基于plc 八層電梯設(shè)計(jì)論文.doc

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： 基于PIC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)——高層電梯 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 0704105213 指 導(dǎo) 教 師： 俞 學(xué) 蘭 專 業(yè) 年 級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（機(jī)械電子工程方向） 2007 所在學(xué)院和系： 機(jī)械工程學(xué)

2、院 完 成 日 期： 2011年6月7日 答 辯 日 期： 2011年6月15日 基于PIC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)——高層電梯 摘 要 隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，高層建筑日益增多，電梯成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚拇焦ぞ?。電梯性能的好壞?duì)人們生活的影響越來越顯著，因此必須努力提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯的運(yùn)行既高效節(jié)能又安全可靠。傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制電路，這種控制易出故障，維護(hù)不便，運(yùn)行壽命短，占地空間大，正逐步被淘汰。 為了提高自動(dòng)控

3、制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效率，設(shè)計(jì)了一套以PLC為核心控制器的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)，用來取代以往的較復(fù)雜的繼電器—接觸器控制。系統(tǒng)的核心部分（控制部分）使用了日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-80型PLC，因?yàn)樵诤诵目刂撇糠植捎玫氖擒浖绦蚩刂疲瑥亩诒ＷC電梯正常運(yùn)行這個(gè)要求的情況下，大大的提高了電梯故障檢查與維修的方便性和容易性，同時(shí)還克服了手動(dòng)操作所帶來的一些人為干擾因素，取得了良好的預(yù)期效果。 關(guān)鍵字：PLC，電梯控制，梯形圖 Based on PLC control system design-high-level elevator Abstract With the

4、development of modern cities, an increasing number of high-rise building, elevator become an indispensable means of transport of daily life. The quality of the lift performance of the impact on peoples lives becoming more and more obvious, it must strive to improve the performance of elevator system

5、s, and ensure the operation of the lift is safe, reliable and energy efficient. The traditional elevator control system uses logic of the relay to control circuit, this kind of controls easily to be crash, maintains inconveniently, the movement life is short, and that occupying a large area of space

6、, it being eliminated gradually. For raising the credibility of the automatic control system and the work efficiency of the equipments, design a set of take PLC as the core controller of the elevator auto control system, using to replace former more complicated of after electric appliances-the con

7、tact machine control. The core part(control part) of the system used a Japanese Mitsubishi company to produce of the FX2N - 80 type PLC is the software procedure control in the core because of what to control the part adoption, thus Be promising the elevator circulates normally under the circumstanc

8、e of[with] this request, raised elevator to break down check and the convenience and easy for maintain consumedly, still overcame to move an operation some artificial interference factors bring in the meantime, obtain the good results. Keywords：PLC, elevator controlling system design, ladder diagra

9、 目 錄 1 緒論…………………………………………………………………………………………1 1.1設(shè)計(jì)的研究背景及意義 1 1.2 電梯的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1 1.3 常用的控制系統(tǒng)及特點(diǎn) 2 1.3.1 繼電器控制系統(tǒng) 2 1.3.2 微機(jī)控制系統(tǒng) 3 1.3.3 可編程控制器系統(tǒng) 3 1.4 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景 3 1.5控制要求分析 5 1.6設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容 5 2 控制對(duì)象介紹 6 2.1 電梯簡(jiǎn)介 6 2.2 電梯的主要性能指標(biāo) 6 2.3 設(shè)計(jì)思想 7 3 硬件設(shè)計(jì) 9 3.1 變頻器選擇

10、 9 3.1.1 VS-61665型變頻器簡(jiǎn)介 9 3.1.2 VS-61665變頻器的參數(shù) 9 3.1.3 VS-61665型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 10 3.1.4 變頻器參數(shù)設(shè)置 12 3.1.5 變頻器容量計(jì)算 13 3.1.6 變頻器制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算 13 3.2輸入輸出信號(hào)分析 13 3.2.1 電梯輸入信號(hào)及其意義 13 3.2.2 電梯輸出信號(hào)及其意義 14 3.3 ＰＬＣ選型 14 3.4 I/O點(diǎn)分配 15 3.5 ＰＬＣ硬件Ｉ/Ｏ接線圖 16 4 軟件設(shè)計(jì) 18 4.1軟件設(shè)計(jì)流程 18 4.2 開關(guān)門控制

