畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于plc的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) (2)

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一部分 過(guò)程管理資料</p><p>　　一、2010屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書…………………………………(2)</p><p>　　二、xxx本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告………………………(4)&

2、lt;/p><p>　　三、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告………………………………………(1)</p><p>　　四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表……………………………………(1)</p><p>　　五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表……………………………………(1)</p><p>　　六、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績(jī)?cè)u(píng)定表…………………

3、…………(1)</p><p>　　第二部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><p>　　七、設(shè)計(jì)說(shuō)明書……………………………………………(40)</p><p><b>　　2011屆</b></p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料</p><p>　　第一部分 過(guò)程管理資料</p>

4、<p>　　2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書</p><p>　　學(xué)院（部）：電氣與信工程學(xué)院 專業(yè)：信息工程 </p><p><b>　　xxx</b></p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告</p><p><b>　　（2011屆

5、）</b></p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　說(shuō)明：開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報(bào)告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，將作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考查的重要依據(jù)，經(jīng)導(dǎo)師審查后簽署意見(jiàn)生效。</p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告</p&g

6、t;<p>　　填表日期： 2011 年 4 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表</p><p>　　學(xué)院（部）（公章）： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表</p><p>　　學(xué)院（

7、部）（公章）：電氣與信息工程學(xué)院 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績(jī)?cè)u(píng)定表</p><p>　　學(xué)院（部）（公章）： </p><p>　　說(shuō)明：最終評(píng)定成績(jī)＝a+b+c，三個(gè)成績(jī)的百分比由

8、各學(xué)院（部）自己確定。</p><p><b>　　2011屆</b></p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料</p><p>　　第二部分 畢業(yè)論文</p><p><b>　?。?011屆）</b></p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p>

9、<p>　　基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　2011 年 月 </p><p>　　xxx本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2011年 月</b></p><p><b>　　摘 要&l

10、t;/b></p><p>　　隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的突飛猛進(jìn)，電梯作為一種安全、高效、迅捷的垂直運(yùn)輸設(shè)備己于人們的日常生活密不可分。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，電梯控制技術(shù)經(jīng)歷了從繼電器控制到PLC控制和微機(jī)控制的歷程.可編程控制器（PLC）由于具有可靠性高、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)已經(jīng)成為電梯微機(jī)控制系統(tǒng)的核心。</p><p>　　本文先對(duì)課題研究的背景，PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景等

11、作簡(jiǎn)單的介紹，然后對(duì)電梯的基本結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行闡釋，從而對(duì)電梯有初步的了解。進(jìn)而介紹了可編程控制器的發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、選型及應(yīng)用以及變頻器變頻器的矢量控制原理、電梯變頻調(diào)速的特點(diǎn)。</p><p>　　針對(duì)電梯運(yùn)行特點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用了順序控制分析方法和面向?qū)ο蟮哪K化分析設(shè)計(jì)方法。選用功能強(qiáng)大、先進(jìn)的西門子(Siemens) S7-300PLC、西門子S7-PLCSIM仿真軟件。電梯系統(tǒng)設(shè)計(jì)以PL

12、C控制系統(tǒng)為主要研究對(duì)象，通過(guò)分析研究電梯運(yùn)行原理、控制要求，做好PLC輸入/輸出(I/O)端口配置，利用軟PLC技術(shù)，設(shè)計(jì)出梯形圖LAD (Ladder Diagram)控制程序，并對(duì)電梯的開(kāi)關(guān)門控制、廳內(nèi)外召喚登記及除控制、平層控制、選層及電梯運(yùn)行過(guò)程等進(jìn)行仿真、監(jiān)控。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電梯控制，可編程邏輯控制器，梯形圖</p><p><b>　　ABSTRAC

13、T</b></p><p>　　With the rapid process of urban modernization, elevator as a safe, efficient, rapidvertical transport equipment has been inextricably linked to people's everyday lives.With intellige

14、nt control technology, elevator control technology is developed from therelay control to the PLC control and microcomputer control. The programmable logic controller has already become the core of the elevator microcompu

15、ter control system because of its high reliability and formidable function and so on the character</p><p>　　This article introduces the development of the elevator and the characteristics of the elevator wit

16、h the present situation, and the design of the objectives, contents and significance. At first gives the types, composition, which hopes to have a preliminary understanding of the lift. And then describes the PLC’s stage

17、 of development, the basic structure and working principle, PLC’s selection and application, describing vector control principle of the inverter and VVVF elevator control features. </p><p>　　Operational feat

18、ures for elevators, the elevator system is designed according to the object-oriented program design method and sequence method.Design includes elevator control technology, program design of PLC elevator control,simulatio

19、n of elevator program, monitoring for virtual elevator operation.Design uses powerful, advanced Siemens S7-300PLC, Siemens S7-PLCSIM simulation software to achieve soft-PLC control and simulation. Consider PLC control

20、 system as simulative object, elevator syste</p><p>　　Keywords: elevator controlling, programmable logic controller, inladder diagram</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b&g

21、t;　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題研究背景1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1</p><p>　　1.3 PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用以及發(fā)展前景2</p><p>　　第2章 電梯的相關(guān)知識(shí)4</p><p>　　2.1電梯的基本結(jié)構(gòu)4</

22、p><p>　　2.1.1 電梯的機(jī)械系統(tǒng)5</p><p>　　2.1.2 電梯的電氣控制系統(tǒng)6</p><p>　　2.2.3 電梯的安全保護(hù)系統(tǒng)6</p><p>　　2.2 電梯控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式7</p><p>　　2.2.1繼電器邏輯控制實(shí)現(xiàn)方式7</p><p>　　2.2

23、.2無(wú)觸點(diǎn)邏輯控制實(shí)現(xiàn)方式7</p><p>　　2.2.3計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)方式8</p><p>　　第3章 可編程邏輯控制器8</p><p>　　3.1可編程邏輯控制器產(chǎn)生和發(fā)展8</p><p>　　3.1.1 PLC的由來(lái)8</p><p>　　3.1.2 PLC發(fā)展的幾個(gè)階段9</p&g

24、t;<p>　　3.2可編程邏輯控制器基本結(jié)構(gòu)9</p><p>　　3.3可變邏輯控制器的工作原理10</p><p>　　3.4西門子S7-300PLC產(chǎn)品介紹11</p><p>　　第4章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.1控制系統(tǒng)的主要硬件選型及實(shí)現(xiàn)12</p><p>

25、　　4.1.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)12</p><p>　　4.1.2變頻調(diào)速系統(tǒng)的分析及選擇13</p><p>　　4.2 PLC控制電梯系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)分配14</p><p>　　第5章 電梯控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)16</p><p>　　5.1電梯的控制功能及流程圖設(shè)計(jì)16</p><p>　　5.2電梯控

26、制系統(tǒng)基本功能梯形圖分析19</p><p>　　5.2.1平層判斷及電梯運(yùn)行程序19</p><p>　　5.2 .2樓層指示程序20</p><p>　　5.2.3.開(kāi)/關(guān)門控制22</p><p>　　5.2.4內(nèi)呼信號(hào)登記及消除23</p><p>　　5.5.5 外呼信號(hào)登記及消除控制梯形圖25&

