《電梯的檢測與維護問題研究【論文】》

-PAGEII-電梯的檢測與維護目錄TOC\o"1-3"\h\u127261.緒論 1198371.1研究背景與意義 1297031.2電梯故障診斷技術研究現(xiàn)狀 1101691.3存在的問題及發(fā)展趨勢 261192.PLC的簡介和其系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 4250862.1PLC的興起和發(fā)展 4160002.2PLC的基本結(jié)構(gòu) 462932.3PLC的工作原理 570952.4PLC的I/O系統(tǒng) 6321603.電梯總體方案設計 8306383.1設計的指導思想和步驟 8176843.2PLC控制電梯系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 864933.3電梯電力拖動系統(tǒng)方案的選擇 8229173.4拖動部分的選擇 9191253.4.1變極調(diào)速系統(tǒng) 9266523.4.2交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 9274433.4.3變壓變頻調(diào)速系統(tǒng) 913953.5控制部分的選擇 11276084.電梯的硬件設計 12312794.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 12101844.2對重設備的設計 12321444.3主電路的設計和元件型號的選擇 12264194.3.1電源容量的設計 1254504.3.2曳引電機的設計 1315844.4門電機的設計 13198174.5電源部分的設計 14183484.5.1低壓斷路器的選擇 15204934.5.2熔斷器的選擇 15237114.5.3電容的選擇 15256574.6變頻器的選擇 15107915.電梯的軟件設計 17215315.1電梯的控制功能 17279595.2電梯功能實現(xiàn)流程 17323615.3程序設計的要求 1843455.4PLC端口分配 18132525.5PLC型號的選擇 19299815.6控制過程 20185155.6.1指令登記環(huán)節(jié) 2029755.6.2選向環(huán)節(jié) 21171225.6.3換速環(huán)節(jié) 22127545.6.4開關門環(huán)節(jié) 2377555.6.5起動與速度切換環(huán)節(jié) 2417135.6.6平層停車環(huán)節(jié) 25304645.6.7樓層顯示環(huán)節(jié) 2520673總結(jié) 2820673參考文獻 2920673致謝 30-PAGE29--PAGE30-1.緒論1.1研究背景與意義近年來，社會不斷進步，國民經(jīng)濟得到了迅速的發(fā)展，我國逐漸開始步入城市化的發(fā)展進程，電梯的應用得到了一定的促進和發(fā)展，大部分相關的建筑中幾乎都會安裝電梯，為人們的生活帶來了便利。一般來說，電梯的實際使用壽命會受到安裝、維護以及檢測的直接影響，同時假如超過了電梯的預估使用年限，那么相應故障的發(fā)生幾率就會提升，對人們的人身安全造成一定的威脅。2016年，國家政府下發(fā)了關于電梯報廢的相關文件，其針對電梯部件報廢的相關標準進行了詳細的闡述和說明，并督促相關的企業(yè)及時進行電梯的維修和檢測，最大化降低事故發(fā)生的概率，為人們提供便利生活的同時，保障人們的人身安全。在本文的相關研究過程中，對國內(nèi)的研究成果進行了參考和借鑒，并以此為基礎，針對電梯的故分析和評估進行了深入的研究，同時結(jié)合相關的案例以及自身的實踐經(jīng)驗，設計出相應的電梯故障診斷系統(tǒng)，以此來降低電梯事故的發(fā)生概率，保障人們的人身安全。實際的設計過程，主要從硬件和軟件兩個大的方面進行入手，利用一定的故障診斷技術，設計出一套電梯故障診斷系統(tǒng)，對當前的電梯故障診斷難題進行有效的處理和應對，具有重要的應用價值和現(xiàn)實意。