PLC實現(xiàn)四層電梯控制系統(tǒng)設計

1、一、總體設計方案1 PLC控制系統(tǒng)和其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較目前，電梯行業(yè)在我國迅速的發(fā)展，在一定程度上占有很大的市場。而在今天選擇控制電梯運動的設備已經(jīng)從傳統(tǒng)的繼電器接觸器轉(zhuǎn)變成可編程序控制器（PLC）。 個人計算機有很強的數(shù)據(jù)處理功能和圖形顯示功能，有豐富的軟件支持，但是它們是為辦公室自動化和家庭設計的，對環(huán)境要求很高，抗干擾能力不強，一般不適合在工業(yè)現(xiàn)場使用。單片機只是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O信號相連。要將它用于工業(yè)控制，還要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設計、制作和程序設計的工作量相當大，要求設計者具有很強的計算機領域的理論知識和實踐經(jīng)驗。繼電器控制系統(tǒng)故障率

2、高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚憂。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。 工業(yè)控制計算機（簡稱工控機）也是為工業(yè)控制設計的，目前比較流行的是PC總線工控機，它與個人計算機兼容。工控機采用總線式結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品的兼容性強。工控機一般是在通用微機的基礎上發(fā)展起來的，有實時操作系統(tǒng)的支持，因此在要求快速、實時性強、功能復雜的領域占有優(yōu)勢。工控機的價格較高，將它有與開關量控制以取代繼電器系統(tǒng)有些大材小用。工控機的外部I/O接線一般都用多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷電路板上引出，不如可編程序控制器的接線端子那樣方便可靠。

3、以上各種計算機用語控制的程序一般都是用匯編語言編寫的，不像可編程續(xù)控制器的梯形圖語言那樣易于被工廠的電氣人員掌握。可編程序控制器是專為工廠現(xiàn)場應用環(huán)境設計的，結(jié)構(gòu)上采取整體密封或插件組合型，對印刷電路板、電源、機架、插座的制造和安裝，均采用了嚴密的措施?？删幊绦蚩刂破饔捎诰哂星笆龅母鞣N優(yōu)點，在工業(yè)控制領域具有不可比擬的競爭力。當然在電梯的控制領域也具有重要的地位，把可編程序控制器用于電梯運動的核心部分是很合理的選擇，而且可編程序控制器現(xiàn)在在市場上也是一種成熟的產(chǎn)品?？傊?jīng)上述比較可得，我確定選用PLC控制電梯的運行。PLC是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計算機，實質(zhì)上屬于計算機控制方式。PLC

4、與普通微機一樣，以通用或?qū)Ｓ肅PU作為字處理器，實現(xiàn)通道(字)的運算和數(shù)據(jù)存儲，另外還有位處理器，進行點(位)運算與控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、維修、編程簡單、靈活性強等特點。PLC控制系統(tǒng)優(yōu)點如下：(1)在電梯控制中采用了PLC，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高。(2)去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。(3)PLC可實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。(4)PLC可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。(5)用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運行效率。(6)更改控制方案時不需改動硬件接線。2 電梯PLC控制系統(tǒng)

5、的構(gòu)建 （1）機房機房用來安裝曳引機、電控屏、限速器等。機房可以設置在井道頂部，也可設置在井由自部。當機房設于井道底部時，即為曳引機下置式曳引方式。這種方式結(jié)構(gòu)復雜，建筑物承重大，對井道尺寸要求大，只有在機房無法頂置時才使用。對于絕大多數(shù)電梯，橢均設于井道頂部。機房必須有足夠的面積，高度、承重能力及良好的通風條件。 （2)曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)主要由曳引機、曳引鋼絲繩、導向輪組成。曳引機由電動機聯(lián)軸器、制動器、減速器、機座、曳引輪等組成，它是電梯的動力源；曳引鋼絲繩的兩端分別連接轎廂和對重裝置（或者兩端固定在機座房上），依靠鋼絲繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力來驅(qū)動轎廂的升降；導向輪的作用是分開轎廂和對重

