǎn)斷開(kāi)，CPU模塊上該輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的LED燈就變?yōu)榛疑Ｔ赗un模式下按所編制的程序中設(shè)定的輸入觸點(diǎn)狀態(tài)撥動(dòng)對(duì)應(yīng)的小開(kāi)關(guān)，就可以看到CPU模塊中的被控線圈的LED指示燈相應(yīng)的點(diǎn)亮或熄滅。4.2PLC電梯控制系統(tǒng)仿真過(guò)程現(xiàn)假設(shè)電梯在1層處于停止?fàn)顟B(tài)，電梯內(nèi)有人內(nèi)呼去2層。整個(gè)過(guò)程的仿真過(guò)程如下：電梯內(nèi)有人內(nèi)呼去2層，則I1.5得電，在門(mén)安全I(xiàn)0.0得電的情況下，電梯開(kāi)始運(yùn)行，Q0.6快速接觸器得電，電梯快速運(yùn)行，計(jì)時(shí)2秒，Q2.4快加速接觸器得電，仿真圖如下4-2所示。圖4-2電梯開(kāi)始運(yùn)行仿真圖當(dāng)電梯運(yùn)行到觸碰2層感應(yīng)干簧管時(shí)，則I1.1得電，2層位置指示燈亮，電梯開(kāi)始換速，Q0.7慢速接觸器得電，計(jì)時(shí)5秒，Q2.5第一慢加速接觸器得電，再計(jì)時(shí)5秒，Q2.6第二慢加速接觸器得電，仿真圖如下4-3所示。圖4-3電梯換速仿真圖此時(shí)換速結(jié)束，電梯平層，電動(dòng)機(jī)脫離三相電源，并抱閘制動(dòng)，電梯停止，Q1.6開(kāi)門(mén)輸出信號(hào)得電，電梯開(kāi)門(mén)，乘客此時(shí)可走出轎廂到達(dá)目的地。仿真圖如下圖4-4所示。圖4-4電梯開(kāi)門(mén)仿真圖結(jié)論經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的研究工作，通過(guò)在圖書(shū)館查閱有關(guān)資料，了解了電梯的起源和發(fā)展過(guò)程，并且加深了對(duì)電梯的運(yùn)行過(guò)程、控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。熟悉了可編程控制器在電梯控制系統(tǒng)中的運(yùn)用。并且在所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上利用已有的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，嘗試了對(duì)電梯控制系統(tǒng)的研究。并且，使我將原來(lái)所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化、理論化、實(shí)用化，對(duì)如何使用已有知識(shí)及獲取相關(guān)資料方面的能力又有了提高。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我還認(rèn)識(shí)到無(wú)論做什么，都需要踏實(shí)、勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度這對(duì)我以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。論文主要完成了以下工作：（1）分析電梯的主要結(jié)構(gòu)、控制要求。（2）利用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)四層電梯運(yùn)行控制，包括：電梯的開(kāi)關(guān)門(mén)控制、電梯的廳召喚控制、電梯的到站指示控制、電梯的自動(dòng)平層控制、電梯的調(diào)速控制等。本文采用德國(guó)西門(mén)子（Siemens）公司生產(chǎn)的S7-200型PLC極其擴(kuò)展模塊，利用其豐富和功能強(qiáng)大的指令，設(shè)計(jì)出梯形圖。（3）用S7-200仿真軟件對(duì)控制程序進(jìn)行仿真。另一方面,由于時(shí)間與實(shí)驗(yàn)條件限制,論文還存在以下不足需要改進(jìn)和進(jìn)一步研究:（1）實(shí)際電梯一般采用旋轉(zhuǎn)編碼器作為檢測(cè)信號(hào)，采用變頻器進(jìn)行加、減速，而論文對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)化，未對(duì)其應(yīng)用做深入研究。（2）PLC的編程只考慮了有司機(jī)的狀態(tài)，未對(duì)各種保護(hù)進(jìn)行深入編程。參考文獻(xiàn)[1]芮靜康.