11、 20 4.3樓層顯示控制 21 4.4運(yùn)行反向控制 22 4.5呼叫指令登記控制 23 4.6電梯的停止控制 26 4.7超重報(bào)警控制 27 4.8電梯運(yùn)行控制 27 4.8.1 樓層層內(nèi)指令 27 4.8.2 廳外呼叫指令 29 5 結(jié)論 31 參考文獻(xiàn) 33 致謝 35 附錄 37 1 緒論 1 緒論 1.1設(shè)計(jì)的研究背景及意義 隨著科學(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，高層建筑業(yè)得以迅速發(fā)展，大批的高樓大廈拔地而起，十幾層至幾十層的賓館、飯店、辦公樓、住宅樓如雨后春筍。伴隨建筑業(yè)的發(fā)展，為建筑內(nèi)提

12、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，完全可以預(yù)想到，隨著社會(huì)的發(fā)展，電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位將和汽車一樣，成為重要的垂直運(yùn)輸設(shè)備之一。 繼電器組成的順序控制系統(tǒng)是最早的一種實(shí)現(xiàn)電梯控制的方法。但是，進(jìn)入九十年代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)電梯的安全性、可靠性的要求越來越高，繼電器控制的弱點(diǎn)就越來越明顯?？删幊绦蚩刂破?PLC)最早是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)，目前，電梯的繼電器控制方式己逐漸被PLC控制所代

13、替。同時(shí)，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式己由原來直流調(diào)速逐漸過渡到了交流變頻調(diào)速。因此，PLC控制技術(shù)加變頻調(diào)速技術(shù)己成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。 總之，電梯的控制是比較復(fù)雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(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，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件有機(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，它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。 1.2電梯的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 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)

14、發(fā)展同樣的速度成長(zhǎng)起來。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，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)不可缺少的組成部分。 一個(gè)國家的電梯需求總量，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，我國國民經(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。上世紀(jì)80年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國電梯需求量越來越大?？傏厔?shì)是上升的，目自口進(jìn)入了“第三次浪潮”，2004年總產(chǎn)量超過了8萬臺(tái)，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了6l萬多臺(tái)電梯。盡管如此，我國

15、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，我國如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加70萬臺(tái)。到那時(shí)候，全國在用電梯將達(dá)到130萬臺(tái)，每年僅報(bào)廢更新就需要6萬臺(tái)。到2005年，中國電梯的年產(chǎn)量達(dá)到13．5萬臺(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124465臺(tái)，截至05年底，我國的在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺(tái)。如此龐大的市場(chǎng)需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺(tái)! 我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。興旺的電梯市場(chǎng)吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國蒂森、同本三菱、日立、東芝、富士達(dá)等13家大型

16、外商投資公司在國內(nèi)的市場(chǎng)份額達(dá)到了74％”。目前國內(nèi)市場(chǎng)需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(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年我國參加了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO／TCl78以來，先后等同或等效采用了一批國際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點(diǎn)使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機(jī)房電梯、無齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動(dòng)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢(shì)贏得了越來越多的國內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國際市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件。 中國電梯在亞洲市場(chǎng)占有越來越重要

17、的位置，每年銷售量己達(dá)l萬臺(tái)左右，約占亞洲市場(chǎng)的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，電梯的使用相當(dāng)普遍。 1.3常用的控制系統(tǒng)及特點(diǎn) 1.3.1繼電器控制系統(tǒng) 在工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等部門中，使用著各種各樣的生產(chǎn)機(jī)械，它們大都以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力進(jìn)行拖動(dòng)。電動(dòng)機(jī)是通過某種自動(dòng)控制方式來進(jìn)行控制的，最常見的是繼電器控制方式。其作用是:實(shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)等運(yùn)行性能的控制；實(shí)現(xiàn)對(duì)拖動(dòng)控制系統(tǒng)的保護(hù)，滿足生產(chǎn)工藝的要求；實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。 在電梯的控制中，繼電