1.2電梯故障診斷技術研究現(xiàn)狀截至目前，國內(nèi)外關于電梯故障的診斷技術還處于研究和探索的階段，沒有形成穩(wěn)定的技術理論體系，因此實際的應用會受到不同程度的約束和限制，需要進一步進行研究和分析。在之前的實踐過程中，電梯廠商一般只會在電梯出廠前對其進行安全性能的檢測，一旦出廠在實際的應用過程中，除非發(fā)生特殊情況，否則幾乎不會再進行相關的性能檢測和故障診斷因此可能會存在一定的隱患。宗群、劉利、劉文靜、薛寒冰等人進行了共同的合作研究，重點的研究內(nèi)容包括采用先進的無線遠程技術對數(shù)據(jù)信息進行傳輸，實現(xiàn)主機的監(jiān)督和管理。一般來說，電梯的實際運行情況可以通過控制器進行控制，相應的狀態(tài)會進行一定的顯示，不過需要注意的是上位的故診斷能力存在一定的差距，缺乏權威性和準確性，僅可作為參考，沒有實際的意義。周東華，胡艷艷在其相關研究和設計過程中，設計了一種基于定位系統(tǒng)的遠距離檢測系統(tǒng)，通過程序?qū)崿F(xiàn)對信號的傳輸，對電梯進行監(jiān)管，可實現(xiàn)檢測和報警的綜合功能。包健等人在實際的設計研究過程中，基于ARM的基礎，設計出了一種對電梯故障進行實時記錄的系統(tǒng)，不過由于技術受限，導致實際記錄的信息和信號缺乏一定的精度，同時假設電梯發(fā)生故障，就無法實現(xiàn)電梯狀態(tài)的記錄，具有一定的局限性。電梯故障診斷系統(tǒng)的原理在于把先進的傳感器技術以及網(wǎng)絡傳輸技術進行結(jié)合，同時融入計算機管控技術和智能診斷技術，將這幾種技術進行有效的結(jié)合，實現(xiàn)對電梯故障的診斷和分析，相應的系統(tǒng)設計具有較高的技術要求，且比較復雜，需要兼具時效性和開放性，就目前國內(nèi)的技術而言，還需要一段路程要走。因此，國內(nèi)尚未形成綜合的電梯故障診斷技術體系，還需要進行不斷的努力和探索，希望早日開發(fā)研究出先進的電梯故障診斷綜合技術，實現(xiàn)對電梯的有效控制，盡可能降低電梯發(fā)生故障的概率，具有重要的研究價值和現(xiàn)實意義。綜上所述，電梯故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展概況和技術特點主要整理總結(jié)為以下方面：(1)、相應的成本投入比較昂貴，而且具有一定特殊性，不能實現(xiàn)不同型號電梯的統(tǒng)一管理和應用:參考國外先進電梯公司案例發(fā)現(xiàn)，其研發(fā)的故障診斷系統(tǒng)也只是適應自身公司產(chǎn)品，對其他公司的電梯產(chǎn)品并不適用。(2)、實際的通用性不容樂觀，主要是因為電梯故障系統(tǒng)的研發(fā)需要投入大量的資金，而且國外的研究主要通過英文進行，導致通用性受到限制和約束。(3)、實際的故障診斷預測功能具有一定的局限性:針對電梯實際運行過程中出現(xiàn)的故障難以預測，不僅不能準確對故障進行定位，對其產(chǎn)生故障的原因也很難評估，具有較高的技術要求，國內(nèi)目前的技術暫時還達不到。1.3存在的問題及發(fā)展趨勢對國內(nèi)外的電梯故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展概況進行了解和分析可以發(fā)現(xiàn)，即使是發(fā)達國家，也很難做到電梯故障診斷技術的兼容性，只是對自身研發(fā)的產(chǎn)品相適應，假設將其電梯故障診斷技術運用到其他公司的產(chǎn)品中，也很難做到一定的兼容。在實踐中，應結(jié)合當前電梯運轉(zhuǎn)的狀態(tài)對故障的發(fā)生進行判斷，采取相應的處理應對措施，盡量避免造成更加嚴重的后果，保障乘客的人身安全，同時把電梯的故障診斷和電梯的監(jiān)管進行結(jié)合，才是當前所要研究的課題，為今后的電梯故障診斷技術的研發(fā)和探索奠定基礎，提供實踐經(jīng)驗。