PLC五層電梯畢業(yè)設(shè)計金子杰

1、江蘇城市職業(yè)學(xué)院五年制（高職）畢 業(yè)設(shè)計（論 文）任 務(wù) 書 題 目用PLC控制的五層樓梯控制系統(tǒng)的設(shè)計 _學(xué) 校： 江蘇城市職業(yè)學(xué)院昆山辦學(xué)點 專業(yè)班級： 11數(shù)控（五） 學(xué)生姓名： 金子杰 學(xué) 號： 11022030124 指導(dǎo)教師姓名： 何修富 指導(dǎo)教師職稱： 講師 二一 六 年 四 月 二十 日摘要20世紀(jì)60年代末，為了克服傳統(tǒng)繼電器的種種應(yīng)用上的缺點，人們研制出了一種先進(jìn)的可編程序控制器PLC（Programmable logic Controller），由于PLC具有優(yōu)良的技術(shù)性能，因此它一問世就很快得到了推廣應(yīng)用。隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)得到

2、廣泛的應(yīng)用愈加明顯。PLC是一種基于數(shù)字計算機(jī)技術(shù)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的電子控制裝置，它采用可編程程序的存儲器，用來存儲用戶指令，通過數(shù)字或模擬的輸入/輸出，完成一系列邏輯、順序、定時、記數(shù)、運(yùn)算等確定的功能，來控制各種類型的機(jī)電一體化設(shè)備和生產(chǎn)過程。具體來講PLC主要具有以下的特點：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；（2）編程方法簡單、直觀；（3）體積小、耗能低、重量輕；（4）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)；（5）系統(tǒng)的設(shè)計/安裝、調(diào)試工作量少；（6）維修工作量小、維護(hù)方便；（7）接口模塊功能強(qiáng)、品種多。PLC在電梯控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算

3、，計數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯控制過程中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，很好的實現(xiàn)了對電梯的控制。本論文是以三菱廣泛應(yīng)用的整體中型機(jī)FX2N-128為背景機(jī)，詳細(xì)介紹其系統(tǒng)配置，兼顧介紹，指令系統(tǒng)，編程方法和控制系統(tǒng)設(shè)計方法，同時也介紹了模塊式PLC的一些智能單元。本人畢業(yè)設(shè)計的電梯包括電梯自動運(yùn)行、消防運(yùn)行、PLC綜合控制三個系統(tǒng)。論文對PLC的結(jié)構(gòu)、特點、性能以及與現(xiàn)場控制對象的連線進(jìn)行了具體的研究，并通過PLC實現(xiàn)了電梯的自動控制以及消防運(yùn)行。通過此次畢業(yè)設(shè)計,提高了我們運(yùn)用理論知識，分析、處理和解決實際問題的綜合能力。關(guān)鍵詞：PLC 五層電梯 控制系統(tǒng)目錄第一章 電梯

4、的結(jié)構(gòu)及工作原理. 41.1電梯的結(jié)構(gòu). 41.1.1曳引系統(tǒng). 41.1.2導(dǎo)向系統(tǒng). 41.1.3轎廂.41.1.4門系統(tǒng).41.1.5重量平衡系統(tǒng).41.1.6電力拖動系統(tǒng).41.17電氣控制系統(tǒng).41.1.8安全保護(hù)系統(tǒng).51.2電梯的工作原理.5第二章 電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計. 52.1 電梯控制的要求. 52.1.1 電梯轎箱的控制要求. 52.1.2 電梯門的控制要求. 52.2 電梯模型結(jié)構(gòu). 52.2.1 電梯層門. 52.2.2 電梯轎廂內(nèi)控制屏. 52.3 主電路的設(shè)計. 62.3.1 拖動電機(jī)電路的設(shè)計. 72.3.2 門電機(jī)電路的設(shè)計. 7第三章 電梯PLC控制系統(tǒng)的

5、設(shè)計. 93.1 PLC單臺電梯控制系統(tǒng)的工作流程. 93.2 PLC I/O地址分配. 103.2.1 輸入信號的確定. 103.2.2 輸出信號的確定. 113.2.3 內(nèi)部輔助繼電器的確定. 123.3 PLC I/O硬件連接圖. 12第四章 PLC單臺電梯控制系統(tǒng)基本功能梯形圖分析. 144.1 外呼信號的登記與消除. 144.2 開門控制. 174.3 關(guān)門控制. 194.4 樓層信號的顯示. 204.5 電梯箱內(nèi)選擇停層與顯示. 234.6 電梯的定向環(huán)節(jié). 254.6.1電梯定向（上行）環(huán)節(jié). 254.6.2電梯定向（下行）環(huán)節(jié). 274.7 電梯的起步、穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)節(jié). 284.

