畢業(yè)設(shè)計(jì)：五層樓電梯PLC控制與監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì)

1、廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題題 目：目：五層樓電梯 PLC 控制與監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：xxxxxx 作作 者：者：xxxxxx 學(xué)院（系）：學(xué)院（系）：廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院（機(jī)電工程系）廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院（機(jī)電工程系）專業(yè)及班級(jí)：專業(yè)及班級(jí)：機(jī)電一體化機(jī)電一體化 xxxxxx 班班學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：xxxxxx答辯日期：答辯日期： 年年 月月 日日2012 年 11 月2題題 目：目：五層樓電梯 PLC 控制與監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì)班級(jí)：一體化 xxx 姓名：xxx 學(xué)號(hào)：xxx摘 要本文介紹一種電梯 PLC 控制系統(tǒng)。電梯是垂直方向的運(yùn)輸設(shè)備，

2、是高層建筑中不可缺少的交通運(yùn)輸設(shè)備。它靠電力拖動(dòng)一個(gè)可以載人或物的轎廂，在建筑的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運(yùn)動(dòng)，在人們生活中起著舉足輕重的作用。該系統(tǒng)主要由 PLC、邏輯控制電路組成。其中包括交流異步電動(dòng)機(jī)、繼電器、接觸器、行程開關(guān)、按鈕、發(fā)光指示器和變頻器組成為一體的控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)通過PLC、邏輯控制電路對(duì)電梯的升降；加、減速；平層；起動(dòng)、制動(dòng)控制。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、平層精度高、易于理解與掌握。關(guān)鍵字： PLC 電梯 3目目 錄錄第第 1 1 章章 概況概況.41.1 課題研究的背景 .41.2 電梯控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀 .4第第 2 2 章電梯的概述章電梯的概述.52.1 電梯的發(fā)展

3、.52.2 電梯的分類 .52.3 電梯參數(shù) .6第第 3 3 章章 PLCPLC 的概述的概述 .63.1PLC 的發(fā)展 .63.2PLC 的結(jié)構(gòu) .7第第 4 4 章章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì).84.1 控制系統(tǒng)的工作流程 .8 4.2 控制系統(tǒng)的功能要求 .9 4.2.1 電梯內(nèi)部功能 .9 4.2.2 電梯運(yùn)行狀態(tài)的分析 .9 4.2.3 電梯的控制要求 .104.3 系統(tǒng)信號(hào)的確定以及軟元件的選取 .114.4 系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計(jì) .14參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).25致謝致謝.254第第 1 1 章章 概況概況1.11.1 課題研究的背景課題研究的背景電梯是將機(jī)械原理應(yīng)用、電氣技術(shù)、微處

4、理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)、人體工程學(xué)及空氣動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)集于一體的機(jī)電設(shè)備，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。電梯作為一種較為復(fù)雜的機(jī)電一全化設(shè)備，它由多許機(jī)械構(gòu)件和電子、電氣、大規(guī)模集成電路組成的微型計(jì)算系統(tǒng)及聲、光控制部件所組成。那么電梯到底有哪些功能呢？我們從按下電梯的按鈕到完成電梯的運(yùn)行并走出電梯轎廂，實(shí)際上已包含了電梯的許多功能，如：電梯的定向選層、電梯的起動(dòng)、加速、穩(wěn)速運(yùn)行、到站減速、平層停車、開關(guān)門。還有檢修功能、安全保護(hù)功能、消防功能、樓層顯示等。從電梯控制統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法分，電梯的控制系統(tǒng)經(jīng)歷了繼電器控制、可編程序控制（PLC） 、單片微機(jī)控制、多微機(jī)控制多種形式。繼電器控制系

5、統(tǒng)是 80 年代最廣泛的一種電梯控制方式，有控制邏輯線路簡(jiǎn)單、直接、易于理解和掌握的優(yōu)點(diǎn)，但由于該類系統(tǒng)是由眾多繼電器、接觸器構(gòu)成，使用一段時(shí)間后其接觸點(diǎn)往往接觸不良，所以電梯故障高，眾多的繼電器、接觸器動(dòng)作噪聲較大，整個(gè)控制柜體積大。隨著多微機(jī)系統(tǒng)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，電梯控制發(fā)生了限大的變化，因?yàn)槲C(jī)在電梯中的應(yīng)用不僅取代了大部分繼電器和選層器，整個(gè)系統(tǒng)更加可靠，靈活性更加提高，功能大增強(qiáng)了。1.21.2 電梯控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀電梯控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀電梯的出現(xiàn)大大方便了人們的生活。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中有越來越廣泛的應(yīng)用，電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)