6、裝置的距離，采用復繞型時還可增加曳引能力。導向輪安裝在曳引機架上或重梁上。當鋼絲繩的繞繩比大于1時，在轎廂和對重架上應增設反繩輪。反繩輪的個數(shù)可以是1個、2個，甚至3個，這與曳引比有關。 （3)導向系統(tǒng)導向系統(tǒng)由導軌、導靴和導軌架等組成。它的作用是限制轎廂和對重只能沿著導軌作升降運動。導軌固定在導軌架上；導軌架是支承導軌的組件，與井道壁聯(lián)接；導靴裝在轎廂和對重架上，與導導軌配合，強制轎廂和對重的運動服從于導軌的直立方向。 （4)門系統(tǒng)門系統(tǒng)由轎廂門、層門、開門機、聯(lián)動機構(gòu)、門鎖等組成。轎廂門社在轎廂入口，由門扇、門導軌架、門靴和門刀等組成；層門社在層站入口，由門扇、門導軌架、門靴和門鎖裝置及開

7、鎖裝置組成；開門機社在轎廂上，是轎廂門和層門啟閉的動力源。 （5)轎廂轎廂是用以運送乘客和貨物的電梯組件。它由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是轎廂體的承重構(gòu)架。是由上橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成；轎廂體由轎廂底、轎廂壁、轎廂頂及照明、通風裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕等組成；轎廂體空間的大小由額定載重量和額定載客量決定。 （6)門廳每一層電梯門口裝的門，門上帶有機器鎖及電氣接點?？吞荻酁樽詣娱_關門，開關門由轎廂門上的開門刀帶動廳門上的橡皮勒轆來完成的，而轎廂門是由轎廂上的開關門裝置驅(qū)動的。 （7)井道井道由圍壁、頂板及底坑圍成一個在納電梯轎廂和對重的有限空間。為了出人，在每個層站開有入口。 （8

8、)圍壁圍壁的作用是將電梯與外界分隔開，當導軌架直接安裝在圍壁上時，它還應承受費切力。圍壁的結(jié)構(gòu)分為封閉式和空格式。 （9)頂板井道的頂部是機房，它是維修人員工作的地方。因此頂板必須是封閉型的，將井道與機房完全隔離。頂板還具有阻止機房即傳向井道的作用。對于快、高速電梯，為了取得良好的隔聲效果，常在井道頂部設隔音層，此時的井道頂成了雙層結(jié)構(gòu)。 （10)底坑井道的底坑深入地面，用于安裝緩沖器、限速器、鋼絲繩漲緊裝置等。由于深人了地面，因此要求防水，最好有排水設施。 （11)重量平衡系統(tǒng)該系統(tǒng)由對重和重量補償裝置組成。對重由對重架和對重塊組成，對重將平衡轎廂自重和部分的額定載重；重量補償裝置是補償高層

9、電梯中轎廂與對重側(cè)曳引鋼絲繩長度變化對電梯設計影響的裝置。 （12)電力拖動系統(tǒng)該系統(tǒng)由曳引機、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置和變頻器等組成。對電梯實行速度控制。曳引電動機是電梯的動力源，根據(jù)電梯的配置可用交流電動機或直流電動機；供電系統(tǒng)是為電動機提供電源的裝置；速度反饋裝置是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運行速度信號，一般采用測速發(fā)電機或速度脈沖發(fā)生器，與電動機相連；調(diào)速裝置對曳引電動機實行調(diào)速控制；變頻器可以通過改變頻率的大小來控制其運行速度的快慢。 （13)電器控制系統(tǒng)該系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層器等組成，它起著操縱和控制電梯運行的作用。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作箱或手

10、柄開關箱、層站召喚按鈕、轎頂和機房中的檢修或應急；位置顯示裝置是指轎內(nèi)和層站的指層燈；層站上一般能顯示電梯運行方向或轎廂所在的層站；控制屏安裝在機房中，由各類電氣控制元件（或板）組成，是電梯實行電氣控制的集中組件；選層器能起到指示和反饋轎廂位置、決定運行方向、發(fā)出加減速信號等作用。它可由機械式、繼電器式或電子式組成。 （14)安全保護系統(tǒng) 電梯上設有機械和電氣的各類保護系統(tǒng)，以保證電梯安全使用。機械方面的有限速器和安全鉗，起超速保護作用；緩沖器，起沖頂和撞底保護作用；切斷總電源的極限保護。3 電梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能(1)一臺電機控制上升和下降。(2)各層設上/下呼叫開關(最頂層與起始層只設一只

