六層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根目錄摘要.........................................................................IAbstract....................................................................II第1章引言.................................................................1第2章功能需求分析..........................................................62.1電梯的集選控制功能...................................................62.2電梯的樓層檢測及平層功能.............................................62.3電梯門的控制功能.....................................................62.4電梯的調(diào)速功能.......................................................72.5電梯的安保功能........................................................7第3章電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)................................................83.1可編程控制器（PLC）的選型.............................................83.2其他主要器件的選型....................................................8......................................................................8......................................................................9......................................................................93.3電氣原理圖的設(shè)計(jì)及工作原理...........................................11.....................................................................11.....................................................................13.....................................................................15學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確?！喔?.4輸入輸出（I/O）口分配及PLC接線......................................16第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).........................................................194.1軟件設(shè)計(jì)思想及主程序流程圖..........................................194.2電梯控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)梯形圖設(shè)計(jì)........................................204.2.1外部請(qǐng)求響應(yīng)子程序.............................................214.2.2梯內(nèi)請(qǐng)求信號(hào)響應(yīng)子程序.........................................224.2.3當(dāng)前層顯示子程序...............................................224.2.4上升控制子程序.................................................234.2.5下降控制子程序.................................................23學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根4.2.6 電梯門控制子程序. 244.2.7電梯升降控制子程序.............................................24第5章系統(tǒng)的仿真...........................................................26第6章結(jié)論................................................................. 28致謝........................................................................ 30參考文獻(xiàn)....................................................................32學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根摘要本文采用可編程控制器(PLC)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器接觸控制，設(shè)計(jì)了六層電梯的控制系統(tǒng)。在功能需求分析的基礎(chǔ)上，選用 S7-200系列PLC（CPU226）作為控制器完成了系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，利用編程軟件 Step7-Micro 結(jié)合模塊化的編程思想設(shè)計(jì)了電梯系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的梯形圖，并借助S7-200仿真軟件對(duì)六層電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行了模擬仿真， 給出了仿真結(jié)果圖。仿真結(jié)果表明本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了電梯運(yùn)行的基本功能。本文設(shè)計(jì)的電梯控制系統(tǒng)提高了電梯的控制水平，克服了手動(dòng)操作所帶來的一些人為干擾因素，取得了良好的預(yù)期效果，也為高層電梯及電梯的群控技術(shù)提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵字： 電梯，PLC控制系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)，梯形圖，仿真學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根AbstractInthispaper,theprogrammablecontroller(PLC)isusedtoreplacethetraditionalrelaycontactcontrolandthedesignofthecontrolsystemforanelevatorofsixlevelsisintroduced.Onthebasisofanalysisofthefunctionalrequirements,S7-200seriesPLC(CPU226)isselectedasthecontrollertocompletethesystemhardwaredesign,theuseoftheprogrammingsoftwareStep7-Microdesignedtheelevatorsystematallstagesoftheladderwithmodularprogrammingideas,andtheuseofS7-200simulationsoftwareforasix-storyelevatorcontrolsystemsimulationdebugging,simulationresultsaregivenandtheFigsimulationresultsshowthatthedesignofthebasicfunctionsofelevatorrunningcanberealized.Inthispaper,thedesignofelevatorcontrolsystemimprovesthecontrolleveloftheelevator,andovercomessomehumaninterferencefactorsinmanualoperation,andhasachievedgoodresult.meanwhileitprovidesthetheorybasisforhigh-levelelevatorandthecontroltechnologyofelevatorgroup.Keywords:elevator,PLCcontrolsystem,hardwaresystem,ladderdiagram,simulation學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根第1章 