6、行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，這使得交流變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。目前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，拖動(dòng)控制則由變頻器來完成；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

7、式和性能上來說，這兩種方法并沒有太5大的區(qū)別。國(guó)內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(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，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。隨著人們生活水平的不斷提高,對(duì)電梯的要求的也相應(yīng)提高，為滿足和提高人們的生活質(zhì)量，電梯的智能化、自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展。第第 2 2 章章 電梯的概述電梯的概述2.12.1 電梯的發(fā)展電梯的發(fā)展據(jù)國(guó)外有關(guān)資料介紹，公元前 2800 年在古代埃及，為了建筑當(dāng)時(shí)的金字塔，曾使用過由人力驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)械。公元 1765 年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)后，1858

8、年美國(guó)研制出以蒸汽為動(dòng)力，并通過帶傳動(dòng)和蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)的電梯。1878 年英國(guó)的阿姆斯特朗發(fā)明了水壓梯。并隨著水壓梯的發(fā)展，淘汰了蒸汽梯。后來又出現(xiàn)了液壓泵和控制閥以及直接柱塞式和側(cè)柱塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯。這種液壓梯至今仍為人們所采用。但是，電梯得以興盛發(fā)展的根本原因在于采用了電力作為動(dòng)力來源。18 世紀(jì)末發(fā)明了電機(jī)，并隨著電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，19 世紀(jì)初開始使用交流異步單速和雙速電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力的交流電梯，特別是交流雙速電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，顯著改善了電梯的工作性能。在 20 世紀(jì)初，美國(guó)奧的斯電梯公司首先使用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動(dòng)的直流電梯，從而為后來的高速度、高行程電梯的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。2

9、 22 2 電梯的分類電梯的分類1.按電梯用途分類 根據(jù)用戶對(duì)電梯使用的要求，常用電梯種類有客梯、貨梯、客貨兩用梯、醫(yī)用梯、觀光梯、自動(dòng)扶梯及其他類型的特種電梯。2.按電梯的運(yùn)行速度分類 電梯運(yùn)行速度在 1m/s 一下為低速電梯，12m/s 為快速電梯，23m/s 為高速電梯，速度在 3m/s 及以上時(shí)為超高速電梯。3.按電梯曳引電動(dòng)機(jī)的供電電源分類 按曳引電動(dòng)機(jī)的電源不同電梯可分為交流電梯和直流電梯。交流電梯又可分為采用交流異步雙速電動(dòng)機(jī)變級(jí)調(diào)速拖動(dòng)的電梯，簡(jiǎn)稱交流雙速電梯；采用交流異步雙繞組電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)的電梯，簡(jiǎn)稱 ACVV 拖動(dòng)電梯；采用交流異步單繞組電動(dòng)機(jī)調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)的6電梯

10、，簡(jiǎn)稱 VVVF 拖動(dòng)電梯。4. 按電梯操縱控制方式分類 按電梯操縱控制方式分類有較內(nèi)手柄開關(guān)控制電梯、按鈕控制電梯、信號(hào)控制電梯、集選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、程序控制電梯及智能控制群梯等。1.31.3 電梯的主要參數(shù)電梯的主要參數(shù)1.額定載重量：制造和設(shè)計(jì)規(guī)定的電梯載重量。電梯的載重量主要有400kg、630kg、800kg、1000kg、1250kg、2000kg、2500kg 等幾種。2.轎廂尺寸（mm）：寬深高。3.轎廂形式：指單面或雙面開門及其他特殊要求等，以及對(duì)較頂、轎底、較壁的處理，顏色的選擇，對(duì)電風(fēng)扇、電話的要求等。4.較門形式：指電梯門的結(jié)構(gòu)形式。有柵欄門及封閉式的中分門、雙

11、折門、雙折中分門等。5.開門寬度（mm）：轎廂門和廳門完全開啟時(shí)的凈寬度。6.開門方向：有右開門、左開門、中分門。7.曳引方式：常用的有半繞 1:1 傳動(dòng)、半繞 2:1 傳動(dòng)、全繞 1:1 傳動(dòng)等。8.額定速度（m/s）：制造和設(shè)計(jì)所規(guī)定的電梯運(yùn)行速度。9.電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動(dòng)系統(tǒng)的形式等。10.停站層數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點(diǎn)均稱為站。11.提升高度（mm）：由底層端站樓面至頂層端站樓面的垂直距離。12.頂層高度（mm）：由頂層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。一般電梯運(yùn)行速度越快，頂層高度越高。13.井道高度（mm）：由井道底面至機(jī)房

