PLC電梯控制系統(tǒng)設計畢業(yè)論文

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1、哈爾濱工業(yè)大學成人高等教育本科畢業(yè)設計（論文）成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 題 目 PLC電梯控制系統(tǒng)設計 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 類 別 理工類 層 次 學 生 班 號 學 號 指 導 教 師 答 辯 日 期 哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學成人高等教育畢業(yè)設計（論文）任務書 姓 名： 類 別： 班 號： 層 次： 學 號： 專 業(yè)： 任務起止日期： 年 月 日至 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）題目： PLC電梯控制系統(tǒng)設計 立題的目的和意義：目的：通過分析電梯PLC控制系統(tǒng)的設計，并將可編程序控制器（PLC）應用于五層以上電梯進行邏輯控制，提高電梯可靠性、可維護性以及靈活性，延長其使用壽命

2、，以及縮短電梯的開發(fā)周期。來論證該電梯控制系統(tǒng)較原有電梯控制系統(tǒng)可以更容易的完成更為復雜的控制任務。意義：目前，由可編程序控制器正以很快的速度必展著，采用PLC控制的電梯可靠性高，維護方便，這種運行更加可靠，并且有很大的靈活性，可以完成更復雜的控制任務，已經(jīng)成為電梯控制的發(fā)展方向，所以要加深對此方面的研究。技術要求與主要內容：技術要求：（1）在電梯控制中采用了PLC，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高。（2）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結構簡單，外部線路簡化。（3）PLC可實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。（4）PLC可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安

3、全性，并便于檢修。（5）用于群控調配和管理，并提高電梯運行效率。（6）更改控制方案時不需改動硬件接線。主要內容： 本文將可編程序控制器（PLC）應用于五層電梯進行邏輯控制，大大提高了電梯可靠性、可維護性以及靈活性，延長了使用壽命，同時縮短了電梯的開發(fā)周期。這種電梯控制系統(tǒng)較原有電梯控制系統(tǒng)可以更容易的完成更為復雜的控制任務，其許多功能是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)的。該電梯控制系統(tǒng)具有司機運行和無司機運行即手動和自動的功能，并且具有指層、廳召喚、選層、選向等功能。具有集選控制的特點。 進度安排： 第一階段 選題，查資料，提交設計任務書。 2016年9月 第二階段 熟悉關于PLC的軟，硬件，提交

4、設計論文初稿。 2016年10月 第三階段 根據(jù)設計需要，對其進行修改。 2016年 10月 第四接段 修改設計論文格式，提交論文第三稿。 2016年10月 第五階段 提交設計論文定稿。2016年11月 同組設計者及分工：I哈爾濱工業(yè)大學成人高等教育本科畢業(yè)設計（論文）指導教師簽字：_ 年 月 日 教研室主任意見： 教研室主任簽字：_ 年 月 日1哈爾濱工業(yè)大學成人高等教育本科畢業(yè)設計（論文）摘 要 電梯是高層建筑不可缺少的垂直方向的交通運輸工具。由于傳統(tǒng)的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制線路。采用這種控制線路，存在易出故障、維護不便、運行壽命較短、占用空間大等缺點。從技術發(fā)展來看，

5、這種系統(tǒng)將逐漸被淘汰。 本文將可編程序控制器（PLC）應用于五層電梯進行邏輯控制，大大提高了電梯可靠性、可維護性以及靈活性，延長了使用壽命，同時縮短了電梯的開發(fā)周期。這種電梯控制系統(tǒng)較原有電梯控制系統(tǒng)可以更容易的完成更為復雜的控制任務，其許多功能是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)的。 該電梯控制系統(tǒng)具有司機運行和無司機運行即手動和自動的功能，并且具有指層、廳召喚、選層、選向等功能。具有集選控制的特點。關鍵詞 可編程控制器；指層控制；轎內指令；選層選向哈爾濱工業(yè)大學成人高等教育本科畢業(yè)設計（論文）目 錄摘要I第1章 緒論1 1.1 課題背景目的意義1 1.2 國內外電梯的發(fā)展狀況1 1.3 PLC控

6、制電梯的優(yōu)點2 1.4 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題2 1.5論文的主要內容3第2章 電梯PLC控制系統(tǒng)的設計5 2.1電梯的構造5 2.2電梯控制系統(tǒng)原理及要求6 2.3 PLC控制系統(tǒng)程序設計的步驟8 2.4電梯PLC控制系統(tǒng)的設計9 2.5 七層電梯控制系統(tǒng)要求13 2.6 I/0分配對照表15 2.7 小結17第3章 控制系統(tǒng)指令說明19 3.1 層樓信號的產生與消除環(huán)節(jié)19 3.2 LED樓層顯示環(huán)節(jié) 19 3.3 停層信號的登記與消除環(huán)節(jié)指令20 3.4 外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)21 3.5 電梯的定向環(huán)節(jié)22 3.6 電梯自動運行時起動加速和穩(wěn)定運行環(huán)節(jié)23 3.7 電梯停車制動

7、環(huán)節(jié)24 3.8 小結25結論26II參考文獻27致謝28III第1章 緒論1.1 課題背景目的意義目的：通過分析電梯PLC控制系統(tǒng)的設計，并將可編程序控制器（PLC）應用于五層以上電梯進行邏輯控制，提高電梯可靠性、可維護性以及靈活性，延長其使用壽命，以及縮短電梯的開發(fā)周期。來論證該電梯控制系統(tǒng)較原有電梯控制系統(tǒng)可以更容易的完成更為復雜的控制任務。意義：目前，由可編程序控制器正以很快的速度必展著，采用PLC控制的電梯可靠性高，維護方便，這種運行更加可靠，并且有很大的靈活性，可以完成更復雜的控制任務，已經(jīng)成為電梯控制的發(fā)展方向，所以要加深對此方面的研究。1.2 國內外電梯的發(fā)展狀況 當今世界，電