6、8 電梯的制動環(huán)節(jié). 30結(jié) 論. 37致 謝. 38參考文獻(xiàn). 39第一章 電梯的結(jié)構(gòu)1.1電梯的結(jié)構(gòu)1.1.1 曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。1.1.2 導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。1.1.3 轎廂轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。1.1.4 門系統(tǒng)門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機(jī)，門鎖裝置組成。1.1.5 重量平衡系統(tǒng)系統(tǒng)的主要功

7、能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。1.1.6 電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實行電梯速度控制。電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機(jī)調(diào)速裝置等組成。1.1.7 電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運(yùn)行實行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜)，平層裝置，選層器等組成。1.1.8 安全保護(hù)系統(tǒng)保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。由限速器，安全鉗，緩沖器，端站保護(hù)裝置組成。1.2電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，

8、纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動機(jī)通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運(yùn)動，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機(jī)工作時松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動中的張力和重量變化，使曳引電動機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確停靠。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運(yùn)動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼

9、叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運(yùn)動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全。第二章 電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計2.1 電梯控制的要求2.1.1 電梯轎箱的控制要求：(1)選向：根據(jù)電梯各層內(nèi)選外呼信號的先后和停止時轎箱所在的樓曾位置決定電梯的運(yùn)行方向。(2)選層換速：指電梯能夠根據(jù)轎內(nèi)所選層而決定運(yùn)行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原則。并且在每次平層的時候都能夠換速。(3)樓層位置的指示：選用七段LED數(shù)碼管顯示的方法。2.1.2 電梯門的控制要求：要求當(dāng)電梯平層的時候，電梯門自動打開，經(jīng)過10秒鐘后電梯門自動關(guān)上。如果遇到有人在門中間的情況，電梯會因為機(jī)械安全觸板開關(guān)的作用而自動開門，也可以手

10、動控制開門和關(guān)門。2.2 電梯模型結(jié)構(gòu)2.2.1電梯層門電梯層門是為了確保乘客安全，而在各層樓的?？空荆ㄏ蚓赖娜肟谔?，設(shè)置供司機(jī)、乘用人員和貨物等出入的門。圖1為電梯層門示意圖。電梯層門旁裝有消防按鈕、上行召喚按鈕和下行召喚按鈕（最底層只有上行召喚按鈕、最高層只有下行召喚按鈕）,并有召喚登記指示燈。層門上方裝有LED數(shù)碼管，用以顯示轎廂所在層樓位置，另外還有轎廂上行和下行指示燈。紅色圓圈是消防按鈕，向下按導(dǎo)致X10接通。按下該按鈕的同時向左轉(zhuǎn)是消防關(guān)門開關(guān)，X14觸點閉合，電梯門關(guān)閉；向右轉(zhuǎn)是消防開門開關(guān)，X11觸點閉合，電梯門打開。呼梯按鈕按下時，相應(yīng)的按鈕變成青綠色，表示該呼梯按鈕已按

11、下。電梯樓層顯示采用7段LED數(shù)碼管顯示，圖中顯示電梯目前處于三樓的位置。電梯運(yùn)行方向用紅色箭頭表示，圖中箭頭向上表示電梯正處于上行狀態(tài)中。圖1 電梯層門示意圖2.2.2 電梯轎廂內(nèi)控制屏54321圖2 轎廂內(nèi)控制屏示意圖轎廂內(nèi)控制屏示意圖如圖2所示。其中包括上行、下行顯示及LED層樓位置的顯示。另外還有1樓5樓的指令按鈕及登記顯示按鈕。此外，還有手動開門和關(guān)門按鈕，以滿足乘客的需求。2.3 主電路的設(shè)計2.3.1 拖動電機(jī)電路的設(shè)計本設(shè)計采用三相異步電機(jī)作為電梯的牽引電機(jī)，并且電機(jī)采用星-三角起動方式。M3L1L2L3FUKM3KM4FRKM6KM5U1V1W1U2V2W2+ KM7RZDC

12、圖3電梯拖動電機(jī)電路異步電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)過渡到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程稱為異步電機(jī)的啟動過程。如果在額定電壓下直接起動，由于最初起動瞬間主磁通約減小到額定值的1/2，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)又很低，造成了起動時堵轉(zhuǎn)電流相當(dāng)大而堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩并不大（不像直流電機(jī)那樣，起動轉(zhuǎn)矩與起動電流成正比）的結(jié)果，所以要采用星-三角降壓起動方法。起動時，電機(jī)定子繞組接成星形聯(lián)結(jié)，起動后改接成三角形聯(lián)結(jié)，如圖3所示。起動時，接觸器KM3、KM5觸點閉合，電機(jī)定子繞組接成星形聯(lián)結(jié)，待轉(zhuǎn)速升高到一定程度后，接觸器KM5觸點斷開，接觸器KM6觸點閉合，定子繞組改成三角形聯(lián)結(jié)，電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。制動時采用能耗制動，接觸器KM3觸點斷開、KM7閉

13、合，電機(jī)在斷開交流電源的同時，在定子兩相上通入直流電流，直流電流通過定子繞組，便在電機(jī)內(nèi)建立一個位置固定、大小不變的恒定磁場。電機(jī)轉(zhuǎn)子由于慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割恒定磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，該電流和恒定磁場相互作用產(chǎn)生相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子實際旋轉(zhuǎn)方向相反，起到了制動的作用。在制動過程中，電機(jī)的轉(zhuǎn)速不斷下降，電機(jī)不斷吸收系統(tǒng)存儲的機(jī)械能，并把它轉(zhuǎn)換成電能消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻上。M3L1L2L3FUKM1KM2FR圖4 電梯門拖動電機(jī)2.3.2 門電機(jī)電路的設(shè)計門電機(jī)的驅(qū)動也采用三相異步電機(jī)，而起動時采用直接起動的方式，因為門電機(jī)的功率不大，直接起動對電源的影響不大，門電機(jī)