引言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，以及人口密度的增加，城市土地資源的緊缺，城市里高樓大廈越來越多，高層建筑在城市里已然隨處可見，甚至一度被作為衡量一個(gè)城市發(fā)達(dá)與否的標(biāo)準(zhǔn)，而電梯承擔(dān)著高樓里人和物的主要運(yùn)輸工作，已然成為了高樓不可或缺的設(shè)備，因此，隨著高樓的不斷涌現(xiàn)，電梯行業(yè)也得以迅速發(fā)展，電梯的邏輯控制由原來的繼電器——接觸器控制發(fā)展到了現(xiàn)在的可編程控制器控制（PLC）和微機(jī)控制，電梯的控制方式由原來的手柄開關(guān)控制、按鈕信號(hào)控制發(fā)展到了現(xiàn)在的集選控制、并聯(lián)控制、群控等，電梯的傳動(dòng)方式由原來的直流電機(jī)傳動(dòng)發(fā)展到了現(xiàn)在的交流電機(jī)傳動(dòng)，從而使得電梯的可靠性得到了大大的提高，電梯的速度得到了大幅度提升，電梯的能耗也得到極大的改善。電梯為人們的生活帶來了極大的便利，也為我國的現(xiàn)代化建設(shè)提供了重要保障。對(duì)于高速發(fā)展的電梯產(chǎn)業(yè)來說，提供更加安全、高效、環(huán)保、穩(wěn)定的電梯控制系統(tǒng)，使每一部電梯都能安全高效穩(wěn)定地運(yùn)行，將成為電梯行業(yè)未來的主要發(fā)展方向。近年來，隨著生活水平的進(jìn)一步提高，人們對(duì)乘坐電梯的安全性和舒適性提出了更高的要求，這就要求電梯的研究者和開發(fā)者不斷提高電梯控制技術(shù)，以滿足人們對(duì)于乘坐電梯日益增長的要求。如今，在我國大部分城市，電梯都在被廣泛地應(yīng)用著。我國擁有的電梯數(shù)量已然居于世界第一，我國的電梯技術(shù)也達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。然而，隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步，智能化和信息化建筑的出現(xiàn)，以及人們生活觀念的改變，電梯行業(yè)將面臨新一輪挑戰(zhàn)，人們對(duì)電梯的要求將不只是完成垂直運(yùn)輸?shù)幕竟δ埽藗儽局匀藶楸镜挠^念，對(duì)電梯的安全性和舒適性提出了更高的要求，這就要求電梯的研究者和開發(fā)者從電梯運(yùn)行的控制智能化角度考慮，電梯的優(yōu)質(zhì)服務(wù)不再是單一的“時(shí)間最短”問題，而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等方法，以期實(shí)現(xiàn)單梯與群控管理的最佳模式。合理的配置與使用遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷、節(jié)能以及減少環(huán)境污染等。本論文中將重點(diǎn)研究電梯的升降控制邏輯以及電梯的整個(gè)運(yùn)行過程，不著重介紹主電動(dòng)機(jī)的升降速度以及電梯的安全保護(hù)措施。本設(shè)計(jì)主要是用可編程控制器(PLC)代替電梯的傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)。由于大部分老式電梯的電氣控制系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對(duì)電梯的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，以便改善電梯性能，減少電梯成本。因此，對(duì)電梯的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，提出一條適合國產(chǎn)老式傳學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根統(tǒng)電梯的改造技術(shù)，并進(jìn)而提高國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，將具有十分重要的意義。針對(duì)老式傳統(tǒng)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，本論文提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器(PLC)來控制電梯系統(tǒng)。本論文對(duì)電梯控制系統(tǒng)及可編程控制器（ PLC）作了簡單的介紹。并對(duì)本電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行了功能需求分析，確定了本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，由可編程控制器（PLC）來實(shí)現(xiàn)電梯的邏輯信號(hào)控制，由交流電機(jī)來實(shí)現(xiàn)電梯的調(diào)速。然后對(duì)本系統(tǒng)硬件開發(fā)部分做了相關(guān)介紹，確定了PLC的選型、I/O點(diǎn)數(shù)分配以及與PLC連接的外部設(shè)備。在確定了系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)之后，認(rèn)真分析了電梯控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法，根據(jù)功能需求設(shè)計(jì)出了控制系統(tǒng)的軟件流程圖，提出了模塊化編程思想，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā)，對(duì)電梯控制系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的梯形圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)與工作原理闡述。最后對(duì)本設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及本設(shè)計(jì)的不足之處進(jìn)行了一個(gè)總結(jié)。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根第2章功能需求分析本章將根據(jù)本系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的主要功能，在確?？尚械那疤嵯?，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性、便利性等原則，選擇一種最佳的設(shè)計(jì)方案，以便更好的實(shí)現(xiàn)電梯控制功能。2.1電梯的集選控制功能當(dāng)電梯轎廂內(nèi)及各樓層廳門外同時(shí)有多個(gè)請(qǐng)求發(fā)出時(shí)，要能按照一定順序逐個(gè)響應(yīng)，這就要求系統(tǒng)能夠?qū)Ω鱾€(gè)樓層的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行判斷比較，而且要能夠記憶各個(gè)尚未作出響應(yīng)的請(qǐng)求信號(hào)。為方便各層發(fā)出請(qǐng)求，在各層廳門需要設(shè)置上下請(qǐng)求按鈕，在轎廂內(nèi)部需要設(shè)置選層按鈕，在編程時(shí)需要考慮電梯的響應(yīng)邏輯，對(duì)請(qǐng)求信號(hào)做出比較，以便電梯能按一定的順序進(jìn)行響應(yīng)，對(duì)于尚未響應(yīng)的請(qǐng)求信號(hào)要有專門的寄存器存儲(chǔ)，以免信號(hào)丟失，當(dāng)響應(yīng)時(shí)可以將其從寄存器中取出，響應(yīng)結(jié)束后要能自動(dòng)消除請(qǐng)求信號(hào)，用程序?qū)崿F(xiàn)順向截停，自動(dòng)換向反向應(yīng)答等功能。