8、梯的生產情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標志之一。在一些發(fā)達的工業(yè)國家，電梯的使用相當普遍。世界上有名的幾家電梯公司，諸如:美國奧梯斯公司、瑞士訊達公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產量己占世界市場的51%。其中，奧梯斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產企業(yè)。 我國自改革開放以來，對電梯的需求量急劇上升。在通過引進國際電梯標準以及發(fā)達國家的先進產品和技術，產生了一支以中外合資企業(yè)為主體的外向型企業(yè)隊伍。如中國迅達公司、天津奧梯斯公司、上海三菱公司、蘇州迅達公司和廣州電梯工業(yè)公司等企業(yè)，就是通過合資和補償貿易方式，引進發(fā)達國家的先進管理和技術，不斷改善現(xiàn)有產品結構

9、和管理體制使企業(yè)素質和產品質量都提高到了一個新水平，推出一代電梯新產品。目前，交流調壓調速電梯技術已趨成熟，一些企業(yè)都有成功的產品。微機控制電梯是電梯技術的方向，一些生產企業(yè)與科研單位相結合，相繼推出了微機控制的電梯新機型，使控制功能得到增強，電梯的性能得到改善，明顯提高了可靠性。另外，用可編程序控制器取代繼電器控制系統(tǒng)的機型對單梯進行控制還是有前途的。有些生產企業(yè)開發(fā)了緊急供電裝置、放火廳門、地震控制、自檢測以及語言合成等電梯新功能。總之，與國外先進技術水平相比，雖然還存在一定差距，但國內電梯技術正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進水平。1.3 PLC控制電梯的優(yōu)點 (1)在電梯控制中采用了PLC

10、，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高。 (2)去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結構簡單，外部線路簡化。 (3)PLC可實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。 (4) PLC可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。 (5)用于群控調配和管理，并提高電梯運行效率。(6)更改控制方案時不需改動硬件接線。1.4 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題 (1)系統(tǒng)觸點繁多、接線線路復雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接觸不良因而故障率較高。 (2)普通控制電器及硬件接線方法難以實現(xiàn)較復雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術水平難以提高。 (3)電磁機構及觸點動作速度比

11、較慢，機械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。 (4)系統(tǒng)結構龐大，能耗較高，機械動作噪音大。 (5)由于線路復雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費用高;而且檢查故障困難，費時費工。 電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚憂。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。1.5 論文的主要內容 PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類

12、型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴展其功能的原則而設計?？删幊绦蚩刂破魇且晕⑻幚砥鳛榛A，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。它具有體積小、功能強、靈活通用與維護方便等一系列的優(yōu)點。特別是它的高可靠性和較強的適應惡劣環(huán)境的能力，受到用戶的青睞。因而在冶金、化工、交通、電力等領域獲得了廣泛的應用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。與普通微機類似，PLC也是由硬件和軟件兩大部分組成的。在軟件的控制下，PLC才能正常地工作。軟件分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩部分。PLC的基本工作如下:(1)輸入現(xiàn)場信息:在系

13、統(tǒng)軟件的控制下，順次掃描各輸入點的狀態(tài);(2)執(zhí)行程序:順次掃描用戶程序中的各條指令，根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內容進行邏輯運算。(3)輸出控制信號:根據(jù)邏輯運算的結果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點并行發(fā)出相應的控制信號，實現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。第2章 電梯PLC控制系統(tǒng)的設計2.1 電梯的構造 電梯是一種特殊的起重運輸設備，由轎廂及配重、拖動電機及減速傳動機械、井道及井道設備、召喚系統(tǒng)及安全裝置構成。轎廂是載人或裝貨的部位，配重是為了改變電梯電機負載的特性以提高電梯安全性而設置的。圖2-1是電梯拖動系統(tǒng)示意圖，圖中可見電梯的轎廂及配重分系在鋼絲繩的兩端，鋼絲繩跨掛在曳引輪上，曳引輪經(jīng)減速機構由電機拖動

14、，形成轎廂的上下運動。井道指建筑物中用于安裝電梯并提供電梯運行的通道，轎廂及配重都是在井道中運行的。井道在各樓層設有門廳及呼梯設備。門廳有門廳門，廳門頂部裝有層樓指示燈，用于指示電梯的運行方向及電梯所在的位置。門廳里還設有呼梯盒，用于在每層站召喚電梯。呼梯盒常安裝在廳門外離地面1m左右的墻壁上，基站與頂站只有一個按鈕，中間層站有上呼與下呼兩個按鈕，按鈕下帶有呼梯記憶燈?；镜暮籼莺猩线€設有鑰匙開關，供司機開關電梯。為了實現(xiàn)轎廂的正常運行及準確停車，井道中往往要安裝許多定位裝置及安全設備。井道的頂部和底部還設有沖頂及蹲底的緩沖設備。圖2-1 電梯拖動系統(tǒng)圖1-電動機2-減速機構3-曳引輪4-鋼絲

15、繩5-轎箱6-對重 轎廂中設有自動門機，用來完成電梯的開門及關門任務。電梯門分廳門及轎門，當電梯?？磕硨訒r，此層的廳門在轎門的帶動下開啟及關閉。電梯的操縱箱也安裝在轎廂內，供司機及乘客對電梯發(fā)布動作命令。上面設有與電梯層站數(shù)相同的內選層按鈕(帶內選指示記憶燈)，上下行啟動按鈕(帶上下行指示記憶燈)，開關門按鈕，層樓指示燈的控制開關，電梯運行狀態(tài)選擇鑰匙開關(選擇電梯是自動運行還是檢修狀態(tài))等。 電梯的安全是電梯最重要的技術指標。電梯的安全設備有:安全窗及其開關、安全鉗及其開關、限速器及其開關、限速開關等。安全窗位于轎廂的頂部，供應急情況下疏散乘客，當安全窗打開時，電梯不準運行。極限開關、強迫換