12、樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。14.井道尺寸（mm）：寬深。15.底坑深度（mm）：由底層端站樓面至井道底面之間的垂直距離。一般電梯運(yùn)行速度越快，底坑越深。第三章第三章 PLCPLC 的概述的概述3.13.1 PLCPLC 的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程第一臺(tái)可編程控制器的設(shè)計(jì)規(guī)范是美國(guó)通用公司提出的。當(dāng)時(shí)的目的是要求設(shè)計(jì)一種新的控制裝置以取代繼電器盤，在保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易7懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，同時(shí)具有現(xiàn)代化生產(chǎn)線所要求的時(shí)間響應(yīng)快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)與功能。這一設(shè)想提出后，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DE

13、C）于 1969 年研制成第一臺(tái) PLC，型號(hào)為 PDP-14，投入通用汽車公司的生產(chǎn)線控制中，取得了令人滿意的效果，從此開創(chuàng)了 PLC 的新紀(jì)元。第一臺(tái) PLC 具有模塊化、可擴(kuò)充、可重編程及用于工業(yè)環(huán)境的特性。這些控制器易于安裝，占用空間小，可重復(fù)使用。盡管控制器編程有些瑣碎，但它具有公共的工廠標(biāo)準(zhǔn)梯形圖編程語言，這樣使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便的使用它。進(jìn)入八九十年代后，PLC 的軟硬件功能進(jìn)一步得到加強(qiáng)，PLC 已發(fā)展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統(tǒng)，能與其他設(shè)備通信，生成報(bào)表，調(diào)度產(chǎn)生，可診斷自身故障及機(jī)器故障。這些改進(jìn)使 PLC 符合今天對(duì)高質(zhì)量高產(chǎn)出的要求。盡管 PLC 功

14、能越來越強(qiáng)，但他仍然保留了先前的簡(jiǎn)單與易于使用的特點(diǎn)。3.23.2 PLCPLC 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) PLC 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示：圖 1-1 PLC 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.中央處理單元 CPUCPU 是 PLC 的核心部件，由運(yùn)算器和控制器組成。主要用于：接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序；檢查編程過程是否出錯(cuò)；進(jìn)行系統(tǒng)診斷；解釋并執(zhí)8行用戶程序；完成通信及外設(shè)的某些功能。2.存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。3.I/O 模塊I/O 接口是 PLC 與外界連接的接口。輸入接口用來接收和采集輸入信號(hào)，輸出接口用來連接被控對(duì)象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬

15、量） 、調(diào)速裝置（模擬量）等。4.電源模塊用來將外部供電電源轉(zhuǎn)變成供 PLC 內(nèi)部的 CPU、存儲(chǔ)器和 I/O 接口等電路工作所需要的直流電源。5.編程器編程器是 PLC 最重要的外圍設(shè)備，是 PLC 不可缺少的部分。編程器的作用是輸入和編輯用戶程序、調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過程。第第 4 4 章章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)4.14.1 控制系統(tǒng)的工作流程控制系統(tǒng)的工作流程9圖 2-1 電梯運(yùn)行的流程圖根據(jù)電梯的工作流程可以將電梯的工作過程畫成如下的流程圖（圖 2-1） 。圖中展示了電梯運(yùn)行時(shí)的三種狀態(tài)，即初始狀態(tài)、運(yùn)行中狀態(tài)和運(yùn)行后狀態(tài)。直觀的展示了電梯的工作流程。根據(jù)電梯運(yùn)行流程圖，大

16、致可將軟件的設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)大部分：開關(guān)門環(huán)節(jié)、樓層顯示環(huán)節(jié)（七段碼顯示） 、轎內(nèi)呼叫信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)、廳外呼叫信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)、定向環(huán)節(jié)、啟動(dòng)環(huán)節(jié)、制動(dòng)環(huán)節(jié)。4.24.2 控制系統(tǒng)的功能要求控制系統(tǒng)的功能要求4.2.1 電梯內(nèi)外部功能在電梯內(nèi)部，應(yīng)該有 5 個(gè)樓層(15 層)按鈕、開門和關(guān)門按鈕以及樓層顯示器。上升和下降顯示器。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯后，電梯內(nèi)應(yīng)有能讓乘客按下的代表其要去的目的地的樓層按鈕，稱為內(nèi)呼按鈕。電梯停下時(shí)，應(yīng)具有開門、關(guān)10門的功能，即電梯門可以自動(dòng)打開，經(jīng)過一定延時(shí)后，又可自動(dòng)關(guān)閉。而且，在電梯內(nèi)部也應(yīng)有控制電梯開門、關(guān)門的按鈕，使乘客可以在電梯停下時(shí)隨時(shí)地控制電

