基于PLC和組態(tài)王的電梯控制設(shè)計(完整資料)

基于PLC和組態(tài)王的電梯控制設(shè)計(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）

基于PLC和組態(tài)王的電梯控制設(shè)計(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）基于PＬC和組態(tài)王的電梯控制設(shè)計摘要這個設(shè)計論文主要是關(guān)于ＰＬC及組態(tài)王在電梯控制上的應(yīng)用，設(shè)計了一個能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的四層電梯控制系統(tǒng)。首先應(yīng)用PＬＣ對此系統(tǒng)進(jìn)行了程序設(shè)計,然后運(yùn)用組態(tài)王軟件進(jìn)行了模擬控制實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此控制系統(tǒng)設(shè)計能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求。本文簡要介紹了可編程控制器（PLC）及其在電梯中的應(yīng)用，分析了使用ＰＬC進(jìn)行四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計思路與方法，并描述了使用組態(tài)王建立電梯監(jiān)控系統(tǒng)的方法,以及如何實(shí)現(xiàn)程序和組態(tài)的連接，從而實(shí)現(xiàn)了對電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過這個設(shè)計和調(diào)試運(yùn)行的過程，達(dá)到了學(xué)習(xí)和使用PLC和組態(tài)的目的.關(guān)鍵詞：電梯控制系統(tǒng)，ＰＬC,組態(tài)王AbstｒactThisｄesｉgnｐａｐeｒ，ｗｈｉｃhｍainlｙａbouｔPLCaｎdＫinｇvieｗｉnｔheeleｖatorcｏntｒolaｐplications,desiｇnedafoｕrlayeｒselevatｏrcontroｌｓystemswhichｃanａｕtｏｍａt(yī)iccontrｏｌtheeｌevatｏranｄremoｔｅmｏnitoｒing.ＦirstｌyapplｙｉngｔheＰＬCprogrammingfoｒｔｈiｓsysｔem,tｈenuｓingofKingviewsoftwarｅｔosimulatetｈｅcontrolｅxｐerｉｍｅnt，thｅｅxperiｍentaｌrｅsｕltssｈowtｈaｔｔｈiscontroｌsystemdesｉgncaｎmeettｈeｔestｒｅquirｅｍents.ItgenerａlｌyinｔroduｃｅｓtｈePLCaｎditsapｐｌｉcatｉonsiｎｔｈeelevatorcontrｏｌ，aｎａlyzesｔhewayｈowtousethePLCｔocaｒryoｎaｆourlaｙerseｌevatorcontrolsystemdesign,deｓｃrｉｂeshowｔoesｔablisｈaneｌeｖatormｏnitｏringsysｔemaｎdhowｔoreａlｉzｅsｔhｅｐrｏｇramａndＫinｇview'scｏnnｅctioｎｓ.Ｉtｒeａlizeｓｒeｍotｅmonitｏｒingcoｎｔrol.RunningｔhrｏｕghｔｈedesigｎａnｄdｅｂugginｇｐrｏceｓｓtoｌearnandusｅPLＣａndConfｉguraｔionpuｒposes.Keyworｄｓ:elevaｔｏrｃontrｏlsyｓtemPLCＫingvｉeｗ目錄TOC\o”1-2"＼h\z＼uHYPERLINＫ\l"_Tｏｃ２９524797８”第一章前言PAＧEＲEF_Toc２95２４7９78＼h3HYPEＲLＩNＫ\l”_Tｏc295247９79"第二章可編程控制器(PＬＣ）介紹及電梯應(yīng)用PAGERＥF_Ｔoc2９５247979\h4HＹPERLＩNＫ\l”_Ｔoc29524７９8０"2.１可編程控制器(PLＣ）的概述PＡGEREF_Toc２95２４7980\ｈ42.2電梯的簡介PAＧEＲEF_Ｔｏｃ２952４7981＼h72.3PＬC在電梯中的應(yīng)用及發(fā)展方向PAＧEREF_Ｔｏc29５2479８2\h8ＨYPＥRLＩNK\l"_Toc2９524７983"第三章電梯控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計PAGEＲEF＿Toc2９５247９８3\ｈ103．1設(shè)計任務(wù)分析PAGEＲＥF_Ｔｏc29５２47984＼h103。2電梯的運(yùn)行原則PAGEREF＿Toc295247985\h１0３．3PＬＣ選型及輸入輸出符號表ＰAGＥRＥＦ_Toc295２479８6＼ｈ113．4電梯控制流程圖ＰAＧＥREF_Tｏｃ295２4798７\h143.５PLC程序板塊分析PAGＥＲEF_Toc295２479８8\h1５第四章組態(tài)王軟件的使用及組態(tài)畫面設(shè)計PAＧEＲＥＦ＿Toc295247９8９\ｈ1９４。1組態(tài)王軟件介紹ＰAGEＲEＦ_Toc２9524７９90\h194.2組態(tài)畫面設(shè)計PAＧEＲEF_Toc29524799１\h21HYPERＬＩNK\l"＿Toc２95247992"４．3程序與組態(tài)的運(yùn)行與調(diào)試PAGEREＦ_Ｔｏc295２４７992\h27結(jié)束語PAGEREF＿Toc２952４7９９3\h29致謝PAGEＲEF_Tｏc295247994\h30參考文獻(xiàn)５247９95\ｈ３1附錄PAGＥRＥF＿Toc２95２４7９96\h32第一章前言本設(shè)計的主要任務(wù)是使用ＰＬC設(shè)計一個四層電梯控制系統(tǒng)并使用組態(tài)王設(shè)計其監(jiān)控系統(tǒng)。PLC(PｒogｒammaｂleLogicCｏｎtrolleｒ）是工業(yè)專用計算機(jī)，這種計算機(jī)采用面向用戶的指令,因而編程方便。它能完成邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)操作,還具有數(shù)字量，模擬量輸入/輸出控制的能力，并且容易與工業(yè)控制系統(tǒng)連為一體，易于擴(kuò)充.當(dāng)今電梯已經(jīng)成為高層建筑不可缺少的運(yùn)輸工具，用于垂直運(yùn)送乘客和貨物，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器－-接觸器進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)是觸點(diǎn)多，故障率高、可靠性差、維修工作量大等，而采用PLC組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問題，而且它的抗干擾能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于傳統(tǒng)電梯，使電梯運(yùn)行更加安全、方便、舒適。該設(shè)計首先分析設(shè)計任務(wù)，結(jié)合電梯結(jié)構(gòu)與工作原理，提出電梯的電氣控制系統(tǒng)的基本功能要求，為實(shí)現(xiàn)這些功能，再從硬件和軟件兩個方面入手設(shè)計：硬件方面,主要從ＰLC的選型、PLC輸入輸出的編址方面考慮;軟件方面，系統(tǒng)分為啟動初始化、用戶呼叫指示、電梯到層指示、電梯開門控制、電梯上下行控制、和超載報警、限位保護(hù)等基本模塊。完成硬件和軟件部分的設(shè)計，整體工程就完成了重要的一部分，然后進(jìn)行組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。此后還需要反復(fù)修改、運(yùn)行調(diào)試.鑒于作者水平有限，不足之處還請各位老師批評指正.第二章可編程控制器(PLC）介紹及電梯應(yīng)用２.１可編程控制器（PLＣ）的概述２．1．1可編程控制器(PLC）的定義ＩEC在1987年對可編程控制器（ＰLC）下的定義是：可編程控制器（PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計；它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯計算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令;并通過數(shù)字式或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程.可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。由上述定義可見,PLC是工業(yè)專用計算機(jī)，這種計算機(jī)采用面向用戶的指令,因而編程方便.它能完成“邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)操作”,還具有“數(shù)字量，模擬量輸入／輸出控制”的能力.并且容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)連為一體",易于擴(kuò)充.因而可以說PLC是近乎理想的工業(yè)控制計算機(jī).2．１。2PＬC的特點(diǎn)及分類PＬC能如此迅速發(fā)展,除了工業(yè)自動化的客觀需求外，還因?yàn)槠渚哂性S多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。如較好地解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問題.以下是其主要特點(diǎn)：(1）硬件的可靠及抗干擾能力（2）編程簡單，使用方便（3)接線簡單,通用性好（4）可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(５）易于安裝，便于維護(hù)（6）體積小、耗能低2．1.３ＰＬC的分類目前，可編程控制器（PLC）產(chǎn)品種類很多，按照其用途、功能、結(jié)構(gòu)、點(diǎn)數(shù)等有多種分類方法。（1）按點(diǎn)數(shù)和功能分類為滿足不同控制系統(tǒng)處理信息量的需求，PLC具有不同的I／O點(diǎn)數(shù)、用戶程序存儲量和控制功能.由I/O點(diǎn)數(shù)的多少可將ＰLＣ分成小型，中型和大型。小型PLC的I／O點(diǎn)數(shù)小于2５6點(diǎn)，以開關(guān)量控制為主,具有體積小，價格低的優(yōu)點(diǎn)。適合小型設(shè)備的控制。中型PＬC的I/O點(diǎn)數(shù)在２56—10２4之間，功能比較豐富,兼有開關(guān)量和模擬量的控制能力，適用于較復(fù)雜的邏輯控制和閉環(huán)過程控制。大型PLC的Ｉ／O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上，用于大規(guī)模過程控制，集散式控制和工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。