畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）五層電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學(xué)士論文評選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密囗，在10年解密后適用本授

2、權(quán)書2、不保密囗。（請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”）作者簽名：年 月 日導(dǎo)師簽名：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)生姓名 xxx 專業(yè)班級 自動(dòng)化0704班 指導(dǎo)教師 xxx 工作單位 自動(dòng)化學(xué)院 設(shè)計(jì)(論文)題目: plc在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：利用三菱公司fx2n可編程控制器（plc）設(shè)計(jì)完成五層電梯控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進(jìn)行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機(jī)的，因此，系統(tǒng)控制應(yīng)采用隨機(jī)邏輯控制，即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)信號，以及電梯相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)地控制電梯的運(yùn)行。該系統(tǒng)應(yīng)具備的功能有：1、轎廂的位置是有脈沖編碼器

3、的脈沖數(shù)確定，并送plc的計(jì)數(shù)器來進(jìn)行控制。同時(shí)，每層樓設(shè)置一個(gè)接近開關(guān)，以利于平層。2、為便于觀察，對電梯的運(yùn)行方向以及電梯所在樓層進(jìn)行顯示，我們采用led和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示（開關(guān)帶有指示燈）。3、為了提高電梯的運(yùn)行效率和平層的精度，系統(tǒng)要求plc能對轎廂的加、減速以及制動(dòng)進(jìn)行有效的控制。根據(jù)轎廂的實(shí)際位置以及交流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法來實(shí)現(xiàn)。4、為了電梯的運(yùn)行安全，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置可靠的保障保護(hù)和相應(yīng)的顯示。要求完成的主要任務(wù):了電梯的工作原理，掌握plc及其相關(guān)電氣知識，完成以下設(shè)計(jì)任務(wù)：1、電梯plc控制方案設(shè)計(jì)2、軟件設(shè)計(jì)流程圖與控制梯形圖與plc程序設(shè)計(jì)3、電

4、梯控制梯形圖的指令表4、撰寫相應(yīng)的設(shè)計(jì)說明書：正文不少于1萬5千字，圖文清晰，文理要通順。中文文獻(xiàn)收集不少于15篇，外文不少于5篇，外文翻譯論文不少于5000漢字。指導(dǎo)教師簽名 系主任簽名 院長簽名(章)_ 目錄摘要iabstractii1 緒論11.1 課題研究的背景及意義11.2 國內(nèi)外相關(guān)研究動(dòng)態(tài)11.3 電梯控制系統(tǒng)的發(fā)展方向21.4 預(yù)期目標(biāo)32 電梯控制系統(tǒng)需求分析42.1 電梯控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)42.2 電梯的主要組成部分42.3 電梯的安全保護(hù)裝置52.4 電梯控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能72.5 電梯操作方式72.6 減速及平層控制83 電梯硬件設(shè)計(jì)93.1 轎廂樓層位置檢測93.2

5、門電梯選擇93.3 門安全裝置選擇104 plc型號確定114.1 plc結(jié)構(gòu)原理114.1.1 plc的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)114.1.2 plc的軟件組成124.1.3 plc的工作原理124.2 plc控制系統(tǒng)i/o端口的設(shè)計(jì)134.3 plc設(shè)備型號的確定155 電梯控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)165.1 電梯控制流程圖165.2 電梯控制系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)175.2.1 樓層信號控制環(huán)節(jié)175.2.2 轎內(nèi)指令信號控制環(huán)節(jié)185.2.3 廳外召喚信號控制環(huán)節(jié)195.2.4 自動(dòng)選項(xiàng)控制環(huán)節(jié)205.2.5 啟動(dòng)換速控制環(huán)節(jié)215.2.6 平層控制環(huán)節(jié)235.2.7 開關(guān)門控制環(huán)節(jié)24結(jié)束語25致謝26參考文獻(xiàn)2

6、7附錄1 plc硬件設(shè)備端口連接圖29附錄2 plc電梯控制系統(tǒng)程序流程圖30附錄3 plc電梯控制系統(tǒng)梯形圖31摘要本文是針對五層電梯plc控制系統(tǒng)進(jìn)行的設(shè)計(jì)。電梯作為一種垂直運(yùn)輸設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中，在現(xiàn)代社會中起到了非常重要的作用。隨著科技的進(jìn)步工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展，電梯控制技術(shù)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。本文針對傳統(tǒng)的電梯控制技術(shù)進(jìn)行了大膽的改進(jìn)，采用三菱fx2n系列可編程控制器設(shè)計(jì)了電梯控制系統(tǒng)。本文主要介紹了電梯的硬件結(jié)構(gòu)、plc的基本原理、系統(tǒng)的硬件選擇以及plc的軟件編程。電梯系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的主要功能有：開關(guān)門的控制、層樓信號的產(chǎn)生與消除、停層信號的登記與消除、外

7、呼叫信號的登記與消除、電梯的定向、起動(dòng)、穩(wěn)速運(yùn)行、制動(dòng)減速和平層控制等。與傳統(tǒng)的繼電器電梯控制系統(tǒng)相比，本設(shè)計(jì)的電梯控制系統(tǒng)提高了電梯可靠性、可維護(hù)性以及靈活性，同時(shí)延長了使用壽命，提高了電梯的控制水平，改善了乘坐電梯的舒適感，使電梯達(dá)到一種較為理想的運(yùn)行效果。關(guān)鍵詞：可編程控制器，電梯，邏輯控制，程序設(shè)計(jì)abstractthis paper is aimed at a plc control system design for five floors elevator.as a vertical transportation equipment,elevator is widely used

8、 in industrial production and peoples daily life,play a very important role in modern society.with the progress of science and development of industrial control technology,the elevator control technology is also obtained the development by leaps and bounds.in this paper,we have made bold improvement

9、 basde on the traditinal elevator control technology,adopted mitsubishi fx2n series programmable logic controller to design the elevator control system.this paper mainly introduced elevator hardware structure,basic principle of plc,system hardware choice and software programming of plc.the main func

10、tions of elevator system are the control of opening and closing,the production and elimination of floor signals,stop layer signals and outside call signals, the direction determination of elevator,the start up of elevator,steady speed operation,the control of braking,deceleration and smooth layer,et

11、c.compared with the traditional relay elevator control system,this design of elevator control system improve the elevator reliability,maintainability and flexibility,at the same time,it prolong the prolong the life of the system,improve the elevator control level and the elevator intimacy,the elevat

