基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)作品畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專(zhuān)業(yè)班級(jí)設(shè)計(jì)類(lèi)型學(xué)院智能制造與建筑工程學(xué)院指導(dǎo)老師目錄TOC\o"1-3"\h\u8611摘要 基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者:×××(五號(hào)宋體)指導(dǎo)老師:×××(五號(hào)宋體)(永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院××級(jí)××××××專(zhuān)業(yè),永州425000)(五號(hào)宋體)摘要本文主要探討了基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。首先簡(jiǎn)要介紹了電梯的基本工作原理、作用以及主要結(jié)構(gòu)。接著闡述了PLC技術(shù)的定義和在電梯控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)，并詳細(xì)介紹了PLC的基本結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。隨后，論文進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)部分，包括硬件選擇、主電路設(shè)計(jì)、電源電路和控制路設(shè)計(jì)以及PLC輸入和輸出分配等，并繪制了相應(yīng)的輸入和輸出接線(xiàn)圖。最后進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)部分，包括PLC內(nèi)部地址、程序流程圖以及程序梯形圖設(shè)計(jì)等。本文旨在通過(guò)應(yīng)用PLC技術(shù)，提高電梯控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，同時(shí)也為其他電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：PLC；電梯控制系統(tǒng)；穩(wěn)定性

緒論隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，高層建筑越來(lái)越普遍，而電梯作為現(xiàn)代建筑中不可或缺的一部分，其性能和質(zhì)量直接影響到人們的生活和工作。傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)多采用繼電器邏輯控制，這種控制方式雖然簡(jiǎn)單，但存在故障率高、維護(hù)不便等問(wèn)題。隨著可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的不斷發(fā)展，其可靠性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、可維護(hù)性高等優(yōu)點(diǎn)，使得PLC在電梯控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，將進(jìn)一步完善電梯控制系統(tǒng)的理論體系。PLC作為一種先進(jìn)的控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電梯的精確控制，并通過(guò)優(yōu)化算法提高電梯的運(yùn)行效率。對(duì)PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，將有助于推動(dòng)PLC技術(shù)的發(fā)展和完善。此外，基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究，將直接影響到電梯的性能和質(zhì)量。首先，PLC的引入將大大提高電梯的可靠性，減少故障率，避免因繼電器故障導(dǎo)致的停機(jī)和維護(hù)等問(wèn)題。其次，PLC的編程靈活性使得電梯能夠?qū)崿F(xiàn)更加復(fù)雜的控制邏輯，如節(jié)能運(yùn)行、智能調(diào)度等。最后，PLC的模塊化結(jié)構(gòu)使得電梯控制系統(tǒng)易于擴(kuò)展和維護(hù)，降低了維護(hù)成本。綜上所述，基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義。這將有助于推動(dòng)電梯控制技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，提高電梯的性能和質(zhì)量，為現(xiàn)代建筑提供更加便捷、安全、節(jié)能的運(yùn)行方式。一、電梯簡(jiǎn)介電梯是一種垂直交通運(yùn)輸設(shè)備，它可以在建筑物內(nèi)上下移動(dòng)，將乘客或貨物運(yùn)送到不同的樓層。電梯通常由曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂、門(mén)系統(tǒng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和重量平衡系統(tǒng)等組成。