PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系院電氣工程系專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師前 言隨著電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在數(shù)字電器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正朝著速度快、容量大、體積小、重量輕的方向發(fā)展。推動(dòng)該潮流發(fā)展的引擎就是日趨進(jìn)步和完善的PLC設(shè)計(jì)技術(shù)。現(xiàn)在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠直接面對(duì)顧客需求，根據(jù)系統(tǒng)的行為和功效的規(guī)定，自上而下的完畢對(duì)應(yīng)的描述、綜合、優(yōu)化、仿真與驗(yàn)證，直接生成器件。上述設(shè)計(jì)過程除了系統(tǒng)行為和功效描述以外，其它全部的設(shè)計(jì)幾乎都能夠用計(jì)算機(jī)來自動(dòng)完畢，也就說做到了電器設(shè)計(jì)自動(dòng)化這樣做能夠大大的縮短系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期，以適應(yīng)當(dāng)今品種多、批量小的電子市場(chǎng)的需求。電器設(shè)計(jì)自動(dòng)化的核心技術(shù)之一是規(guī)定用形式化的辦法來描述數(shù)字系統(tǒng)的硬件電路，即要用所謂的硬件語言來描述硬件電路。所謂硬件描述語言及有關(guān)的仿真、綜合等技術(shù)的研究是當(dāng)今電器設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域的一種重要課題。PLC的設(shè)計(jì)和開發(fā)，已有多個(gè)類型和款式。傳統(tǒng)的PLC各有特點(diǎn)，它們適合在現(xiàn)場(chǎng)做手工測(cè)量，要完畢遠(yuǎn)程測(cè)量并要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析解決，傳統(tǒng)PLC是無法完畢的。然而基于PC通信的PLC，既能夠完畢測(cè)量數(shù)據(jù)的傳遞，又可借助PC，做測(cè)量數(shù)據(jù)的解決。因此這種類型的PLC無論在功效和實(shí)際應(yīng)用上，都含有傳統(tǒng)PLC無法比擬的特點(diǎn)，這使得它的開發(fā)和應(yīng)用品有良好的前景。目 錄1.前言2.電梯控制基本概念3.電梯控制的構(gòu)成4.電梯控制的移動(dòng)5.電梯PLC系統(tǒng)的模擬組態(tài)6.貨運(yùn)電梯重量超載的控制7.總結(jié)8.參考文獻(xiàn)2.PLC電梯控制的基本概念

電梯控制系統(tǒng)可分為電力拖動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩個(gè)重要部分。電力拖動(dòng)系統(tǒng)重要涉及電梯垂直方向主拖動(dòng)電路和轎箱開關(guān)電路。兩者均采用易于控制的直流電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)動(dòng)力源。主拖動(dòng)電路采用PWM調(diào)試方式，達(dá)成了無級(jí)調(diào)速的目的。而開關(guān)門電路上電機(jī)僅需一種速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。電氣控制系統(tǒng)則由眾多呼喊按鈕、傳感器、控制用繼電器、批示燈、LED七段數(shù)碼管和控制部分的核心器件（PLD）等構(gòu)成。PLC集信號(hào)采集、信號(hào)輸出及邏輯控制于一體，與電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng)一起實(shí)現(xiàn)了電梯控制的全部功效。

電梯控制系統(tǒng)原理框圖如圖1所示，重要由轎箱內(nèi)指令電路、門廳呼喊電路、主拖動(dòng)電機(jī)電路、開關(guān)門電路、檔層顯示電路、按鈕記憶燈電路、樓層檢測(cè)與平層檢測(cè)傳感器及PLC電路等構(gòu)成的。

電梯控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)造如圖2所示。涉及按鈕編碼輸入電路、樓層傳感器檢測(cè)電路、發(fā)光二極管記憶燈電路、PWM控制直流電機(jī)無線調(diào)速電路、轎箱開關(guān)電路、樓層顯示電路及某些其它輔助電路等。為減少PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)，采用編碼的方式將31個(gè)呼喊及指層按鈕編碼五位二進(jìn)制碼輸入PLCPLC系統(tǒng)的其它設(shè)備1編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作某些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參加現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC普通有手持型編程器，現(xiàn)在普通由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。

2人機(jī)界面：最簡(jiǎn)樸的人機(jī)界面是批示燈和按鈕，現(xiàn)在液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。

3輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲(chǔ)顧客數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、次序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制多個(gè)類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一種整體，易于擴(kuò)充其功效的原則設(shè)計(jì)。

PLC含有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)樸等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是次序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。模塊化編程系統(tǒng)軟件大致分為八個(gè)模塊：讀按鈕編碼電路模塊、樓層檢測(cè)電路模塊、控制七段數(shù)碼管顯示樓層電路模塊、電梯選向電路模塊和系統(tǒng)非正常工作狀態(tài)及電機(jī)調(diào)速拖動(dòng)電路模塊、減速點(diǎn)信號(hào)產(chǎn)生電路模塊、電梯轎箱開關(guān)門電路模塊和按鈕記憶燈顯示電路模塊。

樓層檢測(cè)電路模塊重要是讀入樓層編碼并將該記憶信號(hào)存入對(duì)應(yīng)的中間寄存位，直到樓層變化為止。

控制七段數(shù)碼管顯示樓層電路模塊重要控制兩片七段數(shù)碼管的顯示。

電梯的選向模塊重要是完畢電梯在響應(yīng)呼喊時(shí)作出的向上運(yùn)行還是向下運(yùn)行的判斷。該模塊有兩個(gè)對(duì)系統(tǒng)來說特別重要的中間量輸出，即上行中間寄存位和下行中間寄存位。

