基于plc的六層電梯控制系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)_secret

1、摘 要隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，高層建筑日益增多，電梯成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚拇焦ぞ摺ｋ娞菪阅艿暮脡膶?duì)人們生活的影響越來越顯著，因此必須努力提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯的運(yùn)行既高效節(jié)能又安全可靠。傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制電路，這種控制易出故障，維護(hù)不便，運(yùn)行壽命短，占地空間大，正逐步被淘汰。為了提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效率，設(shè)計(jì)了一套以PLC為核心控制器的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)，用來取代以往的較復(fù)雜的繼電器接觸器控制。系統(tǒng)的核心部分（控制部分）使用了日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-80型PLC，因?yàn)樵诤诵目刂撇糠植捎玫氖擒浖绦蚩刂?，從而在保證電梯正常運(yùn)行這個(gè)要求的情況下，大大

2、的提高了電梯故障檢查與維修的方便性和容易性，同時(shí)還克服了手動(dòng)操作所帶來的一些人為干擾因素，取得了良好的預(yù)期效果。關(guān)鍵詞：電梯、PLC、梯形圖【Abstract】：With the development of modern cities, an increasing number of high-rise building, elevator become an indispensable means of transport of daily life. The quality of the lift performance of the impact on peoples lives be

3、coming more and more obvious, it must strive to improve the performance of elevator systems, and ensure the operation of the lift is safe, reliable and energy efficient. The traditional elevator control system uses logic of the relay to control circuit, this kind of controls easily to be crash, main

4、tains inconveniently, the movement life is short, and that occupying a large area of space, it being eliminated gradually. For raising the credibility of the automatic control system and the work efficiency of the equipments, design a set of take PLC as the core controller of the elevator auto contr

5、ol system, using to replace former more complicated of after electric appliances-the contact machine control. The core part(control part) of the system used a Japanese Mitsubishi company to produce of the FX2N - 80 type PLC is the software procedure control in the core because of what to control the

6、 part adoption, thus Be promising the elevator circulates normally under the circumstance ofwith this request, raised elevator to break down check and the convenience and easy for maintain consumedly, still overcame to move an operation some artificial interference factors bring in the meantime, obt

7、ain the good results. KEYWORDSKEYWORDS: Elevator, PLC, Ladder Diagram錄錄前 言1第 1 章 緒 論21.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問題21.1.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)21.1.2 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題21.2 PLC 及其在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn)21.2.1 PLC 的特點(diǎn)21.2.2 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn)41.3 課題的提出41.4 課題的主要討論內(nèi)容41.5 電梯的功能要求5第 2 章 三菱 FX2N 系列可編程序控制器介紹62.1.可編程控制器的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)62.2 可編程序控制器的工作方式82.3

8、PLC 的編程語言9第 3 章 電梯設(shè)備及電梯發(fā)展動(dòng)態(tài)113.1 電梯的出現(xiàn)及發(fā)展113.2 電梯設(shè)備123.2.1 電梯的分類123.2.2 電梯的主要組成部分123.2.3 電梯的安全保護(hù)裝置133.2.4 電梯技術(shù)發(fā)展情況133.2.5 電梯發(fā)展展望13第 4 章 PLC 的選擇及其軟件開發(fā)154.1 可編程控制器（PLC）的選型154.2交流雙速電梯的主電路154.3 門機(jī)電路、抱閘電路、門鎖及安全運(yùn)行電路174.4電梯的主要電氣設(shè)備174.5輸入輸出設(shè)計(jì)204.5.1算法說明234.5.2 程序中相關(guān)中間繼電器的說明244.6 梯形圖的設(shè)計(jì)254.7 梯形圖程序27第 5 章 電梯模

9、擬調(diào)試及安裝485.1 電梯模擬調(diào)試485.2 電梯安裝調(diào)試485.3 程序的調(diào)試與運(yùn)行監(jiān)控49第 6 章 總結(jié)51致 謝52參考文獻(xiàn)53附錄541.電梯的主電路圖542. I/O 連接圖55前前 言言近年來我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人民生活水平的迅速梯高，工作居住條件得到了巨大的改善。電梯作為建筑物內(nèi)的垂直交通運(yùn)輸工具，與人們的生活息息相關(guān)。傳統(tǒng)的電梯曳引電動(dòng)機(jī)采用接觸器來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的改變，另外，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)由繼電器接觸器控制邏輯組成，存在著電氣元件多、功能弱、電氣故障頻繁，可靠性差和工作壽命短等缺陷。可編程控制器（PLC）是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而

10、設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)，目前，電梯的繼電器控制方式已逐漸被 PLC 控制代替。同時(shí)，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式已由原來直流調(diào)速逐漸過渡到了交流變頻調(diào)速，不僅能滿足乘客的舒適感和保證平穩(wěn)的精度，還可以降低能耗，節(jié)約能源，減小運(yùn)行費(fèi)用。因此，PLC 控制技術(shù)加變頻調(diào)速已成為現(xiàn)代電梯行列的一個(gè)熱點(diǎn)。本課題的研究題目“基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”做詮釋如下 PLC 控制是指電梯信號(hào)控制由 PLC 及其軟件來實(shí)現(xiàn)，控制系統(tǒng)的核心為 PLC。其次課題開發(fā)的主要任務(wù)和內(nèi)容是：建立“PLC 控制的電梯系統(tǒng)”的總體框架；信號(hào)控制系統(tǒng)利用 PLC 集中處理電梯運(yùn)行

11、方式、安全保護(hù)信號(hào)、內(nèi)指令信號(hào)、外召喚信號(hào)、井道信號(hào)、門區(qū)信號(hào)、開關(guān)門及限位信號(hào)等信號(hào)，并顯示電梯所到樓層、運(yùn)行方向及呼梯應(yīng)答等，實(shí)現(xiàn)開關(guān)門控制；拖動(dòng)控制系統(tǒng)中曳引機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、制動(dòng)停止，包括正反轉(zhuǎn)信號(hào)及多種速度信號(hào)，經(jīng) PLC 運(yùn)算、判斷后通過電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。達(dá)到的要求是：通過深入的理論研究和編程實(shí)踐，全面認(rèn)真的完成上述幾個(gè)內(nèi)容。本課題的核心問題有兩個(gè)：一是運(yùn)行效率、平層精度和安全性的要求；二是 PLC 實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制及其軟件開發(fā)。對(duì)于第一個(gè)問題，通過選擇合適的 PLC，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和編程便可以實(shí)現(xiàn)。本人選擇的 PLC 是日本三菱公司的 FX2N80 型可編程控制器。第二個(gè)問題，根據(jù)電梯所