17、梯的開門與關(guān)門。電梯內(nèi)部還應(yīng)配有顯示屏，用來顯示電梯現(xiàn)在所在的狀態(tài)，即電梯是上升還是下降以及電梯處在樓層的第幾層，這樣可以使乘客清楚地知道自己所處的位置，離自己要到的樓層還有遠(yuǎn)，電梯是上升還是下降等。電梯的外部共分 5 層，每層都應(yīng)該有呼叫按鈕、呼叫指示燈、上升和下降指示燈及樓層顯示器。呼叫按鈕是乘客用來發(fā)出呼叫的工具，呼叫指示燈在完成相應(yīng)的呼叫請(qǐng)求之前應(yīng)一直保持亮，它和上升指示燈，下降指示燈、樓層顯示器一樣，都是用來顯示電梯所處的狀態(tài)的。5 層樓中，1 層只有上呼叫按鈕，5 層只有下呼叫按鈕，其余 3 層都具有上呼叫和下呼叫按鈕。而上升、下降指示燈以及樓層顯示器，5 層電梯均應(yīng)該相同。4.2

18、.2 電梯運(yùn)行狀態(tài)的分析電梯的運(yùn)行狀態(tài)可分為初始狀態(tài)、運(yùn)行中狀態(tài)和運(yùn)行后狀態(tài)。（1）電梯的初始狀態(tài)。此時(shí)電梯位于 1 層待命，電梯照明燈亮，各顯示屏都被初始化，電梯處于以下狀態(tài)：1、各層呼叫燈均不亮。2、電梯內(nèi)部以及外部各顯示屏均為“1” 。3、電梯內(nèi)部及外部各層電梯門均關(guān)閉。（2）電梯在運(yùn)行過程中。電梯處于以下狀態(tài)：1、按下某層呼叫按鈕（15 層）后，該層呼叫燈亮，電梯響應(yīng)該層呼叫。2、電梯上行時(shí)，若呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行之上目標(biāo)運(yùn)行層之下，則電梯在完成前一指令之前先上行至該層，完成該層呼叫后再由近及遠(yuǎn)的完成其他各個(gè)呼叫動(dòng)作。若呼叫層處于電梯當(dāng)前層之下，則電梯在完成前一指令之前不響應(yīng)該指令，

19、直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。 電梯上行時(shí)，若有多個(gè)下行呼叫且均位于當(dāng)前樓層之上，則電梯到達(dá)最高的下行呼叫層，然后依次從高到低響應(yīng)其它下行呼叫層。3、電梯下行時(shí)，若呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行之下目標(biāo)運(yùn)行層之上，則電梯在完成前一指令之前先下行至該層，完成改層呼叫后再由近及遠(yuǎn)的完成其他各個(gè)呼叫動(dòng)作。若呼叫層處于電梯當(dāng)前層之上，則電梯在完成前一指令之前不響應(yīng)該指令，直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。11電梯下行時(shí)，若有多個(gè)上行呼叫且均位于當(dāng)前樓層之下，則電梯到達(dá)最低的下行呼叫層，然后依次從低到高響應(yīng)其它上行呼叫層。4、各樓層顯示隨電梯移動(dòng)而改變，各層指示燈也隨之而變。5、運(yùn)行中電梯門始終關(guān)閉，到達(dá)指定層時(shí)，

20、門才打開。6、在電梯運(yùn)行過程中支持其它呼叫。（3）電梯運(yùn)行后狀態(tài)。在到達(dá)指定樓層后，電梯會(huì)繼續(xù)待命，直到新的命令給出。1、電梯在到達(dá)指定樓層后，電梯門會(huì)自動(dòng)打開，經(jīng)一段延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，在此過程中，支持手動(dòng)開門或關(guān)門。2、各樓層顯示值為該層所在位置，且上行下行指示燈均滅。4.2.3 電梯的控制要求1、接受每個(gè)按鈕（包括內(nèi)部和外部的呼叫）的呼叫命令，并做出相應(yīng)的響應(yīng)。2、電梯停在某一層（如 4 層）時(shí)，此時(shí)按動(dòng)該層（4 層）的呼叫按鈕（上呼叫或下呼叫） ，則相當(dāng)于發(fā)出打開電梯門命令，進(jìn)行開門的動(dòng)作過程；若此時(shí)電梯的轎廂不在該層（在其余 4 層） ，則等到電梯關(guān)門后，按照不換向原則控制電梯向上或向下運(yùn)