27、lt;/p><p>　　5.5.6選層定向及反向截梯28</p><p>　　5.5.7電梯故障報(bào)警29</p><p><b>　　結(jié) 論30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　致 謝32</b&

28、gt;</p><p><b>　　……</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究背景 </p><p>　　信息科學(xué)與技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，深深地改變?nèi)祟惿a(chǎn)、生活的各個(gè)方面。人類社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高越來(lái)越得益于科學(xué)技

29、術(shù)的發(fā)展。自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù)涉及到信息的檢測(cè)、分析、處理、和控制等各個(gè)方面，是信息科學(xué)技術(shù)的重要組成部分。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)程中，工業(yè)化進(jìn)程是不可逾越的發(fā)展階段。在這個(gè)過(guò)程中，自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù)起著不可替代的作用。</p><p>　　電梯是高層賓館、商店、住宅、和廠房和倉(cāng)庫(kù)等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。近年來(lái)，隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，高層建筑和智能化建筑的不斷涌現(xiàn)，人們對(duì)電梯提出了越來(lái)越高的要求。作為一種安

30、全、高效、迅捷的垂直運(yùn)輸設(shè)備己于人們的日常生活密不可分。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，電梯控制技術(shù)經(jīng)歷了從繼電器控制到PLC控制和微機(jī)控制的歷程。電梯控制已成為樓宇智能控制、工藝過(guò)程控制的典型實(shí)例。與此同時(shí)，隨著自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，也極大地促進(jìn)了電梯控制技術(shù)的進(jìn)步, 大量先進(jìn)的控制技術(shù)應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng),。</p><p>　　其中PLC技術(shù)由于具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)大、可擴(kuò)展性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用

31、。社會(huì)對(duì)掌握PLC技術(shù)的人才需求也與日俱增，由可編程邏輯控制器和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展，采用PLC控制的電梯運(yùn)行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的任務(wù)，已成為電梯控制的發(fā)展方向。</p><p>　　總之，可編程邏輯控制器的使用為電梯控制提供了廣闊的使用空間。PLC是專門為工業(yè)過(guò)程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，隨著PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過(guò)

32、程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強(qiáng)，機(jī)械與電子部件有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。因此，它已成為電梯控制的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r </p><p>　　在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長(zhǎng)起來(lái)。電梯作為建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€(gè)不可缺少的組成部

33、分。一個(gè)國(guó)家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的情況下，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)仍然以較高的速度持續(xù)增長(zhǎng)，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國(guó)電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的電梯市場(chǎng)。上世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國(guó)電梯需求量越來(lái)越大?？傏厔?shì)是上升的，目自口進(jìn)入了“第三次浪潮”，2004年總產(chǎn)量超過(guò)了8萬(wàn)臺(tái)，而且目前還沒(méi)有減速的跡象

34、。從1949年建國(guó)以來(lái)全國(guó)共生產(chǎn)安裝了6l萬(wàn)多臺(tái)電梯。盡管如此，我國(guó)的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺(tái)電梯，我國(guó)如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加70萬(wàn)臺(tái)。到那時(shí)候，全國(guó)在用電梯將達(dá)到130萬(wàn)臺(tái)，每年僅報(bào)廢更新就需要6萬(wàn)臺(tái)。到2005年，中國(guó)電梯的年產(chǎn)量達(dá)到13．5萬(wàn)臺(tái)，與1980年相比，25年增長(zhǎng)了59倍，產(chǎn)量每年平均增長(zhǎng)17．8％。2005年安裝驗(yàn)收電梯12446</p><p>　　我國(guó)電梯行

35、業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對(duì)國(guó)內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要的電梯產(chǎn)品，我國(guó)電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進(jìn)口，而且有一定的出口。國(guó)產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國(guó)參加了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO／TCl78以來(lái)，先后等同或等效采用了一批國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點(diǎn)使我國(guó)電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無(wú)機(jī)房電梯、無(wú)齒輪曳引機(jī)、永磁同步

36、拖動(dòng)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國(guó)際上也是剛剛出現(xiàn)，我國(guó)就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國(guó)產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢(shì)贏得了越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件。</p><p>　　盡管國(guó)內(nèi)電梯技術(shù)正以迅猛的速度發(fā)展，但和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平相比，還存在一定差距。國(guó)外的電梯生產(chǎn)起步較早，技術(shù)較為成熟，相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也較完善。我國(guó)電梯行業(yè)經(jīng)過(guò)近十多年的發(fā)展，電梯技術(shù)發(fā)展十分迅猛，相關(guān)制造、安裝及維保的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定也

37、已逐步建立。但是，我國(guó)電梯制造業(yè)缺乏獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)卻忽視技術(shù)創(chuàng)新，目前整個(gè)行業(yè)基本處于模仿、跟蹤階段，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較弱，很難從容應(yīng)對(duì)國(guó)際同行的競(jìng)爭(zhēng)。</p><p>　　1.3 PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用以及發(fā)展前景</p><p>　　在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，電梯技術(shù)將產(chǎn)生各種新的變化，新的功能。智能化、網(wǎng)絡(luò)化、個(gè)性化、人性化;采用高位數(shù)CPU，增強(qiáng)電梯信號(hào)的處理

38、和速度;電梯群控系統(tǒng)中應(yīng)用模糊邏輯和專家控制，以提高效率和精度;不斷增加和擴(kuò)展電梯的各種功能。超高速電梯、無(wú)機(jī)房電梯、磁懸浮電梯、無(wú)繩電梯、“綠色電梯”等將會(huì)出現(xiàn)，它們必將會(huì)給我們的生活帶來(lái)更方便的服務(wù)?，F(xiàn)代電梯技術(shù)的發(fā)展，不僅代表著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，同時(shí)也標(biāo)志著人類生活走向現(xiàn)代和文明。作為載人的機(jī)電設(shè)備，在安全、智能化和與環(huán)境的協(xié)調(diào)平衡等方面也將更加突出。 </p><p>　　(1)智能化 智能電梯更具人

39、性化特點(diǎn)。不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點(diǎn)，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無(wú)法比擬的東西，具有隨機(jī)處理問(wèn)題的能力，如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各層的候梯信息，自動(dòng)地制定每次最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)速度和停車政策；自動(dòng)選擇運(yùn)動(dòng)方向；雙向語(yǔ)音交流等；讓乘客有更多的主動(dòng)性，使大樓交通運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)對(duì)話。智能化要求電梯有自動(dòng)安全檢測(cè)功能，讓電梯自己能夠檢測(cè)到電梯的故障所在，并及時(shí)報(bào)警予以排除。</p><p>　　(2)安全 運(yùn)行安全是電梯的

40、根本和關(guān)鍵。可以說(shuō)，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開(kāi)的，使電梯安全運(yùn)行更有保障。運(yùn)行安全不僅要消除電梯啟動(dòng)時(shí)較強(qiáng)的電磁輻射，使用安全材料和運(yùn)行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺(jué)效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適的好心情。同時(shí)，電梯運(yùn)行安全也要求電梯在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系，而且電梯本身應(yīng)當(dāng)能自動(dòng)播放讓乘客感到放松的音樂(lè)，徹底消除產(chǎn)生緊張不安的情緒。當(dāng)小孩和老人乘坐時(shí)，電梯對(duì)他們應(yīng)給予一種如同家人般的