12、or achieved a more ideal running effect.key words: programmable logic controller, elevator, logic control, program designing1 緒論1.1 課題研究的背景及意義隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們物質(zhì)文化生活水平的提高，建筑業(yè)得以迅速發(fā)展，高樓層建筑不斷出現(xiàn)。隨著高層建筑的發(fā)展，為建筑內(nèi)提供上下交通運(yùn)輸?shù)碾娞菰跉v史上出現(xiàn)，并且其發(fā)展空間在不斷擴(kuò)大，已成為工作和生活中的必需設(shè)備。1887年，美國奧的斯公司制造出世界上第一臺電梯，這是一臺以直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的電梯，運(yùn)行速度非常慢，只有10m

13、/min。1900年，以交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的電梯開始問世。1902年，瑞士的迅達(dá)公司研制成功了世界上第一臺按鈕式自動(dòng)電梯，采用全自動(dòng)的控制方式，提高了電梯的輸送能力和安全性。隨著超高層建筑的出現(xiàn)，電梯的設(shè)計(jì)、工藝不斷得到提高，電梯的品種也逐漸增多。1900年，美國奧的斯公司制成了世界上第一臺電動(dòng)扶梯。1950年又制成了安裝在高層建筑外面的觀光電梯，使乘客能在電梯運(yùn)行中清楚地眺望四周的景色。中國最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，是由美國奧的斯公司于1901年安裝的。經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，在世界上的任何一個(gè)城市，電梯都在被廣泛應(yīng)用著。電梯給人們的生活帶來了便利，也為我國現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強(qiáng)大的保障。針

14、對飛速發(fā)展的電梯產(chǎn)業(yè)，提供安全、高效、環(huán)保的電梯控制系統(tǒng)，使每一部電梯都能安全高效地運(yùn)行，成為電梯產(chǎn)業(yè)得以健康發(fā)展、人們的日常生活得以正常進(jìn)行的重要保證。近年來，人們對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)者提高電梯控制技術(shù)，以滿足人們對于乘坐電梯日益增長的要求。本文針對當(dāng)前電梯控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和潮流，采用可編程控制器(plc)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)行的控制，使得電梯的運(yùn)行滿足人們對于安全性和舒適性的要求。1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究動(dòng)態(tài)我國現(xiàn)已成為世界上擁有電梯數(shù)量最多的國家，電梯控制技術(shù)也達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。2011年5月11日到13日，中國電梯協(xié)會聯(lián)合歐洲電

15、梯標(biāo)委會cen/tc10、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織電梯和扶梯技術(shù)委員會iso/tc178、亞太地區(qū)電梯和扶梯協(xié)會palea、歐洲電梯聯(lián)合會ela/eea、美國機(jī)械工程師協(xié)會asme電梯標(biāo)準(zhǔn)委員會a17、韓國電梯安全管理院kesi以及全國電梯標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會在安徽屯溪召開了首屆全球電梯大會wec2011。會議對目前國際電梯發(fā)展的各個(gè)方面做了研討。目前，電梯的發(fā)展呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：速度要求越來越快，高速、超高速電梯的數(shù)量愈來愈多。電梯的拖動(dòng)技術(shù)有了較大的發(fā)展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點(diǎn)。逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)房位置靈活等特點(diǎn)，使得在低樓層場合得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。交流拖動(dòng)電梯更是

16、得到迅速的發(fā)展，己由以前的變級調(diào)速(ac-vp)發(fā)展成為調(diào)壓調(diào)速(ac-vv)及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速(ac-vvvf)，使得電梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人們的生理要求，電梯的舒適感大為改善。電梯的邏輯控制己從過去簡單的繼電器接觸器控制發(fā)展為可編程序控制(plc)和微機(jī)控制，控制方式也從手柄控制、信號控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等，電梯可靠性得到很大提高。電梯的管理功能不斷加強(qiáng)，電梯廣泛采用微機(jī)控制技術(shù)，不斷滿足用戶的使用功能要求。如緊急停車操作、消防員專用、防搗亂系統(tǒng)等。智能群控管理得到廣泛應(yīng)用。機(jī)械傳動(dòng)方面，由于國際上機(jī)械加工水平的不斷提高，使斜齒傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)在電梯上的應(yīng)用日

17、益廣泛，已使電梯的傳動(dòng)形式多樣化。1.3 電梯控制系統(tǒng)的發(fā)展方向電梯在驅(qū)動(dòng)方式上經(jīng)歷了卷筒式驅(qū)動(dòng)、牽引式驅(qū)動(dòng)等歷程，逐漸形成了直流電機(jī)拖動(dòng)和交流電機(jī)拖動(dòng)兩種不同的拖動(dòng)方式。早期電梯上的繼電器-接觸器控制方法的缺點(diǎn)是觸點(diǎn)比較多、故障高、可靠性差、體積大、維修工作量大、一旦接收完成不易更改，正在逐步被淘汰。作為載人工具，人們對于電梯在運(yùn)行的平滑性、高速性、準(zhǔn)確性和高效性等一系列靜態(tài)性能方面提出了更高的要求。目前電梯的發(fā)展呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的發(fā)展，電梯的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進(jìn)化、外觀漂亮化。同時(shí)，無機(jī)

18、房電梯在新世紀(jì)將會有較大速度發(fā)展。技術(shù)含量更高，性能更好。電梯行業(yè)技術(shù)發(fā)展非常迅速，幾年前推出的具有先進(jìn)性能、高舒適性的vvvf電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置，因?yàn)橛来磐綗o齒輪曳引機(jī)具有更節(jié)能、更潔凈、更安全、更安靜、更經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，所以永磁同步曳引機(jī)逐步成為新型曳引機(jī)的主流。由于永磁技術(shù)的先進(jìn)性，將來很有可能取代vvvf技術(shù)。另外，網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控系統(tǒng)以其控制的先進(jìn)性、快速性、準(zhǔn)確性和可靠性亦是電梯的發(fā)展潮流。安裝更加方便、更加快捷高效、安全、可重復(fù)使用的無腳手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式；隨著新技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。此外

19、，電梯的雙向安全裝置、無抵抗、無線控制、綠色環(huán)保安全、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來電梯的重要發(fā)展方向。1.4 預(yù)期目標(biāo)可編程序控制器的引入使得控制領(lǐng)域的面貌煥然一新，將其運(yùn)用于電梯控制中也使得電梯領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展。可編程序控制器（programmable logic controller）簡稱plc，是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)，用面向控制過程面向用戶的“自然語言”編程，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，簡單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置，是在繼電器順序控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種以處理器為核心的通用自動(dòng)控制裝置，它既保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、控制精度高、可