16、速開關是電梯位置安全裝置，當電梯運行至上下極限位置時仍不停車，上下限開關動作，發(fā)出停車信號，若仍不能停車，將壓下上下強迫停車開關，強制電梯停止運行，若還不能停車，將通過機械裝置帶動極限開關切斷曳引電機電源，以達到停車的目的，避免電梯出現(xiàn)沖頂與蹲底事故。2.2電梯控制系統(tǒng)原理及要求平層感應器平層拖動減速減速信號啟動定向平層轎內指令、廳門召喚樓層信號位置信號指層圖2-2 電梯控制系統(tǒng)原理框圖 由電梯控制原理圖（圖2-2）可以知道電梯的安全運行有以下一些主要控制要求:（1）電梯位置的確定與顯示。轎廂中的乘客及門廳中等待電梯的人都需要知道電梯的位置，因而轎廂及門廳中都設有以樓層標志的電梯位置。但這還不

17、夠，電梯的運行還需要更加準確的電梯位置信號，以滿足制動停車等控制的需要。傳統(tǒng)電梯的位置信號一般由設在井道中的位置開關，如磁感應器提供，當轎廂上設置的隔磁板插入感應器時，發(fā)出位置信號，并啟動樓層指示。（2）轎廂內的運行命令及門廳的召喚信號。司機及乘客可按下轎廂內操控盤上的選層按鈕選定電梯運行的目的樓層，此為內選信號。按鈕按下后，該信號應被記憶并使相應的指示燈點亮。在門廳等候電梯的乘客可以按門廳的上行或下行召喚信號，此為外喚信號。該信號也需記憶并點亮門廳的上行或下行指示燈，這些保持信號在要求得到滿足時應能自動消號。（3）電梯自動運行時的信號響應。電梯自動運行時應根據(jù)內選及外喚信號，決定電梯的運行方

18、向及在哪些站點停站。一般情況下電梯按先上后下的原則安排運送乘客的次序，而且規(guī)定在運行方向確定之后，不響應中途的反向呼喚要求，直到到達本方向的最遠站點才開始返程。（4）轎廂的啟動與運行。轎廂在運行方向確定，轎廂門已關好時啟動運行，運行的初始階段是加速運行階段，其后是穩(wěn)定運行階段。（5）轎廂的平層與停車。轎廂運行后需確定在哪一層站停車，平層即是指停車時，轎廂的底與門廳“地平面”應相平齊，一般有具體的平層誤差規(guī)定，如平層時兩平面相差不得超過5mm。平層停車過程需在轎廂底面與停車樓面相平之前開始，先是減速，再是制動，以滿足平層的準確性及乘客的舒適感。傳統(tǒng)電梯的平層開始信號由平層感應器發(fā)出。上平層感應及

19、下平層感應器裝在轎廂頂部，隔磁板安裝在井道壁上。上行時，上平層感應器首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號，電梯開始減速，至下平層感應器插入隔磁鐵板時，發(fā)出開門及停車信號，電動機停轉，抱閘抱死:下行時下平層感應器首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號，電梯開始減速，至上平層感應器插入隔磁鐵板時，發(fā)出開門及停車信號。2.3 PLC控制系統(tǒng)程序設計的步驟在對一個控制系統(tǒng)進行設計之前，最重要的工作就是深入了解和分析系統(tǒng)的控制要求，只有這樣才可能提出準確的、合理的系統(tǒng)總體設計方案，進而實現(xiàn)各個階段的設計任務。在深入了解與掌握控制要求與主要控制的基本方式以及應完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護和聯(lián)鎖等方面情況之

20、后。對較復雜的控制系統(tǒng)，可用狀態(tài)流程圖的形式全面地表達出來。必要時還可將控制任務分成幾個獨立部分，這樣可化繁為簡，有利于編程和調試。程序設計主要包括繪制控制系統(tǒng)流程圖、設計梯形圖、編制語句表程序清單。 控制程序是控制整個系統(tǒng)工作的條件，是保證系統(tǒng)工作正常，安全、可靠的關鍵。因此，控制系統(tǒng)的設計必須經(jīng)過反復調試、修改，直到滿足要求為止。其詳細步驟如圖2-3所示。 分析被控對象，明確控制要求PLC型號選擇硬件設計總裝統(tǒng)調投入運行軟件設計及模擬是否符合設計要求？調整硬件調整軟件NNY圖2-3 PLC控制系統(tǒng)的設計流程圖2.4 電梯PLC控制系統(tǒng)的設計（1）電梯的運行過程。當乘客進入轎廂后，由乘客根據(jù)

21、欲前往的層站，逐一按下相應層站的選層按鈕，便完成了運行指令的預先登記，電梯便自動決定運行方向。再按啟動按鈕，電梯自動關門，當門完全關閉后，門鎖微動開關閉合，使門鎖繼電器吸合，電梯開始啟動、加速，直至穩(wěn)速運行。當電梯到達欲?？康哪康膶诱厩胺侥骋痪嚯x位置時，由井道傳感器向電梯控制系統(tǒng)發(fā)出轉換信號，電梯便自動減速準備?？?。當轎廂進入到平層區(qū)(即?？繉诱旧戏交蛳路降囊欢斡邢蘧嚯x)時，井道平層傳感器動作，發(fā)出平層信號控制轎廂準確平層，并自動取消，自動開門。對某類電梯，如果在平層時平層精度超過標準要求，則電梯進行校正運行，電梯以最低的速度慢行到準確平行位。如果繼續(xù)平向運行，司機只需按下啟動按鈕，電梯便按預