2.PLC的簡介和其系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)PLC的相關研究起步較早，經(jīng)過不斷的完善和發(fā)展，已經(jīng)形成了穩(wěn)定的體系和系統(tǒng)，在當前的各個領域和行業(yè)中得到了廣泛的應用，體現(xiàn)了重要的作用。關于PLC的起源要追溯到1968年，當時作為最大汽車制造商的通用汽車，在其產(chǎn)品研發(fā)過程中，首次提出了可編程控制器的理念，并進行了反復的實踐和論證，通用汽車的研究團隊在實際的研發(fā)過程中，基于方便、易操作、智能化以及低成本的基本原則，設計出了相應的可編程控制器，但是當時并沒有應用到實際的汽車生產(chǎn)中，相應的功能并不完善。直到1969年，由美國數(shù)字公司正式研發(fā)出了世界上第一臺可編程控制器，在當時引起了巨大的反響。后來經(jīng)過不斷的探索和研究，不同功能、更加先進的可編程控制器逐漸問世，通過程序的編寫，實現(xiàn)對設備的控制，從而保障生產(chǎn)和制造的高效進行。隨著PLC技術的不斷發(fā)展，世界范圍內(nèi)的各大廠商取得了豐富的研究開發(fā)成果，其中最具代表性的有A-B公司，日本的歐姆龍公司，以及西門子公司等在世界享有盛名的大公司。雖然PLC從問世到如今只有短短的三十年，但是其發(fā)展速度令人意外，現(xiàn)如今，在眾多工業(yè)領域和行業(yè)之中都得到了廣泛的應用，發(fā)揮著重要的功能。2.1PLC的興起和發(fā)展PLC，也叫作可編程邏輯控制器。在其問世之初，主要的目的和用途在于對繼電器控制設備的替代，雖然這個時候沒有完全進行代替，但是已經(jīng)有了具體的趨勢。PLC的主要功能主要是實現(xiàn)對系統(tǒng)的順序控制和定時。關于軟件的程序編寫，主要采用梯形圖進行。這就導致早期的PLC在性能方面要優(yōu)于相關的繼電器控制設備，相應的操作比較簡單，同時便于安裝，占用的空間較小，還具有能耗低的優(yōu)點。2.2PLC的基本結(jié)構(gòu)一般來說，常用的PLC包括CPU的模塊、輸入、輸出模塊以及對應的編程器，詳情參考圖2-1。圖2-1PLC基本結(jié)構(gòu)從本質(zhì)上講，PLC屬于工業(yè)控制計算機的范疇，具體的硬件結(jié)構(gòu)和常見的微機控制系統(tǒng)存在一定的相似之處，主要包括CPU，存儲器，輸入輸出模塊，編程器以及電源幾個部分，每一個部分具有重要的職能，缺一不可。通常來說，CPU是PLC的核心部分，主要實現(xiàn)對其特元件的控制?？梢詫崿F(xiàn)數(shù)據(jù)和信號的接收和處理；對電源，存儲器，輸出輸入模塊以及相關的看門狗定時器的運行狀態(tài)進行分析和控制，具有重要的作用和職能，是PLC的中樞大腦。2.3PLC的工作原理正常情況下，PLC具有運行和停止兩個常見的狀態(tài)。假設PLC處于運行狀態(tài)，就可以實現(xiàn)對程序的控制。在實際的運行中，PLC的輸出和輸入信號應進行及時的切換，通過用戶程序的執(zhí)行，實現(xiàn)的PLC停止或運行狀態(tài)的切換。PLC的功能較強，不僅包括實行程序的運用，還包括對內(nèi)部信息的處理，以及通信連接功能，一般將整個過程進行劃分。主要分為五個不同的階段，每個階段對應不同的狀態(tài)，詳情參考圖2-2。PLC的內(nèi)部處理行為，主要是為了對CPU模塊的硬件進行檢測，如有異常會進行報警，除此之外，還會對其它的內(nèi)部工作進行執(zhí)行，實現(xiàn)綜合的控制功能。圖2-2掃描過程示意圖對上圖進行觀察可以發(fā)現(xiàn)，相應的通信服務階段中，可編程控制器實現(xiàn)與微處理器的通信連接，對程序員輸入的指令進行顯示和反饋。假設PLC停止，那么只會對僅上述的操作進行循環(huán)。假設PLC運行，那么相應的其他三個階段就會進行運行，詳情參考圖2-3。在PLC的存儲器中，會設置專業(yè)的區(qū)域，實現(xiàn)對輸入和輸出信號的存儲，對應相關的輸入圖像寄存器以及輸出圖像寄存器的實際運行狀態(tài)。針對PLC的輸入處理部分，PLC可實現(xiàn)對外部信號的讀取，并將其進行存儲，具體參考圖2-3。假設外部的輸入觸點電路處于接通狀態(tài)，此時的輸入圖像寄存器顯示為“1”。