系統(tǒng)正常工作狀態(tài)及電機(jī)調(diào)速拖動(dòng)電路模塊將系統(tǒng)初始化過程、強(qiáng)制工作過程及電機(jī)調(diào)速拖動(dòng)過程合并為一種模塊。

減速點(diǎn)信號(hào)產(chǎn)生電路模塊完畢將減速點(diǎn)信號(hào)告知系統(tǒng)的任務(wù)。電梯在運(yùn)行到目的樓層檢測(cè)點(diǎn)時(shí)要進(jìn)入減速狀態(tài)，而電梯在運(yùn)行過程中會(huì)碰到諸多的樓層檢測(cè)點(diǎn)，只有到目的樓層的檢測(cè)點(diǎn)時(shí)才會(huì)發(fā)出減速告知，電梯在通過目的樓層檢測(cè)點(diǎn)時(shí)接到這個(gè)信號(hào)就開始減速了。

電梯轎箱開關(guān)門電路模塊和按鈕記憶燈顯示電路模塊是為了便于控制構(gòu)成的模塊，分別控制轎箱的并關(guān)門和按鈕接過之后需要記憶顯示的發(fā)光二極管電路。

系統(tǒng)調(diào)試

電梯系統(tǒng)為模擬實(shí)用旅客電梯系統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。它能實(shí)現(xiàn)實(shí)際旅客電梯系統(tǒng)的絕大部分功效，涉及：門廳召喚功效、轎箱內(nèi)選層功效、順向截梯功效、智能呼喊保持功效、電梯自動(dòng)開關(guān)門功效、電梯手動(dòng)開關(guān)門功效、去除無效指令功效、智能初始化功效、消除/檢修功效、樓層顯示功效和電梯平滑變速功效。3電梯控制系統(tǒng)構(gòu)成

電梯控制系統(tǒng)可分為電力拖動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩個(gè)重要部分。電力拖動(dòng)系統(tǒng)重要涉及電梯垂直方向主拖動(dòng)電路和轎箱開關(guān)電路。兩者均采用易于控制的直流電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)動(dòng)力源。主拖動(dòng)電路采用PWM調(diào)試方式，達(dá)成了無級(jí)調(diào)速的目的。而開關(guān)門電路上電機(jī)僅需一種速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。電氣控制系統(tǒng)則由眾多呼喊按鈕、傳感器、控制用繼電器、批示燈、LED七段數(shù)碼管和控制部分的核心器件（PLD）等構(gòu)成。PLC集信號(hào)采集、信號(hào)輸出及邏輯控制于一體，與電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng)一起實(shí)現(xiàn)了電梯控制的全部功效。十層電梯控制系統(tǒng)由呼喊到響應(yīng)形成一次工作循環(huán)，電梯工作過程又可細(xì)致分為自檢、正常工作、強(qiáng)制工作等三種工作狀態(tài)。電梯在三種工作狀態(tài)之間來回切換，構(gòu)成了完整的電梯工作過程。3．1電梯的三個(gè)工作狀態(tài)電梯的自檢狀態(tài)

將程序下載到AB公司的MicroLogix1000型PLC后上電，PLC中的程序已開始運(yùn)行，但由于電梯尚未讀入任何數(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)。為滿足處在響應(yīng)呼喊就緒狀態(tài)這一條件，必須使電梯處在平層狀態(tài)已知樓層且電梯門處在關(guān)閉狀態(tài)。電梯自檢過程的目的為：為先按下啟動(dòng)按鈕，再按下恢復(fù)正常工作按鈕，電梯首先電梯門處在關(guān)閉狀態(tài)，然后電梯自動(dòng)向上運(yùn)行，通過兩個(gè)平層點(diǎn)后停止。電梯的正常工作狀態(tài)電梯完畢一種呼喊響應(yīng)的環(huán)節(jié)以下：①電梯在檢測(cè)到門廳或轎箱的呼喊信號(hào)后將此樓層信號(hào)與轎箱所在樓層信號(hào)比較，通過選向模塊進(jìn)行運(yùn)行選向。②電梯通過拖動(dòng)調(diào)速模塊驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)拖動(dòng)轎箱運(yùn)動(dòng)。轎箱運(yùn)動(dòng)速度要通過低速轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭俎D(zhuǎn)變?yōu)楦咚伲⒁愿咚龠\(yùn)行至減速點(diǎn)。③當(dāng)電梯檢測(cè)到目的層樓層檢測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的減速點(diǎn)信號(hào)時(shí)，電梯進(jìn)入減速狀態(tài)，由中速變?yōu)榈退伲⒁缘退龠\(yùn)行至平層點(diǎn)停止。④平層后，通過一定延時(shí)后開門，直至碰到開關(guān)到位行程開關(guān)；再通過一定延時(shí)后關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開關(guān)。電梯控制系統(tǒng)始終實(shí)時(shí)顯示轎箱所在樓層。電梯強(qiáng)制工作狀態(tài)

當(dāng)電梯的初始位置需要調(diào)節(jié)或電梯需要檢修時(shí)，應(yīng)設(shè)立一種狀態(tài)使電梯處在該狀態(tài)時(shí)不響應(yīng)正常的呼喊，并能移動(dòng)到導(dǎo)軌上、下行極限點(diǎn)間的任意位置。控制臺(tái)上的消防/檢修按鈕按下后，使電梯立刻停止原來的運(yùn)行，然后按下強(qiáng)迫上行（下行）按鈕，電梯上行（下行）；一旦放開該按鈕，電梯立刻停止，當(dāng)解決完畢時(shí)可用恢復(fù)正常工作按鈕來使電梯跳出強(qiáng)制工作狀態(tài)。3．2電梯控制系統(tǒng)原理框圖