2.2電梯的樓層檢測及平層功能電梯在控制過程中，需要判斷當(dāng)前電梯的位置，依據(jù)當(dāng)前電梯的位置及請(qǐng)求信號(hào)做出判斷處理，要判斷電梯的位置也就是需要對(duì)電梯進(jìn)行樓層檢測，對(duì)樓層檢測可以用位置開關(guān)，當(dāng)電梯到達(dá)位置開關(guān)處時(shí)，相應(yīng)的位置開關(guān)會(huì)做出響應(yīng)，反饋給PLC當(dāng)前的位置信號(hào)。當(dāng)電梯接近?？空緯r(shí)需要準(zhǔn)備平層， 使電梯轎廂地面和廳門地面可以?？吭谕凰矫嫔?，以免出現(xiàn)事故，為保證準(zhǔn)確平層需要進(jìn)行平層檢測，平層檢測可以使用接近開關(guān)，接近開關(guān)是一種非接觸式的開關(guān)，無機(jī)械損耗和機(jī)械誤差，定位精度高，當(dāng)電梯達(dá)到平層位置時(shí)接近開關(guān)做出響應(yīng)，反饋給 PLC平層信號(hào)，PLC接收信號(hào)并進(jìn)行下一步響應(yīng)操作。2.3電梯門的控制功能當(dāng)電梯到達(dá)?？空就C(jī)后，電梯門程序要判斷當(dāng)前情況是否滿足開門條件，當(dāng)滿足時(shí)要能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開門，為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判斷要收集當(dāng)前樓層信號(hào)、平層信號(hào)、電機(jī)運(yùn)行信號(hào)等。當(dāng)開門程序啟動(dòng)后要判斷何時(shí)停止開門，當(dāng)轎廂內(nèi)有手動(dòng)關(guān)門信號(hào)發(fā)出時(shí)將跳過開門程序直接關(guān)門，當(dāng)無手動(dòng)開門信號(hào)時(shí)就需要在開門末端設(shè)置限位開關(guān)，當(dāng)開門到達(dá)限位開關(guān)位置時(shí)停止開門。開門程序結(jié)束后經(jīng)過一定時(shí)間后要能自動(dòng)關(guān)門，這段時(shí)間的長短可以通過定時(shí)器設(shè)置，當(dāng)關(guān)門程序啟動(dòng)后需要判斷何時(shí)停止關(guān)門，當(dāng)關(guān)門過程中轎廂內(nèi)有手動(dòng)開門學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根信號(hào)或者檢測開關(guān)檢測到兩扇門之間有物體存在時(shí)需要結(jié)束關(guān)門程序，跳轉(zhuǎn)到開門程序，當(dāng)無手動(dòng)開門信號(hào)和關(guān)門檢測信號(hào)時(shí)就需要在關(guān)門終端設(shè)置關(guān)門限位信號(hào)，當(dāng)關(guān)門到達(dá)該限位開關(guān)時(shí)停止關(guān)門，在電梯運(yùn)行過程中，電梯門必須保證處于關(guān)閉狀態(tài)。為保證電梯的運(yùn)行安全，當(dāng)轎廂承載超重時(shí)，電梯門將無法關(guān)閉，為實(shí)現(xiàn)轎廂載重的檢測，在轎廂內(nèi)部安裝超重檢測裝置，當(dāng)載重超過設(shè)定值時(shí)，發(fā)出超重信號(hào)給 PLC，PLC做出響應(yīng)。2.4電梯的調(diào)速功能為提高電梯的舒適度，當(dāng)電梯啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)以低速啟動(dòng)，為保證電梯的運(yùn)行效率，電梯運(yùn)行過程中應(yīng)以適當(dāng)高速運(yùn)行，當(dāng)電梯停車時(shí)為保證準(zhǔn)確靠站，應(yīng)先降到較低速度運(yùn)行，停站時(shí)抱閘停車。為實(shí)現(xiàn)電梯的雙速運(yùn)行，可以用變頻器來實(shí)現(xiàn)電梯的調(diào)速。2.5電梯的安保功能本設(shè)計(jì)在電梯上升過程的呼叫程序中加入了一個(gè)呼叫確認(rèn)開關(guān)，當(dāng)按動(dòng)上升請(qǐng)求按鈕時(shí)，上升呼叫信號(hào)將傳送到該層戶主家，戶主確認(rèn)呼叫才可發(fā)送上升請(qǐng)求到電梯控制器，戶主出行可佩帶IC卡以乘坐電梯，確認(rèn)呼叫，該功能可防止陌生人隨意進(jìn)出該樓各樓層。在本設(shè)計(jì)中只是提供這一延伸功能，但與該功能相關(guān)的外圍設(shè)備及設(shè)計(jì)不做探討。本章針對(duì)系統(tǒng)的部分主要控制要求進(jìn)行了功能需求分析，給出了設(shè)計(jì)方案，為后續(xù)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)甚至軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了一定的理論支持。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根第3章電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)本章主要介紹電梯的硬件部分。在對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行了功能需求分析之后，本章將首先根據(jù)具體要求選擇適當(dāng)?shù)挠布O(shè)備，并對(duì)一些主要的硬件設(shè)備進(jìn)行分析選型，在確定了硬件設(shè)備之后，將著重介紹該系統(tǒng)的電氣原理圖的分析與設(shè)計(jì)，并對(duì)電氣系統(tǒng)的工作原理做出說明。3.1可編程控制器（PLC）的選型PLC作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，在選擇時(shí)要結(jié)合實(shí)際功能進(jìn)行考慮，電梯控制系統(tǒng)需要PLC完成的是一些很常規(guī)的功能，市場上的大部分PLC都能實(shí)現(xiàn)，故在此主要考慮其容量和成本。本系統(tǒng)是一個(gè)六層的電梯控制系統(tǒng)，屬于中小型控制系統(tǒng)，考慮到本人對(duì)德國西門子公司生產(chǎn)的一種小型 PLCS7-200比較熟悉，而且其某些功能達(dá)到中型 PLC的水平，但價(jià)格卻是小型PLC價(jià)格，性價(jià)比較高，故此首先考慮采用 S7-200系列PLC。經(jīng)分析，該系統(tǒng)需要34個(gè)輸入，23個(gè)輸出，輸入輸出信號(hào)類型均為數(shù)字量， S7-200系列PLC中CPU226型PLC擁有24個(gè)數(shù)字量輸入，16個(gè)數(shù)字量輸出，最多可以接 7個(gè)擴(kuò)展模塊，價(jià)格相對(duì)較低，而且功能強(qiáng)大。CPU226型PLC外接一個(gè)16點(diǎn)輸入，8點(diǎn)輸出的輸入/輸出混合擴(kuò)展模塊EM223即可滿足要求，使用方便，功能強(qiáng)大，而且價(jià)格便宜，故此，本系統(tǒng)采用CPU226型S7-200系列PLC。3.2其他主要器件的選型3.2.1電機(jī)的選型六層電梯控制系統(tǒng)為一中小型控制系統(tǒng)，所需功率較小，因其商用性、民用性的特點(diǎn)，要求價(jià)格便宜，運(yùn)行穩(wěn)定。電機(jī)分為直流電機(jī)和交流電機(jī)，直流電機(jī)較交流電機(jī)來說，調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)速，啟動(dòng)、制動(dòng)和過載轉(zhuǎn)矩大，易于控制，可靠性較高，但換向問題嚴(yán)重；交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，比較牢固，容易做成高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流的電機(jī)，最主要的是交流電機(jī)沒有換向問題。本系統(tǒng)換向頻繁，外部電源為交流電源，故采用交流電機(jī)。