基于PLC的施工升降機(jī)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、題目：基于PLC的施工電梯控制系統(tǒng)設(shè)計摘要施工升降機(jī)是施工中不可缺少的機(jī)械設(shè)備之一。電梯作為現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，與人們的生活息息相關(guān)。隨著人們對電梯運(yùn)行安全性、效率性和舒適性要求的不斷提高，電梯發(fā)展迅速。其拖動技術(shù)已發(fā)展到調(diào)頻、調(diào)壓、調(diào)速，其邏輯控制也由PLC控制，而不是原來的繼電器控制。電梯采用PLC控制，通過軟件實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行的自動控制，可靠性大大提高。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部電路簡化，控制功能可方便地增加或改變，還可以進(jìn)行故障自動檢測和報警顯示，提高了運(yùn)行安全性，便于維護(hù)。電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是節(jié)約用電、改善工藝流程、提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善環(huán)境、促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的主要手段。變頻器調(diào)速以其優(yōu)良

2、的調(diào)速性能、啟動和制動性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果、適用范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn)，被國外公認(rèn)為最有前途的調(diào)速方式。因此，PLC控制技術(shù)加變頻器調(diào)速技術(shù)成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的熱點(diǎn)。本設(shè)計考慮到電梯在施工現(xiàn)場的實(shí)際運(yùn)行功能，所設(shè)計的控制系統(tǒng)針對的是四層電梯。由變頻器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的驅(qū)動調(diào)速，PLC與調(diào)速驅(qū)動裝置相結(jié)合，組成PLC綜合控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的各種控制功能，提高了電梯的運(yùn)行速度。電梯的運(yùn)行。可靠性，降低故障率。關(guān)鍵詞：電梯； PLC控制；變頻調(diào)速；頻率轉(zhuǎn)換器目次 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc358800944 摘要 PAGEREF _Toc

3、358800944 h 一 HYPERLINK l _Toc358800945 摘要 PAGEREF _Toc358800945 h 二_ HYPERLINK l _Toc358800946 1緒論 PAGEREF _Toc358800946 h 1 HYPERLINK l _Toc358800947 1.1 本主題設(shè)計的背景 PAGEREF _Toc358800947 h 1 HYPERLINK l _Toc358800948 1.2 本項目設(shè)計內(nèi)容 PAGEREF _Toc358800948 h 2 HYPERLINK l _Toc358800949 1.3 本項目設(shè)計的目的和意義 PAG

4、EREF _Toc358800949 h 3 HYPERLINK l _Toc358800950 2確定系統(tǒng)設(shè)計方案 PAGEREF _Toc358800950 h 3 HYPERLINK l _Toc358800951 2.1 電梯繼電器控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc358800951 h 4 HYPERLINK l _Toc358800952 2.1.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)勢 PAGEREF _Toc358800952 h 4 HYPERLINK l _Toc358800953 2.1.2 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題 PAGEREF _Toc358800953 h 4 HYPER

5、LINK l _Toc358800954 2.2 PLC控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc358800954 h 5 HYPERLINK l _Toc358800955 2.3 變頻調(diào)速電梯特點(diǎn) PAGEREF _Toc358800955 h 6 HYPERLINK l _Toc358800956 2.4 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 PAGEREF _Toc358800956 h 6 HYPERLINK l _Toc358800957 3系統(tǒng)硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc358800957 h 7 HYPERLINK l _Toc358800958 3.1 PLC PAGEREF _Toc3588

6、00958 h 7的選型 HYPERLINK l _Toc358800959 3.2 PLC PAGEREF _Toc358800959 h 11的CPU選型 HYPERLINK l _Toc358800960 3.3 PLC系統(tǒng)配置 PAGEREF _Toc358800960 h 11 HYPERLINK l _Toc358800961 3.4 變頻器選型 PAGEREF _Toc358800961 h 12 HYPERLINK l _Toc358800962 3.5 變頻器調(diào)速方式的確定 PAGEREF _Toc358800962 h 17 HYPERLINK l _Toc35880096

7、3 3.6 電梯的主要組成部分 PAGEREF _Toc358800963 h 17 HYPERLINK l _Toc358800964 3.7 I/O 點(diǎn)的估計 PAGEREF _Toc358800964 h 19 HYPERLINK l _Toc358800965 4系統(tǒng)軟件開發(fā) PAGEREF _Toc358800965 h 22 HYPERLINK l _Toc358800966 4.1 電梯的三種工作狀態(tài) PAGEREF _Toc358800966 h 22 HYPERLINK l _Toc358800967 4.1.1 電梯自檢狀態(tài) PAGEREF _Toc358800967 h

8、22 HYPERLINK l _Toc358800968 4.1.2 電梯正常工作狀態(tài) PAGEREF _Toc358800968 h 22 HYPERLINK l _Toc358800969 4.1.3 電梯強(qiáng)制工作狀態(tài) PAGEREF _Toc358800969 h 23 HYPERLINK l _Toc358800970 4.2 軟件設(shè)計特點(diǎn) PAGEREF _Toc358800970 h 23 HYPERLINK l _Toc358800971 4.3 系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程 PAGEREF _Toc358800971 h 25 HYPERLINK l _Toc358800972 5結(jié)論

9、PAGEREF _Toc358800972 h 38 HYPERLINK l _Toc358800973 至 PAGEREF _Toc358800973 h 39 HYPERLINK l _Toc358800974 參考40_ _ PAGEREF _Toc358800974 h 1 簡介隨著工廠自動化程度的提高，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC）在工廠中的應(yīng)用越來越廣泛，幾乎涉及到工廠的各個環(huán)節(jié)，包括供電、生產(chǎn)、物料管理、運(yùn)輸?shù)?。還有很多。本文的目的是通過實(shí)現(xiàn)一個典型的施工電梯控制系統(tǒng)實(shí)例來論證PLC在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用。同時，這種典型應(yīng)用

10、只需稍作改動即可擴(kuò)展到其他控制系統(tǒng)。采用可編程控制器實(shí)現(xiàn)電梯控制，對于提高電梯運(yùn)行穩(wěn)定性、降低電梯控制系統(tǒng)成本、縮短電梯系統(tǒng)開發(fā)周期具有現(xiàn)實(shí)意義。通過本課題的研究，可以在一定程度上推動電梯即電梯相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動化行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論意義。1.1項目設(shè)計背景1968年，為適應(yīng)市場需求，適應(yīng)汽車生產(chǎn)技術(shù)不斷更新?lián)Q代的需要，美國最大的汽車制造商通用汽車公司將汽車的生產(chǎn)方式從大批量、少品種改為小批量、多品種。品種。因此，要解決因汽車不斷改裝而導(dǎo)致汽車裝配線上各種繼電器的控制電路重新設(shè)計的問題，必須尋求比繼電器更可靠、響應(yīng)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