電梯電氣控制技術(shù)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005:23-25.[2]劉培堯.電梯原理與維修[M].電子工業(yè)出版社,1999.[3]張漢杰,王錫仲,朱學(xué)莉.現(xiàn)代電梯控制技術(shù)[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1996.[4]吳國(guó)政.電梯原理·使用·維修[M].電子工業(yè)出版社,1999.[5]呂文斌.試論電梯的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].山西建筑,2006:176~177[6]黃凈.電氣控制與可編程序控制器[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004.[7]王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2003.[8]劉劍,朱德文,梁質(zhì)林.電梯電氣設(shè)計(jì)[M].中國(guó)電力出版社,2006.[9]喬?hào)|凱.基于PLC控制交流變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)的研究[D].吉林大學(xué)軟件工程碩士論文.2006.[10]EvangelosPetroutsos.PLC從入門(mén)到精通[M].電子工業(yè)出版社,1999.[11]MatthewCurland.AdvancedPLC[M].中國(guó)電力出版社,2001.[12]MitsubishiElectricCorporation.Fx2nSeriesProgrammableControllersHardwareManual.1999.[13]MitsubishiElectricCorporation.Fx1nSeriesProgrammableControllersHardwareManual.2001.致謝多年的大學(xué)生活很快就要結(jié)束了，通過(guò)這幾年的學(xué)習(xí)研究，自己在理論和工程實(shí)踐方面都有了一定程度的提高。在此感謝我的老師們?cè)诙嗄甑膶W(xué)習(xí)研究中給予的悉心指導(dǎo)，培養(yǎng)了我嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。本論文在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了楊克遠(yuǎn)老師得精心指導(dǎo)，特別是在設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)方案中出現(xiàn)困難時(shí)，老師都及時(shí)給予了我很大的幫助和支持！楊老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)得學(xué)術(shù)作風(fēng)和兢兢業(yè)業(yè)的治學(xué)態(tài)度使我受益匪淺。正是在她的精心、耐心指導(dǎo)和熱情鼓勵(lì)下，才最終完成了設(shè)計(jì)，達(dá)到了預(yù)期的目的。在此，我對(duì)楊老師表示衷心的感謝！最后，對(duì)審閱我論文的各位老師深表感謝，并渴望給予批評(píng)指正。TOC\o"1-2"\h\z\u附錄資料：不需要的可以自行刪除C語(yǔ)言曲線函數(shù)像素函數(shù)putpixel()畫(huà)像素點(diǎn)函數(shù)getpixel()返回像素色函數(shù)直線和線型函數(shù)line()畫(huà)線函數(shù)lineto()畫(huà)線函數(shù)linerel()相對(duì)畫(huà)線函數(shù)setlinestyle()設(shè)置線型函數(shù)getlinesettings()獲取線型設(shè)置函數(shù)setwritemode()設(shè)置畫(huà)線模式函數(shù)多邊形函數(shù)rectangle()畫(huà)矩形函數(shù)bar()畫(huà)條函數(shù)bar3d()畫(huà)條塊函數(shù)drawpoly()畫(huà)多邊形函數(shù)圓、弧和曲線函數(shù)getaspectratio()獲取縱橫比函數(shù)circle()畫(huà)圓函數(shù)arc()畫(huà)圓弧函數(shù)ellipse()畫(huà)橢圓弧函數(shù)fillellipse()畫(huà)橢圓區(qū)函數(shù)pieslice()畫(huà)扇區(qū)函數(shù)sector()畫(huà)橢圓扇區(qū)函數(shù)getarccoords