41、照顧，不但讓老人和孩子感到方便和舒適，而且更讓其家人感到放心。電梯運(yùn)行安全還要求電梯有自動(dòng)休眠功能，使電梯在保證運(yùn)行效率最高的同時(shí)，使電梯能最大限度地得到休眠。</p><p>　　(3)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡 ①視覺(jué)協(xié)調(diào)。色彩宜人，格調(diào)高雅，制作精良的電梯，讓乘客有一種安全的感覺(jué)，有一種視覺(jué)上的舒適。②消除電磁輻射。由于電梯是大樓里頻繁起制動(dòng)的大容量電器是電磁干擾的元兇，所以電梯必須是一個(gè)達(dá)到自身對(duì)大樓電磁干擾最

42、小，而又不被其他電磁干擾影響的建筑機(jī)電設(shè)備。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、通訊自動(dòng)化的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　此外，對(duì)經(jīng)濟(jì)性、能耗、噪聲等級(jí)和電磁干擾程度等方面也有相應(yīng)要求。隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內(nèi)，心理上的壓抑感和恐懼感也有所考慮。因此，提倡對(duì)電梯進(jìn)行豪華性裝修，比如：轎廂內(nèi)用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設(shè)置宇宙空間或

43、深海景象：進(jìn)而主張電梯、扶梯應(yīng)與大自然相協(xié)調(diào)，在扶梯的周圍種植花草；在轎廂壁和頂棚裝飾某些圖案甚至是有變化的圖案，并且在色彩調(diào)配上要令人賞心悅目；在轎廂內(nèi)播放優(yōu)美的音樂(lè)，用以減少煩躁；在轎廂內(nèi)播放電視節(jié)目，乘客可收看天氣預(yù)報(bào)、新聞等。</p><p>　　第2章 電梯的相關(guān)知識(shí)</p><p>　　2.1電梯的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　總體來(lái)講，電梯有機(jī)械系統(tǒng)

44、和電氣系統(tǒng)兩部分組成。其機(jī)械部分由曳引系統(tǒng)、轎廂和門系統(tǒng)、重力平衡系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)以及安全保護(hù)系統(tǒng)等部分組成；電氣控制部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)、運(yùn)行邏輯功能控制和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成。電梯的基本結(jié)構(gòu)剖視圖（見(jiàn)附錄1）。</p><p>　　圖2.1電梯的基本結(jié)構(gòu)剖視圖</p><p>　　1-減速箱； 2-曳引輪；3-曳引機(jī)底座；4-導(dǎo)向輪；5-限速器； 6-機(jī)座；7-導(dǎo)軌支架；</p&g

45、t;<p>　　8-曳引鋼絲繩；9-開(kāi)關(guān)碰鐵； 10-緊急終端開(kāi)關(guān)；11-導(dǎo)靴； 12-轎架；13-轎門；14-安全鉗；</p><p>　　15-導(dǎo)軌； 16-繩頭組合；17-對(duì)重； 18-補(bǔ)償鏈；19-補(bǔ)償鏈導(dǎo)輪；20-張緊裝置；21-緩沖器；</p><p>　　22-底坑；23-層門； 24-呼梯盒；25-層樓指示燈；26-隨行電纜；27-轎壁；28-轎內(nèi)操縱箱；&l

46、t;/p><p>　　29-開(kāi)門機(jī)； 30-井道傳感器；31-電源開(kāi)關(guān)；32-控制柜；33-曳引電機(jī)；34-制動(dòng)器</p><p>　　2.1.1 電梯的機(jī)械系統(tǒng) </p><p>　　電梯的機(jī)械系統(tǒng)，由機(jī)房、井道、轎廂和門系統(tǒng)四大部分組成。</p><p>　　(1)機(jī)房 用來(lái)安裝曳引機(jī)、電控屏、限速器等。機(jī)房可以設(shè)置在井道頂部，也可設(shè)置在井

47、自由部。當(dāng)機(jī)房設(shè)于井道底部時(shí)，即為曳引機(jī)下置式曳引方式。這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建筑物承重大，對(duì)井道尺寸要求大，只有在機(jī)房無(wú)法頂置時(shí)才使用。對(duì)于絕大多數(shù)電梯，均設(shè)于井道頂部。機(jī)房必須有足夠的面積，高度、承重能力及良好的通風(fēng)條件。</p><p>　　(2)井道 建筑物中用于安裝電梯并提供電梯運(yùn)行的通道，內(nèi)有導(dǎo)軌、對(duì)重裝置、緩沖器、導(dǎo)軌支架、隨行電纜和分線盒、平衡鋼絲繩或平衡鏈、極限開(kāi)關(guān)、端站限位開(kāi)關(guān)等。</p&g

48、t;<p>　　(3)轎廂 是用以運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件。它由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是轎廂體的承重構(gòu)架。是由上橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成；轎廂體由轎廂底、轎廂壁、轎廂頂及照明、通風(fēng)裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕等組成；轎廂體空間的大小由額定載重量和額定載客量決定。</p><p>　　(4)門系統(tǒng) 由轎廂門、層門、開(kāi)門機(jī)、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、門鎖等組成。轎廂門設(shè)在轎廂入口，由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴和門

49、刀等組成；層門設(shè)在層站入口，由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴和門鎖裝置及開(kāi)鎖裝置組成；開(kāi)門機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎廂門和層門啟閉的動(dòng)力源。</p><p>　?。?）井道 井道由圍壁、頂板及底坑圍成一個(gè)在納電梯轎廂和對(duì)重的有限空間。為了出人，在每個(gè)層站開(kāi)有入口。</p><p>　?。?）圍壁 圍壁的作用是將電梯與外界分隔開(kāi)，當(dāng)導(dǎo)軌架直接安裝在圍壁上時(shí)，它還應(yīng)承受費(fèi)切力。圍壁的結(jié)構(gòu)分為封閉式和空格式。&l

50、t;/p><p>　?。?）頂板 井道的頂部是機(jī)房，它是維修人員工作的地方。因此頂板必須是封閉型的，將井道與機(jī)房完全隔離。頂板還具有阻止機(jī)房即傳向井道的作用。對(duì)于快、高速電梯，為了取得良好的隔聲效果，常在井道頂部設(shè)隔音層，此時(shí)的井道頂成了雙層結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）底坑 井道的底坑深入地面，用于安裝緩沖器、限速器、鋼絲繩漲緊裝置等。由于深人了地面，因此要求防水，最好有排水設(shè)施。<

51、;/p><p>　　2.1.2 電梯的電氣控制系統(tǒng)</p><p>　　該系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層器等組成，它的作用是對(duì)電梯實(shí)行操縱和控制。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作箱、層站召喚按鈕、轎頂和機(jī)房中的檢修或應(yīng)急；位置顯示裝置是指轎內(nèi)和層站的指層燈；控制屏安裝在機(jī)房中，是電梯實(shí)行電氣控制的集中組件；選層器能起到指示和反饋轎廂位置、決定運(yùn)行方向、發(fā)出加減速信號(hào)等作用。&