20、靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口和維修方便等諸多高品質(zhì)性能，又采用一種可編程運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。在電梯控制領(lǐng)域，plc也得到了廣泛而深入的應(yīng)用。plc產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。目前世界上plc產(chǎn)品可按地域分為三大流派，一個(gè)流派是美國產(chǎn)品，一個(gè)流派是歐洲產(chǎn)品，一個(gè)流派是日本產(chǎn)品。美國和歐洲的plc技術(shù)是在相互隔離的情況下獨(dú)立研究開發(fā)的，因此美國和歐洲的plc產(chǎn)品有明顯的差異性。而日本的plc技術(shù)是由美國引進(jìn)的，對美國的plc產(chǎn)品有一定的繼承性。歐美以大中型plc而聞名，而日本的主推

21、產(chǎn)品定位在小型plc上。日本三菱公司的plc產(chǎn)品就是其中的代表，fx2系列是三菱公司在20世紀(jì)90年代開發(fā)的整體式高功能小型機(jī)，配有各種通信適配器和特殊功能單元，fx2n是今年推出的高功能整體式小型機(jī)，它是fx2的換代產(chǎn)品，各種功能有了全面的提升,能夠滿足一般的工程系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用。本設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書要求，將三菱fx2n系列可編程序邏輯控制器（plc）應(yīng)用于五層居民電梯進(jìn)行邏輯控制，通過合理的選擇和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行的可靠性、可維護(hù)性以及靈活性，與傳統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)相比，提高了電梯的控制水平，改善電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯達(dá)到較為理想的運(yùn)行效果。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯后，按動(dòng)樓層按鈕，電梯實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)門（也可手動(dòng)

22、控制），根據(jù)轎廂所處位置及乘客所到層數(shù)，判定轎廂的運(yùn)行方向并顯示，保證轎廂停在選定的樓層上；同時(shí)，根據(jù)樓層的呼叫，與電梯相同運(yùn)行方向時(shí)停車，執(zhí)行開關(guān)門動(dòng)作。另外在轎廂內(nèi)外均有信號燈顯示電梯的運(yùn)行方向及所處樓層數(shù)。2 電梯控制系統(tǒng)需求分析2.1電梯控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，電梯的控制技術(shù)經(jīng)歷了由繼電器控制系統(tǒng)向可編程控制器控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的過程。傳統(tǒng)的繼電器電梯控制系統(tǒng)是一種邏輯電路控制系統(tǒng)，采用繼電器構(gòu)成邏輯電路實(shí)現(xiàn)對電梯的控制，需要器件很多，電路復(fù)雜，可維護(hù)性差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們對于運(yùn)行效率和乘坐舒適度的要求。plc技術(shù)的發(fā)展使得電梯控制技術(shù)提升到一個(gè)新的層次，電梯運(yùn)行的效率、舒適度、

23、安全性以及可維護(hù)性都有了質(zhì)的飛躍。plc控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣，主要由信號控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖1為電梯plc控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括plc主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動(dòng)系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為plc主機(jī)，操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)等信號通過plc輸入接口送入plc，然后通過程序控制向拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出信號。圖1 電梯plc控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖2.2 電梯的主要組成部分（1）首先是電梯的電力拖動(dòng)部分部分。這一部分由拽引部分、電動(dòng)機(jī)以及相應(yīng)的開關(guān)電路以及開門機(jī)組成。曳引部分，通常由曳引機(jī)和曳引鋼絲繩組成；電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曳

24、引機(jī)旋轉(zhuǎn)，使轎廂上下運(yùn)動(dòng)，開關(guān)電路負(fù)責(zé)設(shè)備與電力線路的接通與斷開，開門機(jī)則負(fù)責(zé)電梯能夠正確地開門和關(guān)門。該部分直接與樓宇電力線路相連接，提供電梯運(yùn)行的動(dòng)力。由控制系統(tǒng)的信號驅(qū)動(dòng)控制完成電梯的開關(guān)門、啟動(dòng)、制動(dòng)、平層等動(dòng)作，是電梯工作的最上層，實(shí)現(xiàn)電梯的正確運(yùn)行。（2）第二部分是電梯的主要硬件組成，電梯最主要的部分是轎廂、廳門和井道，轎廂主要承擔(dān)載人任務(wù)，門廳承擔(dān)開關(guān)門的任務(wù)。轎廂和廳門轎廂由轎架、轎底、轎避和轎門組成；廳門一般有封閉式、中分式、雙折式、雙折中分式和直分式等形式。（3） 電氣設(shè)備及控制裝置由曳引機(jī)、選層器傳動(dòng)及控制柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和顯示器組成，顯示器包括兩部分，分別是轎廂

25、內(nèi)和各層的門廳中指示電梯運(yùn)行方向和所處樓層的顯示器。（4） 其他裝置。其他的附屬裝置包括電梯的重量平衡系統(tǒng)及設(shè)備和平層設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)電梯的平穩(wěn)、安全、高效運(yùn)行，提高乘客乘坐電梯的舒適感。2.3 電梯的安全保護(hù)裝置（1）電磁制動(dòng)器：電磁制動(dòng)器是一種將主動(dòng)側(cè)扭力傳達(dá)給被動(dòng)側(cè)的連接器，可以據(jù)需要自由的結(jié)合，切離或制動(dòng)。因使用電磁力來動(dòng)作，稱之電磁制動(dòng)器，具有響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，也稱作剎車閘。將電磁制動(dòng)器裝于曳引機(jī)軸上，一般采用直流電磁控制器，啟動(dòng)時(shí)通電松閘，停層后斷電制動(dòng)。（2）行程極限保護(hù)裝置。為防止電梯由于限位開關(guān)不起作用，轎廂超越頂層或底層端站繼續(xù)運(yùn)行，不需設(shè)置保護(hù)裝置以防止發(fā)生嚴(yán)重的后

