PLC四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、作者：Pan Hon glia ng僅供個(gè)人學(xué)習(xí)摘要電梯作為現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具， 與人們的生活緊密相關(guān)，隨著人們 對(duì)電梯運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求的不斷提高，電梯得到快速發(fā)展。其 拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控 制。電梯采用了 PLC控制，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化，可方便的增加或改變控制功能，也可以進(jìn)行 故障自動(dòng)檢測與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。而電動(dòng)機(jī)交流變頻器 調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量、 改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步 的一種主要手段。變頻器調(diào)速以其優(yōu)異的

2、調(diào)速性能和起制動(dòng)性能、高效率、高功 率因素和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而獲國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展 前途的調(diào)速方式。因此，PLC控制技術(shù)加變頻器調(diào)速技術(shù)已成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的 一個(gè)熱點(diǎn)。本設(shè)計(jì)考慮到載客電梯的實(shí)際操作功能，又兼顧載電梯控制中具有遞推功能， 所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)針對(duì)的是四層電梯。 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)，由變頻器實(shí)現(xiàn) 對(duì)電梯的拖動(dòng)調(diào)速，使PLC與調(diào)速拖動(dòng)裝置相結(jié)合，構(gòu)成PLC集選控制系統(tǒng)，實(shí) 現(xiàn)了電梯的各種控制功能，提高了電梯運(yùn)行的可靠性，降低了故障率。 關(guān)鍵字：可編程控制器PLC四層電梯；變頻器；電機(jī)；編程；控制引言4.1. 緒論4.1.1 本課題設(shè)計(jì)的背景 4.1.2本課題

3、設(shè)計(jì)的內(nèi)容5.1.3本課題設(shè)計(jì)的目的和意義.6.2系統(tǒng)控制方案的確定6.2.1 電梯的概述6.2.2采用PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)7.2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 7.2.4系統(tǒng)控制方案8.2.5 電梯控制系統(tǒng)的原理圖8.3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .9.3.1 可編程控制器(PLC)的選型9.3.1.1 PLC 概述9.3.1.2 PLC 的選型9.3.2 變頻器的選型.1.13.3 電機(jī)的選型1.13.4 PLC外部電路的設(shè)計(jì)1.13.5硬件接線圖錯(cuò)誤！未定義書簽。3.6 I/O分配表124 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)134.1 PLC梯形圖概述 1.34.2 SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件的操作方法 1 3

4、4.3 系統(tǒng)工作過程分析 .134.4 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) .14開關(guān)門控制及保護(hù)安全保護(hù)1.4電梯的內(nèi)指令外召喚信號(hào)的登記消除及顯示回路 154.4.3 呼梯鈴控制與故障報(bào)警 1.5電梯的消防運(yùn)行回路155.結(jié)論1.6致謝錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書簽。附圖1.7.引言伴隨著工廠自動(dòng)化程度的提高，PLC可編程控制器在工廠中的應(yīng)用也越來越 廣泛，而且?guī)缀跎婕暗焦S的各個(gè)方面，包括供電，生產(chǎn)，物料管理，運(yùn)輸?shù)鹊取?本文旨在通過實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取控制系統(tǒng)這樣一個(gè)典型的實(shí)例，來展現(xiàn)PLC在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用，同時(shí)利用這個(gè)典型的應(yīng)用只要稍加變化就可以擴(kuò)展為其他控制系 統(tǒng)。采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)電梯

5、的控制對(duì)于提高電梯運(yùn)行的穩(wěn)定性、 降低電梯 控制系統(tǒng)的成本以及縮短電梯系統(tǒng)的開發(fā)周期都具有實(shí)際意義。 通過本課題的研 究，可以在一定程度上推動(dòng)電梯相關(guān)行業(yè)的發(fā)展， 拓展PLC在自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用 領(lǐng)域，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論意義。1.緒論1.1本課題設(shè)計(jì)的背景1968年，美國最大的汽車制造商一一通用汽車公司為滿足市場需求，適應(yīng) 汽車生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，將汽車的生產(chǎn)方式由大批量、少品種轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨?量、多品種。為此要解決因汽車不斷改型而重新設(shè)計(jì)汽車裝配線上各種繼電器的 控制線路問題，要尋求一種比繼電器更可靠，響應(yīng)速度更快，功能更強(qiáng)大的通用 工業(yè)控制器。于是可編程控制器應(yīng)運(yùn)而生， 1969年，美國數(shù)