12、要實(shí)現(xiàn)的功能以及 PLC 的順序執(zhí)行程序的特點(diǎn)，編寫 PLC 程序主要是采取模塊化編程思想，即根據(jù)各功能實(shí)現(xiàn)的條件及原則編寫各個(gè)功能模塊來實(shí)現(xiàn)。方案選擇是通過多種方案的比較和對(duì)照，完成電梯控制系統(tǒng)中控制方法的選擇。1.1.緒緒 論論1.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問題1.1.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)（1） 所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。（2） 系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。（3） 大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格便宜。（4） 多年來我國一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，已形成系列化產(chǎn)

13、品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉掌握的人員較多。1.1.2 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題（1） 系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。（2） 普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。（3） 電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。（4） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。（5） 由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高；而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，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擾。且電梯一旦發(fā)

14、生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故 。1.2 PLC 及其在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn)1.2.1 PLC 的特點(diǎn)PLC 是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。PLC 與普通微機(jī)一樣。以通用或?qū)Ｓ?CPU 作為字處理器，實(shí)現(xiàn)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另外還有位處理器（布爾處理器） ，進(jìn)行點(diǎn)（位）運(yùn)算與控制。PLC 控制一般具有可靠性高、易操作、維修。編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。1、可靠性對(duì)可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。（1） PLC 不需要大量的活動(dòng)元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單，維修時(shí)間短。（2） PLC 采

15、用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，冗余設(shè)計(jì)，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，提高了 MTTF（平均無故障時(shí)間） ，使可靠性提高。（3） PLC 有較高的易操作性，它具有編程簡(jiǎn)單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一般不易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。（4） PLC 是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)更簡(jiǎn)單的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡(jiǎn)化的編程語言，編程錯(cuò)誤率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)的硬件使可靠性大大提高。（5） 在 PLC 的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件；采用先進(jìn)的工藝制造流水線制造；對(duì)干擾的屏蔽、隔離和濾波等；對(duì)電源的斷電保

16、護(hù)；對(duì)存儲(chǔ)器內(nèi)容的保護(hù)等。（6） PLC 的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。例如，采用軟件濾波等；軟件自診斷；簡(jiǎn)化編程語言等。2、易操作性PLC 的易操作性表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面：（1） 操作方便PLC 的操作包括程序輸入和程序更改的操作。大多數(shù) PLC 采用編程器進(jìn)行輸入和更改的操作。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對(duì)大中型的 PLC，編程器采用了 CRT 屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。更改的信息可在液晶屏或 CRT 上顯示。（2） 編程方便PLC 有多種程序設(shè)計(jì)語言可供使用。對(duì)電氣技術(shù)人

17、員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。采用布爾助記符編程語言，十分有助于編程人員的編程。（3） 維修方便PLC 具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求減低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。3、靈活性PLC 的靈活性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1） 編程的靈活性。PLC 采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。編程方法的多樣性使編程方便、應(yīng)用面拓展。（2） 擴(kuò)展的靈活性。PLC 的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)重要特點(diǎn)。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)展、應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。（3）

18、操作的靈活性。操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易1.2.2 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn)（1） 在電梯控制中采用了 PLC，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。（2） 去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。（3） PLC 可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。（4） PLC 可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警顯示，提高運(yùn)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(yùn)行效率。（6） 更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。此外，微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷而沒被廣泛采用。

19、PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計(jì)和調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。1.3 課題的提出PLC 以其優(yōu)越的性能，在很多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在電梯業(yè)也是如此，目前國內(nèi) 7080 年代安裝完成的電梯絕大部分是繼電器控制，線路復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)接線多，故障率高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大，嚴(yán)重地影響電梯運(yùn)行質(zhì)量。應(yīng)對(duì)這些電梯進(jìn)行更新和改造。但是更新需要大量資金，對(duì)使用單位來說有一定困難，所以對(duì)電梯進(jìn)行局部改造是經(jīng)濟(jì)的、實(shí)際的。近年來，采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來控制電梯，取得了良好效果。

20、利用 PLC 和變頻器對(duì)舊電梯進(jìn)行改造，不但可以增加電梯的舒適感、安全性、可靠性，還可以降低能耗，節(jié)約能源，減少運(yùn)行費(fèi)用。1.4 課題的主要討論內(nèi)容課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（PLC）改造在用電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對(duì)電梯的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，對(duì)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。針對(duì)老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來控制電梯。論文的主要內(nèi)容如下

21、：首先對(duì)電梯系統(tǒng)及可編程控制器（PLC）作了比較全面的總結(jié)和介紹。接著闡述了電梯控制系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)，電梯的控制系統(tǒng)分為調(diào)速和信號(hào)控制兩大部分。確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由 PLC 來實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制，有雙速電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，完成了電機(jī)和可編程控制器（PLC）的選擇。然后是系統(tǒng)硬件開發(fā)，完成了 PLC 的選型、I/O 點(diǎn)數(shù)分配與 PLC 的連接。在分析了電梯系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了軟件流程圖，提出了模塊化編程思想，介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā)。最后對(duì)改造后的電梯系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試。1.5 電梯的功能要求（1）電梯運(yùn)行到指定位置后應(yīng)具有手動(dòng)或自動(dòng)開/關(guān)門的功能。（2）利用指示燈顯示電梯轎廂外的呼喚信號(hào)、

22、電梯轎廂內(nèi)的指令信號(hào)和電梯的到達(dá)信號(hào)。（3）能自動(dòng)判斷電梯的運(yùn)行方向，并發(fā)出響應(yīng)的指示信號(hào)。（4）電梯的上行下行有一臺(tái)交流雙速電機(jī)牽引。電機(jī)正傳，電梯上升；電梯反轉(zhuǎn)，電梯下降。（5）電梯轎廂門由另一臺(tái)小功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)正傳，轎廂門打開；電機(jī)反轉(zhuǎn)，轎廂門關(guān)閉。（6）每一層樓設(shè)有呼叫按鈕；轎廂內(nèi)設(shè)有開關(guān)轎廂門按鈕；轎廂內(nèi)的層面指令按（7）電梯啟動(dòng)、運(yùn)行、到站實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。（8）行車時(shí)，廳門和轎廂都不能開門。開門之后不能行車，有門連鎖保護(hù)。平層時(shí)可自動(dòng)開門、手動(dòng)開門，夾人時(shí)自動(dòng)開門。2.2.三菱三菱 FXFX2N2N 系列可編程序控制器介紹系列可編程序控制器介紹2.1.可編程控制器的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)1.