11、)。(3)電梯到位后具有手動或自動開門關門功能。(4)電梯內(nèi)設有層樓指令鍵，開關門按鍵，警鈴風扇及照明按鍵。(5)電梯內(nèi)外設有方向指示燈及電梯當前層號指示燈。(6)待客自動開門，當電梯在某層停梯待客時，按下層外召喚按鈕，應能自動開門迎客。(7)自動關門與提早關門。在一般情況下，電梯停站4-6秒應能自動關門；在延時時間內(nèi)，若按下關門按鈕，門將不經(jīng)延時提前實現(xiàn)關門動作。(8)按鈕開門。在開關過程中或門關閉后，電梯啟動前，按下操縱盤上開關按鈕，門將打開。(9)內(nèi)指令記憶。當轎廂內(nèi)操縱盤上有多個選層指令時，電梯應能按順序自動?？寇囬T，并能至調(diào)定時間，自動確定運行方向。(10)自動定向。當轎廂內(nèi)操縱盤上

12、，選層指令相對與電梯位置具有不同方向時，電梯應能按先入為主的原則，自動確定運行方向。(11)呼梯記憶與順向截停。電梯在運行中應能記憶層外的呼梯信號，對符合運行方向的召喚，應能自動逐一?？繎稹?12)自動換向。當電梯完成全部順向指令后，應能自動換向，應答相反方向的信號。(13)自動關門待客。當完成全部轎廂內(nèi)指令，又無層外呼梯信號時電梯應自動關門在調(diào)定時間內(nèi)自動關閉轎廂照明。4 電梯的安全保護裝置(1)電磁制動器，裝于曳引機軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。(2)強迫減速開關，其分別裝于井道的頂部和底部，當轎廂駛過端站換速未減速時，轎廂上的撞塊就觸動此開關，通過電器傳

13、動控制裝置，使電動機強迫減速。(3)限位開關，當轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關立即動作，切斷電源并制動，強迫停車。(4)行程極限保護開關，當限位開關不起作用，轎廂經(jīng)過端站時，此開關動作。(5)急停按鈕，裝于轎廂司機操縱盤上，發(fā)生異常情況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。(6)廳門開關，每個廳門都裝有門鎖開關。僅當廳門關上才允許電梯啟動;在運行中如出現(xiàn)廳門開關斷開，電梯立即停車。(7)關門安全開關，常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關門過程中如安全觸板碰到乘客時，發(fā)出信號，門電機停止關門，反向開門，延時重新開門，此外還有紅外線開關等。(8)超載開關，當超載時轎底下降

14、開關動作，電梯不能關門和運行。(9)其它的開關，安全窗開關，鋼帶輪的斷帶開關等。5 電梯控制系統(tǒng)原理圖電梯控制系統(tǒng)原理圖如圖2-2所示圖 2-2 電梯控制系統(tǒng)原理圖6 設計要求及選型可編程序控制器是由繼電器邏輯控制而來的，所以它在開關量處理、順序控制方面具有一定的優(yōu)勢，發(fā)展初期主要側(cè)重于開關量順序控制。隨著計算機技術的發(fā)展，可編程序控制器增加了數(shù)值運算、PID閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，并開始與個人計算機或小型計算機聯(lián)網(wǎng)，它本身也可以構(gòu)成網(wǎng)絡系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破鞯膽妙I域，在發(fā)達的工業(yè)國家，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應用在所有的工業(yè)部門，隨著可編程序控制器的性能價格比的不斷提高，過去許多使用專用計算機的場合也