6、字設(shè)備公司研制出 世界上第一臺(tái)可編程控制器，從此，PLC開始活躍于控制領(lǐng)域。而且其影響也越 來越大，應(yīng)用也越來越廣泛。70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，使PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域， 真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝 置，故稱為可編程控制器，簡稱 PC （programmable controller ）.但由于PC容 易與個(gè)人計(jì)算機(jī)（programmable computer ）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用 PLC作 為可編程器的縮寫。1985年國際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義如下：可編程控制器是一種進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用

7、而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲(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)字或模擬式的 輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程。PLC是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具 有一定優(yōu)勢(shì)。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：（1）邏輯運(yùn)算（2）弱電控制強(qiáng)電。PLC是集自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制 裝置，已躍居工業(yè)自動(dòng)化三大支柱（PLC ROBOTCAD/CAM的首位?？删幊炭?制器，簡稱PLC它在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的的一中新型工 業(yè)控制設(shè)備。具有1.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)

8、2.設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作 量少4.功能強(qiáng)、通用性好5.開發(fā)周期短，成功率高6.體積小，重量輕、功耗 底等特點(diǎn)。具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等 優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的支柱產(chǎn)品。與繼電接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電接觸器控制系統(tǒng)??；價(jià)格上能與繼電一一接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序； 便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動(dòng)電磁閥、觸器與于之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向 中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。因此，進(jìn)行電梯的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)電梯行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大 PLC在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，

9、具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價(jià)值。1.2本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容本設(shè)計(jì)將在以下幾個(gè)方面對(duì)機(jī)械手的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證1電梯類型的選擇。綜合電梯的類別和各類的特點(diǎn)和要求，在本課題中主要 研究四層電梯上下行控制，開、關(guān)門控制、內(nèi)外呼叫控制。2電梯硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本課題設(shè)計(jì)的電梯要求運(yùn)行迅速準(zhǔn)確度高，在電梯的格層檢測系統(tǒng)中選用用在工業(yè)自動(dòng)控制上大量運(yùn)用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開關(guān)量信號(hào)輸入給 PLC來實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)電 梯的控制。由于本課題的具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中主要考慮了電梯的經(jīng) 濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定的需要。3. 電梯控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中選用了目前運(yùn)用最多的 P

10、LC編程語 言梯形圖，梯形圖的編程能直觀明了的設(shè)計(jì)出機(jī)械手控制的要求， 梯形圖的編寫 運(yùn)用SWOPC-FXGP/WIN編程軟件，此軟件支持全部的三菱 FX系列的PLC并且 具有強(qiáng)大的診斷功能，能更快的查找出故障的原因，從而大大縮短了維修時(shí)間。1.3 本課題設(shè)計(jì)的目的和意義隨著我國經(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)展電梯也已成為人類現(xiàn)代生活廣泛使用的人員運(yùn)輸工具。隨著人們對(duì)電梯運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動(dòng)技 術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC因?yàn)榉€(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成

11、本低廉、簡單易學(xué)、 功能強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣、最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng) 代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。電梯控制要求接入設(shè)備使用簡便，對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)組 態(tài)的編程簡單，具有人性化的人機(jī)界面，配備應(yīng)用程序庫，加快編程和調(diào)試速度。 通過PLC對(duì)程序設(shè)計(jì)，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感。因 此PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，非常有實(shí)際價(jià)值。2. 系統(tǒng)控制方案的確定2.1電梯的概述電梯是電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載 運(yùn)貨物的機(jī)械設(shè)備。隨著城市的發(fā)展，高層建筑的增多，電梯的應(yīng)用也越來越廣泛，分類也隨之 增多。如按照電梯的用途可分為以下幾類：

12、1、乘客電梯，為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的電梯，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的室內(nèi) 裝飾。2、載貨電梯，主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的電梯。3、觀光電梯，廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。4、車輛電梯，用作裝運(yùn)車輛的電梯。5、船舶電梯，船舶上使用的電梯。6建筑施工電梯，建筑施工與維修用的電梯。7、其它類型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫電梯、 防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。2.2 采用PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)1、控制方式上看：電器控制硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功 能很是困難；而pic軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。2、工作方式上看：電器控

