電氣自動(dòng)化論文電梯的自動(dòng)控制

1、電氣自動(dòng)化論文電梯的自動(dòng)控制電氣自動(dòng)化論文 電梯的自動(dòng)控制XX學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院電氣自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文PLC在電梯控制中的應(yīng)用學(xué)生姓名：奧莫莫學(xué)號(hào)：xxxxxx 專業(yè)：電氣自動(dòng)化 指導(dǎo)老師：xx xx完成時(shí)間：xxxx年x月Xx學(xué)院畢業(yè)論文 摘 要 本文介紹PLC在電梯 控制中的應(yīng)用。之所以研究本課題是因?yàn)橐?、我?duì)PLC專業(yè)的喜愛；二、PLC在電梯中的應(yīng)用很廣泛；三、以后我有志愿在此領(lǐng)域發(fā) 展，也是為以后的成功做鋪墊。PLC單元為電梯控制系統(tǒng)的核心部分，由PLC提供變頻器的運(yùn)行方向和速度指令，使變頻器根據(jù)電梯需要的速度曲 線調(diào)節(jié)運(yùn)行方向和速度。通過PLC的合理編程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平層、自動(dòng)開關(guān)門、自

2、 動(dòng)掌握停站時(shí)間、內(nèi)外呼信號(hào)的登記與消除、順向截梯及自 動(dòng)換向等集選控制功能。通過分析電梯控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式和輸入輸由的點(diǎn)數(shù)，基 本確定了本文設(shè)計(jì)的主要方面，此電梯控制系統(tǒng)有手動(dòng)和自 動(dòng)的運(yùn)行方式，主要由變頻調(diào)速主回路、輸入輸由單元以及PLC單元構(gòu)成，用來完成對(duì)電梯曳引電機(jī)及開關(guān)門機(jī)的起 動(dòng)、加減速、停止、運(yùn)行方向、樓層顯示、層站召喚、轎箱 內(nèi)操作、安全保護(hù)等指令信號(hào)進(jìn)行管理和控制功能。關(guān)鍵詞：PLC 電梯控制 應(yīng)用 Abstract This article describes the application of PLC in elevator control. Is study this

3、 subject because, I love of PLC professional; second, the application of PLC in elevator is very wide; and later I had volunteer development in this area, but also for future success bedding. PLC unit as a core part of the elevator control system, direction and speed provided by the PLC frequency co

4、nverter instructions, enables frequency converter based on the speed of elevators need adjust the direction and speed. Through reasonable PLC programming, automatic leveling, automatic switch, automatically acquire stopping time, inside and outside of calling signals intercepted registration and de-

5、duplication, climb ladders and set selected control features such as automatic reversing. By analysis elevator control system of run way and entered output of points, basic determine has this article design of main aspects, this elevator control system has manually and automatically of run way, main

6、 by frequency adjusting speed main circuit, and entered output unit and PLC unit constitute,used to completed on elevator drag introduction motor and the switch door machine of up dynamic, and plus deceleration, and stop, and run direction, and floor display, and layer station calls, and car box wit

7、hin operation, and security protection, instruction signal for management and control function. Keywords : PLC elevator control application 目錄引言1 1 . PLC 的特 點(diǎn)1 1.1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 1 1.2編程簡(jiǎn)單、易于掌握 1 1.3配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)1 1.4易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎1 1.5系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造2 1.6體積小，重量輕，能耗低 2 2. PLC的 結(jié)構(gòu)和工作方式 2 2.1 PLC

8、的結(jié)構(gòu)2 2.1.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 2.1.2 PLC的工作方式3 3. PLC的元件及基本指令系統(tǒng)3 3.1PLC的元件3 3.2 PLC的基本指令指令系統(tǒng)4 4.電梯控制系統(tǒng)4 4.1電梯的構(gòu)造4 4.2電梯控制的組成 5 5.電梯控制系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)7 5.1電梯的運(yùn)行過程 7 5.2PLC的選擇7 5.3 PLC規(guī)模 的估算8 5.4 PLC輸入輸由模塊的選擇8 5.5畫由梯形圖105.6寫由指令語句表11結(jié)束語13謝 辭14參考文獻(xiàn)15引 言 可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC.它是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是在集成電路，計(jì) 算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新