假設外部輸入觸點電路處于斷開狀態(tài)，此時的輸入圖像寄存器顯示為“0”。針對PLC的輸出處理部分，PLC依據(jù)CPU顯示的“0”/“1”狀態(tài)，進行相應的運行。2.4PLC的I/O系統(tǒng)一般來說，PLC的硬件結(jié)構(gòu)包括單元類型和模塊類型兩者不同的形式，每種形式對應不同的功能和覆蓋范圍。單元類型負責PLC的安裝，通常涉及輸入輸出系統(tǒng)的連接以及電源的安裝，需要注意的是這兩項元件需要安裝在同一個機箱，不可進行單獨分隔。無論何種硬件結(jié)構(gòu)，都要遵循相關的基本原則，對不同輸入和輸出進行正確的連接，否則容易出現(xiàn)故障，在專業(yè)的領域內(nèi)把這種連接方式稱為I/O尋址方式。常見的I/O尋址方式包括以下三種：一是固定的I/O尋址方式，該方式需要在PLC的生產(chǎn)和設計之前由廠家進行明確，相關的輸入/輸出點會有具體對應的地址，一般不會進行改變。這種尋址方式主要適用于單元式的PLC。二是由開關進行決定的I/O尋址方式，該方式的明確需要參考用戶的設置情況。三是利用軟件進行設置的I/O尋址方式，主要由相關的I/O地址分配表進行決定。圖2-3掃描過程示意圖3.電梯總體方案設計3.1設計的指導思想和步驟本文的相關設計過程中，主要選取可編程控制器實現(xiàn)對電梯的有效控制。實際的設計需要兼具可靠性和開放性的基本原則，具體的操作步驟涉及眾多方面，比如電梯的關閉，層次感的設計，電梯的準確定位，電梯的啟動和暫停等等。3.2PLC控制電梯系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)關于電梯設計的電氣控制系統(tǒng)一般包括控制系統(tǒng)和拖動系統(tǒng)，組成了PLC控制電梯系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。其中還包括硬件和軟件的設計，硬件一般有PLC主機、相應的機械系統(tǒng)、門廳呼叫控制系統(tǒng)以及指法設備等等，詳情可參考圖3-1。圖3-1電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)3.3電梯電力拖動系統(tǒng)方案的選擇關于電梯電力拖動系統(tǒng)的方案選擇需要基于相關的原則，主要是因為電力驅(qū)動系統(tǒng)在是電源的支持下，通過驅(qū)動器實現(xiàn)動作的控制，具有一定的嚴謹性，其中電梯的常見執(zhí)行動作包括電梯的升降、轎門的開關等等。轎門的動作執(zhí)行主要依靠牽引馬達的動力，在牽引馬達的拖動下，進行具體的減速和加速行為，可實現(xiàn)速度的切換。一般來說，轎廂門以及層站門控制主要依靠開閉馬達的動力牽引，實現(xiàn)速度的切換，反復進行高速運動和減速運動的模式切換。3.4拖動部分的選擇3.4.1變極調(diào)速系統(tǒng)在電梯的變極調(diào)速系統(tǒng)設計過程中，需要對相應的繞組進行明確，不可混淆，和少數(shù)極進行的繞組叫做快速繞組，和大量極進行的繞組叫做緩慢曲折。變極調(diào)速系統(tǒng)通過對不同繞組的作用，實現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。一般來說，在實際的電梯運行過程中，快速繞組主要負責電梯的啟動以及保持穩(wěn)定的速度進行運行，而慢速繞組主要負責電梯的制動以及保持緩慢的速度運行，兩者相應的功能和作用不同。3.4.2交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)在實際的電梯運行過程中，交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的應用原理主要為，電梯處于反向制動狀態(tài)下進行減速，此時定子繞組進行兩相交叉，對系統(tǒng)的相序進行改變，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)方向的改變，但是轉(zhuǎn)子一直保持原來的方向，就形成了相應的制動轉(zhuǎn)矩，使電梯的速度降低。