21、行。3、電梯運(yùn)行的不換向原則是指優(yōu)先響應(yīng)不改變現(xiàn)在電梯運(yùn)行方向的呼叫，直到這些命令全部響應(yīng)完畢后才響應(yīng)使電梯反向運(yùn)行的呼叫。例如現(xiàn)在電梯位置在 2 層和 3 層之間上行，此時(shí)出現(xiàn)了 2 層上呼叫、3 層下呼叫和 4 層上呼叫，則電梯首先響應(yīng) 4 層上呼叫，然后再依次響應(yīng) 3 層下呼叫和 2 層上呼叫。4、電梯在每層設(shè)置上、下平層感應(yīng)（1 樓只有下平層、5 樓只有上平層） ，當(dāng)?shù)竭_(dá)平層點(diǎn)且該層有呼叫信號(hào)時(shí)，電梯開始減速平層停車，否則繼續(xù)高速通過該層。5、當(dāng)按動(dòng)某個(gè)呼叫按鈕后，響應(yīng)的指示等亮并保持，直到電梯完成該呼叫為止。6、當(dāng)電梯停在某層時(shí)，在電梯內(nèi)部按動(dòng)開門按鈕，則電梯門打開，按動(dòng)電梯內(nèi)部的關(guān)

22、門按鈕，則電梯門關(guān)閉。但在電梯行進(jìn)期間電梯門是不能被打開的。7、當(dāng)電梯運(yùn)行到某層后，相應(yīng)的指示燈亮，直到電梯運(yùn)行到前方一層時(shí)樓層指示燈改變。124.34.3 系統(tǒng)信號(hào)的確定以及軟元件的選取系統(tǒng)信號(hào)的確定以及軟元件的選取經(jīng)過對(duì)電梯運(yùn)行流程和電梯的控制要求，選取控制系統(tǒng)的軟元件，軟元件包括輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器和定時(shí)器，其編號(hào)分別如下列表所示。表 3-1 輸入信號(hào)及信號(hào)編碼輸入的信號(hào)名稱信號(hào)的編碼SB1一層內(nèi)呼信號(hào)X1SB2二層內(nèi)呼信號(hào)X2SB3三層內(nèi)呼信號(hào)X3SB4四層內(nèi)呼信號(hào)X4SB5五層內(nèi)呼信號(hào)X5SB6手動(dòng)開門X6SB7手動(dòng)關(guān)門X7SB8一層外呼上X10SB9二層外呼上X11S

23、B10二層外呼下X12SB11三層外呼上X13SB12三層外呼下X14SB13四層外呼上X15SB14四層外呼下X16SB15五層外呼下X17SQ1一樓下平層X20SQ2二樓上平層X21SQ3二樓下平層X22SQ4三樓上平層X23SQ5三樓下平層X24SQ6四樓上平層X25SQ7四樓下平層X26SQ8五樓上平層X27SL1開門到位X31SL2關(guān)門到位X32S1零速返回信號(hào)X33表 3-2 輸出信號(hào)及信號(hào)編碼輸出的信號(hào)名稱信號(hào)的編碼HL1一樓內(nèi)呼顯示Y1HL2二樓內(nèi)呼顯示Y2HL3三樓內(nèi)呼顯示Y3HL4四樓內(nèi)呼顯示Y413HL5五樓內(nèi)呼顯示Y5HL6上行顯示Y6HL7下行顯示Y7七段碼 a七段碼

24、 a 顯示Y11七段碼 b七段碼 b 顯示Y12七段碼 c七段碼 c 顯示Y13七段碼 d七段碼 d 顯示Y14七段碼 e七段碼 e 顯示Y15七段碼 f七段碼 f 顯示Y16七段碼 g七段碼 g 顯示Y17KM1上行（電機(jī)正轉(zhuǎn)）Y20KM2下行（電機(jī)反轉(zhuǎn)）Y21KM3電機(jī)低速Y22KM4電機(jī)高速Y23KM8抱閘Y24KM6開門輸出Y25KM7關(guān)門輸出Y26KM5電機(jī)制動(dòng)Y27HL8一層上行外呼顯示Y30HL9二層上行外呼顯示Y31HL10二層下行外呼顯示Y32HL11三層上行外呼顯示Y33HL12三層下行外呼顯示Y34HL13四層上行外呼顯示Y35HL14四層下行外呼顯示Y36HL15五層下