()獲取圓弧坐標(biāo)函數(shù)填充函數(shù)setfillstyle()設(shè)置填充圖樣和顏色函數(shù)setfillpattern()設(shè)置用戶圖樣函數(shù)floodfill()填充閉域函數(shù)fillpoly()填充多邊形函數(shù)getfillsettings()獲取填充設(shè)置函數(shù)getfillpattern()獲取用戶圖樣設(shè)置函數(shù)圖像函數(shù)imagesize()圖像存儲(chǔ)大小函數(shù)getimage()保存圖像函數(shù)putimage()輸出圖像函數(shù)圖形和圖像函數(shù)對(duì)許多圖形應(yīng)用程序，直線和曲線是非常有用的。但對(duì)有些圖形只能靠操作單個(gè)像素才能畫(huà)出。當(dāng)然如果沒(méi)有畫(huà)像素的功能，就無(wú)法操作直線和曲線的函數(shù)。而且通過(guò)大規(guī)模使用像素功能，整個(gè)圖形就可以保存、寫(xiě)、擦除和與屏幕上的原有圖形進(jìn)行疊加。(一)像素函數(shù)putpixel()畫(huà)像素點(diǎn)函數(shù)功能：函數(shù)putpixel()在圖形模式下屏幕上畫(huà)一個(gè)像素點(diǎn)。用法：函數(shù)調(diào)用方式為voidputpixel(intx,inty,intcolor);說(shuō)明：參數(shù)x,y為像素點(diǎn)的坐標(biāo)，color是該像素點(diǎn)的顏色，它可以是顏色符號(hào)名，也可以是整型色彩值。此函數(shù)相應(yīng)的頭文件是graphics.h返回值：無(wú)例：在屏幕上(6,8)處畫(huà)一個(gè)紅色像素點(diǎn)：putpixel(6,8,RED);getpixel()返回像素色函數(shù)功能：函數(shù)getpixel()返回像素點(diǎn)顏色值。用法：該函數(shù)調(diào)用方式為intgetpixel(intx,inty);說(shuō)明：參數(shù)x,y為像素點(diǎn)坐標(biāo)。函數(shù)的返回值可以不反映實(shí)際彩色值，這取決于調(diào)色板的設(shè)置情況(參見(jiàn)setpalette()函數(shù))。這個(gè)函數(shù)相應(yīng)的頭文件為graphics.h返回值：返回一個(gè)像素點(diǎn)色彩值。例：把屏幕上(8,6)點(diǎn)的像素顏色值賦給變量color。color=getpixel(8,6);(二)直線和線型函數(shù)有三個(gè)畫(huà)直線的函數(shù)，即line(),lineto(),linerel()。這些直線使用整型坐標(biāo)，并相對(duì)于當(dāng)前圖形視口，但不一定受視口限制，如果視口裁剪標(biāo)志clip為真，那么直線將受到視口邊緣截?cái)?；如果clip為假，即使終點(diǎn)坐標(biāo)或新的當(dāng)前位置在圖形視口或屏幕極限之外，直線截?cái)嗟狡聊粯O限。有兩種線寬及幾種線型可供選擇，也可以自己定義線圖樣。下面分別介紹直線和線型函數(shù)。line()畫(huà)線函數(shù)功能：函數(shù)line()使用當(dāng)前繪圖色、線型及線寬，在給定的兩點(diǎn)間畫(huà)一直線。用法：該函數(shù)調(diào)用方式為voidline(intstartx,intstarty,intendx,intendy);說(shuō)明：參數(shù)startx,starty為起點(diǎn)坐標(biāo),endx,endy為終點(diǎn)坐標(biāo)，函數(shù)調(diào)用前后，圖形狀態(tài)下屏幕光標(biāo)(一般不可見(jiàn))當(dāng)前位置不改變。此函數(shù)相應(yīng)的頭文件為graphics.h返回值：無(wú)例：見(jiàn)函數(shù)60.linerel()中的實(shí)例。lineto()畫(huà)線函數(shù)功能：函數(shù)lineto()使用當(dāng)前繪圖色、線型及線寬，從當(dāng)前位置畫(huà)一直線到指定位置。用法：此函數(shù)調(diào)用方式為voidlineto(intx,inty);說(shuō)明：參數(shù)x,y為指定點(diǎn)的坐標(biāo)，函數(shù)調(diào)用后，當(dāng)前位置改變到指定點(diǎn)(x,y)。該函數(shù)對(duì)應(yīng)的頭文件為graphics.h返回值：無(wú)例：見(jiàn)函數(shù)60.linerel()中的實(shí)例。