電梯控制系統(tǒng)原理框圖如圖1所示，重要由轎箱內(nèi)指令電路、門廳呼喊電路、主拖動(dòng)電機(jī)電路、開關(guān)門電路、檔層顯示電路、按鈕記憶燈電路、樓層檢測(cè)與平層檢測(cè)傳感器及PLC電路等構(gòu)成的。3．3電梯控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

電梯控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)造如圖2所示。涉及按鈕編碼輸入電路、樓層傳感器檢測(cè)電路、發(fā)光二極管記憶燈電路、PWM控制直流電機(jī)無線調(diào)速電路、轎箱開關(guān)電路、樓層顯示電路及某些其它輔助電路等。為減少PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)，采用編碼的方式將31個(gè)呼喊及指層按鈕編碼五位二進(jìn)制碼輸入PLC。系統(tǒng)輸入部分

系統(tǒng)輸入部分分為兩個(gè)部分，一是直接輸入到PLC輸入口的開關(guān)量信號(hào)部分，涉及：控制臺(tái)上的啟動(dòng)按鈕、恢復(fù)正常工作按鈕、消防/檢修按鈕、強(qiáng)迫上行（下行）按鈕部分以及開關(guān)門行程到位開關(guān)。二是按鈕編碼輸入信號(hào)部分。本系統(tǒng)為十層電梯系統(tǒng)，在轎箱內(nèi)的選層按鈕和門廳旁的向上、向下呼喊按鈕共有28個(gè)之多，采用優(yōu)先編碼的辦法將31個(gè)按鈕信號(hào)編為五位二進(jìn)制碼。這里采用四片8位優(yōu)先編碼器4532和五個(gè)四二輸入端或門4072構(gòu)成32級(jí)優(yōu)先編碼器。系統(tǒng)輸出部分

系統(tǒng)的輸出部分涉及發(fā)光二極管記憶燈電路、PWM控制調(diào)速電路、轎箱開關(guān)門電路和七段數(shù)碼管樓層顯示電路等。

在PWM控制直流電機(jī)無線調(diào)速電路中，PWM產(chǎn)生電路接受來自PLC的八位二進(jìn)制碼，隨著碼值的變化，其輸出的脈沖占空比也對(duì)應(yīng)變化。轎箱開關(guān)門電路使用兩個(gè)繼電器、兩個(gè)行程開關(guān)、直流電動(dòng)機(jī)、功率反相器等構(gòu)成控制電路。在七段數(shù)碼管樓層顯示電路中，七段數(shù)據(jù)管不經(jīng)專用驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)而由PLC提供特定的二進(jìn)制碼直接輸入。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)軟件流程

軟件流程圖如圖3和圖4所示。模塊化編程

本系統(tǒng)是集選式控制系統(tǒng)，控制比較復(fù)雜，適合采用模塊化編程辦法。首先要將各個(gè)輸出信號(hào)的屬性分類，模塊與模塊之間的銜接能夠用中間寄存位來傳遞信息。如：門廳呼喊電路和轎箱內(nèi)指層電路均規(guī)定讀入按鈕呼喊信號(hào)，并保持至呼喊被響應(yīng)完畢為止。將門廳呼喊按鈕、箱內(nèi)指層按鈕、箱內(nèi)開關(guān)門按鈕、報(bào)警按鈕等通過32級(jí)優(yōu)先編碼電路編碼后輸入PLC，在軟件上就形成了讀按鈕編碼電路模塊。系統(tǒng)軟件大致分為八個(gè)模塊：讀按鈕編碼電路模塊、樓層檢測(cè)電路模塊、控制七段數(shù)碼管顯示樓層電路模塊、電梯選向電路模塊和系統(tǒng)非正常工作狀態(tài)及電機(jī)調(diào)速拖動(dòng)電路模塊、減速點(diǎn)信號(hào)產(chǎn)生電路模塊、電梯轎箱開關(guān)門電路模塊和按鈕記憶燈顯示電路模塊。樓層檢測(cè)電路模塊重要是讀入樓層編碼并將該記憶信號(hào)存入對(duì)應(yīng)的中間寄存位，直到樓層變化為止。

控制七段數(shù)碼管顯示樓層電路模塊重要控制兩片七段數(shù)碼管的顯示。

電梯的選向模塊重要是完畢電梯在響應(yīng)呼喊時(shí)作出的向上運(yùn)行還是向下運(yùn)行的判斷。該模塊有兩個(gè)對(duì)系統(tǒng)來說特別重要的中間量輸出，即上行中間寄存位和下行中間寄存位。

系統(tǒng)正正常工作狀態(tài)及電機(jī)調(diào)速拖動(dòng)電路模塊將系統(tǒng)初始化過程、強(qiáng)制工作過程及電機(jī)調(diào)速拖動(dòng)過程合并為一種模塊。

減速點(diǎn)信號(hào)產(chǎn)生電路模塊完畢將減速點(diǎn)信號(hào)告知系統(tǒng)的任務(wù)。電梯在運(yùn)行到目的樓層檢測(cè)點(diǎn)時(shí)要進(jìn)入減速狀態(tài)，而電梯在運(yùn)行過程中會(huì)碰到諸多的樓層檢測(cè)點(diǎn)，只有到目的樓層的檢測(cè)點(diǎn)時(shí)才會(huì)發(fā)出減速告知，電梯在通過目的樓層檢測(cè)點(diǎn)時(shí)接到這個(gè)信號(hào)就開始減速了。