15、可以使用可編程序控制器。比如用在開關量的控制，這是可編程序控制器最基本最廣泛的應用，它的輸入和輸出信號都是只有通、斷狀態(tài)的開關量信號，這種控制與繼電器控制最為接近，可以用價格較低，僅有開關量控制的功能的可編程序控制器作為繼電器控制系統(tǒng)的替代物。開關量邏輯控制可以用于單臺設備，也可以用于自動線生產(chǎn)線，如機床控制、沖壓、鑄造機械、運輸帶、包裝機械的控制，同樣也可以用于電梯的控制。通過上述的簡述，我希望在控制系統(tǒng)中能夠達到如下要求： （1）乘坐舒適感根據(jù)人們生活中的經(jīng)驗證明，在運動速度不變的情況下，速度值的大小對人們的器官基本上沒有什么影響，這只是指人們沿地面或空中的沿與地面平行的任意方向運動的情況

16、而言的。高速的升降運動就和上述運動有所不同。這是由于在升降運動中，人體周圍氣壓的迅速變化，對人們的器官產(chǎn)生影響。例如耳膜會感到壓力而嗡嗡響等等。只要采取一定措施，這些影響是可以消除的。所以目前電梯的運行速度雖已高達10m/s。仍能使乘客無大的不適感。 （2）電梯理想運行曲線根據(jù)大量的研究和實驗表明，人可接受的最大加速度為am1.5m/s2，加速度變化率m3m/s3,電梯的理想運行曲線按加速度可劃分為三角形、梯形和正弦波形，由于正弦波形加速度曲線實現(xiàn)較為困難，而三角形曲線最大加速度和在啟動及制動段的轉(zhuǎn)折點處的加速度變化率均大于梯形曲線，即 m跳變到-m或由-m跳變到 m的加速度變化率，故很少采用

17、，因梯形曲線容易實現(xiàn)并且有良好加速度變化率頻繁指標，故被廣泛采用。變頻器構(gòu)成的電梯系統(tǒng)，當變頻器接收到控制器發(fā)出的呼梯方向信號，變頻器依據(jù)設定的速度及加速度值，啟動電動機，達到最大速度后，勻速運行，在到達目的層的減速點時，控制器發(fā)出切斷高速度信號，變頻器以設定的減速度將最大速度減至爬行速度，在減速運行過程中，變頻器的能夠自動計算出減速點到平層點之間的距離，并計算出優(yōu)化曲線，從而能夠按優(yōu)化曲線運行，使低速爬行時間縮短至0.3s,在電梯的平層過程中變頻器通過調(diào)整平層速度或制動斜坡來調(diào)整平層精度。即當電梯停得太早時，變頻器增大低速度值或減少制動斜坡值，反之則減少低速度值或增大制動斜坡值，在電梯到距平

18、層位置410cm時，有平層開關自動斷開低速信號，系統(tǒng)按優(yōu)化曲線實現(xiàn)高精度的平層，從而達到平層的準確可靠。（其速度曲線如圖2-1所示）圖2-1 拋物線直線綜合速度曲線拋物線直線綜合速度曲線的加速時間的起始階段（ta/n）和最末段（ta/n）均為拋物線形速度曲線，而中間段（n-2）ta/n為直線形的速度曲線；n為起動時間系數(shù)。通過上述的分析可知，我所選擇的電梯載重量為1000kg,速度為1m/s,四層四站。電動機選用交流三相異步電動機，它具有結(jié)構(gòu)簡單、維護和操作簡便、價格便宜、堅固耐用、工作可靠等優(yōu)點；其缺點是調(diào)速性差、概率因數(shù)低。變頻器選用安川變頻器（616G5），它作為通用變頻器適合任何應用場

19、合,在低速下能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)啟動（1%額定轉(zhuǎn)速），并且極其精確地運行。它的自動調(diào)整功能可使世界各地生產(chǎn)的電動機達到高性能運行。具有如下優(yōu)點：低速大轉(zhuǎn)矩和全頻域平穩(wěn)加、減速；驅(qū)動普通電機能達到最佳的控制效果；操作簡單靈活；具有擴展功能，既可單機使用也可聯(lián)網(wǎng)使用；設計平均無故障時間：250000小時。二、 硬件系統(tǒng)設計1電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸 （1）額定載重量（kg）：制造和設計規(guī)定的電梯載重量。 （2）轎廂尺寸（mm）：寬×深×高。 （3）轎廂形式：有單或雙面開門及其它特殊要求等，以及對轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對電風扇、電話的要求等。 （4）轎門形式：有柵欄門、封閉