25、行外呼顯示Y37表 3-3 定時(shí)器和中間繼電器的編號(hào)和功能編號(hào)名稱及作用T50關(guān)門計(jì)時(shí)（2s 后沒關(guān)門到位則開門）T51開門到位計(jì)時(shí)（15s 后自動(dòng)關(guān)門）T52制動(dòng)計(jì)時(shí)（制動(dòng) 1s 后抱閘）T53抱閘計(jì)時(shí)（抱閘 1s 后開門）T54低速計(jì)時(shí)（低速 1s 后轉(zhuǎn)為高速）M1轎廂在一樓中間繼電器M2轎廂在二樓中間繼電器M3轎廂在三樓中間繼電器M4轎廂在四樓中間繼電器M5轎廂在五樓中間繼電器M8開門中間繼電器M9關(guān)門中間繼電器M10一樓內(nèi)呼信號(hào)保持中間繼電器14M11二樓內(nèi)呼信號(hào)保持中間繼電器M12三樓內(nèi)呼信號(hào)保持中間繼電器M13四樓內(nèi)呼信號(hào)保持中間繼電器M14五樓內(nèi)呼信號(hào)保持中間繼電器M15一樓上外

26、呼信號(hào)保持中間繼電器M16二樓上外呼信號(hào)保持中間繼電器M17二樓下外呼信號(hào)保持中間繼電器M18三樓上外呼信號(hào)保持中間繼電器M19三樓下外呼信號(hào)保持中間繼電器M20四樓上外呼信號(hào)保持中間繼電器M21四樓下外呼信號(hào)保持中間繼電器M22五樓下外呼信號(hào)保持中間繼電器M23上行顯示中間繼電器M24下行顯示中間繼電器M25上行部分中間繼電器（保證呼叫信號(hào)先內(nèi)后外 ）M26下行部分中間繼電器（保證呼叫信號(hào)先內(nèi)后外 ）M27上行輸出中間繼電器M28下行輸出中間繼電器M29電機(jī)低速中間繼電器M30電機(jī)高速中間繼電器M31電機(jī)制動(dòng)中間繼電器M32抱閘中間繼電器M33采集抱閘瞬間信號(hào)中間繼電器M34抱閘延時(shí)開門中間

27、繼電器M35制動(dòng)輔助中間繼電器 1M36制動(dòng)輔助中間繼電器 2M37開門輔助中間繼電器 1（解決雙線圈）M39開門輔助中間繼電器 2（解決雙線圈）M40關(guān)門輔助中間繼電器 1（解決雙線圈）M41關(guān)門輔助中間繼電器 2（解決雙線圈）4.44.4 系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計(jì)系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計(jì)根據(jù)電梯運(yùn)行流程，把電梯控制系統(tǒng)分為如下九塊：開門環(huán)節(jié)、關(guān)門環(huán)節(jié)、樓層顯示環(huán)節(jié)、內(nèi)呼信號(hào)登記與消除環(huán)節(jié)、外呼信號(hào)登記與消除環(huán)節(jié)、定向環(huán)節(jié)、啟動(dòng)環(huán)節(jié)、制動(dòng)環(huán)節(jié)和抱閘環(huán)節(jié)。分塊設(shè)計(jì)如下。（1)開門環(huán)節(jié)開門環(huán)節(jié)應(yīng)該滿足如下幾點(diǎn)要求：1、按下轎廂內(nèi)的手動(dòng)開門按鈕，開門輸出；2、電梯到所選樓層（外呼和內(nèi)呼） ，平層抱閘后自動(dòng)開門；1

28、53、電梯在某層停用，本層外呼，開門輸出。開門環(huán)節(jié)的梯形圖如圖 4-1 所示。圖 4-1 開門環(huán)節(jié)梯形圖為滿足以上要求，設(shè)計(jì)中添加了中間繼電器 M37（開門輔助繼電器 1）和M39（開門輔助繼電器 2） ，此中間繼電器的另外一個(gè)功能是避免了雙線圈。其中平層抱閘開門輸出的啟動(dòng)條件是抱閘至電機(jī)停轉(zhuǎn)，所以加了計(jì)時(shí)器T53，令抱閘后 1s 開門，此處的時(shí)間設(shè)為 1s 并無確實(shí)依據(jù)，顯示中，要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置此時(shí)間。開門輸出斷開的條件是開門到位，當(dāng)門完全打開，開門到位觸點(diǎn)接通，利用開門到位信號(hào)，把開門輸出斷開，開關(guān)門直流電機(jī)停轉(zhuǎn)。（2）關(guān)門環(huán)節(jié)16 關(guān)門環(huán)節(jié)應(yīng)該滿足的要求：1、轎廂內(nèi)按下手動(dòng)關(guān)門按鈕，關(guān)