52、lt;/p><p>　　電梯PLC控制系統(tǒng)由邏輯部分和變頻器控制的調(diào)速部分組成，如圖2.1所示。電梯中的曳引電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行直接由變頻器控制，變頻器的輸入控制信號(hào)由PLC提供。邏輯部分由PLC控制，PLC接收呼叫信號(hào)、轎廂和廳門系統(tǒng)的功能信號(hào)以及井道和變頻器的狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)程序判斷與運(yùn)算實(shí)現(xiàn)電梯的集選控制。PLC在輸出顯示和監(jiān)控信號(hào)的同時(shí)，根據(jù)隨機(jī)邏輯控制的要求，向變頻器發(fā)出運(yùn)行方向、啟動(dòng)、加速、減速和制動(dòng)停梯等信號(hào)。調(diào)速

53、部分由變頻器根據(jù)一定的控制規(guī)律和控制算法來(lái)控制，利用PG(光電編碼器)測(cè)量曳引機(jī)的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)。</p><p>　　圖2.1電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2.2.3 電梯的安全保護(hù)系統(tǒng)</p><p>　　(1)光幕(安全觸板)保護(hù):關(guān)門過(guò)程中安全觸板或光幕動(dòng)作時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，執(zhí)行開(kāi)門指令，門開(kāi)到位后再重新關(guān)門，門全部關(guān)閉后，門鎖信號(hào)

54、為ON，轎廂才可以運(yùn)行;如安全觸板或光幕動(dòng)作不消除則不執(zhí)行關(guān)門輸出指令;檢修狀態(tài)下光幕無(wú)效。</p><p>　　（2）限位保護(hù):當(dāng)轎廂經(jīng)過(guò)端站平層位置后仍未停車，此限位開(kāi)關(guān)立即動(dòng)作，切斷電源并制動(dòng)強(qiáng)迫停車。</p><p>　　(3)緩沖器制停保護(hù):在井道的頂部和底部分別裝有極限開(kāi)關(guān)，當(dāng)轎廂駛過(guò)端站換速未減速時(shí)，轎廂上的撞塊就觸動(dòng)此開(kāi)關(guān)，切斷曳引機(jī)電源，曳引機(jī)制動(dòng)器動(dòng)作使電梯減速制停。如

55、果轎廂仍未停止，則會(huì)碰到緩沖器，使轎廂以小于重力加速度的平均減速度從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)，實(shí)現(xiàn)軟著陸。轎廂上行超越端站時(shí)裝在對(duì)重側(cè)的緩沖器具有同樣的性能。</p><p>　　(4)超載保護(hù):電梯超載時(shí)不執(zhí)行關(guān)門和運(yùn)行指令，并輸出超載報(bào)警提示，超載排除后自動(dòng)恢復(fù)正常。</p><p>　　(5)安全鉗保護(hù):安全鉗裝置是在是限速器的操縱下，使電梯轎廂緊急制動(dòng)在導(dǎo)軌上的一種安全裝置。它是電梯保

56、護(hù)系統(tǒng)中提供最后的保護(hù)裝置之一，是電梯結(jié)構(gòu)中重要的安全保護(hù)裝置，當(dāng)其他所有電氣、機(jī)械安全裝置失效導(dǎo)致電梯發(fā)生超速墜落的情況，限速器帶動(dòng)安全鉗會(huì)使轎廂可靠制停保護(hù)乘客及設(shè)備的安全。</p><p>　　2.2 電梯控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式</p><p>　　2.2.1繼電器邏輯控制實(shí)現(xiàn)方式</p><p>　　早期的電梯控制系統(tǒng)使用繼電器觸點(diǎn)控制，稱作“自動(dòng)模式選擇方式”

57、，它是電氣群控的最簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)方式，也稱方向預(yù)選控制，每臺(tái)電梯靠方向預(yù)選控制來(lái)操作。這種系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多，線路復(fù)雜，在使用過(guò)程中觸點(diǎn)容易燒壞磨損，可靠性差故障率高，似的保養(yǎng)維護(hù)工作量大，費(fèi)用高；電器的電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)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；存在控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪聲大等缺點(diǎn)。</p><p>　　2.2.2無(wú)觸點(diǎn)邏輯控制實(shí)現(xiàn)方式</p><p>　　隨

58、著數(shù)字集成電路的發(fā)展和應(yīng)用，電梯控制系統(tǒng)多由邏輯無(wú)觸點(diǎn)邏輯元件實(shí)現(xiàn)。由于數(shù)字集成電路可以完成比較復(fù)雜的邏輯運(yùn)算，所以這種控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更加合理的調(diào)配方案。另外，控制系統(tǒng)可以制成電子線路板的形式，使它與個(gè)電梯的邏輯控制系統(tǒng)以插接方式連接而提高了可靠性。這種系統(tǒng)由于不具備完善的算術(shù)運(yùn)算能力，故不能實(shí)現(xiàn)具有智能的預(yù)報(bào)調(diào)度功能。</p><p>　　2.2.3計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)方式</p><p>

59、　　計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用及人工智能的出現(xiàn)，使電梯控制進(jìn)入到了一個(gè)嶄新的階段?？删幊炭刂破鳎≒LC）的問(wèn)世，為電梯控制帶來(lái)了極大地生機(jī)，PLC取到了中間繼電器，編程簡(jiǎn)單，面向控制過(guò)程的梯形圖語(yǔ)言預(yù)計(jì)電氣原理圖非常相似，在PLC中，傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)間幾乎沒(méi)有隔閡。在電梯這樣的控制邏輯十分復(fù)雜的大型電器控制系統(tǒng)中采用PLC實(shí)現(xiàn)控制應(yīng)是最佳選擇，它具有功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的特點(diǎn)。能提高預(yù)測(cè)電梯到達(dá)某一層的準(zhǔn)確性。<

60、/p><p>　　第3章 可編程邏輯控制器</p><p>　　3.1可編程邏輯控制器產(chǎn)生和發(fā)展</p><p>　　3.1.1 PLC的由來(lái)</p><p>　　1968年，通用汽車公司的液壓部門為了消除既復(fù)雜又昂貴的繼電器控制系統(tǒng)，確立了第一個(gè)可編程控制器的招標(biāo)指標(biāo)。該設(shè)計(jì)規(guī)格需要固態(tài)系統(tǒng)和電腦技術(shù)，并要求能夠在工業(yè)環(huán)境中生存，也能夠方便地

61、編程，并且可以重復(fù)使用。該控制系統(tǒng)將大大減少機(jī)器的停機(jī)時(shí)間，并為未來(lái)提供了可擴(kuò)展性。該招標(biāo)由DEC公司中標(biāo)，這套系統(tǒng)于1969年研制出來(lái)，這是第一臺(tái)可編程控制器，型號(hào)為PDP-14，應(yīng)用取得成功。其后，美國(guó)的MODICON公司也推出了同名的084控制器，1971年日本推出了DSC-80控制器，1973年西歐國(guó)家的各種可編程控制器也研制成功。這些早期的控制器滿足了最初的要求，并且打開(kāi)了新的控制技術(shù)的發(fā)展的大門。</p>&l

62、t;p>　　3.1.2 PLC發(fā)展的幾個(gè)階段 </p><p>　?。?）初級(jí)階段：從第一臺(tái)PLC問(wèn)世到20世紀(jì)70年代中期</p><p>　　由于第一代PLC是為了取代繼電器的，因此，主要功能是邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)功能。CPU由中小規(guī)模數(shù)字集成電路構(gòu)成。第一階段就采用了梯形圖語(yǔ)言作為編程方式，盡管有些枯燥，但卻形成了工廠的編程標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　