它可以通過(guò)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止、速度和樓層?？康炔僮?。電梯是現(xiàn)代建筑中不可或缺的一部分，為人們的生活和工作提供了便利和安全保障。1.電梯的工作原理電梯的工作原理主要基于曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和門(mén)系統(tǒng)等部分。曳引系統(tǒng)是電梯的核心部分，它由曳引機(jī)、鋼絲繩和曳引輪組成。曳引機(jī)是電梯的動(dòng)力源，通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)。鋼絲繩固定在曳引輪上，另一端連接電梯廂或?qū)χ兀揽恳芬喤c鋼絲繩之間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)電梯上下運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。導(dǎo)軌固定在井道壁上，導(dǎo)靴裝在電梯廂或?qū)χ厣?，與導(dǎo)軌緊密貼合。當(dāng)電梯運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)靴沿著導(dǎo)軌滑動(dòng)，確保電梯垂直上下運(yùn)動(dòng)。門(mén)系統(tǒng)包括廳門(mén)和轎門(mén)。廳門(mén)位于電梯廳內(nèi)，與外部環(huán)境相通，方便乘客進(jìn)出。轎門(mén)位于電梯廂內(nèi)，與轎廂固定在一起，隨著電梯上下運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)行時(shí)，轎門(mén)與廳門(mén)保持關(guān)閉狀態(tài)，確保乘客安全。此外，電梯還配備有各種安全保護(hù)裝置，如限速器、安全鉗、緩沖器等，以保障乘客的安全。2.電梯的作用電梯是現(xiàn)代建筑中的重要設(shè)備，它的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，電梯可以方便乘客的出行，使得乘客能夠快速、輕松地到達(dá)目的樓層，尤其對(duì)于行動(dòng)不便的乘客或者攜帶重物的情況，電梯的使用顯得尤為重要。第二，電梯能夠提高建筑的空間利用率，使得建筑內(nèi)部的空間布局更加靈活，同時(shí)也方便了貨物和設(shè)備的運(yùn)輸。此外，電梯還具有安全可靠的特點(diǎn)，配備了各種安全保護(hù)裝置，能夠在發(fā)生意外時(shí)保護(hù)乘客的安全。另外，電梯采用節(jié)能技術(shù)，能夠減少能源消耗和環(huán)境污染，符合現(xiàn)代社會(huì)的綠色環(huán)保理念。第三，電梯的控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，維護(hù)和修理更加方便快捷?？傊娞菰诂F(xiàn)代建筑中發(fā)揮著重要的作用，為人們的生活和工作提供了便利和安全保障。3.電梯控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)電梯控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)包括以下部分：(1)曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)是電梯的核心部分，它由曳引機(jī)、鋼絲繩和曳引輪組成。曳引機(jī)是電梯的動(dòng)力源，通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)。鋼絲繩固定在曳引輪上，另一端連接電梯廂或?qū)χ?，依靠曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)電梯上下運(yùn)動(dòng)。(2)導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。導(dǎo)軌固定在井道壁上，導(dǎo)靴裝在電梯廂或?qū)χ厣?，與導(dǎo)軌緊密貼合。當(dāng)電梯運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)靴沿著導(dǎo)軌滑動(dòng)，確保電梯垂直上下運(yùn)動(dòng)。(3)轎廂轎廂是電梯的載人部分，它由轎廂架、轎廂體和轎底等組成。轎廂架是轎廂的支撐結(jié)構(gòu)，轎廂體是乘客所在的主體部分，轎底是轎廂的底部結(jié)構(gòu)。(4)門(mén)系統(tǒng)門(mén)系統(tǒng)包括廳門(mén)和轎門(mén)。廳門(mén)位于電梯廳內(nèi)，與外部環(huán)境相通，方便乘客進(jìn)出。轎門(mén)位于電梯廂內(nèi)，與轎廂固定在一起，隨著電梯上下運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)行時(shí)，轎門(mén)與廳門(mén)保持關(guān)閉狀態(tài)，確保乘客安全。(5)電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)是電梯的驅(qū)動(dòng)部分，它由電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器等組成。