22、先登記的樓層，按序逐一自動?？?，自動開門。在電梯運行過程中，如果廳外有人按下廳門召喚電鈕，只要申請乘梯方向符合此時電梯運行方向，則電梯能被順向截停。當同向登記指揮都己被執(zhí)行以后，電梯便自動換向運行，執(zhí)行另一方向的運行登記指令。如果電梯在某一層站關門時，有人或物碰觸了門安全觸板，或被非接觸式的光電式、電子式裝置檢測到關門障礙時，電梯便停止關門并立即轉為開門。如果欲乘電梯的乘客正逢電梯關門時，可按下外上、下召喚按鈕中與電梯欲行方向相同的一個按鈕，電梯便立即開門，這種操作，用于為本層開門。如果由于乘客過多而超載，則電梯超載檢測裝置發(fā)出超載信號，在聲音警示的同時，阻止電梯啟動并開門，直到滿足限載要求，

23、電梯方能恢復正常運行。如果停層時間到，便自動關門啟動、加速，直至穩(wěn)速運行。在運行過程中，可根據(jù)各樓層廳外召喚信號，對符合運行方向的召喚信號，將逐一應答，自動?？浚詣娱_門。在完成同向全部登記以后，如有反向廳外召喚信號，則電梯自動換向運行，應答反向廳外召喚信號。如果沒有召喚信號時，電梯便自動關門停機，或自動駛回基站待命。如果某一樓層再有召喚信號，電梯便自動啟動前往應召。電梯的主程序流程圖如圖2-4所示。（2）選擇PLC。PLC容量的估算方法:PLC容量包括兩個方面:一是I/O的點數(shù)，二是用戶存儲器的容量。1）1/O點數(shù)的估算根據(jù)被控對象的輸入信號和輸出信號的總點數(shù)，并考慮到今后調整和擴充，一般應

24、加上10%15%的備用量。2)用戶存儲器容量的估算用戶應用程序占用多少內存與許多因素(如I/O點數(shù)、控制要求、運算處理量、程序結構等)有關，存儲器容量的選擇一般有兩種方法:a)根據(jù)編程實際使用的節(jié)點數(shù)計算。這種方法可精確地計算出存儲器實際使用容量，缺點是要編完程序之后才能計算。b)估算法用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應用目的，按下面給出的公式進行估算。開關量輸入:所需存儲器字數(shù)=輸入點數(shù)*10開關量輸出:所需存儲器字數(shù)=輸出點數(shù)*8定時器/計數(shù)器:所需存儲器字數(shù)=定時器/計數(shù)器數(shù)量*2模擬量:所需存儲器字數(shù)=模擬量通道數(shù)*100通信接口:所需存儲器字數(shù)=接口個數(shù)*300根據(jù)存儲器的總字數(shù)再加上一個備用量

25、。上電初始化確認本層與目標層目標層=本曾？電梯選向電梯啟動高速運行樓層檢測是否目標層？電梯減速平層檢測電梯制動 開門延時電梯加速關門是否停止運行停止等待YNYNYN圖2-4 電梯控制主程序流程圖 （3）PLC規(guī)模的估算。 輸入、輸出點的估算。根據(jù)電梯運行系統(tǒng)的調查，電梯控制系統(tǒng)的輸入有轎內指令選層按鈕、上下行召喚指令按鈕、上下行防超越開關、上下行換速開關、檢修時轎頂轎內上下慢行按鈕、轎頂轎內開關門按鈕、門安全觸板開關、超載開關、應急按鈕、直駛按鈕以及信號輸入等。 估計需要41個輸入點，38個輸出點。考慮在實際安裝、調試和應用中，還可能會發(fā)現(xiàn)一些估算中未預見的因素，故輸出點增加2個。存儲容量的估

26、算。用戶程序占用內存的多少與多種因素有關。例如:輸入、輸出點的數(shù)量和類型，輸入、輸出量之間關系的復雜程度，需要進行運算的次數(shù)，處理量的多少，程序結構的優(yōu)劣等，都與內存容量有關。因此，在用戶程序編寫、調試好以前，很難估算出PLC所應配置的存儲容量。這里只對其進行簡單估算即可，也就是根據(jù)輸入、輸出的點數(shù)及其類型、控制的繁簡程度加以估算。估算方法采用生產企業(yè)為產品提供一條經(jīng)驗法則公式即(輸入點數(shù)+輸出點數(shù))*(10-20 )=指令語句數(shù)。 故本系統(tǒng)粗略估算為(41+38) *10=790?？紤]到今后調整和擴充，一般應加上10% 15%的備用量，則本系統(tǒng)選用三菱FX2N-128MR-DPLC機。2.5

27、 七層電梯控制系統(tǒng)要求（1）開關門環(huán)節(jié)。電梯的天關門存在以下幾種情況：1) 電梯投入運行前的開門。此時電梯位于基站，將開關梯鑰匙插入，旋轉至開梯位置，則電梯應自動開門，人員進入轎廂，選層后電梯自動運行。2) 電梯檢修時的開關門。檢修狀態(tài)下，開關門均為手動狀態(tài)，由開關門按鈕實施開門與關門。3) 電梯自動運行停層時的開門。電梯在停層時，至平層位置，接通，電梯應開始開門。4) 電梯關門過程中的重新開門。在電梯關門的過程中，若有人或物夾在兩門的中間，需要重新開門，可以通過開門按鈕實施重新開門?，F(xiàn)在都采用光幕或是機械安全觸板進行檢測，自動發(fā)送重新開門信號，以達到重新開門的目的。5) 呼梯開門。電梯到達某