14、電路如圖4所示。接觸器KM1閉合，門電機(jī)正轉(zhuǎn)，電梯門打開。接觸器KM2閉合，門電機(jī)反轉(zhuǎn)，電梯門關(guān)閉。第三章 電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計3.1 PLC單臺電梯控制系統(tǒng)的工作流程圖5為PLC單臺電梯控制系統(tǒng)工作流程圖，從圖中可知控制一臺電梯正常工作，主要需要如下信號：控制信號、層樓信號、指令信號、召喚信號和消防信號。來自轎廂控制面板來自井道行程開關(guān)來自轎廂控制面板來自層面控制按鈕來自層面火警開關(guān)控制信號層樓信號指令信號召喚信號層樓定位指令登記召喚登記顯示顯示顯示自動定向運(yùn)行控制（開/關(guān)門、上/下行、停站）運(yùn)行顯示電動機(jī)驅(qū)動控制消防控制置位置位清除清除圖5 PLC單臺電梯控制系統(tǒng)工作流程圖這些信號分別

15、來自轎廂控制面板、井道行程開關(guān)、層面控制銨鈕和層面火警開關(guān)。來自井道行程開關(guān)的層樓信號進(jìn)行層樓定位并參與自動定向，同時顯示所在層樓位置。來自轎廂控制面板的指令信號和來自層面控制按鈕的召喚信號分別進(jìn)行指令登記和召喚登記，同時進(jìn)行信號登記顯示。這兩種信號也參與自動定向，和層樓信號一同對電梯進(jìn)行運(yùn)行控制，包括開關(guān)門、上下行和停站。當(dāng)來自層面的火警開關(guān)發(fā)出消防控制信號時，立即消除指令登記和召喚登記，直接控制電梯下行至底樓并開門。運(yùn)行控制電梯的同時進(jìn)行運(yùn)行顯示和驅(qū)動電動機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，即電梯上行或下行。3.2 PLC I/O地址分配根據(jù)電梯操作的工藝過程及對控制系統(tǒng)的要求，首先歸納本系統(tǒng)中所有輸入信號和輸

16、出信號；然后根據(jù)PLC的輸入點和輸出點進(jìn)行I/O地址分配，使每個輸入信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸入繼電器，每個輸出信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸出繼電器。3.2.1 輸入信號的確定先考察電梯轎廂內(nèi)的操作。操作面板上應(yīng)有各層的選層指令按鈕，5層共有5個。還有手動開門和關(guān)門按鈕，2個。各樓層乘客召喚時，除底層和頂層只有一個召喚按鈕，其它各層均設(shè)上下兩個召喚按鈕，5層共需8個輸入按鈕。5層電梯需5個行程開關(guān)來控制是否到了某一層，因此需5點輸入。一層到四層中間的減速觸發(fā)觸點，4個。消防按鈕1個，消防開門按鈕1個，關(guān)門1個。機(jī)械觸板觸點1個，門閉合觸點1個，開門極限1個，關(guān)門1個，總共31個輸入點，如表1所示。表1

17、輸入信號地址名稱：輸入點：名稱：輸入點：一層上行召喚按鈕X00一樓樓層信號觸點X20二層上行召喚按鈕X01二樓樓層信號觸點X21二層下行召喚按鈕X02三樓樓層信號觸點X22三層上行召喚按鈕X03四樓樓層信號觸點X23三層下行召喚按鈕X04五樓樓層信號觸點X24四層上行召喚按鈕X05轎箱內(nèi)一層呼鈕X30四層下行召喚按鈕X06轎箱內(nèi)二層呼鈕X31五層下行召喚按鈕X07轎箱內(nèi)三層呼鈕X32消防按鈕X10轎箱內(nèi)四層呼鈕X33消防開門按鈕X11轎箱內(nèi)五層呼鈕X34門機(jī)械感應(yīng)觸點（門自動重開）X12一樓減速觸點X40轎箱內(nèi)開門開關(guān)X13二樓減速觸點X41消防關(guān)門按鈕X14三樓減速觸點X42轎箱內(nèi)關(guān)門開關(guān)X

18、15四樓減速觸點X43開門極限觸點X16門閉合觸點X44關(guān)門極限觸點X173.2.2 輸出信號的確定各樓層乘客召喚時，按下的呼梯按鈕需顯示，所以有8個輸出點。開門、關(guān)門輸出各1個。樓層信號顯示5個，轎廂內(nèi)樓層按鈕顯示5個，電梯上行、下行指示輸出各1個，拖動電機(jī)星形、三角形聯(lián)結(jié)輸出各1個，拖動電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)輸出各1個，拖動電機(jī)減速輸出1個，共27個，如表2所示。表2輸出信號地址分配表名稱：輸入點：名稱：輸入點：一層上行召喚指示Y00五樓樓層信號顯示Y16二層上行召喚指示Y01轎廂內(nèi)一樓按鈕顯示Y20二層下行召喚指示Y02轎廂內(nèi)二樓按鈕顯示Y21三層上行召喚指示Y03轎廂內(nèi)三樓按鈕顯示Y22三層下