交流電機(jī)分為異步電機(jī)和同步電機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、價(jià)格低廉、性學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根能良好、運(yùn)行可靠、堅(jiān)固耐用、運(yùn)行效率較高且適用性強(qiáng)，缺點(diǎn)是功率因數(shù)較差；同步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)較高，對(duì)大功率低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，其體積要比異步電動(dòng)機(jī)小，但其結(jié)構(gòu)和性能較異步電動(dòng)機(jī)較差，故此采用異步電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)又分為鼠籠式和繞線式兩種。鼠籠式電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，運(yùn)行可靠，維護(hù)工作量小，控制電機(jī)運(yùn)行也相對(duì)簡單，但是啟動(dòng)力矩較小，不易調(diào)速；繞線式電機(jī)可以通過集電環(huán)和電刷，在轉(zhuǎn)子回路中串入外加電阻，從而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的啟動(dòng)或改變外加電阻在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，而且其啟動(dòng)及運(yùn)行的力矩較大，一般用在重載和頻繁啟動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械上，但其也因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加，運(yùn)行可靠性降低，維護(hù)費(fèi)用增加。鼠籠式異步電機(jī)的維護(hù)及運(yùn)行成本都比繞線式電機(jī)低，而且可靠性更高，故此采用鼠籠式電機(jī)。綜上所述，本電梯控制系統(tǒng)采用三相交流鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。3.2.2變頻器的選型為實(shí)現(xiàn)電機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，在此選用變頻器控制電機(jī)的運(yùn)行。生產(chǎn)扁平去的商家很多，市場上變頻器的種類更是不勝枚舉。由于功能不同，在使用時(shí)會(huì)稍有差別，但大部分使用方法一樣。在此選用本人比較熟悉的一種通用變頻器西門子 MICROMASTER 440(簡稱MM440)。MM440變頻器集多種功能于一體，該系列有 8種型號(hào)可供實(shí)際制作時(shí)根據(jù)具體參數(shù)選用，其內(nèi)置多種運(yùn)行控制方式，可根據(jù)控制要求進(jìn)行選擇，能進(jìn)行快速電流限制，實(shí)現(xiàn)無跳閘運(yùn)行，內(nèi)置式制動(dòng)斬波器，可實(shí)現(xiàn)直流注入制動(dòng)，具有 PID控制功能的閉環(huán)控制，控制器參數(shù)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)整定，具有多種參數(shù)設(shè)定且可相互切換，變頻器可用于控制多個(gè)交替工作的生產(chǎn)過程，其多功能數(shù)字、模擬輸入 /輸出口，可任意定義其功能和具有完善的保護(hù)功能。該變頻器的保護(hù)功能也比較完善，可進(jìn)行過電壓及欠電壓保護(hù)、變頻器過熱保護(hù)、接地故障保護(hù)、短路保護(hù)和 PTC/KTY電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)等。使用變頻器進(jìn)行控制，可提高控制質(zhì)量，減少維護(hù)費(fèi)用。故此本系統(tǒng)采用 MM440系列變頻器進(jìn)行控制。3.2.3開關(guān)器件的選型本系統(tǒng)用到很多的開關(guān)器件，主要有各樓層的位置感應(yīng)開關(guān)，平層感應(yīng)開關(guān)，電梯門開門關(guān)門終端位置開關(guān)、各樓層的上下請(qǐng)求按鈕開關(guān)、轎廂內(nèi)的選層按鈕開關(guān)、電梯運(yùn)行上下極限位置開關(guān)、關(guān)門過程檢測開關(guān)，超重檢測開關(guān)。以下將根據(jù)各開關(guān)的功能選用合適的開關(guān)器件。樓層位置感應(yīng)開關(guān)需要能實(shí)現(xiàn)當(dāng)電梯到達(dá)任意樓層時(shí)，該層位置感應(yīng)開關(guān)能做出響應(yīng)，學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根給出位置信號(hào)，再次選用位置開關(guān)，當(dāng)電梯到達(dá)該樓層時(shí)，該樓層對(duì)應(yīng)的位置開關(guān)會(huì)閉合同時(shí)將該信號(hào)傳送到控制器。平層感應(yīng)開關(guān)用來控制電梯的平層動(dòng)作，作為平層的參考點(diǎn)，當(dāng)電梯到達(dá)該位置時(shí)能確保平層，故此需要該檢測開關(guān)定位要準(zhǔn)確，可靠性高，在此選用接近開關(guān)，接近開關(guān)是一種非接觸式的行程開關(guān)，當(dāng)某種物體與它接近到一定距離時(shí)就發(fā)出動(dòng)作信號(hào)，無需施加機(jī)械力以及物理接觸，而是通過其感辨頭與被測物體間介質(zhì)能量的變化來獲取信號(hào)，故其定位精度高、操作頻率高、使用壽命長，對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)。接近開關(guān)又可分為高頻振蕩型、電容型、霍爾型。在此根據(jù)系統(tǒng)要求選用霍爾型，霍爾型接近開關(guān)由霍爾元件組成，是將磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，內(nèi)部的磁敏元件僅對(duì)垂直于傳感器端面磁場敏感，當(dāng)磁極S正對(duì)接近開關(guān)時(shí)，接近開關(guān)的輸出產(chǎn)生正跳變，輸出為高電平，若磁極N正對(duì)接近開關(guān)，輸出產(chǎn)生負(fù)跳變，輸出為低電平?；魻栃徒咏_關(guān)的垂直信號(hào)獲取方式可確保電梯平層，定位精度高、使用壽命長，故此選用霍爾型接近開關(guān)。電梯門開門關(guān)門終端位置開關(guān)、電梯運(yùn)行上下極限位置開關(guān)用于當(dāng)電梯門和電梯到達(dá)預(yù)設(shè)定的極限位置時(shí)，電梯門和電梯停止動(dòng)作并發(fā)出到達(dá)信號(hào)到控制器，控制器據(jù)此發(fā)出下部控制指令。故在此選用限位開關(guān)，又稱作行程開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來發(fā)出控制命令的主令電器。當(dāng)電梯門或電梯的機(jī)械部分到達(dá)限位開關(guān)時(shí)，限位開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出限位信號(hào)，可滿足該系統(tǒng)的控制要求，故此選用限位開關(guān)。各樓層的上下請(qǐng)求按鈕開關(guān)、轎廂內(nèi)的選層按鈕開關(guān)用于當(dāng)乘客按動(dòng)各樓層上下請(qǐng)求按鈕或轎廂內(nèi)的選層按鈕時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)到控制器。功能簡單，故此選用普通的按鈕開關(guān)即可。關(guān)門過程檢測開關(guān)用于關(guān)門過程中檢測兩門之間是否存在物體，以便控制電梯門的動(dòng)作。其要求檢測范圍為兩門之間，檢測方式為非接觸檢測，檢測結(jié)果只是有或者無，檢測速度要迅速，在此選用光電開關(guān)。光電開關(guān)體積小、功能多、壽命長、精度高、響應(yīng)速度快、檢測距離遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)，還可非接觸、無損傷的檢測。當(dāng)兩門之間存在物體時(shí)，光電開關(guān)能迅速檢測，并迅速響應(yīng)發(fā)出控制信號(hào)到控制器，滿足系統(tǒng)要求，故此選用光電開關(guān)。