28、層站后，如果沒有人繼續(xù)使用電梯，電梯將?？吭谠搶诱敬?，若有人在該層站呼梯，電梯將首先開門，以滿足用梯的要求。若其他層站有人呼梯，電梯將首先定向，并起動運行，到達呼梯層時再開門，此時的開門按停層開門處理。6) 電梯停用后的關門。此時電梯到達基站，人員離開轎廂，電梯自動關門，將開關梯鑰匙插入,旋轉到關梯位置，電梯的安全回路被切斷，PLC停止運行，電梯被關閉。7) 電梯自動運行時的關門。停站時間繼電器延時結束后，電梯自動關門。停站時間未到，可通過關門按鈕實現(xiàn)提前關門。（2）層樓信號的產生與清除環(huán)節(jié)。當電梯位于某一層時，指層感應器產生該層的信號，以控制指層燈的狀態(tài)，離開該層時，該樓層信號應被新的樓層

29、信號(上一層或是下一層)所取代。程序中當層的層樓輔助繼電器是用上層或是下層的層樓信號關斷的。（3）停層信號的登記與消除環(huán)節(jié)。人員通過對轎廂內操縱盤上1-7層選層按鈕的操作，可以選擇欲去的樓層。選層信號被登記后，選層按鈕下的指示燈亮。當電梯到達所選的樓層后，停層信號即被消除，指示燈也應熄滅。程序中各內選層輔助繼電器支路中串入了層樓輔助繼電器的動斷觸點。（4）外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)。人員在廳門外呼梯時，呼梯信號應被接收和記憶。當電梯到達該樓層，且定向方向與目的地方向一致時(基層與頂層除外)，呼梯要求已滿足，呼梯信號應被消除。按下外呼按鈕時，相對應的外呼輔助繼電器接通，外呼鈕下的指示燈亮，表示呼梯

30、要求已被電梯接收并記憶。電梯運行方向與呼梯目的的地方向一致且到達呼梯樓層時，電梯將停止，呼梯要求已滿足，呼梯信號被消除。電梯運行方向與呼梯目的地方向相反時，如電梯從一樓向上運行(上行)而呼梯要求從二樓向下，若有去三樓以上的內選層要求及外呼梯要求，電梯到達二樓時(無二樓上行要求)不停梯，呼梯要求沒有滿足，呼梯信號不能消除；若三樓以上無用梯要求，電梯將停在二樓，但呼梯信號(二下)，不能立即消除，待人員進入轎廂，選層(去一樓)后，電梯定向下，則二下呼梯信號已滿足，呼梯信號被消除。（5） 電梯的定向環(huán)節(jié)。在自動運行狀態(tài)下，電梯首先應確定方向，也即定向。電梯的定向只有兩種情況，即上行和下行。電梯處于待命

31、狀態(tài)，接收到內選和外呼信號時，應將電梯所處的位置與內選和外呼信號進行比較，確定是上行還是下行。一旦電梯定向后，內選與外呼對電梯進行順向運行的要求沒有滿足的情況下，定向信號不能消除。檢修狀態(tài)下運行方向直接由上行和下行起動按鈕確定，不需定向。（6）自動運行時啟動加速和穩(wěn)定運行環(huán)節(jié)。電梯的啟動條件是：運行方向已確定，門已關好。其梯形圖只考慮接觸器的通電，而沒有考慮其斷電與互鎖等問題。（7）停車制動環(huán)節(jié)。電梯在停車制動之前，應首先確定其停層信號，即確定要?？康臉菍?，應根據(jù)電梯的運行方向與外呼信號的位置和轎內選層信號比較后得出。 基于對以上技術參數(shù)及技術要求得考慮，該系統(tǒng)選用具有邏輯運算、定時器、計數(shù)器

32、等基本功能的小型PLC。根據(jù)以上對PLC容量、輸入輸出模塊，以及輸入端和輸出端現(xiàn)場設備情況，決定本系統(tǒng)采用日本三菱FX2N-128MR-D系列PLC機。2.6 I/0分配對照表表2-1 輸入/輸出分配表輸入代號輸出代號X0KA1門鎖Y0KM1上行X1SA1-1自動Y1KM2下行X2SA1-2檢修Y2KM3高速X3SB1開門Y3KM4低速X4SB2關門Y4KM5啟動加速一級X5SB3上行啟動Y5KM6啟動加速二級X6SB4下行啟動Y6KM7制動減速一級X7SQ基站Y7KM8制動減速二級X10SQ6開門到位Y10KM9開門X11SQ7關門到位Y11KM10關門X12SQ17上行限位Y12LED層顯

33、示a段X13SQ18下行限位Y13LED層顯示b段X14SB5一樓內選Y14LED層顯示c段X15SB6二樓內選Y15LED層顯示d段X16SB7三樓內選Y16LED層顯示e段X17SB8四樓內選Y17LED層顯示f段X20SB9五樓內選Y20LED層顯示g段X21SB10六樓內選Y21上行指示燈X22SB11七樓內選Y22下行指示燈X231KR一樓感應器Y23一層內選記憶指示X242KR二應器Y24二層內選記憶指示X253KR三感應器Y25三層內選記憶指示X264KR四感應器Y26四層內選記憶指示X275KR五感應器Y27五層內選記憶指示X30超載開關Y30六層內選記憶指示X316KR六感應