13、制并行工作，而 pic串行工作，不受制約。3、控制速度上看：電器控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動(dòng)；而 pic通過半導(dǎo)體來控 制，速度很快，無觸點(diǎn)，顧而無抖動(dòng)一說。4、定時(shí)、記數(shù)看：電器控制定時(shí)精度不高，容易受環(huán)境溫度變化影響，且 無記數(shù)功能；pic時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬；有記數(shù)功能。5、可靠、維護(hù)看：電器控制觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧燒傷，接線也 多，可靠、維護(hù)性能差；pic無觸點(diǎn)，壽命長，且有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行 的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)方便。2.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟在電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中主要要考慮以下幾點(diǎn)：1. 深入了解和分析電梯的工藝條件和控制要求。2. 確定I/O設(shè)備

14、。根據(jù)機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸 入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用 的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。3. 根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類型。4. 分配I/O點(diǎn)，分配PLC的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸 出端子的接線圖。5. 設(shè)計(jì)電梯系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計(jì)出周密完整的梯形圖程序， 這是整個(gè)電梯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作。6. 將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。7. 電梯整體調(diào)試，在PLC軟硬件設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系 統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，調(diào)試種發(fā)現(xiàn)的問題要逐一排除，直至調(diào)試成功。

15、2.4系統(tǒng)控制方案有一四層辦公樓，要求裝配一個(gè)電梯。其電梯系統(tǒng)的控制要求如下：（1）開門控制：由于本設(shè)計(jì)不構(gòu)筑電梯模型，只涉及模擬控制，故將開關(guān)門控制省略。當(dāng)某 一樓層的指示燈持續(xù)亮?xí)r，表示該層正在進(jìn)行開門、延時(shí)、關(guān)門。為了實(shí)現(xiàn)電梯 的安全運(yùn)行，電梯的開、關(guān)門信號(hào)與故障報(bào)警信號(hào)應(yīng)該是互鎖的， 即當(dāng)故障報(bào)警 信號(hào)有效時(shí)，開、關(guān)門信號(hào)都不能實(shí)現(xiàn)，樓層指示燈不會(huì)亮。（2）內(nèi)外呼叫控制：在電梯內(nèi)各層呼叫控制中，設(shè)計(jì)成當(dāng)有乘客按下某層的呼叫按鍵時(shí)，使相應(yīng) 的指示燈亮，但不能立即啟動(dòng)電梯。其呼叫信號(hào)一直保持到電梯到達(dá)位層后且呼 叫信號(hào)與電梯運(yùn)行方向相同時(shí)才被撤消。（3）上下行控制：1 電梯在一、二、三、四

16、層樓分別設(shè)置一個(gè)呼叫按鈕。2 由于沒有真實(shí)的電梯來控制，所以假設(shè)電梯在收到呼叫信號(hào)后以5S/層的速度運(yùn)動(dòng)，用樓層燈的閃爍表示電梯在運(yùn)動(dòng)中。3.上、下行指示燈不能同時(shí)亮，一、二、三、四、樓指示燈不能同時(shí)亮， 在一個(gè)呼叫請(qǐng)求完成以前，不接收新的呼叫請(qǐng)求。當(dāng)故障報(bào)警信號(hào)有效時(shí)，任何 動(dòng)作都無效，指示燈滅。（4）在上下行的同時(shí)在電梯的運(yùn)行中由變頻器速度給定。（圖2 1為電梯速度運(yùn)行曲線）圖2 1速度運(yùn)行曲線2.5電梯控制系統(tǒng)的原理圖電梯控制系統(tǒng)的原理圖如圖2 2所示圖2-2電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1可編程控制器（PLC）的選型3.1.1 PLC 概述可編程控制器，英文稱 Program

17、mable Controller ，簡稱PLC本課題中用 PLC作為它的簡稱。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)， 但基于電子計(jì)算機(jī)。它通過運(yùn)行存儲(chǔ)在其內(nèi)存中的程序， 把經(jīng)輸入電路的物理過 程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再通過輸出電路的物理過程 去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的內(nèi) 存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本的功能： 邏輯處理功能； 數(shù)據(jù)運(yùn)算功能； 準(zhǔn)確定時(shí)功能； 高速計(jì)數(shù)功能；中斷處理（可以實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)外中斷）功能； 程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能； 聯(lián)網(wǎng)通信功能； 自檢測、自診斷功能。可以說，凡普通小