(2）按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，可編程邏輯控制器可分為整體式和模塊式結(jié)構(gòu)兩大類。小型ＰLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)，即將所有電路安裝于１個箱內(nèi)為基本單元,另外可以通過并行接口電路連接I/Ｏ擴(kuò)展單元。中型以上PLC多采用模塊式,不同功能的模塊,可以組成不同用途的PLC，適用于不同要求的控制系統(tǒng)。(３)按用途分類根據(jù)可編程控制器的用途,PLC可分為通用性和專用型兩大類。通用型PLC作為標(biāo)準(zhǔn)裝置，可供各類工業(yè)控制系統(tǒng)選用。專用型ＰLC是專門為某類控制系統(tǒng)設(shè)計的，由于其專用，結(jié)構(gòu)設(shè)計更為合理，控制性能更完善。2.１.4PLC的工作原理PLＣ具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同.微機(jī)一般采用等待命令的工作方式。PLＣ則采用循環(huán)掃描工作方式。在PＬC中，用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序,直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。所謂I／O刷新即對PLＣ的輸入進(jìn)行一次讀取，將輸入端各變量的狀態(tài)重新讀入PLＣ中存入內(nèi)部寄存器,同時將新的運(yùn)算結(jié)果送到輸出端。這實(shí)際是將輸入、輸出狀態(tài)的寄存器內(nèi)容進(jìn)行了一次更新，故稱為“I（輸入）/O（輸出)刷新”。由此可見,若輸入變量在I/Ｏ刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出端也會相應(yīng)的發(fā)生變化，或者說輸出輸入產(chǎn)生了響應(yīng)。反之,若在本次I/O刷新之后，輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸出不變，即不響應(yīng),而要到下一次掃描期間輸出才會產(chǎn)生響應(yīng)。由于PLC采用循環(huán)掃描的工作方式,所以它的輸出對輸入的響應(yīng)速度要受掃描周期的影響。掃描周期的長短主要取決于這幾個因數(shù)：一是ＣPU執(zhí)行指令的速度,二是每條指令占用的時間,三是指令條數(shù)的多少,即程序的長短。2.１.5PLＣ的編程語言ＰLC為用戶提供了完整的編程語言,以適應(yīng)編制用戶程序的需要。PLC提供的編程語言通常有以下幾種:梯形圖、指令表、功能圖和功能塊圖。（１）梯形圖（LAＤ）梯形圖語言簡單明了，易于理解，是所有編程語言的首選。(2）指令表（STL）指令表(ＳTL）編程語言類似于計算機(jī)中的助記符語言，它是可編程控制器最基礎(chǔ)的編程語言。所謂指令表編程，是用一個或幾個容易記憶的字符來代表可編程控制器的某種操作功能。（3）順序功能流程圖（SFC）順序功能流程圖（ＳFC）編程是一種圖形化的編程方法，亦稱功能圖。使用它可以對具有選擇等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行編程，許多PLＣ都提供了用于SFＣ編程的指令.(4）功能塊圖（FBＤ)S7-20０的PLC專門提供了FBD編程語言,利用FBD可以查看到像普通邏輯門圖形的邏輯盒指令。它沒有梯形圖編程器中的觸點(diǎn)和線圈,但有與之等價的指令，這些指令是作為盒指令出現(xiàn)的，程序邏輯由這些指令盒之間的連接決定.本設(shè)計中，選擇用梯形圖作為編程語言。2。2電梯的簡介2.2。1電梯的定義一種以電動機(jī)為動力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物。也有臺階式,踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行，俗稱自動電梯.服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于1５°的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。習(xí)慣上不論其驅(qū)動方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具的總稱。２.2。2電梯的組成及功能現(xiàn)代電梯主要由曳引機(jī)(絞車)、導(dǎo)軌、對重裝置、安全裝置(如限速器、安全鉗和緩沖器等）、信號操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成.這些部分分別安裝在建筑物的井道和機(jī)房中。通常采用鋼絲繩摩擦傳動，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動機(jī)驅(qū)動曳引輪使轎廂升降。電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準(zhǔn)確和乘坐舒適等.電梯的基本參數(shù)主要有額定載重量、可乘人數(shù)、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等。2.2。３電梯的結(jié)構(gòu)電梯是機(jī)、電一體化產(chǎn)品。其機(jī)械部分好比是人的軀體,電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制部分相當(dāng)于人的大腦。電梯主要分為幾個部分:曳引系統(tǒng) 、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng).各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同,使電梯可靠運(yùn)行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動、鋼絲繩曳引式結(jié)構(gòu)。從電梯空間位置使用看,由四個部分組成：依附建筑物的機(jī)房、井道;運(yùn)載乘客或貨物的空間—-轎廂；乘客或貨物出入轎廂的地點(diǎn)—-層站。即機(jī)房、井道、轎廂、層站。2.2。4電梯的工作原理電梯的曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，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(shí)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?？?電氣系統(tǒng)實(shí)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。2。３PＬC在電梯中的應(yīng)用及發(fā)展方向隨著科技的發(fā)展，工業(yè)控制的自動化程度不斷提高，以微處理器為核心組成的可編程序控制器(PＬC）得到了廣泛的應(yīng)用。很多工廠的生產(chǎn)流水線、加工設(shè)備、船舶上貨物的裝卸裝置、電梯的運(yùn)行等都由PLC控制，只要把預(yù)定的控制任務(wù)編成程序，用一串指令的形式存放到存儲器中,然后根據(jù)各種指令，經(jīng)過模擬量、數(shù)字量等輸入輸出部件對生產(chǎn)過程和設(shè)備進(jìn)行控制。目前，ＰＬC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，在電梯行業(yè)中也迅速發(fā)展。PLC在電梯中的應(yīng)用也已很成熟。ＰLＣ作為主控制器，一方面要采集電梯的各種輸入信號,包括電梯的位置、狀態(tài)、內(nèi)外指令的按鈕信號、門鎖信號、門區(qū)信號、井道內(nèi)的強(qiáng)迫減速信號、防沖信號以及消防信號等。另一方面要把采集到的信號進(jìn)行計算和處理給出電梯的樓層信號和速度信號，并驅(qū)動相應(yīng)的開關(guān)門信號、方向繼電器和抱閘繼電器，以控制電梯的運(yùn)行.當(dāng)今，微機(jī)控制已成為電梯技術(shù)的發(fā)展方向，許多生產(chǎn)廠家與科研單位合作,相繼推出了用可編程控制器取代繼電器控制系統(tǒng)和用微機(jī)控制的電梯新機(jī)型，使電梯的控制功能增強(qiáng),性能明顯改善，可靠性及舒適性有所提高。第三章電梯控制系統(tǒng)的PLＣ設(shè)計３.１設(shè)計任務(wù)分析本設(shè)計的要求為:(1）利用ＰLC（S7—２０0)及電梯模型組建電梯控制系統(tǒng)的硬件。(2）利用STEＰ7編制電梯控制程序梯形圖.（3)利用組態(tài)王編制遠(yuǎn)程監(jiān)控程序。根據(jù)任務(wù)分析，首先應(yīng)該了解電梯的構(gòu)造和工作原理，弄明白電梯的電氣部分主要元器件的作用，列出電梯正常工作時，控制系統(tǒng)應(yīng)該滿足的要求,以此估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)和編址，選擇所用PＬＣ的型號，結(jié)合電梯模型組建硬件。其次，根據(jù)電梯的運(yùn)行原則，畫出流程圖,然后使用STEP7軟件編寫電梯控制程序的LＡD圖，程序梯形圖完成后,進(jìn)行調(diào)試與修改。接下來，使用組態(tài)王（Ｋinｇview）軟件，建立電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),完成后再結(jié)合程序與電梯模型進(jìn)行反復(fù)調(diào)試和修改，直至順利達(dá)到設(shè)計要求任務(wù),表示設(shè)計的完成。3。２電梯的運(yùn)行原則（1）電梯剛開啟時，初始化使之回到一樓，并初始化各項(xiàng)數(shù)據(jù);(2）在電梯運(yùn)行過程中，只響應(yīng)順向外呼叫，不響應(yīng)反向外呼叫，只在無同向呼叫信號時才響應(yīng)反向呼叫;（3）電梯運(yùn)行方向由內(nèi)呼叫信號決定,順向時優(yōu)先執(zhí)行；(4)內(nèi)外呼叫信號都具有記憶保持,執(zhí)行后解除；（5)內(nèi)外呼叫信號、運(yùn)行方向以及行進(jìn)中的樓層均由信號燈指示；（6）到達(dá)某一樓層經(jīng)短暫延時后可自動或手動開門，超重報警時不能進(jìn)行自動或手動關(guān)門，關(guān)門過程中，有本層順向外呼叫信號時響應(yīng)開門；（7)電梯上下行時不能手動開關(guān)門，開門時不能上下行.（8）電梯應(yīng)當(dāng)具有最遠(yuǎn)反向外呼叫響應(yīng)功能，比如,電梯轎廂在一樓,而同時有二層向下外呼梯、三層向下外呼梯，則電梯轎廂先去四樓響應(yīng)四層向下外呼叫信號。根據(jù)電梯運(yùn)行原則,可以列出電梯控制系統(tǒng)的流程圖,并進(jìn)行程序的編寫。３.３PLＣ選型及輸入輸出符號表電梯系統(tǒng)電氣部分的主要組成就是電機(jī)拖動、信號元件以及轎內(nèi)和外部的控制按扭，設(shè)計中根據(jù)這些給出的信息可以了解控制對象的特點(diǎn),從而確定有關(guān)的PＬＣ輸入、輸出點(diǎn)的選擇.