畢業(yè)論文----plc在電梯中的應(yīng)用

1、<p><b>　　中 文 摘 要</b></p><p>　　隨著人口的增加，中國(guó)科學(xué)技術(shù)日新月異地發(fā)展，人們物質(zhì)文化生活水平的逐步提高，建筑業(yè)得以迅速發(fā)展，大批的高樓大廈拔地而起，伴隨建筑業(yè)的發(fā)展，為建筑內(nèi)提供上下交通運(yùn)輸?shù)碾娞莨I(yè)也在日新月異地發(fā)展著。電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備，更是一種工作和生活中的必需設(shè)備。而PLC（可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以

2、其編程方便、操作簡(jiǎn)單尤其是它的高可控性等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。面對(duì)如此廣袤的電梯市場(chǎng)，所謂“科技就是第一生產(chǎn)力”，處于科技前沿的電子設(shè)計(jì)技術(shù)很自然地就與電梯控制設(shè)計(jì)一拍即合，因此，促進(jìn)了PLC更快捷的發(fā)展，本課題是以五層電梯控制系統(tǒng)為前提下，結(jié)合PLC技術(shù)，對(duì)電梯控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。 關(guān) 鍵 詞：電梯 PLC 控制</p><p>　　English Abstract

3、</p><p>　　As the population increased, the Chinese science and technology developing rapidly, people's material and cultural living standards gradually improved to the rapid development of the constructi

4、on industry, a large number of high-rise buildings where they stand, accompanied by the development of the construction industry, to provide for the construction and transportation up and down elevator industries are dev

5、eloping rapidly.Elevator is not only an important link in the production of equipment, </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　中英摘要 …………………………………………………………（1）</p><p>　　目 錄

6、 …………………………………………………………（2）</p><p><b>　　第一章 緒言</b></p><p>　　1.1 國(guó)內(nèi)外電梯及PLC的發(fā)展 ………………………………（3）</p><p>　　1.2 本課題設(shè)計(jì)的意義和目的 ……………………………… （5） </p><

7、p>　　第二章 可編程控制器（PLC）的概述 </p><p>　　2.1 可編程控制器的簡(jiǎn)介 …………………………………（6）</p><p>　　2.1.1 可編程控制器的定義 ……………………………（6）</p><p>　　2.1.2 三菱FX2NPLC可編程控制器的基礎(chǔ)知識(shí) ……………（6）</p>

8、<p>　　2.1.3 PLC的工作原理 ……………………………………（8）</p><p>　　2.2 PLC與其他控制系統(tǒng)的比較 ……………………………（10） </p><p>　　第三章 VVVF變頻電梯的控制系統(tǒng)</p><p>　　3.1 變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)技術(shù) ……………………（12）</p>&l

9、t;p>　　3.2 變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)的控制技術(shù) ………………………（13）</p><p>　　3.3 控制系統(tǒng)的主流程 ……………………………………（13）</p><p>　　第四章 PLC控制單臺(tái)電梯的方案設(shè)計(jì) </p><p>　　4.1 電梯控制系統(tǒng)的組成及運(yùn)行方式 ……………………（15）</p>&

10、lt;p>　　4.1.1 電梯的運(yùn)行工作情況 …………………………………（15）</p><p>　　4.1.2 電梯控制系統(tǒng)的組成 …………………………………（16）</p><p>　　4.1.3 電梯的結(jié)構(gòu) ………………………………………（17）</p><p>　　4.2 PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)功能介紹 ……………………（19）<

11、/p><p>　　4.3 PLC控制單臺(tái)電梯I/O點(diǎn)分析 ………………………（21）</p><p>　　4.4 電梯控制程序 ………………………………………（24）</p><p>　　謝 辭 …………………………………………………………（33）</p><p>　　參考文獻(xiàn) …………………

12、……………………………………（34）</p><p><b>　　第一章 緒言</b></p><p>　　1.1 國(guó)內(nèi)外電梯的現(xiàn)狀與發(fā)展</p><p>　　1.1.1 電梯的發(fā)展 據(jù)國(guó)外有關(guān)資料介紹，在20世紀(jì)初，美國(guó)奧的斯電梯公司首先使用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動(dòng)的直流電梯。從此以后，電梯這個(gè)產(chǎn)品，一直在日新月異的

13、發(fā)展著。目前的電梯產(chǎn)品，不但規(guī)格品種多，自動(dòng)化程度高，而且安全可靠，乘坐舒適。 當(dāng)今世界，部分地區(qū)人口高度密集，人和土地資源短缺的矛盾日趨激化。這就注定了必須合理地利用土地去解決人與土地的矛盾。而興建高層建筑是其中的有效措施之一。因此，能使人們快速、便捷地到達(dá)目的樓層的電梯便應(yīng)運(yùn)而生了。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，人均電梯擁有數(shù)量一般在每萬人30臺(tái)以上，某些國(guó)家甚至達(dá)到每萬人120臺(tái)以上，隨著城鎮(zhèn)化程度的加大，電梯市場(chǎng)會(huì)更加繁華。中國(guó)

14、的電梯市場(chǎng)增長(zhǎng)也很樂觀，目前，每年增長(zhǎng)率為15%—18%。隨著電梯普及率的升溫，人們對(duì)電梯的要求也會(huì)越來越高。如何更安全、更快捷地到達(dá)目的樓層，也就成了人們對(duì)電梯最為根本的要求。而電梯系統(tǒng)里掌控這方面技術(shù)參數(shù)的是電梯控制系統(tǒng)。因此，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就成了在電梯設(shè)計(jì)領(lǐng)域里最為核心的技術(shù)。 電梯行業(yè)外商云集，國(guó)際上最大的電梯公司幾乎全部進(jìn)入我國(guó)，最先進(jìn)的電梯產(chǎn)品爭(zhēng)先在中國(guó)生產(chǎn)。美國(guó)</p><p>　　1.1.2

15、PLC的產(chǎn)生和發(fā)展</p><p>　　可編程控制器（PLC）是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，在近40年來它得到了迅猛的發(fā)展，至今已成為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大技術(shù)支柱（機(jī)器人技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)和PLC技術(shù)）之一，被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中。 PLC從誕生至今已經(jīng)快40年了，在這期

16、間它的發(fā)展大概經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段： ⑴ 1969～1972 PLC發(fā)展的雛形階段，功能都很簡(jiǎn)單，只有邏輯運(yùn)算，定時(shí)和計(jì)數(shù)等功能，硬件方面因集成電路還未投入大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，CPU由分離元件組成，存儲(chǔ)器為磁芯存儲(chǔ)器，容量為1～2K，操作系統(tǒng)為磁芯構(gòu)成的微程序，指令一般只有20～30條，機(jī)種單一，沒有形成系列，一臺(tái)PLC最多只能替代200～300個(gè)繼電器組成的系統(tǒng)，可控性優(yōu)于繼電器。 ⑵ 1972～1976 美國(guó)

17、INTEL公司成功開發(fā)了世界上第一片集成電路的微處理器，因此PLC技術(shù)獲得了較大的發(fā)展。PLC功能除邏輯運(yùn)算等外、計(jì)算機(jī)接口和模擬量控制等，軟件開發(fā)有自診斷程序，存儲(chǔ)程序開始用了EPR</p><p>　　1.2 本課題設(shè)計(jì)的意義和目的</p><p>　　1.2.1 本課題設(shè)計(jì)的意義</p><p>　　PLC（可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以其編