電動(dòng)機(jī)是電梯的動(dòng)力源，減速器是將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低到適合電梯運(yùn)行的轉(zhuǎn)速，制動(dòng)器是用來(lái)控制電梯的啟動(dòng)和停止。(6)電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)是電梯的神經(jīng)中樞，它由各種電氣元件和線(xiàn)路組成。電氣控制系統(tǒng)對(duì)電梯的運(yùn)行進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，包括電梯的啟動(dòng)、停止、速度、樓層?？康?。(7)重量平衡系統(tǒng)重量平衡系統(tǒng)由對(duì)重和補(bǔ)償鏈組成。對(duì)重是用來(lái)平衡電梯廂的重量，補(bǔ)償鏈?zhǔn)怯脕?lái)補(bǔ)償鋼絲繩的張力差。重量平衡系統(tǒng)的作用是保證電梯在運(yùn)行過(guò)程中的平衡性和穩(wěn)定性。二、PLC技術(shù)簡(jiǎn)介1.PLC技術(shù)的定義PLC（ProgrammableLogicController，可編程邏輯控制器）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC技術(shù)是一種靈活、高效、可靠的控制技術(shù)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，如電梯、機(jī)器人、生產(chǎn)線(xiàn)等。2.PLC在電梯控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)PLC在電梯控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)在于以下幾個(gè)方面：第一，PLC具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、可維護(hù)性高等優(yōu)點(diǎn)。相比于傳統(tǒng)的繼電器控制方式，PLC控制系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)工業(yè)環(huán)境下的惡劣條件，如高溫、低溫、強(qiáng)磁等環(huán)境因素，從而保證了電梯的穩(wěn)定性和可靠性。第二，PLC具有編程靈活、擴(kuò)展方便的優(yōu)點(diǎn)。PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活配置和擴(kuò)展，方便用戶(hù)根據(jù)不同的需求進(jìn)行定制和優(yōu)化。同時(shí)，PLC采用面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，使得編程更加直觀、簡(jiǎn)單。第三，PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯。由于PLC具有強(qiáng)大的運(yùn)算能力和邏輯處理能力，它可以根據(jù)輸入的信號(hào)狀態(tài)和預(yù)先設(shè)定的程序來(lái)控制電梯的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯，如多層停車(chē)、節(jié)能運(yùn)行等。第四，PLC控制系統(tǒng)能夠提高電梯的安全性能。PLC控制系統(tǒng)可以配備多種安全保護(hù)裝置，如限速器、安全鉗、緩沖器等，能夠在發(fā)生意外時(shí)及時(shí)采取安全措施，保護(hù)乘客的安全。綜上，PLC在電梯控制系統(tǒng)中具有顯著的優(yōu)勢(shì)，能夠提高電梯的性能和質(zhì)量，保障乘客的安全出行。3.PLC的基本結(jié)構(gòu)它主要由中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、編程器、輸入／輸出接口、電源等幾部分組成。圖2.2PLC結(jié)構(gòu)框圖（1）CPUCPU是PLC的核心部分，它負(fù)責(zé)執(zhí)行用戶(hù)程序，處理數(shù)據(jù)和控制輸出。PLC的運(yùn)算速度和可靠性很大程度上取決于CPU的性能。（2）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是PLC內(nèi)部的記憶元件，用于存儲(chǔ)用戶(hù)程序、數(shù)據(jù)變量和系統(tǒng)信息等。根據(jù)需要，PLC可以配備不同容量的存儲(chǔ)器。（3）輸入/輸出接口輸入/輸出接口是PLC與外部設(shè)備進(jìn)行信息交換的橋梁。輸入接口接收來(lái)自外部設(shè)備的信號(hào)，并將其傳遞給CPU進(jìn)行處理；輸出接口將CPU的處理結(jié)果傳遞給外部設(shè)備，以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的負(fù)載。（4）電源部分電源部分為PLC提供工作電源，通常為交流電源。