電梯轎箱開關(guān)門電路模塊和按鈕記憶燈顯示電路模塊是為了便于控制構(gòu)成的模塊，分別控制轎箱的并關(guān)門和按鈕接過之后需要記憶顯示的發(fā)光二極管電路。系統(tǒng)調(diào)試

電梯系統(tǒng)為模擬實(shí)用旅客電梯系統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。它能實(shí)現(xiàn)實(shí)際旅客電梯系統(tǒng)的絕大部分功效，涉及：門廳召喚功效、轎箱內(nèi)選層功效、順向截梯功效、智能呼喊保持功效、電梯自動(dòng)開關(guān)門功效、電梯手動(dòng)開關(guān)門功效、去除無效指令功效、智能初始化功效、消除/檢修功效、樓層顯示功效和電梯平滑變速功效。即使本電梯控制系統(tǒng)已能滿足基本的電梯運(yùn)行規(guī)定，但仍有許多需要改善的地方：（1）增加與微機(jī)通信的接口，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制，多臺(tái)電梯的綜合控制由微機(jī)完畢。（2）優(yōu)化電梯的選向功效，使之能隨客流量的變化而變化，達(dá)成高效運(yùn)輸乘客的目的。（3）增加出現(xiàn)緊急狀況時(shí)的電梯解決方法。（4）需輸入密碼才干乘電梯達(dá)成特殊檔層功效，且響應(yīng)當(dāng)樓層呼喊時(shí)不響應(yīng)其它樓層呼喊。（5）設(shè)立電容感應(yīng)裝置，如關(guān)門時(shí)仍有乘客進(jìn)出，則轎門未觸及人體就能自動(dòng)重新開門。4.電梯的移動(dòng)本文設(shè)計(jì)采用PLC和變頻器實(shí)現(xiàn)電梯常規(guī)控制的基礎(chǔ)上，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖信號(hào)構(gòu)成位置反饋，實(shí)現(xiàn)電梯的精確位移控制。通過PLC程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)樓層計(jì)數(shù)、換速信號(hào)、門區(qū)和平層信號(hào)的數(shù)字控制，取代井道位置檢測(cè)裝置，提高了系統(tǒng)的可靠性和平層精度。隨著都市建設(shè)的不停發(fā)展，高層建筑不停增多，電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分?，F(xiàn)在電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完畢電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功效的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功效，拖動(dòng)控制則由變頻器來完畢；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。從控制方式和性能上來說，這兩種辦法并沒有太大的區(qū)別。國(guó)內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其因素在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活。本設(shè)計(jì)在用PLC控制變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)電流、速度雙閉環(huán)的基礎(chǔ)上，在不增加硬件設(shè)備的條件下，實(shí)現(xiàn)電流、速度、位移三環(huán)控制。硬件電路電路原理圖

系統(tǒng)硬件構(gòu)造圖如圖所示，其各部分功效闡明以下。

Q1——三相電源斷路圖

K1——電源控制接觸器

K2——負(fù)載電機(jī)通斷控制接觸器VS——變頻器

BU——制動(dòng)單元

RB——能耗制動(dòng)電阻

M——主拖動(dòng)曳引電機(jī)主電路

主電路由三相交流輸入、變頻驅(qū)動(dòng)、曳引機(jī)和制動(dòng)單元幾部分構(gòu)成。由于采用交-直-交電壓型變頻器，在電梯位勢(shì)負(fù)載作用下，制動(dòng)時(shí)回饋的能量不能饋送回電網(wǎng)，為限制泵升電壓，采用受控能耗制動(dòng)方式。PLC控制電路

選用OMRON公司C系列60P型PLC。PLC接受來自操縱盤和每層呼梯盒的召喚信號(hào)、轎廂和門系統(tǒng)的功效信號(hào)以及井道和變頻器的狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)程序判斷與運(yùn)算實(shí)現(xiàn)電梯的集選控制。PLC在輸出顯示和監(jiān)控信號(hào)的同時(shí)，向變頻器發(fā)出運(yùn)行方向、啟動(dòng)、加/減速運(yùn)行和制動(dòng)停梯等信號(hào)。

電流、速度雙閉環(huán)電路

采用YASAKWA公司的VS-616G5CIMRG5A4022變頻器。變頻器本身設(shè)有電流檢測(cè)裝置，由此構(gòu)成電流閉環(huán)；通過和電機(jī)同軸聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)編碼器，產(chǎn)生a、b兩相脈沖進(jìn)入變頻器，在確認(rèn)方向的同時(shí)，運(yùn)用脈沖計(jì)數(shù)構(gòu)成速度閉環(huán)。

位移控制電路

電梯作為一種載人工具，在位勢(shì)負(fù)載狀態(tài)下，除規(guī)定安全可靠外，還規(guī)定運(yùn)行平穩(wěn)，乘坐舒適，?？烤_。采用變頻調(diào)速雙環(huán)控制可基本滿足規(guī)定，但和國(guó)外高性能電梯相比還需進(jìn)一步改善。本設(shè)計(jì)正是基于這一想法，運(yùn)用現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成速度環(huán)的同時(shí)，通過變頻器的PG卡輸出與電機(jī)速度及電梯位移成比例的脈沖數(shù)，將其引入PLC的高速計(jì)數(shù)輸入端口0000，通過累計(jì)脈沖數(shù)，經(jīng)世式（1）計(jì)算出脈沖當(dāng)量，由此擬定電梯位置。電梯位移

h=SI

式中I——累計(jì)脈沖數(shù)