18、程方便、操作簡(jiǎn)單尤其是它的高可控性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點(diǎn)和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，樓房越來越高，而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。電梯從手柄開關(guān)操縱電梯、按鈕控制電梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運(yùn)輸做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。PLC在電梯升降控制上的應(yīng)用

19、主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)和定時(shí)以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯升降過程中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)的控制。通過本課題的介紹，讓我們能更多了解PLC和更好的使用它。 </p><p>　　1.2.2 利用PLC設(shè)計(jì)電梯系統(tǒng)的目的 本課題主要對(duì)PLC的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、性能以及與現(xiàn)場(chǎng)控制對(duì)象的連線進(jìn)行具體的研究，并通過PLC實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)控制。市建設(shè)的不斷

20、發(fā)展，城市迅速的崛起，高層建筑的不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。它是采用電力拖動(dòng)方式，將載有乘客或貨物的轎廂，運(yùn)行于垂直方向的兩根剛性導(dǎo)軌之間，運(yùn)送乘客和貨物的固定式提升設(shè)備。所以，電梯是為高層建筑運(yùn)輸服務(wù)的設(shè)備，它具有運(yùn)送速度快、安全可靠、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。但傳統(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

21、好地解決上述問題，使電梯運(yùn)行更加安全、方便、舒適。 </p><p>　　第二章 可編程PLC的概述</p><p>　　2.1 可編程控制器(PLC)的簡(jiǎn)介</p><p>　　2.1.1 可編程控制器的定義 控制器簡(jiǎn)稱PC（Programmable Controller），它經(jīng)歷了可編程序矩陣控制器PMC、可編程序順序控制器PSC、可編程序邏輯控制

22、器PLC（Programmable Logic Controller）和可編程序控制器PC幾個(gè)不同時(shí)期。為與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）相區(qū)別，現(xiàn)在仍然沿用可編程邏輯控制器PLC這個(gè)老名字。</p><p>　　PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Commit

23、tee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！?lt;/p><p>　　2.1.2

24、 三菱FX2NPLC可編程控制器的基礎(chǔ)知識(shí)</p><p>　?、?三菱FX2N PLC的主要特點(diǎn)：</p><p>　　一個(gè)程序包的單元型可編程控制器</p><p><b>　　采用裝卸式端子臺(tái)</b></p><p>　　內(nèi)裝RUN/STOP開關(guān)</p><p><b>　　程

25、序存儲(chǔ)器</b></p><p><b>　　鐘表功能</b></p><p><b>　　RUN寫入</b></p><p><b>　　元件注解</b></p><p>　　利用鍵盤保護(hù)程序（編程手冊(cè)，外圍設(shè)備手冊(cè)）</p><p>　　

26、豐富的輸出入擴(kuò)展設(shè)備</p><p><b>　　豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備</b></p><p><b>　　用SFC表現(xiàn)的編程</b></p><p><b>　　簡(jiǎn)便的應(yīng)用指令群</b></p><p><b>　　高速處理</b></p>

27、<p>　　通常，PLC產(chǎn)品可按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模等進(jìn)行分類。按結(jié)構(gòu)形式不同, 可以分為整體式和模塊式兩類。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型PLC三種類型。</p><p>　　(1) PLC系統(tǒng)的組成</p><p>　　PLC是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動(dòng)控制裝置，其硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相似。PLC也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。</p&

28、gt;<p><b>　　PLC的硬件結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　一套PLC系統(tǒng)在硬件上由基本單元（包含中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口、內(nèi)部電源）、I／O擴(kuò)展單元及外部設(shè)備組成。圖2-1為PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　圖 2-1 PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖2-2為三菱FX2N小型PLC產(chǎn)品

29、主機(jī)示意圖。本課題中FX2N－48MR為基本單元，帶有48個(gè)I／O點(diǎn)(24入、24出)，M表示主機(jī)、R表示該單元為繼電器輸出型。</p><p><b>　　PLC的軟件</b></p><p>　　PLC的軟件系統(tǒng)指PLC所使用的各種程序的集合，它由系統(tǒng)程序（系統(tǒng)軟件）和用戶程序（應(yīng)用軟件）組成。系統(tǒng)程序：包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。用戶程序是用戶根據(jù)控

30、制要求，用PLC的編程語言（如梯形圖）編制的應(yīng)用程序。</p><p>　　圖2-2 三菱FX2N小型PLC產(chǎn)品主機(jī)示意圖</p><p>　　2.1.3 PLC的工作原理 PLC作為一種特殊形式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的硬件邏輯控制系統(tǒng)“繼電器控制”進(jìn)行"硬件軟化"的結(jié)果。但在運(yùn)行方式上，PLC的軟件邏輯也與繼電器控制系統(tǒng)的硬件邏輯存在根本性

31、的區(qū)別。 繼電器控制系統(tǒng)的硬件邏輯采用的是并行運(yùn)行的方式，即如果一個(gè)繼電器的線圈通電或者放電，該繼電器的所有觸點(diǎn)（不論是常開還是常閉、也不論其處于繼電器線路的哪個(gè)位置上）都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作；而PLC的軟件邏輯是通過CPU逐行掃描執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)的，即如果一個(gè)邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)并不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。  為了消除兩者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的這種差異，PLC在程序運(yùn)行方式、輸入輸

32、出操作、特殊功能模板等方面作了特別的考慮。     ⑴   PLC的工作方式</p><p>　　PLC的掃描工作方式</p><p>　　圖2-3 PLC的掃描過程</p><p>　　可編程序控制器在進(jìn)入RUN狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。從第一條指令開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按

33、程序存儲(chǔ)的地址號(hào)遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。然后再?gòu)念^開始掃描，并周而復(fù)始地重要進(jìn)行?？删幊绦蚩刂破鞴ぷ鲿r(shí)的掃描過程如圖2-3所示，包括五個(gè)階段：內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。PLC完成一次掃描過程所需的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期的長(zhǎng)短與用戶程序的長(zhǎng)度和掃描速度有關(guān)。</p><p>　　PLC的程序的執(zhí)行過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)主要階段，

34、如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 PLC的程序執(zhí)行過程</p><p><b>　　PLC的掃描周期</b></p><p>　　在PLC的實(shí)際工作過程中，每個(gè)掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計(jì)算機(jī)）通信等處理。即一個(gè)掃描周期還應(yīng)包含自診斷及與外設(shè)通信等時(shí)間。&l

35、t;/p><p><b>　　建立I/O映像區(qū)：</b></p><p>　　PLC在輸入輸出操作上采用定時(shí)采樣、定時(shí)輸出的方式。即在一個(gè)掃描周期的固定時(shí)刻（一般在掃描周期的開始或結(jié)束）采樣所有的輸入點(diǎn)，采樣結(jié)果存入RAM中一個(gè)區(qū)域（輸入映像區(qū)）。這樣在執(zhí)行程序時(shí)，所需的現(xiàn)場(chǎng)訊息全部從輸入映像區(qū)中取用，不直接從現(xiàn)場(chǎng)取樣。同樣控制訊息輸出也不是采取生成一個(gè)就輸出一個(gè)的方法，

36、而是先將它們存放在RAM中的一個(gè)區(qū)域（輸出映像區(qū)），掃描周期結(jié)束時(shí)再將輸出映像區(qū)中控制訊息集中輸出。通過建立I/O映像區(qū)，使PLC成為一個(gè)真正的數(shù)字采樣控制系統(tǒng)；雖然PLC不可能像繼電器控制那樣隨時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入實(shí)時(shí)控制現(xiàn)場(chǎng)輸出狀態(tài)，但只要采樣周期足夠短，即采樣頻率足夠高，這樣的采樣系統(tǒng)應(yīng)該完全符合實(shí)際系統(tǒng)的需要。 ② PLC的I／O響應(yīng)時(shí)間</p><p>　　PLC采用集中I／O刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸

37、出刷新階段，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映像寄存器區(qū)的內(nèi)容也不會(huì)改變，還會(huì)影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。輸出信號(hào)的變化滯后于輸入信號(hào)的變化，這產(chǎn)生了PLC的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象，最大滯后時(shí)間為2-3個(gè)掃描周期。</p><p>　　2.2 PLC與其它控制系統(tǒng)的比較</p><p>　　可編程序控制器與繼電器、微機(jī)在電梯控制中的應(yīng)用比較</p><p>　　在電梯的電氣系

38、統(tǒng)中，邏輯判斷起著主要的作用，其控制系統(tǒng)必須起動(dòng)各種控制信號(hào)和執(zhí)行元件（如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動(dòng)機(jī)以及電子元件、電力電子器件等），要達(dá)到這些控制目的，其方法有：</p><p>　　繼電器—接觸器控制系統(tǒng)</p><p>　　這種控制系統(tǒng)是早期電梯多采用的一種控制系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：與其它控制系統(tǒng)比較，其簡(jiǎn)單、易于理解和掌握、價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：動(dòng)合觸點(diǎn)易磨損，且電接觸不良；體積大；控制系統(tǒng)

39、耗能大、動(dòng)作噪聲大；維修保養(yǎng)工作量大、費(fèi)用高。因此這種控制系統(tǒng)僅用于速度不高、性能要求也不高的電梯中。</p><p><b>　　微機(jī)控制系統(tǒng)</b></p><p>　　電梯的微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是使控制算法不再由硬件邏輯完成，而是通過程序存貯器中的程序來完成的控制系統(tǒng)。因此對(duì)于有不同功能要求的電梯控制系統(tǒng)，只要改變程序存貯器中的程序指令即可，而無需變更或增減硬件系

40、統(tǒng)的元件或布線。因此，十分方便于使用和管理，并提高系統(tǒng)的可靠性，減小控制系統(tǒng)體積，降低了能耗及其維修保養(yǎng)費(fèi)用。雖然微機(jī)控制的電梯，與繼電器控制的電梯比較，它具有較大的優(yōu)越性。但是，對(duì)一般的電梯而言，應(yīng)用微機(jī)控制也有其局限性和不足之處。其缺點(diǎn)是：微型計(jì)算機(jī)是按數(shù)字運(yùn)算的需要而設(shè)計(jì)的，功能比較齊全，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；而一般的電梯控制只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算方式多為“與”、“或”、“非”幾種，運(yùn)算位數(shù)只需1位，即“1”與“0”。因此，使用微

41、機(jī)就有“大材小用”之嫌。此外，微機(jī)的接口電路沒有標(biāo)準(zhǔn)件，而且一般不控制強(qiáng)電。但在電梯控制中，往往要求能直接控制110V或220V的用電設(shè)備，如用戶專門配備接口電路既不方便又不可靠。綜上所述，造成用微機(jī)控制的成本、運(yùn)行和維修費(fèi)用均較高，因此，如在一般的電梯上使用微機(jī)控制在經(jīng)濟(jì)上不合算。</p><p><b>　　PLC控制系統(tǒng)</b></p><p>　　PLC充分利

42、用了微型計(jì)算機(jī)的原理和技術(shù)，保留計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)，而克服了它的缺點(diǎn)。它具有強(qiáng)大的生命力，各工業(yè)部分紛紛用它來改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果。</p><p>　　總之，PLC是采用微機(jī)技術(shù)制造的通用自動(dòng)控制設(shè)備，它能控制開關(guān)量、模擬量、具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、并具有完成邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)、運(yùn)算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設(shè)備。它不僅能用于控制機(jī)械設(shè)備、流水線和各種設(shè)備的運(yùn)行過程

43、，將PLC用于控制電梯各種操作和處理相關(guān)信息也是可行的。</p><p>　　第三章 VVVF變頻電梯的控制系統(tǒng)</p><p>　　3.1 變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)技術(shù)</p><p>　　采用PLC控制的變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)原理圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 PLC控制的變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)原理框圖</p>

44、<p>　　在電梯系統(tǒng)中要處理的信號(hào)十分多而且復(fù)雜，在設(shè)計(jì)時(shí)必須仔細(xì)考慮對(duì)信號(hào)快速準(zhǔn)確的處理問題。采用許多的先進(jìn)驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)就很有必要，其中包括矢量變換控制技術(shù)、高速CPU技術(shù)、DSP技術(shù)和采用新型大功率器件IGBT的高性能變頻調(diào)速器。圖3-1中PLC主要處理一些監(jiān)控信號(hào)，主要有樓層計(jì)數(shù)信號(hào)，呼梯、選層信號(hào)，定向信號(hào)，換速信號(hào)，主控制信號(hào)等。此外還有開、關(guān)門控制，樓層顯示，呼梯、選層顯示，單、雙控制，安全條件自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)

45、平層、消防等各種控制信號(hào)。</p><p>　　將變頻器用于電梯時(shí)，常稱為VVVF電梯。一般變頻器有交—交、交—直—交兩種類型。對(duì)于交—直—交變頻器，可以按直流環(huán)節(jié)電壓、電流的特點(diǎn)(由濾波的電容量和電感量決定)劃分為電壓型和電流型變頻器。電梯一般采用電壓型變頻器。改變電動(dòng)機(jī)定子的電源頻率，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。但為了保持調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩不變，需要維持磁通恒定，應(yīng)滿足壓頻為常數(shù)，即變頻時(shí)應(yīng)協(xié)調(diào)地變壓。&l

46、t;/p><p>　　目前，雖有電梯專用變頻器，但其價(jià)格昂貴，因此可以采用通用型變頻器，通過合理設(shè)計(jì)，可使其達(dá)到專用變頻器的控制效果。為滿足電梯控制上的要求，參數(shù)設(shè)置比專用型變頻器要復(fù)雜得多。為減少啟動(dòng)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(3s)，而積分時(shí)間常數(shù)宜大些(5s)。為了提高運(yùn)行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻(50Hz)，而爬行頻率要盡可能低些(4Hz)，以減少停車沖擊，檢修慢車頻率可選10Hz。為了

47、保證平層精度及運(yùn)行的可靠性，曳引電機(jī)的轉(zhuǎn)速采用閉環(huán)控制，其轉(zhuǎn)速由旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)。為使變頻器工作在最佳狀態(tài)，需使變頻器對(duì)所驅(qū)動(dòng)的電機(jī)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，其方法是:將曳機(jī)制動(dòng)輪與電機(jī)軸脫離，使電機(jī)處于空載狀態(tài)，然后啟動(dòng)電機(jī)，變頻器便可自動(dòng)識(shí)別并存儲(chǔ)電機(jī)有關(guān)參數(shù)，使變頻器能對(duì)該電機(jī)進(jìn)行最佳控制。</p><p>　　3.2 變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)的控制技術(shù)</p><p>　　電梯系統(tǒng)的控制主要可分為拖動(dòng)系