PLC內(nèi)部會(huì)對(duì)電源進(jìn)行穩(wěn)定化和濾波處理，以確保PLC的正常工作。（5）編程器編程器是用于編寫(xiě)和調(diào)試用戶(hù)程序的設(shè)備。編程器可以與PLC進(jìn)行通信，將用戶(hù)程序下載到PLC中進(jìn)行執(zhí)行，同時(shí)也可以將PLC的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息上傳到編程器中進(jìn)行監(jiān)控和分析。根據(jù)使用需求，編程器可以是手持式或臺(tái)式設(shè)備。4.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案控制系統(tǒng)方框圖如下圖所示。外部的轎廂內(nèi)呼叫按鈕，轎廂外上呼，轎廂外下呼按鈕，樓層到位檢測(cè)，變頻器故障，門(mén)電機(jī)故障，夾人檢測(cè)，上行限位，下行限位，開(kāi)門(mén)限位，關(guān)門(mén)限位，手動(dòng)開(kāi)門(mén)，手動(dòng)關(guān)門(mén)等接PLC的輸入，為數(shù)字量輸入信號(hào)。PLC輸出的樓層顯示，各呼叫指示燈，例如內(nèi)呼指示燈，各樓層（除一層）上呼指示燈，各樓層（除5層）下呼指示燈，控制變頻器的上行，下行，用于控制變頻器驅(qū)動(dòng)拖曳電機(jī)上行或者下行。PLC輸出的開(kāi)門(mén)，關(guān)門(mén)信號(hào)，接外部的開(kāi)門(mén)，關(guān)門(mén)接觸器，用于控制開(kāi)關(guān)門(mén)電機(jī)執(zhí)行開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén)操作。內(nèi)呼按鈕內(nèi)呼按鈕上呼按鈕下呼按鈕開(kāi)關(guān)門(mén)樓層檢測(cè)門(mén)限位樓層指示呼叫指示上行下行開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)PLC變頻器拖曳電機(jī)接觸器接觸器開(kāi)關(guān)門(mén)電機(jī)故障檢測(cè)極限檢測(cè)圖2-1控制系統(tǒng)方框圖5.系統(tǒng)框架圖電梯控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜而又精密的系統(tǒng)，其框圖如圖2-2所示。這個(gè)系統(tǒng)主要由外部控制部分和內(nèi)部控制部分組成。外部控制部分主要包括內(nèi)呼按鈕、外呼按鈕以及顯示屏等裝置。這些裝置是電梯控制系統(tǒng)與乘客之間的交互界面，乘客可以通過(guò)這些裝置向控制系統(tǒng)發(fā)出指令，控制系統(tǒng)則通過(guò)顯示屏向乘客提供相應(yīng)的信息。內(nèi)部控制部分主要包括PLC、變頻器、電動(dòng)機(jī)以及電梯裝置。其中，PLC是整個(gè)電梯控制系統(tǒng)的核心，它接收來(lái)自外部控制部分的輸入信號(hào)并進(jìn)行運(yùn)算處理，然后將結(jié)果輸出到電動(dòng)機(jī)和電梯裝置，使系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的指令。變頻器和電動(dòng)機(jī)則負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)電梯上下運(yùn)行。在運(yùn)行過(guò)程中，PLC會(huì)根據(jù)乘客的指令和電梯的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)算處理，然后輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，使電梯能夠準(zhǔn)確地?？吭谀繕?biāo)樓層，并打開(kāi)或關(guān)閉轎廂門(mén)。同時(shí)，PLC還會(huì)對(duì)電梯的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，一旦出現(xiàn)故障或異常情況，就會(huì)立即停梯并報(bào)警提示。圖2-2控制系統(tǒng)方框圖三、硬件設(shè)計(jì)1.硬件選擇根據(jù)所需的控制信號(hào),系統(tǒng)共使用了輸入點(diǎn)數(shù)24點(diǎn),輸出點(diǎn)數(shù)28點(diǎn),選擇三菱PLCFX2N--64MR構(gòu)成基本控制單元。三菱的FX系列PLC是一款具有高性能的小型PLC，性?xún)r(jià)比高，使用方便，編程容易，接線(xiàn)簡(jiǎn)單，使用普及，有多種型號(hào)可以選擇，有多種擴(kuò)展模塊可以選擇，所以選擇三菱的FX系列PLC為控制核心。其中CPU226含24路數(shù)字量進(jìn)行輸入，16路數(shù)字量信號(hào)輸出；外加1塊EM223，每塊含16路數(shù)字量信息輸入，16路數(shù)字量輸出；外加1塊EM223，每塊含8路數(shù)字量信息輸入，8路數(shù)字量信息輸出。共有24+16+8=48路數(shù)字量信息輸入，使用了39路，剩余9路數(shù)字量輸入；16+16+8=40路數(shù)字量信息輸出，使用了36路，剩余4路數(shù)字量信息輸出，可以滿(mǎn)足使用需要，并有足夠的備用輸入和輸出。