23、 三菱 FX2N PLC 的主要特點(diǎn)：1)集成型高性能。CPU、電源、輸入輸出三為一體。 對(duì) 6 種基本單元，可以以最小 8 點(diǎn)為單元連接輸入輸出擴(kuò)展設(shè)備，最大可以擴(kuò)展輸入輸出 256 點(diǎn)。 2)高速運(yùn)算 基本指令：0.08s指令 應(yīng)用指令：1.52幾百 s指令 3)安全、寬裕的存儲(chǔ)器規(guī)格 內(nèi)置 8000 步 RAM 存貯器 安裝存儲(chǔ)盒后，最大可以擴(kuò)展到 16000 步。 4)豐富的軟元件范圍 輔助繼電器：3072 點(diǎn)，定時(shí)器：256 點(diǎn)，計(jì)數(shù)：235 點(diǎn) 數(shù)據(jù)寄存器；8000 點(diǎn) 5)除了具有輸入輸出 16256 點(diǎn)的一般速途，還有模擬量控制、定位控制等特殊控制。 6)面向海外的產(chǎn)品適合各種

24、安全規(guī)格為大量實(shí)際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能： 開發(fā)了各個(gè)范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要-模擬 IO，高速計(jì)數(shù)器。對(duì)每一個(gè) FX2N主單元可配置總計(jì)達(dá) 8 個(gè)特殊功能模塊。 2. PLC 的性能指標(biāo)和分類1) PLC 的主要性能指標(biāo) (1)輸入輸出點(diǎn)數(shù)（IO 點(diǎn)數(shù)）IO 點(diǎn)數(shù)是指可編程序控制器外部輸入、輸出端子數(shù)的總和。它標(biāo)志著可以接多少個(gè)開關(guān)、按鈕和可以控制多少個(gè)負(fù)載。 (2)存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量是指可編程序控制器內(nèi)部用于存放用戶程序的存儲(chǔ)器容量，一般以步為單位，二進(jìn)制 16 位即一個(gè)字為一步。 (3)掃描速度一般以執(zhí)行 1000 步指令所需時(shí)間來衡量，單位為 ms/k 步，也有以執(zhí)行一步指令所需

25、時(shí)間來計(jì)算的，單位用 s/步。 (4)功能擴(kuò)展能力可編程序控制器除了主模塊之外，通常都可配備一些可擴(kuò)展模塊，以適應(yīng)各種特殊應(yīng)用的需要，如 AD 模塊、DA 模塊、位置控制模塊等。 (5)指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)是指一臺(tái)可編程序控制器指令的總和，它是衡量可編程序控制器功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。2) PLC 的分類通常，PLC 產(chǎn)品可按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模等進(jìn)行分類。按結(jié)構(gòu)形式不同, 可以分為整體式和模塊式兩類。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型PLC 三種類型。3. PLC 系統(tǒng)的組成PLC 是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動(dòng)控制裝置，其硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相似。PLC 也是由硬件系統(tǒng)和軟件系

26、統(tǒng)兩大部分組成的。1) PLC 的硬件結(jié)構(gòu)一套 PLC 系統(tǒng)在硬件上由基本單元（包含中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、內(nèi)部電源） 、IO 擴(kuò)展單元及外部設(shè)備組成。2) PLC 的軟件PLC 的軟件系統(tǒng)指 PLC 所使用的各種程序的集合，它由系統(tǒng)程序（系統(tǒng)軟件）和用戶程序（應(yīng)用軟件）組成。系統(tǒng)程序：包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，用 PLC 的編程語言（如梯形圖）編制的應(yīng)用程序。2.2 可編程序控制器的工作方式1. PLC 的掃描工作方式圖 2-1 PLC 的掃描過程可編程序控制器在進(jìn)入 RUN 狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。從第一條指令開始，在無中斷或跳

27、轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)的地址號(hào)遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。然后再從頭開始掃描，并周而復(fù)始地重復(fù)進(jìn)行。可編程序控制器工作時(shí)的掃描過程如圖 2-1 所示，包括五個(gè)階開始內(nèi)部處理通信處理RUN 方式？輸入掃描程序執(zhí)行輸出處理NY段：內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。PLC 完成一次掃描過程所需的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期的長短與用戶程序的長度和掃描速度有關(guān)。2. PLC 的程序執(zhí)行過程PLC 的程序的執(zhí)行過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)主要階段，如圖 2-2 所示。圖 2-2 PLC 的程序執(zhí)行過程3. PLC 的掃描周期在 PLC

28、的實(shí)際工作過程中，每個(gè)掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計(jì)算機(jī)）通信等處理。即一個(gè)掃描周期還應(yīng)包含自診斷及與外設(shè)通信等時(shí)間。4. PLC 的 IO 響應(yīng)時(shí)間PLC 采用集中 IO 刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映像寄存器區(qū)的內(nèi)容也不會(huì)改變，還會(huì)影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。輸出信號(hào)的變化滯后于輸入信號(hào)的變化，這產(chǎn)生了 PLC 的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象，最大滯后時(shí)間為 2-3 個(gè)掃描周期。2.3 PLC 的編程語言PLC 的編程語言有梯形圖語言、助記符語言、順序功能圖語言等。其中前兩種語言用得較多，順序

29、功能圖語言也在許多場(chǎng)合被采用。本課題所采用的編程語輸入端子輸入映象寄存器輸出映像寄存器輸出鎖存器輸出端子輸入 .輸出程序執(zhí)行階段輸入采樣階段輸出刷新階段X001Y001Y001M1讀讀言為梯形圖語言。（1）.可編程序控制器與繼電器、微機(jī)在電梯控制中的應(yīng)用比較在電梯的電氣系統(tǒng)中，邏輯判斷起著主要的作用，其控制系統(tǒng)必須起動(dòng)各種控制信號(hào)和執(zhí)行元件（如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動(dòng)機(jī)以及電子元件、電力電子器件等） ，要達(dá)到這些控制目的，其方法有：1. 繼電器接觸器控制系統(tǒng)這種控制系統(tǒng)是早期電梯多采用的一種控制系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：與其它控制系統(tǒng)比較，其簡(jiǎn)單、易于理解和掌握、價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：動(dòng)合觸點(diǎn)易磨損，且電