29、門輸出；2、開門到位 15s 后自動(dòng)關(guān)門。此環(huán)節(jié)的梯形圖如圖4-2 所示。圖 4-2 關(guān)門環(huán)節(jié)梯形圖同開門環(huán)節(jié)，為滿足上述條件，設(shè)置了中間繼電器 M40（關(guān)門輔助繼電器1）和 M41（關(guān)門輔助繼電器 2） ，同時(shí)避免了雙線圈的出現(xiàn)。其中 T51 是開門到位計(jì)時(shí)器，當(dāng)開門到位 15s 后，自動(dòng)輸出關(guān)門。關(guān)門輸出的關(guān)斷條件是關(guān)門到位，即關(guān)門輸出時(shí)開關(guān)門直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)關(guān)門到位，關(guān)門到位觸點(diǎn)接通，關(guān)門輸出被關(guān)斷，開關(guān)門直流電機(jī)停轉(zhuǎn)。（3）樓層顯示環(huán)節(jié)樓層顯示環(huán)節(jié)應(yīng)該滿足的條件是：1、轎廂不運(yùn)行時(shí)，七段碼要顯示所在樓層；2、轎廂運(yùn)行時(shí)，電梯在兩層之間運(yùn)行時(shí)要正確顯示所在樓層，如從一樓上行，首先要碰到一

30、樓下平層感應(yīng)觸點(diǎn)，雖然此觸點(diǎn)被接通，但電梯仍在一樓，所以顯示樓層要顯示一樓；直至二樓上平層感應(yīng)觸點(diǎn)接通，顯示變?yōu)槎?。其余樓層以此類推。樓層的登記與消除部分和樓層顯示部分組成了完整的樓層顯示環(huán)節(jié)。樓層顯示用七段碼顯示，七段碼顯示圖解如圖 3-3，各段標(biāo)號(hào)依此圖為準(zhǔn)。其中一、二、三、四、五樓顯示分別是：bc 段、abdeg 段、abcdg 段、bcfg 段和 acdfg 段。樓層確定由 M1、M2、M3、M4 和 M5 登記和保持。其中七段碼的輸出分別為：Y11、Y12、Y13、Y14、Y15、Y16 和 Y17。 +代表或的關(guān)系，通過元件的并聯(lián)實(shí)現(xiàn)； 代表與的關(guān)系，通過元件的串聯(lián)實(shí)現(xiàn)。17圖

31、4-3 七段碼顯示M1、M2、M3、M4、M5 和七段碼的邏輯關(guān)系是 ； ； Y11M2+M3+M5M1 M4a段：（）bY12M1+M2+M3+M4M5段：（）； cY13M1+M3+M4+M5M2段：（）dY14M2+M3+M5M1 M4段：（）； eY15M2 M1 M3 M4 M5段：fY16M4M5M1 M2 M3段：（）。gY17M2M3M4M5M1段：（）樓層的登記與消除部分的梯形圖如 4-4 所示。圖 4-4 樓層的登記與消除部分梯形圖 樓層顯示環(huán)節(jié)的梯形圖如圖 4-5 所示。18圖 4-5 樓層顯示部分梯形圖（4）內(nèi)呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)內(nèi)呼信號(hào)由轎廂內(nèi)的選層按鈕產(chǎn)生，內(nèi)呼信

32、號(hào)被登記后，要由程序完成保持，直至電梯到達(dá)內(nèi)選確定的樓層后信號(hào)才被消除。內(nèi)呼信號(hào)被保持的階段，內(nèi)呼信號(hào)輸出要一直導(dǎo)通，即內(nèi)呼顯示燈要一直亮。內(nèi)呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖如圖 4-6 所示。19圖 4-6 內(nèi)呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖內(nèi)呼信號(hào)的消除條件是：電梯到達(dá)所選樓層，且電梯牽引電機(jī)抱閘停轉(zhuǎn)。由此條件可知，若乘客進(jìn)入轎廂內(nèi)呼當(dāng)前樓層，內(nèi)呼信號(hào)是不會(huì)被登記的。（5）外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)類似于內(nèi)呼，都經(jīng)過登記-保持-消除三個(gè)步驟。雖然電梯運(yùn)行過程中要碰到很多的情況，比如，電梯在三樓正上行，此時(shí)二樓和五樓同時(shí)外呼，雖然外呼信號(hào)都要被登記和保持，但是并不影響電梯的正常