超重檢測開關(guān)用于防止電梯超載運(yùn)行造成的不安全隱患，檢測開關(guān)應(yīng)具備檢測當(dāng)前電梯載重是否超過預(yù)設(shè)限定值的功能，當(dāng)超過限定值時(shí)能迅速將響應(yīng)信號(hào)發(fā)送到控制器，以學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根便控制器做出下部動(dòng)作。超重檢測開關(guān)選用壓力控制開關(guān)，當(dāng)壓力大于設(shè)定值時(shí)動(dòng)作，發(fā)出響應(yīng)信號(hào)到控制器，可將設(shè)定值設(shè)置為載重上限，滿足系統(tǒng)要求，故此選用壓力控制開關(guān)。3.3電氣原理圖的設(shè)計(jì)及工作原理3.3.1主電路圖的設(shè)計(jì)及工作原理由3.2可知本采用三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，故此系統(tǒng)外接三相電源，系統(tǒng)的主要組成部分為控制電梯升降的電機(jī)MA1和控制電梯門開合的電機(jī)MA2，故系統(tǒng)的主電氣原理圖如圖3.1所示。系統(tǒng)主電路由三相交流電源、電動(dòng)機(jī) MA1、電動(dòng)機(jī) MA2、接觸器QA1/QA2/QA3/QA4的主觸點(diǎn)、熱繼電器 BB1/BB2的熱元件組成。當(dāng)控制線路部分控制接觸器QA1線圈通電，其常開主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī) MA1接通電源，全電壓啟動(dòng)，開始正轉(zhuǎn)，電梯上行；當(dāng)接觸器 QA2線圈通電，其常開主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī) MA1反轉(zhuǎn)，電梯下行；當(dāng)控制線路部分控制接觸器 QA3線圈通電，其常開主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī) MA2接通電源，全壓啟動(dòng)正轉(zhuǎn)，電梯門開；當(dāng)接觸器 QA4線圈通電，其常開主觸電閉合，電動(dòng)機(jī) MA2反轉(zhuǎn)電梯門閉合。當(dāng)過載時(shí)間較長，熱繼電器熱元件 BB1/BB2檢測到溫度過高時(shí)，將信號(hào)傳遞到熱繼電器，熱繼電器動(dòng)作，控制電機(jī)部分失電停止。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根圖3.1電梯硬件控制系統(tǒng)主電路原理圖實(shí)際接線時(shí)可將變頻器接入電路，用變頻器來控制電機(jī)的啟停及調(diào)速，主電路部分接線圖見圖3.2。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根圖3.2電梯硬件控制系統(tǒng)主電路接線圖3.3.2電梯升降控制部分電路圖設(shè)計(jì)及工作原理電梯升降控制是系統(tǒng)的核心部分，用來控制電梯的升降操作，是電梯邏輯關(guān)系的執(zhí)行部分。電梯升降控制部分電路圖主要包括各樓層的位置開關(guān)，各樓層門廳外的上升/下降請(qǐng)求按鈕及按鈕指示燈，轎廂內(nèi)各樓層的選層按鈕及選層記憶指示燈，呼叫確認(rèn)開關(guān)按鈕，電梯門關(guān)閉限位按鈕，接觸器線圈QA1/QA2/QA3/QA4，熱繼電器BB1/BB2。當(dāng)電梯呼叫請(qǐng)求信號(hào)出現(xiàn)的樓層位于當(dāng)前樓層上方時(shí)，電梯將上行，電梯上行控制線路如圖3.3。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根圖3.3電梯升降電機(jī)上升控制線路現(xiàn)以電梯位于一層時(shí)說明電梯上行的工作原理。當(dāng)電梯位于一層時(shí)，位置開關(guān) BG0閉合，出現(xiàn)以下任意呼叫請(qǐng)求信號(hào)： 一層以上的二至五層門廳出現(xiàn)上升或下降呼叫請(qǐng)求信號(hào)、六層門廳出現(xiàn)下降請(qǐng)求信號(hào)、轎廂內(nèi)出現(xiàn)二 -六層選層記憶信號(hào)，對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求信號(hào)按鈕SB2-SB6/SB11-SB20按鈕將出現(xiàn)閉合，相應(yīng)的按鈕指示燈點(diǎn)亮，此時(shí)，上升呼叫信號(hào)確定，需檢測QA2/QA3/BG9狀態(tài)，確保當(dāng)前電梯升降電機(jī) MA1沒有進(jìn)行下降動(dòng)作，電梯門電機(jī)MA2沒有進(jìn)行開門動(dòng)作，電梯門處于關(guān)閉狀態(tài)，即電梯門關(guān)門限位開關(guān) BG9閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)，電梯進(jìn)行上升動(dòng)作，當(dāng)電梯位于其他樓層時(shí)執(zhí)行相似操作，當(dāng)呼叫信號(hào)樓層位于當(dāng)前樓層上方時(shí)，電梯將準(zhǔn)備啟動(dòng)上升程序。當(dāng)電梯呼叫信號(hào)出現(xiàn)的樓層位于電梯當(dāng)前所在樓層下方時(shí)，電梯將下降，電梯下降控制線路圖如圖3.4。圖3.4電梯升降電機(jī)下降控制線路現(xiàn)以電梯位于六層時(shí)說明電梯下行的工作原理。當(dāng)電梯位于六層時(shí)，位置開關(guān) BG5閉合，出現(xiàn)以下任意呼叫請(qǐng)求信號(hào)： 六層以下的二至五層門廳出現(xiàn)上升或下降呼叫請(qǐng)求信號(hào)、一層門廳出現(xiàn)上升請(qǐng)求信號(hào)、轎廂內(nèi)出現(xiàn)一 -五層選層記憶信號(hào)，對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求信號(hào)按鈕SB1-SB5/SB10-SB18按鈕將出現(xiàn)閉合，相應(yīng)的按鈕指示燈點(diǎn)亮，此時(shí)，下降呼叫信號(hào)確定，需檢測QA1/QA3/BG9狀態(tài)，確保當(dāng)前電梯升降電機(jī) MA1沒有進(jìn)行下降動(dòng)作，電梯門電機(jī)MA2沒有進(jìn)行開門動(dòng)作，電梯門處于關(guān)閉狀態(tài)，即電梯門關(guān)門限位開關(guān) BG9閉合，電機(jī)反轉(zhuǎn)，電梯進(jìn)行下降動(dòng)作，當(dāng)電梯位于其他樓層時(shí)執(zhí)行相似操作，當(dāng)呼叫信號(hào)樓層位于當(dāng)前樓層下方時(shí)，電梯將準(zhǔn)備啟動(dòng)下降程序。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根3.3.3電梯門控制部分電路圖設(shè)計(jì)及工作原理電梯門的控制關(guān)系到電梯乘客的安全，因此，電梯門的控制需要考慮多方面因素。電梯門的控制分為電梯開門控制和電梯關(guān)門控制。電梯的開門及關(guān)門控制線路如圖 3.5。圖3.5電梯門電機(jī)控制線路圖電梯開門工作原理：當(dāng)前電機(jī)運(yùn)行正常，熱繼電器BB2處于接通狀態(tài)，當(dāng)電梯?？坑谀骋粯菍訒r(shí)，對(duì)應(yīng)的樓層位置檢測開關(guān)BG0-BG5之一接通，同時(shí)電梯的升降電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，接觸器QA1/QA2處于閉合狀態(tài)，抱閘裝置YB啟動(dòng)，電梯位置鎖死，檢測電梯是否平層，當(dāng)電梯平層后，平層檢測開關(guān)BG10/BG11閉合，電梯準(zhǔn)備開門，電梯經(jīng)過一定延時(shí)KF0自動(dòng)開門，或者按下轎廂內(nèi)開門開關(guān)BG8將跳過延時(shí)，直接啟動(dòng)開門程序。電梯門關(guān)門工作原理：當(dāng)電梯門已開完全，電梯開門終端限位開關(guān) BG8閉合，關(guān)門檢測光電開關(guān)檢測當(dāng)前狀態(tài)下兩門之間是否存在物體，當(dāng)兩門之間不存在物體時(shí)，關(guān)門檢測開關(guān)SP閉合，反之，SP保持打開狀態(tài)，電梯門無法閉合。超重檢測開關(guān)檢測當(dāng)前狀態(tài)下是否超重，當(dāng)轎廂承載未超重時(shí)，超重檢測開關(guān) BP保持閉合狀態(tài)，反之， BP打開，電梯門無法關(guān)閉。