48、統(tǒng)的調(diào)速控制與選層系統(tǒng)的邏輯控制。VVVF電梯拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)就是采用交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)及矢量變換控制技術(shù)。VVVF電梯調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)是:電梯啟動(dòng)采用降頻軟啟動(dòng)，電機(jī)啟動(dòng)電流很小，不超過額定電流。在電梯的制動(dòng)段，電梯調(diào)速系統(tǒng)工作在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，不需從供電網(wǎng)中取得電能，從而降低了電能的消耗，避免了電機(jī)過熱，調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)比較高(接近1)。</p><p>　　調(diào)速控制是指對(duì)電梯從啟動(dòng)到平層整個(gè)過程中速度的變化

49、規(guī)律進(jìn)行控制，從而減輕人在乘坐電梯時(shí)由于啟、制動(dòng)過程中加、減速產(chǎn)生的不舒適感(上浮、下沉感)，并保證平層停車準(zhǔn)確可靠。與選層系統(tǒng)的邏輯控制相比，調(diào)速控制更為復(fù)雜，其控制性能的優(yōu)劣在很大程度上決定著電梯的性能和質(zhì)量。電梯的運(yùn)行可分為啟動(dòng)、穩(wěn)速、制動(dòng)三個(gè)階段。穩(wěn)速運(yùn)行時(shí)考慮到節(jié)能和對(duì)電網(wǎng)的干擾，系統(tǒng)采用開環(huán)控制，而啟、制動(dòng)運(yùn)行時(shí)為使運(yùn)行速度跟隨給定理想速度運(yùn)行，采用閉環(huán)控制。理想速度運(yùn)行綜合了舒適感(滿足人體對(duì)加速度及加速度變化率要求)、運(yùn)

50、行效率及電機(jī)調(diào)速性能，按位置原則存儲(chǔ)于程序存儲(chǔ)器中。調(diào)速控制系統(tǒng)由主回路和控制回路兩部分組成，主回路包括曳引電動(dòng)機(jī)(三相異步電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)及功</p><p>　　能電路，速度反饋信號(hào)來自與電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸的脈沖發(fā)生器，其輸出脈沖的頻率對(duì)應(yīng)電梯運(yùn)行速度。速度的控制由系統(tǒng)通過改變觸發(fā)脈沖的控制角(移相角)實(shí)現(xiàn)，經(jīng)相應(yīng)的移相角延時(shí)時(shí)間后，根據(jù)電梯實(shí)際速度與給定速度之差情況控制主回路工作狀態(tài)。由于負(fù)載變化、電網(wǎng)波動(dòng)、鋼絲繩打

51、滑、伸縮等因素，使減速過程可能不符合直接?？康钠綄右?，為此，在離層樓100～200mm處設(shè)置1～2個(gè)平層校正器，當(dāng)轎廂運(yùn)行到此校正點(diǎn)時(shí)，將實(shí)際速度與該點(diǎn)由平層校正器發(fā)出的平層速度給定值進(jìn)行比較，如無差，則按原減速曲線運(yùn)行；若有差，則用差值校正原速度給定曲線斜率，使之保證準(zhǔn)確平層。</p><p>　　3.3 控制系統(tǒng)的主流程</p><p>　　用PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)可以把主要精力用于

52、軟件編程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能。現(xiàn)在市上的各種PLC都有比較強(qiáng)的軟件功能，尤其是各類功能指令(或稱應(yīng)用指令)，其功能更為豐富。三菱FX2系列用以替代繼電器、接觸器控制系統(tǒng)的基本邏輯指令有20條，但其功能令就有100條之多，可以直接進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、傳送比較、移位循環(huán)等，還有一些直接的外部I/O指令，編程的靈活性毫不比單片機(jī)遜色。圖3-2給出了用PLC實(shí)現(xiàn)的電梯控制系統(tǒng)的主程序流程。程序主流程很簡(jiǎn)潔，其作用主要是控制程序的執(zhí)

53、行，進(jìn)入各功能子程序。在我們研制的PLC電梯控制系統(tǒng)中，“數(shù)據(jù)采集與顯示”就是通過子程序調(diào)用來實(shí)現(xiàn)，“呼梯判斷”及上行下行處理都有相應(yīng)的程序。</p><p>　　圖3-2 系統(tǒng)主程序流程圖</p><p>　　第四章 PLC控制單臺(tái)電梯的方案</p><p>　　4.1 電梯控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式及組成</p><p>　　4.1.1 電

54、梯的運(yùn)行工作情況</p><p>　　一部電梯主要由轎廂、對(duì)重、曳引機(jī)、控制柜／箱、導(dǎo)軌等主要部件組成。電梯在做垂直運(yùn)行的過程中，有起點(diǎn)站也有終點(diǎn)站。對(duì)于三層以上建筑物內(nèi)的電梯，起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間還設(shè)有停靠站。起點(diǎn)站設(shè)在一樓，終點(diǎn)站設(shè)在最高樓。</p><p>　　各站的廳外設(shè)有召喚箱，箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕。一般電梯在起點(diǎn)站和終點(diǎn)站上各設(shè)置一個(gè)按鈕，中間層站的召喚箱上各

55、設(shè)置兩個(gè)按鈕。而電梯的轎廂內(nèi)都設(shè)置有（雜物電梯除外）操縱箱，操縱箱上設(shè)置有手柄開關(guān)或與層站對(duì)應(yīng)的按鈕，供司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行。召喚箱上的按鈕稱外召喚按鈕，操縱箱上的按鈕稱指令按鈕。</p><p>　　電梯的運(yùn)行工作情況和汽車有共同之處，但是汽車的起動(dòng)、加速、?？康热克緳C(jī)控制操作，而且在運(yùn)行過程中可能遇到的情況比較復(fù)雜，因此汽車司機(jī)必須經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核。而電梯的自動(dòng)化程度比較高，一般電梯的司機(jī)或乘

56、用人員只需通過操縱箱上的按鈕向電氣控制系統(tǒng)下達(dá)一個(gè)指令信號(hào)，電梯就能自動(dòng)關(guān)門、定向、起動(dòng)、在預(yù)定的層站平層?？块_門。對(duì)于自動(dòng)化程度高的電梯，司機(jī)或乘用人員一次還可下達(dá)一個(gè)以上的指令信號(hào)，電梯便能依次起動(dòng)和?？浚来瓮瓿扇恐噶钊蝿?wù)。</p><p>　　盡管電梯和汽車在運(yùn)算工作過程中有許多不同的地方，但仍有許多共同之處，其中乘客電梯的運(yùn)行工作情況類似公共汽車，在起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間往返運(yùn)行，在運(yùn)行方向前方的?？空旧?/p>

57、有順向的指令信號(hào)時(shí)，電梯到站能自動(dòng)平層?？块_門接乘客。而載貨電梯的運(yùn)行工作情況則類似卡車，執(zhí)行任務(wù)為一次性的，司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行時(shí)一般一次只能下達(dá)一個(gè)指令任務(wù)，當(dāng)一個(gè)指令任務(wù)完成后才能再下達(dá)另一個(gè)指令任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過程中，從一個(gè)層站出發(fā)到另一個(gè)層站時(shí)，假若中間層站出現(xiàn)順向指令信號(hào)，一般都不能自動(dòng)停靠，所以載貨電梯的自動(dòng)化程度比乘客電梯低。</p><p>　　本課題主要研究單臺(tái)五層電梯的PLC控制

58、方法，分述其硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)過程。設(shè)計(jì)程序要求完成電梯控制系統(tǒng)主要達(dá)到以下要求：</p><p>　　PLC電梯控制系統(tǒng)應(yīng)具備：有司機(jī)、無司機(jī)、消防三種工作模式。</p><p>　　系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)響應(yīng)層樓召喚信號(hào)（含上召喚和下召喚）。</p><p>　　具有轎廂層樓顯示（二進(jìn)制方式或十進(jìn)制方式）。能自動(dòng)顯示電梯運(yùn)行方向。</p><p>