20、式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。 （5）開門寬度（mm）：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。 （6）開門方向：人在廳外面對廳門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱為中分門。 （7）曳引方式：常用的有半繞1：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。半繞2：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲運行速度的一半。全繞1：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。 （8）額定速度（m/s）：制造和設計所規(guī)定的電梯運行速度。 （9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動系統(tǒng)的形式等。如交流電機拖動或直流電機拖動，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。 （10）

21、停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點均稱為站。 （11）提升高度（mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。 （12）頂層高度（mm）:由頂層端站樓面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直距離。電梯的運行速度越快，頂層高度一般越高。 （13）底坑深度（mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運行速度越快，底坑一般越深。 （14）井道深度（mm）：由井道底面至機房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。 （15）井道尺寸（mm）：寬×深。為了加強對電梯產(chǎn)品的管理，提高電梯產(chǎn)品的使用效果，國家曾于1974年頒布了JBI435-74、JBI

22、816-74、JB/Z110-74等一批電梯產(chǎn)品的部標準。電梯的主要參數(shù)是電梯制造廠和設計和制造電梯的依據(jù)。用戶選用電梯時，必須根據(jù)電梯的安裝使用地點、載運對象等，按標準的規(guī)定，正確選擇電梯的類別和有關參數(shù)與尺寸，并根據(jù)這些參數(shù)與規(guī)格尺寸，設計和建造安裝電梯的建筑物。否則會影響電梯的使用效果。2 可編程控制器的選型2.1 PLC的概述可編程控制器，英文稱Programmable Logic Controller，簡稱PLC。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器制造技術，但基于電子計算機。它通過運行存儲在其內(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，變換成為要求輸出的信息，進而在

23、通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負載的控制。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)因而具有以下基本功能： 邏輯處理功能; 數(shù)據(jù)運算功能； 準確定數(shù)功能； 高速計算功能； 中斷處理功能； 程序與數(shù)據(jù)存儲功能； 自檢測，自診斷功能；可以說，凡是小型計算機能實現(xiàn)的功能，PLC也幾乎都可以做到。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)繼電控制電路所無法比擬的。豐富的功能為PLC的廣泛應用提供了可能，同時也為自動化行業(yè)的遠程化，信息化及智能化創(chuàng)造了條件。2.2 PLC的選型PLC的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提

24、下，力爭最佳的性價比。電梯PLC控制系統(tǒng)不再使用繼電器控制系統(tǒng)中模擬轎廂運動的機械選層器。電梯運行過程中，轎廂所處樓層位置如何檢測，PLC軟件如何根據(jù)給定輸入信號及運行條件判斷或計算樓層數(shù)，是電梯正常運行的首要問題，是正確定向和選層換速的必要前提。PLC是種算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。綜合所述PLC具有以下特點：(1)可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采

25、用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。(2) 配套齊全，功能完善，適用性強。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)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。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通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。(3)易學易用，深受工

26、程技術人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。(4)系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(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)場合。PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即在PLC運行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用

27、戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。(1)FX系列是新一代微型程序控制器具有以下特點：程序模塊化和標準化，使得編程更加快速和靈活，提供了最先進的軟件開發(fā)環(huán)境，指令系統(tǒng)為同等類型PLC中最豐富、功能最強大。每毫秒29K步處理速度確保完成高性能、高精度的控制；最大I/O控制 8192點?？梢詷?gòu)成多CPU系統(tǒng)，提供PC-CPU模塊。體積小，價格低廉，性能價格比最高。先進美觀的外部結(jié)構(gòu)。提供多種子系列