30、接觸不良；體積大；控制系統(tǒng)耗能大、動(dòng)作噪聲大；維修保養(yǎng)工作量大、費(fèi)用高。因此這種控制系統(tǒng)僅用于速度不高、性能要求也不高的電梯中。2. 微機(jī)控制系統(tǒng)電梯的微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是使控制算法不再由硬件邏輯完成，而是通過程序存貯器中的程序來完成的控制系統(tǒng)。因此對(duì)于有不同功能要求的電梯控制系統(tǒng)，只要改變程序存貯器中的程序指令即可，而無需變更或增減硬件系統(tǒng)的元件或布線。因此，十分方便于使用和管理，并提高系統(tǒng)的可靠性，減小控制系統(tǒng)體積，降低了能耗及其維修保養(yǎng)費(fèi)用。雖然微機(jī)控制的電梯，與繼電器控制的電梯比較，它具有較大的優(yōu)越性。但是，對(duì)一般的電梯而言，應(yīng)用微機(jī)控制也有其局限性和不足之處。其缺點(diǎn)是：微型計(jì)算機(jī)是按

31、數(shù)字運(yùn)算的需要而設(shè)計(jì)的，功能比較齊全，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；而一般的電梯控制只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算方式多為“與” 、 “或” 、 “非”幾種，運(yùn)算位數(shù)只需 1 位，即“1”與“0” 。因此，使用微機(jī)就有“大材小用”之嫌。此外，微機(jī)的接口電路沒有標(biāo)準(zhǔn)件，而且一般不控制強(qiáng)電。但在電梯控制中，往往要求能直接控制 110V 或 220V 的用電設(shè)備，如用戶專門配備接口電路既不方便又不可靠。綜上所述，造成用微機(jī)控制的成本、運(yùn)行和維修費(fèi)用均較高，因此，如在一般的電梯上使用微機(jī)控制在經(jīng)濟(jì)上不合算。3. PLC 控制系統(tǒng)PLC 充分利用了微型計(jì)算機(jī)的原理和技術(shù)，保留計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)，而克服了它的缺點(diǎn)。它具有強(qiáng)

32、大的生命力，各工業(yè)部門紛紛用它來改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果?？傊?，PLC 是采用微機(jī)技術(shù)制造的通用自動(dòng)控制設(shè)備，它能控制開關(guān)量、模擬量、具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、并具有完成邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)、運(yùn)算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設(shè)備。它不僅能用于控制機(jī)械設(shè)備、流水線和各種設(shè)備的運(yùn)行過程，將 PLC 用于控制電梯各種操作和處理相關(guān)信息也是可行的。3.3.電梯設(shè)備及電梯發(fā)展動(dòng)態(tài)電梯設(shè)備及電梯發(fā)展動(dòng)態(tài)3.1 電梯的出現(xiàn)及發(fā)展1854 年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，美國人伊萊沙格雷夫斯奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明-歷史上第一部安全升降梯。從那以后，升降梯在世

33、界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。以奧的斯的名字而命名的電梯公司也開始了她輝煌的旅程。150 年以來，她已經(jīng)發(fā)展成為世界、亞洲和中國領(lǐng)先的電梯公司。自從我國實(shí)行改革開放政策以來，全國各地高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為高樓的垂直交通工具電梯，其需求量日益增長。各種類型、規(guī)格繁多的電梯已在高樓內(nèi)投入運(yùn)行。為了確保電梯正常運(yùn)行、安全使用，必須要了解電梯、熟悉電梯、管理電梯、維護(hù)好電梯。20 世紀(jì)初，美國出現(xiàn)了曳引式電梯，其結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示，從圖中可見，鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端與轎廂連接，而另一端與對(duì)重連接，隨曳引輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，靠鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力使轎廂與對(duì)重作一升一降的相反運(yùn)動(dòng)。顯然，鋼絲繩不用纏繞，因

34、此鋼絲繩的長度和股數(shù)均不受限，當(dāng)然轎廂的載重以及提升高度就得到了提高，從而滿足了人們對(duì)電梯的使用需求。因此，近一百年來，曳引式電梯一直受到重視，并發(fā)展沿用至今。 圖 3-1 曳引式電梯示意圖在后來的幾十年里，電梯的自動(dòng)平層控制系統(tǒng)以及 1轎廂 2曳引輪 3對(duì)重 通過變換電動(dòng)機(jī)極數(shù)的調(diào)速方法來調(diào)整電梯的運(yùn)行速度的技術(shù)相繼研制成功，1933 年世界上第一臺(tái)運(yùn)行速度為 6m/s 的電梯被安裝在美國紐約的帝國大廈。第二次世界大戰(zhàn)后，建筑業(yè)的發(fā)展促使電梯進(jìn)入了高峰發(fā)展時(shí)期，代表新技術(shù)的電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電梯領(lǐng)域的同時(shí)，陸續(xù)出現(xiàn)了群控電梯、超高速電梯、交流變頻變壓調(diào)速電梯。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，晶閘管

35、變流裝置越來越多地用于電梯系統(tǒng)，使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，性能提高。同時(shí)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的研制和開發(fā)，使交流電梯的調(diào)速性能有了明顯的改善。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代，通過控制電動(dòng)機(jī)定子供電電壓與頻率電梯運(yùn)行速度的調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)研制成功，出現(xiàn)了交流變壓變頻（VVVF）調(diào)速電梯，開拓了電梯拖動(dòng)的新領(lǐng)域。1993 年，日本生產(chǎn)了 12.5m/s 的世界高速交流變壓變頻調(diào)速電梯，結(jié)束了直流電梯獨(dú)占高速領(lǐng)域的歷史。電梯發(fā)展的今天，在使用需求和新技術(shù)應(yīng)用方面都進(jìn)入到全面發(fā)展時(shí)期，隨著智能化、信息化建筑的興起與完善，要求電梯不只是完成垂直運(yùn)輸?shù)幕竟δ?，還應(yīng)以人為本提高舒適度，特別從電梯運(yùn)行的控制智能化角度考慮