19、行召喚指示Y04轎廂內(nèi)四樓按鈕顯示Y23四層上行召喚指示Y05轎廂內(nèi)五樓按鈕顯示Y24四層下行召喚指示Y06電梯上行指示Y26五層下行召喚指示Y07電梯下行指示Y27電梯開門Y10拖動電機(jī)星形聯(lián)結(jié)Y30電梯關(guān)門Y11拖動電機(jī)三角形聯(lián)結(jié)Y31一樓樓層信號顯示Y12拖動電機(jī)正轉(zhuǎn)Y46二樓樓層信號顯示Y13拖動電機(jī)反轉(zhuǎn)Y47三樓樓層信號顯示Y14拖動電機(jī)減速Y40四樓樓層信號顯示Y153.2.3 內(nèi)部輔助繼電器的確定見表3表3 內(nèi)部輔助繼電器地址分配表名稱：內(nèi)部輔助繼電器：名稱：內(nèi)部輔助繼電器：一樓五樓樓廳呼梯信號輔助M00M07拖動電機(jī)減速輔助M43上行輔助M08開門輔助M100下行輔助M09關(guān)門

20、輔助M101一樓五樓樓層信號輔助M10M14電梯運(yùn)行禁止開門輔助M102箱內(nèi)停層選擇信號輔助M20M24停層輔助M200拖動電機(jī)正轉(zhuǎn)輔助M41電梯制動環(huán)節(jié)中輔助繼電器M301M306拖動電機(jī)反轉(zhuǎn)輔助M423.3 PLC I/O硬件連接圖根據(jù)上面I/O地址分配的分析和第四章關(guān)于中PLC選型的要求，本設(shè)計采用三菱公司的PLC，型號為FX2N-128，輸入輸出節(jié)點各為64個。該P(yáng)LC既能滿足輸入輸出節(jié)點的需求，而且還留有一定的冗余量，為以后電梯系統(tǒng)的擴(kuò)展提供方便，具體的硬件連接圖如圖6所示。AC220VLNY00Y01Y02Y03Y04Y05Y06Y07COMY10Y11Y12Y13Y14Y15Y1

21、6Y17COMY20Y21Y22Y23Y24Y25Y26Y27COMY30Y31Y32Y33Y34Y35Y36Y37COMY40Y46Y47FX2N 128MR+24VCOMCOMX00X01X02X03X04X05X06X07X10X11X12X13X14X15X16X17X20X21X22X23X24X25X26X27X30X31X32X33X34X35X36X37X40X41X42X43X44X451SB上2SB上2SB下3SB上3SB下4SB上4SB下5SB上SB消防SB消防開門SB門機(jī)械觸板SB手動開門SB消防關(guān)門SB手動關(guān)門SB開門極限SB關(guān)門極限1SB樓層觸點2SB樓層觸點3SB

22、樓層觸點4SB樓層觸點5SB樓層觸點1SB箱內(nèi)停層選擇2SB箱內(nèi)停層選擇3SB箱內(nèi)停層選擇4SB箱內(nèi)停層選擇5SB箱內(nèi)停層選擇1SB減速觸點2SB減速觸點3SB減速觸點4SB減速觸點SB門閉合觸點LN1上顯示2上顯示2下顯示3上顯示3下顯示4上顯示4下顯示5下顯示開門輸出 關(guān)門輸出1樓層顯示2樓層顯示3樓層顯示4樓層顯示5樓層顯示停層1顯示停層2顯示停層3顯示停層4顯示停層5顯示上行指示下行指示電機(jī)星形聯(lián)結(jié)電機(jī)三角聯(lián)結(jié)減速輸出正轉(zhuǎn)輸出反轉(zhuǎn)輸出KM1KM2KM5KM6KM3KM4KM7圖6 五層電梯硬件連接圖第四章 PLC單臺電梯控制系統(tǒng)基本功能梯形圖分析4.1外呼信號的登記與消除乘客在樓廳門外

23、呼叫電梯時，呼梯信號應(yīng)被接收和保持，并用指示燈顯示出來。當(dāng)電梯運(yùn)行到呼梯樓層，而且外呼信號的方向與電梯運(yùn)行方向一致時（基層和頂層不必考慮，因為它們的運(yùn)行方向是確定的，即一樓只能選擇上行，五樓只能選擇下行），電梯將停靠在該樓層，同時外呼信號應(yīng)被消除，相應(yīng)的指示燈也被熄滅。外呼信號登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖如圖7所示，指令見表4。當(dāng)按下某一外呼按鈕時，相對應(yīng)的外呼輔助繼電器M0M7接通并自鎖，同時與外呼按鈕對應(yīng)的指示燈亮，表示該呼梯要求已被電梯接收并保持。比如，當(dāng)二樓廳外有人按下上行按鈕X01時，外呼信號輔助繼電器M1得電并自鎖，二樓上行的呼梯信號被接受并保持，同時二樓上行指示燈Y01得電顯示。外呼信號