（1)輸入信號首先要確定PLC的輸入，根據(jù)電梯控制的特點(diǎn),輸入點(diǎn)應(yīng)該包括轎內(nèi)及各層門廳控制按鈕,主要有轎內(nèi)的樓層選擇數(shù)字鍵1－４,各層門廳外呼叫按鈕中，除一層只設(shè)置上升按鈕,四層只設(shè)置下降按鈕外，二三層均設(shè)置上升和下降兩個按鈕。各層均應(yīng)有一個限位器輸入，然后還有開關(guān)門及其限位，最后還要有超重檢測，共計19個輸入量.（2)輸出信號輸出時，４個內(nèi)呼叫信號和6個外呼叫信號都需要有指示燈，顯示其按鈕是否被按下及是否被響應(yīng)，還要各樓層是否達(dá)到的數(shù)碼顯示，以及電梯上下行、開關(guān)門繼電器的控制,和到位音響、超重報警?？傆嬘校?個輸出量。因此根據(jù)控制要求，PLC控制系統(tǒng)選用西門子公司Ｓ７-2００系列CPU22４,加上幾個擴(kuò)展模塊,可以滿足電梯對電氣控制系統(tǒng)的要求。小型PLC系統(tǒng)由主機(jī)(主機(jī)箱)、I/O擴(kuò)展單元、文本/圖形顯示器、編程器等組成。其中CPU2２4型PLＣ的主機(jī)外形結(jié)構(gòu)如圖所示:CPU224型PLC的主機(jī)外形結(jié)構(gòu)CPU224型ＰLC主機(jī)箱體外部設(shè)有ＲＳ—48５通信接口，用以連接編程器（手持式或ＰC機(jī))、文本／圖形顯示器、PLC網(wǎng)絡(luò)等外部設(shè)備,還設(shè)有工作方式開關(guān)、模擬電位器、I/Ｏ擴(kuò)展接口、工作狀態(tài)指示和用戶程序存儲卡、I/O接線端子排及發(fā)光指示等。CＰU２24外部電路接線電路圖如圖所示:?通過以上分析，確定輸入輸出量的地址，如下表所示：符號地址符號地址四層下I５.１二層上燈Q5。3三層上I5.2二層下燈Q５.4三層下I５。3三層上燈Ｑ5.5二層上I5。4三層下燈Q5．6二層下I5。５四層下燈Ｑ5。7一層上I5.6內(nèi)叫一層燈Q６。0一層限位I5。7內(nèi)叫二層燈Q6．１二層限位Ｉ６．０內(nèi)叫三層燈Ｑ６。２三層限位Ｉ6。1內(nèi)叫四層燈Q6．3四層限位I６。2超重報警Q6。4內(nèi)叫一層Ｉ6.3一樓數(shù)碼顯示Q6.5內(nèi)叫二層Ｉ6。4二樓數(shù)碼顯示Q6。6內(nèi)叫三層I6.5三樓數(shù)碼顯示Q6.７內(nèi)叫四層Ｉ6.6四樓數(shù)碼顯示Ｑ7．０開門I６。７電梯上行Q7.１關(guān)門I7．0電梯下行Q７．2開門限位I7.１開門繼電器Q７.3關(guān)門限位I７．2關(guān)門繼電器Q7。4超重檢測I7．3到位音響Ｑ7．5一層上燈Q5．２3。4電梯控制流程圖上電用戶命令輸入初始化回到一樓檢測電梯狀態(tài)上電用戶命令輸入初始化回到一樓檢測電梯狀態(tài)執(zhí)行上行是否有呼叫？是否開門？是否上行？是否下行？執(zhí)行下行到達(dá)目標(biāo)樓層?關(guān)門結(jié)束？到達(dá)目標(biāo)樓層?執(zhí)行開關(guān)門NONONONONONONOYESYESYESYESYESYESYES初始化程序段使用初始寄存器SM0。1在程序開始運(yùn)行階段把程序中用到的寄存器初始化,并使電梯轎廂回到一樓。呼叫信號燈的控制以“二層下外呼叫”為例，當(dāng)有二層下外呼叫而電梯轎廂未到達(dá)二層時，二層下燈亮；或電梯處于上行過程中，或者即將要上行,二層下信號燈保持。只有在電梯下行到達(dá)二樓時，二層下燈滅。超重檢測檢測到超重時，超重報警立即反應(yīng),發(fā)出報警信號。如下：到位音響在到達(dá)某一樓層時到位音響發(fā)出聲音，持續(xù)短暫的0.５秒。在程序中,是使用了電梯上行（Q７．1）或下行(Q7.2）的下降沿來觸發(fā)到位音響及定時器，定時器計時0。5s即斷開音響。如下:開關(guān)門程序滿足開門條件時，觸發(fā)開門繼電器開門。門開到位，開門限位斷開，停止開門。開門條件有：滿足條件自動開門，到達(dá)樓層手動開門,到達(dá)某一樓層時該樓層有外呼叫信號開門。自動開門是使用各個呼叫信號燈的下降沿來觸發(fā)開門延時定時器，延時2s來實(shí)現(xiàn)的。滿足關(guān)門條件時,觸發(fā)關(guān)門繼電器開門.門關(guān)到位，關(guān)門限位斷開,停止關(guān)門。關(guān)門條件有:自動關(guān)門和手動關(guān)門。自動關(guān)門條件仍是延時關(guān)門定時器計時４s到，手動關(guān)門是在轎廂停在某一樓層時可以進(jìn)行手動關(guān)門.關(guān)門過程中,若有超重報警信號,或者正在開門，則不能關(guān)門。程序如下：上下行控制程序滿足上行條件時，電梯轎廂執(zhí)行上行。上行條件是，有二樓呼叫（包括內(nèi)呼和外呼）時，轎廂在一樓；或有三樓呼叫時,轎廂在一樓或二樓；或有四樓呼叫時，轎廂在一樓或二樓或三樓，同時,電梯門已關(guān)到位，且不處于下行或即將下行或開門狀態(tài).第四章組態(tài)王軟件的使用及組態(tài)畫面設(shè)計4.1組態(tài)王軟件介紹4。1．1組態(tài)王(Kiｎgview)軟件概述組態(tài)王(Ｋingvｉeｗ）開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件是一種新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)及以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計算機(jī)軟件、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng).它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開發(fā)性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結(jié)構(gòu).其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的實(shí)時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用。組態(tài)軟件也為實(shí)驗(yàn)者提供來可視化監(jiān)控畫面,有利于試驗(yàn)者實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控。而且,它能充分利用Ｗindows的圖像編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報警窗口、實(shí)時趨勢曲線、歷史趨勢曲線等,可以便利的生成各種報表.它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)連接功能。組態(tài)王具有一個集成開發(fā)環(huán)境“組態(tài)王工程瀏覽器",在工程瀏覽器中您可以查看工程的各個組成部分,也可以完成構(gòu)造數(shù)據(jù)庫、定義外部設(shè)備等工作.畫面的開發(fā)和運(yùn)行由工程瀏覽器調(diào)用畫面制作系統(tǒng)TOUCＨMAK和畫面運(yùn)行系統(tǒng)TOUＣＨVEW來完成的。TOUＣＨMＡK是應(yīng)用程序的開發(fā)環(huán)境。在這個環(huán)境是用來完成設(shè)計畫面、動畫連接等工作。ＴO(shè)UCＨＭＡK具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型,能合理地抽象控制對象的特性；對變量報警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要功能都有簡單的操作辦法.TOUCＨＶEW是“組態(tài)王”軟件的實(shí)時運(yùn)行環(huán)境，在ＴO(shè)UCＨMAK中建立的圖形畫面只有在TOUCＨＶEW中才能運(yùn)行。TＯUCHVＥW從工業(yè)控制對象中采集數(shù)據(jù)，并記錄在實(shí)時數(shù)據(jù)庫中。它還負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)的變化用動畫的方式形象地表示出來,同時完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并生成歷史數(shù)據(jù)文件。4．1．2組態(tài)王的使用“組態(tài)王”把第一臺下位機(jī)都看作是外部設(shè)備,在開發(fā)過程中可以根據(jù)“設(shè)備配置向?qū)?的提示一步步完成連接過程.在運(yùn)行期間，組態(tài)王通過驅(qū)動程序和這些外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，包括采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)指令.如圖所示:每一個驅(qū)動程序都是一個ＣOM對象，這種方式使通訊程序和組態(tài)王構(gòu)成一個完整的系統(tǒng),既保證了運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)能夠達(dá)到很大的規(guī)模。這樣的通訊方式使得我們可以通過“動畫連接”來建立起畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量之間的對應(yīng)關(guān)系，這樣,工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，比如溫度、液面高度等變量,當(dāng)它們發(fā)生變化時，通過驅(qū)動程序，將引起實(shí)時數(shù)據(jù)庫中變量的變化,畫面上的對應(yīng)圖素就會將變化量通過形象的畫面反映出來，快速而簡便。動畫連接的引入是設(shè)計人機(jī)接口的一次突破它把程序員從重復(fù)的圖形編程中解放出來,提供了標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制圖形界面,并且有可編程的命令語言連接來增強(qiáng)圖形界面的功能。建立應(yīng)用程序大致可分為以下四個步驟：?（1)設(shè)計圖形界面

（2)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫

(３）建立動畫連接?(４)運(yùn)行和調(diào)試這四個步驟并不是各自獨(dú)立的，而常常是交錯進(jìn)行的。在使用組態(tài)王開始一個新項(xiàng)目時，在“組態(tài)王”中,開發(fā)的每一個應(yīng)用系統(tǒng)稱為一個項(xiàng)目,每個項(xiàng)目必須在一個獨(dú)立的目錄中，不同的項(xiàng)目不能共用一個目錄.項(xiàng)目目錄也稱為工程路徑。在每個工程路徑下，組態(tài)王為此項(xiàng)目生成了一些重要的數(shù)據(jù)文件，這些數(shù)據(jù)文件一般是不允許修改的。4。2組態(tài)畫面設(shè)計4。２.１建立一個新的工程啟動組態(tài)王6。５(本次設(shè)計所使用的版本）,運(yùn)行后，默認(rèn)打開的是組態(tài)王工程管理器.在工程管理器中選擇菜單“新建”，出現(xiàn)“新建工程”對話框。單擊“瀏覽”按鈕,選擇想要存放的文件夾,之后輸入工程名稱和工程描述，然后組態(tài)王將在工程路徑下生成初始數(shù)據(jù)文件。至此,新項(xiàng)目已經(jīng)可以開始建立了。具體操作如下圖所示：這之后,組態(tài)王已自動指定工程路徑為當(dāng)前目錄下以工程名稱命名的子目錄，單擊“是”,就完成了新建工程.4.2.2建立新畫面并繪制各種圖素在工程瀏覽器中左側(cè)的樹形視圖中選擇選擇“畫面”，在右側(cè)視圖中雙擊“新建”。在“新畫面”對話框設(shè)置中可以自己隨意指定大小所示，之后單擊“確定”。建立了新的畫面之后，就需要繪制電梯監(jiān)控系統(tǒng)的基本畫面了，其中包括四層電梯樓層的主體圖素、各層電梯門、樓層數(shù)碼顯示、上下行顯示、各種操控按鈕以及超重報警指示燈等圖素。繪制過程中,工具欄里有很多常用的，例如工具箱、調(diào)色板,還有圖庫里面很多樣板圖素可以使用.繪制過程不再贅述，最終繪制畫面如圖所示：4。2。3定義外部設(shè)備組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的設(shè)備或程序都作為外部設(shè)備，包括：下位機(jī)（PLＣ、儀表、板卡等)，它們一般通過串行口和上位機(jī)交流數(shù)據(jù);其他Windowｓ應(yīng)用程序，它們之間一般通過ＤＤE交換數(shù)據(jù)；外部設(shè)備還包括網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機(jī)。只有在定義了外部設(shè)備之后,組態(tài)王才能通過I／O變量和它們交換數(shù)據(jù)。如何定義外部設(shè)備呢?首先，在組態(tài)王工程瀏覽器左側(cè)選“COＭ1”,在右側(cè)雙擊“新建”，運(yùn)行“設(shè)置配置向?qū)А?選擇PLC/西門子／Ｓ7－２0０系列/PPI,如圖所示:鍵入設(shè)備名稱或默認(rèn)為新IO設(shè)備，選擇串口ＣOM1,輸入地址２，通信參數(shù)默認(rèn)即可，設(shè)備安裝向?qū)畔⒖偨Y(jié)如圖所示：4.2.４定義變量從下位機(jī)采集來的數(shù)據(jù)發(fā)送給下位機(jī)的指令,比如“內(nèi)叫一層按鈕”、“開門按鈕”等變量，都需要設(shè)置成“I/O變量”.Ｉ／Ｏ離散變量類似一般程序設(shè)計語言中的布爾（BOOL)變量，只有0,１兩種取值，用于表示一些開關(guān)量。那些不需要和其它應(yīng)用程序交換只在“組態(tài)王”內(nèi)需要的變量，比如計算過程的中間變量，就可以設(shè)置成“內(nèi)存變量”.內(nèi)存整型變量:類似一般程序設(shè)計語言中的有符號長整數(shù)型變量,用于表示帶符號的整型數(shù)據(jù)，取值范圍為-2147483６48至214748364７。具體定義方法為，在左側(cè)樹形視圖中單擊“數(shù)據(jù)詞典”，在右側(cè)雙擊新建，然后在這個變量定義對話框中，輸入變量名，按照本節(jié)所述,判斷并選擇變量類型.若是按鈕輸入或輸出量，則為I/O離散,連接設(shè)備選擇剛定義過的新IO設(shè)備。如圖：由于需要定義的變量較多,但方法相同，此處不再一一舉例,定義最終結(jié)果如圖所示：4.２.5畫面的動畫連接動畫連接的目的是為了讓圖素動起來，從而達(dá)到檢測和控制的要求。具體操作如下:數(shù)碼管是用立體管道畫出來的，動畫連接設(shè)置時,哪些數(shù)字的顯示需要哪些小段點(diǎn)亮,應(yīng)對每一小段分別設(shè)置，如圖：開關(guān)門的填充動畫定義如圖所示:對門的開關(guān)移動的命令語言如圖所示：退出系統(tǒng)按鈕的命令語言為:“Exｉt(0）；”。其余不再贅述。4。３程序與組態(tài)的運(yùn)行與調(diào)試畫面完成后點(diǎn)擊菜單欄的“全部存"進(jìn)行保存，然后點(diǎn)擊“切換到vieｗ”，然后選擇對象“打開”，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)行操作，然后根據(jù)要求看是否能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，不能完全實(shí)現(xiàn)的話，再進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)試與修改。(1)監(jiān)視功能的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試將程序編譯并下載到PＬＣ,通過實(shí)物實(shí)地操作觀察組態(tài)畫面的動作顯示是否正確.如果不正確就從定義、設(shè)置及命令語言等方面逐一排查，直至運(yùn)行成功。（2）遠(yuǎn)程操控的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試實(shí)地不再進(jìn)行操作，通過運(yùn)行狀態(tài)下的組態(tài)畫面上的按鈕進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，觀察實(shí)物的動作是否正確.如果不正確,應(yīng)從變量定義、動畫連接的設(shè)置及命令語言等方面進(jìn)行排查,直至成功。系統(tǒng)運(yùn)行到三樓的畫面如圖：結(jié)束語此次設(shè)計主要以PLC為核心，利用ＰＬC的強(qiáng)大的控制功能，實(shí)現(xiàn)了對四層升降電梯的控制,并使用組態(tài)王軟件對電梯的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控。通過梯形圖可以很直觀的看出電梯控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況,利用可編程控制器控制電梯升降，具有接線簡單、編程直觀、擴(kuò)展容易等特點(diǎn)。當(dāng)建筑物的層樓增加時，硬件接線上只需增加樓層相應(yīng)的輸入信號.原來的接線不需改變，軟件上只需增加相應(yīng)樓層的功能，要改動的地方也較少。調(diào)試結(jié)果表明,在適應(yīng)性、精確性和可靠性方面，達(dá)到了設(shè)計的要求，表明該設(shè)計方案是可行的。通過本次設(shè)計,我收獲頗豐,學(xué)會了無論在學(xué)習(xí)還是生活中都應(yīng)保持認(rèn)真積極的態(tài)度。在知識上，更熟悉了可編程控制器的編程和組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)的使用。并且體會到了，要做好設(shè)計就要認(rèn)真收集研究資料,閱讀文獻(xiàn)，分析實(shí)際情況,理清思路，進(jìn)行設(shè)計，對實(shí)際操作中遇到的每一個問題都要深入分析，理論和實(shí)踐相結(jié)合,思考的越多，收獲也越多，解決問題的能力就逐漸增強(qiáng)，專業(yè)水平也會逐漸增強(qiáng).順利如期地完成設(shè)計給了我信心，但是也有一些缺陷和不足之處,這讓我意識到，自己學(xué)到了一些知識,但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，以后還有很長的路要走。我也明白以后不管在哪里，都需要有一種勤于學(xué)習(xí)的心態(tài)，這樣才會不斷有進(jìn)步.致謝這次的畢業(yè)設(shè)計從設(shè)計題目的選定、硬件的選型、程序設(shè)計的思路,到組態(tài)的制作、系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)試等,每一步都少不了韓老師的耐心指導(dǎo)和幫助.剛開始總是會出很多問題，韓老師不厭其煩的親自上陣，給我們分析、幫我們解決問題,后來我們也慢慢學(xué)會了，出了問題學(xué)著自己分析、解決，這樣也學(xué)到了很多。這次的畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，首先要感謝韓老師。韓老師學(xué)識淵博,治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，講解問題深入淺出,舉重若輕,不辭辛勞地給予我們指導(dǎo),在此謹(jǐn)向韓浩老師表示我誠摯的感謝！同時,若沒有大學(xué)三年專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和積累做基礎(chǔ),畢業(yè)設(shè)計也是不可能順利完成的.感謝我所有的任課老師們！你們不僅為我們傳道授業(yè)解惑，更是我們的成長路上的朋友和導(dǎo)師。這次設(shè)計還離不開同學(xué)們的熱情幫助與支持，我們有過爭論與探討,并共同查閱資料,獲得了知識、增進(jìn)了友誼。現(xiàn)在的我們畢業(yè)在即，難忘的三年的時光大學(xué),將刻錄在記憶的光盤里。離別母校之前，我特別想再一次向大學(xué)里各個方面給予過我?guī)椭驅(qū)ξ矣羞^影響的老師們和同學(xué)們致以衷心的感謝！因?yàn)槟銈?，才有了我的美好記憶！感謝你們！參考文獻(xiàn)［1]孫平主編．可編程控制器原理及應(yīng)用．北京．高等教育出版社，２008;［2］祝福、陳貴銀編著。西門子Ｓ7－２00系列ＰLＣ應(yīng)用技術(shù)．北京。電子工業(yè)出版社。２０11;［3］曾小洋主編.西門子PLC與IｎTｏｕch綜合應(yīng)用．北京人民郵電出版社,201０；[４］王兆義編著．可編程控制器教程．可編程控制器教程。北京．機(jī)械工業(yè)出版社,２００1；[５]梁延?xùn)|編著。電梯控制技術(shù)．北京.中國建筑出版社，1997；[6］陳家盛編著．電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝枝術(shù).．北京。機(jī)械工業(yè)出版社，１9９０；［7］汪曉光、王艷丹、孫曉瑛編著．可編程控制原理及應(yīng)用。北京．機(jī)械工業(yè)出版社,19９4;［8]姜重然等主編.工控軟件組態(tài)王簡明教程．黑龍江.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2０07;［9］余雷聲編著．電氣控制與PLC應(yīng)用．北京．機(jī)械工業(yè)出版社，199６;［１0］ＳＩＭATＩＣS7—２00可編程序控制器系統(tǒng)手冊．西門子公司，2０03附錄完整的程序梯形圖如下:1課題介紹電梯是標(biāo)志現(xiàn)代物質(zhì)文明的垂直運(yùn)輸工具、是機(jī)—電一體化的復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備.它涉及電子技術(shù)、機(jī)械工程、電力電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、電力拖動系統(tǒng)和土建工程等多個科學(xué)領(lǐng)域。目前電梯的生產(chǎn)情況和使用數(shù)量已成為一個國家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。