18、器控制系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）、所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路簡(jiǎn)單，電路圖較直觀形象，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人掌握。 （2）、系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。 （3）、大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格便宜。 （4）、多年來我國一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，已形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉掌握的人員較多。 盡管繼電器控制系統(tǒng)有以上很多優(yōu)點(diǎn)，但電梯繼電器控制系統(tǒng)仍存在許多問題，主要有： （1）、系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多，接線復(fù)雜，且觸點(diǎn)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(shí)現(xiàn)

19、較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。 （3）、由于采用固定接線形式，通用性和靈活性較差，不易改變。 （4）、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。 （5）、由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高，而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)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擾。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。 1.3.2微機(jī)控制系統(tǒng) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。在電梯控制上采用微型計(jì)算機(jī)控制方式越來越受到人們的重

20、視。微機(jī)的功能很多，在電梯的控制上主要作用是：取代全部或部分的繼電器；取代傳統(tǒng)選層方法，結(jié)合光電編碼器實(shí)現(xiàn)了數(shù)字選層；實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的調(diào)配管理。 微機(jī)控制系統(tǒng)用于電梯的控制中，有許多優(yōu)點(diǎn)，如下所示： （1）、采用無觸點(diǎn)邏輯線路，以提高系統(tǒng)的可靠性，降低維修費(fèi)用，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 （2）、可改變控制程序，靈活性大；可適應(yīng)各種不同的要求，實(shí)現(xiàn)控制自動(dòng)化。 （3）、可實(shí)現(xiàn)故障顯示及記錄，使維修簡(jiǎn)便，減少故障時(shí)間，提高運(yùn)行效率。 （4）、微機(jī)控制裝置體積小，可減少控制裝置占地面積。 （5）、用微機(jī)實(shí)現(xiàn)群控管理，合理調(diào)配電梯運(yùn)行效率，節(jié)約能源。 采用微機(jī)控制系統(tǒng)，電梯附加功能的實(shí)現(xiàn)，主要依靠軟件來

21、實(shí)現(xiàn)，這就要求工作人員對(duì)程序的掌握很熟悉，而這恰恰是我國的薄弱之處。 1.3.3可編程控制器系統(tǒng) 在當(dāng)今時(shí)代由于工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高對(duì)自動(dòng)化控制的要求也日趨增加，PLC則能在很大程度上很廣的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。由于PLC具有優(yōu)良的技術(shù)性能，因此它一問世就很快得到了推廣應(yīng)用?，F(xiàn)在PLC作為用于工業(yè)生產(chǎn)過程控制的專用計(jì)算機(jī)，與商家、家用的微機(jī)不同，由于控制對(duì)象的復(fù)雜性，使用環(huán)境的特殊性和工作運(yùn)行的連續(xù)性，使其在設(shè)計(jì)上有許多特點(diǎn)。 （1）、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)； （2）、編程方法簡(jiǎn)單、直觀； （3）、體積小、耗能低、重量輕； （4）、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)； （5

22、）、控制程序可變，具有良好的柔性； （6）、維修工作量小、維護(hù)方便； （7）、接口模塊功能強(qiáng)、品種多。 1.4 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景 目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC控制和微型計(jì)算機(jī)控制三種。而PLC實(shí)際上是一種專用計(jì)算機(jī)，它采用巡回掃描的方式分時(shí)處理各項(xiàng)任務(wù)，而且依靠程序運(yùn)行，這就保證只有正確的程序才能運(yùn)行，否則電梯不會(huì)工作；又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實(shí)際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無線圈又無觸點(diǎn)，使用次數(shù)不受限制，屬無觸點(diǎn)運(yùn)行，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運(yùn)行壽命更長(zhǎng)，工作更加可靠安全，自動(dòng)化水平更高。PLC控制是三