18、型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能，PLC幾乎也都可以做到。像PLC這樣。集豐富功能于一身，是別的電控器所沒有的，更是傳統(tǒng)的繼電 控制電路所無法比擬的。豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時(shí)，也為 自動(dòng)門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。3.1.2 PLC的選型在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，確定控制方案之后，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。 工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng) 詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng) 作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、 外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PL

19、C和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。1 輸入輸出（I/O ）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加 10%- 20%勺可擴(kuò)展。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根 據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。根據(jù)估算的方法故本課 題的I/O點(diǎn)數(shù)為輸入31點(diǎn)，輸出33點(diǎn)。2 存儲(chǔ)器容量的估算程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí) 能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來替代。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式， 大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的10

20、0倍，以此 數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)(16位為一個(gè)字)，另外再按此數(shù)的25%考慮余量。因此本課 題的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ)2000條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中 有足夠的空間。3 控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速 度等特性的選擇。根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。(1) 控制功能PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制 器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能， 提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。(2) 編程功能離線編程方式：PLC和編程器公用一個(gè)CPU

21、編程器在編程模式時(shí)，CPU只 為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模 式，CPU對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本， 但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。 這種方 式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC中常采用。(3) 診斷功能PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定 硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對(duì)PLC內(nèi)

22、部的性能和功 能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對(duì)PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功 能進(jìn)行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。4 機(jī)型的選擇目前，國內(nèi)眾多的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了多種系列功能各異的PLC產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無所適從。通過對(duì)輸入/輸出點(diǎn)的選擇、對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇、對(duì)I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇以及輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型的分許。我們決定使用我們學(xué)校已經(jīng)有的三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列的FX2N-64MF型號(hào)的可編程控制作為電梯的控制器。3.2變頻器的選型本實(shí)驗(yàn)電梯控制系統(tǒng)是模擬型的，所以我們?cè)O(shè)計(jì)的是用通過變頻器的外控制 端子實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的

23、正反轉(zhuǎn)及速度的變化。我們選用的是實(shí)驗(yàn)室已有的三菱E540變頻器。其實(shí)物圖如圖3- 1所示。圖3-1三菱E540變頻器的實(shí)物圖3.3 電機(jī)的選型電梯曳引電機(jī)特點(diǎn)電梯是典型的位能性負(fù)載，根據(jù)電梯的工作特性，電動(dòng)機(jī)應(yīng)有如下性質(zhì)：(1) 能頻繁地起動(dòng)和制動(dòng)，起動(dòng)電流較小(2) 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行噪聲低，電動(dòng)機(jī)散熱好此外，曳引電動(dòng)機(jī)具備兩個(gè)軸伸端：其一端為傳動(dòng)端與減速器耦合，另一 端為非傳動(dòng)端，通常裝有飛輪。用于增加運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。改散起動(dòng)過程乘 坐舒適感，并兼作盤車手輪?？紤]以上各種因素，本設(shè)計(jì)選用J250系列永磁無齒曳引機(jī)圖3-2。圖3-2 J250系列永磁無齒曳引機(jī)3.4 PLC外部電路的設(shè)計(jì)1.報(bào)警

24、系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過輸入模擬信號(hào)發(fā)出故障產(chǎn)生信號(hào)。當(dāng)按下故障報(bào)警信號(hào)產(chǎn)生鍵時(shí) ，故障報(bào)警 指示燈亮,發(fā)出報(bào)警聲，指示燈延時(shí)10S10S后，系統(tǒng)重置。報(bào)警指示燈是丫002, 現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)的線路如圖3-3所示。圖3-3報(bào)警系統(tǒng)接線圖2 定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電梯在各層之間運(yùn)行，總有指示燈顯示所在的位置，圖3-4為電梯定位系統(tǒng) 接線，例如，電梯處于一樓位置時(shí)，經(jīng)過傳感器的測定，給 PLC輸入信號(hào)，輸 出信號(hào)Y30 丫31、丫32、丫33連接譯碼電路，通過信號(hào)的輸出使發(fā)光二極管 b、c 點(diǎn)亮，顯示此時(shí)電梯停在一樓。圖 3-4為七段顯示器的結(jié)構(gòu)。圖3-5七段顯示器的結(jié)構(gòu)圖3-4七段顯示器的結(jié)構(gòu)3.5硬件接線圖系統(tǒng)的硬件連