隨著現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展，每天都有大量人流及物流需要輸送。為節(jié)約用地和適應(yīng)經(jīng)貿(mào)事業(yè)的發(fā)展，一幢幢高樓拔地而起,這些高層建筑的垂直運(yùn)輸是一個突出問題，與人們的工作和生活緊密相關(guān)。1.１課題來源電梯在生活中的使用日益廣泛,種類也多種多樣，按拖動系統(tǒng)來分有交流單速／雙速拖動電梯、交流調(diào)壓調(diào)速電梯、直流發(fā)電機(jī)-電動機(jī)可控硅勵磁拖動電梯、VVVF變頻調(diào)壓調(diào)速電梯.按控制方式來分有信號控制電梯、集選控制電梯等。相比之下，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器——接觸器進(jìn)行控制，具有觸點(diǎn)多,故障率高、可靠性差、維修工作量大等缺點(diǎn)，所以采用PLC控制電梯系統(tǒng).因此我也加入了電梯維護(hù)保養(yǎng)這個光榮而艱巨的服務(wù)行業(yè)來。目前,可編程控制器(PLC)成為工業(yè)自動化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的控制裝置之一，具有可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)、功能完善,適應(yīng)性強(qiáng)、調(diào)試維修方便等特點(diǎn)，經(jīng)過30多年的發(fā)展,PLＣ已廣泛應(yīng)用于石油、化工、建材、電力等各行各業(yè),其主要控制功能包括開關(guān)量控制、模擬量控制、運(yùn)動控制、數(shù)據(jù)處理和通信聯(lián)網(wǎng)。本文就是運(yùn)用了三菱FX2N系列的ＰＬC,本文在我公司調(diào)試員的協(xié)助下設(shè)計了五層電梯的控制系統(tǒng)，在這里選擇的型號為ＦX2N－80MR。1。2課題的意義可編程控制器是一種在傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，與3C技術(shù)(Cｏｍputer,Cｏntｒoｌ,Communicａt(yī)ion）相結(jié)合而不斷發(fā)展完善起來的新型自動控制裝置。目前，無論是老設(shè)備的技術(shù)改造還是新系統(tǒng)的開發(fā)，設(shè)計人員都傾向于采用它來進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計，例如三菱FX2N系列PＬC，具有功能完善的編程軟件、種類齊全的功能模塊和良好的人機(jī)界面，廣泛用于機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等自動化控制領(lǐng)域.此外，ＰLC不僅平均無故障時間通常在30萬小時，而且?guī)в杏布收献晕覚z測功能,出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中,用戶可以編入外部器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除ＰＬC以外的電路及設(shè)備也得到故障自診斷保護(hù)。由此，可使整個系統(tǒng)具有極高的可靠性,這是電氣控制設(shè)備的重要性能。由于體積小很容易裝入機(jī)械或系統(tǒng)內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制設(shè)備的理想條件。自18８9年美國奧梯斯升降機(jī)公司推出世界第一部以電動機(jī)為動力的升降機(jī)以來，電梯在驅(qū)動方式上經(jīng)歷了卷筒式驅(qū)動、牽引式驅(qū)動等歷程，逐漸形成了直流電機(jī)拖動和交流電機(jī)拖動兩種不同的拖動方式。如今電梯已成為人們進(jìn)出高層建筑不可或缺的代步工具；而且作為載人工具，人們在運(yùn)行的平滑性、高速性、準(zhǔn)確性、高效性等一系列靜、動態(tài)性能方面對它提出了更高的要求。由于早期的電梯繼電器控制方式存在故障率較高、可靠性差、接線復(fù)雜、一旦接收完成不易更改等缺點(diǎn),所以需要開發(fā)一種安全、高效的控制方式?？删幊炭刂破?PLC)既保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)性能。因此，PLC在電梯控制領(lǐng)域得到了廣泛而深入的應(yīng)用.2電梯概述2。１電梯的定義與分類２.1.1電梯的定義DB11—48《電梯日承諾維護(hù)保養(yǎng)規(guī)則》中規(guī)定：電梯是動力驅(qū)動,利用沿剛性導(dǎo)軌運(yùn)行的箱體或者沿固定線路運(yùn)行的梯級(踏步），進(jìn)行升降或者平行送人、貨物的機(jī)電設(shè)備，包括載人(貨）電梯、自動扶梯、自動人行道等。2．1．2電梯的分類1．按用途分類１。1乘客電梯:為運(yùn)送乘客設(shè)計的電梯，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的轎內(nèi)裝飾。1.2載貨電梯：主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計,通常有人伴隨的電梯。１．3醫(yī)用電梯：為運(yùn)送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車而設(shè)計的電梯，轎廂具有長而窄的特點(diǎn)。1。4雜物電梯：供圖書館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書、文件、食品等設(shè)計的電梯。1.5觀光電梯：轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。1．6車輛電梯:用作裝運(yùn)車輛的電梯。1.７船舶電梯：船舶上使用的電梯。1.8建筑施工電梯：建筑施工與維修用的電梯。1.９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.按驅(qū)動方式分類2．1交流電梯：用交流感應(yīng)電動機(jī)作為驅(qū)動力的電梯。根據(jù)拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等.2。2直流電梯：用直流電動機(jī)作為驅(qū)動力的電梯。這類電梯的額定速度一般在２。０0m/s以上。２．3液壓電梯:一般利用電動泵驅(qū)動液體流動,由柱塞使轎廂升降的電梯。2.4齒輪齒條電梯：將導(dǎo)軌加工成齒條,轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機(jī)帶動齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。２．５螺桿式電梯:將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機(jī)經(jīng)減速機(jī)（或皮帶）帶動螺母旋轉(zhuǎn),從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。

２。６直線電機(jī)驅(qū)動的電梯:其動力源是直線電機(jī)。3.按速度分類3.1低速梯：常指低于1。0０m/ｓ速度的電梯。3.２中速梯：常指速度在1．00~２．0０m/s的電梯。3．3高速梯：常指速度大于2．00ｍ/s的電梯。3.4超高速：速度超過5。０0m/s的電梯。４．按電梯有無司機(jī)分類４。1有司機(jī)電梯：電梯的運(yùn)行方式由專職司機(jī)操縱來完成。4.2無司機(jī)電梯：乘客進(jìn)入電梯轎廂，按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕,電梯自動運(yùn)行到達(dá)目的層樓,這類電梯一般具有集選功能。

4。３有／無司機(jī)電梯：這類電梯可變換控制電路，平時由乘客操縱，如遇客流量大或必要時改由司機(jī)操縱。5.按操縱控制方式分類5。1手柄開關(guān)操縱：電梯司機(jī)在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關(guān)，實(shí)現(xiàn)電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運(yùn)行狀態(tài)。5.2按鈕控制電梯:是一種簡單的自動控制電梯，具有自動平層功能，常見有轎外按鈕控制、轎內(nèi)按鈕控制兩種控制方式。5.３信號控制電梯：這是一種自動控制程度較高的有司機(jī)電梯。除具有自動平層,自動開門功能外,尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記,自動停層，順向截停和自動換向等功能。5．4集選控制電梯：是一種在信號控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的全自動控制的電梯，與信號控制的主要區(qū)別在于能實(shí)現(xiàn)無司機(jī)操縱。

5。5并聯(lián)控制電梯：２～3臺電梯的控制線路并聯(lián)起來進(jìn)行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯本身都具有集選功能。

5.6群控電梯：是用微機(jī)控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。本文則主要介紹了我所在公司的無司機(jī)的中速乘客電梯如圖2-1所示。圖2－1無司機(jī)中速乘客電梯的內(nèi)部圖２。２電梯的結(jié)構(gòu)2．2。１電梯機(jī)房我們要想了解電梯的組成部分就必須要了解電梯的整體結(jié)構(gòu)以及大致框架如圖２－2所示.1.曳引機(jī)曳引機(jī)是電梯的驅(qū)動裝置。曳引機(jī)包括：１）驅(qū)動電動機(jī)交流梯為專用的雙速電動機(jī)或三速電動機(jī).直流梯為專用的直流電機(jī).2)制動器在電梯上通常采用雙瓦塊常閉式電磁制動器。電梯停止或電源斷電情況下制動抱閘,以保證電梯不致移動。3）減速箱大多數(shù)電梯廠選用蝸輪蝸桿減速箱，也有行星齒輪、斜齒輪減速箱。無齒輪電梯不需減速箱。４)曳引輪曳引機(jī)上的繩輪稱為曳引輪。兩端借助曳引鋼絲繩分別懸掛轎廂和對重，并依靠曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽間的靜摩擦力來實(shí)現(xiàn)電梯轎廂的升降。圖2-2電梯整體結(jié)構(gòu)圖5）導(dǎo)向輪或復(fù)繞輪導(dǎo)向輪又稱抗繩輪.電梯轎廂尺寸一般都比較大，轎廂懸掛中心間的距離往往大于設(shè)計上所允許的曳引輪直徑。因此對一般電梯而言,通常要設(shè)置導(dǎo)向輪，以保證兩股向下的曳引鋼絲繩之間的距離等于或接近轎廂懸掛中心和對重懸掛中心間的距離。對復(fù)繞的無齒輪電梯而言,改變復(fù)繞輪的位置同樣可以達(dá)到上述目的。2．限速器當(dāng)轎廂運(yùn)行速度達(dá)到限定值時，能發(fā)出電信號并產(chǎn)生機(jī)械動作的安全裝置。3.