59、;　　具有電梯直駛功能和反向最遠(yuǎn)停站功能。具有消防應(yīng)急處理功能。</p><p>　　電梯開門時(shí)間設(shè)為3秒，電梯關(guān)門時(shí)間也設(shè)定為3秒。</p><p>　　具有應(yīng)急手動(dòng)開門、關(guān)門按鈕。</p><p>　　在單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討用一臺(tái)PLC控制多臺(tái)電梯協(xié)調(diào)運(yùn)行的實(shí)施方案。</p><p>　　4.1.2 電梯控制系統(tǒng)的組成&l

60、t;/p><p>　　電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動(dòng)部分和電氣控制部分組成。</p><p><b>　　電梯的電力拖動(dòng)部分</b></p><p>　　電梯主拖動(dòng)類型有直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、直流G－M（即發(fā)電機(jī)－電動(dòng)機(jī)組供電）拖動(dòng)、晶閘管供電（SCR－M）的直流拖動(dòng)和交流雙速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流調(diào)壓調(diào)速（AVCC）拖動(dòng)、交流變頻調(diào)速（VVVF）

61、等。因直流電梯的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)有電刷和換相器，維護(hù)量較大，可靠性低，現(xiàn)已被交流調(diào)速電梯所取代。為了得到較好的舒適感，要求曳引電動(dòng)機(jī)在選定的調(diào)速方式下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩總能達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求。考慮到電壓的波動(dòng)、導(dǎo)軌不夠平直造成的運(yùn)動(dòng)阻力增大等因素，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩還應(yīng)有一定的裕度。</p><p><b>　　電梯的電氣控制部分</b></p><p>　　電氣控制系統(tǒng)由控制柜、

62、操縱箱、層樓指示、召喚箱及曳引電動(dòng)機(jī)等幾十個(gè)分散安裝在電梯井道內(nèi)外和各相關(guān)電梯部件中的電器元件構(gòu)成。電氣控制系統(tǒng)通過電路控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)工作程序，完成各種電氣動(dòng)作功能，保證電梯安全運(yùn)行。</p><p>　　電梯一般是由電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)的，其運(yùn)行過程大多包括啟動(dòng)、正（反）轉(zhuǎn)、停止等，這整個(gè)過程是由電氣控制系統(tǒng)來完成。具體地說電梯的控制主要是指對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止、運(yùn)行方向、層樓指示、層站召喚、轎廂內(nèi)指令等進(jìn)行處理。其

63、操縱是實(shí)行各個(gè)控制環(huán)節(jié)的方式和手段。</p><p>　　電梯電氣控制系統(tǒng)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)比較，變化范圍比較大。當(dāng)一臺(tái)電梯的類別、額定載重量和額定運(yùn)行速度確定后，電力拖動(dòng)系統(tǒng)各零部件就基本確定了，而電氣控制系統(tǒng)則有比較大的選擇范圍，必須根據(jù)電梯安裝使用地點(diǎn)、乘載對(duì)象進(jìn)行認(rèn)真選擇，才能最大限度地發(fā)揮電梯的使用效益。</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)決定著電梯的性能、自動(dòng)化程度和運(yùn)行可靠性。隨著

64、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)引進(jìn)工作的進(jìn)一步開展，電氣控制系統(tǒng)發(fā)展換代迅速。繼電器控制系統(tǒng)的電梯故障率高，大大降低了電梯的運(yùn)行可靠性和安全性，所以基本上已經(jīng)被淘汰。而PLC以其體積小、功能強(qiáng)、故障率低、壽命長(zhǎng)、噪聲低、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)便、修改邏輯靈活、程序容易編制，易聯(lián)成控制網(wǎng)絡(luò)等諸多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電器控制、PLC控制、微機(jī)控制，其中繼電器控制系統(tǒng)故障率高，微機(jī)控

65、制系統(tǒng)抗干擾能力弱，而PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，成為目前電梯系統(tǒng)中使用最多的控制方式，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。本課題采用三菱FX2N PLC對(duì)單臺(tái)五層電梯進(jìn)行邏輯控制。</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)硬件由轎廂操縱盤、廳門信號(hào)、PLC、變頻器、調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4-1</p>&

66、lt;p>　　圖4-1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　4.1.3 電梯的結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖4-2 為五層電梯的簡(jiǎn)化模型和控制柜示意圖。電梯主體包括升降電機(jī)、轎廂、滑輪、鋼絲繩、行程開關(guān)等。升降電機(jī)為交流可逆電動(dòng)機(jī)，轎廂套在鋼絲繩上，電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)，轎廂對(duì)應(yīng)上升或下降。每層樓均安裝行程開關(guān)，利用機(jī)械碰撞，給出各樓層的層信號(hào)。</p><p

67、>　　圖4-2 五層電梯的簡(jiǎn)化模型和控制柜示意圖</p><p>　　電梯控制柜是電梯電氣控制系統(tǒng)完成各種主要任務(wù)，實(shí)現(xiàn)各種性能的中心。主要包括FX2N-48MR PLC、繼電器/接觸器、顯示部分、開關(guān)電源。LED顯示部分主要包括轎廂運(yùn)行方向顯示、樓層顯示。</p><p><b>　　電梯層門</b></p><p>　　電梯層門是為了

68、確保安全，而在各層樓的?？空荆ㄏ蚓赖娜肟谔?，設(shè)置供司機(jī)、乘用人員和貨物等出入的門。</p><p>　　圖4-3 為電梯層門示意圖。電梯層門旁裝有消防按鈕、上召喚按鈕和下召喚按鈕（最底層只有上召喚按鈕、最高層只有下召喚按鈕）,并有召喚登記指示燈。層門上方裝有LED數(shù)碼管，以顯示轎廂所在層樓位置，另外還有轎廂上行和下行指示燈。</p><p>　　圖4-3 電梯層門示意圖</p&

69、gt;<p><b>　　轎廂內(nèi)控制屏</b></p><p>　　轎廂內(nèi)控制屏示意圖如圖4-4所示。其中包括上行、下行顯示及LED層樓位置的顯示。另外還有1樓－5樓的指令按鈕及登記顯示和有司機(jī)／無司機(jī)的選擇按鈕。在有司機(jī)工作狀態(tài)下還有指令專用開關(guān)，即只響應(yīng)指令信號(hào)，不響應(yīng)召喚信號(hào)。此外，還有消防按鈕，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，立即清除所有指令信號(hào)和召喚信號(hào)，電梯直達(dá)底樓后開門。需要說明的

70、是，本實(shí)驗(yàn)裝置在無司機(jī)狀態(tài)下，利用定時(shí)器控制開門、關(guān)門和上下客時(shí)間；有司機(jī)狀態(tài)下，則直接由司機(jī)控制開門、關(guān)門和上下客時(shí)間。 </p><p>　　圖4-4 轎廂內(nèi)控制屏示意</p><p>　　4.2 PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)的功能介紹</p><p>　　⑴ PLC電梯控制系統(tǒng)三種工作方式介紹</p><p>　　電梯主

71、要有三種工作方式——有司機(jī)方式、無司機(jī)方式、消防方式。</p><p>　?、?有司機(jī)方式是指由專職司機(jī)操縱電梯運(yùn)行。具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　① 電梯上行／下行啟動(dòng)由司機(jī)決定</p><p>　?、?電梯開門、關(guān)門時(shí)間由司機(jī)控制</p><p>　?、?電梯是否直駛（不再響應(yīng)外召喚）由司機(jī)決定</p><p&g