25、接圖即PLC和系統(tǒng)中各個(gè)硬件的連線。具體的如圖3 5所示:圖3-5硬件接線圖3.6 I/O分配表輸入:序號(hào)輸入說明序號(hào)輸入說明1X0開門按鈕11X124樓按鈕2X1關(guān)門按鈕12X131樓下限位開關(guān)3X2慢上按鈕13X142樓上限位開關(guān)4X3慢下按鈕14X152樓下限位開關(guān)5X4自動(dòng)手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)15X163樓上限位開關(guān)6X5急停按鈕16X173樓下限位開關(guān)7X6警鈴按鈕17X204樓上限位開關(guān)8X71樓按鈕18X21門開到位9X102樓按鈕19X22門關(guān)到位10X113樓按鈕20X23進(jìn)出門感應(yīng)器輸出:序號(hào)輸出說明序號(hào)輸出說明1Y0開門10Y11下降指示燈2Y1關(guān)門11Y121樓指示燈3Y2上升

26、12Y132樓指示燈4Y3下降13Y143樓指示燈5Y4中速14Y154樓指示燈6Y5慢速15Y161樓按鈕燈7Y6報(bào)警鈴聲16Y172樓按鈕燈8Y7到層提示音17Y203樓按鈕燈9Y10上升指示燈18Y214樓按鈕燈4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 PLC梯形圖概述梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言。梯形圖 與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員 掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì) 稱為編程。根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件 的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是

27、按從左至右、 從上到下的 順序進(jìn)行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。 邏輯解算是根據(jù) 輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來進(jìn)行的。4.2 SWOPC-FXGP/WIN-C 編程軟件的操作方法本課題采用的編程軟件為SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件，具體的操作方 法如下：1 打開SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件，之后點(diǎn)擊，在下拉菜單欄里點(diǎn)擊 “新文件(N)”，再選擇，確定打開后就可以繪制梯形圖編本課題的程序。2 在打開文件之后就可以繪制梯形圖，根據(jù)所編的程序的，在頁面右面的 功能圖，女口 4-1所示：圖4-1 SWOPC-FXGP/WIN-C編

28、程軟件的功能圖在繪制梯形圖中選擇需要的輸入元件，完成對(duì)梯形圖的繪制。3完成樂對(duì)梯形圖的繪制后，在軟件的菜單欄中點(diǎn)擊，并在下拉菜單中的“寄存器(R).數(shù)據(jù)傳送”的子欄中選擇“寫出”，將程序編入三菱FX2N-64M4.3系統(tǒng)工作過程分析1 初始化2確認(rèn)本層于目標(biāo)層并是檢測否有廳外呼叫或廂內(nèi)呼叫，無則結(jié)束3若有呼叫分辨本層于目標(biāo)層是否一致。是則開門。4確認(rèn)電梯啟動(dòng)方向5電梯啟動(dòng)6電梯加速7.電梯高速運(yùn)行8 格層檢測9. 是否是目標(biāo)層。不是則電梯繼續(xù)咼速運(yùn)行10. 到目標(biāo)層，電梯減速11. 平層檢測12. 電梯制動(dòng)13. 開門14. 延時(shí)后再關(guān)門15. 是否停止運(yùn)行，不是則原地等待16. 確認(rèn)運(yùn)行結(jié)束

29、則停止運(yùn)行4.4控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)開關(guān)門控制及保護(hù)安全保護(hù)開關(guān)門控制程序是按照雙開門有/無司機(jī)控制來設(shè)計(jì)的。主要完成電梯的手動(dòng)開門、無司機(jī)狀態(tài)下的本層開門、電梯運(yùn)行到達(dá)目的層站時(shí)的自動(dòng)開門、手動(dòng)關(guān)門、無司機(jī)狀態(tài)下的自動(dòng)延時(shí)關(guān)門、基站外啟動(dòng)時(shí)的開關(guān)門等功能。1、本層開門本層開門是指電梯在停車狀態(tài)和非檢修（有/無司機(jī)）條件下，當(dāng)轎廂所在層樓有上召喚且沒有定下方向， 或有下召喚而沒有定上方向時(shí)，電梯自動(dòng)開門，電梯本層開門的條件也可簡化為：在停車狀態(tài)下，當(dāng)轎廂所在層樓有廳外召喚時(shí)，電梯自動(dòng)開門2開門控制及安全保護(hù)開門到位后，若沒有碰到開門限位開關(guān)，或限位開關(guān)失靈，則由于開門繼電器吸合，門電機(jī)會(huì)發(fā)生堵轉(zhuǎn)，