23、種控制方式中最具有可靠性、實(shí)用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。 隨著科技的進(jìn)步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求并沒有就此停止下來，仍在不斷地進(jìn)行研究改進(jìn)。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。電梯是載人的機(jī)電設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)“綠色”，也就是強(qiáng)調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強(qiáng)調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。 (1)智能化。我們這罩所說的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無法勝任的。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排，說到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動(dòng)控制，實(shí)際上還算不上智能。而真正的智能電梯應(yīng)更具人性化

24、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)的人工智能無法比擬的東西，具有動(dòng)念和隨機(jī)處理各種問題的能力，諸如能根據(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)方面；雙向語音交流；到達(dá)目的層的語音提示等，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。 (2)安全。運(yùn)行安全是電梯的根本和關(guān)鍵。可以說，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，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

25、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，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。 (3)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡，包括以下幾個(gè)方面： ①視覺協(xié)調(diào)。有人曾經(jīng)做過環(huán)境色彩是否對(duì)人有影響的研究。該研究發(fā)展：視覺不協(xié)調(diào)的環(huán)境色彩對(duì)人的情緒、精神影響非常大。色彩宜人

26、，格調(diào)高雅，制作精良的電梯，乘客自然會(huì)有一種安全的感覺，有一種視覺上的舒適。用料低廉，款式陳舊，色彩沉悶，甚至破破爛爛的電梯，乘客視覺協(xié)調(diào)無從談起，乘坐電梯的第一感覺就是不安全。國內(nèi)的許多電梯公司對(duì)此的重視是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，甚至不少通過引進(jìn)國外技術(shù)國產(chǎn)化的電梯也顯露出一副土生土長(zhǎng)的容貌。 ②消除電磁輻射。如前所述，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，所以綠色電梯必須是一個(gè)達(dá)到自身對(duì)大樓電磁干擾最小，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(0A)、樓宇自動(dòng)化(BA)、通訊自動(dòng)化(CA)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

27、③舒適感。通過采用高載頻波矢量靜音變頻器，可降低噪聲變換頻率及電壓。以CPU控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式，按人體生理適應(yīng)要求，利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)而成的理想運(yùn)行曲線，實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運(yùn)行。 對(duì)現(xiàn)代化電梯性能的衡量，主要著重于可靠性、安全性和乘坐的舒適性。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

28、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，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。 1.5電梯控制要求分析 載客電梯的控制要求主要有： （1）、一臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制上升和下降； （2）、有廳外上/下呼叫按鈕； （3）、電梯到位后有手動(dòng)或自動(dòng)開關(guān)門功能； （4）、電梯內(nèi)有樓層指令鍵；開關(guān)門按鍵； （5）、電梯內(nèi)外有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號(hào)指示燈； （6）、電梯有超重鈴聲； （7）、有呼叫指令登記信號(hào)； （8）、當(dāng)電梯停止工作時(shí)，電梯位于基層一樓； （9）、有檢修電路； （10）、據(jù)轎廂所處位置及目標(biāo)樓層，判定轎廂運(yùn)行方向，將轎廂停

29、在選定的樓層上； （11）、根據(jù)樓層的呼叫，順路停車；電梯接收到多個(gè)信號(hào)時(shí)，采用首個(gè)信號(hào)定向，同向信號(hào)先執(zhí)行，一個(gè)方向任務(wù)全部執(zhí)行完后再換向。 1.6設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容 我國國產(chǎn)電梯多為繼電器和PLC控制方式，繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷， PLC控制一般具有可靠性高、易操作、維修、編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。對(duì)比電梯的各種控制系統(tǒng)PLC更能適合當(dāng)今現(xiàn)狀的需求，本設(shè)計(jì)基于PLC實(shí)現(xiàn)八層載客電梯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下： 首先對(duì)電梯系統(tǒng)及可編程控制器（PLC）作了比較全面的總結(jié)和介紹。接著闡述了電梯控制系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)，電梯的控制系統(tǒng)分為調(diào)速和