24、的消除環(huán)節(jié)是由樓層信號輔助繼電器的常閉觸點與電梯運(yùn)行方向輔助繼電器的常閉觸點并聯(lián)構(gòu)成的（M8為上行輔助繼電器，M9為下行輔助繼電器）。當(dāng)電梯運(yùn)行方向與外呼信號的方向一致且電梯到達(dá)呼梯樓層時，電梯將停止在該樓層，同時樓層信號輔助繼電器的常閉觸點M10M14與電梯運(yùn)行方向輔助繼電器的常閉觸點都斷開，導(dǎo)致外呼輔助繼電器失電斷開，呼梯信號被消除且指示燈熄滅。而當(dāng)外呼信號的方向與電梯運(yùn)行方向相反時，雖然電梯到達(dá)該樓層的時候，樓層信號輔助繼電器的常閉觸點斷開，但電梯運(yùn)行方向輔助繼電器的常閉觸點未斷開，外呼輔助繼電器仍得電，外呼信號仍有效不會被清除。比如，電梯從一樓向上運(yùn)行（上行），而呼梯要求從二樓向下時，

25、若有去三樓以上的箱內(nèi)內(nèi)選層要求及外呼要求，電梯到達(dá)二樓時（無二樓上行要求）不停梯，呼梯要求沒有滿足，呼梯信號不能消除，電梯要先運(yùn)行到三樓或以上樓層，待電梯下行到二樓時，呼梯信號才能被消除；若三樓以上無用梯要求，電梯將停在二樓，但是呼梯信號（二樓下行）也不能立即被消除，而是待乘客進(jìn)入轎廂并選層（去一樓）后，這時電梯定向為向下運(yùn)行，則二樓下行呼梯信號已滿足，呼梯信號被消除。X10的常閉按鈕是消防按鈕，當(dāng)消防按鈕按下時，所有的外呼登記與顯示信號都被清除。M0X00M0M10X10M1X01M1M11X10M8M2X02M2M11X10M9M3X03M3M12X10M8M4X04M4M12X10M9M

26、5X05M5M13X10M8M6X06M6M13X10M9M7X07M7M14X10Y00M0M1Y01M2Y02 接下圖接上圖M3Y03M4Y04M5Y05M6Y06M7Y07圖7 外呼信號登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖表4 樓廳外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)的指令表一樓上行登記：ANI X10OR M5輸出顯示：LD X00OUT M2LDI M13LD M0OR M0三樓上行登記：ORI M8OUT Y00ANI M10LD X03ANBLD M1ANI X10OR M3ANI X10OUT Y01OUT M0LDI M12OUT M5LD M2二樓上行登記：ORI M8四樓下行登記：OUT Y02LD

27、 X01ANBLD X06LD M3OR M1ANI X10OR M6OUT Y03LDI M11OUT M3LDI M13LD M4ORI M8三樓下行登記：ORI M9OUT Y04ANBLD X04ANBLD M5ANI X10OR M4ANI X10OUT Y05OUT M1LDI M12OUT M6LD M6二樓下行登記：ORI M9五樓下行登記：OUT Y06LD X02ANBLD X07LD M7OR M2ANI X10OR M7OUT Y07LDI M11OUT M4ANI M14ORI M9四樓上行登記：ANI X10ANBLD X05OUT M74.2 開門控制本設(shè)計考慮以

28、下5種開門的條件，只要滿足其中之一，那么電梯門就將自動或手動開啟。（1）電梯自動運(yùn)行停層時的開門。電梯在運(yùn)行到指定樓層時，電梯應(yīng)開始開門。（2）電梯關(guān)門過程中的重新開門。在電梯關(guān)門的過程中，若有人或物夾在兩門的中間，需重新開門。目前大多數(shù)電梯采用光幕或機(jī)械安全觸板進(jìn)行檢測，自動發(fā)出重新開門信號，以達(dá)到重新開門的目的。（3）手動重新開門。有時電梯外乘客未進(jìn)入電梯，而電梯卻在關(guān)門過程中，這時箱內(nèi)的人可以手動控制開門，讓電梯外的乘客進(jìn)入。（4）呼梯開門。電梯到達(dá)某層站后，如果沒有人繼續(xù)使用電梯，電梯將?？吭谠搶诱敬粲腥嗽谠搶诱竞籼?，電梯將首先開門，以滿足用梯的要求。若其他層站有人呼梯，電梯將首

29、先定向，并起動運(yùn)行，到達(dá)呼梯樓層時再開門，此時的開門按停層開門處理。（5）電梯消防時的開門。消防狀態(tài)下，開門均為手動狀態(tài)，由開門按鈕實施開門。開門環(huán)節(jié)梯形圖如圖8所示，其中Y46、Y47分別為電梯拖動電機(jī)正反轉(zhuǎn)輸出，只要電梯在運(yùn)行過程中，那么電梯門就不能打開。本設(shè)計中用輔助繼電器M102的常閉觸點來實現(xiàn)該保護(hù)措施，只要Y46、Y47中的任何一個導(dǎo)通，輔助繼電器M102就得電，M102的常閉觸點斷開，M100（開門輔助繼電器）無法得電，電梯門就不能打開。X11是消防開門按鈕，它與消防按鈕X10串聯(lián)組成消防開門環(huán)節(jié)，兩者同時按下時電梯門打開。M200是停層開門輔助繼電器（該信號的產(chǎn)生將在電梯制動環(huán)