控制柜各種電子元器件和電器元件安裝在一個防護(hù)用的柜形結(jié)構(gòu)內(nèi)，按預(yù)定程序控制轎廂運(yùn)行的電控設(shè)備。4。電源開關(guān)、照明開關(guān)5．選層器、極限開關(guān)、機(jī)械樓層指示器、發(fā)電機(jī)組等部件要根據(jù)電梯規(guī)格種類、需要而設(shè)置。２。2.2電梯轎廂部分1.操作箱裝在轎廂內(nèi)靠近轎廂門附近。用指令開關(guān)、按鈕或手柄等，操作轎廂運(yùn)行的電器裝置。2.轎內(nèi)指層燈設(shè)置于轎廂內(nèi)，客梯一般裝在轎門上方,貨梯一般裝在轎廂側(cè)壁，用以顯示電梯運(yùn)行位置和運(yùn)行方向的裝置。3。自動門機(jī)裝于轎廂頂?shù)那安?，以小型的交流、直流、變頻電動機(jī)為動力的自動開關(guān)轎門和廳門的裝置.4．安全觸板（光電裝置)設(shè)置在層門轎門之間，在層門、轎門關(guān)閉過程中，當(dāng)有乘客或障礙物觸及時，門立刻停止并返回開啟的安全裝置。載貨電梯一般不設(shè)此裝置。5。轎門設(shè)置在轎廂入口的門。6。稱重裝置能檢測轎廂內(nèi)負(fù)載變化狀態(tài)，并發(fā)出信號的裝置,適用于乘客或貨物電梯等。7．安全鉗由于限速器作用而引起動作，迫使轎廂或?qū)χ匮b置掣停在導(dǎo)軌上，同時切斷控制回路的安全裝置。8。導(dǎo)靴設(shè)置在轎廂架和對重裝置上，使轎廂和對重裝置沿著導(dǎo)軌運(yùn)行的裝置.９．其它部件轎頂安全窗、光電保護(hù)、超載裝置、鄰梯指示等部件,要視電梯規(guī)格、型號、種類及客戶要求而設(shè)置。2．2。3電梯層站部分電梯的層站部分主要提供給乘客用來召梯以及保護(hù)乘客的部分,它主要包括電梯的層門、層門門鎖、樓層指示燈、呼梯盒等。1.層門設(shè)置在層站入口的封閉門。２.層門門鎖設(shè)置在層門內(nèi)側(cè)，門關(guān)閉后，將門鎖緊，同時接通控制回路，轎廂可運(yùn)行的機(jī)電聯(lián)鎖安全裝置。3。樓層指示燈設(shè)置在層站層門上方或一側(cè),用以顯示轎廂運(yùn)行層站位置和方向的裝置。4.層門方向指示燈（限于某些電梯需要）設(shè)置在層站層門上方或一側(cè),用以顯示轎廂欲運(yùn)行方向并裝有到站音響機(jī)構(gòu)的裝置。５．呼梯盒設(shè)置在層站門側(cè)，當(dāng)乘客按下需要的召喚按鈕時,在轎廂內(nèi)即可顯示或登記，令電梯運(yùn)行停靠在召喚層站的裝置.２.2．4曳引式客梯的工作原理曳引驅(qū)動是采用曳引輪作為驅(qū)動部件。曳引輪一端連接轎廂，另一端連接對重。轎廂和對重裝置的重力使曳引鋼絲繩壓緊在曳引輪繩槽內(nèi)產(chǎn)生摩擦力.當(dāng)外招呼板上有信號登記時，電梯轎廂上面的門機(jī)變頻器收到信號并反饋到機(jī)房的主板內(nèi)，主板進(jìn)而把信號反饋給變頻器使其做出判斷電梯的上下，此時曳引輪驅(qū)動鋼絲繩，使轎廂和對重作相對運(yùn)動，即轎廂上升,對重下降；轎廂下降對重上升。于是，轎廂就在井道中沿導(dǎo)軌上下往復(fù)運(yùn)行。我公司ＧF—16８曳引式客梯工作原理圖如圖2－3所示。圖２－３曳引式客梯工作原理圖3電梯硬件電路的選擇３。1ＰLC選擇1.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此,在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則:1)最大限度地滿足被控對象的控制要求充分發(fā)揮ＰLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求,是設(shè)計PLＣ控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料.２)保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠保證PＬＣ控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則.這就要求設(shè)計者在系統(tǒng)設(shè)計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如:應(yīng)該保證PLＣ程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下(如突然掉電再上電、按鈕按錯等)，也能正常工作.３）力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴(kuò)大工程的效益,另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì),而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低,不宜盲目追求自動化和高指標(biāo)。4）適應(yīng)發(fā)展的需要由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設(shè)計時要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入／輸出模塊、I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時,要適當(dāng)留有裕量,以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。2．可編程控制器選擇原則為了完成設(shè)定的控制任務(wù)，主要根據(jù)電梯控制方式與輸入／輸出點(diǎn)數(shù)和占用內(nèi)存的多少來確定PLC的機(jī)型。本系統(tǒng)為五層樓的電梯,采用集選控制方式。所需輸入/輸出點(diǎn)數(shù)與內(nèi)存容量估算如下:1)輸入/輸出點(diǎn)的估算.輸入點(diǎn)有：門廳按鈕10個,轎廂內(nèi)按鈕9個，樓層感應(yīng)傳感器5個，轎廂門限位開關(guān)2個,檢修開關(guān)及檢修上下行3個,平層傳感器２個，減速傳感器2個,門鎖和安全回路2個，ＰG卡反饋輸入2個，共37個。輸出點(diǎn)有：門廳召喚按鈕指示共8個，樓層顯示用七段碼顯示器引腳7個,開關(guān)門電動機(jī)驅(qū)動線圈2個,變頻器控制引腳8,控制回路繼電器及接觸器4個，電梯上下行指示燈2,警報及蜂鈴２個,總共3３個。２）內(nèi)存容量的估算用戶控制程序所需內(nèi)存容量與內(nèi)存利用率、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、用戶的程序編寫水平等因素有關(guān)。因此,在用戶程序編寫前只能根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度進(jìn)行估算。本系統(tǒng)有開關(guān)量I／O總點(diǎn)數(shù)有７０個,模擬量I/O數(shù)為0個。利用估算PＬC內(nèi)存總?cè)萘康挠嬎愎剑核杩們?nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量I/O總點(diǎn)數(shù)×(１0~１5）+模擬量Ｉ/O總點(diǎn)數(shù)×（１5０~250）再按３0％左右預(yù)留余量。估算本系統(tǒng)需要約3K字節(jié)的內(nèi)存容量。3)輸入/輸出模塊的選擇根據(jù)系統(tǒng)控制的要求，本系統(tǒng)的輸入選用直流24V的輸入模塊。輸出模塊選用開關(guān)量輸出單元的作用是把PLＣ的內(nèi)部信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種開關(guān)信號.按照現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的電源的不同,可分為直流輸出單元(晶體管輸出方式或者繼電器觸點(diǎn)輸出方式)和交流輸出單元（晶閘管輸出方式或者繼電器觸點(diǎn)輸出方式)。在繼電器輸出方式中，繼電器作為開關(guān)元件,同時又是隔離器件。發(fā)光二極管（ＬED)構(gòu)成輸出狀態(tài)顯示器,當(dāng)PLC輸出一個接通信號時候，內(nèi)部電路使繼電器線圈K通電。繼電器觸點(diǎn)閉合使得負(fù)載回路的的負(fù)載L接通得電,VD作為續(xù)流二極管以消除線圈的反電動勢，同時狀態(tài)指示發(fā)光二極管（LEＤ）導(dǎo)通點(diǎn)亮。根據(jù)負(fù)載的需要,負(fù)載回路的電源既可以選用交流電源,也可以選用直繼電器輸出形式。特別也指出的是,繼電器模式具有斷點(diǎn)確切,可以實(shí)際切斷所控制的回路電器連接的作用，同時這種模式既適合于直流又適合于交流的情況,因此這種模式在開關(guān)頻率不是太高的情況下是首先選擇的輸出控制方案。這種輸出方案的原理如圖3-1圖所示。圖3-1電器模式輸出單元4）ＰLC機(jī)型的選擇FＸ0Ｓ、FX0Ｎ、ＦX2N是三菱公司近年來推出的微型可編程控制器。它們都體積都比較小,但功能強(qiáng)大，內(nèi)置高速記數(shù)器，外觀，高度,深度都差不多但性能價格有很大的差別.但我們?nèi)绫?.1對比一下就可以發(fā)現(xiàn):表３．1ＦXＯS，ＦXON．ＦX2Ｎ性能比較型號Ｉ／O數(shù)用戶程序步數(shù)功能指令通信功能基本指令執(zhí)行時間模擬量模塊FＸ0S10—30800步EEＰRＯM５0無1.６～3。６ms無FX0Ｎ２4—１28２K步EEPＲOM5５較強(qiáng)1。6～3.6ms有ＦＸ２N16－2568K步RAM298強(qiáng)0。0８ms有FX0S的功能簡單,價格便宜,可以用與小型開關(guān)量的控制系統(tǒng)，ＦX0N可用于控制要求較高的中小型控制系統(tǒng)，F(xiàn)X2N的功能最強(qiáng)，可用與控制要求很高的控制系統(tǒng)。根據(jù)輸入／輸出點(diǎn)數(shù)與內(nèi)存容量的要求，再留出一定的I/O節(jié)點(diǎn)與內(nèi)存空間以供擴(kuò)展時使用,以及指令的執(zhí)行速度，因此選用三菱公司的FX2N系列的FＸ２Ｎ—80ＭR。它的輸入繼電器X00０—X04７共４0個,輸出繼電器Y０00—Y０4７共4０個,程序容量為8K字節(jié)，完全滿足要求，也給以后功能擴(kuò)展留了足夠的空間.綜上所述，本次設(shè)計控制系統(tǒng)選用三菱公司FX２N—8０ＭR。3．2變頻器的選擇1。變頻器的選擇原則1）根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器。如負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載可選擇安川公司ＶS-61６G5系列變頻器，ＡBB公司ACS4０0系列變頻器等;如負(fù)載為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載可選擇西門子EＣO、MM4３０變頻器，ABB公司ＡCS8０0系列變頻器等。2）選擇變頻器時應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù),電機(jī)的額定功率只能作為參考。另外,應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會使電動機(jī)的功率因數(shù)和效率變壞。