11、應(yīng)運(yùn)而生。 1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺可編程控制器。此后，PLC一直活躍在控制領(lǐng)域。而且它的影響越來越大，應(yīng)用越來越廣泛 1 。1970年代后期，隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)的飛速發(fā)展，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC）從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制和生產(chǎn)過程控制領(lǐng)域，真正成為一種電子計算機(jī)。工業(yè)控制設(shè)備，所以稱為可編程控制器（programmable controller 簡稱PC）。但是，由于PC容易與個人計算機(jī)（可編程計算機(jī)）混淆，人們?nèi)匀涣?xí)慣于使用PLC作為可編程控制器的簡稱。1985年，國際電工委員會（IEC）對

12、PLC的定義如下：可編程控制器是一種執(zhí)行數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的工業(yè)控制器。存儲器用于存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬輸入輸出控制各類機(jī)械的生產(chǎn)過程。PLC是從繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，因此在數(shù)學(xué)處理和順序控制方面具有一定的優(yōu)勢。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩個作用：1）邏輯運(yùn)算； 2）弱電流控制強(qiáng)電流。 PLC是一種集自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的新型工業(yè)控制設(shè)備。已躍居工業(yè)自動化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）之首。它是在集成電路和計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。具有：1）可靠性

13、高，抗干擾能力強(qiáng)； 2）設(shè)計安裝方便，維護(hù)工作量少； 3）功能強(qiáng)大，通用性好； 4）開發(fā)周期短，成功率高； 5）體積小重量輕、功耗低等特點(diǎn)。具有功能強(qiáng)大、可靠性高、配置靈活、使用方便、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。已廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。與繼電器-接觸器系統(tǒng)相比，系統(tǒng)更可靠；占空比繼電器-接觸器控制系統(tǒng)?。粌r格可與繼電器-接觸器控制系統(tǒng)相媲美；易于在現(xiàn)場更改程序；易于使用、維護(hù)和維修；可直接推動電磁閥、接觸器及等效執(zhí)行器；可以向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)致數(shù)據(jù)；可以直接將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)處理系統(tǒng)2 。因此，電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計可以促進(jìn)電梯行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動

14、控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究價值。1.2 本項目設(shè)計內(nèi)容施工升降機(jī)是施工中不可缺少的機(jī)械設(shè)備之一。我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展對施工升降機(jī)的性能提出了更高的要求6 ，各種新型施工升降機(jī)的開發(fā)成為當(dāng)前工程機(jī)械行業(yè)的熱點(diǎn)之一。本課題分別對施工升降機(jī)的總體方案、選型、結(jié)構(gòu)、驅(qū)動裝置和安全裝置進(jìn)行了設(shè)計研究，包括：1）電梯類型的選擇。綜合電梯的種類及其特點(diǎn)和要求，本課題主要研究四層電梯的上下控制、開關(guān)門的控制、外召的控制。2）硬件系統(tǒng)的設(shè)計。本項目設(shè)計的電梯要求運(yùn)行速度快，精度高。電梯各層檢測系統(tǒng)均選用檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性好，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制的接近傳感器。使用傳感器的開關(guān)。量信號輸入

15、PLC，實(shí)現(xiàn)PLC對電梯的控制。由于本課題的具體要求，在硬件系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要考慮電梯的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和穩(wěn)定性的需求。3）電梯控制系統(tǒng)軟件設(shè)計。在本設(shè)計中，選擇了最常用的 PLC 編程語言梯形圖。梯形圖的編程可以直觀、清晰地設(shè)計機(jī)械手控制的要求。1.3 本項目設(shè)計的目的和意義隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了快速發(fā)展。隨著人們對電梯運(yùn)行的安全性、效率和舒適性要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展。其驅(qū)動技術(shù)已發(fā)展到調(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。PLC以其穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、易學(xué)易用、功能強(qiáng)大、使用方便等優(yōu)點(diǎn)成為應(yīng)用最廣泛、應(yīng)用

16、最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代工業(yè)的主要支柱之一。自動化。電梯控制需要方便的設(shè)備接入、與系統(tǒng)配置相對應(yīng)的簡單編程、人性化的人機(jī)界面和應(yīng)用程序庫，以加快編程和調(diào)試。通過PLC程序設(shè)計，提高了電梯的控制水平，提高了電梯運(yùn)行的舒適度。因此，PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，具有實(shí)用價值1 。2 系統(tǒng)設(shè)計方案的確定升降機(jī)是一種以電動機(jī)為動力的垂直升降機(jī)，裝有箱形吊艙，用于多層建筑中的機(jī)械設(shè)備載人或載貨。隨著城市的發(fā)展和高層建筑的增多，電梯的應(yīng)用越來越廣泛，分類也越來越多。根據(jù)電梯的用途，可分為以下幾類1 ：1）乘客，為運(yùn)送乘客而設(shè)計的電梯，需要完善的安全設(shè)施和一定的房間裝飾。2）載貨電梯，主要

17、設(shè)計用于運(yùn)輸貨物，通常配有電梯。3）觀光電梯，有透明墻壁，供乘客觀光的電梯。4）車輛升降機(jī)，用作運(yùn)輸車輛的升降機(jī)。5）船舶升降機(jī)，船上使用的升降機(jī)。6) 建筑施工升降機(jī)、建筑施工和維修用升降機(jī)。7）其他類型的電梯，除上述常用電梯外，還有一些專用電梯，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防電梯等。本次設(shè)計的主題是施工現(xiàn)場的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計。以四層建筑工地升降機(jī)為例，主要用于建筑施工和維修。2.1 升下降繼電器控制系統(tǒng)電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的安全性和可靠性。很容易造成電梯停車，會給乘客帶來很多不便和干擾。如果電梯撞到頂部或底部，不僅會導(dǎo)致電梯機(jī)械部件損壞，甚至可能發(fā)生人

18、身事故。2.1.1 升下降繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1）所有控制功能和信號處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，電路直觀，易于理解和掌握，適合一般技術(shù)人員和熟練工人掌握。2）系統(tǒng)的維護(hù)、修理和故障檢查不需要較高的技術(shù)和專用工具儀器。3）電器大多是常用的控制電器，更換方便，價格便宜。4）我國生產(chǎn)此類升降機(jī)多年，技術(shù)成熟，形成了系列產(chǎn)品，技術(shù)資料和圖紙齊全，熟悉和掌握的人很多。2.1.2電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題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)常導(dǎo)致電梯停機(jī)，給乘客帶來不便和擔(dān)心。此外，一旦升降機(jī)到達(dá)頂部或下蹲，不僅會損壞升降機(jī)的機(jī)械部件，還可能發(fā)生人身事故3 。1）系統(tǒng)觸點(diǎn)多，接線復(fù)雜，觸