30、信號(hào)控制兩大部分。確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由 PLC 來實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制，通過變頻器的選擇、PLC選型、I/O 點(diǎn)數(shù)分配等完成系統(tǒng)硬件開發(fā)；同時(shí)，在分析電梯系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了軟件流程圖，提出了模塊化編程思想，完成系統(tǒng)的軟件開發(fā)。 5 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械系 2 控制對(duì)象介紹緒論 2 控制對(duì)象介紹 2.1電梯簡(jiǎn)介 一種以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物。也有臺(tái)階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行，俗稱自動(dòng)電梯。 習(xí)慣上不論其驅(qū)動(dòng)方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具的總稱。 近幾年來，隨著國際社會(huì)對(duì)環(huán)保認(rèn)識(shí)的關(guān)注，各大電梯公司現(xiàn)在

31、在其電梯表面基本都采用了粉末涂料噴涂，這是一種新型環(huán)保無溶劑的涂料，并且各種性能皆優(yōu)于油漆。 電梯是機(jī)電一體化產(chǎn)品，其機(jī)械部分好比是人的軀體，電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制部分相當(dāng)于人的大腦。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運(yùn)行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機(jī)械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成。本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 2.2電梯的主要性能指標(biāo) （1）安全性 電梯時(shí)運(yùn)送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨，因

32、此對(duì)電梯的第一要求就是安全。電梯的安全與設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題，都可能造成不安全的隱患，以致造成事故。 （2）可靠性 電梯的可靠性很重要，如果一部電梯工作起來經(jīng)常出故障，就會(huì)影響人們正常的生產(chǎn)與生活，給人們?cè)斐珊艽蟮牟槐?，不可靠也是事故的隱患，常常是不安全的起因。要想提高可靠性，首先應(yīng)提高構(gòu)成電梯的各個(gè)零部件的可靠性，只有每個(gè)零部件都是可靠的，整個(gè)電梯才能使可靠的。 （3）停站的準(zhǔn)確性 停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度，平層精度。 （4）振動(dòng)、噪聲及電磁干擾 現(xiàn)代電梯是為乘客創(chuàng)造舒適的生活和工作環(huán)境。因側(cè)要求電梯運(yùn)行平穩(wěn)，安靜，無電磁干擾。 （

33、5）舒適感和快速感 電梯作為一種交通工具，對(duì)于快速性的要求是必不可少的，快速可以節(jié)省時(shí)間，這對(duì)于快節(jié)奏的現(xiàn)代生活中的乘客是很重要的。但是加速度和減速度的過分增大的不合理變化又會(huì)造成乘客的不適感。因此在電梯設(shè)計(jì)時(shí)就要兼顧快速性和舒適感這兩個(gè)互相矛盾的因素。 （6）節(jié)能 現(xiàn)代電梯應(yīng)該合理的選擇拖動(dòng)方式，以達(dá)到節(jié)能的目的。 2.3設(shè)計(jì)思路 結(jié)合PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟，根據(jù)電梯控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求，基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路如圖2-1 所示。 圖2-1 設(shè)計(jì)思路 其中信號(hào)控制系統(tǒng)如下： 電梯信號(hào)控制基本由PLC軟件實(shí)現(xiàn)。電梯信號(hào)控制系統(tǒng)如圖2-2所示，輸入到PLC的控制信