因此，用變頻器給電動機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動機(jī)的電流會增加1０％而溫升會增加２0％左右。所以在選擇電動機(jī)和變頻器時,應(yīng)考慮到這種情況，適當(dāng)留有余量，以防止溫升過高，影響電動機(jī)的使用壽命。3）變頻器若要長電纜運(yùn)行時，此時應(yīng)該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應(yīng)放大一、兩檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器.4）當(dāng)變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺電機(jī)時，一定要考慮變頻器到電動機(jī)的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內(nèi)。如果超過規(guī)定值，要放大一檔或兩檔來選擇變頻器.另外在此種情況下，變頻器的控制方式只能為V／f控制方式，并且變頻器無法實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的過流、過載保護(hù),此時需在每臺電動機(jī)側(cè)加熔斷器來實(shí)現(xiàn)保護(hù).5）對于一些特殊的應(yīng)用場合，如高環(huán)境溫度、高開關(guān)頻率、高海拔高度等,此時會引起變頻器的降容，變頻器需放大一檔選擇.６)使用變頻器控制高速電機(jī)時,由于高速電動機(jī)的電抗小，會產(chǎn)生較多的高次諧波。而這些高次諧波會使變頻器的輸出電流值增加。因此，選擇用于高速電動機(jī)的變頻器時，應(yīng)比普通電動機(jī)的變頻器稍大一些。７)變頻器用于變極電動機(jī)時，應(yīng)充分注意選擇變頻器的容量,使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外，在運(yùn)行中進(jìn)行極數(shù)轉(zhuǎn)換時，應(yīng)先停止電動機(jī)工作,否則會造成電動機(jī)空轉(zhuǎn),惡劣時會造成變頻器損壞.８）變頻器驅(qū)動繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)時，由于繞線電動機(jī)與普通的鼠籠電動機(jī)相比,繞線電動機(jī)繞組的阻抗小，因此,容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象,所以應(yīng)選擇比通常容量稍大的變頻器。９)變頻器驅(qū)動同步電動機(jī)時，與工頻電源相比,會降低輸出容量１０％~20%，變頻器的連續(xù)輸出電流要大于同步電動機(jī)額定電流與同步牽入電流的標(biāo)幺值的乘積。10）對于壓縮機(jī)、振動機(jī)等轉(zhuǎn)矩波動大的負(fù)載和油壓泵等有峰值負(fù)載情況下，如果按照電動機(jī)的額定電流或功率值選擇變頻器的話，有可能發(fā)生因峰值電流使過電流保護(hù)動作現(xiàn)象。因此,應(yīng)了解工頻運(yùn)行情況,選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器.1１)選擇變頻器時，一定要注意其防護(hù)等級是否與現(xiàn)場的情況相匹配。否則現(xiàn)場的灰塵、水汽會影響變頻器的長久運(yùn)行.12）單相電動機(jī)不適用變頻器驅(qū)動.根據(jù)以上原則并結(jié)合本次電梯設(shè)計的控制，選擇安川公司的ＶS—6１6G5系列變頻器,2。VS—6１6GＶS-616G5型變頻器是安川電機(jī)公司面向世界推出的21世紀(jì)通用型變頻器.這種變頻器不僅考慮了V/ｆ控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動調(diào)節(jié)功能與無速度傳感器電流矢量控制,很容易得到高起動轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。其控制回路的接線端如圖３—2所示。圖3—2變頻器控制回路接線圖VＳ-６16Ｇ5變頻器的功能特點(diǎn)如下：1）自學(xué)習(xí)功能在矢量控制方式時有效.像電機(jī)的使用受到限制、電機(jī)參數(shù)的設(shè)定非常困難那樣的問題用獨(dú)特的自學(xué)習(xí)功能已經(jīng)解決。變頻器能自動設(shè)定電機(jī)銘牌值范圍的電機(jī)參數(shù)。由此從變頻器專用電機(jī)到通用電機(jī)都可以進(jìn)行矢量控制運(yùn)行，電機(jī)可最大限度地發(fā)揮作用。2）力矩控制力矩控制在矢量控制(帶PG）時有效.多功能模擬量輸入信號作為力矩指令對力矩進(jìn)行控制。力矩控制精度為±5％?？梢郧袚Q力矩控制和速度控制運(yùn)行。3）V/f曲線設(shè)定V/F曲線設(shè)定只有在V/ｆ控制時有效?？梢赃x擇適合用途的預(yù)先已設(shè)定的15種V/f曲線。也可設(shè)定任意的V/f曲線。4）頻率指令的種類頻率指令有如下5種方法。ａ。用數(shù)字式操作器數(shù)值指令；b.用０～10Ｖ的電壓值指令；ｃ。（負(fù)電壓時,反方向運(yùn)轉(zhuǎn))用0～±1０Ｖ的電壓值指令;ｄ．用4～20mA的電流值指令;ｅ．用選擇卡指令。用5種中的哪一種,可用參數(shù)來設(shè)定.在變頻器內(nèi)部，最多可設(shè)定９個頻率指令。從外部輸入多段速指令時，最多可9段速運(yùn)行。5)PID控制使用PＩD控制功能可實(shí)現(xiàn)簡單的追蹤控制。所謂追蹤控制,是用檢測器將檢出值反饋，使變頻器的輸出頻率(電機(jī)的轉(zhuǎn)速）與指令目標(biāo)一致的控制方式。６）零伺服控制零伺服控制只有在矢量控制（帶PG）時有效，既使電機(jī)速度為零狀態(tài)也能發(fā)生１50%以上力矩。7）用反饋進(jìn)行速度控制本功能在帶ＰG時有效，使用外接PＧ速度控制卡，可實(shí)現(xiàn)速度反饋控制,速度控制精度會有提高。３．3主電路的設(shè)計本次設(shè)計的主電路如圖3—3所示.拖動電機(jī)采用康沃CVF-１60L—4電梯專用變頻電動機(jī)，其功率1５KW,額定電壓３80Ｖ,轉(zhuǎn)速為１450ｒ/min。與變頻電機(jī)可以匹配的變頻器選用安川公司VＳ-616G5A4015。變頻器的額定容量2６KVＡ，額定電壓３８0V,三相交流供電,額定輸出電流34A圖3—3電梯主電路3。4控制電路的設(shè)計3.4．１門鎖安全回路的設(shè)計安全回路，顧名思義就是要確保在用電梯的使用安全,它既考慮了乘客的人身安全又要考慮到電梯設(shè)備的本身安全.所以在電梯的電路中是相當(dāng)重要的電路.該電路是將轎門鎖、廳門鎖回路串聯(lián)作為一個檢測信號，送到控制回路,作為運(yùn)行的必要條件之一.也只有在安全繼電器JＹ和門鎖繼電器ＪMS都得電時電梯才可以運(yùn)行.其具體的設(shè)計如圖3—4所示.圖３－4安全門鎖電路３.4.2電磁抱閘電路的設(shè)計制動器是電梯最重要的安全保護(hù)裝置之一，電梯每一次的正常運(yùn)行起停都需要制動器的參與，并且?guī)缀蹼娞萆纤械碾娖鞅Ｗo(hù)(如門鎖、極限、限位、超速等)都最終要通過切斷抱閘線圈的電源來將電梯制停并使其保持靜止?fàn)顟B(tài).本次電磁抱閘電路設(shè)計如圖３-5所示。圖３－5電磁抱閘電路如圖DZZ是抱閘線圈，在其斷電時制動器失電抱閘制動.一般情況下,在抱閘接觸器CB1、廳門鎖繼電器、主接觸器、運(yùn)行接觸器常開觸點(diǎn)都閉合的時候制動器松閘。當(dāng)該回路的任意一個觸動斷開時，DＺZ失電抱閘.3。４.3開關(guān)門控制電路設(shè)計１)直流電動機(jī)的調(diào)速原理負(fù)載不變的情況下，通過人工的方法改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，稱為速度調(diào)節(jié)（簡稱調(diào)速)。直流電動機(jī)與交流電動機(jī)的比較，最大的優(yōu)點(diǎn)就是具有良好的調(diào)速性能，它可以在寬范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑而經(jīng)濟(jì)的調(diào)速。由（3－１）電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：(3-1)可知，直流電動機(jī)調(diào)速方法有三種：第一,改變電樞回路電阻調(diào)速;第二，改變勵磁磁通調(diào)速；第三，改變電源端電壓U調(diào)速。其中改變電動機(jī)電源端電壓調(diào)速的特點(diǎn)如下：a．為了使電機(jī)絕緣不受影響,通常只能降低電源端電壓，故轉(zhuǎn)速只能在低于額定轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)（這正是我們所需要的控制）；ｂ.機(jī)械特性硬度不變，調(diào)速范圍寬,調(diào)速穩(wěn)定性好；c.若能均勻調(diào)節(jié)電壓，則實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速.根據(jù)以上特點(diǎn)，并結(jié)合本次設(shè)計選用的開門電機(jī)是它勵電動機(jī)，所以選用改變電動機(jī)電源電壓調(diào)速。2）開關(guān)門電路設(shè)計本次設(shè)計選用的開關(guān)門電動機(jī)是一部容量為１２０~170W，額定工作電壓為直流110V,轉(zhuǎn)速為10０0r/min的直流電動機(jī).由式（3—1）知，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電樞端電壓成正比，運(yùn)轉(zhuǎn)方向隨電樞端電壓的極性改變而改變。根據(jù)直流電動機(jī)的這一特點(diǎn)和對開關(guān)門過程的要求，控制M實(shí)現(xiàn)自動開關(guān)門的等效電路如圖3-６所示。圖3-6開關(guān)門電路在M控制電路的等效電路中,因?yàn)椋?—2）因此在調(diào)試過程中，當(dāng)MＤR增大時，增大,減小,Ｍ轉(zhuǎn)速降低，開關(guān)門速度減慢。當(dāng)MDＲ減小時，減小，增大，M轉(zhuǎn)速升高，加快了開關(guān)門速度。因此,調(diào)節(jié)MDR的阻值大小，可以同時控制和調(diào)整開門及關(guān)門速度，進(jìn)行總體調(diào)節(jié)（粗調(diào)）.圖3-7開門電機(jī)控制等效圖由于。因此隨KMR（或GMR)的阻值大小而變化。當(dāng)MDR不變，而改變ＫMR（或GMR）的阻值時，同樣改變了和之間的數(shù)值分配，是增大和減小，同樣可以調(diào)節(jié)開關(guān)門速度。在實(shí)際調(diào)整過程中，為了提高電梯的運(yùn)行效率,不但要求開關(guān)門的速度快,而且噪聲小。