34、器Y31七層內選記憶指示X327KR七感應器Y32一樓上呼記憶X33外呼一樓上升Y33二樓上呼記憶X34外呼二樓上升Y34二樓下呼記憶X35外呼二樓下降Y35三樓上呼記憶X36外呼三樓上升Y36三樓下呼記憶X37外呼三樓下降Y37四樓上呼記憶X40外呼四樓上升Y40四樓下呼記憶X41外呼四樓下降Y41五樓上呼記憶X42外呼五樓上升Y42五樓下呼記憶X43外呼五樓下降Y43六樓上呼記憶X44外呼六樓上升Y44六樓下呼記憶X45外呼六樓下降Y45七樓下呼記憶X46外呼七樓下降Y46X47上平層感應器Y47X50下平層感應器表2-2 內部繼電器說明M102自動運行禁止開門M113四層記憶燈輔助M12

35、2內選三層輔助M100開門輔助繼電器M114五層記憶燈輔助M123內選四層輔助M101關門輔助繼電器M115六層記憶燈輔助M124內選五層輔助M110一層記憶燈輔助M116七層記憶燈輔助M125內選六層輔助M111二層記憶燈輔助M120內選一層輔助M126內選七層輔助M112三層記憶燈輔助M121內選二層輔助M107停層輔助M147停層開門M130一層上升輔助M131二層上升輔助M103定上行輔助M138五層下降輔助M132二層下降輔助M144上行輔助M139六層上升輔助M133三層上升輔助M104定下行輔助M140六層下降輔助M134三層下降輔助M146下行輔助M141七層下降輔助M135四

36、層上升輔助M1501樓停車觸發(fā)復位M1523樓停車觸發(fā)復位M136四層下降輔助M1512樓停車觸發(fā)復位M1534樓停車觸發(fā)復位M137五層上升輔助M1545樓停車觸發(fā)復位M1556樓停車觸發(fā)復位T0停層定時M105停車信號M1567樓停車觸發(fā)復位T1延時關門T51定向復位記時T3一級加速定時T4二級加速定時M157上行停車制動輔助M105停車信號T5一級減速定時M158下行停車制動輔助M106制動輔助T6二級減速定時T50復位定時M107停車輔助M0關門延時輔助2.7 小結 綜上分析，電梯控制中采用了PLC，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高。去掉了選層器及大部分繼電器其結構簡單，

37、運行效率高，平層精度高，易于理解與掌握，PLC可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。用于群控調配和管理，并提高電梯運行效率。更改控制方案時不需改動硬件接線。是電梯制造業(yè)的發(fā)展方向。第3章 控制系統(tǒng)指令說明3.1 層樓信號的產生與消除環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)的梯形如圖所示，X23X32為一到七層的樓層感應器，Y12Y20為一到七層的樓層晶體管ag段顯示。下面以電梯從而樓到三樓的運行為例來說明層樓信號的產生與消除。梯形圖有如下：圖3-1 梯形圖當電梯行至第二層時，二樓感應器2KR動作，X24常開閉合，使二樓記憶等輔助繼電器M111得電并自鎖，從而使七段晶體管相應段發(fā)光，出現(xiàn)二樓顯示，層樓信

38、號產生。當電梯繼續(xù)上升至三樓時，三樓感應器3KR動作，X25的常開閉合，常閉觸點斷開，從而在使三層記憶燈輔助繼電器M112得電并自鎖的同時M111失電，也即二層的樓層信號被三層的樓層信號取代。晶體管相應段輸出有效，出現(xiàn)三樓顯示。為確保層樓信號產生的準確性，當層的層樓輔助繼電器都是用上層或下層的層樓信號關段的。3.2 LED樓層顯示環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)的梯形圖如附錄A3所示，M110M116為一到七層的記憶燈輔助繼電器。用這7個輔助觸點的組合并聯(lián)來驅動LED各段顯示?，F(xiàn)以LED管a段的顯示為例來說明：圖3-2 梯形圖 當電梯行至二樓時M111上電，從而使Y12得電，LED的a段就發(fā)光。但同時M111還與其

39、他輔助觸點并聯(lián)組成另外的LED顯示環(huán)節(jié)，使bged段都發(fā)光，從而顯示出二樓的樓層位置。3.3 停層信號的登記與消除環(huán)節(jié)指令本環(huán)節(jié)的梯形圖如附錄A4，其中X14X22分別是一至七層的內選按鈕，Y23Y31分別是轎廂內顯示乘客欲去樓層的指示燈。下面以乘客欲去二樓時電梯的運行過程說明本環(huán)節(jié)；圖3-3 梯形圖當乘客在轎廂內欲去二樓時，其按下內選二樓按鈕SB6，X15常開閉合使內選輔助繼電器M121得電從而驅動Y24上電，選層按鈕下SB6下的指示燈點亮，完成了停層信號的登記。當電梯離開該層樓時，該層的記憶燈輔助觸點M111的常閉斷開，輔助繼電器M121失電，Y24失電，該層內選指示燈熄滅，則停層信號被消

40、除。3.4 外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)的梯形圖如附錄A5所示，其中X33、X34、X36、X40、X42、X44為一至六樓外呼上行按鈕所連接的輸入繼電器，分別用來驅動梯形圖中的M130、M131、M133、M135、M137、M139最后分別驅動按鈕指示燈Y32、Y33、Y35、Y37、Y41、Y43，以實現(xiàn)上行廳外召喚信號的登記。而X35、X37、X41、X43、X45、X46分別為二至七層的外呼下行按鈕所連接的輸入繼電器，分別用來驅動梯形圖中的M132、M134、M136、M138、M140、M141最后分別驅動按鈕指示燈Y34，Y36、Y40、Y42、Y44、Y45，以實現(xiàn)下行廳外