9、型工業(yè)控制設(shè)備。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏 輯運(yùn)算，順序運(yùn)算，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸由控制各種類型的機(jī) 械或生產(chǎn)過程。1. PLC的特點(diǎn)1.1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性 是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的 可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的 F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá) 30 萬小時(shí)。一些使用冗余 CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來說，使用 PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同 等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及

10、開關(guān)接點(diǎn)已減少 到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，由現(xiàn)故障時(shí)可及 時(shí)發(fā)生警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷 程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷 保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。1.2 編程簡(jiǎn)單、易于掌握 目前大多數(shù)的 PLC采用繼電- 接觸器控制系統(tǒng)的梯形圖編程方式，這是一種面向用戶的編 程方式，與常用的計(jì)算機(jī)語言相比更容易被操作人員所接受并掌握。1.3 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功

11、能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn) 算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC滲透到了位置 控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。1.4 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng) 接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí) 現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用 計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便

12、之門。1.5 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接 線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變 得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為 可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。1.6 體積小，重量輕，能耗低 以超小型PLC為例，新近 生產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm,重量小于150g,功耗僅 數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理 想控制設(shè)備。2. PLC的結(jié)構(gòu)和工作方式 2.1 PLC的結(jié)構(gòu) 2.1.1 PLC控 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1. CPU運(yùn)算和控制中心起 心臟”作用 縱： 當(dāng)從

13、編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲(chǔ)器中，然后CPU根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能（系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器的解釋編譯程序），把用戶程序翻譯成 PLC內(nèi)部所認(rèn)可的用戶編譯程序。橫：輸入狀態(tài)和輸入信息從輸入接口輸進(jìn)，CPU將之存入工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中或輸入映象寄存器。然后由CPU把數(shù)據(jù)和程序有機(jī)地結(jié)合在一起。把結(jié)果存入輸由映象寄存器或工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，然后輸 由到輸由接口、控制外部驅(qū)動(dòng)器。組成：CPU由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路集成在一個(gè)芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與 I/O接口電路相連接。2 .存儲(chǔ)器 具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程

14、序，監(jiān)控程序以及對(duì)用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲(chǔ)器、ROM組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。用戶存儲(chǔ)器：分為用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM ）組成。用戶使用的。斷電內(nèi)容消失。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為35年3 .輸入/輸由接口 （1）輸入接口：光電耦合器由兩個(gè)發(fā)光二極度管和光電三極管組成。發(fā)光二級(jí)管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號(hào)，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號(hào)變化規(guī)律相同的光信號(hào)。光電三級(jí)管：在光信號(hào)的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號(hào)的強(qiáng)弱有關(guān)。在光電耦合器的線性工作區(qū)內(nèi)，輸由信號(hào)與輸入信號(hào)有線 性關(guān)系。輸入接口電路工作過程: 當(dāng)

15、開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通， 向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號(hào)。(2)輸由接口 PLC的繼電器輸由接口電路 工作過程： 當(dāng)內(nèi)部電路輸由數(shù)字信號(hào)1,有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸由數(shù)字信號(hào)0,則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點(diǎn)斷開，斷開負(fù)載的電流或電壓。也就是通過輸由接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信 號(hào)使負(fù)載動(dòng)作或不動(dòng)作。三種類型：繼電器輸由：有觸點(diǎn)、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載晶體管輸

16、由：無觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、直流負(fù)載晶閘管輸由：無觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、交流負(fù)載4.編程器 編程器分為兩種，一種是手持編程器，方便。我們實(shí)驗(yàn)室使用的就是手持編程器。二種是通過 PLC的RS232 口 o與計(jì)算機(jī)相連。然后敲擊鍵盤。通過NSTP-GR軟件（或 WINDOWS 下軟件）向PLC內(nèi)部 輸入程序。2.1.2 PLC的工作方式 PLC采用順序掃描，不斷循環(huán) 的工作方式每次掃描過程。集中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。集中對(duì)輸由信號(hào)進(jìn)行刷新。輸入刷新過程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸由刷新。元

17、件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。掃描周期的長(zhǎng)短由三條決定。（1） CPU執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的時(shí)間（3） 指令條數(shù)。由于采用集中采樣。集中輸生的方式。存在輸入/輸生滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸由響應(yīng)延遲。3. PLC的元件及基本指令系統(tǒng) 3.1 PLC的元件1.輸入繼電器（X ）:是PLC接受外部輸入的開關(guān)量信號(hào)的窗口。2 .輸由繼電器（Y）:是PLC向外部負(fù)載發(fā)送信息的窗口。3 .輔助繼電器（M）:相當(dāng)于中間繼電器，可分為三類：通用輔助繼電器 M0-M499共500點(diǎn) 斷電保持輔助繼電器M50-M1023共524點(diǎn) 特殊輔助繼電器 M8002為初始化脈 沖，PLC在運(yùn)行