19、點(diǎn)容易燒壞磨損，導(dǎo)致接觸不良，故故障率高。2）普通控制電器和硬件接線方式難以實(shí)現(xiàn)更復(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)和觸點(diǎn)動作速度較慢，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，能耗高，機(jī)械動作噪音大。5）由于線路復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障，因此維護(hù)維修工作量大，成本高；且故障排查困難，費(fèi)時費(fèi)力?？傊娞堇^電器控制系統(tǒng)今天很少使用。2.2 PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高、使用維護(hù)方便、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)，PLC控制系統(tǒng)受到人們的高度重視，成為電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。PLC是專門從事

20、邏輯控制的微機(jī)系統(tǒng)。由于PLC具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計配置靈活等特點(diǎn)，因此在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。自1980年代末PLC引入我國電梯行業(yè)以來，由PLC組成的電梯控制系統(tǒng)已被眾多電梯生產(chǎn)廠家廣泛采用。并形成了一系列定型產(chǎn)品。在傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的改造項目中，PLC系統(tǒng)一直是主流的控制系統(tǒng)。電梯控制系統(tǒng)分為速度調(diào)節(jié)部分和邏輯控制部分。速度控制部分的性能對電梯運(yùn)行和乘客的舒適度有重要影響，而邏輯控制部分是電梯安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。為了提高電梯的舒適性和運(yùn)行可靠性，現(xiàn)在采用PLC控制電梯的運(yùn)行，大大提高了電梯的性能。PLC是基于微處理器開發(fā)，集計算機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)于一體的新一代工業(yè)控制器。具

21、有可靠性高、適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場高溫、沖擊、振動等惡劣環(huán)境的特點(diǎn)。它已成為解決自動控制問題最有效的工具，是當(dāng)前先進(jìn)工業(yè)自動化的三大支柱之一。電梯控制系統(tǒng)由兩部分組成：速度調(diào)節(jié)部分和邏輯控制部分。速度調(diào)節(jié)部分影響電梯運(yùn)行時乘客的舒適度，而邏輯控制部分則對電梯運(yùn)行時的安全可靠起到關(guān)鍵作用。 PLC在電梯控制中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在其邏輯開關(guān)控制功能上。由于PLC具有邏輯運(yùn)算、計數(shù)、定時、數(shù)據(jù)輸入輸出等功能，在電梯控制過程中，PLC可以通過各種邏輯開關(guān)很好地控制。結(jié)合起來，很好地實(shí)現(xiàn)了電梯的控制。優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：1）從控制方式上看：電氣控制是硬接線的。邏輯一旦確定，就很難改變邏輯或增加功能；而對于PLC軟

22、接線，只需更改控制程序即可輕松更改邏輯或添加功能。2）工作方式上：電氣控制并聯(lián)工作，PLC串聯(lián)工作，不受限制。3）從控制速度上看：電器控制速度慢，觸點(diǎn)容易抖動；而PLC由半導(dǎo)體控制，速度非常快，無接觸，無振動。4）定時計數(shù)：電控定時精度不高，易受環(huán)境溫度變化影響，無計數(shù)功能； PLC時鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，時序范圍廣；有計數(shù)功能。5）可靠性和維護(hù)性：電氣控制觸點(diǎn)多，會造成機(jī)械磨損和電弧燒傷，以及接線多，可靠性和維護(hù)性能差； PLC無觸點(diǎn)，壽命長，具有自診斷功能，監(jiān)控程序執(zhí)行情況。功能、現(xiàn)場調(diào)試、維護(hù)方便。2.3變頻調(diào)速電梯的特點(diǎn)隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，交流變

23、頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。電機(jī)交流變頻技術(shù)是一種節(jié)約用電、改進(jìn)工藝流程、改善產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境、促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)良的調(diào)速性能、穩(wěn)定的啟動和制動性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果、適用范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn)，被國外公認(rèn)為最有發(fā)展前景的調(diào)速方式。 7 。1）變頻調(diào)速電梯采用異步電動機(jī)，與同容量的直流電動機(jī)相比，具有體積小、占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、可靠性高、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。2）變頻調(diào)速電源采用先進(jìn)的SPWM技術(shù)SVPWM技術(shù)，顯著提高了電梯的運(yùn)行質(zhì)量和性能；調(diào)速幅度大、控制精度高、動態(tài)性能好、舒適、安靜、快速，已逐漸取代直流電機(jī)調(diào)速。3）變頻調(diào)速電梯采用先進(jìn)的SPWM和SVPWM技

24、術(shù)，顯著提高電機(jī)供電質(zhì)量，減少諧波，提高效率和功率因數(shù)，節(jié)能顯著2.4 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟在電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中，主要考慮以下幾點(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。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輸入輸出點(diǎn)，編制輸入輸出分配表或輸入輸出端子接線圖。5）設(shè)計電梯系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖程序，是整個電梯系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。6）將程序輸入PLC進(jìn)

25、行軟件測試，發(fā)現(xiàn)錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計電梯系統(tǒng)硬件系統(tǒng)的設(shè)計是本次設(shè)計的基礎(chǔ)，包括PLC的選型、 I/O口的確定與分配、變頻器的選型與參數(shù)設(shè)置。3.1 PLC的選擇可用于工程應(yīng)用的PLC型號有很多，如三菱的FX系列、歐姆龍的C系列、西門子等，它們的功能相似，在工程應(yīng)用中各有優(yōu)勢。至于選擇哪種機(jī)型，需要根據(jù)自己的設(shè)計需求和應(yīng)用水平而定。因?yàn)楦鶕?jù)轎廂樓層位置檢測方法，要求可編程控制器必須有一個高計數(shù)計數(shù)器。而且由于電梯是雙向運(yùn)行的，PLC還需要有一個可逆計數(shù)器。就這款四層電梯的設(shè)計而言，以上三種機(jī)型都可以接受，但根據(jù)市場實(shí)際情況，本次設(shè)計采用西門子SIMATIC S7-300系

26、列PLC機(jī)型9 。SIMATIC S7系列PLC是西門子在S5系列PLC的基礎(chǔ)上，于1995年陸續(xù)推出的一種性能價格比都比較高的PLC系統(tǒng)。其中，較小的是SIMATIC S7-200系列，最小配置8個DI/6DO，可擴(kuò)展2到7個模塊，最大I/O點(diǎn)數(shù)64DI/DO、12AI/4AO；中小型的是SIMATIC S7-300系列；有 S7-400 系列適用于中高端性能。 SIMATIC S7 系列 PLC 采用模塊化、無排氣扇結(jié)構(gòu)、用戶易于掌握的特點(diǎn)，使 S7 系列 PLC 成為各種中小型性能要求和大規(guī)模應(yīng)用的首選8 。SIMATIC S7-300 的大量功能可以支持和協(xié)助用戶進(jìn)行編程、啟動和維護(hù)。