41、召喚信號的登記。例如：當乘客在四樓廳外欲去更高層時，按下該層上行外呼按鈕則X40常開觸點閉合，相應的輔助繼電器M135接通，外乎按鈕下的指示燈Y37點亮，表示呼梯要求已經(jīng)被電梯接受并記憶。而該層的信號消除環(huán)節(jié)是由當層信號的動段觸點M113與運行方向信號的動斷觸點M103并聯(lián)構成。當電梯上行至該層時，M113的動斷觸點斷開，M135失電，指示燈Y37熄滅，外呼信號被消除。圖3-4 梯形圖 這樣安排是由電梯運行中只響應同時呼梯的原則決定的。即電梯運行方向與呼梯目的地的方向一致且到達呼梯層時，電梯將停止，呼梯要求滿足，呼梯信號被消除。電梯運行方向與呼梯目的地方向相反時，如電梯從一樓向上運行(上行)而

42、呼梯要求從二樓向下，若有去三樓以上的內選層要求及外呼梯要求，電梯到達二樓時(無二樓上行要求)不停梯，呼梯要求沒有滿足，呼梯信號不能消除；若三樓以上無用梯要求，電梯將停在二樓，但呼梯信號(二下)，不能立即消除，待人員進入轎廂，選層(去一樓)后，電梯定向下，則二下呼梯信號已滿足，呼梯信號被消除。3.5 電梯的定向環(huán)節(jié)定向環(huán)節(jié)的梯形圖如附錄A6-1，A6-2所示，本系統(tǒng)的選向控制信號是由內部輔助繼電M103和M104來產生。其中M103為上行選向控制繼電器，需要將其控制支路構成比較環(huán)節(jié)。接點M121-M126分別為二層至七層的廳內選層信號;M131-M141為二道七層的上、下行輔助觸點，而常閉接點M

43、111-M116分別為二層至七層的指層信號，用以反映電梯轎廂當前的位置。為了根據(jù)轎廂當前位置和選層信號進行自動選向控制，而先分別將各層的內選層信號和外呼信號并連后再與同層的指層信號常閉接點構成串聯(lián)支路，再按著由高層站到低層站的順序，依次將各層站的串聯(lián)支路與高一層的選層信號接點并聯(lián)。例如:第七層的選層信號接點M126與外呼信號接點M141并聯(lián)后在與同層指層信號常閉接點M116串聯(lián)，再將第六層的選層信號接點M125與其外呼信號接點并聯(lián)后再與同層指層信號常閉接點M115的串聯(lián)支路與第七層的選層信號接點M126并聯(lián)，按此方式一直處理到第二層站為止。用這樣的組合信號驅動內部輔助繼電器M103以產生上行選

44、向控制信號。而對于下行選向控制繼電器M104的驅動，按上述同樣方式構成同一層站的串聯(lián)支路，只是按著由低層站到高層站的順序，依次將各層站的串聯(lián)支路與低一層的選層信號接點并聯(lián)。按上所述的PLC選向控制梯形圖，就保證了正常的自動選向控制，即凡是高于指層信號的選層信號只能使上行選向控制繼電器M103閉合，而低于指層信號的選層信號只能使下行選向控制繼電器M104閉合。本層選層信號不能選向。例如:設電梯在三樓，則三樓指層信號接點M113斷開。如果此時有四樓選層信號，即接點M123閉合，則只能驅動上行選向控制繼電器M103閉合;如果此時有二樓選層信號，即接點M121閉合，則只能驅動下行選向控制繼電器M104

45、閉合。若電梯此時即有二樓選層信號又有四樓選層信號，則以選層指令動作在前者先選向。梯形圖中，M103及M104在電梯上行及下行的全過程中，存在不能全程接通的情況，如上行至7樓時，一旦6樓層樓繼電器M115接通時，M103則立即斷開，而此時電梯仍處于上行狀態(tài)，至7樓平層位置時才能停止。為解決這一問題，引入M143-M146，使上行與下行繼電器接通時間延長至上行及下行的全過程。若不使用M143-M146，可能會發(fā)生下述情況：6樓向上的外呼信號(不存在其他外呼及內選層信號)，使電梯上行，電梯至6樓位置，M115使M103斷開，從電梯至6樓位置到電梯停層開門，乘客進行轎廂內選7層之間的時間內，1、2、3

46、、4、5樓的外呼及內選層信號可以使電梯在未完成6樓向上的運動之前定下行方向。 這樣，當PLC上行選向控制繼電器M103閉合時，上行輔助繼電器M144驅動上行線圈KM1吸合，關好門之后，電梯開始上行。反之，當PLC下行選向控制繼電器M104閉合時，下行輔助繼電器M146上電并驅動下行線圈KM2吸合，關好門之后，電梯開始下行。3.6 電梯自動運行時起動加速和穩(wěn)定運行環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)的梯形圖如附錄A7所示，電梯的上、下行分為正常工作狀態(tài)和檢修狀態(tài)。電梯完成定向后，其運行要經(jīng)過低速啟動、一級加速、二級加速后才能達到穩(wěn)定運行。例如：當電梯完成上行定向時輔助觸點M144閉合，由于電梯處于自動運行狀態(tài)則X1閉合，