26、果和結(jié)構(gòu)損壞。防止越程的保護(hù)裝置一般是由設(shè)置在井道內(nèi)上下端站附近的強(qiáng)迫換速開關(guān)、限位開關(guān)和極限開關(guān)組成，這三種開關(guān)均為電氣開關(guān)，都必須符合電氣安全觸點(diǎn)要求。這些開關(guān)或碰輪都安裝在固定于導(dǎo)軌的支架上，由安裝在轎廂上的撞桿觸動(dòng)而動(dòng)作。強(qiáng)迫減速開關(guān)是防止越程的第一道關(guān)，設(shè)置在正常緩速開關(guān)之后，兩個(gè)換速開關(guān)分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過端站換速未減速時(shí)，轎廂上的撞塊就觸動(dòng)此開關(guān)，通過電氣傳動(dòng)控制裝置，使電動(dòng)機(jī)強(qiáng)迫減速，以避免轎廂沖頂或者登底。限位開關(guān)是防止越程的第二道關(guān)，當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，就會觸動(dòng)限位開關(guān)，此時(shí)限位開關(guān)立即動(dòng)作，切斷電源并制動(dòng)，強(qiáng)迫停車。極限開關(guān)是防越程的第三道保

27、護(hù)，當(dāng)限位開關(guān)動(dòng)作后電梯仍不能停止運(yùn)行，則觸動(dòng)極限開關(guān)切斷電路模式驅(qū)動(dòng)主機(jī)迅速停止運(yùn)轉(zhuǎn)。極限開關(guān)應(yīng)能防止電梯在兩個(gè)方向的運(yùn)行越程，而且不經(jīng)過專業(yè)人員調(diào)整電梯不能自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。防越程保護(hù)開關(guān)都是由安裝在轎廂上的撞桿觸動(dòng)的，撞桿必須保證有足夠的長度，在轎廂整個(gè)越程的范圍內(nèi)都能壓住開關(guān)，而且開關(guān)的控制電路要保證開關(guān)斷開時(shí)，電路始終不能接通。（3）急停開關(guān)：按照要求在轎頂、底坑和滑輪間必須裝設(shè)急停開關(guān)，為了醒目和提醒人們注意，急停開關(guān)需要設(shè)置為紅色的，并且標(biāo)有“停止”和“運(yùn)行”的位置。發(fā)生異常情況時(shí)，按“停止”按鈕即可切斷電源，電磁制動(dòng)器制動(dòng)，電梯緊急停車。轎頂?shù)耐Ｖ归_關(guān)應(yīng)面向轎門，離轎門距離不大于1

28、m；底坑的停止開關(guān)應(yīng)安裝在進(jìn)入底坑可立即觸及的地方。當(dāng)?shù)乜虞^深時(shí)可以在下底坑時(shí)梯子旁和底坑下部各設(shè)一個(gè)串聯(lián)的停止開關(guān)。最好是能聯(lián)動(dòng)操作的開關(guān)，在開始下底坑時(shí)即可將上部開關(guān)打在停止的位置，到底坑后也可用操作裝置消除停止?fàn)顟B(tài)，由安裝在轎頂或其他地方的檢修運(yùn)行裝置進(jìn)行控制。（4）廳門開關(guān)：每個(gè)廳門開關(guān)都裝有門鎖開關(guān)，僅當(dāng)廳門關(guān)上才允許電梯啟動(dòng)。在運(yùn)行中如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯會立即停車。（5）關(guān)門安全開關(guān)：常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門的過程中如安全觸板碰到乘客，將發(fā)出信號，門電動(dòng)機(jī)停止關(guān)門，反向開門，延時(shí)重新關(guān)門。此外還有紅外線開關(guān)等。（6）超載開關(guān)：當(dāng)超載時(shí)轎廂底下降，超載開關(guān)動(dòng)作，電梯

29、不能關(guān)門和運(yùn)行。（7）其他開關(guān)：除上述開關(guān)外，還有安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。電梯信號的控制基本由plc軟件實(shí)現(xiàn)。電梯信號控制系統(tǒng)如圖2所示，輸入到plc的控制信號有運(yùn)行方式選擇（如自動(dòng)、檢修、消防運(yùn)行方式等）、運(yùn)行控制信號、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信號、旋轉(zhuǎn)編碼器光電脈沖、開關(guān)門信號及限位信號、門區(qū)和平層信號等。圖2 電梯信號plc控制系統(tǒng)圖2.4 電梯控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能電梯控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的基本功能如下：（1）一臺電動(dòng)機(jī)控制轎廂的上升和下降。（2）各層的門廳設(shè)置上下呼叫開關(guān)（最頂層只設(shè)置向下呼叫開關(guān)，最底層只設(shè)置向上呼叫開關(guān)）。（3）電梯到位后具有手動(dòng)或自動(dòng)開門或關(guān)門功能。（4）

30、電梯內(nèi)設(shè)有層樓指示鍵、開關(guān)門按鍵、警鈴風(fēng)扇及照明按鍵。（5）電梯內(nèi)外設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號指示燈。轎廂內(nèi)和各樓層的門廳內(nèi)均有兩種指示燈，一種是方向指示燈，分別指示向上和向下運(yùn)行的狀態(tài)，并分別與上行接觸器sc和下行接觸器xc連接，另一種是轎廂所處樓層的顯示器，顯示器由七段顯示譯碼器構(gòu)成，與檢測轎廂位置的干簧管通過連接電路相連，能夠連續(xù)顯示，隨時(shí)顯示轎廂所處的位置。（6）待客自動(dòng)開門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時(shí)，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動(dòng)開門迎客。（7）自動(dòng)關(guān)門與提早關(guān)門。在一般情況下，電梯停站4到6秒應(yīng)能自動(dòng)關(guān)門。在延時(shí)時(shí)間內(nèi)，按下關(guān)門按鈕，門將提前實(shí)現(xiàn)關(guān)門動(dòng)作。（8）按鈕開門。在開關(guān)過程中或

31、門關(guān)閉后電梯啟動(dòng)前，按下操縱盤上的開關(guān)門按鈕，門將打開。（9）內(nèi)指令記憶。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上有多個(gè)選層指令時(shí)，電梯應(yīng)能按順序自動(dòng)?？浚⒆詣?dòng)確定運(yùn)行方向。（10）自動(dòng)定向。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上選層指令相對于電梯位置具有不同方向時(shí)，電梯應(yīng)能俺先入為主的原則自動(dòng)確定運(yùn)行方向。（11）呼梯記憶與順向截停。電梯在運(yùn)行中應(yīng)能記憶層外的呼梯信號，對符合運(yùn)行方向的召喚，應(yīng)能自動(dòng)逐一?？繎?yīng)答。（12）自動(dòng)換向。當(dāng)電梯完成全部轎廂內(nèi)指令，應(yīng)能自動(dòng)換向，應(yīng)答相反方向的信號。（13）自動(dòng)關(guān)門待客。當(dāng)完成全部轎廂內(nèi)指令，又無外呼梯信號時(shí)，電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門，并在設(shè)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉轎廂照明。（14）自動(dòng)返基站。當(dāng)電梯設(shè)有基站（本