S——脈沖當(dāng)量

S=lpD/(pr)（1）本系統(tǒng)采用的減速機(jī)，其減速比l=1/32，曳引輪直徑D=580mm，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速ned=1450r/min，旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)p=1024，PG卡分頻比r=1/18，代入式（1）得

S=/脈沖程序設(shè)計(jì)

運(yùn)用變頻器PG卡輸出端（）將脈沖信號(hào)引入PLC的高速計(jì)數(shù)輸入端0000，構(gòu)成位置反饋。高速計(jì)數(shù)器（CNT47）累加的脈沖數(shù)反映電梯的位置。高速計(jì)數(shù)器的值不停地與各信號(hào)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)進(jìn)行比較，由此判斷電梯的運(yùn)行距離、換速點(diǎn)、平層電和制動(dòng)停車點(diǎn)等信號(hào)。理論上這種控制方式其平層誤差可在±1個(gè)脈沖當(dāng)量范疇。在考慮減速機(jī)齒輪嚙合間隙等機(jī)械因素狀況下，電梯的平層精度可達(dá)±5mm內(nèi)，大大低于國(guó)標(biāo)±15mm的原則，滿足電梯起制動(dòng)平滑，運(yùn)行平穩(wěn)，平層精確的規(guī)定。電梯在運(yùn)行過程中，通過位置信號(hào)檢測(cè)，軟件實(shí)時(shí)計(jì)算下列位置信號(hào)：電梯所在樓層位置、快速換速點(diǎn)、中速換速點(diǎn)、門區(qū)信號(hào)和平層位置信號(hào)等。由此省去原來每層在井道中設(shè)立的上述信號(hào)檢測(cè)裝置，大大減少井道檢測(cè)元件和信號(hào)連線，減少成本。下面針對(duì)在實(shí)現(xiàn)集選控制基礎(chǔ)上新增添的樓層計(jì)數(shù)、快速換速、中速換速、門區(qū)和平層信號(hào)5個(gè)子程序進(jìn)行介紹。樓層計(jì)數(shù)

本設(shè)計(jì)采用相對(duì)計(jì)數(shù)方式。運(yùn)行前通過自學(xué)習(xí)方式，測(cè)出對(duì)應(yīng)樓層高度脈沖數(shù)，對(duì)應(yīng)5層電梯分別存入16個(gè)內(nèi)存單元DM06~DM21。樓層計(jì)數(shù)器（CNT46）為一雙向計(jì)數(shù)器，當(dāng)達(dá)成各層的樓層計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)運(yùn)行方向進(jìn)行加1或減1計(jì)數(shù)。樓層計(jì)數(shù)程序流程圖如圖所示。運(yùn)行中，高速計(jì)數(shù)器累計(jì)值實(shí)時(shí)與樓層計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)進(jìn)行比較，相等時(shí)發(fā)出樓層計(jì)數(shù)信號(hào)，上行加1，下行減1。為避免計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)脈沖高電平期間重復(fù)計(jì)數(shù)，采用樓層計(jì)數(shù)信號(hào)上沿觸發(fā)樓層計(jì)數(shù)器?？焖贀Q速當(dāng)高速計(jì)數(shù)器值與快速換速點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)相等時(shí)，若電梯處在快速運(yùn)行且本層有選層信號(hào)，發(fā)快速換速信號(hào)。若電梯中速運(yùn)行或雖快速運(yùn)行但本層無選層信號(hào)，則不發(fā)換速信號(hào)。程序流程圖圖所示。中速換速與快速換速判斷辦法類似，不再重復(fù)當(dāng)高速計(jì)數(shù)器CNT47數(shù)值在門區(qū)所對(duì)應(yīng)脈沖數(shù)范疇內(nèi)時(shí)，發(fā)門區(qū)信號(hào)。程序流程圖如圖4所示。平層信號(hào)與區(qū)信號(hào)判斷辦法類似，不再重復(fù)。門區(qū)信號(hào)子程序

脈沖信號(hào)故障檢測(cè)

脈沖信號(hào)的精確采集和傳輸在本系統(tǒng)中顯得尤為重要，為檢測(cè)旋轉(zhuǎn)編碼器和脈沖傳輸電路故障，設(shè)計(jì)了有無脈沖信號(hào)和錯(cuò)漏脈沖檢測(cè)電路，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。為消除脈沖計(jì)數(shù)累計(jì)誤差，在基站設(shè)立復(fù)位開關(guān)，接入PLC高速計(jì)數(shù)器CNT47的復(fù)位端0001。換速工作原理限于篇幅，本文僅對(duì)快速換速工作原理進(jìn)行介紹，梯形圖如圖所示?？焖贀Q速梯形圖圖中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元DM01為快速換速距離脈沖數(shù)，DM30為樓層間距脈沖數(shù)，DM31為快速換速點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)，DM34為高速換速比較區(qū)間下限，DM35為高速換速比較區(qū)間上限，HR01為快速換速點(diǎn)開始信號(hào)，1507為快速運(yùn)行信號(hào)，1700為選層信號(hào)，0010為零速信號(hào)，0503為快速換速輸出信號(hào)。

以上行為例，DM31快速換速點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)是樓層間距DM30與快速換速舉例DM01之差；DM31和DM30的值分別賦給DM34和DM35。運(yùn)行時(shí)高速計(jì)數(shù)器不停累加脈沖數(shù)，每個(gè)掃描周期計(jì)數(shù)器的值與DM34~DM35區(qū)段進(jìn)行比較。當(dāng)其值進(jìn)入DM34與DM35區(qū)段時(shí)，HR01置位，表達(dá)進(jìn)入快速換速區(qū)間；若此時(shí)有選層信號(hào)且電梯為快速運(yùn)行，則發(fā)快速換速信號(hào)（0503置ON）。