3.4.3變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)關于交流異步電機的速度計算需要結(jié)合交流電源的頻率進行，通過相關的函數(shù)公式，計算出異步電機的平均速度，同時相應的電源驅(qū)動系統(tǒng)對電機的電壓和頻率進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的實際功能。一般來說，安裝了變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的電梯包含了常見電梯的綜合優(yōu)點，是一種新型的綜合型電梯，不過其生產(chǎn)和制造的成本較高，并且要求較高的技術水平，導致其只能在部分調(diào)速范圍較大的領域進行應用。a）變頻器的分類1）按變換環(huán)節(jié)依據(jù)變換環(huán)節(jié)可以對變頻器進行種類的劃分，常用的有交-交變頻器，此種類型的變頻器具有一定的優(yōu)勢，不存在相應的中間環(huán)節(jié)，導致實際的變換效率要比其他類型的變頻器高，具有較強的實用性。圖3-2交-交變頻器此外還有交-直-交變頻器，這種類型的變頻器相對來說容易控制，具有廣泛的頻率調(diào)節(jié)范圍，能夠?qū)ψ冾l后的電動機進行一定程度的改善，體現(xiàn)了顯著的優(yōu)點，在當前的相關領域中得到了廣泛的應用。圖3-3交-直-交變頻器2）按電壓的調(diào)制方式分依據(jù)電壓的調(diào)制方式進行劃分，主要有PWM脈幅調(diào)制變頻器以及PWM脈沖寬度調(diào)制逆變器兩種類型，每種類型的變頻器具體的優(yōu)勢和適用范圍存在一定的差異。關于PWM脈沖寬度調(diào)制逆變器的運行原理可以理解為借助對輸出脈沖的調(diào)節(jié)實現(xiàn)相應的調(diào)制功能。3）按直流環(huán)節(jié)的儲能方式分類①電感線圈在電流型的直流環(huán)節(jié)中作為主要的儲能元件進行使用。②電容器在電壓型的直流環(huán)節(jié)中作為主要的儲能元件進行使用。b）當前不同變頻器中采用的實際控制方式1）V/f控制V/f控制，這種控制方式對逆變器的控制較為容易，相關的結(jié)構(gòu)相對來說比較簡單，不過仍舊存在一定的缺陷，體現(xiàn)在控制性能較弱的方面。2）滑差頻率控制滑差頻率控制可以理解為對扭矩進行直接控制的方法，一般是在V/f控制的基礎上進行的改進和完善，能夠體現(xiàn)一定的穩(wěn)定性，有效處理負載的變化情況，具有較強的實用性和可靠性。3）矢量控制矢量控制一般利用矢量坐標實現(xiàn)對電流的大小以及相位的控制，控制相關的轉(zhuǎn)矩電流，實現(xiàn)對電機扭矩的控制。3.5控制部分的選擇通常來說，電梯的運行包含了較多的因素，是不同元件共同作用的結(jié)果，因此有必要設計相對完善的控制系統(tǒng)。對于電梯信號的控制來說，通常由相應的PLC軟件進行執(zhí)行，通過對信號的接收和傳輸，實現(xiàn)對電梯信號的綜合控制，常見的信號有內(nèi)部呼叫信號，電梯的啟動信號，電梯的暫停信號等等。依據(jù)實際情況來說，信號控制系統(tǒng)具有強大的綜合功能，可以實現(xiàn)相關信號的登記，對電梯的實際位置進行判斷，不同方向的攔截等等，具有較強的實用性。4.電梯的硬件設計4.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)在相關的電梯設計過程中，需要重視電梯硬件的設計，關于電梯的控制原理可以參考圖4-1。本文涉及的控制系統(tǒng)中，包含了相應的變頻器、PLC控制器、電動機以及系統(tǒng)的輸入輸出等。之所以選取PLC作為實際的控制器，主要是因為由其組成的控制系統(tǒng)在一定程度上對接口電路的現(xiàn)象進行了消除，同時相應的組成結(jié)構(gòu)并不復雜，體現(xiàn)了較高的可靠性和開放性，具有較強的實用性。