32、設(shè)計(jì)中，基站為一樓）時(shí)，電梯在完成全部指令后，自動(dòng)駛回基站，停機(jī)待客。2.5 電梯操作方式通過查閱資料，了解到常見的電梯操作方式有如下兩種：第一種，單轎廂下集選是控制室登記所有轎廂和廳門下行召喚，轎廂上行是只答應(yīng)轎廂召喚，直至最高層后自動(dòng)改變運(yùn)行方向?yàn)橄滦?，?yīng)答廳門下行召喚。第二種，單轎廂全集選是控制室等級所有門廳和轎廂召喚，上行時(shí)順應(yīng)答轎廂和廳門上召喚。直至最高層自動(dòng)反向應(yīng)答下行召喚和轎廂召喚。2.6 減速及平層控制電梯的工作特點(diǎn)是頻繁起制動(dòng)，為了提高工作效率，改善舒適感，要求電梯能平滑減速至速度為零時(shí)，準(zhǔn)確平層，即“無速度停車抱閘”，不要出現(xiàn)爬行現(xiàn)象或低速抱閘，即不要直接停止。做到這一點(diǎn)的

33、關(guān)鍵是準(zhǔn)確發(fā)出減速信號，在接近層樓面時(shí)按距離精確地自動(dòng)矯正速度給定曲線。本設(shè)計(jì)采用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測轎廂位置，只要電梯一運(yùn)行，計(jì)數(shù)器就可以精確地確定走過的距離，達(dá)到與減速點(diǎn)相應(yīng)的預(yù)制數(shù)時(shí)即可發(fā)出減速命令。不論哪種方式產(chǎn)生的減速命令，由于負(fù)載變化、電網(wǎng)波動(dòng)、鋼絲繩打滑等，都會使減速過程不符合平層技術(shù)要求，為此一般在離樓層100mm到200mm處設(shè)置一個(gè)平層矯正器，以確保平層的長期準(zhǔn)確性。3 電梯硬件設(shè)計(jì)3.1 轎廂樓層位置檢測通過查閱資料，了解到現(xiàn)在工程中進(jìn)行轎廂樓層位置檢測的主要方法有以下幾種：（1）用干簧管磁感應(yīng)器或其它位置開關(guān)這種方法直觀、簡單，但由于每一層都需要使用一個(gè)磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時(shí)

34、，會占用plc太多的輸入點(diǎn)。（2）利用穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān)這種方法需對磁保開關(guān)的不同狀態(tài)進(jìn)行編碼，在各種編碼方式中式和電梯控制的只有格雷變形碼，但它是無權(quán)代碼，進(jìn)行運(yùn)算時(shí)需采用plc指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也只會使程序變得龐大。（3）利用旋轉(zhuǎn)編碼器目前，plc一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜?jì)數(shù)單元，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，使用方便，因而在電梯plc控制系統(tǒng)中，可用編碼器測取電梯運(yùn)行過程中的準(zhǔn)確位置。編碼器可直接與plc高速脈沖輸入端相連，電源也可利用plc的內(nèi)置24v直流電源，硬件連接可謂簡單方便，高層電梯可以應(yīng)用這種方法。本設(shè)計(jì)中的樓層只有五層，綜上所述，采用干簧管磁感應(yīng)器來檢測轎廂所處樓層位置。樓層感應(yīng)干簧管

35、的示意圖如圖3所示。圖3 樓層感應(yīng)干簧管示意圖3.2 門電梯選擇電梯門有層門和轎門之分，兩門的開啟是同時(shí)進(jìn)行的，實(shí)現(xiàn)開關(guān)門的動(dòng)作用一臺小電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)即可。門電動(dòng)機(jī)是開關(guān)門的動(dòng)力源，通常采用直流電動(dòng)機(jī)。門電氣拖動(dòng)線路通常由門電動(dòng)機(jī)、門繼電器觸電及電阻分壓線路等部分組成。采用他勵(lì)方式，并用變壓調(diào)速方式方法來控制開關(guān)門的速度，即控制門電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。3.3 門安全裝置選擇層門和轎門的開啟是同步進(jìn)行的，為保證乘客的安全，電梯門的入口處必須有安全保護(hù)裝置。在門上或門框上裝有機(jī)械的或電子的門探測器，當(dāng)門探測器發(fā)現(xiàn)門區(qū)有障礙時(shí)，便發(fā)出信號給控制部分，停止關(guān)門、重新開門，待障礙消除后，方可關(guān)門。通常有光電式保護(hù)裝置

36、、超聲波保護(hù)裝置和防夾條等類型，本設(shè)計(jì)采用光電式保護(hù)裝置。將光電裝置安裝在門上，使光線水平地通過門口，當(dāng)乘客或物品遮斷光線時(shí)，就能使門重新打開。光幕，即紅外線微掃描探測裝置，作為一種光電產(chǎn)品，可以代替機(jī)械安全觸板，或?qū)⒐饽慌c觸板合成為具有雙重保護(hù)功能的二合一光幕。這已成為電梯界廣泛采用的電梯門保護(hù)裝置。光幕劃分為普通光幕、二合一光幕和三維光幕。普通光幕可直接代替機(jī)械式安全觸板，分為運(yùn)動(dòng)型光幕和非運(yùn)動(dòng)型光幕。運(yùn)動(dòng)型光幕在普通光幕種占據(jù)主導(dǎo)地位，也得到了多數(shù)廠家的認(rèn)同。二合一光幕由于具有雙重保護(hù)功能，即將成為門電梯保護(hù)裝置的主流。三維光幕在最近幾十年才推出，技術(shù)不夠成熟，需要繼續(xù)改進(jìn)。4 plc型

37、號確定4.1 plc結(jié)構(gòu)原理4.1.1 plc的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)plc是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展以微處理器為核心，集自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)裝置。不同的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的可編程邏輯控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣，但基本組成原理是一樣的。國際電工委員會（iec）所作的定義為：可編程序控制器（plc）是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按易于與工業(yè)