本文所述系統(tǒng)基于電氣集選控制原則，采用脈沖計(jì)數(shù)辦法，用脈沖編碼器取代井道中原有的位置檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)位移控制，用軟件替代部分硬件功效，既減少系統(tǒng)成本，又提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，實(shí)現(xiàn)電梯的全數(shù)字化控制。在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試的基礎(chǔ)上，采用上述辦法，實(shí)地對(duì)兩臺(tái)17層電梯進(jìn)行改造，經(jīng)有關(guān)部門檢測(cè)和近一年的實(shí)際運(yùn)行表明，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，乘坐舒適，故障率大為減少，平層精度在±5mm以內(nèi)，獲得了良好的運(yùn)行效果。5電梯PLC控制系統(tǒng)的組態(tài)模擬設(shè)計(jì)電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)因篇幅有限。僅將電梯批示及上下行程序列出闡明。樓層狀態(tài)批示設(shè)計(jì)當(dāng)電梯運(yùn)行至某層有指令發(fā)出時(shí)．批示位置及指令。以二層為例：LDtwoselet二層內(nèi)選撣Stwoseletq，1二層內(nèi)選擇批示LDtwoup二層上呼Stwoupq，1二層上呼批示LJ)twodown二層下呼Stwodownq，1二層下呼批示LDtwoseat二層位置=twoeeatq二層位置批示電梯下行程序設(shè)計(jì)以電梯在三層下行狀況為例。當(dāng)電梯的一或二層有指令時(shí)，將三層下行位置1同時(shí)無上行，驅(qū)動(dòng)電梯下行。程序闡明以下：電棒在三晨時(shí)下行狀況LDoneseletq一層內(nèi)選擇0twmeletq或二層內(nèi)選擇Ooneupq或一層上呼0twodownq或二層下呼OtWoup_q或二層上呼A畦I州eseatq在三層位置時(shí)SV0.1.1置三層下行位電椿下行有四層下行位或有三層下行位或有二層下行位ANup同時(shí)無上行=down電梯下行6貨運(yùn)電梯的超載保護(hù)

貨運(yùn)電梯的超載普通分為重量超載和體積超載二種。重量超載又分兩種，一種我們?nèi)粘Ｋf的一次性裝入貨運(yùn)電梯的貨品不不大于貨運(yùn)電梯的額定載重量；另一種是一次性裝入貨運(yùn)電梯的貨品并未不不大于貨運(yùn)電梯的額定載重量，而是其重量在電梯轎廂內(nèi)分布不均勻，使電梯固有載重能力下降造成的重量超載。體積超載也分兩種，一種是一次性裝入貨運(yùn)電梯的貨品體積不不大于貨運(yùn)電梯轎廂容積的超載；另一種是一次性裝入貨運(yùn)電梯的貨品體積并未不不大于貨運(yùn)電梯轎廂的容積，而是某一次裝運(yùn)的貨品不慎超出貨運(yùn)電梯轎廂的容積與電梯發(fā)生的碰撞。為了防止貨地運(yùn)電梯的超載，我國(guó)法律規(guī)定，貨運(yùn)電梯必須有通過專業(yè)培訓(xùn)的電梯駕駛員操作，目的就是靠“人”來控制、來管理、來確保貨運(yùn)電梯的安全運(yùn)行，而人為因素的多樣性、波動(dòng)性，很難永保貨運(yùn)電梯的安全運(yùn)行。如：貨運(yùn)電梯的不規(guī)范裝載有多個(gè)多樣，有時(shí)很難靠人來判斷，容易造成誤判斷，即便是駕駛員懂得有些不規(guī)范的裝載，出于熟人的情面不好意思制止，而不按規(guī)范操作電梯等等。通過在貨運(yùn)電梯電控系統(tǒng)中加裝超載保護(hù)的智能控制，對(duì)消除電梯操作人員違章行為，規(guī)范使用電梯的生產(chǎn)作業(yè)人員的行為習(xí)慣，以及防止誤操作，都含有較好的實(shí)用價(jià)值。 貨運(yùn)電梯重量超載的控制貨運(yùn)電梯重量超載的概述在國(guó)內(nèi)，貨運(yùn)電梯普通都不設(shè)重量超載保護(hù)，其重量與否超載完全是靠駕駛員來判斷、來詢問獲得，由于貨運(yùn)電梯的有效載重面積較大，轎底要承載較大的負(fù)荷，為確保轎底載重的剛性，貨運(yùn)電梯的轎底都采用鋼構(gòu)造“死”轎底，因此，貨運(yùn)電梯不能象客運(yùn)電梯那樣通過雙轎底機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)稱重，加上固定轎底式電梯轎廂的重量，不僅隨轎廂內(nèi)的載重量的變化而變化，并且，還與電梯?？繉诱疚恢糜嘘P(guān)。由于，電梯底托的電纜、平衡系數(shù)賠償鐵鏈、曳引鋼絲繩等動(dòng)態(tài)的重量隨時(shí)變化，這變化隨著樓層越高變化越大，因此，貨運(yùn)電梯普通不設(shè)重量超載自動(dòng)保護(hù)。因此，電梯一旦發(fā)生重量超載事故，輕者會(huì)加速設(shè)備的機(jī)械部件的損壞或轎廂的變形和?？繉诱镜钠秸龋恢卣邥?huì)因其墜落的強(qiáng)大震動(dòng)對(duì)乘在電梯中的人和裝載在電梯里的貨品產(chǎn)生嚴(yán)重的安全威脅，貨品因震動(dòng)造成的傾倒或移位，直接會(huì)造成貨品的損壞或壓傷作業(yè)人員。再者，電梯一旦發(fā)生超載事故，其破壞程度較大，搶修的時(shí)間也是較長(zhǎng)的，少則幾小時(shí)，多則要幾天，這將使電梯無法正常工作而影響生產(chǎn)。它不僅增加了設(shè)備的維修成本，同時(shí)也加速了設(shè)備性能的劣化。為此，在貨運(yùn)電梯上加裝重量超載裝置很有必要。況且，隨著傳感器，電控手段的不停完善，實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)電梯重量超載的保護(hù)已成為可能。重量超載檢測(cè)的安裝根據(jù)工廠貨運(yùn)電梯原有的構(gòu)造狀況，在電梯機(jī)房固定轎廂側(cè)的綱絲繩頭處，加裝一壓力傳傳感器，在這里加裝傳感器對(duì)感應(yīng)電梯轎廂的重量最直接，安裝也較方便，只要再多做一塊附加繩頭板即可，以下圖所示。由于電梯轎廂的鋼絲牽引方式是：轎廂一端鋼絲繩固定電梯機(jī)房的橫梁上，另一端通過轎頂輪過渡到主機(jī)曳引輪上，鋼絲繩從主機(jī)曳引輪再經(jīng)電梯配重塊的繩輪回到電梯機(jī)房的橫梁上固定的，如上圖所示。電梯的橋廂就是掛在滑動(dòng)輪上的廂體，其轎廂一端鋼絲繩固定橫梁上所承受的拉力為橋廂總重量的二分之一，因此，傳感器的曳引比為2：1的。