30、節(jié)中論述），當(dāng)電梯運(yùn)行到指定樓層時M200得電，使得M100也得電并自鎖，開門輸出Y10導(dǎo)通使得電梯門自動打開。X12是電梯自動重開門觸點，因為有時乘客未進(jìn)入電梯，而電梯已在關(guān)門過程中，為了防止乘客被夾在門中，在門上安裝機(jī)械安全觸板，當(dāng)安全觸板使得X12接通時，M100得電并自鎖，電梯門又重新打開。X13是電梯手動重開門觸點，有時電梯內(nèi)的乘客需要離開電梯，此時可以按下手動開門按鈕，使得X13接通，M100得電并自鎖，電梯門重新打開。其他都屬于呼梯開門，電梯到達(dá)某層后，如果沒有人繼續(xù)使用電梯，電梯將?？吭谠搶诱敬?，若有人在該層站呼梯，電梯將首先開門，以滿足用梯的要求。如乘客在二樓，而電梯也停留

31、在二樓(這將使得樓層信號輔助繼電器的常開觸點M11接通)，所以只要二樓有呼梯信號X11X10M101Y46Y47M102X14X16M102M100M200X12X13X00M10X01M11X02X03M12X04X05M13X06X07M14M100X10M100Y10K100 T0圖8 開門控制環(huán)節(jié)梯形圖（無論是上行信號還是下行信號），都將使得M100得電并自鎖，電梯門打開。 其中時間繼電器T0是用來控制關(guān)門的，電梯門打開的同時T0開始計時，時間為10S，也就是說10S后電梯門將自動關(guān)閉。M101是關(guān)門輔助繼電器，它的常閉觸點與M100互鎖，保證電梯在關(guān)門的過程中不能開門。X14是消防關(guān)

32、門常閉觸點，在這里作用與M101相同。X16是開門極限觸點，當(dāng)電梯門打開到一定程度時X16接通， X16的常閉觸點斷開，使得M100失電，電梯門將停止繼續(xù)打開，以免損壞電梯門板。其整個流程指令表見表5表5 開門控制環(huán)節(jié)的指令表LD Y46；電梯運(yùn)行時禁AND M11LD M100 ；開門自鎖OR Y47 止開門ORBANI X10OUT M102LD X03 ；三層上行開門ORBLD X11 ；消防開門OR X04 ；三層下行開門ANI M101 ；關(guān)門常閉AND X10AND M12ANI X14OR M200；停層開門ORBANI X16OR X12 ；自動重開LD X05 ；四層上行開門

33、ANI M102OR X13 ；手動重開OR X06 ；四層下行開門OUT M100LD X00 ；一層上行開門AND M13LD M100AND M10ORBOUT Y10 ；開門輸出ORBLD X07 ；五層下行開門OUT T0 K100；啟動延時LD X01 ；二層上行開門AND M14關(guān)門OR X02 ；二層下行開門ORB4.3 關(guān)門控制本設(shè)計考慮以下3種關(guān)門的條件，只要滿足其中之一，那么電梯門就將自動或手動關(guān)閉。（1）電梯消防時的關(guān)門。消防狀態(tài)下，關(guān)門均為手動狀態(tài)，由關(guān)門按鈕實施關(guān)門。（2）關(guān)門延時時間到時自動關(guān)門。當(dāng)上面開門環(huán)節(jié)中的T0延時時間一到，電梯門將自動關(guān)閉。（3）提前關(guān)門

34、（手動關(guān)門）。有時電梯內(nèi)的乘客想提前關(guān)門，可電梯門自動關(guān)閉的時間還沒到，可以按該按鈕來提前關(guān)門。關(guān)門環(huán)節(jié)梯形圖如圖14所示，其中X14是消防關(guān)門按鈕，它與消防按鈕X10串聯(lián)組成消防關(guān)門環(huán)節(jié)，兩者同時按下時電梯門關(guān)閉。T0為延時關(guān)門常開觸點，延時時間一到T0導(dǎo)通，關(guān)門輔助繼電器M101得電并自鎖，關(guān)門輸出Y11導(dǎo)通使得電梯門自動關(guān)閉。X15是提前關(guān)門（手動關(guān)門）觸點，如果電梯內(nèi)乘客想在電梯自動關(guān)門前就將門關(guān)上，那么可以按該鍵，X15按下使得M101得電并自鎖，關(guān)門輸出Y11導(dǎo)通，電梯提前關(guān)門。M100是開門輔助繼電器，它的常閉觸點與M101互鎖，保證電梯在開門的過程中不能關(guān)門。X11是消防開門常