28、供用戶選用。靈活多變的系統(tǒng)配置。功能強、使用方便。(2)除此之外，F(xiàn)X還具有以下優(yōu)點：配置靈活，除主機單元外，還可擴展I/O模塊、A/D模塊、D/A模塊和其他特殊功能模塊。指令功能豐富，指令執(zhí)行速度快。可用于內(nèi)部輔助繼電器M，狀態(tài)繼電器S，定時器T，寄存器D，計數(shù)器C，其功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要，尤其是高速計數(shù)器（C251等）能接受脈沖編碼器脈沖。編程可用編程器，也可以在PC機上使用三菱公司的專用編程軟件包MELSE MEDOC 來進行。編程語言可以梯形圖或指令表?？捎肞C機對系統(tǒng)進行監(jiān)控，為調(diào)試和維護提供了極大的方便。根據(jù)以上特點以及要求可編程控制器必須具有高數(shù)計數(shù)器。又因為電梯是

29、雙向運行的，所以PLC還需具有可逆計數(shù)器。綜合考慮后，本設計選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的FX系列機。3 I/O地址的分配表3-1 I/0地址的分配輸入地址輸出地址一層限位行程開關（SQ1）X000電梯上行Y000二層限位行程開關（SQ2）X001電梯下行Y001三層限位行程開關（SQ3）X002電梯開門Y002四層限位行程開關（SQ4）X003電梯關門Y003開門完畢檢測開關（SQ5）X004超重報警Y004關門完畢檢察開關（SQ6）X005壓力傳感器Y005一層指令按鈕X006二層指令按鈕X007三層指令按鈕X010四層指令按鈕X011一層上行呼梯按鈕X012二層上行呼梯按鈕X013二層下行呼梯

30、按鈕X014三層上行呼梯按鈕X015三層下行呼梯按鈕X016四層下行呼梯按鈕X017限重傳感器X022壓力傳感器X023矯箱內(nèi)開門按妞X020矯箱內(nèi)關門按妞X0214七段數(shù)碼管顯示此數(shù)碼管顯示是由PLC控制，具體說是由行程開關控制，數(shù)碼管分為七段，每一段由一個中間繼電器控制，當行程開關被壓住，樓層就顯示幾樓。例如：電梯碰到一樓的行程開關，則一樓的中間繼電器帶電并且中間繼電器的輔助觸頭帶動Y006、Y007帶電從而使b、c段顯示，從而顯示1。（如圖3-1所示）圖3-1 七段數(shù)碼管顯示5 主回路原理圖根據(jù)本設計要求，本次設計的電氣控制系統(tǒng)主要回路原理圖如3-2圖所示。圖中M1,M2為曳引電機和門電

31、機，交流接觸器KM1-KM4通過控制兩臺電機的運行來控制轎廂和廳門，從而進行對電梯的控制。FR1,FR2為己過載保護作用的熱繼電器，用于電梯運行過載是斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護作用。圖3-2 主回路原理圖6 I/O接線圖圖3-3 I/O接線圖三、 系統(tǒng)軟件設計1 電梯開關運行回路(1)開關門控制開關門控制程序是按照雙開門有/無司機控制來設計的。主要完成電梯的手動開門、無司機狀態(tài)下的本層開門、電梯運行到達目的層站時的自動開門、手動關門、無司機狀態(tài)下的自動延時關門、基站外啟動時的開關門等功能。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）條件下，當轎廂所在層樓有上召喚且沒有

32、定下方向，或有下召喚而沒有定上方向時，電梯自動開門，電梯本層開門的條件也可簡化為：在停車狀態(tài)下，當轎廂所在層樓有廳外召喚時，電梯自動開門。開門控制及安全保護正常情況下，開門的條件有以下幾種：本層開門、停車狀態(tài)按轎內(nèi)開門按鈕、關門過程中有紅外線檢測信號（這種情況下將重新開門）、正常運行換速平層停車自動開門。開門到位后，若沒有碰到開門限位開關，或限位開關失靈，則由于開門繼電器吸合，門電機會發(fā)生堵轉(zhuǎn)，時間一長可能燒毀電機。為此，設計了門電機保護程序，當開門動作時間超過正常開門時間23S后，通過定時器計時自動斷開開門信號，停止開門。(2)關門控制關門的條件有以下幾種：停車狀態(tài)下按關門按鈕、無司機狀態(tài)下