36、，電梯的優(yōu)質(zhì)服務(wù)不再是單一的“時(shí)間最短”問題，而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等方法，以期實(shí)現(xiàn)單梯與群控管理的最佳模式。合理的配置與使用遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷、節(jié)能以及減少環(huán)境污染等。本文中著重研究電梯的升降控制邏輯，不著重主電動(dòng)機(jī)的升降速度以及電梯的安全保護(hù)措施。3.2 電梯設(shè)備3.2.1 電梯的分類電梯的分類有各式各樣：（1）按速度分類 低速電梯 1m/s 以下 高速電梯 2-3m/s 超高速電梯 3-10m/s（2）按用途分類 乘客電梯 住宅電梯 觀光電梯 載貨電梯客貨兩用電梯 車輛電梯 其他電梯（3）按拖動(dòng)方式分類 交流電梯 直流電梯 液壓電梯 齒輪齒條電梯螺桿式電梯（4）按有無司機(jī)分

37、類 有司機(jī)電梯 無司機(jī)電梯 有/無司機(jī)電梯（5）按控制方式分類 手柄操縱控制電梯 按鈕控制電梯 信號(hào)控制電梯 集選控制電梯 群控電梯（6）按曳引機(jī)結(jié)構(gòu)分類 有齒曳引機(jī)電梯 無齒曳引機(jī)電梯（7）其它分類方式按轎廂尺寸的大小分類時(shí)，經(jīng)常使用“小型” 、 “超大型”等詞來描述電梯。按機(jī)房位置不同可分為：機(jī)房位于井道頂部的上置式電梯；機(jī)房底部的下置式電梯。3.2.2 電梯的主要組成部分（1） 曳引部分：通常有曳引機(jī)和曳引鋼絲繩組成。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曳引機(jī)旋轉(zhuǎn)使轎廂上下運(yùn)動(dòng)。（2） 轎廂和廳門：轎廂由轎架，轎底，轎壁和轎門組成；廳門一般有封閉式、中分式、雙折中分式和直分式等。（3） 電器設(shè)備及控制裝置：有曳引

38、機(jī)，選層器傳動(dòng)及控制柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和廳外指示器組成。（4） 其它裝置：對(duì)重裝置、補(bǔ)償裝置等。3.2.3 電梯的安全保護(hù)裝置（1） 電磁制動(dòng)器：裝于曳引機(jī)軸上，一般采用直流電磁制動(dòng)器，啟動(dòng)時(shí)通電松閘，停層后斷電制動(dòng)。（2） 強(qiáng)迫減速開關(guān)：分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過端站換速未減速時(shí)，轎廂上撞塊就觸動(dòng)此開關(guān)，通過電器傳動(dòng)控制裝置，使電動(dòng)機(jī)強(qiáng)迫減速。（3） 限位開關(guān)：當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動(dòng)作，切斷電源并制動(dòng)，強(qiáng)迫停車。（4） 行程極限保護(hù)開關(guān)：當(dāng)限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時(shí)，此開關(guān)動(dòng)作。（5） 急停按鈕：裝于轎廂司機(jī)操縱盤上，發(fā)生異常情況時(shí)，按此按鈕

39、切斷電源，電磁制動(dòng)器制動(dòng)，電梯緊急停車。（6） 廳門開關(guān)：每個(gè)廳門都裝有門鎖開關(guān)。僅當(dāng)廳門關(guān)上才允許電梯啟動(dòng)；在運(yùn)行中如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。（7） 關(guān)門安全開關(guān)：常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門過程中如安全觸板碰到乘客時(shí)，發(fā)出信號(hào)，門電機(jī)停止關(guān)門，反向開門，延時(shí)重新開門，此外還有紅外線開關(guān)等。（8） 超載開關(guān)：當(dāng)超載時(shí)轎底下降開關(guān)動(dòng)作，電梯不能關(guān)門和運(yùn)行。（9） 其它的開關(guān)：安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。3.2.4 電梯技術(shù)發(fā)展情況（1） 電梯的速度要求越來越快，高速、超高速電梯的數(shù)量愈來愈多。（2） 電梯的拖動(dòng)技術(shù)有了較大的發(fā)展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點(diǎn)。逐步被

40、交流電梯所替代，液壓電梯由于運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)房位置靈活等特點(diǎn)，使得在低樓層場(chǎng)合得到愈來愈 廣泛的應(yīng)用。交流拖動(dòng)電梯更是得到迅速的發(fā)展，已由以前的變級(jí)調(diào)速（AC-VP）發(fā)展成為調(diào)壓調(diào)速（AC-VV）及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速（AC-VVVF） ，使得電梯的速度、加速度控制更加符合人們的生理要求，電梯的舒適感大為改善。（3） 電梯的邏輯控制已從過去簡(jiǎn)單的繼電器接觸器控制發(fā)展為可編程序控制器（PLC）和微機(jī)控制，控制方式也從手柄控制、信號(hào)控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等，電梯可靠性得到很大的提高。（4） 電梯的管理功能不斷加強(qiáng)，電梯廣泛采用微機(jī)控制技術(shù)，不斷滿足擁護(hù)的使用功能要求。如緊急停車操作，消防員專用、防

41、搗亂系統(tǒng)等。（5） 智能群控管理得到廣泛應(yīng)用。（6） 機(jī)械傳動(dòng)方面，由于國際上機(jī)構(gòu)加工水平的不斷提高，使斜齒傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)在電梯上的應(yīng)用日益廣泛，已使電梯的傳動(dòng)形式多樣化。3.2.5 電梯發(fā)展展望（1） 結(jié)構(gòu)不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化。隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的發(fā)展，電梯的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進(jìn)化、外觀漂亮化。同時(shí)，無機(jī)房電梯在新世紀(jì)將會(huì)有較大速度發(fā)展。（2） 技術(shù)含量更高，性能更好。電梯行業(yè)技術(shù)發(fā)展非常迅速，幾年前推出的具有先進(jìn)性能、高舒適性的 VVVF 電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置，因?yàn)橛来磐綗o齒輪曳引機(jī)具有更節(jié)能、更潔凈、更安全

42、、更安靜、更經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，所以永磁同步曳引機(jī)逐步成為新型曳引機(jī)的主流；由于永磁技術(shù)的先進(jìn)性，將來很有可能取代 VVVF 技術(shù)。另外，網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控系統(tǒng)以其控制的先進(jìn)性、快速性、準(zhǔn)確性和可靠性亦是電梯的發(fā)展潮流。（3） 安裝更方便、更快捷高效、安全、可重復(fù)使用的無腳手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式，隨著技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。此外，電梯的雙向安全裝置、無底坑、無線控制、綠色環(huán)保安全、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來電梯的重要發(fā)展方向。4.PLC4.PLC 的選擇及其軟件開發(fā)的選擇及其軟件開發(fā)4.1 可編程控制器（PLC）的選型考慮到本次設(shè)