63、（2）擴(kuò)展階段：從20世紀(jì)70年代中期到70年代末期</p><p>　　這一階段PLC產(chǎn)品的控制功能得到很大擴(kuò)展。擴(kuò)展的功能包括數(shù)據(jù)的傳送、數(shù)據(jù)的比較和運(yùn)算、模擬量的運(yùn)算等功能。</p><p>　　（3）通信階段：20世紀(jì)70年代末期到80年代中期</p><p>　　這一階段產(chǎn)品與計(jì)算機(jī)通信的發(fā)展有關(guān)，形成了分布式通信網(wǎng)絡(luò)。但是，由于各制造商各自為政，通信系統(tǒng)

64、也是各有各的規(guī)范。由于在很短的時(shí)間內(nèi)，PLC就已經(jīng)從汽車行業(yè)迅速擴(kuò)展到其它行業(yè)，作為繼電器的替代品進(jìn)入了食品、飲料、金屬加工、制造和造紙等多個(gè)行業(yè)。其次，產(chǎn)品功能也得到很大的發(fā)展。同時(shí)，可靠性進(jìn)一步提高。</p><p>　?。?）開(kāi)放階段：從20世紀(jì)80年代后期至今</p><p>　　由于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了開(kāi)放系統(tǒng)互連的參考模型OSI，使PLC在開(kāi)放功能上有較大發(fā)展。主要表現(xiàn)為通信系

65、統(tǒng)的開(kāi)放，使各制造廠商的產(chǎn)品可以通信，通信協(xié)議開(kāi)始標(biāo)準(zhǔn)化，使用戶得益。此外，PLC開(kāi)始采用標(biāo)準(zhǔn)化軟件系統(tǒng)，增加高級(jí)語(yǔ)言編程，并完成了編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化工作。</p><p>　　3.2可編程邏輯控制器基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)是由微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（ROM和RAM）、輸入/輸出（I/O）單元、電源單元及外圍設(shè)備等組成。系統(tǒng)的規(guī)?？筛鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用的需要而定，可大可小。其

66、基本結(jié)構(gòu)框圖如下：</p><p>　　圖3.1 PLC結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　(1)中央處理器 中央處理器(CPU)由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，并集成在一個(gè)芯片內(nèi)。CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線總線、地址總線、控制總線和電源總線與存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、編程器和電源相連接。</p><p>　　(2)存儲(chǔ)器 PLC存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)等。包含系

67、統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)和用戶存儲(chǔ)區(qū)。</p><p>　　(3)I/0接口 輸入輸出接口是PLC與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件和執(zhí)行元件連接的接口電路。PLC的輸入接口采集現(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件輸入的各種控制信號(hào)，通過(guò)電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的信號(hào)。輸出接口電路將CPU送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。</p><p>　　(4)編程器

68、作用是將用戶編寫的程序下載至PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過(guò)程，顯示PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。</p><p>　　(5)電源 PLC電源為各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有:交流電源(220VAC或110VAC)，直流電源(常用的為24VAC )。</p><p>　　(6

69、)人機(jī)界面 最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏(或觸摸屏)式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)(運(yùn)行組態(tài)軟件)充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。</p><p>　　3.3可變邏輯控制器的工作原理</p><p>　　在PLC中用戶程序按先后順序存放，在沒(méi)有中斷和跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，PLC從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行，直到程序結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始的不斷執(zhí)行程序。PLC在工作時(shí)采用循

70、環(huán)掃描的工作方式，有些情況下也插入終端方式，允許中斷正在掃描的程序，以處理緊急任務(wù)。</p><p>　　PLC掃描的第一步是采樣階段，通過(guò)輸入接口，把所有輸入端的信號(hào)讀入緩沖區(qū)。第二步是掃描用戶程序，根據(jù)本周期的輸入信號(hào)狀態(tài)和尚周期的輸出信號(hào)狀態(tài)，對(duì)用戶程序逐條進(jìn)行運(yùn)算處理，將結(jié)果送到輸出緩沖區(qū)。第三階段進(jìn)行輸出刷新，將輸出緩沖區(qū)各輸出點(diǎn)的狀態(tài)通過(guò)輸出接口電路全部送到PLC的輸出端子。PLC周期性的循環(huán)執(zhí)行上述

71、三個(gè)步驟，每一次循環(huán)的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期，一個(gè)周期中除了執(zhí)行指令外，還有I/O刷新、故障診斷和通信等操作。</p><p>　　在掃描之前，PLC首先執(zhí)行自檢操作，以檢查硬件系統(tǒng)是否存在問(wèn)題，進(jìn)行復(fù)位和初始化處理，檢查I/O塊的連接是否正常，再對(duì)內(nèi)存單元進(jìn)行測(cè)試。如正常則可認(rèn)為PLC自身完好，否則指示燈ERROR亮報(bào)警，停止所有執(zhí)行任務(wù)。最后復(fù)位系統(tǒng)的堅(jiān)實(shí)定時(shí)器，允許PLC進(jìn)入循環(huán)掃描周期。</p>

72、<p>　　3.4西門子S7-300PLC產(chǎn)品介紹</p><p>　　SIMATIC PLC是德國(guó)西門子公司在1995年推出的性能價(jià)格比較高的PLC系統(tǒng)。其中，微型的有SIMATIC S7-200系列，中小型的有SIMATIC S7-300，中高檔性能的有S7-400系列。SIMATIC S7系列PLC都具有模塊化、無(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)和易于用戶掌握等特點(diǎn)，使得S7系列PLC成為各種從小規(guī)模到中大規(guī)模應(yīng)用

73、的首選產(chǎn)品。</p><p>　　相比較S7-200，S7-300針對(duì)的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴(kuò)展多達(dá)32個(gè)模塊，背板總線也在模塊內(nèi)集成，它的網(wǎng)絡(luò)連接已比較成熟和流行，有MPI（多點(diǎn)接口）、Profibus和工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變的簡(jiǎn)單和多選性，并可以借助于HWConfig工具可以進(jìn)行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)。S7-300的模塊稍微多一點(diǎn)，除了信號(hào)模塊（SM）和200的EM模塊同類型之外，它還有接口模塊（IM）--用

74、來(lái)進(jìn)行多層組態(tài)，把總線從一層傳到另一層；占位模塊（DM）--為沒(méi)有設(shè)置參數(shù)的信號(hào)模塊保留一個(gè)插槽或?yàn)橐院蟀惭b的接口模塊保留一個(gè)插槽；功能模塊（FM）--執(zhí)行特殊功能，如計(jì)數(shù)、定位、閉環(huán)控制相當(dāng)于對(duì)CPU功能的一個(gè)擴(kuò)展或補(bǔ)充；通訊處理器（CP）--提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接、Profibus和工業(yè)以太網(wǎng)。CPU設(shè)計(jì)模式選擇器有：MRES=模塊復(fù)位功能；STOP=停止模式，程序不執(zhí)行；RUN=程序執(zhí)行，編程器只讀操作；RUN-P=程序執(zhí)行，編程器可讀寫