18、之初接通一個(gè)掃描周期； M8013為1s時(shí)鐘 脈沖，以1s為周期震蕩。4 .定時(shí)器（T）:通過對(duì)時(shí)鐘脈沖積累個(gè)數(shù)，從而達(dá)到定時(shí) 的作用，其中T0-T199為200個(gè)100ms普通定時(shí)器，每個(gè)定 時(shí)器的定時(shí)范圍為 0.1-3276.75。5 .計(jì)數(shù)器（C）:通過對(duì)內(nèi)部信號(hào)計(jì)數(shù)，從而達(dá)到計(jì)數(shù)的作用。注意在使用計(jì)數(shù)器時(shí)計(jì)數(shù)滿時(shí)，必須使用復(fù)位信號(hào)使其為0 6.狀態(tài)元件（S）:是用于編制順序控制程序的一種編程 元件，其中S0-S9為初始狀態(tài)；S20-S499為通用型。3.2 PLC的基本指令指令系統(tǒng)LD :取指令，將動(dòng)合觸點(diǎn)接到左母線上，在分支起點(diǎn)也可以使用LDI:取反指令，將動(dòng)斷觸點(diǎn)接到左母線上，在分

19、支起點(diǎn)也可 以使用OUT:線圈驅(qū)動(dòng)指令，是驅(qū)動(dòng)線圈的輸由指令可連續(xù) 使用AND:與指令，用于串聯(lián)一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)的連接ANI:與非指令，用于并聯(lián)一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)的連接OR:或指令，用于并聯(lián)一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)的連接ORI:或非指令，用于并聯(lián)一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)的連接 ORB:塊或指令，兩個(gè)或兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)與前 一個(gè)并聯(lián) ANB:塊與指令，兩個(gè)或兩個(gè)以上觸點(diǎn)并聯(lián)與前一 個(gè)串聯(lián)SET:置位指令，用于線圈動(dòng)作的保持，它可以對(duì)丫、M、S操作RST:復(fù)位指令，用于解除線圈動(dòng)作的保持，它可 以對(duì)D、T、C清零MPS:進(jìn)棧指令，必須與由棧指令成對(duì)使 用，連續(xù)使用次數(shù)應(yīng)小于 11次MPP:由棧指令，必須與進(jìn)棧 指令成對(duì)使用，連續(xù)使

20、用次數(shù)應(yīng)小于11次MRD:讀棧指令，讀之后數(shù)據(jù)就消失了 NOP:空操作指令，是一條無動(dòng)作、無 目標(biāo)元件，占一個(gè)程序步的指令END:結(jié)束指令，若在程序的最后寫入此指令，則此后的其余程序步不再執(zhí)行，而直接 進(jìn)行輸生處理。4.電梯控制系統(tǒng) 4.1電梯的構(gòu)造 電梯是一種特殊的起 重運(yùn)輸設(shè)備，由轎廂及配重、拖動(dòng)電機(jī)及減速傳動(dòng)機(jī)械、井 道及井道設(shè)備、召喚系統(tǒng)及安全設(shè)置構(gòu)成。轎廂是載人或載貨的部位，配重是為了改變電梯電機(jī)夫在 的特性以提高電梯安全性而設(shè)計(jì)的。下圖是電梯拖動(dòng)系統(tǒng)的示意圖，由圖2-1中可見電梯的轎廂及配重分系在鋼絲繩兩端，鋼絲繩跨桂在曳引輪上，曳引 輪經(jīng)減速機(jī)構(gòu)由電機(jī)拖動(dòng)，形成轎廂的上下移動(dòng)。圖