PLCPLC電梯的各種輸入信號電梯的各種指示變頻器曳引電機門電機圖4-1電梯控制原理圖圖4-1電梯控制原理圖圖4-1電梯控制原理圖4.2對重設備的設計相關設計過程中，需要對重設備進行設計，一般選取額定負載為1000公斤的重設備，設轎箱的重量為2900千克，截面面積設為400平方米，相應的總重量為：P=G+QKp{P=（1-Kp）QV}{P=Q+Kp}{P=G+QKp}（4-1）上述表達式中，P代表相應的對重，G表示轎箱的凈重量，Q代表設備的額定載重量，Kp為實際的平衡系數(shù)，由此得出P=2900+0.5*1000=3400Kg。4.3主電路的設計和元件型號的選擇4.3.1電源容量的設計由于電梯在日常生活中需要經(jīng)常使用，相應的負載波動情況比較頻繁，反復進行加速、減速的執(zhí)行，因此在實際的電路設計過程中，需要考慮電源的容量，必須滿足相關的需求。一般來說，電源的容量S和電梯的梯速存在直接的關系，因此可以用以下公式對電源的容量進行估算：S≈0.030LeVe（kVA）（4-2）上述公式中，Le代表電梯的實際額定載重量，Ve表示電梯額定運行速度。在本設計中，電梯的動力來源于交流電機，其額定載重量為1000Kg，假設額定速度為1米每秒，那么S為：S≈0.030×1000×1=30kVA4.3.2曳引電機的設計在本次的設計過程中選擇交流電動機作為實際的電機。由于電梯運行過程中，往往會頻繁受到外力的沖擊，因此需要選擇通用的公式進行相關的計算，即：（4-3）上述公式中，N代表曳引電機的額定功率；V代表電梯的額定運行速度；M代表設計電梯的綜合平衡比例；P代表電梯運行過程中產(chǎn)生效率。因此隨上述參數(shù)進行結(jié)合得出相應的公式：參考上述分析結(jié)論和相關的計算數(shù)據(jù)，決定選取型號為Y2-132S2-2的三相異步電動機。4.4門電機的設計實際的設計過程中，選取了型號為110SZ56的直流電動機作為門電機，在啟動轉(zhuǎn)矩和調(diào)速性能方面具有一定的優(yōu)勢，滿足了相關的設計需求。關于門電機的調(diào)速原理可以參考圖4.2。圖4-2門電機控制電路圖4-2門電機控制電路如圖所示，假設對電梯的門進行關閉，當達到門寬的三分之二位置時，SA2限位進行啟動，相應的電阻受到短接，此時的總電流開始增大，導致壓降增大，相應的關門速度開始進行降低，整個關門過程完成。圖4-2門電機控制電路4.5電源部分的設計在本文的設計中，選取的電源需要滿足相關的需求。圖4-3電源部分參考上圖，對電源進行變壓處理，采取相應的三相橋式整流電路對選擇的元件進行使用。4.5.1低壓斷路器的選擇關于低壓斷路器的選擇，需要重視其隔離功能，對電路進行有效的保護。4.5.2熔斷器的選擇關于熔斷器的選擇需要依據(jù)實際的需求，在本文的設計中，由于門電機和曳引電機在實際的電梯運行過程中會進行反復的起動，因此需要對熔體的額定電流進行相應的要求，即：INP=（1.5~2.5）INMmax+NM（4-4）上述公式中，INP代表相應的熔體額定電流；INMmax代表電動機的最大額定電流；NM代表其他型號電動機的額定電流的總和。對上述的參數(shù)進行整理，獲得相關的計算公式：INP＝2.5×14.2＋1.1＝36.6（A）因此在實際的設計中，選擇FU1～FU3，相應的額定電流為40A。4.5.3電容的選擇本文設計中，電容的選擇需要滿足系統(tǒng)的實際需求，體現(xiàn)較強的電容功能。4.6變頻器的選擇在本設計中，變頻器的選用需要參考其他元件的使用，選擇符合設計標準的變頻器，體現(xiàn)一定的兼容性。在本文的設計中，選擇了三菱變頻器，主要是因為該型號的變頻器功能強大，具有一定的兼容性，相關的編碼方式比較簡單，操作簡便。圖4-4變頻器的外部接線圖5.電梯的軟件設計本文的設計中，除了硬件的設計，就是軟件的設計，關于軟件的設計需要綜合考慮相應的影響因素。本文的研究中，選擇了PLC梯形圖對相應的程序進行設計，主要是因為梯形圖相應的結(jié)構(gòu)簡單明了，易于操作，具有較強的適用范圍。5.1電梯的控制功能a）在大廳的外部設置相應的向下呼叫按鈕，同時保證不對上行鏈路進行干擾。b）在大廳外部，設置相應的向上呼叫按鈕，同時保證不對下行線路進行影響。c）預留相應的反應時間，便于乘客的進入和退出。