75、操作。狀態(tài)指示器：SF，BATF=電池故障；DC5V=內(nèi)部5 V DC電壓指示；FRCE=表示至少有一個(gè)輸入或輸出被強(qiáng)制；RUN=當(dāng)CPU啟動(dòng)時(shí)閃爍，在運(yùn)行模式下常亮；STOP=</p><p>　　第4章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1控制系統(tǒng)的主要硬件選型及實(shí)現(xiàn) </p><p>　　4.1.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)</p><p>

76、　　PLC電梯控制系統(tǒng)主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)系統(tǒng)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4.1所示。外部控制信號(hào)通過(guò)輸入采樣寄存在輸入映像寄存器中，根據(jù)控制程序需要讀取并在CPU中進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，再將結(jié)果存入輸出映像寄存器，每個(gè)周期進(jìn)行輸出刷新，驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)。</p><p>　　輸入/輸出接口電路通過(guò)光電隔離和濾波把PLC和外部電路隔離，因此PLC具有很強(qiáng)的抗干擾能力，無(wú)故障運(yùn)行率可達(dá)4至5萬(wàn)小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)繼電器控制系統(tǒng)和

77、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。而且控制邏輯由程序?qū)崿F(xiàn)，減少了系統(tǒng)中繼電器的使用數(shù)量，減少了控制柜的體積，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性、可靠性和可擴(kuò)展性。</p><p>　　圖4.1 PLC控制電梯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　4.1.2變頻調(diào)速系統(tǒng)的分析及選擇</p><p>　　電梯調(diào)速除了要求一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外，舒適度是一項(xiàng)重要指標(biāo)。本設(shè)計(jì)中拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證電

78、梯按理想的給定速度曲線運(yùn)行，以改善電梯運(yùn)行的舒適感；另外，由于電梯在建筑物內(nèi)的耗電量占建筑物總用電量的相當(dāng)大的比例，電梯節(jié)約用電日益受到重視。考慮以上各種因素，通過(guò)對(duì)各主要生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品的性能指標(biāo)價(jià)格比分析，選用日本安川公司的變頻器。</p><p>　　變頻器輸入信號(hào)為：上、下行方向指令，零速、爬行、低速、高速、檢修速度等各種速度編碼指令，復(fù)位和使能信號(hào)。輸出信號(hào)為：(1)準(zhǔn)備就緒信號(hào)，在變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，通知

79、控制系統(tǒng)變頻器可以正常運(yùn)行；(2)運(yùn)行中信號(hào)，通知 PLC 變頻器正在正常輸出；(3)零速信號(hào)，當(dāng)電梯運(yùn)行速度為零時(shí)，此信號(hào)輸出有效并通知 PLC 完成抱閘、停車等動(dòng)作；(4)故障信號(hào)，出現(xiàn)故障時(shí)，此信號(hào)輸出有效并通知 PLC 作出響應(yīng)，給變頻器斷電。</p><p>　　PLC通過(guò)向安川616G5變頻器發(fā)出電梯上/下行輸出輸出信號(hào)，從而控制曳引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，決定電梯的上/下行運(yùn)動(dòng)；通過(guò)向變頻器發(fā)出電梯高速運(yùn)

80、行和電梯低速運(yùn)行信號(hào)，從而間接控制曳引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，決定電梯的高/低速運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)通過(guò)脈沖發(fā)生器將速度信號(hào)及時(shí)反饋給安川變頻器，從而形成速度閉環(huán)控制。接線圖如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 變頻器拖動(dòng)部分線路圖</p><p>　　在PLC向變頻器發(fā)出開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)的同時(shí)，為了滿足電梯的要求，變頻器又需要通過(guò)與鼠籠式曳引電動(dòng)機(jī)同軸連接的脈沖發(fā)生器和PG卡, 對(duì)電動(dòng)機(jī)完成速

81、度檢測(cè)及反饋,形成閉環(huán)系統(tǒng)。脈沖發(fā)生器輸出A、B兩相脈沖，PG卡接收到脈沖信號(hào)以后，再將此反饋給變頻器內(nèi)部,以便進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)。根據(jù)A、B脈沖的相序,可判斷出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,并可以根據(jù)A、B脈沖的頻率測(cè)得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于本設(shè)計(jì)選用的是通用型變頻器，因此其參數(shù)設(shè)置和外部線路設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高于電梯專用變頻器，其設(shè)置的好壞也將直接影響到電梯運(yùn)行的實(shí)際效果。</p><p>　　4.2 PLC控制電梯系統(tǒng)I/

82、O點(diǎn)數(shù)分配 </p><p>　　根據(jù)電梯控制功能的需求，每一層門廳都要有門廳按鈕，除了頂樓和底樓只要有一個(gè)門廳按鈕以外，其余層都要有兩個(gè)門廳按鈕。還需要安裝控制電梯平層和減速的傳感器感應(yīng)片，除頂樓和底樓只各安裝一片平層感應(yīng)片和減速感應(yīng)片外，其余各層都需要個(gè)安裝兩片減速感應(yīng)片和平層感應(yīng)片，而與這四個(gè)感應(yīng)片相對(duì)應(yīng)的四個(gè)傳感安裝在轎廂頂端。電梯邏輯控制系統(tǒng)的控制核心是PLC，哪些信號(hào)需要輸入至PLC，PLC需要驅(qū)動(dòng)哪

83、些負(fù)載,以及采用何種編程方式，都是需要認(rèn)真考慮的問(wèn)題，都會(huì)影響到其內(nèi)部I/O點(diǎn)數(shù)的分配。因此，I/O點(diǎn)數(shù)的確定,是設(shè)計(jì)整個(gè)PLC電梯控制系統(tǒng)首先需要解決的問(wèn)題,決定著系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)。由于樓層數(shù)量不同，所配電梯的規(guī)模就有差別，這里以4層樓電梯為例。</p><p><b>　　1）輸入設(shè)備的確定</b></p><p>　　先考察電梯轎廂內(nèi)的操作。操作廂上應(yīng)有各層的

84、選層按鈕，4層共有4個(gè)。有司乘人員時(shí)，應(yīng)設(shè)有開(kāi)關(guān)門按鈕，上行、下行按鈕?？紤]到乘客的安全，電梯在門未關(guān)好的情況下禁止啟動(dòng)，對(duì)轎廂內(nèi)及廳門的開(kāi)關(guān)極限均應(yīng)設(shè)有極限開(kāi)關(guān)。再考慮井道與轎廂的關(guān)系,井道內(nèi)每層都應(yīng)設(shè)置感應(yīng)器,以便感知轎廂當(dāng)前所在層。由于上行和下行時(shí),轎廂進(jìn)入該層的順序不同,所以每層設(shè)上行,下行兩個(gè)樓層感受應(yīng)器。為保證轎廂停靠時(shí)對(duì)層準(zhǔn)確，在轎廂上設(shè)置了上平層感應(yīng)器,下平層感應(yīng)器和門樞感應(yīng)器,用以感知停靠偏上還是偏下。各門廳乘客召喚時(shí)