21、2-1電梯拖動(dòng)系統(tǒng)示意圖1-電動(dòng)機(jī)；2-減速機(jī)構(gòu)；3-曳引輪；4-鋼絲繩；5-轎廂；6-配重 井道指建筑物中用于安裝電梯并提供電梯運(yùn)行的通道，轎廂及配重都是在井道中 運(yùn)行的。井道在各樓層設(shè)有門廳及呼梯設(shè)備。門廳有門廳門，廳門頂部裝有層樓指示燈，用于指示電梯的運(yùn)行方向及電梯所在的位置。門廳里還設(shè)有呼梯盒，用于在每層站召喚電梯。呼梯盒常安裝在廳門外離地面 1m左右的墻壁上，基站與 頂站只有一個(gè)按鈕，中間層站有上呼和下呼兩個(gè)按鈕，按鈕 下帶有呼梯記憶燈?；镜暮籼莺猩线€設(shè)有鑰匙開關(guān)，供司機(jī)開關(guān)電梯。為了實(shí)現(xiàn)轎廂的正常運(yùn)行及準(zhǔn)確停車，井道中往往要安裝 許多定位裝置及安全設(shè)備。井道的底部和頂部還設(shè)有沖頂

22、和蹲底的緩沖設(shè)備：3 o轎廂中設(shè)有自動(dòng)門機(jī)，用來完成電梯的開門及關(guān)門任務(wù)。電梯門分廳門及轎門，當(dāng)電梯?？磕獙訒r(shí)，此層的廳門在 轎門的帶動(dòng)下開啟及關(guān)閉。電梯的操縱廂也安裝在轎廂內(nèi)，供司機(jī)及乘客對(duì)電梯發(fā)布 動(dòng)作命令。上面設(shè)有與電梯層站數(shù)相同的內(nèi)選按鈕（帶內(nèi)選指示記憶 燈），上下行啟動(dòng)按鈕（帶上下行指示記憶燈），開關(guān)門按鈕, 急停按鈕，風(fēng)扇、照明、層樓指示燈的控制開關(guān)，電梯運(yùn)行 狀態(tài)選擇鑰匙開關(guān)（選擇電梯時(shí)自動(dòng)運(yùn)行、 司機(jī)狀態(tài)下運(yùn)行,還是檢修狀態(tài)）等電梯的安全是電梯最重要的技術(shù)指標(biāo)。電梯的安全設(shè)備有：安全窗及其開關(guān)、安全鉗及其開關(guān)、限速器及其開關(guān)、限速開關(guān)等。安全窗位于轎廂的頂部，供應(yīng)急情況下疏散乘

23、客，當(dāng)安全 窗打開時(shí)，電梯不準(zhǔn)運(yùn)行。安全鉗是為了防止電梯曳引鋼絲繩斷裂及超速運(yùn)行的機(jī) 械裝置，用以在上述情況下將轎廂夾持在軌道上。限速器是檢測(cè)電梯運(yùn)行速度的裝置，當(dāng)電梯超速運(yùn)行時(shí)， 限速器動(dòng)作，帶動(dòng)安全鉗使電梯停止運(yùn)行。極限開關(guān)、強(qiáng)迫換速開關(guān)是電梯位置安全裝置，當(dāng)電梯運(yùn) 行至上下極限位置時(shí)仍不停車，上下限開關(guān)動(dòng)作，發(fā)生停車 信號(hào)，若仍不能停車，將壓下上下強(qiáng)迫停車開關(guān)，強(qiáng)制電梯 停止運(yùn)行，若還不能停車，將通過機(jī)械裝置帶動(dòng)極限開關(guān)切 斷曳引電機(jī)電源，以達(dá)到停車的目的，避免電梯由現(xiàn)沖頂與 蹲底事故。4.2電梯控制的組成 電梯控制主要由變頻調(diào)速主回路、 輸入輸由單元以及 PLC單元構(gòu)成，用來完成對(duì)電梯

24、曳引電 機(jī)及開關(guān)門機(jī)的起動(dòng)， 加減速，停止，運(yùn)行方向，樓層顯示, 層站召喚，轎箱內(nèi)操作，安全保護(hù)等指令信號(hào)進(jìn)行管理和控 制功能。圖4-2電梯控制系統(tǒng)原理圖變頻調(diào)速主回路由三相交流 輸入、變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)、曳引機(jī)和制動(dòng)單元構(gòu)成，其具有良好 的低速運(yùn)行特性，適合在電梯控制系統(tǒng)中應(yīng)用。三相電源 R、S、T經(jīng)接線端子進(jìn)入變頻器為其主回路和控制回路供電，輸由端 U、V、W接電動(dòng)機(jī)的快速繞組，外 接制動(dòng)單元減少了制動(dòng)時(shí)間，加快制動(dòng)過程。旋轉(zhuǎn)編碼器用來檢測(cè)電梯的運(yùn)行速度和運(yùn)行方向，變頻器 將實(shí)際速度與變頻器內(nèi)部的給定速度相比較，從而調(diào)節(jié)變頻 器的輸由頻率及電壓，使電梯的實(shí)際速度跟隨變頻器內(nèi)部的 給定速度，達(dá)到調(diào)