27、主要功能如下：1) 高速指令處理0.1 到 0.6 的指令處理時間在中等到低性能要求的范圍內(nèi)開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。2）人機(jī)界面S7-300操作系統(tǒng)中集成了便捷的人機(jī)界面服務(wù)，大大降低了人機(jī)對話的編程要求。3) 診斷功能CPU 的智能診斷系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件。4) 密碼保護(hù)多級密碼保護(hù)內(nèi)容用戶高度有效地保護(hù)他們的技術(shù)免受未經(jīng)授權(quán)的復(fù)制和修改。5) 操作模式選擇開關(guān)操作模式選擇開關(guān)可以像鑰匙一樣拔出，拔出鑰匙時不能改變操作模式。這可以防止非法刪除或重寫用戶程序。6) 用戶友好的參數(shù)分配具有標(biāo)準(zhǔn)用戶界面的軟件工具可為所有模塊分配參數(shù)，從而節(jié)省入職和培訓(xùn)成本。7) 浮點(diǎn)

28、運(yùn)算使用此功能可以有效地實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算。SIMATIC S7-300系列PLC是模塊化的中小型PLC系統(tǒng)，可滿足中等性能要求的應(yīng)用，模塊化、無排氣扇結(jié)構(gòu)、易于實(shí)現(xiàn)配電、易于掌握等特點(diǎn)使S7-300各種小型到中型的性能要求為控制任務(wù)提供方便且經(jīng)濟(jì)的解決方案。 SIMATIC S7-300應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，主要包括：紡織機(jī)械、各種機(jī)床、通用機(jī)械工程應(yīng)用、電氣制造業(yè)及相關(guān)行業(yè)。多種性能不斷提升的CPU，豐富的I/O擴(kuò)展模塊，功能眾多，方便用戶完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。隨著任務(wù)規(guī)模的擴(kuò)大和變得更加復(fù)雜，PLC 可以隨時通過接口模塊進(jìn)行擴(kuò)展。 S7-300 是模塊化組合結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同的應(yīng)用對象，

29、可選擇不同型號、不同數(shù)量的模塊，這些模塊可以安裝在同一個機(jī)架（導(dǎo)軌）上，也可以安裝在多個機(jī)架上。除電源模塊、CPU 模塊和接口模塊外，一個機(jī)架上最多可安裝 8 個信號模塊或功能模塊。CPU314/315/315-2DP最多可擴(kuò)展4個機(jī)架，IM360/IM361接口模塊將S7-300背板總線從一個機(jī)架連接到下一個機(jī)架，SIMATIC S7-300系列PLC為模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，廣泛的組合和擴(kuò)展可能在各個單獨(dú)的模塊之間。其系統(tǒng)組成如圖2.1所示。其主要部件有導(dǎo)軌（RACK）、電源模塊（PS）、中央處理器模塊（CPU）、接口模塊（IM）、信號模塊（SM）、功能模塊（FM）等。通過MPI網(wǎng)絡(luò)接口直接與編程

30、器PG、操作面板OP等S7PLC相連。圖 3.1 S7-300 系列 PLC 系統(tǒng)框圖S7-300系列PLC模塊性能介紹1) CPU 模塊S7-300有CPU312 IFM、CPU313、CPU314、CPU314 IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等8種不同的中央處理器可供選擇。 CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP均具有現(xiàn)場總線擴(kuò)展功能。 CPU 使用梯形圖 LAD、功能塊 FBD 或語句列表 STL 進(jìn)行編程。2) 信號模塊 數(shù)字輸入模塊數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場過程致的數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換為S7-300部分的信號電平。數(shù)字

31、輸入模塊有直流輸入模式和交流輸入模式。對于現(xiàn)場輸入元件，只需要開關(guān)觸點(diǎn)。輸入信號進(jìn)入模塊后，一般經(jīng)過光電隔離和濾波，然后由CPU送入輸入緩沖器進(jìn)行采樣。在采樣過程中，信號通過背板總線進(jìn)入輸入圖像區(qū)域。開關(guān)量輸入模塊SM321有四種模塊可供選擇，分別是直流16點(diǎn)輸入、直流32點(diǎn)輸入、交流16點(diǎn)輸入、交流8點(diǎn)輸入模塊。 數(shù)字輸出模塊數(shù)字量輸出模塊SM322將S7-300部分的信號電平轉(zhuǎn)換成工藝所需的外部信號電平，可直接用于驅(qū)動電磁閥、接觸器、小型電機(jī)、燈具和電機(jī)啟動器。晶體管輸出模塊只能承載直流負(fù)載，屬于直流輸出模塊；晶閘管輸出方式屬于交流輸出模塊；繼電器觸點(diǎn)輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊。

32、在響應(yīng)速度方面，晶體管響應(yīng)最快，繼電器響應(yīng)最慢；從安全隔離效果和應(yīng)用靈活性的角度來看，繼電器觸點(diǎn)輸出型是最好的。 模擬量輸入模塊SM331主要由A/D轉(zhuǎn)換部分、模擬開關(guān)、補(bǔ)償電路、恒流源、光電隔離部分、邏輯電路等組成。 A/D 轉(zhuǎn)換部分是模塊的核心。轉(zhuǎn)換原理采用積分法。被測模擬量的精度是設(shè)定積分時間的正函數(shù)，即積分時間越長，測量值的精度越高。 SM331可選擇2.5ms、16.7ms、20ms、100ms四種等級的積分時間，對應(yīng)的位精度為8、12、14位。 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊SM332目前有3種規(guī)格型號，分別是4AO12位模塊、2AO12位模塊和4AO16位模塊，分別是4通道12位模

33、擬量輸出模塊和2通道12位模塊位模擬輸出模塊。模塊，4 通道 16 位模擬量輸出模塊。SM332可以輸出電壓或電流。輸出電壓時，有兩種方式連接負(fù)載：2線制回路和4線制回路。使用 4 線環(huán)路可以獲得相對較高的輸出精度。3) PS307 電源模塊PS307是西門子專門為S7-300設(shè)計的24VDC電源。 PS307系列模塊除了輸出額定電流不同（有2A、三、5A三）外，工作原理和各種參數(shù)基本相同。10APS307可以安裝在S7-300的專用導(dǎo)軌上，除了給S7-300 CPU供電外，還可以給I/O模塊提供負(fù)載電源。4) 接口模塊（IM）接口模塊 (IM360/361) 用于在機(jī)架之間傳遞總線。 IMS