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，為消除電梯在運(yùn)行中的自重變化，在重量超載檢測(cè)系統(tǒng)投入運(yùn)行前，將電梯作上、下運(yùn)行一遍，分別將每一層站的向上和向下的重量統(tǒng)計(jì)到控制器的寄存器中，方便從寄存器中讀出轎廂在現(xiàn)在層站的數(shù)據(jù)，自動(dòng)去除轎廂的自重，以檢測(cè)轎廂內(nèi)的凈重量。

重量超載控制規(guī)定

（1）貨運(yùn)電梯的載重量達(dá)成額定載重量的95%時(shí)，貨梯只能直駛某一種指定的向上（或向下）樓層。

（2）貨運(yùn)電梯的載重量達(dá)成額定載重量的100%時(shí)，電梯超載將自動(dòng)報(bào)警，此時(shí)電梯門不能關(guān)閉，電梯不能啟動(dòng)。另外，貨運(yùn)電梯重量一旦超重，電梯的應(yīng)急啟動(dòng)系統(tǒng)也被終止；電梯消防直駛功效被終止；碰到停電時(shí)的電梯緊急停靠功效不能投入工作。

（3）貨運(yùn)電梯重量一旦超重，退出貨運(yùn)電梯的物料的載重量必須使貨梯額定載重量的95%下列時(shí)，貨梯的超載報(bào)警及鎖定裝置才會(huì)自動(dòng)復(fù)位。

（4）若電梯要做超載實(shí)驗(yàn)時(shí)，可通過一種指令開關(guān)來關(guān)閉超載保護(hù)功效，方便地將超載保護(hù)系統(tǒng)退出電梯控制系統(tǒng)。

（5）要實(shí)現(xiàn)重量超載保護(hù)的功效，在安裝好壓力傳感器后，要將壓力傳感器信號(hào)預(yù)解決，將其模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)變成開關(guān)量信號(hào)（A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換）后，將重量超載信號(hào)接進(jìn)貨運(yùn)電梯原有的PLC控制程輸入口，并在原有的PLC程序中插入一段小程序即可。自編邏輯控制小程序示意圖以下：重量超載控制效果

通過加裝貨運(yùn)電梯的重量超載保護(hù)裝置，廠內(nèi)的貨運(yùn)電梯基本上消除了電梯的超載現(xiàn)象，但是，由于重量超載保護(hù)裝置的傳感器檢測(cè)的是轎廂的整體重量，因此，重量超載保護(hù)裝置對(duì)重量分布不均勻的程度反映不敏感，這一點(diǎn)還需電梯駕駛員加以關(guān)注，以免由于裝運(yùn)物料重量分布的不均勻，使用電梯轎廂不平衡運(yùn)行而將轎廂及電梯門拉壞。貨運(yùn)電梯體積超載的控制