25、節(jié)電梯速度的目的。變頻器輸入信號(hào)為：上、下行方向指令，零速、爬行、低速、高速、檢修速度等 各種速度編碼指令，復(fù)位和使能信號(hào)。變頻器輸由信號(hào)為：變頻器準(zhǔn)備就緒信號(hào)，在變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，通知控制系統(tǒng)變頻器可以正常運(yùn)行；運(yùn)行中信號(hào)，通知 PLC變頻器正在 正常輸由；零速信號(hào)，當(dāng)電梯運(yùn)行速度為零時(shí)，此信號(hào)輸由 有效并通知 PLC完成抱閘、停車等動(dòng)作；故障信號(hào)，變頻 器由現(xiàn)故障時(shí)，此信號(hào)輸由有效并通知PLC作曲響應(yīng)，給變頻器斷電。輸入輸由單元為 PLC的I/O接口部分，主要由廳外呼 叫、轎箱內(nèi)選層、樓層及方向指示、開關(guān)門、井道內(nèi)的上下平層、上下強(qiáng)迫換速開關(guān)、門鎖、安全保護(hù)繼電器、檢修、 消防、泊梯、稱重

26、等單元構(gòu)成。輸入單元為：廳外呼叫單元，用來對(duì)各層站的廳外召喚信號(hào)進(jìn)行登記、記 憶和消除，而且兼有無司機(jī)狀態(tài)的本層廳外開門”功能，全集選方式的呼梯信號(hào)為 2N-2個(gè)（N為層站數(shù)），下集選方 式的呼梯信號(hào)為 N個(gè)；轎箱內(nèi)選層單元，負(fù)責(zé)對(duì)預(yù)選樓層 指令的登記、消除和指示，呼梯信號(hào)數(shù)為電梯停站層數(shù)N;開關(guān)門按鈕，輸入PLC控制轎門的開閉（廳門也同時(shí)動(dòng)作）； 上下平層裝置，用來保證電梯轎箱在各層?？繒r(shí)準(zhǔn)確平層， 通常設(shè)置在轎頂，電梯轎箱上行接近預(yù)選層站時(shí)，上平層感 應(yīng)器先進(jìn)入遮磁板，電梯仍繼續(xù)慢速運(yùn)行，當(dāng)下平層感應(yīng)器 再進(jìn)入遮磁板時(shí)，上行接觸器線圈失電，制動(dòng)器抱閘停車； 上下限強(qiáng)迫換速開關(guān)，用于保護(hù)電梯

27、的高速運(yùn)行安全，避免 電梯由現(xiàn)沖頂或蹲底事故，當(dāng)電梯到達(dá)上下端站時(shí)，裝在轎廂邊的上下限強(qiáng)迫換速開關(guān)打板，信號(hào)輸入PLC, PLC發(fā)由換速信號(hào)強(qiáng)迫電梯減速運(yùn)行到平層位置；門鎖裝置（或轎 門和廳門聯(lián)鎖保護(hù)裝置），轎門閉合和各廳門閉合上鎖是電 梯正常起動(dòng)運(yùn)行的前提； 安全回路，通常包括轎內(nèi)急停開關(guān)、 轎頂內(nèi)急停開關(guān)、安全鉗開關(guān)、限速器斷繩開關(guān)、限速器超 速開關(guān)、底坑急停開關(guān)、相序保護(hù)繼電器、上下限極限開關(guān) 等；檢修、消防和泊梯，檢修、消防和泊梯為電梯的三種運(yùn)行方式，檢修運(yùn)行為電梯檢修時(shí)的慢速運(yùn)行方式，消防運(yùn)行 有消防返回基站和消防員專用兩種運(yùn)行狀態(tài)，泊梯狀態(tài)，消 除內(nèi)選和外呼信號(hào)，自動(dòng)返回泊梯層、關(guān)