2.主電路設(shè)計(jì)電梯的上升和下降是由一臺(tái)交流電機(jī)來(lái)完成的。如圖3-1所示，KM1、KM2為電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯的上升和下降控制。KM3為電梯減速運(yùn)行接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯的減速控制，當(dāng)電梯收到停層指示后，KM3斷電釋放，串入阻抗，使電路的電流減小，實(shí)現(xiàn)電梯的上升與下降的減速運(yùn)行。到達(dá)平層時(shí)，接觸器全部斷電釋放，抱閘抱死使電機(jī)停止運(yùn)行。電梯升降主電路如下圖：圖3-1主電路圖3.電源電路和控制路設(shè)計(jì)電源電路如圖3-2所示。外部220V50Hz交流電經(jīng)1,2供控制電路使用。QF4是直流開(kāi)關(guān)電源DC1，DC2斷路器。DC1是直流開(kāi)關(guān)電源，將交流220V轉(zhuǎn)成24V直流電，供控制電路使用。QF5是直流控制回路斷路器，可以通斷直流回路電源。HL01是DC1電源輸出指示燈。DC2是直流開(kāi)關(guān)電源，將交流220V50Hz變成24V直流電，供PLC的輸入和輸出使用，HL02是DC2電源輸出指示燈。圖3-2電源電路控制電路如圖3-3所示，QF6是控制電路斷路器。KM1是開(kāi)門(mén)啟動(dòng)接觸器，KA3是開(kāi)門(mén)啟動(dòng)繼電器，PLC通過(guò)控制KA3線(xiàn)圈得電，KA3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，經(jīng)接觸器KM2輔助常閉觸點(diǎn)，KM1線(xiàn)圈得電，KM1常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)門(mén)電機(jī)正轉(zhuǎn)，執(zhí)行開(kāi)門(mén)。同樣的，KM2是關(guān)門(mén)啟動(dòng)接觸器，KA4是關(guān)門(mén)啟動(dòng)繼電器，PLC通過(guò)控制KA4線(xiàn)圈得電，KA4常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，經(jīng)接觸器KM1輔助常閉觸點(diǎn)，KM2線(xiàn)圈得電，KM2常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)門(mén)電機(jī)反轉(zhuǎn)，執(zhí)行關(guān)門(mén)。為了防止門(mén)電機(jī)同時(shí)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)造成短路故障，開(kāi)門(mén)啟動(dòng)接觸器線(xiàn)圈KM1回路串聯(lián)關(guān)門(mén)接觸器KM2輔助常閉觸點(diǎn)，關(guān)門(mén)啟動(dòng)接觸器線(xiàn)圈KM2回路串聯(lián)開(kāi)門(mén)接觸器KM1輔助常閉觸點(diǎn)，進(jìn)行互鎖，避免同時(shí)有電。圖3-3控制電路4.電動(dòng)機(jī)原理圖（1）曳引電機(jī)接線(xiàn)原理圖電梯的電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電機(jī)和門(mén)電機(jī)兩部分組成。曳引電機(jī)采用永磁式同步電機(jī)，連接在變頻器上，通過(guò)變頻調(diào)速控制曳引電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制電梯的運(yùn)行速度。為了保護(hù)電路和電機(jī)，曳引電機(jī)配備了熔斷器FU1-FU3，防止過(guò)電壓或過(guò)電流造成電路或電機(jī)損壞。同時(shí)，熱繼電器FR1用于在電路溫度過(guò)高時(shí)斷開(kāi)電路，防止因溫度過(guò)高而損壞電路和器件。三相電源輸出端接有電源開(kāi)關(guān)YK，以確保在電梯發(fā)生故障時(shí)及時(shí)切斷電源，保障系統(tǒng)安全。圖3-4電動(dòng)機(jī)接線(xiàn)原理圖（2）門(mén)電機(jī)接線(xiàn)原理圖門(mén)電機(jī)采用直流電動(dòng)機(jī)，具有簡(jiǎn)單的線(xiàn)路、較大的起動(dòng)力矩以及較好的調(diào)速性能。其接線(xiàn)原理圖如圖3-6所示，由開(kāi)門(mén)繼電器、關(guān)門(mén)繼電器、直流電動(dòng)機(jī)、勵(lì)磁繞組以及開(kāi)門(mén)加速、關(guān)門(mén)減速開(kāi)關(guān)組成。其中KMJ和GMJ分別代表開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)繼電器，WR表示勵(lì)磁繞組，而SK和SG則代表開(kāi)門(mén)加速和關(guān)門(mén)減速開(kāi)關(guān)。這樣的組成結(jié)構(gòu)使得門(mén)電機(jī)在實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)門(mén)的同時(shí)，也能夠進(jìn)行精確的速度控制，從而更好地滿(mǎn)足電梯運(yùn)行的需求。