33、運(yùn)行，因?yàn)槎ㄏ颦h(huán)節(jié)會(huì)確定電梯的運(yùn)行方向，如此一來，雖然外呼信號(hào)都被登記，但有一些不會(huì)對(duì)電梯的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響。20圖 4-7 外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖21外呼信號(hào)的消除條件亦是：電梯到達(dá)所選樓層，且電梯牽引電機(jī)抱閘停轉(zhuǎn)。同樣電梯在某層停轉(zhuǎn)，乘客外呼本層，外呼信號(hào)不會(huì)被登記。但是若電梯在某層停用，即不運(yùn)轉(zhuǎn)，也沒有內(nèi)外呼，此時(shí)雖然外呼信號(hào)不能被登記，但是轎廂的門會(huì)自動(dòng)打開，這是由開門環(huán)節(jié)決定的。外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)的梯形圖如圖 4-7 所示。（6）定向環(huán)節(jié)定向環(huán)節(jié)分為兩個(gè)部分，即定上行和定下行。由于定上行和定下行的情況基本類似，故只以定上行為例介紹定向環(huán)節(jié)的原理。上行要滿足的條件：1、電梯在

34、一樓，樓上只要有外呼，或有內(nèi)呼，電梯就上行；2、轎廂在二樓及以上樓層時(shí)，上級(jí)樓層有外呼，且外呼滿足此時(shí)運(yùn)行方向條件，則上行。22圖 4-8 定上行部分梯形圖3、定向時(shí)，內(nèi)呼信號(hào)的優(yōu)先級(jí)要高于外呼信號(hào)。定上行部分的梯形圖如圖4-8 所示。為了確定內(nèi)呼信號(hào)的優(yōu)先級(jí)高于外呼信號(hào)，設(shè)置了中間繼電器 M25，通過對(duì) M25 的置位和復(fù)位以確保內(nèi)呼信號(hào)的高優(yōu)先級(jí)。上下行顯示由轎廂內(nèi)和門廳外的上下行顯示燈顯示。同定上行一樣，定下行部分的梯形圖如圖 4-9 所示。圖 4-9 定下行部分梯形圖當(dāng)上行和下行條件同時(shí)滿足時(shí)，定向環(huán)節(jié)會(huì)由慣性原則確定方向，即當(dāng)同23時(shí)滿足上行和下行條件時(shí)，由此時(shí)電梯的運(yùn)行狀況決定；若

35、此時(shí)電機(jī)上行，則定向?yàn)樯闲?；若此時(shí)為下行，則定向?yàn)橄滦?；若此時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)，則由定向信號(hào)被登記的時(shí)間先后決定。電梯在運(yùn)行過程中，定向程序的執(zhí)行只是在電梯停層階段，也就是說，電梯只要在樓層停層都會(huì)定向一次，當(dāng)電梯運(yùn)行中間，定向程序是不會(huì)被執(zhí)行的。電梯的定向輸出控制轎廂牽引電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)上下行，即上行時(shí)牽引電機(jī)正轉(zhuǎn)，下行時(shí)牽引電機(jī)反轉(zhuǎn)。定向輸出信號(hào)的消除條件是：電梯到達(dá)某個(gè)樓層停層后關(guān)門輸出。比如電梯在二樓登記上行信號(hào)，要求在三樓停層，此時(shí)電梯上行，在二樓登記的上行信號(hào)保持到電梯在三樓停層再關(guān)門。此時(shí)在二樓登記的上行信號(hào)被消除，定向程序重新執(zhí)行，重新判斷電梯的運(yùn)行方向。（7）啟動(dòng)環(huán)節(jié)本程序設(shè)計(jì)的啟動(dòng)環(huán)節(jié)其實(shí)包括低速啟動(dòng)和高速平穩(wěn)運(yùn)行兩個(gè)部分。電梯的啟動(dòng)條件是：轎廂門關(guān)好，定向完成以及牽引電機(jī)停轉(zhuǎn)。啟動(dòng)條件滿足，牽引電機(jī)開始低速啟動(dòng)，低速啟動(dòng)后 1s 電梯進(jìn)入高速平穩(wěn)運(yùn)行階段。啟動(dòng)環(huán)節(jié)的梯形圖如圖 4-10 所示。圖 4-10 啟動(dòng)環(huán)節(jié)梯形圖低速啟動(dòng)信號(hào)由高速信號(hào)斷開，高速運(yùn)行信號(hào)由制