linerel()相對(duì)畫(huà)線函數(shù)功能：函數(shù)linerel()使用當(dāng)前繪圖色、線型及線寬，從當(dāng)前位置開(kāi)始，按指定的水平和垂直偏移距離畫(huà)一直線。用法：這個(gè)函數(shù)調(diào)用方式為voidlinerel(intdx,intdy);說(shuō)明：參數(shù)dx,dy分別是水平偏移距離和垂直偏移距離。函數(shù)調(diào)用后，當(dāng)前位置變?yōu)樵黾悠凭嚯x后的位置，例如，原來(lái)的位置是(8,6)，調(diào)用函數(shù)linerel(10,18)后，當(dāng)前位置為(18,24)。返回值：無(wú)例：下面的程序?yàn)楫?huà)線函數(shù)調(diào)用實(shí)例：#include<graphics.h>voidmain(){intdriver,mode;driver=DETECT;mode=0;initgraph(&driver,&mode,"");setcolor(15);line(66,66,88,88);lineto(100,100);linerel(36,64);getch();restorecrtmode();}setlinestyle()設(shè)置線型函數(shù)功能：setlinestyle()為畫(huà)線函數(shù)設(shè)置當(dāng)前線型，包括線型、線圖樣和線寬。用法：setlinestyle()函數(shù)調(diào)用方式為voidsetlinestyle(intstly,unsignedpattern,intwigth);說(shuō)明：參數(shù)style為線型取值，也可以用相應(yīng)名稱表示，如表1-10中所示。參數(shù)pattern用于自定義線圖樣，它是16位(bit)字，只有當(dāng)style=USERBIT_LINE(值為1)時(shí)，pattern的值才有意義，使用用戶自定義線圖樣，與圖樣中“1”位對(duì)應(yīng)的像素顯示，因此，pattern=0xFFFF，則畫(huà)實(shí)線；pattern=0x9999，則畫(huà)每隔兩個(gè)像素交替顯示的虛線，如果要畫(huà)長(zhǎng)虛線，那么pattern的值可為0xFF00和0xF00F，當(dāng)style不為USERBIT_LINE值時(shí)，雖然pattern的值不起作用，但扔須為它提供一個(gè)值，一般取為0。參數(shù)wigth用來(lái)設(shè)定線寬，其取值見(jiàn)表1-11，表中給出了兩個(gè)值，即1和3，實(shí)際上，線寬取值為2也是可以接受的。若用非法參數(shù)調(diào)用setlinestyle()函數(shù)，那么graphresult()會(huì)返回錯(cuò)誤代碼，并且當(dāng)前線型繼續(xù)有效。TurboC提供的線型與線寬定義在頭文件graphics.h中，表1-10和1-11分別列出了參數(shù)的取值與含義。表1-10線型名稱取值含義SOLID_LINE0實(shí)線DOTTED_LINE1點(diǎn)線CENTER_LINE2中心線DASHED_LINE3虛線USERBIT_LINE4用戶自定義線型表1-11線寬名稱取值說(shuō)明NORM_WIDTH（常寬）1一個(gè)像素寬（缺省值）THICK_WIDTH（加寬）3三個(gè)像素寬這個(gè)函數(shù)的頭文件是graphics.h返回值：無(wú)例：下面的程序顯示了BC中所提供的線型圖樣：#include<graphics.h>voidmain(){intdriver,mode;i;driver=DETECT;mode=0;initgraph(&driver,&mode,"");for(i=0;i<4;i++){setlinestyle(i,0,1);line(i*50,200,i*50+60,200);}getch();restorecrtmode();}getlinesettings()獲取線型設(shè)置函數(shù)功能：函數(shù)getlinesettings()用當(dāng)前設(shè)置的線型、線圖樣和線寬填寫(xiě)linesettingstype型結(jié)構(gòu)。用法：函數(shù)調(diào)用方式為voidgetlinesettings(structlinesettingstype*info);說(shuō)明：此函數(shù)調(diào)用執(zhí)行后，當(dāng)前的線型、線圖樣和線寬值被裝入info指向的結(jié)構(gòu)里，從而可從該結(jié)構(gòu)中獲得線型設(shè)置。linesettingstype型結(jié)構(gòu)定義如下：structlinesettingstype{intlinestyle;unsignedupattern;intthickness;};其中l(wèi)inestyle用于存放線型，線型值為表1-10中的各值之一。