d）當電梯處于滿負載狀態(tài)下，不再向大廳外進行響應。e）設置自動加速，自動減速以及自動停車的功能，保障乘客的人身安全。f）對廳門的觸摸開關設置相應的記憶和判斷功能，體現(xiàn)一定的人性化。g）對于電梯故障進行及時的存儲便于對故障進行診斷和分析。5.2電梯功能實現(xiàn)流程關于電梯功能的實現(xiàn)可以參考圖5-1。圖5-1功能流程圖5.3程序設計的要求相關程序的設計，需要尊遵循高效率、節(jié)約時間以及保障安全的基本原則，設置相應的報警功能，對電梯故障及時進行報警，保障乘客的人身安全。5.4PLC端口分配表5-1輸出信號和PLC地址預備編號因此，關于PLC端口的實際分配情況可以參考表5-1，對輸出輸入的信號進行明確，參考表5-2。表5-2輸入信號和PLC地址預備編號5.5PLC型號的選擇在本文的設計中，相應的對象為5層的大樓，因此依據(jù)PLC的I/O節(jié)點應用原理，進行PLC型號的選擇。表5-3FX2N系列可編程器的輸入/輸出繼電器元件號參考表5-3，本設計中選用的PLC型號為：FX2N-80MR-D。該型號的PLC可以實現(xiàn)不同功能的編程，能夠直接在PC機上實現(xiàn)程序的編寫和設備的調(diào)試。5.6控制過程5.6.1指令登記環(huán)節(jié)指令登記環(huán)節(jié)是控制過程中不可或缺的重要組成部分，假設指示燈亮，則代表指令已經(jīng)被登記，詳情參考圖5-2。圖5-2轎內(nèi)指令登記梯形圖參考圖5.2可以發(fā)現(xiàn)，從X4到X10，代表電梯從一樓到五樓的相應轎內(nèi)指令，M11到M15則代表一樓到五樓的相應平層信號。假設X5處于接通狀態(tài)，此時M3進行自鎖，同時對Y10進行信號的輸出，以此完成整個過程中指令的登記。X12在實際的系統(tǒng)運行過程中，代表了轎外二樓的上行信號，指令M12則代表二樓的平層信號。相應的接通步驟可以參考上述流程。但是兩者之間存在一定的差異，主要體現(xiàn)在電梯運行的方向不同，詳情可參考圖5-3。圖5-3轎外指令登記梯形圖5.6.2選向環(huán)節(jié)電梯的選向環(huán)節(jié)中，需要對實現(xiàn)的運行方向進行選擇。通常來說，指令受到登記，會對當前的運行方向以及電梯所處地段位置進行判斷，從而選擇正確的運行方向，詳情參考圖5-4。如圖所示，指令M2到指令M6代表電梯一到六樓的轎內(nèi)相關的指令，每一個指令負責相應的樓層，各司其職。而指令M7到指令M14則代表電梯從一到五樓對應的上下行指令，每一個指令負責相應的運動區(qū)間。以二樓的轎內(nèi)指令為例，當M3處于接通狀態(tài)，那么相應的，它就可以對X22、X23、X24進行指令的傳輸，實現(xiàn)指令M18和Y31的接通。圖5-4選向梯形圖參考上圖，假設二樓的轎外上行指令M8和相應的指令M20進行接通，那么可以發(fā)現(xiàn)兩者的運行路線存在一定的相似之處，近在部分區(qū)間存在較小的差異，就這體現(xiàn)了轎內(nèi)指令優(yōu)先的原則和屬性。5.6.3換速環(huán)節(jié)在實際的系統(tǒng)設計中，X27代表有司機狀態(tài)下的直駛開關控制。假設電梯的令趨于一致，那么電梯會自動運行到目標樓層，目標樓層的位置開關進行反應，迅速接通相應的信號，進行速度的切換。實際運行方向和轎外的指X21和X25分別對應一樓和五樓的開關，在實際的電梯運行過程中，這兩個開關可以發(fā)出強制性的減速信號，實現(xiàn)電梯的減速行為，詳情參考圖5-5。以二樓指令M9為分析闡述的對象，假設電梯運行至二樓，此時的X22處于閉合接通的狀態(tài)。假設電梯正向上進行運行，那么相應的M18進行接通，可以獲取來自M20的減速信號，控制電梯進行減速。假設在電梯的實際運行過程中，徑直按下直駛的開關按鈕，此時的X27將會被打開，電梯沒有接收到相應的減速信號，無法實現(xiàn)在該位置的停止。圖5-5換速梯形圖以二樓指令M9為分析對象進行闡述，假設電梯運行到二樓的位置，此時的X22處于閉合接通的狀態(tài)。假設電梯處于上行的狀態(tài)，相應的M18進行及時的接通，此時的X27可以獲取來自M21的減速信號，并對其進行反饋。