與此同時(shí)，電梯必須處于停止?fàn)顟B(tài)，即 QA1/QA2處于閉合，當(dāng)以上條件均滿足時(shí)，電梯經(jīng)過一定延時(shí)KF1后自動(dòng)關(guān)門，或者當(dāng)按動(dòng)轎廂內(nèi)關(guān)門按鈕時(shí)將跳過延時(shí)，直接啟動(dòng)關(guān)門程序。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根3.4輸入輸出（I/O）口分配及 PLC接線本系統(tǒng)用到的輸入輸出口較多，主要有 34個(gè)輸入端，包括 6個(gè)轎廂內(nèi)選層按鈕，用于轎廂內(nèi)選層；除一層和六層外每層廳門外一個(gè)上升請(qǐng)求按鈕及一個(gè)下降請(qǐng)求按鈕，一層有一個(gè)上升請(qǐng)求按鈕，六層一個(gè)下降請(qǐng)求按鈕，共計(jì) 10個(gè)廳門請(qǐng)求按鈕；轎廂內(nèi)一個(gè)開門按鈕和一個(gè)關(guān)門按鈕；每層一個(gè)位置開關(guān)，共計(jì) 6個(gè)位置開關(guān)，用于檢測當(dāng)前電梯所在的位置；為保證電梯的安全，在一層和六層分別設(shè)置一個(gè)電梯上極限限位開關(guān)和一個(gè)電梯下極限限位開關(guān)；在電梯門上設(shè)置開門和關(guān)門終端限位開關(guān)，用于判斷開關(guān)門的結(jié)束位置；一個(gè)用于控制電源的總電源開關(guān)；兩個(gè)平層檢測開關(guān)，用于檢測電梯是否平層；一個(gè)關(guān)門檢測光電開關(guān)，用于關(guān)門時(shí)檢測兩門之間是否存在物體；一個(gè)超重檢測開關(guān)，用于檢測當(dāng)前轎廂載重是否超過設(shè)定值。有23個(gè)輸出端，包括6個(gè)內(nèi)選記憶指示燈，用于顯示當(dāng)前已選層；除一層和六層外每層廳門外一個(gè)上升請(qǐng)求按鈕指示燈及一個(gè)下降請(qǐng)求按鈕指示燈，一層有一個(gè)上升請(qǐng)求按鈕指示燈，六層一個(gè)下降請(qǐng)求按鈕指示燈，共計(jì)10個(gè)廳門請(qǐng)求按鈕指示燈；一個(gè)開門動(dòng)作及一個(gè)關(guān)門動(dòng)作控制端；電梯升降電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制端；兩個(gè)速度設(shè)定端；一個(gè)抱閘裝置控制端。輸入輸出(I/O)口分配見表3.1。表3-1輸入輸出口（I/O）分配表序號(hào)地址注解電氣符號(hào)序號(hào)地址注解電氣符號(hào)1I0.0一樓樓層位置BG01Q0.0一樓上升燈PG02I0.1二樓樓層位置BG12Q0.1二樓上升燈PG13I0.2三樓樓層位置BG23Q0.2二樓下降燈PG24I0.3四樓樓層位置BG34Q0.3三樓上升燈PG35I0.4五樓樓層位置BG45Q0.4三樓下降燈PG46I0.5六樓樓層位置BG56Q0.5四樓上升燈PG57I0.6轎廂內(nèi)一樓按鈕SB17Q0.6四樓下降燈PG68I0.7轎廂內(nèi)二樓按鈕SB28Q0.7五樓上升燈PG79I1.0轎廂內(nèi)三樓按鈕SB39Q1.0五樓下降燈PG8學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確?！喔?0I1.1轎廂內(nèi)四樓按鈕SB410Q1.2六樓下降燈PG911I1.2轎廂內(nèi)五樓按鈕SB511Q1.3一層內(nèi)選記憶指示燈PG1012I1.3轎廂內(nèi)六樓按鈕SB612Q1.4二層內(nèi)選記憶指示燈PG1113I1.4呼叫確認(rèn)按鈕SB713Q1.5三層內(nèi)選記憶指示燈PG1214I1.5轎廂內(nèi)開門按鈕SB814Q1.6四層內(nèi)選記憶指示燈PG1315I1.6轎廂內(nèi)關(guān)門按鈕SB915Q1.7五層內(nèi)選記憶指示燈PG1416I1.7一樓請(qǐng)求上升按鈕SB1016Q2.0六層內(nèi)選記憶指示燈PG1517I2.0二樓請(qǐng)求上升按鈕SB1117Q2.1開門動(dòng)作QA318I2.1二樓請(qǐng)求下降按鈕SB1218Q2.2關(guān)門動(dòng)作QA419I2.2三樓請(qǐng)求上升按鈕SB1319Q2.3電梯啟停20I2.3三樓請(qǐng)求下降按鈕SB1420Q2.4電梯正反轉(zhuǎn)QA1/QA221I2.4四樓請(qǐng)求上升按鈕SB1521Q2.5速度設(shè)定1--低速22I2.5四樓請(qǐng)求下降按鈕SB1622Q2.6速度設(shè)定2--高速23I2.6五樓請(qǐng)求上升按鈕SB1723Q2.7抱閘裝置YB24I2.7五樓請(qǐng)求下降按鈕SB1825I3.0六樓請(qǐng)求下降按鈕SB2026I3.1電梯上極限BG627I3.2電梯下極限BG728I3.3開門終端限位BG829I3.4關(guān)門終端限位BG930I3.5總電源開關(guān)SB0學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根31I3.6上平層檢測開關(guān)BG1032I3.7下平層檢測開關(guān)BG1133I4.0關(guān)門檢測光電開關(guān)SP34I4.1超重控制開關(guān)BP對(duì)應(yīng)于輸入輸出口分配表可得 PLC的接線圖見圖3.6。圖3.6PLC接線圖本章對(duì)硬件系統(tǒng)的控制器和主要器件進(jìn)行了選型，通過分析系統(tǒng)的工作原理給出了電氣原理圖，并確定了控制器的 I/O口分配，為第4章的軟件設(shè)計(jì)提供了硬件支持。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本章主要對(duì)電梯控制系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。在對(duì)電梯控制系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行分析設(shè)計(jì)之后，本章將在第三章搭建的硬件平臺(tái)上，根據(jù)控制系統(tǒng)的需要，分析系統(tǒng)運(yùn)行的邏輯關(guān)系，確定軟件設(shè)計(jì)的思想，并給出主程序流程圖，在主程序的基礎(chǔ)上運(yùn)用模塊化的編程思想，分塊對(duì)該系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。4.1軟件設(shè)計(jì)思想及主程序流程圖在電梯控制系統(tǒng)中，有大量的邏輯信號(hào)需要處理，這部分工作是由 PLC來完成的，系統(tǒng)中的軟件能根據(jù)電梯的運(yùn)行要求及保護(hù)要求由 PLC來實(shí)現(xiàn)邏輯信號(hào)的控制。 PLC上電后，PLC中的梯形圖程序已經(jīng)開始運(yùn)行，但因?yàn)殡娞萆形醋x入任何輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)，也就無法在收到請(qǐng)求信號(hào)后通過固化在 PLC中的程序作出響應(yīng)。此時(shí)電梯將處于等待狀態(tài)，電梯在檢測到廳門或轎廂的呼叫信號(hào)后將此呼叫信號(hào)所在樓層信號(hào)與轎廂所在的樓層信號(hào)進(jìn)行比較，再通過定向模塊進(jìn)行選向。選定方向后電梯將通過拖動(dòng)調(diào)速模塊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轎廂運(yùn)動(dòng)。轎廂運(yùn)動(dòng)速度要經(jīng)過先低速運(yùn)行再轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚?，并以高速運(yùn)行至減速點(diǎn)。當(dāng)電梯檢測到目標(biāo)層樓層檢測點(diǎn)產(chǎn)生的減速點(diǎn)信號(hào)時(shí)，電梯進(jìn)入減速制動(dòng)狀態(tài)，又由高速變?yōu)榈退?，并以低速運(yùn)行到平層點(diǎn)停止。平層后，電梯再經(jīng)過一定延時(shí)后開門，達(dá)到開門限位開關(guān)后，經(jīng)過一定延時(shí)后關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開關(guān)。在電梯運(yùn)行過程中必須保證電梯門處于關(guān)閉狀態(tài)。