72、t;　?、?無司機(jī)方式是指由乘客自己操縱電梯，這種電梯具有集選控制功能。具有以下特點(diǎn)：</p><p>　?、?電梯開門／關(guān)門／上、下客時(shí)間均由定時(shí)器定時(shí)</p><p>　?、?只要電梯門關(guān)閉后自動(dòng)定向</p><p>　?、?消防方式是指大樓發(fā)生火災(zāi)時(shí)，電梯運(yùn)行控制的一種特殊工作方式。具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　正在運(yùn)行的電梯控制

73、系統(tǒng)一旦收到消防信號(hào)：</p><p>　　處于上行時(shí)立即返回底樓停站開門</p><p>　　處于下行時(shí)立即直駛底樓停站開門</p><p>　　處于底樓以外停站開門的電梯立即關(guān)門返回底樓停站開門</p><p>　?、?電梯返回底樓并在底樓開門后，電梯處于消防工作狀態(tài)。此時(shí)，電梯不再響應(yīng)外召喚信號(hào)，電梯的關(guān)門起動(dòng)運(yùn)行和準(zhǔn)備前往層站由消防員

74、控制操作。當(dāng)電梯就近到達(dá)某層站后，立即清除其它所有指令信號(hào)登記，是否繼續(xù)上行依火勢(shì)大小決定。</p><p>　　PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)的工作流程</p><p>　　圖4-5 為PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)工作流程圖，從圖中可知控制一臺(tái)電梯正常工作，主要需要如下信號(hào)：控制信號(hào)、層樓信號(hào)、指令信號(hào)、召喚信號(hào)和消防信號(hào)。這些信號(hào)分別來自轎廂控制面板、井道行程開關(guān)、層面控制銨鈕和層面火警開關(guān)。來自井

75、道行程開關(guān)的層樓信號(hào)進(jìn)行層樓定位并參與自動(dòng)定向，同時(shí)顯示所在層樓位置。來自轎廂控制面板的指令信號(hào)和來自層面控制按鈕的召喚信號(hào)分別進(jìn)行指令登記和召喚登記，同時(shí)進(jìn)行信號(hào)登記顯示。這兩種信號(hào)也參與自動(dòng)定向，和層樓信號(hào)一同對(duì)電梯進(jìn)行運(yùn)行控制，包括開／關(guān)門、上／下行和停站。當(dāng)來自層面的火警開關(guān)發(fā)出消防控制信號(hào)時(shí)，立即消除指令登記和召喚登記，直接控制電梯下行至底樓并開門。此外，當(dāng)有來自轎廂控制面板發(fā)出控制信號(hào)，如：有司機(jī)直駛狀態(tài)，則略過召喚信號(hào)，直

76、接響應(yīng)指令信號(hào)。運(yùn)行控制電梯的同時(shí)進(jìn)行運(yùn)行顯示和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，即電梯上行或下行。</p><p>　　圖4-5 PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)工作流程圖</p><p>　　PLC控制單臺(tái)電梯I/O點(diǎn)分析</p><p>　　PLC電梯控制系統(tǒng)的控制核心是PLC。哪些信號(hào)需要輸入PLC，PLC需要輸出哪些信號(hào)，以及采用何種編程方式都需要仔細(xì)推敲。輸入輸出點(diǎn)的確定是

77、設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)的首要問題，決定系統(tǒng)的程序及硬件線路的方案。</p><p>　?、?PLC I/O地址分配</p><p>　　根據(jù)電梯操作的工藝過程及對(duì)控制系統(tǒng)的要求，首先歸納本系統(tǒng)中所有輸入信號(hào)和輸出信號(hào)；然后根據(jù)PLC的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)進(jìn)行I/O地址分配，使每個(gè)輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC內(nèi)部的輸入繼電器，每個(gè)輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC內(nèi)部的輸出繼電器。</p><p>　?、?/p>

78、 PLC輸入信號(hào)的確定</p><p>　　先考察電梯轎廂內(nèi)的操作。操作面板上應(yīng)有各層的選層指令按鈕，5層共有5個(gè)。有司機(jī)時(shí)，應(yīng)有司機(jī)直駛專用開關(guān)和上行、下行按鈕，需3點(diǎn)輸入。</p><p>　　各樓層乘客召喚時(shí)，除底層和頂層只有一個(gè)召喚按鈕，其它各層均設(shè)上下兩個(gè)召喚按鈕，5層共需8個(gè)輸入按鈕。</p><p>　　5層電梯需5個(gè)行程開關(guān)來控制是否到了某一層，因此

79、需5點(diǎn)輸入。</p><p>　　其它輸入有消防、有司機(jī)/無司機(jī)方式選擇等開關(guān)或觸點(diǎn)。</p><p>　　經(jīng)以上分析，可知共需23點(diǎn)開關(guān)量輸入端口。</p><p>　　表4-1 輸入地址分配表</p><p>　　PLC輸出信號(hào)的確定</p><p>　　控制電梯的上行、下行（即電機(jī)正、反轉(zhuǎn)）需2點(diǎn)輸出。<

80、/p><p>　　上、下行指示燈2點(diǎn)輸出。</p><p>　　開門、關(guān)門、門關(guān)閉、運(yùn)行顯示需4點(diǎn)輸出。</p><p>　　由于采用二進(jìn)制顯示方式，LED七段顯示器需3點(diǎn)輸出。</p><p>　　電梯轎廂內(nèi)輸出各層的指令信號(hào)登記顯示，共5點(diǎn)輸出。</p><p>　　各樓層乘客召喚時(shí)，除底層和頂層只有一個(gè)召喚登記顯示，

81、其它各層均設(shè)上下兩個(gè)召喚登記顯示，5層共需8個(gè)輸出顯示。</p><p>　　經(jīng)分析共需24點(diǎn)開關(guān)量輸出端口。</p><p>　　表4-2 輸出地址分配表</p><p><b>　　內(nèi)部繼電器的確定</b></p><p>　　表4-3 內(nèi)部繼電器地址分配表</p><p>　　轎廂層樓位

82、置顯示方式的確定</p><p>　　目前常用的轎廂層樓位置的顯示方式有：二進(jìn)制顯示、直接位置顯示、十進(jìn)制顯示。但由于三菱FX2N-48MR PLC的I/O點(diǎn)數(shù)只有24點(diǎn)輸入和24點(diǎn)輸出。由于其硬件的限制，故采用二進(jìn)制的顯示方式。即“1”表示亮，“0”表示暗。共可顯示23種，即0~7（000~111），應(yīng)用在電梯轎廂層樓顯示中，即可顯示第1層~ 7層，本系統(tǒng)顯示第1~5層。</p><p>

83、;　　PLC控制程序的編制方法</p><p>　　PLC梯形圖的編制采用模塊化設(shè)計(jì)。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試。如：定時(shí)器控制開／關(guān)門、外召喚、指令登記、上行、下行等。模塊間不完全獨(dú)立，它們之間存在著有機(jī)聯(lián)系，且編程時(shí)要考慮各條指令間的邏輯關(guān)系。</p><p>　　4.4 電梯控制程序</p><p>　?、?召喚信號(hào)登記響應(yīng)及清除功能</p>