34、號(hào)有：運(yùn)行方式選擇（如自動(dòng)、有/無司機(jī)、檢修、消防運(yùn)行方式等）、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器、光電脈沖、開關(guān)門及限位信號(hào)、門區(qū)和平層信號(hào)等。 圖2-2 信號(hào)控制系統(tǒng) 電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能如下： 1)行車方向由內(nèi)選信號(hào)決定,順向優(yōu)先執(zhí)行; 2)行車途中如遇呼梯信號(hào)時(shí),順向截車,反向不截車; 3)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)具有記憶功能,執(zhí)行后解除。 4)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)、行車方向、行車樓層位置均由信號(hào)燈指示 5)停層時(shí)可延時(shí)自動(dòng)開門、手動(dòng)開門、(關(guān)門過程中)本層順向呼梯開門; 6)有內(nèi)選信號(hào)時(shí)延時(shí)自動(dòng)關(guān)門,關(guān)門后延時(shí)自動(dòng)行車; 7)無內(nèi)選時(shí)延時(shí)

35、5s自動(dòng)關(guān)門，但不能自動(dòng)行車; 08)行車時(shí)不能手動(dòng)開門或本層呼梯開門,開門不能行車。 33 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械系 3 硬件設(shè)計(jì) 3 硬件設(shè)計(jì) 3.1變頻器選擇 隨著變頻器性能價(jià)格比的提高，交流變頻調(diào)速已應(yīng)用到許多領(lǐng)域，變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得交流變頻調(diào)速在電梯行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。目前，有為電梯控制而設(shè)計(jì)的專用變頻器，其功能較強(qiáng)，使用靈活，但其價(jià)格昂貴。因此，本設(shè)計(jì)沒有采用專用變頻器，而是選用了通用變頻器，通過合理的配置、設(shè)計(jì)和編程，同樣可以達(dá)到專用變頻器的控制效果。 電梯的調(diào)速要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外，他的舒適度指標(biāo)往往是選擇的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本設(shè)計(jì)中拖動(dòng)調(diào)速

36、系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證電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)比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視?？紤]以上各種因素，本設(shè)計(jì)選用安川VS-61665型全數(shù)字變頻器，它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列先進(jìn)功能，可以最大限度地提高電機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率，同時(shí)降低了電機(jī)運(yùn)行損耗，特別適合電梯類負(fù)載頻繁變化的場(chǎng)合。 3.1.1 VS-61665型變頻器簡(jiǎn)介 VS-61665型變頻器是安川電機(jī)公司面向世界推出的21世紀(jì)通用型變頻器。因而用在電梯控制上為了滿足運(yùn)行效率、舒適感、平層精度和安全性的要求，其參數(shù)設(shè)置比專用型變

37、頻器要復(fù)雜得多。這種變頻器不僅考慮了V/f控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。VS-61665變頻器的特點(diǎn)如下： 1.包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。 2.有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。 3.由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。 4.保護(hù)功能完善、維修性能好。 5.通過LCD操作裝置，可提高操作性能。 3.1.2 VS-61665變頻器的參數(shù) 61665變頻器共有9組參數(shù)，每一組參數(shù)的設(shè)定都具有特定的含義。 常用參數(shù)如下表 表3-1 變頻器參數(shù) 參數(shù) 功用 A組

38、 確定控制模式 B組 選擇運(yùn)動(dòng)功能 C組 確定加減時(shí)間及轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償時(shí)間 D組 選擇頻率 E組 確定運(yùn)行壓頻曲線 F組 保護(hù)設(shè)置 H組 確定偏壓標(biāo)準(zhǔn) 3.1.3 61665型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 61665型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格如下表： 表3-2 61665型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 電壓 200V 400V 容量范圍 1.2—10KVA 1.4-460KVA 電 源 電壓頻率 200V： 三 相 200/208/220V 400V： 三 相 380/400/415/440/460V 電壓允許變動(dòng) +10%—15% 頻率允許變動(dòng) 5%

39、 控制方式 正弦波PWM控制：無傳感器矢量控制（無PG） 帶傳感器矢量控制（帶PG） v/f控制 帶傳感器 v/f控制（用參數(shù)切換） 控 制 特 性 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 150%/1 HZ(無PG) 150%/0 r/min(帶PG) 速度控制范圍 1：100（無PG） 1：1000（帶PG） 速度控制精度 0.2%（無PG） 0.02%（帶PG） 速度響應(yīng) 5HZ(無PG) 30HZ(帶PG) 轉(zhuǎn)矩極限 有 轉(zhuǎn)矩精度 5% 轉(zhuǎn)矩響應(yīng) 20HZ(無PG)以上 150HZ(帶PG)以上 頻率控制范圍 0.1—400HZ 頻率精度