85、,除底層和頂層只有一個(gè)召喚按鈕外,其它各層均設(shè)上下兩個(gè)召喚按鈕,4層共需要6個(gè)輸入按鈕。</p><p><b>　　2）輸出設(shè)備的確定</b></p><p>　　控制電梯的上行,下行(即電機(jī)正反轉(zhuǎn))需兩點(diǎn)輸出；控制電梯快行,慢行需兩點(diǎn)輸出；快速起動(dòng)限流電阻切除,慢行運(yùn)行限流電阻(電抗)一級(jí)二級(jí)切除3點(diǎn)輸出；開(kāi)關(guān)門接觸器兩點(diǎn)輸出；樓層指示燈4點(diǎn)輸出；上、下行指示燈兩

86、點(diǎn)輸出。超階級(jí)載指示,報(bào)警一點(diǎn)輸出。其I/0分配如如表4.1所示：</p><p>　　表4.1 I/O地址及分配</p><p><b>　　(a) 輸入點(diǎn)分配</b></p><p><b>　　(b) 輸出點(diǎn)分配</b></p><p>　　第5章 電梯控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p>

87、;<p>　　5.1電梯的控制功能及流程圖設(shè)計(jì)</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，根據(jù)電梯運(yùn)行要求，利用西門子STEP 7編程軟件進(jìn)行模塊化編程，設(shè)計(jì)程序流程圖如圖5.1所示。先簡(jiǎn)要說(shuō)明一下主程序的功能。</p><p>　　(1)電梯復(fù)位程序段:此段程序有兩個(gè)功能：一個(gè)是在系統(tǒng)上點(diǎn)以后，把轎廂的位置恢復(fù)到第一層的狀態(tài)；另一個(gè)是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障以

88、后，把轎廂的位置恢復(fù)到第一層并終止程序。</p><p>　　(2)用戶輸入程序段：用戶的輸入包括門廳的按鈕和轎廂內(nèi)的按鈕，用戶程序段完成在用戶輸入以后，馬上保持用戶選擇的狀態(tài)，以便后面的程序判斷。</p><p>　　(3)系統(tǒng)狀態(tài)確定程序段：對(duì)在用戶輸入程序段中用戶選擇的狀態(tài)進(jìn)行處理，確定程序應(yīng)該執(zhí)行哪一部分的代碼，以及更改電梯本身的狀態(tài)。</p><p>　　

89、(4)轎廂開(kāi)關(guān)門程序段:控制轎廂的開(kāi)關(guān)門，修改開(kāi)關(guān)門的狀態(tài)邏輯線圈，包括關(guān)門延時(shí)。</p><p>　　(5)檢測(cè)故障程序段:此段程序在每個(gè)掃描周期都執(zhí)行一次，一旦檢測(cè)到有故障，就跳轉(zhuǎn)到發(fā)生故障處理程序段并執(zhí)行。</p><p>　　(6)發(fā)生故障處理程序段：一旦檢測(cè)到有故障，就會(huì)更改電梯運(yùn)行的狀態(tài)，恢復(fù)電梯到底層，并中斷程序的運(yùn)行。</p><p>　?。?）設(shè)定

90、上行目標(biāo)：此段程序是用來(lái)上行過(guò)程中的下一個(gè)目標(biāo)的，只有在上行以及電梯空閑時(shí)才會(huì)調(diào)用，如果沒(méi)有下一個(gè)目標(biāo)，就會(huì)設(shè)定電梯為空閑。</p><p>　　(8)設(shè)定下行目標(biāo)：此段程序是用來(lái)下行過(guò)程中的下一個(gè)目標(biāo)的，只有在下行以及電梯空閑是才會(huì)調(diào)用，如果沒(méi)有下一個(gè)目標(biāo)，就設(shè)定電梯為空閑。</p><p>　?。?）執(zhí)行上行程序：控制電梯上行，檢測(cè)是否應(yīng)該減速或者停止電梯正轉(zhuǎn)并且執(zhí)行。</p&g

91、t;<p>　　（10）執(zhí)行下行程序：控制電梯下行，檢測(cè)是否應(yīng)該減速或者停止電梯正轉(zhuǎn)并且執(zhí)行。</p><p>　　圖5.1電梯控制主程序</p><p>　　5.2電梯控制系統(tǒng)基本功能梯形圖分析</p><p>　　在PLC控制電梯程序設(shè)計(jì)過(guò)程中,一要堅(jiān)持功能完善,保證電梯安全有效地運(yùn)行；二要遵循結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練、易讀易改的原則,盡量減少程序量。故采用模塊化

92、設(shè)計(jì):將各個(gè)輸出信號(hào)的按屬性分類做出程序模塊，模塊與模塊之間的銜接可以用中間寄存器來(lái)傳遞信息。則電梯控制系統(tǒng)可大致分為:平層判斷及電梯運(yùn)行模塊、樓層指示模塊、開(kāi)關(guān)門控制模塊、內(nèi)外呼信號(hào)登記及消除模塊、選層定向及反向截梯模塊、電梯故障報(bào)警模塊、換速模塊、檢修模塊等。</p><p>　　5.2.1平層判斷及電梯運(yùn)行程序</p><p>　　圖5.2為電梯平層控制梯形圖。其中，I2.2、I2.

93、3、I2.4分別為上平層感應(yīng)干簧管、下平層感應(yīng)干簧管和門區(qū)感應(yīng)干簧管，Q0.0、Q0.1為上、下行指示，Q0.6、Q0.7為快速接觸器、慢速接觸器，M1.4為運(yùn)行繼電器，M3.0、M3.1為電梯上/下行方向控制繼電器。其原理為:當(dāng)電梯位于平層位置時(shí)，I2.2、I2.3、I2.4動(dòng)作壓合，M1.5、M1.6、M1.7均為ON，Q0.0和Q0.1均為OFF，即電動(dòng)機(jī)脫離三相電源，并抱閘制動(dòng)。如果電梯上行超過(guò)了平層位置，則上平層感應(yīng)干簧管離開(kāi)

94、隔磁板，使I2.2、M1.5失電，則Q0.0接通，電梯繼續(xù)上行;電梯在下降時(shí)，直至隔磁板重新進(jìn)入上平層感應(yīng)干簧管，使Ml.5得電。下行時(shí)同理。</p><p>　　圖5.2 電梯平層控制梯形圖</p><p>　　5.2.2樓層指示程序</p><p>　　圖5.3樓層顯示梯形圖。樓層信號(hào)用來(lái)控制樓層指示燈、選向、選層等。根據(jù)電梯控制要求，樓層信號(hào)應(yīng)連續(xù)變化，即電梯

95、運(yùn)行到下一層樓層感應(yīng)器動(dòng)作之前的任何位置，應(yīng)一直顯示上一層的樓層數(shù)。例如電梯原在一層，I1.0動(dòng)作，Q2.0得電，即一樓樓層指示燈亮，數(shù)碼顯示為“1"。當(dāng)電梯離開(kāi)1樓向上運(yùn)行時(shí)，由于離開(kāi)1樓感應(yīng)干簧管區(qū)位使得Il.0復(fù)位失電，但Q2.0通過(guò)自鎖維持得電狀態(tài)，故一樓位置指示燈一直亮。當(dāng)?shù)竭_(dá)2樓感應(yīng)千簧管區(qū)位時(shí)，I1.1得電，使得Q2.1得電，Q2.1的常閉觸點(diǎn)使Q2.0斷電，即二樓樓層指示燈“2”亮，同時(shí)一樓指示燈“1"