84、<p>　　位于層樓面的乘客欲前往任意一層樓，可通過按下電梯層門旁的上／下召喚按喚來召喚電梯。當(dāng)電梯到達(dá)乘客所召喚的那一層樓面時(shí)，立即清除該召喚信號(hào)。</p><p>　　圖4-6為一樓上召喚登記響應(yīng)及清除功能梯形圖。當(dāng)在非消防狀態(tài)下，即常閉X016得電。X017為一樓上召喚按鈕輸入常開觸點(diǎn)，若此時(shí)有人按下此開關(guān)，X017得電，同時(shí)線圈Y020得電，常開Y020自保，即一樓上召喚信號(hào)登記顯示。若電梯此時(shí)

85、就在一樓時(shí)，直接清除一樓上召喚登記顯示。若電梯不在一樓，則下行到達(dá)一樓后，一樓行程開關(guān)X003得電后，線圈M40得電，常閉M40變常開，線圈Y020就失電，清除一樓上召喚登記顯示。若在消防狀態(tài)下，常開X016變常閉得電，直接清除一樓上召喚登記顯示。</p><p>　　圖4-6 一樓上召喚信號(hào)登記響應(yīng)及清除功能梯形圖</p><p>　?、?指令信號(hào)登記響應(yīng)及清除功能</p>

86、<p>　　當(dāng)司機(jī)／乘客／消防人員進(jìn)入到電梯轎廂中時(shí)，就要用到轎廂內(nèi)控制屏上的指令按鈕。當(dāng)電梯到達(dá)乘客所要去的那一層樓面時(shí)，立即清除該指令登記信號(hào)。</p><p>　　圖4-7為一樓指令登記及清除梯形圖。從圖中可知，要使指令登記信號(hào)有效必須滿足兩個(gè)條件：</p><p>　　消防到過底樓開過門； </p><p><b>　　非消防時(shí)；&l

87、t;/b></p><p>　　當(dāng)電梯處于非消防狀態(tài)時(shí)，線圈M4直接得電，滿足指令登記信號(hào)有效的條件。當(dāng)電梯處于消防狀態(tài)時(shí)，常開X016變常閉。電梯到達(dá)一樓時(shí)，一樓行程開關(guān)X003得電，此時(shí)線圈M13得電，與開門信號(hào)相配合，電梯此時(shí)處于消防到過底樓開過門的狀態(tài)。常開M13變常閉，線圈M4得電，也滿足使指令登記信號(hào)有效的條件。</p><p>　　圖4-7 一樓指令信號(hào)登記響應(yīng)及清除

88、功能梯形圖</p><p>　　此時(shí)，電梯開始接收指令登記信號(hào)。如果此時(shí)電梯不在一樓時(shí)，按下到一樓指令按鈕，一樓指令按鈕X010得電，線圈Y013得電，常開Y013自保，完成一樓指令登記顯示。電梯下行到一樓時(shí)，一樓行程開關(guān)X003得電，線圈M6得電，常閉M6變常開，即清除了一樓指令登記。如果此時(shí)電梯就在一樓，按下一樓指令按鈕的同時(shí)就清除一樓指令登記，因?yàn)殡娞荽藭r(shí)就在一樓。電梯處于消防工作狀態(tài)且沒有到達(dá)底樓開過門，

89、常開X016變常閉，線圈M6也得電，電梯也清除指令登記，只有當(dāng)電梯到達(dá)底樓開過門后，線圈M13得電，常閉M13變常開，才不清除指令登記。需要說明的是當(dāng)常開M3得電變常閉時(shí)，電梯也清除指令登記。M3是消防到達(dá)底樓開過門并在任何層樓面停過站且有停站信號(hào)，就清除所有指令登記。這樣做是為了當(dāng)電梯到達(dá)某層后，消防人員可以依火勢(shì)大小決定是否繼續(xù)上行，如果不及時(shí)清除所有指令登記，電梯會(huì)繼續(xù)上行，這樣就不是非常安全。圖4-8為實(shí)現(xiàn)此功能的梯形圖。<

90、;/p><p>　　圖4-8 消防到達(dá)底樓開過門并在任何層樓面停站</p><p>　　則清除所有指令登記功能梯形圖</p><p><b>　　自動(dòng)定向功能</b></p><p>　　電梯的換向即改變電梯的運(yùn)行方向，實(shí)際就是改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。電梯在無司機(jī)工作狀態(tài)下，由程序決定上行或下行。當(dāng)電梯發(fā)出召喚信號(hào)或指令信號(hào)

91、時(shí)，PLC自動(dòng)根據(jù)轎廂目前所在層樓位置，來判定是上行還是下行。</p><p>　　若 召喚或指令要到的層樓 ＞ 轎廂目前所在層樓 電梯上行</p><p>　　召喚或指令要到的層樓 ＜ 轎廂目前所在層樓 電梯下行</p><p>　　召喚或指令要到的層樓 ＝ 轎廂目前所在層樓 無法定向</p><p>　　圖4-9為電梯自

92、動(dòng)定向功能（部分）梯形圖。無司機(jī)工作狀態(tài)下，當(dāng)三樓有指令信號(hào)Y015或上下召喚信號(hào)Y023、Y024發(fā)出時(shí)，PLC首先判斷轎廂當(dāng)前是否在三樓，如果就在三樓，則轎廂在三樓的常閉M32變常開，線圈Y003、Y004都不得電，電梯既不上行也不下行。如果電梯在一樓或二樓，則轎廂在三樓、四樓、五樓的常閉觸點(diǎn)M32、M33、M34不得電，仍為常閉，且在非消防狀態(tài)下，X016常閉得電，則線圈Y003得電，電梯定向?yàn)樯闲小Ｈ绻娞菰谒臉腔蛭鍢?，則轎廂在

93、一樓、二樓、三樓的常閉觸點(diǎn)M30、M31、M32不得電，仍為常閉，則線圈Y004得電，電梯定向?yàn)橄滦小?lt;/p><p>　　圖4-9 自動(dòng)定向功能（部分）梯形圖</p><p>　　有司機(jī)工作狀態(tài)下，X002變常閉，這時(shí)需由司機(jī)按下X000上行啟動(dòng)按鈕，電梯才能上行。同樣若司機(jī)按下X001下行啟動(dòng)按鈕，電梯則下行。</p><p>　　在消防工作狀態(tài)下，常閉X01

94、6變常開，電梯停止上行；常開X016變常閉，線圈Y004得電，電梯下行到底樓。當(dāng)電梯消防時(shí)到達(dá)底樓且開過門后M13常閉變常開，電梯不再下行。</p><p>　　上行和下行同時(shí)有互鎖常閉Y003和常閉Y004。在有司機(jī)工作狀態(tài)下，如果電梯有運(yùn)行信號(hào)Y007，則不再接收上行或下行信號(hào)。M0是一個(gè)特殊中間繼電器，要求在無司機(jī)、門未關(guān)閉、既非上行也非下行條件下，指令優(yōu)于召喚參加定向，這是為了在既有召喚信號(hào)也有指令信號(hào)的

95、情況下，優(yōu)先滿足轎廂內(nèi)的乘客需要。</p><p><b>　　停站控制功能</b></p><p>　　圖4-10 停站及1秒停站脈沖形成功能（部分）梯形圖</p><p>　　圖4-10為停站及1秒停站脈沖形成功能（部分）梯形圖。從圖中可知，停站信號(hào)形成有幾種情況：</p><p>　　非消防及非有司機(jī)直駛時(shí)一樓到