貨運(yùn)電梯體積超載的概述

在國(guó)內(nèi)外，不管是客運(yùn)電梯，還是貨運(yùn)電梯，其體積超載控制普通是通過規(guī)定電梯轎廂總面積來實(shí)現(xiàn)的，即“一次性裝入貨運(yùn)電梯的貨品體積不不大于貨運(yùn)電梯轎廂容積的超載”，而這種規(guī)定只考慮了抱負(fù)的靜態(tài)裝載模式，沒有充足考慮到動(dòng)態(tài)裝載時(shí)，有一種隱形的體積超載狀況對(duì)貨運(yùn)電梯帶來的威脅，即：“一次性裝入貨運(yùn)電梯的貨品體積并未不不大于貨運(yùn)電梯轎廂的容積，而是某一次裝運(yùn)的貨品不慎超出貨運(yùn)電梯轎廂的容積與電梯發(fā)生的碰撞”。在煙廠，貨運(yùn)電梯是工廠生產(chǎn)物料垂直輸送的核心設(shè)備，每天承當(dāng)上千噸貨品的運(yùn)輸，而這些貨品都是有作業(yè)人員用手拉液壓升降車或電瓶托盤車一板貨一板貨地送入電梯，當(dāng)作業(yè)人員持續(xù)作業(yè)的行為稍有不慎，或想多拉快跑多裝貨品的不規(guī)范作業(yè)，而無視電梯裝載的安全距離時(shí)，就很容易將裝貨品后的電梯門撞壞而影響生產(chǎn)作業(yè)，況且，被撞的門經(jīng)整形后不能恢復(fù)到原來的平整度，容易帶來其它有關(guān)故障的產(chǎn)生。因此，若要想控制作業(yè)人員將失誤率，最佳的方法是：一是通過電梯的智能提示，減少作業(yè)人員因持續(xù)作業(yè)的惰性行為、習(xí)慣行為造成的失誤；二是通過電梯一旦接受到裝運(yùn)物超區(qū)域擺放信號(hào)就不能啟動(dòng)，強(qiáng)迫作業(yè)人員糾錯(cuò)。三是嚴(yán)格控制進(jìn)入電梯轎廂的車輛速度，確保緊急狀態(tài)下制動(dòng)有效。體積超載檢測(cè)光幕的定位表1：貨梯重要裝運(yùn)的物料尺寸裝運(yùn)的物料各類卷紙每板絲束每板煙絲箱每架物料間隙物料長(zhǎng)度1230mm1330mm1400mm200mm物料寬度1030mm1050mm70mm表2：T20AP在貨梯中地滑行距離（貨梯地板是花紋不銹鋼板）邁進(jìn)速度（空車）5.0Km/H4.0Km/H3.0Km/H2.0Km/H1.0Km/H正常停車滑行距離1300mm800mm550mm340mm130mm緊急停車滑行距離550mm340mm270mm150mm60mm表3：貨梯轎廂尺寸貨梯地尺寸前轎門到后轎門轎內(nèi)寬度尺寸轎內(nèi)凈尺寸最大運(yùn)用尺寸長(zhǎng)度距離4130mm3750mm4130mm寬度距離3220mm3000mm3000mm表4：檢測(cè)光幕的定位尺寸光幕安裝尺寸光幕離轎門距離光幕離地面距離光幕尺寸度離轎頂盲區(qū)左右距離220mm18mm上下距離80mm1800mm1000mm當(dāng)作業(yè)人員以H的速度緊急制動(dòng)的滑行距離為150mm左右，光幕報(bào)警距離轎門220mm為緊急制動(dòng)區(qū)，以防車輛因慣性撞擊電梯轎門。

安裝光幕要離地80mm左右，是防止電梯駕駛員坐著開電梯時(shí)，前伸的腳面遮擋光幕造成電梯超載報(bào)警誤動(dòng)作。

光幕的原則尺寸為18×1800mm，故留出轎頂盲區(qū)，由于在電梯轎廂高度米以上的體積超載機(jī)會(huì)較少，故不加光幕保護(hù)，否則光幕要定做，費(fèi)用較大。

貨運(yùn)電梯最大可運(yùn)用長(zhǎng)度為4130mm，扣除前后門的緊急制動(dòng)區(qū)440mm，其可擺放貨品的長(zhǎng)度尺寸為3690mm，而最長(zhǎng)的物料尺寸為1400mm，前后放兩排，占用轎廂長(zhǎng)度為2800mm，加上物料的間距200mm，轎廂的長(zhǎng)度余量為690mm，能夠滿足駕駛員的座位擺放和作業(yè)人員站立所需的空間。

檢測(cè)光幕的技術(shù)規(guī)定

由于電梯轎廂的寬度為3250mm，故選用的光幕的對(duì)射距離要不不大于4000mm，以確保光幕信號(hào)的可靠性。

光束的密度不少于64對(duì)，以確保1800mm保護(hù)區(qū)的光束密度。

光幕要避免紅外光的干涉。

體積超載控制規(guī)定

（1）現(xiàn)在后轎門都打開時(shí)，光幕接受到超載信號(hào)時(shí)，貨梯不能關(guān)門啟動(dòng)，超載報(bào)警器不報(bào)警。按“關(guān)門”按鈕時(shí)，超載報(bào)警器報(bào)警，且貨梯不能關(guān)門啟動(dòng)。這時(shí)，作業(yè)人員在裝載貨品時(shí)無門可碰，體積超載保護(hù)不報(bào)警，當(dāng)裝載貨品超出擺放區(qū)域想要關(guān)門啟動(dòng)貨梯時(shí)，貨梯報(bào)警，回絕執(zhí)行啟動(dòng)指令，規(guī)定作業(yè)人員將裝載貨品移到擺放區(qū)域內(nèi)，方可啟動(dòng)貨梯。

（2）現(xiàn)在轎門打開，后轎門關(guān)閉時(shí)，前門光幕接受到超載信號(hào)時(shí)，超載報(bào)警器不報(bào)警，按“關(guān)門”按鈕時(shí)，門能關(guān)閉，關(guān)閉后延時(shí)2秒，前門光幕接受到超載信號(hào)還沒撤銷，超載報(bào)警器報(bào)警，且貨梯不能啟動(dòng)，一旦前門光幕超載信號(hào)撤銷，貨梯即刻運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)再產(chǎn)生光幕超載信號(hào)，貨梯將繼續(xù)運(yùn)行，不受限制。貨梯處在正常裝運(yùn)狀態(tài)，貨品進(jìn)出前門，超載報(bào)警器不報(bào)警，即使在最后裝入貨梯的物料超出擺放區(qū)域時(shí)，按“關(guān)門”按鈕時(shí)，門也能關(guān)，這重要考慮駕駛員在操縱貨梯時(shí)，