96、;熄滅。在其他各層，情況與此相同。</p><p>　　圖5.3 樓層顯示梯形圖</p><p>　　5.2.3.開(kāi)/關(guān)門控制</p><p>　　圖5.4位開(kāi)/關(guān)門控制梯形圖。電梯在某層平層停車后自動(dòng)關(guān)門，Q1.6,Q1.7為開(kāi)、關(guān)門信號(hào)，若乘客按開(kāi)、關(guān)門按鈕可對(duì)門開(kāi)、關(guān)進(jìn)行手動(dòng)控制。M2.0是平層信號(hào)中間繼電器。當(dāng)電梯完全平層時(shí)，M2.0得電，緊接著Q0.0和Q

97、0.1均轉(zhuǎn)變?yōu)镺FF，其動(dòng)斷觸點(diǎn)復(fù)位，于是Ql.6得電，開(kāi)門繼電器得電，電梯自動(dòng)開(kāi)門。I2.0是開(kāi)門按鈕輸入，用于當(dāng)門關(guān)好后重新使其打開(kāi)。當(dāng)電梯在運(yùn)行時(shí)，為保證安全運(yùn)行，任何情況都不能開(kāi)門，這一點(diǎn)由Q0.0和Q0.1的常閉觸點(diǎn)來(lái)保證。</p><p>　　圖5.4 開(kāi)/關(guān)門控制梯形圖</p><p>　　5.2.4內(nèi)呼信號(hào)登記及消除</p><p>　　圖5.5為內(nèi)

98、呼信號(hào)登記及消除控制梯形圖。中間繼電器M0.1至MO.4中的一個(gè)或幾個(gè)為ON時(shí)，表示相應(yīng)樓層的內(nèi)呼指令被登記，反之則表示相應(yīng)層內(nèi)呼指令信號(hào)被消除。如果電梯停在一樓處，Q0.0，Q0.1均為OFF，當(dāng)內(nèi)呼去2樓按鈕、內(nèi)呼去4樓按鈕被按下，則I1.5，Il.7得電，從而將M0.2,M0.4置位，即2、4兩層的內(nèi)呼指令信號(hào)被記憶。當(dāng)電梯上行到達(dá)2層感應(yīng)干簧管區(qū)位時(shí)，由樓層信號(hào)控制環(huán)節(jié)可知Q2.1得電，于是M0.2被復(fù)位，即去2樓的內(nèi)呼指令被消

99、除，該指令已被執(zhí)行完畢。而M0.4由于其復(fù)位端的條件不具備，所以去4樓的內(nèi)呼按鈕仍然保留下來(lái).直到電梯到達(dá)四樓時(shí)，M0.4才具備復(fù)位的條件，信號(hào)才會(huì)被消除。</p><p>　　圖5.5 內(nèi)呼信號(hào)登記及消除控制梯形圖</p><p>　　5.5.5 外呼信號(hào)登記及消除控制梯形圖</p><p>　　圖5.6為外呼信號(hào)登記及消除控制梯形圖。它實(shí)現(xiàn)廳外呼指令的記憶與消除

100、。設(shè)電梯在一層處于停止?fàn)顟B(tài)。二、三層廳外乘客欲乘梯上行，故分別按下外呼二樓上按鈕、外呼三樓上按鈕，同時(shí)若二樓還有乘客欲下行，按外呼二樓下按鈕，于是圖5.5中I0.2、I0.3、I0.4均得電，輸出繼電器Q0.3,Q0.4,Q0.5分別使外呼二樓上指示燈、外呼三樓上指示燈、外呼二樓下指示燈亮。司機(jī)接到指示信號(hào)后操縱電梯上行，故M3.0得電。當(dāng)電梯到達(dá)2層停靠時(shí)Q2.1得電，故Q0.3失電，外呼二樓上指示燈熄滅。由于還未到達(dá)3樓，外呼三上信

101、號(hào)Q0.4仍然處于記憶、登記狀態(tài)，故上行控制信號(hào)M3.0仍未釋放。因此，電梯目前雖然在二樓，但該層的下召信號(hào)即外呼二樓下Q0.5仍然不能清除，外呼二樓下指示燈并未熄滅。只有當(dāng)電梯執(zhí)行完全部上行任務(wù)返回到二樓時(shí)，由于M3.1,Q2.1得電，外呼二樓下控制信號(hào)Q0.5才能被清除。這就實(shí)現(xiàn)了只清除與電梯運(yùn)行方向一致的召喚信號(hào)這一控制要求，即順向截梯功能。</p><p>　　圖5.6 外呼信號(hào)登記及消除控制梯形圖<

102、;/p><p>　　5.5.6選層定向及反向截梯</p><p>　　圖5.7為自動(dòng)選向控制梯形圖。選向就是電梯根據(jù)內(nèi)呼指令自動(dòng)地選擇合理的運(yùn)行方向。圖中內(nèi)部中間繼電器M3.0/M3.1分別表示上/下方向控制，它們雖然不能直接輸出驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，卻直接決定著方向輸出繼電器Q0.0/Q0.1的“ON”或“OFF”狀態(tài)，從而控制上升接觸器和下降接觸器，即決定著電梯的運(yùn)行方向。</p>

103、<p>　　圖5.7 自動(dòng)選向控制梯形圖</p><p>　　5.5.7電梯故障報(bào)警</p><p>　　圖5.8為故障報(bào)警程序。:設(shè)置CPU的屬性時(shí)，在“Cycle/Clock Memory”標(biāo)簽頁(yè)令M5為時(shí)鐘存儲(chǔ)器字節(jié)，其中M5.3提供周期為0.5s的時(shí)鐘脈沖，M5.5提供周期為1s的時(shí)鐘脈沖，分別控制超載和警鈴報(bào)警輸出。</p><p>　　圖5.7

104、 自動(dòng)選向控制梯形圖</p><p>　　以上為虛擬電梯的主要功能模塊的梯形圖程序，換速、樓層七段碼指示、檢修、消防、急停等模塊，完整的電梯控制程序還包括初始化程序、由于篇幅限制，本文中不再贅述。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本文選擇西門子S7-300PLC，利用PLC技術(shù)和STEP編程軟件，設(shè)計(jì)四層電梯的

105、運(yùn)行控制程序，包括:電梯的平層控制、開(kāi)關(guān)門控制、內(nèi)外呼控制、選層定向、樓層指示和故障報(bào)警等梯形圖程序。由于電梯控制系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，因此單純采用順序控制或邏輯控制是不能夠滿足要求的，而應(yīng)該在設(shè)計(jì)中采用隨機(jī)邏輯控制方式。同時(shí)，由于梯形圖之間的相互關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，程序設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的軟件部分時(shí)，主要采用模塊化的編程思想來(lái)設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，將可編程控制器和組態(tài)軟件結(jié)合可以非常好地模擬電梯控制系統(tǒng)的測(cè)試運(yùn)行．有利

106、于PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、檢測(cè)，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　　總之，通過(guò)本次的設(shè)計(jì)研究，對(duì)電梯控制系統(tǒng)有了全面了解的同時(shí)，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力以及發(fā)散思維能力，提高了用理論結(jié)合實(shí)際分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，綜合運(yùn)用各種新知識(shí)、新技術(shù)的能力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊元源.可編程控制器原理與

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