43、計(jì)的電梯系統(tǒng)有六層，且開關(guān)量居多，模擬量較少；對(duì)于開關(guān)量控制為主的系統(tǒng)而言，一般 PLC 的響應(yīng)速度足以滿足控制的要求，在小型 PLC中整體式比模塊式的價(jià)格便宜，體積也小，綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的 FX2N系列 PLC。FX2N 系統(tǒng) PLC 具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：1）FX2N配置靈活，除主機(jī)單元外，還可擴(kuò)展 I/O 模塊，A/D 模塊，D/A模塊和其它特殊功能模塊。2）FX2N指令功能豐富，有各種指令 107 條，且指令執(zhí)行速度快。3）FX2N可用內(nèi)部輔助繼電器 M，狀態(tài)繼電器 S，定時(shí)器 T，寄存器 D，計(jì)數(shù)器 C 的功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要。4）FX2N的編程可

44、用編程器，也可以在 PC 機(jī)上使用三菱公司的專用編程軟件包 MELSOFT 系列的 GX Developer 來進(jìn)行。編程語言可用梯形圖或指令表。尤其是可用 PC 機(jī)對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。4.2交流雙速電梯的主電路圖 4-1 是交流雙速電梯的主電路圖。圖中 M1 為電梯專用型雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)；KM1、KM2 為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯上、下行控制；KM3、KM4為電梯高低速運(yùn)行接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯的高速或者低速運(yùn)行；KM5 為啟動(dòng)加速接觸器；KM6、KM7、KM8 為減速制動(dòng)接觸器，用以調(diào)整電梯制動(dòng)時(shí)的加速度；L1、L2與 R1、R2為串入電動(dòng)機(jī)定子電路中

45、的電抗和電阻，當(dāng) KM1 或者 KM2 與 KM3通電吸合時(shí)，電梯將進(jìn)行上行或下行啟動(dòng)，延時(shí)后 KM5 通電吸合，切除 R1、L1，電梯將轉(zhuǎn)為上行或下行的穩(wěn)速運(yùn)行；當(dāng)電梯接收到停層指令后，KM3 斷電釋放，KM4 通電吸合，電機(jī)轉(zhuǎn)為低速接法，接入阻抗制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上升與下降的低速運(yùn)行，且 KM6-KM8 依次通電吸合，用來控制制動(dòng)過程的強(qiáng)度，提高停車制動(dòng)時(shí)的舒適感；至平層位置時(shí)，接觸全部斷電釋放，抱閘抱死，電梯停止運(yùn)行。圖 4-1 主電路圖4.3 門機(jī)電路、抱閘電路、門鎖及安全運(yùn)行電路圖 4-2 為電梯的門機(jī)、抱閘、門鎖及安全運(yùn)行電路。門電動(dòng)機(jī)為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，可由 KM9、KM10 控制其正反轉(zhuǎn)

46、。KM9 接通時(shí)，電阻 R2 與電動(dòng)機(jī)電樞并聯(lián)，電流由電樞左端流向右端，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)開門，壓下 SQ8 時(shí)，R2 部分被短接，實(shí)現(xiàn)開門調(diào)速。KM10 接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)關(guān)門，并由 SQ9、SQ10 與 R3一起實(shí)現(xiàn)關(guān)門調(diào)速。當(dāng)電梯上下運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)打開，其線圈應(yīng)通電。電梯停止運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)抱死，其線圈應(yīng)斷電。將所有廳、轎門開關(guān)串聯(lián)在一起，控制門鎖繼電器 KA1，實(shí)現(xiàn)全部門關(guān)閉后電梯才能運(yùn)行的控制。將安全窗開關(guān)、安全鉗開關(guān)、限速器開關(guān)、轎內(nèi)急停開關(guān)、上下強(qiáng)迫停止開關(guān)、基站開關(guān)梯開關(guān)以及熱繼電器觸點(diǎn)FR1、FR2 串聯(lián)在一起，構(gòu)成安全回路，控制安全運(yùn)行繼電器 KA2，用 KA2 的觸點(diǎn)控

47、制 PLC 的 RUN 口，只有當(dāng)該 KA2 吸合時(shí)，才允許 PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)。這樣可以節(jié)省 PLC 的輸入口，又可以實(shí)現(xiàn)在多種緊急情況下的立即停車。圖 4-2 門機(jī)、抱閘、門鎖及安全運(yùn)行電路4.4電梯的主要電氣設(shè)備（1）牽引電動(dòng)機(jī) 齒輪牽引機(jī)為電梯的提升機(jī)構(gòu)。主要由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電磁制動(dòng)器（也稱電器包閘） ，減速器牽引輪組成。（2）自動(dòng)門機(jī) 用來完成電梯的開門與關(guān)門。電梯的門分為廳門（每層站一個(gè)）與轎門（只有一個(gè)） 。只有當(dāng)電梯?？吭谀硨诱緯r(shí)，此層廳門才允許開啟（由門機(jī)拖動(dòng)轎門，轎門帶動(dòng)廳門完成） ；也只有當(dāng)廳門，轎門全部關(guān)閉后才允許啟動(dòng)運(yùn)行。（3）層樓指示燈 層樓指示燈也叫層顯，安裝在每

48、層站廳門的上方和轎箱內(nèi)轎門的上方，用以指示電梯的運(yùn)行方向及電梯所處的位置。過去常由低壓燈泡構(gòu)成，現(xiàn)多由 LED 組成，且與呼梯盒做成一體結(jié)構(gòu)。（4）呼梯盒 用以產(chǎn)生呼叫信號(hào)。常安裝在廳門外，離地面一米左右的墻壁上?；九c底站只有一只按鈕，中間層站由上呼叫與下呼叫兩個(gè)按鈕組成。（5）操縱箱 操縱箱安裝在轎箱內(nèi)，供乘客對(duì)電梯發(fā)布動(dòng)作命令。其上面設(shè)有與電梯層站數(shù)相同的內(nèi)選層按鈕。（6）平層及開門裝置 該裝置如圖 4-3 所示。由平層感應(yīng)器及樓層感應(yīng)器組成。上行時(shí)，上磁鐵板先觸發(fā)樓層感應(yīng)器，發(fā)出減速停車信號(hào)，電梯開始減速，至平層感應(yīng)器觸發(fā)時(shí)，發(fā)出開門及停車信號(hào)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，抱閘抱死。下行時(shí)，下磁鐵板出