變頻器接線(xiàn)原理圖是理解變頻器如何與外部電路連接的關(guān)鍵，如圖3-6展示了變頻器如何通過(guò)R、S、T端與三相電源相連接，并通過(guò)U、V、W端與曳引電機(jī)相連。為了保護(hù)電路和設(shè)備，變頻器還配備了各種保護(hù)裝置，如電源總開(kāi)關(guān)YK、熔斷器FU、熱繼電器FR1以及各種類(lèi)型的接觸器。此外，變頻器的S1-S5端與PLC輸出端口Y0-Y4相連，用于接收經(jīng)過(guò)PLC處理的信號(hào)。SC端和MC端與PLC的公共COM端相連，用于傳遞控制信號(hào)。MA和MB端則與PLC的輸入端口X41、X42相連，用于向PLC反饋?zhàn)冾l器的狀態(tài)和信號(hào)。變頻器內(nèi)部還接有PG-b2卡，這是用于儲(chǔ)存由旋轉(zhuǎn)編碼器PG采集到的速度數(shù)據(jù)，它能記錄當(dāng)前曳引電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。這些數(shù)據(jù)對(duì)于監(jiān)控電梯的運(yùn)行狀態(tài)和控制其速度至關(guān)重要。5.PLC輸入和輸出分配PLC輸入和輸出分配見(jiàn)表3-1和表3-2所示。表3-1PLC輸入分配表輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)信號(hào)輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)信號(hào)X1外呼按鈕1↑Y0KM1電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)X2外呼按鈕2↑Y3X3外呼按鈕2↓Y1KM2電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)X4外呼按鈕3↑Y2X5外呼按鈕3↓Y4上行指示X6外呼按鈕4↑Y5下行指示X7外呼按鈕4↓Y6開(kāi)門(mén)指示X10外呼按鈕5↓Y7關(guān)門(mén)指示X11內(nèi)呼按鈕去1樓Y101↑外呼指示X12內(nèi)呼按鈕去2樓Y112↑外呼指示X13內(nèi)呼按鈕去3樓Y122↓外呼指示X14內(nèi)呼按鈕去4樓Y133↑外呼指示X15內(nèi)呼按鈕去5樓Y143↓外呼指示X161樓平層信號(hào)Y154↑外呼指示X172樓平層信號(hào)Y164↓外呼指示X203樓平層信號(hào)Y175↓外呼指示X214樓平層信號(hào)Y20內(nèi)呼按鈕去1樓指示X225樓平層信號(hào)Y21內(nèi)呼按鈕去2樓指示X23上下限位Y22內(nèi)呼按鈕去3樓指示X24轎廂內(nèi)開(kāi)門(mén)按鈕Y23內(nèi)呼按鈕去4樓指示X25轎廂內(nèi)關(guān)門(mén)按鈕Y24內(nèi)呼按鈕去5樓指示X26熱繼電器Y25LEDa段顯示X27——Y26LEDb段顯示Y27LEDc段顯示Y30LEDd段顯示Y31LEDe段顯示Y32LEDf段顯示Y33LEDg段顯示根據(jù)表3-1可知，輸入點(diǎn)共有34個(gè)。樓層感應(yīng)器為感應(yīng)裝置，不需要手動(dòng)輸入，當(dāng)電梯到達(dá)某一樓層時(shí)自動(dòng)上電。梯箱內(nèi)指令按鈕為手動(dòng)輸入裝置，如當(dāng)乘客在梯箱內(nèi)按下五樓梯箱內(nèi)指令按鈕表示乘客向電梯下達(dá)去五樓的指令。上平層感應(yīng)器為感應(yīng)裝置，裝在梯箱上部。當(dāng)電梯向上行駛時(shí)，梯箱到達(dá)目的樓層前上平層感應(yīng)器先動(dòng)作，直到上、下平層感應(yīng)器同時(shí)動(dòng)作時(shí)且門(mén)區(qū)感應(yīng)器也動(dòng)作時(shí)梯箱才處于平層位置，此時(shí)梯箱才具有開(kāi)門(mén)的條件。強(qiáng)制向上、向下轉(zhuǎn)換器是在電梯自動(dòng)換向時(shí)用到的，當(dāng)梯箱行駛至五樓時(shí)需要自動(dòng)把方向轉(zhuǎn)為向下，當(dāng)梯箱行駛至一樓時(shí)需要把方向自動(dòng)轉(zhuǎn)換向上。開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)按鈕屬于手動(dòng)操作鍵，控制門(mén)的開(kāi)和關(guān)。表3-2內(nèi)部繼電器說(shuō)明M1011樓上升外呼按鈕用，于記憶外呼按鈕呼電梯信號(hào)，平層解除 M111上升綜合信號(hào)M1022樓上升M112M1032樓下升M113M1043樓上升M114M1053樓下升M115下降綜合信號(hào)M1064樓上升M116M1074樓下升M117M1085樓下升M118M5011樓平層 平層用，用于記憶平層信號(hào)，被其它平層信號(hào)解除。