34、接口代表致，IMR接口代表接收。接口模板必須安裝在特定插槽中。5) 通訊處理器模塊CP340/CP341通信處理模塊用于建立點(diǎn)對點(diǎn)低速連接，最大傳輸速率為19.2kbps。共有三種通訊接口：RS -232C、20mA（TTY）和RS-422/RS-485，有多種通訊協(xié)議可供選擇。3.2 PLC的CPU選型S7-300有CPU312 IFM、CPU313、CPU314、CPU314 IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等8種不同的中央處理器可供選擇。在本設(shè)計中，選擇了CPU 312 IFM ，這是一款緊湊型 CPU，用于需要高處理速度的應(yīng)用。集成數(shù)字輸

35、入/輸出支持直接連接過程。這適用于電梯的速度控制。3.3 PLC系統(tǒng)配置PLC系統(tǒng)配置的四個方面： 1. PS 307 5A：6ES7 307-1EA00-0AA0 負(fù)載電源 120 / 230 VAC：24 VDC / 5 A； 2、CPU 314：6ES7 314-1AE01-0AB024 KB工作內(nèi)存； 0.3 毫秒/1000 條指令； MPI 連接；多排最多可配置32個模塊； 3、DI16xDC24V：6ES7 321-1BH00-0AA0數(shù)字量輸入模塊DI16 24 V，分16組，不能與主總線的子模塊配置；4. DI16/DO16x24V/0.5A：6ES7 323-1BL00-0A

36、A0 數(shù)字量 I/O 模塊 DI16 24 V + 16DO 24 V / 0.5 A；系統(tǒng)配置圖如下圖 3.2 系統(tǒng)配置 圖 1圖 3.3 系統(tǒng)配置 圖 23.4變頻器的選擇逆變器的種類很多，按照不同的類型可以分為：AC-AC逆變器、電壓型逆變器、電流型逆變器、PAM逆變器、PWM逆變器、U/f控制逆變器、VC控制逆變器、 SF控制變頻器、通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器。除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)和動態(tài)性能，電梯調(diào)度要求外，其舒適性指標(biāo)往往是選型的重要內(nèi)容。在本設(shè)計中，拖動調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵是保證電梯按照理想的給定速度曲線運(yùn)行，從而提高電梯運(yùn)行的舒適性；因此，電梯的節(jié)電問題越來越受到重視7

37、 。以上因素，本設(shè)計選用安川VS -616G5全數(shù)字逆變器。具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列先進(jìn)功能，可最大限度提高電機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率，同時降低電機(jī)運(yùn)行損耗，特別適用于負(fù)載變化的電梯頻繁地 。此外，VS -616G5變頻器的啟動和制動具有S曲線可調(diào)、零頻仍可輸出150%轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)，配合高精度旋轉(zhuǎn)編碼器，控制精度可達(dá)0. 010. 02%。使電梯運(yùn)行舒適，設(shè)有減速板，平層精度高。無需特殊電機(jī)，可自學(xué)習(xí)電機(jī)參數(shù)，精確控制任何品牌電機(jī)。采用高性能IGBT，載波頻率為20KHZ，使逆變器輸出不失真的正弦電流波形，使電機(jī)始終運(yùn)行在安靜的噪音狀態(tài)。VS -616G5逆變器是安川電機(jī)向

38、世界推出的21世紀(jì)通用型逆變器。該變頻器既考慮了V/f控制，又實(shí)現(xiàn)了矢量控制。通過自身的自整定功能和無速度傳感器電流矢量控制，很容易獲得高啟動轉(zhuǎn)矩和高速范圍6 。VS -616G5變頻器如下：1) 包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式全部標(biāo)準(zhǔn)化。2）有豐富的存儲和選擇功能。3）由于采用最新硬件，功能齊全，體積小。VS -616G5逆變器見表3.1表 3.1 -616GVS 5 型變頻器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格220V級輸出特性最大輸出電壓三相，200/208/220/230V（對應(yīng)輸入電壓）額定輸出頻率最大 400Hz額定輸入電壓頻率三相，200/208/220V 50Hz200/208/220/230V 60

39、Hz電源內(nèi)容電壓波動+10%，-15%內(nèi)容頻率波動5%400V級輸出特性最大輸出電壓三相，380/400/415/440/460V（對應(yīng)輸入電壓）額定輸出頻率最大 400Hz額定輸入電壓頻率三相，380/400/415/440/460V 50-60Hz電源內(nèi)容電壓波動+10%，-15%內(nèi)容頻率波動5%控制特征控制方式正弦波PWM（V/f控制、帶PG反饋的V/F控制、開環(huán)矢量和閉環(huán)矢量控制可選）啟動扭矩150%/1Hz（帶PG，150%/Ormin）速度控制圈1:100（帶PG，1:1000）速度控制精度0.2%（帶 PG，0.02%）速度響應(yīng)5Hz（帶PG，30Hz）扭矩限制可以使用（參數(shù)設(shè)置

40、：4級變量）扭矩精度5%扭矩響應(yīng)20Hz（帶PG，40Hz）頻率控制范圍0. 1400Hz頻率控制精度數(shù)字指令：0.01%（-10 0C+ 40 ）模擬指令：0.1%（250 10 ）變頻器參數(shù)設(shè)置由于采用PLC作為邏輯控制部分，所以變頻器與PLC通訊時使用開關(guān)量代替模擬量。1) VS -616G5 變頻器的參數(shù)616G5 變頻器共有9組參數(shù)，每組參數(shù)的設(shè)置都有特定的含義。常用參數(shù)見表 3.2表 3.2 -616GVS 5 變頻器參數(shù)范圍功能A組確定控制方式B組選擇運(yùn)行功能C組確定加減速時間和轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償時間D組選擇頻率E組確定工作電壓頻率曲線F組保護(hù)設(shè)置G組確定偏差標(biāo)準(zhǔn)2）參數(shù)設(shè)計原則： 為減少

41、啟動沖擊，增加調(diào)速舒適性，速度比例系數(shù)應(yīng)較小，積分時間常數(shù)應(yīng)較大。為提高運(yùn)行效率，工頻應(yīng)選擇快運(yùn)頻率，爬行頻率應(yīng)盡量低，以減少停車沖擊。速度為零時，一般設(shè)計為0Hz，速度制動功能會影響舒適性。 其他變頻器常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)直接輸入。具體設(shè)置見表3.3616G安川5變頻器主要參數(shù)設(shè)置表表 3.3 安川616G5 變頻器主要參數(shù)設(shè)置范圍姓名設(shè)定值闡明A1-02控制方式選擇2無PG矢量控制方式B1-01頻率指令選擇1B1-02運(yùn)行命令選擇1B1-03停止方法選擇0B1-04反轉(zhuǎn)禁止選擇0B2-01零速檔位選擇0.1HzB2-04停機(jī)直流制動時間1.0SC1-03加速時間 22.0S