30、時(shí)間一長電機(jī)可能燒毀。為此，設(shè)計(jì)了門電機(jī)保護(hù)程序，當(dāng)開門動(dòng)作時(shí)間超過正常開門時(shí)間 23S后，通過定時(shí)器計(jì)時(shí)自動(dòng)斷開開門信號(hào)，停止開門。如果沒有外界 開門信號(hào)，即X3和M70為OFF，其閉點(diǎn)為ON，則定時(shí)器T0開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到， 如限位開關(guān)仍未動(dòng)作，則通過 T0閉點(diǎn)斷開Y2，停止開門，并由T0開點(diǎn)使定時(shí)器自鎖，Y2 維持OFF。當(dāng)有開門信號(hào)時(shí)，X3或M70為ON，其閉點(diǎn)OFF，定時(shí)器復(fù)位，T0閉點(diǎn)為ON， 可再次進(jìn)行開門控制。3關(guān)門控制關(guān)門的條件有以下幾種： 停車狀態(tài)下按關(guān)門按鈕、無司機(jī)狀態(tài)下自動(dòng)關(guān)門、時(shí)間到、鎖 梯時(shí)鑰匙開關(guān)斷開。停止關(guān)門或不關(guān)門的條件：關(guān)門到位碰到關(guān)門限位開關(guān)、有開門信

31、號(hào)、 開門繼電器吸合、超載開關(guān)動(dòng)作。在關(guān)門梯形圖中也設(shè)置了關(guān)門安全保護(hù)，因?yàn)殛P(guān)門限位開關(guān)若不動(dòng)作或靈， 同樣容易將電機(jī)燒毀。與開門過程保護(hù)一樣，可在開始關(guān)門后通過定器計(jì)時(shí)，超過正常關(guān)門時(shí)間，自動(dòng)停止關(guān)門，以保護(hù)電機(jī)。電梯的內(nèi)指令外召喚信號(hào)的登記消除及顯示回路1）內(nèi)指令信號(hào)處理內(nèi)指令信號(hào)的處理包括信號(hào)的登記、 顯示基本層（停車） 消息。信號(hào)的登記采用自鎖原 理，不論電梯上行或下行，當(dāng)轎廂運(yùn)行至有內(nèi)指令的梯層時(shí)，均要換速停車，并消除登記信號(hào)，不需反射信號(hào)。2）外召喚信號(hào)處理廳外召喚信號(hào)同樣需要進(jìn)行登記，顯示本層停車信號(hào)，此外還具有反向運(yùn)行保號(hào)功能。呼梯鈴控制與故障報(bào)警在司機(jī)運(yùn)行方式下 X4為ON，

32、當(dāng)有廳外召喚時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音向司機(jī)提示有呼梯信 號(hào)。當(dāng)某層站有上召喚或下召喚信號(hào)時(shí)，均使Y7為ON，由站點(diǎn)輸出接通呼梯鈴。當(dāng)PLC備用電池電壓過低時(shí)，特殊功能繼電器 M8005為ON，利用M8011使蜂鳴器發(fā)出周期為 0.01S 的報(bào)警聲；按下警鈴時(shí)利用 M8012產(chǎn)生周期為0.1S的報(bào)警聲；超載時(shí)，利用PLC的特殊功 能繼電器M8013，使蜂鳴器發(fā)生周期為 1S的報(bào)警聲。圖4-2呼梯鈴控制與故障報(bào)警圖4-2呼梯鈴控制與故障報(bào)警電梯的消防運(yùn)行回路電梯的消防運(yùn)行包括兩種狀態(tài)：消防返基站和消防員專用。1）消防自動(dòng)返回下基站當(dāng)接通消防開關(guān) X20為ON，并由其產(chǎn)生一個(gè)上升微分信號(hào)M80，該信號(hào)用于