40、 （溫度變動(dòng)） 數(shù)字式指令0.01%（-10C-+40C） 模擬指令0.1%（25C-10C） 頻率設(shè)定分辨率 （運(yùn)算分辨率） 數(shù)字式指令0.01HZ/100HZ 模擬式指令0.03HZ/160HZ 輸出頻率分辨率 0.01HZ 過載量 額定輸出電流的150%/min 頻率設(shè)定信號(hào) -10V-10V 0-10V 4-20mA 加減速時(shí)間 0.01-6000.0s 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 約20%帶制動(dòng)選擇150% 抑制高次 諧波電源 直流電抗器 200V 24KVA 400V 26KVA一下可選擇 12相整流 不能變動(dòng) 主要控制功能 瞬停再啟動(dòng)，下

41、降控制，轉(zhuǎn)矩控制，零點(diǎn)伺服控制等 操作設(shè)置 16自X2線日語液晶顯示器 接通插件板可選擇 10種（最多可裝3塊） 保護(hù)功能 電機(jī)保護(hù)，變頻器過載，瞬間過電流，電壓下降，過電壓，輸入缺相 3.1.4 變頻器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)設(shè)置原則: (1)為減小啟動(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，而積分時(shí)間常數(shù)宜大些; (2)為了提高運(yùn)行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車沖擊; (3)零速一般設(shè)置為Oft，帶速抱閘將影響舒適感; (4)變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)直接輸入。 表3-3 安川61665變頻器主要參數(shù)設(shè)置表

42、參數(shù) 名稱 設(shè)定值 說明 A1-02 控制方式選擇 2 不帶PG矢量控制方式 B1-01 頻率指令選擇 1 B1-02 運(yùn)行指令選擇 1 B1-03 停止方式選擇 0 B1-04 反轉(zhuǎn)禁止選擇 0 B2-01 零速電平選擇 0.1HZ B2-04 停止時(shí)直流制動(dòng)時(shí)間 LOS C1-03 加速時(shí)間2 2.0S C1-04 減速時(shí)間2 2.0S C2-01 加速開始時(shí)S型曲線時(shí)間 OAS C2-02 加速完了時(shí)S型曲線時(shí)間 OAS C2-03 減速開始時(shí)S型曲線時(shí)間 OAS

43、 C2-04 減速完了時(shí)S型曲線時(shí)間 0.6S C5-01 ASR比例增益1 5 C5-02 ASR積分時(shí)間1 3S D1-09 檢修速度 200rpm E1-01 輸入電壓設(shè)置 380V E1-04 最高輸出頻率 50HZ E1-05 最大電壓 380 E1-06 額定電壓頻率 50HZ E1-09 最低輸出頻率電壓 0 E2-01 電機(jī)額定電流 按電機(jī)銘牌設(shè)置 E2-02 電機(jī)額定滑差 按電機(jī)銘牌設(shè)置 E2-03 電機(jī)空載電流 按電機(jī)銘牌設(shè)置 E2-04 電機(jī)極數(shù)

44、 按電機(jī)銘牌設(shè)置 F1-01 PG常數(shù) 根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器銘牌設(shè)置 F1-02 PG斷線檢測(cè)時(shí)的動(dòng)作選擇 0 F1-03 超速時(shí)的動(dòng)作選擇 0 F1-04 超度偏差過大時(shí)的動(dòng)作選擇 0 F1-05 PG分頻比 根據(jù)電機(jī)極數(shù)設(shè)置 3.1.5變頻器容量計(jì)算 變頻器的功率可根據(jù)曳引機(jī)電機(jī)功率、電梯運(yùn)行速度、電梯載重與配重進(jìn)行選取。設(shè)電梯曳引機(jī)電機(jī)功率為P1電梯運(yùn)行速度為v，電梯自重為w1，電梯載重為W2，配重為W3，重力加速度為g，變頻器功率為P。在最大載重下，電梯上升所需曳引功率為P2: P2=[(W1+W2-W3)g+F1]v