42、C1-04減速時間 22.0SC2-01加速開始時的 S 曲線時間0.6SC2-02加速結(jié)束時的 S 曲線時間0.6SC2-03減速開始時的S曲線時間0.6SC2-04減速結(jié)束時的 S 曲線時間0.6SC5-01ASR 比例增益 15C5-02ASR 積分時間 13SD1-09維護(hù)速度200轉(zhuǎn)E1-01輸入電壓設(shè)定380E1-04最大輸出頻率50赫茲E1-05最大電壓380E1-06額定電壓頻率50赫茲E1-09最小輸出頻率電壓0VE2-01電機(jī)額定電流根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置E2-02電機(jī)額定滑差根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置E2-03電機(jī)空載電流根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置E2-04電機(jī)極數(shù)根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置F1-01PG常

43、數(shù)根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器銘牌設(shè)置F1-02PG斷線檢測時的動作選擇0F1-03超速時的動作選擇03.5變頻器調(diào)速方式的確定在施工升降機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中，一臺變頻器同時驅(qū)動三臺電機(jī)，因此采用開環(huán)控制。即根據(jù)需要的電機(jī)轉(zhuǎn)速，適當(dāng)控制工頻電源的頻率，頻率的變化必然會引起電機(jī)磁通量的變化。為了充分利用電機(jī)的鐵芯，保持磁通恒定，就必須保持電壓頻率比恒定。控制變頻器的控制電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，多用于對精度要求不高的通用變頻器。本設(shè)計采用恒定比例控制方式，即一邊調(diào)整電壓一邊調(diào)整頻率，保持u 1 /f 1 =const。當(dāng)頻率較高時，定子電阻的壓降可以忽略不計。此時，u 1 E 1的磁通量基本不變。根據(jù)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩

44、公式，在額定有功電流且m不變的情況下，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩是不變的，所以這種恒比例控制方式屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。頻率較低時，定子電阻的壓降不容忽視，E 1與u 1 之差較大。即使 u 1 /f 1 是恒定的，E 1 /f 1也不再近似恒定。最大轉(zhuǎn)矩會隨著頻率f 1的減小而減小，即使不能驅(qū)動負(fù)載，啟動轉(zhuǎn)矩也會減小，所以恒比例控制方式只適用于調(diào)速范圍不大或轉(zhuǎn)矩隨著速度的降低而減小。適用于電梯的調(diào)速系統(tǒng)。3.6電梯的主要組成部分1）電梯轎廂轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯總成，是電梯的工作部件。汽車由車架和車體組成。2) 曳引機(jī)牽引系統(tǒng)的主要功能是輸出和傳輸動力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要是曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)輪、倒繩

45、輪。3) 升降軸和導(dǎo)軌電梯井是電梯轎廂運(yùn)行的通道。電梯導(dǎo)軌是轎廂與墻壁之間的軌道，輪子在其上滑動，表面非常光滑，由轎廂導(dǎo)軌支架支撐。它可以用來防止汽車晃動。貨梯和客梯均安裝。4) 引導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)軌系統(tǒng)的主要作用是限制轎廂和對重的運(yùn)動自由度，使轎廂和對重只能沿導(dǎo)軌上下移動。導(dǎo)軌系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌和導(dǎo)軌架組成。5) 門系統(tǒng)大廳系統(tǒng)的主要功能是對層站入口和轎廂入口進(jìn)行密封。廳堂系統(tǒng)由轎門、廳門、開門器和門鎖裝置組成。6) 重量平衡系統(tǒng)平衡系統(tǒng)的主要作用是使轎廂的重量相對平衡，使電梯運(yùn)行過程中轎廂與對重的重量差保持在限制范圍內(nèi)，從而保證電梯的正常牽引傳遞。電梯。該系統(tǒng)主要由配重和重量補(bǔ)償裝置組成。7) 電動拖

46、曳系統(tǒng)電動拖動系統(tǒng)的作用是提供動力，實(shí)現(xiàn)電梯速度控制。電力牽引系統(tǒng)由牽引電機(jī)、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、電機(jī)調(diào)速裝置等組成。8) 電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的主要功能是操作和控制電梯的運(yùn)行。電氣控制系統(tǒng)主要是控制裝置、位置顯示裝置、控制面板、調(diào)平裝置、樓層選擇裝置。各部分由控制部分調(diào)度，密切配合，使電梯可靠運(yùn)行。導(dǎo)向系統(tǒng)由機(jī)械安全保護(hù)裝置組成；電氣控制部分由電氣驅(qū)動系統(tǒng)、運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)系統(tǒng)組成3 。以下是電梯電氣控制系統(tǒng)的主電路原理圖。圖 3.2 電梯電氣控制系統(tǒng)主電路根據(jù)設(shè)計要求，本次設(shè)計的電梯電氣控制系統(tǒng)主電路原理圖如圖3-3所示。圖中M1和M2分別是牽引電機(jī)和門電機(jī)。交流

47、接觸器KM1KM4通過控制兩臺電機(jī)的運(yùn)行來控制轎廂和廳門，從而控制電梯。 FR1和FR2為過載保護(hù)熱繼電器，用于在電梯過載時斷開主電路。 FU1為保險絲，起過流保護(hù)作用2 。圖 3-3 電梯曳引電機(jī)和門電機(jī)電路圖3.7 I/O 點(diǎn)的估計采用PLC構(gòu)成四層簡易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的升降由電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)正轉(zhuǎn)電梯上升，反轉(zhuǎn)電機(jī)下降。一樓有上召喚按鈕K1和指示燈H1，二樓有上召喚按鈕K2和指示燈H2與下召喚按鈕K4和指示燈H4相匹配，三樓有上召喚按鈕K3和指示燈H3為配合下呼按鈕K5和指示燈H5，四樓有下呼按鈕K6和指示燈H6。一樓至四樓設(shè)有到位行程開關(guān)SQ1至SQ4。電梯一到四層有呼叫按鈕K10K