38、控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。從硬件來看，plc主要由cpu，存儲器，i/o接口，電源，編程器等組成。（1）cpu：cpu板是plc的核心部件，它包括：微處理器cpu、存儲器（rom、ram）、并行接口（pio）、串行接口（sio）及時(shí)鐘控制電路等。cpu板是plc的運(yùn)算、控制中心，用來實(shí)現(xiàn)各種邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算及對整機(jī)進(jìn)行管理控制；plc內(nèi)部配有程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器（rom，ram），分別用于存儲系統(tǒng)程序和用戶程序，并生成用戶環(huán)境；并行接口和串行接口主要用于cpu與各接口電路之間的信息交換。時(shí)鐘及控制電路用于產(chǎn)生脈沖及各種控制信號。（2）存儲器：plc配有兩種存儲器，即系

39、統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器用來存放系統(tǒng)管理程序，用戶不能訪問和修改這部分存儲器的內(nèi)容。用戶存儲器用來存放編制的應(yīng)用程序和工作數(shù)據(jù)狀態(tài)。存放工作數(shù)據(jù)狀態(tài)的用戶存儲器部分也成為數(shù)據(jù)存儲區(qū)，它包括輸入/輸出數(shù)據(jù)映像區(qū)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)區(qū)預(yù)置數(shù)和當(dāng)前值的數(shù)據(jù)區(qū)及當(dāng)前值的數(shù)據(jù)區(qū)及存放中間結(jié)果的緩沖區(qū)。plc的存儲器包括只讀存儲器（rom）和隨機(jī)存取存儲器（ram），可以提供各種形式的讀取/寫入方式。（3）輸入/輸出接口：輸入電路通常有兩種形式：直流輸入和交流輸入電路。輸入電路的作用是接收現(xiàn)現(xiàn)場輸入設(shè)備送來的控制信號，并經(jīng)光電耦合器隔離后轉(zhuǎn)換成plc內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)電平信號，然后由cpu讀入并送至輸入映象寄存

40、器中，供程序執(zhí)行使用。輸出電路的作用是將plc的輸出控制信號送給外部輸出設(shè)備，通過輸出設(shè)備控制被控制對象工作。輸出電路共有三種形式：一種是繼電器形式，它是通過控制繼電器的線圈使其觸點(diǎn)的通斷來控制輸出設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電氣隔離；另一種是晶體管輸出型，它是通過光電耦合器使輸出開關(guān)晶體管通斷，進(jìn)而控制輸出設(shè)備；第三種是可控硅輸出型，通過觸發(fā)可控硅的通斷實(shí)現(xiàn)對外部輸出設(shè)備的控制。根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的多少，可以將plc分為小型、中型和大型三類。其中小型plc的i/o點(diǎn)數(shù)少于256，具有單cpu和8位或者16位處理器，用戶存儲器容量為4kb以下。本設(shè)計(jì)中要求使用的三菱fx2n系列plc就是小型機(jī)。（4）電源：電源單

41、元的作用是把外部電源（220v交流電源）轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。外部連接的電源通過plc內(nèi)部配有的一個(gè)專用開關(guān)式穩(wěn)壓電源，將交/直流供電電源轉(zhuǎn)化為plc內(nèi)部電路需要的工作電源（直流5v、12v、24v），并為外部輸入單元提供24v直流電源（僅供輸入端點(diǎn)使用）。驅(qū)動(dòng)plc負(fù)載的電源由用戶提供。（5）編程器：編程器是plc重要的外部設(shè)備，利用編程器可將用戶程序送入plc的用戶程序存儲器，調(diào)試程序、監(jiān)控成語的執(zhí)行過程。編程器從結(jié)構(gòu)上可分為簡易編程器、圖形編程器和通用計(jì)算機(jī)編程器三種類型。4.1.2 plc的軟件組成plc的軟件有系統(tǒng)程序和用戶程序組成。系統(tǒng)程序由plc制造廠商設(shè)計(jì)編寫，并存入plc的系統(tǒng)

42、存儲器中，用戶不能直接讀寫與更改。系統(tǒng)程序一般包括系統(tǒng)診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序及監(jiān)控程序等。plc的用戶程序是用戶自己利用plc編程語言，根據(jù)控制要求編制的程序。本設(shè)計(jì)中，最重要的是用plc的編程語言編寫電梯運(yùn)行的程序，以實(shí)現(xiàn)控制電梯的目的。4.1.3 plc的工作原理plc從0000號存儲地址所存放的第一條用戶程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)的情況下，按存儲地址號遞增的方向順序逐條執(zhí)行用戶程序，指導(dǎo)end指令結(jié)束；然后再從頭開始執(zhí)行，并周而復(fù)始地重復(fù)，指導(dǎo)停機(jī)或從運(yùn)行（run）切換到停止（stop）工作狀態(tài)。這種執(zhí)行程序的方式稱為掃描工作方式，每完成一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期。

43、plc的掃描工作方式主要分為輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。（1）輸入處理plc以重復(fù)掃描方式執(zhí)行用戶程序。在執(zhí)行程序前首先按地址編碼順序?qū)⑺休斎攵俗拥耐〝酄顟B(tài)（輸入信號）讀入輸入映像寄存器中，然后開始執(zhí)行程序。在執(zhí)行過程中，即使輸入狀態(tài)發(fā)生了變化，但輸入映象寄存器中的內(nèi)容不變，直到一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才重新讀輸入狀態(tài)。（2）程序執(zhí)行在程序執(zhí)行階段，plc順序掃描用戶程序。每執(zhí)行一條程序所需要的信息都是從輸入映象寄存器和其他軟元件映象寄存器讀出并參與運(yùn)算，然后將執(zhí)行結(jié)果寫入有關(guān)的軟元件映象寄存器中，因此各軟元件映象寄儲器中的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行在不斷的變化。（3）輸出處理當(dāng)全部