M119上升記憶信號(hào)M5022樓平層 M120下降記憶信號(hào)M5033樓平層 M2261層有效開(kāi)門(mén)信號(hào)M5044樓平層 M2272層有效開(kāi)門(mén)信號(hào)M5055樓平層 M2283層有效開(kāi)門(mén)信號(hào)M201內(nèi)呼去1樓用于要去的樓層平層解除M2294層有效開(kāi)門(mén)信號(hào)M202內(nèi)呼去2樓M2305層有效開(kāi)門(mén)信號(hào)M203內(nèi)呼去3樓M240已正常開(kāi)關(guān)門(mén)記憶信號(hào)M204內(nèi)呼去4樓M2411層手動(dòng)開(kāi)門(mén)M205內(nèi)呼去5樓M2422層手動(dòng)開(kāi)門(mén)M2111樓上升開(kāi)關(guān)門(mén)有效外呼M2433層手動(dòng)開(kāi)門(mén)M212 2樓上升M2444層手動(dòng)開(kāi)門(mén)M213 2樓下降M2455層手動(dòng)開(kāi)門(mén)M214 3樓上升M246各層手動(dòng)開(kāi)門(mén)信號(hào)綜合M215 3樓下降T0開(kāi)門(mén)時(shí)間M216 4樓上升T1關(guān)門(mén)時(shí)間M217 4樓下降T3運(yùn)行后不在平層的時(shí)間M218 5樓下降T4無(wú)人乘坐會(huì)基站的時(shí)間M221內(nèi)呼去1樓開(kāi)關(guān)門(mén)有效內(nèi)呼M222內(nèi)呼去2樓M223內(nèi)呼去3樓M224內(nèi)呼去4樓M225內(nèi)呼去5樓根據(jù)表3-2可知，樓層位置顯示燈位于梯箱內(nèi)和梯箱外，表示電梯此刻所在樓層。各樓層召喚向上行駛指示燈表示該樓層外有乘客等待乘坐電梯，并有向上行駛的需求。各樓層召喚向下行駛指示燈表示該樓層外有乘客等待乘坐電梯，并有向下行駛的需求。自動(dòng)開(kāi)門(mén)輸出信號(hào)是在電梯到達(dá)目的樓層并處于準(zhǔn)確?？课恢脮r(shí)所發(fā)出，而按鈕開(kāi)門(mén)輸出信號(hào)則是由人手動(dòng)按開(kāi)門(mén)鍵時(shí)所發(fā)出。向上行駛感應(yīng)器和向下行駛感應(yīng)器表示電梯此時(shí)的行駛方向，快速感應(yīng)器是指電梯此時(shí)處于快速行駛狀態(tài)，快加速感應(yīng)器是指電梯開(kāi)始加速。慢加速感應(yīng)器的作用也是用于調(diào)速，是在減速階段所用。按鈕關(guān)門(mén)輸出信號(hào)是在電梯處于平層位置時(shí)梯箱內(nèi)乘客按下開(kāi)門(mén)按鈕所發(fā)出。6.PLC輸入和輸出接線(xiàn)圖PLC輸入和輸出外部電氣控制接線(xiàn)圖見(jiàn)圖3-4。表3-4PLC的外部電氣控制接線(xiàn)圖四、軟件設(shè)計(jì)1.使用軟件介紹GX-Developer是一款針對(duì)三菱PLC的強(qiáng)大編程和仿真軟件，它具有強(qiáng)大的功能和卓越的性能，可以大大提高程序員的工作效率和質(zhì)量。在缺乏實(shí)物的情況下，GX-Developer提供了無(wú)與倫比的幫助，使得程序員可以在仿真環(huán)境中進(jìn)行編程和測(cè)試。它結(jié)合了編程和仿真的功能，為程序員提供了一個(gè)無(wú)與倫比的工作環(huán)境。通過(guò)使用GX-Developer，程序員可以更加方便地創(chuàng)建、編輯、測(cè)試和調(diào)試PLC程序。本設(shè)計(jì)使用的GX-Developer版本為8.86，它比之前的版本更具優(yōu)勢(shì)，通過(guò)它，程序員可以更加高效地編寫(xiě)和調(diào)試程序。除了基本的編程功能外，GX-Developer還提供了程序檢測(cè)和程序調(diào)試等功能，這些功能可以確保程序的正確性和可靠性。GX-Developer的主要優(yōu)點(diǎn)在于它具有強(qiáng)大的功能和卓越的性能，首先，程序員可以對(duì)編寫(xiě)完成的程序進(jìn)行注釋?zhuān)员闳蘸笮薷幕蚬┧碎喿x。其次，GX-Developer可以模擬現(xiàn)實(shí)PLC的各種功能，使得程序員可以在仿真環(huán)境中測(cè)試和調(diào)試程序。此外，GX-Developer還具有豐富的元件庫(kù)和強(qiáng)大的兼容性，這使得程序員可以更加方便地使用各種不同的元件和PLC編程語(yǔ)言。最后，GX-Developer還提供了打印功能，可以將程序輸出為pdf格式的文件。在缺乏實(shí)物的情況下，GX-Developer提供了寶貴的幫助。它可以幫助程序員在不具備實(shí)際PLC設(shè)備的情況下進(jìn)行編程和測(cè)試。通過(guò)在仿真環(huán)境中運(yùn)行程序并觀察結(jié)果，程序員可以更好地理解程序的行為和性能。此外，GX-Developer還可以實(shí)現(xiàn)不同PLC編程語(yǔ)言之間的轉(zhuǎn)換，這使得程序員可以根據(jù)需要使用不同的編程語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程序。2.程序流程圖（1）總體程序設(shè)計(jì)概述在軟件主流程圖中（如圖4-1所示），程序首先進(jìn)行初始化操作，然后電梯進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)等待命令。如果有命令，程序會(huì)先判斷電梯是否處于檢修狀態(tài)。如果電梯正在檢修，那么它將無(wú)法執(zhí)行內(nèi)呼或外呼命令。