28、門并斷電；稱重單 元，用來檢測(cè)轎廂負(fù)荷，判斷電梯處于欠載、滿載或超載狀 態(tài)，然后輸由數(shù)字信號(hào)給 PLC,根據(jù)負(fù)載情況進(jìn)行起動(dòng)力矩 補(bǔ)償，使電梯運(yùn)行平穩(wěn)。輸由單元為：樓層及方向指示單元，包括電梯上下行方向指示燈、層樓指 示燈以及報(bào)站鐘等，目前的方向及層樓指示燈主要有七段碼 顯示方式和點(diǎn)陣顯示方式，本系統(tǒng)為七段碼顯示方式；開關(guān) 門單元，用于控制電梯的廳門和轎門的打開和關(guān)閉，在自動(dòng) 定向完成或電梯平穩(wěn)?？亢?，PLC給由相關(guān)指令，由變頻門機(jī)完成開關(guān)門動(dòng)作。PLC單元為電梯控制系統(tǒng)的核心部分，由 PLC提供變 頻器的運(yùn)行方向和速度指令，使變頻器根據(jù)電梯需要的速度 曲線調(diào)節(jié)運(yùn)行方向和速度。通過PLC的合理

29、編程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平層、自動(dòng)開關(guān)門、自 動(dòng)掌握停站時(shí)間、內(nèi)外呼信號(hào)的登記與消除、順向截梯及自 動(dòng)換向等集選控制功能。電梯完成一個(gè)呼叫響應(yīng)的步驟如下：電梯在檢測(cè)到門廳或轎箱的召喚信號(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。電梯開始起動(dòng)，通過變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)轎箱運(yùn)動(dòng)。轎箱運(yùn)動(dòng)速度由低速轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭俎D(zhuǎn)變?yōu)楦咚伲⒁愿咚龠\(yùn)行至目標(biāo)層。當(dāng)電梯檢測(cè)到目標(biāo)層減速點(diǎn)后，電梯進(jìn)入減速狀態(tài)，由高速變?yōu)榈退?，并?低速運(yùn)行至平層點(diǎn)停止。平層后，經(jīng)過一定延時(shí)開門，直至碰到開門到位行程開關(guān)；再經(jīng)過一定延時(shí) 后關(guān)門，直到安全觸板開關(guān)動(dòng)作。5.電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1電梯的運(yùn)行過程 電梯由安裝 在

30、各樓層廳門口的上升和下降呼叫按鈕進(jìn)行鳴叫操作。其操作內(nèi)容為電梯運(yùn)行方向，電梯轎廂內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕S1-S3,用以選擇需?？康臉菍?。L1為一層指示，L2為二層指示，L3為三層指示。SQ1-SQ3為到位行程開關(guān)。電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫，下降途中只響應(yīng)下降呼叫，任何反方向的呼叫均無效。例如電梯停在一層，在二層轎廂外呼叫時(shí)必須按二層上升呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫（從一層運(yùn)行到二層），按二層下降呼叫按鈕無效；反之，若電梯停在三層，在二層轎廂外 呼叫時(shí)必須按二層下降呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫（從三層 運(yùn)行到二層），按二層上升呼叫按鈕無效。5.2 PLC的選擇PLC容量的估算方法：、PLC容量包括兩個(gè)方面

31、：一是I/O的點(diǎn)數(shù)，二是用戶存儲(chǔ)器的容量1）1/0點(diǎn)數(shù)的估算根據(jù)被控對(duì)象的輸入信號(hào)和輸生信號(hào) 的總點(diǎn)數(shù)，并考慮到今后調(diào)整和擴(kuò)充，一般應(yīng)加上10%15%的備用量。2）用戶存儲(chǔ)器容量的估算用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與 許多因素（如I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等） 有關(guān)，存儲(chǔ)器容量的選擇一般有兩種方法：a）根據(jù)編程實(shí)際使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)計(jì)算。這種方法可精確地計(jì)算由存儲(chǔ)器實(shí)際使用容量，缺點(diǎn)是要 編完程序之后才能計(jì)算。b）估算法。用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按下面給由的公式進(jìn)行 估算。開關(guān)量輸入：所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)二輸入點(diǎn)數(shù) *10開關(guān)量輸由 所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)二輸由點(diǎn)數(shù)*8定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：所需存儲(chǔ)器字