49、發(fā)樓層感應(yīng)器，發(fā)出減速停車信號(hào)，電梯開始減速，至平層感應(yīng)器觸發(fā)時(shí)，發(fā)出開門及停車信號(hào)。（7）轎廂位置檢測(cè)裝置俗稱選層器，它檢測(cè)電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)，所處位置，及時(shí)向控制系統(tǒng)發(fā)出所需要的信號(hào)。其主要功能是：根據(jù)登記的內(nèi)選與外呼信號(hào)和轎廂的位置關(guān)系，確定運(yùn)行方向；當(dāng)電梯將要到達(dá)所需停站的樓層時(shí)，給曳引電動(dòng)機(jī)減速信號(hào)，使其換速；當(dāng)平層停車后，發(fā)出信號(hào)以消去已應(yīng)答的選層、呼梯信號(hào)，并指示轎廂當(dāng)前位置，選層器種類較多，通常分為三大類，即機(jī)械選層器、繼電器選層器和微機(jī)選層器。其中機(jī)械選層器與繼電器選層器將隨著繼電器控制電梯的逐步淘汰而淘汰。位置檢測(cè)方法主要有如下幾種：（1）用干簧管磁感應(yīng)器或其它位置開關(guān)。這種

50、方法直觀、簡(jiǎn)單，但由于每層需使用一個(gè)磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時(shí)，會(huì)占用 PLC 太多的輸入點(diǎn)。（2）利用穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān)。這種方法需對(duì)磁保開關(guān)的不同狀態(tài)進(jìn)行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，進(jìn)行運(yùn)算時(shí)需采用 PLC 指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。 由于本文是六層電梯的控制故選用感應(yīng)器檢測(cè)轎廂位置。圖 4-3 電梯的平層、停層裝置示意圖4.5輸入輸出設(shè)計(jì)為了便于對(duì)電梯的工作原理及 PLC 系統(tǒng)進(jìn)行分析，現(xiàn)列出電梯所用電器元件表。表 4-1 電梯電氣元件表元件符號(hào)名稱及作用元件符號(hào) 名稱及作用KM1上行接觸器1HL-5HL1-5 層層樓指示燈KM2下行接觸器6HL-7HL

51、上行、下行指示燈KM3高速接觸器HL81 樓外呼記憶燈KM4低速接觸器HL92 樓上呼記憶燈KM5啟動(dòng)加速接觸器HL102 樓下呼記憶燈KM6-KM8制動(dòng)減速接觸器HL113 樓上呼記憶燈KM9開門接觸器HL123 樓下呼記憶燈KM10關(guān)門接觸器HL134 樓上呼記憶燈SQ5基站開關(guān)HL144 樓下呼記憶燈SQ6開門到位開關(guān)HL155 樓下呼記憶燈SQ7關(guān)門到位開關(guān)1KR5KR各樓層感應(yīng)器SQ8開門調(diào)速開關(guān)6KR上平層感應(yīng)器SQ9、SQ10關(guān)門調(diào)速開關(guān)7KR下平層感應(yīng)器SQ11-SQ161-6 樓廳門鎖開關(guān)1SB14SB11-4 樓上行外呼按鈕SQ17上限位開關(guān)2SB25SB22-5 樓下行外

52、呼按鈕SQ18下限位開關(guān)SB1開門按鈕SQ19上行強(qiáng)迫停止開關(guān)SB2關(guān)門按鈕SQ20下行強(qiáng)迫停止開關(guān)SB3上行啟動(dòng)按鈕SQ1安全窗開關(guān)SB4下行啟動(dòng)按鈕SQ2安全鉗開關(guān)SB5-SB101-6 樓層內(nèi)選層按鈕SQ3限速器開關(guān)SA1運(yùn)行狀態(tài)選擇鑰匙開關(guān)SQ4轎內(nèi)急停開關(guān)SA2基站開關(guān)梯鑰匙開關(guān)SQ16轎門關(guān)閉到位開關(guān)SQ電源開關(guān)8KR關(guān)門感應(yīng)器HL165 樓上呼記憶燈HL176 樓下呼記憶燈KA1門鎖開關(guān)KA2安全運(yùn)行按鈕SA1-1自動(dòng)運(yùn)行按鈕1SB11 樓上呼按鈕6SB26 樓下呼按鈕2SB12 樓上呼按鈕2SB22 樓下呼按鈕3SB13 樓上呼按鈕3SB23 樓下呼按鈕4SB14 樓上呼按鈕4

53、SB24 樓下呼按鈕5SB15 樓上呼按鈕5SB25 樓下呼按鈕HL186 層層樓指示燈HL196 層內(nèi)選記憶燈綜合考慮輸入輸出要求，估計(jì)需要 PLC 輸入輸出點(diǎn) 73 左右。因此，采用三菱 FX2N-80 可編程控制器完成本次設(shè)計(jì)。其輸入輸出接口電路如圖 4-4 所示。圖 4-4 I/O 接線圖4.5.1算法說明程序的基本控制流程如圖 4-5 所示。 （其中不包括檢修及司機(jī)開關(guān)電梯環(huán)節(jié)，只是電梯運(yùn)行的基本流程圖） 。 圖 4-5 程序基本流程圖4.5.2 程序中相關(guān)中間繼電器的說明 表 4-2 程序中間繼電器元件符號(hào)名稱及作用元件符號(hào)名稱及作用M100開門輔助繼電器M1301 層上行輔助繼電

54、器M101關(guān)門輔助繼電器M1312 層上行輔助繼電器M102自動(dòng)運(yùn)行時(shí)開門禁止M1322 層下行輔助繼電器M103定上行輔助繼電器M1333 層上行輔助繼電器M104定下行輔助繼電器M1343 層下行輔助繼電器M105停車輔助繼電器M1354 層上行輔助繼電器M106制動(dòng)過程輔助繼電器M1364 層下行輔助繼電器M107停層輔助繼電器M1375 層下行輔助繼電器M1101 樓樓層信號(hào)輔助繼電器M141上平層感應(yīng)輔助繼電器M1112 樓樓層信號(hào)輔助繼電器M142下平層感應(yīng)輔助繼電器M1123 樓樓層信號(hào)輔助繼電器M143、M144上行輔助繼電器M1134 樓樓層信號(hào)輔助繼電器M145、M146下