upattern用為裝入用戶自定義線圖樣，這是16位字，每一位等于一個(gè)像素，如果哪個(gè)位被設(shè)置，那么該像素打開(kāi)，否則關(guān)閉。thickness為線寬值存放的變量，可參見(jiàn)表1-11。getlinesettings()函數(shù)對(duì)應(yīng)的頭文件為graphics.h返回值：返回的線型設(shè)置存放在info指向的結(jié)構(gòu)中。例：把當(dāng)前線型的設(shè)置寫(xiě)入info結(jié)構(gòu)：structlinesettingstypeinfo;getlinesettings(&info);setwritemode()設(shè)置畫(huà)線模式函數(shù)功能：函數(shù)setwritemode()設(shè)置畫(huà)線模式用法：函數(shù)調(diào)用方式為voidsetwritemode()(intmode);說(shuō)明：參數(shù)mode只有兩個(gè)取值0和1，若mode為0，則新畫(huà)的線將覆蓋屏幕上原有的圖形，此為缺省畫(huà)線輸出模式。如果mode為1，那么新畫(huà)的像素點(diǎn)與原有圖形的像素點(diǎn)先進(jìn)行異或(XOR)運(yùn)算，然后輸出到屏幕上，使用這種畫(huà)線輸出模式，第二次畫(huà)同一圖形時(shí)，將擦除該圖形。調(diào)用setwritemode()設(shè)置的畫(huà)線輸出模式只影響函數(shù)line(),lineto(),linerel(),recangle()和drawpoly()。setwritemode()函數(shù)對(duì)應(yīng)的頭文件是graphics.h返回值：無(wú)例：設(shè)置畫(huà)線輸出模式為0：setwritemode(0);(三)、多邊形函數(shù)對(duì)多邊形，無(wú)疑可用畫(huà)直線函數(shù)來(lái)畫(huà)出它，但直接提供畫(huà)多邊形的函數(shù)會(huì)給用戶很大方便。最常見(jiàn)的多邊形有矩形、矩形塊(或稱條形)、多邊形和多邊形塊，我們還把長(zhǎng)方形條塊也放到這里一起考慮，雖然它不是多邊形，但它的特例就是矩形(塊)。下面直接介紹畫(huà)多邊形的函數(shù)。rectangle()畫(huà)矩形函數(shù)功能：函數(shù)rectangle()用當(dāng)前繪圖色、線型及線寬，畫(huà)一個(gè)給定左上角與右下角的矩形(正方形或長(zhǎng)方形)。用法：此函數(shù)調(diào)用方式為voidrectangle(intleft,inttop,intright,intbottom);說(shuō)明：參數(shù)left,top是左上角點(diǎn)坐標(biāo)，right,bottom是右下角點(diǎn)坐標(biāo)。如果有一個(gè)以上角點(diǎn)不在當(dāng)前圖形視口內(nèi)，且裁剪標(biāo)志clip設(shè)置的是真(1)，那么調(diào)用該函數(shù)后，只有在圖形視口內(nèi)的矩形部分才被畫(huà)出。這個(gè)函數(shù)對(duì)應(yīng)的頭文件為graphics.h返回值：無(wú)例：下面的程序畫(huà)一些矩形實(shí)例：#include<graphics.h>voidmain(){intdriver,mode;driver=DETECT;mode=0;initgraph(&driver,&mode,"");rectangle(80,80,220,200);rectangle(140,99,180,300);rectangle(6,6,88,88);rectangle(168,72,260,360);getch();restorecrtmode();}bar()畫(huà)條函數(shù)功能：函數(shù)bar()用當(dāng)前填充圖樣和填充色(注意不是給圖色)畫(huà)出一個(gè)指定上左上角與右下角的實(shí)心長(zhǎng)條形(長(zhǎng)方塊或正方塊)，但沒(méi)有四條邊線)。用法：bar()函數(shù)調(diào)用方式為voidbar(intleft,inttop,intright,intbottom);說(shuō)明：參數(shù)left,topright,bottom分別為左上角坐標(biāo)與右下角坐標(biāo)，它們和調(diào)用函數(shù)rectangle()的情形相同，調(diào)用此函數(shù)前，可用setfillstyle()或setfillpattern()設(shè)置當(dāng)前填充圖樣和填充色。