35、閉觸點，在這里作用與M100相同。X17是關(guān)門極限觸點，當(dāng)電梯門閉合到一定程度時X17接通， X17的常閉觸點斷開，使得M101失電，電梯門將停止繼續(xù)關(guān)閉，以免損壞電梯門板。指令見表5X14X10M100X11X17M101T0X15M101X10M101Y11圖9 關(guān)門控制環(huán)節(jié)梯形圖表5 關(guān)門控制環(huán)節(jié)的指令表LD X14 ；消防關(guān)門ANI X11AND X10ANI X17OR T0 ；延時關(guān)門OUT M101OR X15 ；提前關(guān)門 LD M101 ；關(guān)門輸出LD M101 ；關(guān)門自鎖OUT Y11ANI X10ORBANI M100 ；開門常閉4.4 樓層信號的顯示當(dāng)電梯在運(yùn)行過程中，需

36、要實時地顯示出電梯箱體所在的位置或樓層，那樣無論是電梯內(nèi)的乘客還是樓廳外等待電梯的乘客都能及時了解到電梯的運(yùn)行狀態(tài)，所以本設(shè)計中加入了樓層信號的顯示模塊。當(dāng)電梯位于某一樓層時，該樓層的觸點產(chǎn)生該樓層的信號，以控制指層燈的狀態(tài)，而離開該樓層并到達(dá)另一樓層時，該樓層的信號應(yīng)被新的樓層信號所取代，相應(yīng)的指示燈狀態(tài)也發(fā)生變化。每一層的樓層輔助繼電器是由其上層或下層的樓層觸點關(guān)斷的（一樓的樓層輔助繼電器由二樓的樓層觸點關(guān)斷，五樓的樓層輔助繼電器由四樓的樓層觸點關(guān)斷）。X20X21M10M10X21M11X20X22M11X22M12X21X23M12X23M13X22X24M13X24M14X23M14

37、M10Y12M11Y13M12Y14M13Y15M14圖10 樓層信號顯示環(huán)節(jié)梯形圖樓層信號顯示環(huán)節(jié)梯形圖如圖10所示，X20X24是每個樓層的樓層信號觸點，M10M14是每個樓層的樓層信號輔助繼電器，Y12Y16是樓層信號的顯示輸出觸點。電梯在一樓時，一樓樓層信號觸點X20閉合，相應(yīng)的樓層信號輔助繼電器M10得電并自鎖，樓層信號的顯示輸出Y12導(dǎo)通，顯示此時的樓層為一樓；當(dāng)電梯運(yùn)行到二樓時，電梯箱體接觸到二樓樓層信號觸點X21，使得X21的常閉觸點斷開，于是M10失電，同時樓層顯示狀態(tài)由一樓變?yōu)槎牵ㄒ驗榇藭rX21閉合，使得二樓的樓層信號輔助繼電器M11得電并自鎖 ）。二樓到四樓的樓層信號顯

38、示與消除原理是一樣的，現(xiàn)已二樓為例說明。當(dāng)電梯運(yùn)行到二樓時X21閉合，M11得電并自鎖，樓層信號的顯示輸出Y13導(dǎo)通，顯示當(dāng)前樓層為二樓。而該顯示信號的消除分為兩種情況，一種是電梯上行時由三樓的樓層信號觸點X22消除，電梯到達(dá)三樓時X22的常閉觸點斷開，使得M11失電斷開，樓層信號由二樓變?yōu)槿龢恰Ａ硪环N是電梯下行時由一樓的樓層信號觸點X20消除，電梯到達(dá)一樓時X20的常閉觸點斷開，使得M11失電斷開，樓層信號由二樓變?yōu)橐粯?。指令見?表6 樓層信號顯示環(huán)節(jié)的指令表一層樓層顯示：OUT M11ANI X22OUT Y12LD X20三樓樓層顯示：ANI X24LD M11OR M10LD X22

39、OUT M13OUT Y13ANI X21OR M12五樓樓層顯示：LD M12OUT M10ANI X21LD X24OUT Y14二層樓層顯示：ANI X23OR M14LD M13LD X21OUT M12ANI X23OUT Y15OR M11四樓樓層顯示：OUT M14LD M14ANI X20LD X23顯示輸出：OUT Y16ANI X22OR M13LD M10本設(shè)計中采用七段LED顯示器來顯示樓層的位置，該顯示器有共陽極和共陰極兩種。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽

40、極LED顯示塊的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓。當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點亮，相應(yīng)的段被顯示。本設(shè)計只要顯示一樓到五樓，而且采用共陰極LED顯示器，與之對應(yīng)的7段LED字型碼如下表7所示。表7 七段LED字型碼樓層A段B段C段D段E段F段G段字型碼一樓011000006H二樓10110115BH三樓11110014FH四樓011001166H五樓10110116DH在本設(shè)計中沒有使用PLC輸出字型碼，字型碼是靠外部電路提供，PLC只是將外部電路與LED顯示器連接起來，從而使字型碼輸入到LED顯示器中顯示出來。4.5 電梯箱內(nèi)選擇停層與顯示當(dāng)乘客進(jìn)入電梯