至此電梯完成了一個(gè)正常呼叫響應(yīng)的過程。電梯的運(yùn)行過程就是在反復(fù)執(zhí)行這一呼叫響應(yīng)過程。此系統(tǒng)的軟件編程設(shè)計(jì)可以采用模塊化的編程思想，將整個(gè)設(shè)計(jì)過程分成外部請(qǐng)求響應(yīng)模塊、梯內(nèi)請(qǐng)求信號(hào)響應(yīng)模塊、當(dāng)前層顯示模塊、上升控制模塊、下降控制模塊、電梯門控制模塊、電梯升降控制模塊等幾個(gè)相互聯(lián)系的模塊分別進(jìn)行編程，簡化編程過程，理清編程思路。根據(jù)以上分析可得主程序流程圖見圖 4.1。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根圖4.1電梯軟件控制系統(tǒng)主程序流程圖由流程圖可知電梯運(yùn)行過程如下： PLC上電初始化，等待請(qǐng)求信號(hào)，當(dāng)門廳或轎廂發(fā)來呼叫信號(hào)后，確認(rèn)電梯當(dāng)前層與目標(biāo)層，比較當(dāng)前層與目標(biāo)層是否是同一層，當(dāng)目標(biāo)層與當(dāng)前層不是同一層時(shí)，電梯進(jìn)行選向，確定方向之后，電梯便開始運(yùn)行，在運(yùn)行過程中不斷檢測當(dāng)前電梯所在樓層， 并判斷是否是目標(biāo)層，當(dāng)判斷沒到達(dá)目標(biāo)層時(shí)電梯繼續(xù)運(yùn)行，直到到達(dá)目標(biāo)樓層，檢測平層信號(hào)，當(dāng)檢測到下平層信號(hào)時(shí)，開始進(jìn)行電梯制動(dòng)，將電梯從高速運(yùn)行狀態(tài)降低到低速運(yùn)行，直至逐漸制動(dòng)停車，此時(shí)抱閘裝置將抱死，之后電梯開門，開門直至達(dá)到開門限位開關(guān)時(shí)，開門結(jié)束，經(jīng)過一定延遲后，電梯自動(dòng)開始關(guān)門操作，當(dāng)按動(dòng)轎廂內(nèi)關(guān)門按鈕時(shí)將跳過延時(shí)，直接進(jìn)行關(guān)門動(dòng)作，當(dāng)關(guān)門到達(dá)關(guān)門限位信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)將返回初始化狀態(tài)，繼續(xù)檢測是否有呼叫請(qǐng)求信號(hào)，循環(huán)操作以上步驟。4.2電梯控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)梯形圖設(shè)計(jì)學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根4.2.1外部請(qǐng)求響應(yīng)子程序外部請(qǐng)求是指各門廳外的上升和下降請(qǐng)求按鈕按下狀態(tài)，外部請(qǐng)求信號(hào)的發(fā)出和響應(yīng)最直觀的標(biāo)識(shí)是上升和下降請(qǐng)求指示燈的亮和滅。當(dāng)某一樓層出現(xiàn)上升 /下降請(qǐng)求信號(hào)，而電梯并不在這一樓層時(shí)，該層上升/下降請(qǐng)求信號(hào)指示燈點(diǎn)亮。以請(qǐng)求信號(hào)出現(xiàn)在二層為例，點(diǎn)亮程序如圖4.2、圖4.3所示。圖4.2二樓上升請(qǐng)求程序圖 圖4.3二樓下降請(qǐng)求程序圖電梯外部請(qǐng)求信號(hào)為上升請(qǐng)求信號(hào)，需符合以下兩種情況之一，電梯才能做出響應(yīng)：（1）信號(hào)發(fā)出樓層與電梯當(dāng)前樓層及運(yùn)行狀態(tài)滿足上升邏輯關(guān)系， 電梯到達(dá)信號(hào)發(fā)出樓層，響應(yīng)上升請(qǐng)求信號(hào)，上升信號(hào)指示燈熄滅，響應(yīng)程序見圖 4.4；（2）信號(hào)發(fā)出樓層與電梯當(dāng)前樓層及運(yùn)行狀態(tài)滿足下降邏輯關(guān)系，電梯到達(dá)信號(hào)發(fā)出樓層，并且該樓層是最終目標(biāo)樓層時(shí)，響應(yīng)上升請(qǐng)求信號(hào)，上升信號(hào)指示燈熄滅，響應(yīng)程序見圖 4.5。圖4.4上升邏輯關(guān)系時(shí)上升請(qǐng)求信號(hào)響應(yīng) 圖4.5下降邏輯關(guān)系時(shí)上升請(qǐng)求信號(hào)響應(yīng)電梯外部請(qǐng)求信號(hào)為下降請(qǐng)求信號(hào)，需符合以下兩種情況之一，電梯才能做出響應(yīng)：（1）信號(hào)發(fā)出樓層與電梯當(dāng)前樓層及運(yùn)行狀態(tài)滿足下降邏輯關(guān)系， 電梯到達(dá)信號(hào)發(fā)出樓層，響應(yīng)下降請(qǐng)求信號(hào)，下降信號(hào)指示燈熄滅，響應(yīng)程序見圖 4.6；（2）信號(hào)發(fā)出樓層與電梯當(dāng)前樓層及運(yùn)行狀態(tài)滿足上升邏輯關(guān)系，電梯到達(dá)信號(hào)發(fā)出樓層，并且該樓層是最終目標(biāo)樓層時(shí)，響應(yīng)下降請(qǐng)求信號(hào)，下降信號(hào)指示燈熄滅，響應(yīng)程序見圖 4.7。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根圖4.6下降邏輯關(guān)系時(shí)下降請(qǐng)求信號(hào)響應(yīng) 圖4.7上升邏輯關(guān)系時(shí)下降請(qǐng)求信號(hào)響應(yīng)4.2.2梯內(nèi)請(qǐng)求信號(hào)響應(yīng)子程序當(dāng)轎廂內(nèi)選層按鈕被按下，而電梯不在該層時(shí)，發(fā)出梯內(nèi)請(qǐng)求信號(hào)，同時(shí)對(duì)于與選層按鈕的選層記憶指示燈點(diǎn)亮，當(dāng)電梯運(yùn)行到目標(biāo)樓層并停止運(yùn)行時(shí)，梯內(nèi)請(qǐng)求信號(hào)復(fù)位，選層記憶指示燈熄滅。以一層梯內(nèi)請(qǐng)求信號(hào)響應(yīng)過程為例，程序見圖 4.8。圖4.8一層梯內(nèi)請(qǐng)求信號(hào)響應(yīng)程序圖4.2.3當(dāng)前層顯示子程序當(dāng)前層顯示模塊程序用于檢測并顯示當(dāng)前樓層，當(dāng)電梯到達(dá)任意樓層時(shí)，該樓層位置開關(guān)接通，發(fā)出位置信號(hào)到控制器，控制器將該位置信號(hào)存儲(chǔ)到變量存儲(chǔ)器 VB27中，以便調(diào)用。以電梯位于一層時(shí)的位置顯示為例，程序見圖 4.9。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根圖4.9當(dāng)前層為一層時(shí)顯示程序圖4.2.4上升控制子程序在當(dāng)前層顯示模塊中已經(jīng)確定過電梯當(dāng)前層，在本模塊對(duì)電梯進(jìn)行上升控制時(shí)，首先應(yīng)確定目標(biāo)層，根據(jù)各樓層門廳外的呼叫信號(hào)和轎廂內(nèi)的選層信號(hào)可以確定目標(biāo)層，并將目標(biāo)層存儲(chǔ)于變量寄存器 VB28中，確定目標(biāo)層程序以存儲(chǔ)一層為目標(biāo)層為例，程序見圖4.10，在確定目標(biāo)層以及當(dāng)前層后，需比較兩者大小，當(dāng)目標(biāo)層大于當(dāng)前層時(shí)確定上升邏輯。在確定上升邏輯后，為確保當(dāng)同時(shí)有多個(gè)滿足上升邏輯的請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，電梯能夠逐層響應(yīng)，在此設(shè)置一下一樓層變量寄存器 VB29用于存儲(chǔ)電梯的下一個(gè)?？空?，之后逐層對(duì)電梯滿足條件的情況進(jìn)行編程，以六層為下一?？空緸槔幊桃妶D 4.11。圖4.10目標(biāo)層確定程序圖 圖4.11下一樓層確定程序圖4.2.5下降控制子程序在當(dāng)前層顯示模塊中已經(jīng)確定過電梯當(dāng)前層，在本模塊對(duì)電梯進(jìn)行上升控制時(shí)，首先應(yīng)確定目標(biāo)層，根據(jù)各樓層門廳外的呼叫信號(hào)和轎廂內(nèi)的選層信號(hào)可以確定目標(biāo)層，并將學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根目標(biāo)層存儲(chǔ)于變量寄存器 VB28中。