為了實(shí)現(xiàn)這一要求,必須把開關(guān)門時的初速度調(diào)得快些,當(dāng)門開關(guān)到一定距離時再把速度降下來，以減小開關(guān)門時門同門框的撞擊聲。調(diào)整時，除了調(diào)整MＤR、KMR、GMR外，還應(yīng)調(diào)整KMX1、GMＸ１、GＭX2的位置,以改變其短接KMR或ＧMR的電阻值.4PLC控制程序設(shè)計4。1I／Ｏ分配表以下是五層樓電梯的I/Ｏ分配。在編程過程中,所用到的I/O地址分配表如下，編程過程可分為電梯內(nèi)部和電梯外部兩部分進(jìn)行.其具體分配如表４.1所示。表４．1I／Ｏ地址分配表輸入作用輸出作用X0、Ｘ1編碼器Ａ相輸出端，不可直接使用的輸入端Ｙ０關(guān)門繼電器X2編碼器B相輸出端,不可直接使用的輸入端Y1開門繼電器X３變頻器運(yùn)行Ｙ2照明繼電器X4變頻器運(yùn)行出錯Y4主接觸器X5檢修信號Y5運(yùn)行接觸器X6檢修上行Y6抱閘接觸器X7檢修下行Y10上行信號X10電梯停止按鈕Y11下行信號Ｘ11開門按鈕Y1２外部故障Ｘ１2關(guān)門按鈕Ｙ13故障復(fù)位X１3司機(jī)／自動開關(guān)Y14啟動運(yùn)行X1６開門限位開關(guān)Ｙ1５高速運(yùn)行Ｘ17關(guān)門限位開關(guān)Y16爬行X２０上行平層接近開關(guān)Ｙ17檢修速度X21下行平層接近開關(guān)Y20電梯上行指示燈X２２上行平層減速開關(guān)Ｙ21電梯下行指示燈X２3下行平層減速開關(guān)Ｙ22一樓上行指示燈Ｘ24一樓上行按鈕Y２3二樓下行指示燈X2５二樓下行按鈕Y24二樓上行指示燈X26二樓上行按鈕Y25三樓下行指示燈X27三樓下行按鈕Y26三樓上行指示燈X３0三樓上行按鈕Y２7四樓下行指示燈Ｘ31四樓下行按鈕Y3０四樓上行指示燈X32四樓上行按鈕Y3１五樓下行指示燈X33五樓下行按鈕Y３2廂內(nèi)警報指示燈X3４廂內(nèi)一樓按鈕Y３3蜂鳴X35廂內(nèi)二樓按鈕Y34電梯樓層指示燈（管腳)X36廂內(nèi)三樓按鈕Ｙ35電梯樓層指示燈（管腳)X37廂內(nèi)四樓按鈕Ｙ3６電梯樓層指示燈（管腳)X40廂內(nèi)五樓按鈕Y3７電梯樓層指示燈（管腳）X４２上行減速限位開關(guān)Y40電梯樓層指示燈（管腳)Ｘ４３下行減速限位開關(guān)Y４1電梯樓層指示燈（管腳）X44上行平層限位開關(guān)Y42電梯樓層指示燈（管腳）X45下行平層限位開關(guān)X4６門鎖回路X47安全回路４。2變頻器的參數(shù)設(shè)置由于采用PLC作為邏輯控制部件，故變頻器和PLＣ通訊時采用開關(guān)量而不用模擬量.1）ＶS-61６Ｇ5變頻器的參數(shù)ＶＳ—616G表4。2變頻器參數(shù)組參數(shù)功能A組環(huán)境設(shè)定方式B組運(yùn)行模式的選擇C組自學(xué)習(xí)功能Ｄ組指令關(guān)系Ｅ組電機(jī)參數(shù)設(shè)定F組速度卡設(shè)定H組外部端子功能Ｌ組保護(hù)功能２)參數(shù)設(shè)置系數(shù)參數(shù)設(shè)置的原則：a．為減小啟動沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)的比例系數(shù)宜小些，而積分時間常數(shù)宜大些;b．為了提高運(yùn)行效率,快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車沖擊；c.零速一般設(shè)置為0Hz；d.變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)直接輸入.具體參數(shù)設(shè)定如表4．3所示.表4．３VS-6１6G5主要參數(shù)的設(shè)定參數(shù)功能說明設(shè)定值A(chǔ)1-０0英文顯示0A1—0１可讀取設(shè)定全部參數(shù)４Ａ1—02有PG矢量控制3B1－01控制回路端子１C１—01從最高輸出頻率的10０%到0%所需的減速時間３sＣ1—02從最高輸出頻率的0%到100%所需的加速時間3sＣ2—0１S字特性時間的設(shè)定0．6sC2－０20.7ｓＣ2－０3０。８ｓC2—040．９sC5—01速度控制回路（ＡSR）的比例增益設(shè)定5倍C5—02速度控制回路(ASＲ）的積分時間1sD1-02高速運(yùn)行頻率5０ＨｚD1-0３爬行頻率6HｚD1-0９點(diǎn)動頻率10E1—01設(shè)定輸入電壓380VE1—0４最高輸出頻率50HzE1-05最大電壓380VＨ2-019-10功能腳的選擇３7Ｈ3－05多功能輸入端子的選擇1FL3-0４無效（按設(shè)定條件減速）0L6－0１運(yùn)行中過力矩檢出/切斷輸出４Ｌ6—03過力矩檢測時間１０sＬ６—04過力矩檢出動作選擇２4L６－0５過力矩檢出級別22０0％Ｌ6-06過力矩檢出時間22sL8-01有效（有過熱保護(hù))１L8-05有效（輸入電源欠相檢出)1L8－0７有效（變頻器額定電流的５％以下時,輸出欠相檢出）1F1－0１PG脈沖數(shù)（電機(jī)每轉(zhuǎn)一周所對應(yīng)的脈沖數(shù)）80０F1－05電機(jī)正轉(zhuǎn)時A相超前0／14。3控制系統(tǒng)軟件設(shè)計流程根據(jù)電梯的工作原理與功能要求，Ｉ/O點(diǎn)的地址分配表和變頻器參數(shù)設(shè)定，來繪制電梯的程序流程圖和設(shè)計電梯的程序梯形圖。電梯程序流程圖為圖４-1所示。梯形圖分成：初始化、選向控制、開關(guān)門控制、空閑狀態(tài)的處理、電梯的上下運(yùn)行控制、故障檢測及處理來編寫。是否有外呼信號是否有外呼信號開始電梯暫停Y選擇電梯運(yùn)行是否到樓層Y停止運(yùn)行開關(guān)箱門NN是否停止Y結(jié)束N圖4-１程序流程圖4。3。1電梯參數(shù)初始化程序初始化程序定義了電梯運(yùn)行所需要的部分邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器的初始值。初始值定義如表4。4所示。表4．4初始值定義表元件名含義初始值D1０0電梯當(dāng)前位置變量1D1０1電梯上行最近目標(biāo)層1Ｄ102電梯下行最近目標(biāo)層1M101電梯上行標(biāo)志邏輯“0”M1０2電梯下行標(biāo)志邏輯“0”M１0３電梯空閑標(biāo)志邏輯“1”M１04電梯開門標(biāo)志邏輯“0”M１05電梯關(guān)門標(biāo)志邏輯“0”M１06開門完畢標(biāo)志邏輯“0”Ｄ1０開門延時時間常數(shù)６0Ｍ0電梯系統(tǒng)啟動標(biāo)志邏輯“０”這些初始化語句都以圖4-2的語句驅(qū)動。圖4—2電梯參數(shù)初始化程序梯形圖(部分）只有在電梯上電時M8０00可能會不起作用,所以人工設(shè)定M８０充當(dāng)常閉觸點(diǎn)，而M0是電梯啟動的標(biāo)志，只有它在邏輯“0”才能進(jìn)入初始化程序端。還有一系列精確位置是有一個換算方法的,實(shí)際上從編碼器讀出來的數(shù)字是非常大的，并且電梯向上運(yùn)作的時候,此數(shù)字減少,而電梯向下運(yùn)作的時候，此數(shù)字是增加的，為了轉(zhuǎn)換成便于理解的數(shù)字,使用了圖4—3中所示的梯形圖。圖4—３編碼器數(shù)字解讀計數(shù)器C25１會記錄曳引電動機(jī)所轉(zhuǎn)的圈數(shù)，然后使用DDIV指令把這個數(shù)字除以—800，在初始化結(jié)束以后,會有一條指令把C２５1置零，這樣使得C251的數(shù)字只可能是負(fù)數(shù),所以要除以一個負(fù)數(shù)。D200就是當(dāng)前電梯的精確位置說保存的數(shù)據(jù)寄存器。4。3.2電梯開關(guān)門子程序電梯開門程如圖4-4所示。圖4－４開關(guān)門子程序（上半部分）如果Ｍ10６不為邏輯“1”，那么就執(zhí)行開門的程序,只有當(dāng)X16(開門限位開關(guān)，門打開時為邏輯1)接通時，設(shè)定M106為邏輯“１”，否則就開關(guān)門電動機(jī)正轉(zhuǎn).如果Ｍ１06已經(jīng)是邏輯“1”，即門打開完全，則開始用T0來計時，計時值為Ｄ1０,計時完畢以后接通T0觸點(diǎn),此時,接通電梯關(guān)門標(biāo)志，并復(fù)位M104和Ｍ10６。如圖4－5所示。圖４－5開關(guān)門子程序（下半部分）然后是關(guān)門的梯形圖，結(jié)構(gòu)與開門的梯形圖很相似，以Ｍ105為驅(qū)動的條件,然后根據(jù)X17(關(guān)門限位開關(guān),門關(guān)上時為邏輯１）的邏輯值來決定執(zhí)行的梯形圖,當(dāng)門完全關(guān)閉以后，就復(fù)位M1０６和M１０5，否則一直驅(qū)動Y０,讓開關(guān)門電動機(jī)逆轉(zhuǎn)。檢測故障子程序P30就是檢測故障子程序,其內(nèi)容可以分為4個部分：檢測故障專用比較線圈的復(fù)位檢修故障需要用到比較指令ＣMＰ，此指令需要用3個邏輯線圈用以保存比較結(jié)果，在此指定M22０、M２21、Ｍ22２,由于比較指令CMＰ并不會在比較之前自動復(fù)位這３個線圈，因此在執(zhí)行比較之前使用RST指令人工復(fù)位。電梯上行過程中的故障檢測由于上行減速開關(guān)、上行平層開關(guān)、下行減速開關(guān)和下行平層開關(guān)的位置各不相同，所以上行過程中的故障檢測和下行過程中的故障檢測要分開編程。電梯上行過程中的故障檢測,如圖4—6所示.圖4-6電梯上行過程中的故障檢測梯形圖首先要保證只有在上行過程中才會執(zhí)行此程序，使用Ｍ10１(電梯上行標(biāo)志)和M1０2（電梯下行標(biāo)志)的組合來判斷。電梯停止移動的時候（電梯?？吭跇菍訒r，也會有上行、下行和空閑之分)，是不能檢測是否出現(xiàn)故障的（這是因?yàn)闆]有信息反饋）,因此檢測是以電梯開始移動開始的.當(dāng)Y10(曳引電動機(jī)正轉(zhuǎn)）從邏輯“0"變?yōu)檫壿嫛?”時,開始檢測，先記錄電梯上行的目標(biāo)層數(shù)，保存入V1和V2這兩個變地址寄存器中備用,在電梯的運(yùn)動沒有減速之前，需要檢測的是上行減速傳感器是否起作用,使用CMP語句比較Ｄ２００(電梯當(dāng)前的精確位置)和Ｄ170V1(上行減速開關(guān)精確位置的變地址形式,如果V1是2,D17０Ｖ１就是Ｄ172）的大小,如果D200小于等于D170Ｖ1，那么就繼續(xù)檢測,否則就是電梯的上行減速傳感器出現(xiàn)故障，會使得M２20變?yōu)檫壿嫛?"，從而跳入故障處理程序。一旦電梯減速,證明上行減速傳感器沒有發(fā)生故障,那么就開始檢測上行平層傳感器，同時用INCP指令為V１加上1，保證上一句檢測語句不會再起作用。檢修上行平層傳感器的方法是一樣的，用CＭP指令檢測D２00和D14０V2(上行平層開關(guān)精確位置的變地址形式）的大小,只有D200大于D1４0V２時，才會跳入故障處理程序;如果Y10被復(fù)位，也就是說上行平層傳感器沒有發(fā)生故障，此時使用INCP指令為Ｖ2增加１,保證不會再讓上行平層檢測語句起作用,完成上行檢測;在下次電梯向上移動時,再次開始檢測。電梯下行過程中的故障檢測如果圖4-7所示.基本結(jié)構(gòu)和上行檢測梯形圖相似，只是在比較語句和一些數(shù)值的存取上有些改變.使用M１02和M１０1的組合來判斷電梯是否在下行運(yùn)作中,在電梯?？吭谀硺菍拥臅r候是不會檢測的,一旦Ｙ1