33、將所有內(nèi)選外呼消號(hào)。當(dāng)電梯正在上行時(shí)，Y0為ON,由M67立即發(fā)出消防強(qiáng)迫換速信號(hào)，就近平層，在停車后自動(dòng)使內(nèi)選一層信號(hào)M10為ON ;如電梯處于停車狀態(tài)或正在下行，自動(dòng)消號(hào)后，電梯也將自動(dòng)內(nèi)選一層返回基站。2）消防員專用電梯自動(dòng)返回下基站停車后，M0為ON，并使開門信號(hào) Y2為ON，則消防員專用信號(hào)M85接通，并自保。同時(shí)切斷消防上行強(qiáng)迫換速Y4和自動(dòng)內(nèi)選一層 M10程序，在消防員專用狀態(tài)下，恢復(fù)內(nèi)選功能。由消防員內(nèi)選關(guān)門后，電梯只按內(nèi)選指令正常運(yùn)行換速平層停車，且在每次運(yùn)行停止，由M83發(fā)出下降沿微分信號(hào)，用于每次運(yùn)行停車后消除所有登記信號(hào)。如需再次運(yùn)行，必須再次選擇內(nèi)指令信號(hào)。5.結(jié)論本

34、系統(tǒng)主要以PLC為核心，利用PLC的強(qiáng)大的控制功能，實(shí)現(xiàn)了利用可編程 控制器控制電梯的功能，具有接線簡單、編程直觀、擴(kuò)展容易等特點(diǎn)。當(dāng)電梯的 功能增加時(shí)，硬件接線上只需增加行程開關(guān)輸入信號(hào)。原來的接線不需改變，軟件上只需增加相應(yīng)程序以及輸出的功能，要改動(dòng)的地方也較少。調(diào)試結(jié)果表明， 在適應(yīng)性、精確性和可靠性方面，到達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，表明該設(shè)計(jì)方案是可行 的。通過本設(shè)計(jì)，我學(xué)習(xí)到了很多東西，在工作的細(xì)心上也得到了提高。并且， 更了解了有關(guān)可編程控制器的功能。我選擇這個(gè)設(shè)計(jì)，也是為了彌補(bǔ)以前學(xué)習(xí)上的不足。這次設(shè)計(jì)，使我了解到老師的用心良苦，并且從老師那學(xué)到了很多寶貴 的東西。致謝在做論文的過程中老

35、師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和一絲不茍的工作精神給了我深刻 的啟發(fā)，也給了我很大的觸動(dòng)。另外，老師經(jīng)常給我講解不懂的地方，教我怎么 入手，使我能盡快的完成論文。還要感謝系里其它的老師的指導(dǎo)，給了我很大的幫助。在此，對(duì)老師在工作和生活中給予的指導(dǎo)和關(guān)心致以最真誠的謝意。同時(shí)在這里還要感謝自動(dòng)化系給予我們的關(guān)心和幫助，感謝機(jī)房老師給予我們上機(jī)實(shí)驗(yàn)方便。感謝系里其它的一些同學(xué)在設(shè)計(jì)中提供大量的支持和幫助。我們即將畢業(yè)，在此，再一次向三年中在學(xué)習(xí)和生活中給予過我?guī)椭睦蠋?和同學(xué)致謝。參考文獻(xiàn)1 陳立定、吳玉香、蘇開才電氣控制與可編程控制器M.廣州：華南理工大 學(xué)出版社.20012 劉載文、李毫升、鐘亞林.電梯控

36、制技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社.19963 秦健.可編程控制器和變頻器載改造在用電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用M.應(yīng)用技術(shù)出版社.20064 唐勇奇.電梯變頻器調(diào)速PLC控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)M.電機(jī)電器技術(shù)出 版社.20005 王平、崔納新.PLC在電梯控制中的應(yīng)用J.微計(jì)算機(jī)信息.1999.(2)6 孫忠獻(xiàn).電機(jī)技術(shù)與應(yīng)用M.福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社.2004.37 李景學(xué)、金廣業(yè).可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法M.北京：電子工業(yè)出版社.19958 徐惠鋼、郭文華.基于PLC的電梯高精度位置控制的實(shí)現(xiàn)J.微計(jì)算機(jī) 信息.2007,23(5):61-639 金晴川.電梯與自動(dòng)扶梯的技術(shù)詞典M.第一版，上海：上海交通大學(xué) 出版社.200510 王玉申.通用變頻器的選擇與使用M.中華紙業(yè)出版社.2001附圖版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文