在確定目標(biāo)層以及當(dāng)前層后，需比較兩者大小，當(dāng)目標(biāo)層小于當(dāng)前層時(shí)確定下降邏輯 ,確定程序見圖4.12。在確定下降邏輯后，為確保當(dāng)同時(shí)有多個(gè)滿足上升邏輯的請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，電梯能夠逐層響應(yīng)，需根據(jù)請(qǐng)求信號(hào)將下一個(gè)?？空敬鎯?chǔ)在下一樓層變量寄存器 VB29中，之后逐層對(duì)電梯滿足條件的情況進(jìn)行編程，以二層為下一停靠站為例編程見圖 4.13。圖4.12下降邏輯確定程序圖 圖4.13下一樓層確定程序圖4.2.6電梯門控制子程序電梯門控制包括電梯的開門和關(guān)門控制。當(dāng)電梯目標(biāo)層與當(dāng)前層一致，平層開關(guān)檢測已平層時(shí)，電梯將啟動(dòng)開門程序，電梯停止運(yùn)動(dòng)后，開門動(dòng)作啟動(dòng)直到開門終端限位開關(guān)，停止開門。經(jīng)過一定延時(shí)，電梯檢測兩門之間沒有物體，轎廂未超重，電梯可自動(dòng)進(jìn)行關(guān)門動(dòng)作，當(dāng)提前按動(dòng)轎廂內(nèi)關(guān)門按鈕時(shí)，電梯檢測符合關(guān)門條件，將跳過延時(shí)，直接進(jìn)行關(guān)門動(dòng)作。當(dāng)電梯?？吭谀硨訒r(shí)，只需檢測符合開門條件，通過按動(dòng)該樓層的上下請(qǐng)求按鈕，電梯也可手動(dòng)開門。開門程序及手動(dòng)開門部分程序見圖4.14和圖4.15。圖4.14開門程序圖 圖4.15手動(dòng)開門部分程序圖4.2.7電梯升降控制子程序?qū)W問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根本模塊將設(shè)計(jì)電梯的電機(jī)控制程序，當(dāng)電梯門已關(guān)，電梯目標(biāo)層與當(dāng)前層不在同一層，同時(shí)電梯滿足上升邏輯或者下降邏輯，電梯電機(jī)將正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。電梯的升降控制程序圖如圖4.16所示。圖4.16 電梯的升降控制程序圖本章結(jié)合程序設(shè)計(jì)思想及主程序流程圖，將軟件系統(tǒng)分成了七個(gè)模塊分別進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中也對(duì)該系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，為整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行提供了思想。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根第5章系統(tǒng)的仿真第3章和第4章分別對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本完成。本章將對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，從而檢驗(yàn)該該系統(tǒng)是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求功能。出于對(duì)實(shí)驗(yàn)條件及試驗(yàn)成本的考慮，本系統(tǒng)采用模擬仿真的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。系統(tǒng)仿真采用S7-200仿真軟件，該軟件不是西門子官方發(fā)布的軟件，但在沒有西門子S7-200PLC的情況下，我們可以利用此軟件進(jìn)行相關(guān)程序的仿真。在用S7-200仿真軟件進(jìn)行仿真時(shí)，首先用S7-200編程軟件將程序編寫好，然后將程序?qū)С鰹?awl文件，之后打開S7-200仿真軟件，點(diǎn)擊“配置-CPU型號(hào)”，選擇編寫程序時(shí)的PLC型號(hào)CPU226，配置好仿真軟件的PLC型號(hào)后，點(diǎn)擊“程序-載入程序”，會(huì)彈出“載入CPU”對(duì)話框，選擇"所有"，“導(dǎo)入的文件版本”選擇相應(yīng)的S7-200的編程軟件版本。點(diǎn)擊“確定”按鈕，找到剛剛導(dǎo)出的.awl文件，將該文件導(dǎo)入仿真軟件即可，此時(shí)屏幕上將出現(xiàn)語句表和梯形圖兩個(gè)窗口，仿真時(shí)可根據(jù)這兩個(gè)窗口隨時(shí)觀察程序的運(yùn)行狀態(tài)。在將程序?qū)敕抡孳浖蟊憧砷_始仿真，點(diǎn)擊開始運(yùn)行按鈕，PLC程序處于運(yùn)行狀態(tài)，仿真開始，通過觀察輸入輸出指示燈的點(diǎn)亮模擬實(shí)際的電梯運(yùn)行系統(tǒng)。當(dāng)按動(dòng)一樓請(qǐng)求上升按鈕I0.7時(shí)，PLC系統(tǒng)一層請(qǐng)求上升指示燈輸出端Q0.0指示燈點(diǎn)亮，即當(dāng)有請(qǐng)求上升信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，電梯對(duì)應(yīng)的上升指示燈響應(yīng)點(diǎn)亮。其仿真實(shí)驗(yàn)圖見圖5.1。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根圖5.1外部請(qǐng)求信號(hào)響應(yīng)仿真圖在外部出現(xiàn)多個(gè)呼叫信號(hào)的情況下，呼叫信號(hào) I1.7/I2.0/I2.1/I2.2表示，按動(dòng)某一位置開關(guān)，模擬電梯到達(dá)某一呼叫樓層，在此用按動(dòng)位置開關(guān) I0.0表示，平層檢測開關(guān)檢測電梯已平層，電梯將作出響應(yīng)，該呼叫信號(hào)復(fù)位，電梯門將開始開門動(dòng)作，該響應(yīng)過程仿真圖見圖5.2。圖5.2呼叫信號(hào)復(fù)位仿真圖本系統(tǒng)仿真主要針對(duì)該系統(tǒng)的邏輯功能進(jìn)行仿真，對(duì)于電梯較負(fù)責(zé)的實(shí)際運(yùn)行問題將不予重點(diǎn)仿真運(yùn)行。仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電梯的基本功能，滿足電梯的運(yùn)行要求。學(xué)問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 ——阿卜·日·法拉茲閱讀使人充實(shí)，會(huì)談使人敏捷，寫作使人精確。 ——培根第6章結(jié)論經(jīng)過近半年的研究工作，我通過在所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了西門子 S7-200PLC控制的六層電梯控制系統(tǒng)。通過軟硬件的設(shè)計(jì)和調(diào)試，對(duì)電梯的梯形圖程序進(jìn)行了反復(fù)的仿真運(yùn)行，其仿真結(jié)果顯示窗口的輸入輸出（ I/O）完全符合電梯的正常呼叫規(guī)律，基本達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計(jì)目的，實(shí)現(xiàn)了電梯的基本功能。本文中利用 PLC控制的交流雙速電梯具有接線簡單、編程直觀、易擴(kuò)展等特點(diǎn)。當(dāng)建筑物的層數(shù)增加時(shí)，硬件接線上只需要增加相對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)，原來的接線不需要改變；軟件上只需要增加相對(duì)應(yīng)的樓層功能，需要改動(dòng)的地方比較少，為以后電梯的擴(kuò)展功能打下了基礎(chǔ)。在研究的過程中主要完成了以下幾個(gè)方面的工作：(1)了解了電梯的起源和發(fā)展的各個(gè)階段，并且加深了對(duì)電梯的運(yùn)行過程、控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，掌握了可編程序控制器（PLC）在電梯控制系統(tǒng)中的運(yùn)用原理。(2)介紹了電梯PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了交流雙速電梯的主電路圖、電梯的門機(jī)回路并且闡述了每個(gè)電路圖的工作原理及過程。(3)重點(diǎn)研究了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，