55、行輔助繼電器M1145 樓樓層信號(hào)輔助繼電器M1501 樓停車輔助繼電器M120內(nèi)選 1 層輔助繼電器M1512 樓停車輔助繼電器M121內(nèi)選 2 層輔助繼電器M1523 樓停車輔助繼電器M122內(nèi)選 3 層輔助繼電器M1534 樓停車輔助繼電器M123內(nèi)選 4 層輔助繼電器M1545 樓停車輔助繼電器M124內(nèi)選 5 層輔助繼電器T50停層時(shí)間計(jì)時(shí)T51 啟動(dòng)延時(shí)T52-T54減速延時(shí)M140平層開門M1156 樓樓層信號(hào)輔助繼電器M125內(nèi)選 6 層輔助繼電器M1605 層上行輔助繼電器M1616 層下行輔助繼電器M1556 樓停車輔助繼電器4.6 梯形圖的設(shè)計(jì)梯形圖的設(shè)計(jì)可以分成幾個(gè)環(huán)節(jié)

56、進(jìn)行，然后再將這些環(huán)節(jié)組合在一起形成完整的梯形圖。1. 開關(guān)門環(huán)節(jié)電梯的開關(guān)門，存在以下幾種情況：（1） 電梯投入運(yùn)行前的開門。此時(shí)電梯位于基站，將開關(guān)梯鑰匙插入 SA2 內(nèi)旋轉(zhuǎn)至開梯位置，則電梯應(yīng)自動(dòng)開門。乘客或司機(jī)進(jìn)入轎廂，選層后電梯自動(dòng)運(yùn)行。（2） 電梯檢修時(shí)的開關(guān)門。檢修狀態(tài)下，開關(guān)門均為手動(dòng)狀態(tài)，由開關(guān)門按鈕SB1、SB2 實(shí)施開門與關(guān)門。（3） 電梯自動(dòng)運(yùn)行停層時(shí)的開門。電梯在平層時(shí)至平層位置，M140 接通，電梯應(yīng)開始開門。（4） 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(cè)，自動(dòng)發(fā)送重新開門信號(hào)

57、，已達(dá)到重新開門的目的。（5） 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，電梯將停靠在該層站待命，電梯將首先開門，以滿足用梯的要求。若其他層站有人呼梯，電梯將首先定向，并啟動(dòng)運(yùn)行，到達(dá)呼梯樓層時(shí)再開門，此時(shí)的開門按停層開門處理。 （6） 電梯停后的關(guān)門。此時(shí)電梯到達(dá)基站，司機(jī)或乘客離開轎廂，電梯自動(dòng)關(guān)門，司機(jī)將開、關(guān)梯鑰匙插入 SA2，旋轉(zhuǎn)到關(guān)梯位置，電梯的安全回路被切斷，PLC 停止運(yùn)行，電梯被關(guān)閉。（7） 電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的關(guān)門。停站時(shí)間繼電器 T50 延時(shí)結(jié)束時(shí)，電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門。停站時(shí)間未到時(shí)，可通過關(guān)門按鈕實(shí)現(xiàn)提前關(guān)門。2. 層樓信號(hào)的產(chǎn)生與清除環(huán)節(jié) 當(dāng)電梯位于某一層時(shí)，指層感

58、應(yīng)器產(chǎn)生樓層信號(hào)，以控制指層燈的狀態(tài)，離開該層時(shí)，該樓層信號(hào)應(yīng)被新的樓層信號(hào)所取代。3停層信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié) 乘客或司機(jī)通過對(duì)轎廂內(nèi)操作盤上 1-6 層選層按鈕的操作，可以選擇欲去的樓層。選層信號(hào)被登記后，選層按鈕下的指示燈亮。當(dāng)電梯到達(dá)所選的樓層后，停層信號(hào)即被消除，指示燈也應(yīng)熄滅。4外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié) 乘客或司機(jī)在廳門外呼梯時(shí)，呼梯信號(hào)應(yīng)被接收和記憶。當(dāng)電梯到達(dá)該層，且定向方向與目的地方向一致時(shí)（基層和頂層除外） ，呼梯要求已滿足，呼梯信號(hào)應(yīng)被消除。按下外呼按鈕時(shí)，相對(duì)應(yīng)的外呼輔助繼電器接通，外呼鈕下的指示燈亮，表示呼梯要求已被電梯接收并記憶。該信號(hào)的消除環(huán)節(jié)是由當(dāng)層信號(hào)的動(dòng)斷觸點(diǎn)

59、與運(yùn)行方向的動(dòng)斷并聯(lián)構(gòu)成的（M103 為上行輔助繼電器，M104 為下行輔助繼電器） 。這樣可以使電梯運(yùn)行方向與呼梯目的方向一致且到達(dá)呼梯樓層時(shí)，電梯將停止，呼梯要求已滿足，呼梯信號(hào)被消除。電梯的運(yùn)行方向與呼梯目的方向相反時(shí)，如電梯從一樓向上運(yùn)行，而呼梯要求從二樓向下，若有去三樓以上的內(nèi)選層要求及外呼梯要求，電梯到達(dá)二樓時(shí)不停梯，呼梯要求沒有滿足，呼梯信號(hào)不能消除；若三樓以上無用梯要求，電梯將停在二樓，但呼梯信號(hào)不能立即消除，待乘客進(jìn)入轎廂選層后，電梯定向下，則二樓下呼梯信號(hào)已滿足，呼梯信號(hào)被消除。5電梯的定向環(huán)節(jié) 在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，電梯應(yīng)首先確定運(yùn)行方向，也即定向。電梯的定向只有兩種情況，即

60、上行和下行。電梯處于待命狀態(tài)，接受到內(nèi)選和外呼信號(hào)時(shí)，應(yīng)將電梯所處的位置與內(nèi)選和外呼信號(hào)進(jìn)行比較，確定是上行還是下行。一旦電梯定向后，內(nèi)選與外呼對(duì)電梯進(jìn)行順向運(yùn)行的要求沒有滿足的情況下，定向信號(hào)不能消除。檢修狀態(tài)下運(yùn)行方向直接由上行和下行啟動(dòng)按鈕確定，不需定向。梯形圖中 M103 及 M104 分別為定上行及定下行輔助繼電器，它們線圈的工作條件觸電塊由內(nèi)外呼信號(hào)及電梯位置信號(hào)組成。M103 及 M104 在電梯上行及下行的全過程中，存在不能全程接通的情況，如上行至 6 樓時(shí)，一旦 6 樓層樓繼電器 M115 接通時(shí)，M103 則立即斷開，而此時(shí)的電梯仍處于上行狀態(tài)，至 6 樓平層位置時(shí)才能停止