33、自動關門、時間到、鎖梯時鑰匙開關斷開。停止關門或不關門的條件：關門到位碰到關門限位開關、有開門信號、開門繼電器吸合、超載開關動作。在關門梯形圖中也設置了關門安全保護，因為關門限位開關若不動作或失靈，同樣容易將電機燒毀。在開始關門后通過定時器計時，超過正常關門時間，自動停止關門，以保護電機。2 電梯的外召喚信號登記消除及顯示回路轎內(nèi)指令和廳外召喚登記的條件是按下要登記的按鈕，若此時電梯處在正常運行狀態(tài)，而且電梯又不在登記的層樓，則該登記即為有效。轎內(nèi)指令登記消號的條件是當電梯正常運行至登記樓層時，指令登記即被消號。廳外召喚消號的條件是當電梯正常運行至廳外召喚的樓層且電梯的運行方向與召喚按鈕的方向

34、一致時，廳外召喚即被消號。當在安全回路繼電器動作、轎內(nèi)電鎖斷開、檢修等狀態(tài)下指令信號不予登記，登記的信號即刻消號。(1)內(nèi)指令信號處理內(nèi)指令信號的處理包括信號的登記、顯示基本層（停車）消息。信號的登記采用自鎖原理，不論電梯上行或下行，當轎廂運行至有內(nèi)指令的樓層時，均要換速停車，并消除登記信號，不需反射信號。(2)外召喚信號的處理廳外召喚信號同樣需要進行登記，顯示本層停車信號，此外還具有反向進行保號功能。3 電梯上行(1)當電梯停于1樓（1F）或2F、3F時，4樓呼叫(X011、X017)，當電梯門關上再上行，上行到4樓碰到行程開關(X003)后停止并自動或手動開門。(2)電梯停于1F或2F，3

35、F呼叫(X010、X015)，當電梯門關上再上行，碰到3樓行程開關(X002)后停止并自動或手動開門。(3)電梯停于1F，2F呼叫(X007、X013)，當電梯門關上再上行，碰到2F(X001)行程開關后停止并自動或手動開門。(4)電梯停于1F，2F(X007、X013)，3F(X010、X015)同時呼叫，當電梯門關上再上行，碰到2F行程開關(X001)后停5秒，并自動或手動開門，當電梯門關上再上行，繼續(xù)上行到碰到3F行程開關(X002)后停止并自動或手動開門。(5)電梯停于1F，3F(X010、X015)、4F(X011、X017)同時呼叫，當電梯門關上再上行，電梯上行到3樓碰到行程開關(

36、X002)后，停5秒并自動或手動開門，當電梯門關上再上行，繼續(xù)上行到碰到4F行程開關(X003)后停止并自動或手動開門。(6)電梯停于1樓，2樓(X007、X013)、4(X011、X017)樓同時呼叫，當電梯門關上再上行，電梯上行到2樓碰到行程開關(X001)后停5秒并自動或手動開門，當電梯門關上再上行，繼續(xù)上行到4樓行程開關(X003)停止并自動或手動開門。(7)電梯停于1樓，2(X007、X013)、3(X010、X015)、4(X011、X017)樓同時呼叫，當電梯門關上再上行，電梯上行到2樓碰到行程開關(X001)后停5秒并自動或手動開門，當電梯門關上再上行，繼續(xù)上行到3樓碰到行程開關(X002)后停5秒并自動或手動開門，當電梯門關上再上行繼續(xù)上行到4樓碰到行程開關(X003)后停止并自動或手動開門。(8)電梯停于2樓，3(X010、X015)、4(X011、X017)樓同時呼叫，當電梯門關上再上行，電梯上行到3樓碰到行程開關(X002)后停5秒并自動或手動開門當電梯門關上再繼續(xù)上行到4樓碰到行程開關(X003)后停止