32、數(shù)二定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量*2模擬量：所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)二模 擬量通道數(shù)*100通信接口 ：所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)=接口個(gè)數(shù)*300 根據(jù)存儲(chǔ)器的總字?jǐn)?shù)再加上一個(gè)備用量：8 o生產(chǎn)企業(yè)通常為其每個(gè)產(chǎn)品提供一條經(jīng)驗(yàn)法則公式，可 用于對(duì)存儲(chǔ)容量做近似的估計(jì)。這個(gè)公式是（輸入點(diǎn)數(shù)十輸由點(diǎn)數(shù)）*（ 20-10戶指令語句數(shù)。5.3 PLC規(guī)模的估算（1）輸入、輸由點(diǎn)的估算 根據(jù)電梯運(yùn) 行系統(tǒng)的調(diào)查，電梯控制系統(tǒng)的輸入有轎內(nèi)指令選層按鈕、上下行廳召喚指令按鈕、上下行防超越開關(guān)、上下行換速開 關(guān)、檢修時(shí)轎頂轎內(nèi)上下慢行按鈕、轎頂轎內(nèi)開關(guān)門按鈕、 門安全觸板開關(guān)、超載開關(guān)、應(yīng)急按鈕、直駛按鈕以及信號(hào) 輸入等。估計(jì)需要12個(gè)輸

33、入點(diǎn)，8個(gè)輸出點(diǎn)?？紤]在實(shí)際安裝、調(diào)試和應(yīng)用中，還可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些估算中未預(yù)見的因素，故可適當(dāng)增加輸生點(diǎn)的數(shù)目。(2)存儲(chǔ)容量的估算：用戶程序占用內(nèi)存的多少與多種因素有關(guān)：9o例如：輸入、輸由點(diǎn)的數(shù)量和類型，輸入、輸由量之間關(guān)系 的復(fù)雜程度，需要進(jìn)行運(yùn)算的次數(shù)，處理量的多少，程序結(jié) 構(gòu)的優(yōu)劣等，都與內(nèi)存容量有關(guān)。因此，在用戶程序編寫、調(diào)試好以前，很難估算由PLC所 應(yīng)配置的存儲(chǔ)容量。這里只對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單估算即可，也就是根據(jù)輸入、輸生的 點(diǎn)數(shù)及其類型、控制的繁簡(jiǎn)程度加以估算。估算方法采用生產(chǎn)企業(yè)為產(chǎn)品提供一條經(jīng)驗(yàn)法則公式即(輸入點(diǎn)數(shù)+輸由點(diǎn)數(shù))*(10-20 )二指令語句數(shù)。故本系統(tǒng)粗略估算為(12

34、+8) *10=200 o5.4 PLC輸入輸由模塊的選擇(1)數(shù)字I/O點(diǎn)數(shù)與模塊的確定：確定I/O點(diǎn)數(shù)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最重要的問題。一旦已確定使用更一類型的機(jī)型和詳細(xì)的控制要求，就可以基本確定系統(tǒng)所配的 PLC需要的I/O點(diǎn)數(shù)。應(yīng)該注意的是在確定I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，一定要考慮到系統(tǒng)的擴(kuò) 充與備用需要，一般應(yīng)留有10%20%的裕量。根據(jù)選取不同的 PLC,相應(yīng)的I/O模塊的I/O容量不盡相 同，需要依據(jù)需要確定I/O模塊的數(shù)量。(2)輸入模塊的確定：PLC的輸入模塊用來檢測(cè)來自現(xiàn)場(chǎng) (按鈕、行程開關(guān)、溫控開 關(guān)、壓力開關(guān)等)的高電平信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為 PLC內(nèi)部的 低電平信號(hào)。各類PLC所提供的輸入模

35、塊，具點(diǎn)數(shù)一般有8點(diǎn)、12點(diǎn)、16點(diǎn)、32點(diǎn)等不同規(guī)格，用戶可根據(jù)系統(tǒng)所需點(diǎn)數(shù)加以選 擇10。其工作電壓常用的有直流 12、24V,交流110、220V等， 其中以直流24V最為普遍。選擇輸入模塊主要考慮模塊的輸入電壓等級(jí)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)(按鈕、行程開關(guān))與PLC輸入模塊距離 的遠(yuǎn)近來選擇不同電壓規(guī)格的模塊。一般24V以下屬低電平，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)，如 12V 電壓模塊一般不超過 10m o距離較遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓模塊比較可靠。(3)輸由模塊的確定：輸由模塊的任務(wù)是將 PLC內(nèi)部低電平的控制信號(hào)，轉(zhuǎn)換為外 部所需電平的輸由信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。輸由模塊有三種輸由方式：繼電器輸由、雙向晶閘