注意此函數(shù)只畫(huà)沒(méi)有邊線的條形，如果要畫(huà)有邊線的的條形，可調(diào)用下面的函數(shù)bar3d()來(lái)畫(huà)，并將深度參數(shù)設(shè)為0，同時(shí)topflag參數(shù)要設(shè)置為真，否則該條形無(wú)頂邊線。這應(yīng)的頭文件為graphics.h返回值：無(wú)例：見(jiàn)函數(shù)bar3d()中的實(shí)例。bar3d()畫(huà)條塊函數(shù)功能：函數(shù)bar3d()使用當(dāng)前繪圖色、線型及線寬畫(huà)出三維長(zhǎng)方形條塊，并用當(dāng)前填充圖樣和填充色填充該三維條塊的表面。用法：此函數(shù)調(diào)用方式為voidbar3d(intleft,inttop,intright,intbottom,intdepth,inttopflag);說(shuō)明：參數(shù)left,top,right,bottom分另為左上角與右下角坐標(biāo)，這與bar()函數(shù)中的一樣。參數(shù)depth為條塊的深度，以像素為單位，通常按寬度的四分之一計(jì)算。深度方向通過(guò)屏顯縱橫比調(diào)節(jié)為約45度(即這時(shí)x/y比設(shè)置為1：1)。參數(shù)topflag相當(dāng)于一個(gè)布爾參數(shù)，如果設(shè)置為1(真)那么條塊上放一頂面；若設(shè)置為0(假)，則三維條形就沒(méi)有頂面，這樣可使多個(gè)三維條形疊加在一起。要使圖形更加美觀，可利用函數(shù)floodfill()或setfillpattern()來(lái)選擇填充圖樣和填充色(參見(jiàn)本小節(jié)(五)填充函數(shù))。bar3d()函數(shù)對(duì)應(yīng)的頭文件為graphics.h返回值：無(wú)例：下面的程序畫(huà)一個(gè)條形和條塊：#include<graphics.h>voidmain(){intdriver,mode;driver=DETECT;mode=0;initgraph(&driver,&mode,"");setfillstyle(SOLID-FILL,GREEN);bar(60,80,220,160);setfillstyle(SOLID-FILL,RED);bar3d(260,180,360,240,20,1);getch();restorecrtmode();}drawpoly()畫(huà)多邊形函數(shù)功能：函數(shù)drawpoly()用當(dāng)前繪圖色、線型及線寬，畫(huà)一個(gè)給定若干點(diǎn)所定義的多邊形。用法：此函數(shù)調(diào)用方式為voiddrawpoly(intpnumber,int*points);說(shuō)明：參數(shù)pnumber為多邊形的頂點(diǎn)數(shù)；參數(shù)points指向整型數(shù)組，該數(shù)組中是多邊形所有頂點(diǎn)(x,y)坐標(biāo)值，即一系列整數(shù)對(duì)，x坐標(biāo)值在前。顯然整型數(shù)組的維數(shù)至少為頂點(diǎn)數(shù)的2倍，在定義了多邊形所有頂點(diǎn)的數(shù)組polypoints時(shí)，頂點(diǎn)數(shù)目可通過(guò)計(jì)算sizeof(polypoints)除以2倍的sizeof(int)得到，這里除以2倍的原因是每個(gè)頂點(diǎn)有兩個(gè)整數(shù)坐標(biāo)值。另外有一點(diǎn)要注意，畫(huà)一個(gè)n個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形，頂點(diǎn)數(shù)必須等于n+1，并且最后一點(diǎn)(第n+1)點(diǎn)坐標(biāo)必須等于第一點(diǎn)的坐標(biāo)。drawpoly()函數(shù)對(duì)應(yīng)的頭文件為grpahics.h返回值：無(wú)例：下面的程序畫(huà)一個(gè)封閉星形圖與一個(gè)不封閉星形圖：#include<graphics.h>voidmain(){intdriver,mode;staticintpolypoints1[18]={100,100,110,120,100,130,120,125,140,140,130,120,140,110,120,115,100,100};staticintpolypoints2[18]={180,100,210,120,200,130,220,125,240,140,230,120,240,110,220,115,220,110};driver=DETECT;mode=0;initgraph(&driver,&