47、從而使Y0輸出有效，曳引電動機確定正轉，同時與調速器相連接的Y2輸出有效，電動機開始低速啟動。如果轎廂內乘客過多超出其載重能力時X30動作其常閉觸點斷開，電梯不能運行。定時器T3、T4與輸出Y2并聯(lián)，以實現(xiàn)電梯運行的及時換速。當T3延時0.5秒后觸點T3閉合驅動輸出Y4有效實現(xiàn)一級加速，相對T3閉合后0.5秒則T4常開觸點閉合Y4互鎖斷開驅動Y5輸出有效，線圈KM6上電，電梯實現(xiàn)二級加速，此后電梯以此速度穩(wěn)定運行直到制動信號產生。當電梯處于檢修狀態(tài)時，其上、下行通過按鈕SB3、SB4來實現(xiàn)慢速行駛。在井道中，對應最底層站和最高層站的適當位置裝設有下、上行限位開關SQ18和SQ17。當電梯上行到

48、最高層時，SQ17動作，X12的常閉斷開，使Y0失電，電梯停止上行。電路中輔助常閉觸點M107起到停層復制的作用，停層信號產生時，M107常閉斷開從而使電梯停止上、下行。而對于電梯下行時的起動加速及穩(wěn)定運行，按照上述同樣的方式對電路進行連接。3.7 電梯停車制動環(huán)節(jié)電梯在停車制動之前，應首先確定其停層信號，即確定要?？康臉菍樱缓笤賹崿F(xiàn)制動過程。所以本環(huán)節(jié)“停層信號的確定”和“制動過程”兩個部分。停層信號的確定，應根據(jù)電梯的運行方向與外呼信號的位置和轎內選層信號比較后得出。梯形圖中，各層的停車觸發(fā)信號在下行下呼，上行上呼及內選信號存在時產生，這些都是符合前面所要求的停車原則。當存在觸發(fā)信號而電

49、梯又運行到當層時產生停車信號。停車信號M105梯形圖支路中M103和M104動斷觸點的作用是為了解決呼梯方向與電梯運行方向相反時的停車問題（如二樓向下的外呼信號，使電梯從一樓向上運行時，M151不會被觸發(fā)，至二樓位置時，依靠M103、M104的動斷觸點使M105接通）而設置的。而停車信號的消除使停層時間到，T0為停層時間定時器。停層信號產生后，與上下平層感應器配合，進行停車制動。停車制動之前，應先產生停車制動信號，然后由制動信號控制接觸器實現(xiàn)停車制動。為解決電梯進入平層區(qū)間后才出現(xiàn)停車信號致使電梯過急停車的問題，采用微分指令將X47及X50變成短信號。3.8 小結綜上所述，由于電梯的運行是根據(jù)

50、樓層和轎廂的呼叫信號，行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此系統(tǒng)控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎上，根據(jù)隨機的輸入信號，以及相應狀態(tài)適時的控制電梯的運行。結論 對以上的分析，可以大體了解到該電梯的控制系統(tǒng)具有的自動控制功能，并且具有指層、廳召喚、選層、選向等功能，具有集選控制的特點。 由于客觀條件的限制，沒有將指令程序通過編程器送入PLC，并且還未進行系統(tǒng)模擬調試和完善程序。至于后面的硬件系統(tǒng)的安裝、對整個系統(tǒng)進行現(xiàn)場調試和試運行都無法完成。若以后條件允許，可以對以上設計進行進一步完善。參考文獻1 李惠昇.電梯控制技術.機械工業(yè)出版社，20022

51、 袁任光.可編程序控制器(PLC)應用技術與實例.華南理工大學出版社，20003 鄧則名.電器與可編程序控制器應用技術。機械工業(yè)出版社，19974 常小玲 電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器.機械工業(yè)出版社20035 李桂和.電器及其控制.重慶大學出版社，19936 鄧星鐘.機電傳動控制.華中科技大學出版社，20017 陳家盛.電梯結構原理及安裝維修.機械工業(yè)出版社，19908 張漢杰，王錫仲.現(xiàn)代電梯控制技術.哈爾濱工業(yè)大學出版社，20019 陳在平.可編程控制器技術與應用系統(tǒng)設計.機械工業(yè)出版社，200210 劉愛國.電梯工程技術.河南科學技術出版社，200511 孫和平.計算機控制系統(tǒng)原理及設計

52、.中國計量出版社，198712 國家機械工業(yè)委員會.GB 9469.5-88.分散型過程控制系統(tǒng)用工業(yè)過程數(shù)據(jù) 公路 PLC-MAC接口和服務規(guī)范.國家機械工業(yè)委員會，198913 國家石油和化學工業(yè)局.HG/T 20700-2000.可編程控制器系統(tǒng)設計規(guī)定.國 家石油和化學工業(yè)局，2001致謝 經(jīng)過四年的學習及日常工作中的研究，通過在圖書館查閱有關資料，了解了電梯的起源和發(fā)展過程，并且加深了對電梯運行過程、控制系統(tǒng)的認識，熟悉了可編程序控制器在電梯控制系統(tǒng)中的運用。并且在所學知識的基礎上，利用己有的電梯控制系統(tǒng)的設計，嘗試了對電梯控制系統(tǒng)的研究。并且，使我將原來所學的知識系統(tǒng)化，理論化，實用化。對如何使用已有知識及獲取相關資料方面的能力又有了提高。通過這次設計，我還認識到無論做什么工作，都需要踏實，勤奮，嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，這對我以后的工作將會產生深遠的影響。 經(jīng)過努力，在老師的細心指導和幫助下，順利完成了本科論文的撰寫工作。在此，對老師和其他給予幫助的老師們表示我誠摯的謝意，對給予幫助的同學們表示衷心的感謝。 鑒于本人所學知識有限，經(jīng)驗不足，又是初次進行這種復雜的設計，在此過程中難免存在一些錯誤和不足之處，例如：本設計只考慮到電梯的自動運行而沒有過多涉及到電梯在司機狀態(tài)下運行和檢修運行，當然，設計中肯定還有其他不足之處，懇請各位老師給予批評和指正。28