36、管輸由、 達(dá)林頓晶體管輸由：11。這幾種輸生形式均有各自的特點(diǎn)，用戶可根據(jù)系統(tǒng)的要求 加以確定。(4)模擬量輸入/輸由單元的選擇模擬量輸入 /1由接口是用 來感知傳感器產(chǎn)生的信號(hào)，這些接口測(cè)量流量、溫度和壓力 的數(shù)量值，并用于控制電壓或電流輸由設(shè)備。典型接口量程為 -10+10V, 0+10V, 420mA 或10 50mA。下面以模擬三層電梯裝置的電梯控制系統(tǒng)為例說明該電 梯的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求。1、技術(shù)要求：該模擬電梯由模擬四層電梯裝置、變頻器及電梯控制系統(tǒng)等組成， 其中模擬電梯高3m,每層高0.5m。 由于電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)、行程信號(hào)進(jìn)行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機(jī)的

37、，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)的輸入信號(hào)，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)的控制電梯 的運(yùn)行。另外，基于電梯實(shí)用性對(duì)該電梯控制系統(tǒng)提由以下要求轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(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)以利平層。為便于觀察，對(duì)電梯的運(yùn)行方向以及電梯所在的樓層 進(jìn)行顯示，我們采用LED和發(fā)光管顯示，而對(duì)樓層和轎廂的 呼叫信號(hào)以指示燈顯示（開關(guān)上帶有指示燈）。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(duì)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)

38、。為了電梯的運(yùn)行安全，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置可靠的故障保護(hù)和 相應(yīng)的顯示。2、技術(shù)參數(shù)：外形尺寸：高*長(zhǎng)*寬=500*245*216 ; 凈重 量:160kg;載 重量：10kg; 調(diào)速器：型號(hào)：SJTB1 ; 輸入電 壓:380V ;輸入頻率：50Hz;額定電流：2.5A拖動(dòng)電機(jī)：型號(hào): JW524;電壓：380v控制方式：PLC控制方式I/O分配對(duì)照 表 表5-1輸入接點(diǎn)分配 名稱 符號(hào) 編號(hào)1三層內(nèi)選按鈕 X1 0000 2 二層內(nèi)選按鈕 X2 0001 3 一層內(nèi)選按鈕 X3 0002 4三層下呼按鈕 X4 0003 5二層下呼按鈕 X5 0004 6 一層 上呼按鈕 X6 0005 7二層上呼按

39、鈕 X7 0006 8 一層行程開 關(guān)X10 0007 9二層行程開關(guān) X11 0008 10三層行程開關(guān) X12 0009基于對(duì)以上技術(shù)參數(shù)及技術(shù)要求得考慮，該系統(tǒng)選用具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等基本功能的小型PLC電梯采用SJT B1調(diào)速器進(jìn)行半閉環(huán)調(diào)速控制， 根據(jù)以上對(duì) PLC容量、輸入/輸由模塊，以及輸入端和輸由端現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情 況，決定本系統(tǒng)采用三菱 FX系列PLC機(jī),I/O點(diǎn)為20,輸入 12點(diǎn)，輸由8點(diǎn)。表5-2輸由節(jié)點(diǎn)分配 名稱 符號(hào) 編號(hào)1三層指示燈 Y0 0010 2三層指示燈 Y1 0011 3三層指示燈 Y2 0012 4轎廂 下行指示 Y3 0013 5轎廂上行指示 Y

40、4 0014 6三層內(nèi)選指 示 Y5 0015 7三層內(nèi)選指示 Y6 0016 8三層內(nèi)選指示 Y7 0017 5.5畫由梯形圖 見附表5.6寫由指令語句表 LD M13 ANI M3 OR M14 OUT M6 AND X10 LD X2 OUT M0 LD M13 LD M13 OR M14 OR M14 AND M7 AND X11 ANB OUT M1 ANI M4 LD M13 OUT M7 OR M14 LD X1 AND X12 LD M13 OUT M2 OR M14 LD M0 AND M8 OR M3 ANB ANI M1 ANI M5 ANI M2 OUT M8 OUT M3 LD X6 LD M1 SET M9 OR M4 L