如果電梯沒(méi)有檢修，程序會(huì)繼續(xù)判斷是否有內(nèi)呼或外呼的命令。如果沒(méi)有這些命令，電梯會(huì)繼續(xù)待機(jī)。如果有這些命令，程序?qū)⑦M(jìn)行樓層檢測(cè)，并判斷當(dāng)前樓層是否與目標(biāo)樓層相同。圖4-1軟件主流程圖（2）電梯上下行流程圖電梯的上下行首先會(huì)判斷當(dāng)前樓層是否與目標(biāo)樓層相同。如果相同，電梯會(huì)進(jìn)行等待；如果不同，電梯會(huì)進(jìn)行定向運(yùn)行并判斷運(yùn)行方向。如果是上行，電梯會(huì)向上運(yùn)行；如果是下行，電梯會(huì)向下運(yùn)行。在電梯向上或向下運(yùn)行后，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行電梯是否減速的判斷。如果電梯不減速，它會(huì)繼續(xù)保持當(dāng)前的上行或下行。但如果電梯減速，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行平層信號(hào)的判斷。當(dāng)電梯向上減速運(yùn)行時(shí)，如果有下平層信號(hào)或者向下減速運(yùn)行時(shí)有上平層信號(hào)，系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行平層檢測(cè)并制動(dòng)停車(chē)。隨后，電梯會(huì)進(jìn)入下一步命令。如果電梯沒(méi)有接收到平層信號(hào)，它將繼續(xù)按照當(dāng)前的運(yùn)行方向減速運(yùn)行。這個(gè)流程圖（如圖4-2所示）詳細(xì)描述了這一系列的操作過(guò)程。圖4-2電梯上下行流程圖（3）自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)流程圖電梯的自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)流程圖如上圖4-3所示，涵蓋了多個(gè)步驟。流程的開(kāi)始，電梯會(huì)先進(jìn)行樓層檢測(cè)，然后判斷當(dāng)前樓層是否與目標(biāo)樓層相同。如果當(dāng)前樓層與目標(biāo)樓層不同，電梯會(huì)持續(xù)進(jìn)行樓層檢測(cè)，搜索目標(biāo)樓層。一旦當(dāng)前樓層與目標(biāo)樓層相同，電梯會(huì)在停層信號(hào)的指令下進(jìn)行停層操作。隨后，電梯會(huì)執(zhí)行開(kāi)門(mén)動(dòng)作并判斷電梯是否達(dá)到開(kāi)門(mén)限位。如果此時(shí)電梯已經(jīng)達(dá)到開(kāi)門(mén)限位，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行開(kāi)門(mén)延時(shí)；如果電梯尚未達(dá)到開(kāi)門(mén)限位，系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)執(zhí)行開(kāi)門(mén)指令。這樣的流程確保了電梯在正確的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)關(guān)門(mén)操作。圖4-3自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)流程圖（4）樓層顯示圖電梯樓層顯示流程圖詳解如下（如圖4-4所示）：電梯在待機(jī)狀態(tài)下等待命令。當(dāng)有命令輸入時(shí)，電梯首先判斷是否存在內(nèi)呼或外呼的指令。如果不存在這些指令，電梯會(huì)繼續(xù)待機(jī)。如果存在這些指令，電梯將進(jìn)行樓層檢測(cè)，并判斷電梯的運(yùn)行方向。如果電梯上行，電梯的樓層數(shù)將加1。隨后，系統(tǒng)會(huì)確認(rèn)并顯示當(dāng)前的樓層數(shù)。如果電梯下行，電梯的樓層數(shù)將減1。同樣，系統(tǒng)會(huì)確認(rèn)并顯示當(dāng)前的樓層數(shù)。如果電梯既不上行也不下行，即沒(méi)有內(nèi)呼和外呼的指令，并且電梯位于基站處，那么顯示屏將顯示基站處的樓層數(shù)。這個(gè)流程確保了電梯在運(yùn)行過(guò)程中能夠準(zhǔn)確顯示當(dāng)前的樓層數(shù)，為乘客提供清晰的信息。圖4-4樓層顯示流程圖3.設(shè)計(jì)程序?yàn)榱司幊毯烷喿x方便，現(xiàn)列出該五層電梯的設(shè)計(jì)圖，如下：

五、結(jié)論本文對(duì)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的設(shè)計(jì)和分析。通過(guò)深入探討電梯的工作原理、作用以及控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并利用PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯運(yùn)行的有效控制。在硬件設(shè)計(jì)部分，本文對(duì)主電路、電源電路、控制電路以及PLC的輸入輸出進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。在軟