96、；</p><p>　　非消防及非有司機(jī)直駛時(shí)五樓到；</p><p>　　非消防時(shí)指令信號(hào)或召喚信號(hào)所指的層樓到；</p><p>　　非上行也非下行時(shí)，即未定向時(shí)；</p><p>　　消防時(shí)下行到達(dá)底樓開過門；</p><p>　　運(yùn)行中且沒有到達(dá)任何一層面；</p><p>　　非消防時(shí)

97、，當(dāng)上行繼電器Y005和二樓上召喚按鈕Y021或下行繼電器Y006和二樓下召喚按鈕Y022或二樓指令登記顯示有任意一組同時(shí)滿足時(shí)，且轎廂到達(dá)二樓時(shí)，二樓行程開關(guān)常開X004變常閉，1秒停站停沖脈沖形成后，停站信號(hào)線圈M1得電。消防時(shí)，電梯下行到底樓開過門后，常開M13變常閉，一樓行程開關(guān)常開X003變常閉，1秒停站脈沖形成后，停站信號(hào)線圈M1得電。同時(shí)如果一樓到X003變常閉，五樓到X007變常閉，未定向時(shí)，停站信號(hào)線圈M1也得電。&l

98、t;/p><p>　　1秒停站脈沖形成過程是這樣的：如果轎廂既不在一樓、二樓、三樓、四樓、五樓時(shí)，線圈M14得電，常開M14變常閉，線圈M15得電，常開M15自保，啟動(dòng)定時(shí)器T3，定時(shí)1秒鐘后，線圈M19得電，常閉M19變常開，M15失電。這樣做的目的是，如果在停站信號(hào)中直接使用不延時(shí)1秒鐘的常開M15，一旦電梯到達(dá)某一層面時(shí)，線圈M14失電，線圈M15失電，停站線路中仍為常開M15，與前面的任何層面的行程開關(guān)變常閉

99、有所矛盾，這樣線圈M1無法得電，電梯也就無法停站。因此，采用延時(shí)1秒鐘的辦法，讓任何層面的行程開關(guān)先得電，M19也得電，延時(shí)1秒鐘后再斷開，讓線圈M1能夠得電，這樣電梯就能順利的停站。</p><p><b>　　廳外開門功能</b></p><p>　　所謂廳外開門是指在無司機(jī)狀態(tài)下，轎廂既非上行也非下行（未定向）且停在某層時(shí)，如果這層恰好有召喚登記信號(hào)，則自動(dòng)開門

100、。</p><p>　　圖4-11 二樓廳外開門功能梯形圖</p><p>　　圖4-11為二樓廳外開門功能梯形圖。在非上行顯示常閉Y003、非下行顯示常閉Y004、無司機(jī)常閉X002、無上／下客常閉M20都得電時(shí)，二樓有向上或向下召喚登記，則電梯定向到達(dá)二樓，二樓行程開關(guān)常開X004得電變常閉，廳外開門M2線圈得電，實(shí)現(xiàn)廳外開門。</p><p>　　開門時(shí)間、

101、上／下客時(shí)間、關(guān)門時(shí)間、門關(guān)閉控制功能</p><p>　　電梯到站后，首先開門3秒，然后上／下客4秒，最后關(guān)門3秒。時(shí)間均為定時(shí)器控制。</p><p><b>　　開門時(shí)間控制功能</b></p><p>　　圖4-12 開門時(shí)間控制功能梯形圖</p><p>　　圖4-12為開門時(shí)間控制功能梯形圖。在無司機(jī)狀態(tài)下

102、，由定時(shí)器控制開門時(shí)間。從圖中可知，滿足開門條件有以下幾種情況：</p><p>　　非消防時(shí)有停站開門信號(hào)；②非消防時(shí)有廳外開門信號(hào)；</p><p><b>　　消防時(shí)到達(dá)底樓；</b></p><p>　　在非消防狀態(tài)時(shí)，PLC一旦發(fā)出停站開門信號(hào)或廳外開門信號(hào)，即常開M1變常閉或常開M2變常閉，開門信號(hào)線圈Y000得電，常開Y000自保

103、，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器T1，定時(shí)時(shí)間為3秒，3秒后線圈M20得電，常閉M20變常開，定時(shí)器復(fù)位，取消開門信號(hào)。</p><p>　　在消防狀態(tài)時(shí)，電梯下行至底樓開門，一樓行程開關(guān)X003得電，常開M13得電，PLC發(fā)出開門信號(hào)。</p><p>　　上／下客時(shí)間控制功能</p><p>　　圖4-13為上／下客時(shí)間控制功能梯形圖。在無司機(jī)狀態(tài)下，由定時(shí)器控制上／下客時(shí)間。

104、</p><p>　　圖4-13 上／下客時(shí)間控制功能梯形圖</p><p>　　在無司機(jī)狀態(tài)下，X002常閉；無開門顯示，Y000常閉；非關(guān)門顯示，Y001常閉；門未關(guān)閉：Y002常閉；定時(shí)器線圈T2得電，定時(shí)時(shí)間為4秒，4秒后，M18線圈得電，上／下客時(shí)間結(jié)束，啟動(dòng)關(guān)門信號(hào)。</p><p><b>　　關(guān)門時(shí)間控制功能</b></

105、p><p>　　圖4-14 關(guān)門時(shí)間控制功能梯形圖</p><p>　　圖4-14為關(guān)門時(shí)間控制功能梯形圖。從圖中可知，滿足關(guān)門條件有以下幾種情況：</p><p>　　無司機(jī)狀態(tài)下，消防未到過底樓開過門，上／下客4秒鐘后；</p><p>　　有司機(jī)狀態(tài)下，在上行／下行顯示情況下，按下上行／下行駛按鈕，；</p><p&g

106、t;　　消防到過底樓開過門后，響應(yīng)指令登記信號(hào)，由消防人員控制電梯上行；</p><p>　　關(guān)門條件線圈M5得電后，關(guān)門顯示線圈Y001得電，開門Y000和門關(guān)閉Y002互鎖，同時(shí)定時(shí)器線圈T0得電，定時(shí)3秒后，線圈M17得電，常閉M17變常開，關(guān)門顯示線圈Y001失電，定時(shí)器復(fù)位。消防且未到過底樓開過門的情況下，也要進(jìn)行關(guān)門。</p><p><b>　　門關(guān)閉控制功能<

107、;/b></p><p>　　關(guān)門3秒后，電梯門關(guān)閉。圖4-15為門關(guān)閉控制功能梯形圖。關(guān)門3秒后M17得電變常閉，且無開門信號(hào)，關(guān)閉線圈Y002得電，常開Y002自保。</p><p>　　圖4-15 門關(guān)閉控制功能梯形圖</p><p><b>　　有司機(jī)直駛控制功能</b></p><p>　　圖4-16為

108、有司機(jī)直駛控制功能梯形圖。有司機(jī)狀態(tài)下，常開X002變常閉；指令狀態(tài)下，常開X015變常閉，有司機(jī)直駛線圈M16得電，即只響應(yīng)指令召喚。</p><p>　　圖4-16 有司機(jī)直駛控制功能梯形圖</p><p><b>　　轎廂定位功能</b></p><p>　　轎廂由行程開關(guān)給出所在層樓位置信號(hào)。</p><p>

109、　　圖4-17 轎廂定位在二樓功能梯形圖</p><p>　　圖4-17為轎廂定位在二樓功能梯形圖。當(dāng)二樓行程開關(guān)X004得電，轎廂在二樓線圈M31得電，常開M31自保。轎廂在一樓、三樓行程開關(guān)X003、X005互鎖。</p><p><b>　　層樓位置顯示功能</b></p><p>　　由于三菱FX2N-48MR PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)的限