48、7和指示燈H10H7；電梯的開門和關(guān)門按鈕SB5和SB6分別由電磁鐵KM3和KM4控制。行程開關(guān) ST2 檢測。轎廂的上升和下降由接觸器KM1和KM2控制，有上升記憶和下降記憶兩個指示燈。綜上所述，有20個輸入點(diǎn)和16個輸出點(diǎn)?？删幊炭刂破鱏7-300的I/O點(diǎn)數(shù)可以達(dá)到32/32，足以滿足要求。具體 I/O 分配見表 3.3 PLC I/O 分配表 3.3 PLC I/O 分配如表所示序列號姓名輸入點(diǎn)序列號姓名輸出點(diǎn)1一層I0.01提起記憶Q0.02二樓調(diào)平I0.12電梯下降記憶Q0.13三層I0.23電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.24四層公寓I0.34電機(jī)反轉(zhuǎn)Q0.35打電話給一樓I0.45撥打一樓說明Q

49、0.46打電話給二樓I0.56二樓求指點(diǎn)Q0.57打電話給三樓I0.67求三樓方向Q0.68打電話給四樓I0.78打電話給四樓Q0.79一樓外呼I1.09一樓外呼上行指示Q1.010二樓外呼I1.110第 2 層出站上行鏈路指示Q1.111從三樓向上呼喚I1.211三樓呼出向上方向Q1.212二樓外呼I1.3122樓呼出指示Q1.313三樓外呼I1.4133樓外呼指示Q1.4144樓外呼I1.5144樓外呼下行方向Q1.515手動開門I2.015門電機(jī)正轉(zhuǎn)Q1.616手動關(guān)門I2.116門電機(jī)反轉(zhuǎn)Q1.717開門限位開關(guān)I2.218關(guān)門限位開關(guān)I2.319提升極限位置I2.420提升下限位置I

50、2.5圖 3-4 電梯PLC外部接線圖4 系統(tǒng)軟件開發(fā)梯形圖是最常用的圖形化編程語言，被譽(yù)為PLC的第一編程語言。梯形圖電氣控制系統(tǒng)的電路圖非常相似，優(yōu)點(diǎn)是直觀易懂，設(shè)計人員容易掌握，特別適用于開關(guān)邏輯控制。梯形圖通常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計稱為編程。根據(jù)梯形圖中各個觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，得到圖中各個線圈對應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解。梯形圖中的邏輯解法是按照從左到右、從上到下的順序進(jìn)行的。解的結(jié)果可以立即被后續(xù)的邏輯解使用。邏輯求解基于輸入圖像寄存器中的值，而不是求解過程中瞬時外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)。4.1 升下降機(jī)的三種工作狀態(tài)電梯控制系統(tǒng)形成從呼叫到響應(yīng)的工作循環(huán)。電梯工作過

51、程分為自檢、正常工作、強(qiáng)制工作三種工作狀態(tài)。電梯在三種工作狀態(tài)之間來回切換，構(gòu)成了電梯的完整工作過程。4.1.1 升下降機(jī)自檢狀態(tài)PLC上電后，PLC中的程序已經(jīng)開始運(yùn)行，但由于電梯沒有讀取任何數(shù)據(jù)，在收到請求信號后無法通過固化在PLC中的程序進(jìn)行響應(yīng)。為了滿足響應(yīng)呼叫準(zhǔn)備就緒狀態(tài)的條件，電梯必須處于平層狀態(tài)或已知樓層電梯門關(guān)閉狀態(tài)。電梯自動檢測的目標(biāo)是：先按啟動按鈕，再按恢復(fù)正常工作按鈕，電梯先是電梯門關(guān)閉，然后電梯自動向上運(yùn)行，兩次平層后停止點(diǎn)2 。4.1.2 升下降機(jī)正常工作狀態(tài)電梯完成呼叫響應(yīng)的步驟如下：1）電梯檢測到層站或轎廂的呼梯信號后，將樓層信號與轎廂所在樓層信號進(jìn)行比對，通過模

52、塊選擇方向。2）電梯通過拖動調(diào)速模塊驅(qū)動直流電機(jī)拖動轎廂移動。小車的移動速度應(yīng)由低速轉(zhuǎn)為中速，再轉(zhuǎn)為高速，高速運(yùn)行到減速點(diǎn)。3）當(dāng)電梯檢測到目標(biāo)樓層的樓層檢測點(diǎn)產(chǎn)生的減速點(diǎn)信號時，電梯進(jìn)入減速狀態(tài)，從中速到低速，低速運(yùn)行到平層點(diǎn)并停止。4）平層后，延時一定時間關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開關(guān)；然后在一定延遲后關(guān)門，直到它碰到關(guān)門到位行程開關(guān)。電梯控制系統(tǒng)始終實(shí)時顯示轎廂樓層。4.1.3 升下降強(qiáng)制工作狀態(tài)當(dāng)需要調(diào)整電梯的初始位置或需要維修電梯時，應(yīng)設(shè)置一個狀態(tài)，使電梯在該狀態(tài)下不響應(yīng)正常召喚，可以移動到上層之間的任意位置。和導(dǎo)軌的下限點(diǎn)。按下控制臺上的消防/檢查按鈕后，電梯將立即停止原來的運(yùn)行，

53、然后按下強(qiáng)制上（或下）按鈕。一旦電梯上升（或下降），一旦松開按鈕，電梯將立即停止。使用按鈕恢復(fù)正常工作，使電梯跳出強(qiáng)制工作狀態(tài)3 。4.2 軟件設(shè)計特點(diǎn)由于電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的召喚信號和行駛信號來控制的，并且樓層和轎廂的召喚是隨機(jī)的，因此系統(tǒng)控制采用隨機(jī)邏輯控制。即在通過時序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)輸入信號，及時控制電梯的運(yùn)行與電梯的相應(yīng)狀態(tài)。此外，小車的位置由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并致到PLC計數(shù)器進(jìn)行控制。同時，每個樓層都裝有接近開關(guān)，用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。該系統(tǒng)的軟件設(shè)計具有以下特點(diǎn)：1）使用優(yōu)先隊列。根據(jù)電梯的位置和運(yùn)行方向，編程中使用了四個優(yōu)先級隊列

54、，分別是上游優(yōu)先級隊列、上游子優(yōu)先級隊列、下游優(yōu)先級隊列和下游子優(yōu)先級隊列。其中，上行優(yōu)先隊列是電梯向上運(yùn)行時，電梯位置上方樓層致的向上運(yùn)行呼梯信號寄存器組成的隊列，存儲呼梯信號對應(yīng)的樓層脈沖數(shù)。電梯運(yùn)行過程中控制系統(tǒng)實(shí)時安排的四個優(yōu)先級隊列。它為實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制提供了依據(jù)。2）采用先進(jìn)先出隊列。根據(jù)電梯運(yùn)行方向，將同方向優(yōu)先隊列中的非零單元（有召喚時該單元為非零單元，無召喚時該單元為零）送入寄存器隊列，我們使用先進(jìn)先出的讀出指令，將第一個單元中的數(shù)據(jù)加載到比較寄存器中。3）對于變頻器的控制，PLC可以根據(jù)隨機(jī)邏輯控制的要求，向變頻器發(fā)出正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、減速、制動信號，然后變頻器按照一定的控制規(guī)律