44、指令執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器中的狀態(tài)全部傳送到輸出鎖存寄存器中，構(gòu)成plc的實(shí)際輸出并由輸出端子送出給執(zhí)行器。4.2 plc控制系統(tǒng)i/o端口的設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)plc設(shè)備的i/o端口，首先要分析電梯的層數(shù)、電梯類型、控制的方式以及應(yīng)用場所，從而確定plc輸入信號和輸出信號端口的數(shù)量。電梯作為一種多層次、長距離運(yùn)行的大型設(shè)備，在井道、廳外及轎廂內(nèi)有大量的信號要進(jìn)入plc。本文要設(shè)計(jì)的是五層居民用電梯，根據(jù)任務(wù)書的要求作如下分析：轎內(nèi)輸入信號按鈕：1an-5an，共5個(gè)，用于乘客在電梯內(nèi)下達(dá)各層轎內(nèi)指令。廳外召喚按鈕：1asz-4asz、2axz-5axz，共8個(gè)，用于廳外乘客發(fā)出召喚信號。樓層感應(yīng)

45、干簧管：1g-5g。由上文分析可知，干簧管磁感應(yīng)器用于檢測轎廂所處樓層，它們所對應(yīng)的這五個(gè)plc輸入信號端口安裝在井道中每層的平層位置附近，在轎廂上安裝有隔磁鋼板，當(dāng)電梯上行或下行，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。干簧管的作用有兩方面，一是發(fā)出電梯減速信號，二是發(fā)出樓層指示信號。平層感應(yīng)干簧管：有spg、xpg、mqg共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spg、xpg和mqg之間時(shí)，電梯正好處于平層位置。門廳開關(guān)1tmk-5ymk，轎門開關(guān)jmk，共6個(gè)，分別安裝在廳門、轎門上。當(dāng)它們?nèi)块]合時(shí)，說明所有門都已關(guān)好，電梯允許運(yùn)行；若上述開

46、關(guān)有任何一個(gè)沒有閉合，說明有的門是打開的，這時(shí)不允許電梯運(yùn)行。這6個(gè)開關(guān)沒有在plc的輸入輸出端口上，但是他們的閉合與否直接影響plc的工作，從而決定電梯能否正確地運(yùn)行。開門按鈕akm，關(guān)門按鈕agm，用于乘客手動(dòng)開、關(guān)控制。強(qiáng)迫換速開關(guān)shk、喜歡看，共2個(gè)。shk和xhk分別裝在井道中對應(yīng)最高層（5層）和最底層（1層）的相應(yīng)位置。電梯運(yùn)行到最高層或最低層時(shí)，如果正常的換速控制沒有起作用，則碰撞這兩個(gè)開關(guān)使電梯強(qiáng)迫減速。接觸器sc、xc、kc、mc、kjc、1mjc及2mjc，共7個(gè)。樓層指示燈1zd-5zd，共5個(gè)；自動(dòng)開關(guān)門控制信號，共2個(gè)；廳外護(hù)體信號指示燈1szd-4szd、2xzd

47、-5xzd，共8個(gè)。根據(jù)以上分析，可以得到plc的i/o分配表如表1所示。表1 電梯系統(tǒng)plc輸入/輸出端口分配表輸 入輸 出安全回路x0五層位置顯示燈5zdy0五層下召喚按鈕5axzx1四層位置顯示燈4zdy1四層下召喚按鈕4axzx2三層位置顯示燈3zdy2三層下召喚按鈕3axzx3二層位置顯示燈2zdy3二層下召喚按鈕2axzx4一層位置顯示燈1zdy4上平層感應(yīng)干簧管xpgx5一層上召喚指示燈1szdy5下平層感應(yīng)干簧管spgx6二層上召喚指示燈2szdy6門區(qū)感應(yīng)干簧管mqgx7三層上召喚指示燈3szdy7門連鎖回路x10四層上召喚指示燈4szdy10五層感應(yīng)干簧管5gx11二層下召

48、喚指示燈2xzdy11四層感應(yīng)干簧管4gx12三層下召喚指示燈3xzdy12三層感應(yīng)干簧管3gx13四層下召喚指示燈4xzdy13二層感應(yīng)干簧管2gx14五層下召喚指示燈5xzdy14一層感應(yīng)干簧管1gx15自動(dòng)開門輸出信號y15五層轎內(nèi)指示按鈕5anx16按鈕開門輸出信號y16四層轎內(nèi)指示按鈕4anx17上行接觸器scy17三層轎內(nèi)指示按鈕3anx20下行接觸器xcy20二層轎內(nèi)指示按鈕2anx21快速接觸器kcy21一層轎內(nèi)指示按鈕1anx22快加速接觸器kjcy22四層上召喚按鈕4aszx23第一慢加速接觸器1mjcy23三層上召喚按鈕3aszx24第二慢加速接觸器2mjcy24二層上召

49、喚按鈕2aszx25一層上召喚按鈕1aszx26下強(qiáng)迫換速開關(guān)xhkx27上強(qiáng)迫緩速開關(guān)shkx30開門按鈕akmx31關(guān)門按鈕agmx32檢修開關(guān)x33轎內(nèi)電鎖x344.3 plc設(shè)備型號的確定由上面的分析可知，現(xiàn)場輸入信號共有29個(gè)，輸出信號共22個(gè)，可選擇三菱fx2n-64m型plc，該型號的plc基本單元輸入32點(diǎn)，輸出32點(diǎn)，屬于小型機(jī)，能夠滿足要求。各層廳門開關(guān)觸點(diǎn)串聯(lián)后輸入x10，只要任何一層門沒有關(guān)好，x10就不能動(dòng)作。電梯控制系統(tǒng)接線圖如圖4所示：圖4 plc接線原理圖5 電梯控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1 電梯控制流程圖根據(jù)電梯的工作原理與功能要求以及輸i/o點(diǎn)的地址分配表，繪制電

50、梯的程序流程圖和設(shè)計(jì)電梯的程序梯形圖，電梯控制程序流程圖5所示。梯形圖程序由七個(gè)主要部分構(gòu)成：樓層信號控制、轎內(nèi)指令信號控制、廳外召喚信號控制、自動(dòng)選向控制、啟動(dòng)換速控制、平層控制、開關(guān)門控制。圖5 電梯控制程序流程圖5.2 電梯控制系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)5.2.1 樓層信號控制環(huán)節(jié)根據(jù)控制的要求，樓層信號控制梯形圖如圖6所示。圖6 樓層信號控制梯形圖由上文可知，plc輸出端口y0到y(tǒng)4分別對應(yīng)接通五層到一層的樓層顯示信號。樓層顯示是連續(xù)變化的，電梯運(yùn)行到是下一層樓層感應(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，電梯最初處于一層，x15為on，y4為on，由i/o接線圖可知，指示燈1zd亮，