假設在電梯的運行過程中，直接按下直駛的對應開關按鈕，那么對應的X27就會進行反應，此時的電梯不會進行減速，也就無法在當前的位置進行停止。5.6.4開關門環(huán)節(jié)圖5-6開關門梯形圖M23表示系統(tǒng)的手動開門功能實現(xiàn)的中間繼電器。X30代表電梯進行手動開門的控制信號。X35代表電梯門安全觸板的對應開關控制。T0代表電梯進行自動開關門時連接的時間繼電器。M22代表相應的停轉(zhuǎn)繼電器。具體的不同信號和元件可參考圖5-6。5.6.5起動與速度切換環(huán)節(jié)圖5-7起動速度切換梯形圖M32代表系統(tǒng)的起動中間繼電器。在實際的電梯運行中，該元件可以確保電梯在停車后進行起動，以此對運行過程中的誤動作進行預防，保障安全。X42表示系統(tǒng)的門鎖開關，在實際的電梯檢修過程時，只要電梯的門處于敞開狀態(tài)，那么電梯就無法啟動，便于檢修人員的實際檢修工作的進行。Y1和Y0代表的是系統(tǒng)的起動信號，主要和時間繼電器進行接通，實現(xiàn)電梯運行的速度切換。假設電梯進行啟動，會先進行短時間的低速運行，然后通過時間繼電器的動作信號接通，切換為高速狀態(tài)，當電梯將要達到目標樓層時，由M29進行高速信號的斷開，電梯再次進入低速運行狀態(tài)。5.6.6平層停車環(huán)節(jié)關于平層停車環(huán)節(jié)的設計沒有較大的難度，主要在于信號的接通和傳輸，假設每一層的信號指令處于正常狀態(tài)，減速信號就會和平層的位置信號進行及時的接通，實現(xiàn)平層的停車環(huán)節(jié)，詳情參考圖5-8。X26代表系統(tǒng)的平層位置信號，由相關的機械選層器進行及時的發(fā)送。一般來說，機械選層器中設置有三個不同功能的電磁開關，假設電梯運行到具體的位置，三個電磁開關進行統(tǒng)一的動作，此時發(fā)出信號X26，代表電梯處于平層之中。圖5-8平層停車梯形圖5.6.7樓層顯示環(huán)節(jié)關于系統(tǒng)的樓層顯示環(huán)節(jié)的設計，沒有太大的難度，主要利用樓層的位置開關進行實現(xiàn)，相鄰兩層之間的顯示功能由繼電器進行自鎖控制。在實際的電梯運行中，每到一層，系統(tǒng)的樓層顯示信號就會及時連通，與此同時，上一個樓層的信號進行斷開，以此循環(huán)進行，實現(xiàn)系統(tǒng)的樓層顯示功能，具體的示意圖參考圖5-9。圖5-9樓層顯示梯形圖5.6.8停運檢修環(huán)節(jié)系統(tǒng)中的X01代表檢修的開關控制，實現(xiàn)對中速信號的通信，當信號通過檢修位置時，開關進行斷開。X00表示系統(tǒng)的停運開關，對電梯的運行狀態(tài)進行控制。與繼電器M1進行接通，當M1斷開時，其后面的一切控制都會暫停。電梯的停運檢修，需要保證一定的安全性，以此實際的檢修過程中，需要對電梯的層門和轎門進行關閉，方可進行相應的檢修，否則可能會出現(xiàn)一定的安全隱患，威脅檢修人員的人身安全，相關的原理參考圖5-10。圖5-10停運檢修梯形圖截止此環(huán)節(jié)，關于電梯故障診斷系統(tǒng)的硬件和軟件設計幾乎已經(jīng)完成，進行整理和歸納，硬件主要涉及對PLC以及變頻器的型號選擇、針對曳引電動機以及門電機的相關設計工作；軟件部分則包括對電梯實際運行過程中的不同階段對應的梯形圖進行相關的設計。關于電梯故障診斷系統(tǒng)的輸入/輸出以及PLC的地址編號，可以參考表5-1和表5-2，系統(tǒng)關鍵元件的選取可參考表5-4。附錄APLC為系統(tǒng)的外部接線示意圖，表5-4主要元件的選用列表

總結(jié)可編程控制器具有一定的代表性，屬于新興的先進控制工具，在實際的應用中，以微處理器作為核心，設置具有較強抗干擾特性的接口電路，選取梯形圖編程語言作為主要的編程方式，易于相關的技術人員進行操作和應用。相關的學者將可編程控制器稱為是一項偉大的發(fā)明，認為它是真正的工業(yè)控制計算機，具有良好的發(fā)展前景和研究空間。尤其現(xiàn)在的微電子技術得到了一定的發(fā)展和完善，相關的