55、和控制算法對其進(jìn)行控制。 .馬達(dá)。同時，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，PLC向變頻器致信號。以下是軟件設(shè)計流程圖。圖 3-4軟件設(shè)計流程圖4.3 系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程電梯的外部指令，呼梯信號的登記，環(huán)路的消除。轎廂指令和外召登記的條件是按下要登記的按鈕。如果此時電梯正常運(yùn)行，且電梯不在登記樓層，則登記有效。取消轎廂指令登記的條件是當(dāng)電梯正常運(yùn)行到登記的樓層時，指令登記被取消。消除外召的條件是：當(dāng)電梯正常運(yùn)行到外召樓層時，電梯運(yùn)行方向與外召按鈕方向一致，外召消除。當(dāng)安全回路繼電器動作，門鎖斷開，指令信號未登記時，登記信號立即消除。1) 外呼信號注冊和注銷外召信號也需要注冊才能顯示本層停車信號，并具有逆向操作和

56、號碼保護(hù)功能。圖 4-1外呼信號登記和取消程序段2) 指令信號登記和取消命令信號的處理包括信號的注冊和基礎(chǔ)層（停車）消息的顯示。信號的登記采用自鎖原理。電梯無論是上還是下，當(dāng)轎廂有指令運(yùn)行到樓梯時，必須改變速度停止，并取消登記信號，無需反光信號。點(diǎn)擊手機(jī)通話按鈕，將顯示信號注冊。信號到達(dá)層后取消。系統(tǒng)將一樓設(shè)置為基站。如果兩分鐘沒有操作，電梯將自動返回一樓。圖 4-2命令信號注冊和刪除塊3）電梯平層信號處理圖 4- 3電梯平層信號處理程序段4) 選擇電梯樓層和逆切梯電梯的方位是綜合考慮電梯的運(yùn)行方式、轎廂指令、外召以及電梯所在樓層的位置來確定電梯的運(yùn)行方向。選擇樓層是當(dāng)有轎廂指令和外召信號時電

57、梯應(yīng)響應(yīng)的信號；當(dāng)電梯即將到達(dá)有轎廂指令登記或與電梯同向的外召信號的樓層時，將發(fā)出變速信號。在有司機(jī)的正常運(yùn)行狀態(tài)下，電梯的運(yùn)行方向由轎廂指令和電梯的位置決定；在沒有司機(jī)的正常運(yùn)行狀態(tài)下，外召信號根據(jù)電梯的位置參與電梯的定向。無論有無司機(jī)，電梯都需要根據(jù)指令改變速度并停在平層平層，直行時只停在選定的樓層。將車停在該方向；只有在沒有司機(jī)運(yùn)行時，電梯才會響應(yīng)反向召喚信號。當(dāng)有多個反向呼梯信號時，首先響應(yīng)最遠(yuǎn)的反向呼梯信號，即最遠(yuǎn)反向攔截電梯，然后以正向攔截的方式響應(yīng)其他外呼信號。上車：下車：圖 4-4電梯選擇樓層和反向截止塊5) 保持命令呼叫信號轎廂呼叫指令和外召指令保持信號，用于在需要乘坐的樓層

58、停車，自動或手動進(jìn)行開門、關(guān)門操作。開門關(guān)門后，信號取消。使電梯能夠繼續(xù)響應(yīng)其他乘車信號圖 4-5命令外呼信號保持塊6) 每層停車信號當(dāng)電梯在運(yùn)行中需要停在目標(biāo)樓層時，其減速過程是根據(jù)距離原理實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)與目標(biāo)樓層的距離為“零”時，速度正好為零，即不減速直接停止。圖 4-6各樓層停車信號程序段7) 自動開門和關(guān)門開門和關(guān)門控制程序根據(jù)有/無司機(jī)控制的雙開門設(shè)計。主要完成電梯手動開門、無司機(jī)時當(dāng)前樓層開門、電梯運(yùn)行到目的樓層時自動開門、手動關(guān)門、有司機(jī)時自動延時關(guān)門。無需司機(jī)，從基站外起步時開門關(guān)門。本層開門是指當(dāng)電梯處于停車狀態(tài)和非維護(hù)（有/無司機(jī)）情況下，當(dāng)轎廂所在樓層有上行召喚且未設(shè)定方向時

59、，電梯將自動開門，或向下看漲但未確定向上方向。 ，該樓層電梯開門的條件也可以簡化為：在停車狀態(tài)下，當(dāng)轎廂所在樓層有外呼時，電梯自動開門。關(guān)門條件為：在停車狀態(tài)下按下關(guān)門按鈕，無人時自動關(guān)門，時間到時自動關(guān)門，鎖梯時鑰匙開關(guān)斷開。停止關(guān)門或不關(guān)門的條件：關(guān)門時，觸到關(guān)門限位開關(guān)，有開門信號，開門繼電器吸合，過載開關(guān)動作。如梯形圖所示，電梯到達(dá)所選樓層后停止，延時2s開門，5s后自動關(guān)門。門可以立即打開和關(guān)閉。圖4-7自動開門、關(guān)門程序段5 結(jié)論時光荏苒，不知不覺中，我的大學(xué)生涯即將結(jié)束，我的畢業(yè)設(shè)計也即將結(jié)束。本設(shè)計的主題是基于PLC的施工電梯控制系統(tǒng)。主要研究四層電梯的升降控制、開關(guān)門的控制、

60、外召的控制。電梯各層檢測系統(tǒng)均選用檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性好、廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制的接近傳感器，傳感器的開關(guān)信號輸入PLC。實(shí)現(xiàn)電梯的PLC控制。在設(shè)計之初，我對電梯進(jìn)行了很多詢問。綜上所述，施工升降機(jī)是一種利用轎廂沿導(dǎo)軌載人、載重物的施工機(jī)械。更直接的說，所謂的升降機(jī)，就是一種簡單的升降裝置。只是設(shè)施有點(diǎn)簡陋，功能少了一點(diǎn)。由于目前電梯應(yīng)用比較廣泛，而且查找資料也比較全面，所以我的項目設(shè)計主要是根據(jù)前人的電梯設(shè)計。應(yīng)能滿足施工升降機(jī)的需要。在選擇PLC芯片時，我想選擇我們學(xué)校學(xué)過的三菱系列PLC?？紤]到目前的社會發(fā)展?fàn)顩r，我認(rèn)為西門子PLC更能滿足人們的需求。由于沒有接觸過西門子系列的