51、顯示1，即轎廂處于一層；當(dāng)電梯離開1層向上運(yùn)行時(shí)，由于1g為off使得x15為off，但y4通過自鎖維持on狀態(tài)，所以，1zd一直亮；當(dāng)達(dá)到2層2g處時(shí)，由于x14為on，使得y3為on，此時(shí)2zd亮，y3長閉觸點(diǎn)使y4為off，即此時(shí)指示燈2亮，同時(shí)指示燈1熄滅。在其他各層時(shí)情況與此相同。5.2.2 轎內(nèi)指令信號控制環(huán)節(jié)轎內(nèi)指令信號控制環(huán)節(jié)梯形圖如圖7所示。圖7 轎廂內(nèi)信號控制環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)轎廂內(nèi)指令的登記與消除。中間繼電器m112-m116中的一個(gè)或幾個(gè)為on時(shí)，表示相應(yīng)樓層的轎內(nèi)指令被登記，反之，當(dāng)其中的一個(gè)或幾個(gè)為off時(shí)，表示相應(yīng)的指令信號被消除。本梯形圖對m112-m116均采

52、用set/rst指令編程。從圖中可知，各層的轎內(nèi)指令登記和消除方式都是一樣的?，F(xiàn)在假設(shè)電梯在一層，處于停止?fàn)顟B(tài)，y17（sc）為off，y20(xc)為off；乘客按下2an、4an，則x21為on，x17為on，從而使m115為on，m113為on，即2、4兩層的轎內(nèi)指令被登記。當(dāng)電梯向上運(yùn)行到達(dá)第2層的樓層感應(yīng)器2g處時(shí)，由樓層信號控制環(huán)節(jié)可知y3為on，于是m115為off，即2層的轎內(nèi)指令被清除，表明該指令已被執(zhí)行完畢。而m113由于其復(fù)位端的條件不具備，所以4層轎內(nèi)指令仍然保留，只有當(dāng)電梯到達(dá)第4層時(shí)，該信號才被解除。5.2.3 廳外召喚信號控制環(huán)節(jié)廳外召喚信號控制環(huán)節(jié)的梯形圖如圖8

53、所示。圖8 廳外召喚信號控制環(huán)節(jié)梯形圖廳外召喚信號控制環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)廳外召喚指令的登記及消除，編程形式與轎內(nèi)指令環(huán)節(jié)基本相似。設(shè)電梯在1層，2、4層廳外乘客欲乘梯上行，故分別按下2asz、4asz，同時(shí)2層還有乘客欲下行，按下2axz。于是x23為on，x4為on，輸出繼電器y6為on，y10為on，分別使呼梯信號燈2szd、4szd、2xzd亮。系統(tǒng)接到指示信號后操作電梯向上運(yùn)行，故m130為on。當(dāng)電梯到達(dá)2層?？繒r(shí)，y3為on，故y6為off，2szd燈熄滅。由于4層上召喚信號y10仍然處于等級狀態(tài)，故上行控制信號m130此時(shí)并不釋放（具體在選向環(huán)節(jié)中分析）。因此，電梯雖然目前在2層，但這層下

54、行召喚信號y11仍然不能清除，燈2xzd仍然亮。只有當(dāng)電梯執(zhí)行完全部上行任務(wù)返回到2層時(shí)，m131為on，y3為off，下行召喚信號y11才被清除。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這一控制要求。5.2.4 自動(dòng)選項(xiàng)控制環(huán)節(jié)所謂選向，就是電梯根據(jù)乘客下達(dá)的轎內(nèi)指令，自動(dòng)選擇合理的運(yùn)行方向。自動(dòng)選向控制環(huán)節(jié)的梯形圖如圖9所示。圖9 自動(dòng)選項(xiàng)控制環(huán)節(jié)梯形圖圖中的內(nèi)部繼電器m130、m131分別稱為上下方向控制中間繼電器，它們直接決定著方向輸出繼電器y17/y20的on或off狀態(tài)，從而控制繼電器sc/xc，即決定著電梯的運(yùn)行方向。下面分析其選向原理：設(shè)電梯位于1層，轎內(nèi)乘客欲前往3層和5

55、層，按下3an、5an，x21為on，x16為on，由轎內(nèi)指令環(huán)節(jié)知m114為on，m112為on。又因?yàn)殡娞菸挥?層，由樓層信號控制環(huán)節(jié)知，y4為on，圖9中，其動(dòng)觸點(diǎn)打開，于是已閉合的m114和m112只能使上行控制繼電器m130為on，而不會使m131回路接通，即電梯自動(dòng)選擇了上行方向。接著電梯向上運(yùn)行到第3層停下來，y2為on，轎內(nèi)指令m114為off，但m112仍然登記。這時(shí)m130保持on狀態(tài)，即仍然維持著上行方向。只有電梯達(dá)到5層以后，y0為on，才使m130為off，這時(shí)電梯便執(zhí)行完全部上行命令。5.2.5 啟動(dòng)換速控制環(huán)節(jié)電梯啟動(dòng)時(shí)快速繞組接通，通過串入和切除電抗器改善啟動(dòng)舒

56、適感。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，同時(shí)接通低速繞組，使電梯慢速運(yùn)行。換速點(diǎn)就是樓層感應(yīng)干簧管所安置的位置。啟動(dòng)控制梯形圖如圖10所示圖10 啟動(dòng)控制梯形圖換速控制環(huán)節(jié)梯形圖如圖11所示。圖11 換速控制梯形圖在圖10、圖11中，當(dāng)電梯選擇了運(yùn)行方向后，m130(m131)為on，y17（y20）為on，乘客操縱使轎、廳門關(guān)閉。若各層們軍官好，則x10為on，于是運(yùn)行中間繼電器m143為on，有下述過程：m143為ony21為on（kc接通快速繞組）t0開始計(jì)時(shí)(t0為on)y23為on（kjc動(dòng)作，切除啟動(dòng)電抗器的xq）顯然，在t0延時(shí)的過程中，電動(dòng)機(jī)是串入xq進(jìn)行降壓啟動(dòng)的。當(dāng)電梯運(yùn)行到有轎內(nèi)指令的那一層換速點(diǎn)時(shí)，換速中間繼電器m143為on，發(fā)出換速信號，如圖12所示。例如，有3層轎內(nèi)指令登記，y2為on，只有當(dāng)電梯運(yùn)行到3層時(shí)，m134為on，發(fā)出換速命令，于是有下述換速過程：