41、后，首先選擇要去的樓層，乘客通過對轎廂內(nèi)操作盤上的15層選層按鈕進(jìn)行操作，選層信號被登記后，選層按鈕下的指示燈亮，表示選層信號已應(yīng)被接收并保持，當(dāng)電梯運(yùn)行到所選的樓層后，箱內(nèi)的停層信號即被消除，相應(yīng)的指示燈也應(yīng)熄滅電梯箱內(nèi)選擇停層與顯示環(huán)節(jié)梯形圖如圖11所示，其中X30X34是一樓到五樓的停層信號選擇按鈕，Y20Y24是指示燈輸出。當(dāng)按下其中某一停層按鈕時，相對應(yīng)的停層信號輔助繼電器M20M24接通并自鎖，同時與停層按鈕對應(yīng)的指示燈亮，表示該停層要求已被電梯接收并保持。比如，任一樓層的乘客想去四樓（除已在四樓外），這里并不考慮電梯的運(yùn)行方向，不會有四樓上行或四樓下行的說法，因為乘客進(jìn)入電梯前知

42、道電梯的運(yùn)行方向（將在電梯定向環(huán)節(jié)中提及），當(dāng)按下停層按鈕X33時，停層信號輔助繼電器M23得電并自鎖，四樓停層信號被接受并保持，同時四樓停層信號輸出Y23得電，指示燈亮。與外呼信號的消除環(huán)節(jié)不同，電梯箱內(nèi)停層信號的消除只由樓層信號輔助繼電器的常閉觸點構(gòu)成，而外呼信號的消除環(huán)節(jié)是由樓層信號輔助繼電器的常閉觸點與電梯運(yùn)行方向輔助繼電器的常閉觸點并聯(lián)構(gòu)成的，這里不需要考慮電梯的運(yùn)行方向問題，因為乘客在進(jìn)入電梯前，電梯的運(yùn)行方向是定的（由外呼信號產(chǎn)生），所以電梯到達(dá)箱內(nèi)乘客所選樓層時（無論是上行還是下行），電梯都將停留在該層，停層信號同時被消除，對應(yīng)的指示燈熄滅。比如，一樓的乘客選擇去三樓，進(jìn)入電梯

43、后按下了三樓停層按鈕X32，停層信號輔助繼電器M22得電并自鎖，三樓的指示燈亮。當(dāng)電梯運(yùn)行到三樓時，樓層信號輔助繼電器M11的常閉觸點斷開，使得停層信號輔助繼電器M22失電，三樓的停層指示燈就熄滅。另外，X10是消防停層按鈕。在消防情況下，按下X10按鈕，一樓的停層輔助繼電器得電，一樓的指示燈亮，而其他樓層的停層按鈕都將熄滅。因為消防狀態(tài)下，要使電梯盡快的運(yùn)行到底層，而其他停層信號都不予考慮，這樣做是為了保護(hù)乘客的安全，防止電梯在下降過程中由乘客進(jìn)入。X10的常閉觸點串聯(lián)在每個停層信號的支路中（一樓除外），只要按下X10，它的常閉觸點就斷開，所有樓層的停層信號都被清除，指令見表8。X30M10

44、M20X10M20X31X10M11M21M21X32X10M12M22M22X33X10M13M23M23X34X10M14M24M24M20Y20M21Y21M22Y22M23Y23M24Y24圖11 電梯箱內(nèi)選擇停層與顯示環(huán)節(jié)梯形圖表8 箱內(nèi)選擇停層與顯示模塊的指令表箱內(nèi)一層選擇：OUT M21ANI M13LD M21LD X30箱內(nèi)三層選擇：OUT M23OUT Y21OR X10LD X32箱內(nèi)五層選擇：LD M22OR M20OR M22LD X34OUT Y22ANI M10ANI X10OR M24LD M23OUT M20ANI M12ANI X10OUT Y23箱內(nèi)二層選

45、擇：OUT M22ANI M14LD M24LD X31箱內(nèi)四層選擇：OUT M24OUT Y24OR M21LD X33輸出顯示：ANI X10OR M23LD M20ANI M11ANI X10OUT Y204.6 電梯的定向環(huán)節(jié)在自動運(yùn)行狀態(tài)下，電梯首先應(yīng)確定運(yùn)行方向，也即定向。電梯的定向只有兩種情況，即上行和下行。電梯處于待命狀態(tài)，接到內(nèi)選或外呼信號時，首先應(yīng)將電梯所處的位置與內(nèi)選和外呼信號進(jìn)行比較，確定是上行還是下行,原則如下：召喚或指令要到的層樓 轎廂目前所在層樓 電梯上行召喚或指令要到的層樓 轎廂目前所在層樓 電梯下行召喚或指令要到的層樓 轎廂目前所在層樓 無法定向一旦電梯定向后，內(nèi)選或外呼信號對電梯運(yùn)行方向的要求沒有滿足的情況下，定向信號不能消除。消防狀態(tài)下運(yùn)行方向直接由上行和下行啟動按鈕確定，不需要定向，故電梯的定向環(huán)節(jié)梯形圖如圖12、13所示。圖中M8及M9分別為定向上行和定向下行輔助繼電器，它們線圈的得電條件是由內(nèi)選信號、外呼信號以及電梯所處的位置信號組成，前文所說的“比較”是通過電梯位置信號對內(nèi)選信號和呼梯信號的“屏蔽”實現(xiàn)的。4.6.1電梯定向（上行）環(huán)