45、 其中F1=K (W1+W2-W3) g+＆為摩擦力，＆可忽略不計(jì)。 電機(jī)功率P1，變頻器功率P應(yīng)接近于電機(jī)功率P1，相對(duì)于P2留有較大裕量，可取P≈l.5P2。 3.1.6變頻器制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算 由于電梯為位能負(fù)載，電梯運(yùn)行過程中產(chǎn)生再生能量，所以變頻調(diào)速裝置應(yīng)具有制動(dòng)功能。帶有逆變功能的變頻調(diào)速裝置通過逆變器雖然能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng)，但成本太高。采用能耗制動(dòng)方式通過制動(dòng)單元將再生能量消耗在制動(dòng)電阻上，成本較低而且具有良好的使用效果。能耗制動(dòng)電阻R1的大小應(yīng)使制動(dòng)電流I1的值不超過變頻器額定電流的一半，即 I1=Uo /R1≤I/2 其中Uo為額定情況下變頻器的直流母線電壓

46、。由于制動(dòng)電阻的工作不是連續(xù)長(zhǎng)期工作，因此其功率可以大大小于通電時(shí)消耗的功率。 3.2輸入輸出信號(hào)分析 3.2.1電梯輸入信號(hào)及其意義 （1）廳外呼梯信號(hào) 廳外呼梯信號(hào)有 14(2x6+1+1=14)個(gè)，分別由SB1～SB14 十四個(gè)呼梯按鈕產(chǎn)生。按呼梯按鈕，表示電梯外乘客欲乘電梯。SB1為一層上升呼叫按鈕，SB2為二層上升呼叫按鈕，SB3為二層下降呼叫按鈕，SB4為三層上升呼叫按鈕，SB5為三層下降呼叫按鈕，以此類推，SB12為七層上升呼叫按鈕，SB13為七層下降呼叫按鈕，SB14為八層下降呼叫按鈕。 注：一層只有上升呼叫按鈕，八層只有下降呼叫按鈕。 （2）轎廂內(nèi)樓層指令信號(hào)

47、轎廂內(nèi)樓層指令信號(hào)有8個(gè)，分別由SB15～SB22三個(gè)指令按鈕產(chǎn)生。SB15為一樓轎廂內(nèi)樓層指令按鈕，SB16為二樓轎廂內(nèi)樓層指令按鈕，SB17為三樓轎廂內(nèi)樓層指令按鈕。以此類推，SB22為八樓轎廂內(nèi)樓層指令按鈕。按某按鈕，表示電梯內(nèi)乘客欲往相應(yīng)樓層 。 （3）開關(guān)門信號(hào) 開關(guān)門信號(hào)由開關(guān)門按鈕產(chǎn)生，開門按鈕為SB23，關(guān)門按鈕為SB24。 （4）位置信號(hào) 位置信號(hào)由安裝于電梯?？课恢玫?個(gè)行程開關(guān)SQ1～SQ8產(chǎn)生。平時(shí)為 OFF，當(dāng)電梯運(yùn)行到該位置時(shí)為ON。SQ1為一層到位行程開關(guān)，SQ2為二層到位行程開關(guān)，SQ3為三層到位行程開關(guān)，以此類推，SQ8為八層到位行程開關(guān)。

48、 （5）檢修信號(hào) 該信號(hào)由檢修開關(guān)SB25產(chǎn)生，表示電梯出現(xiàn)故障時(shí)，按檢修按鈕，電梯進(jìn)入檢修狀態(tài)。 （6）電梯載重超重檢測(cè) 該信號(hào)用來檢測(cè)轎廂負(fù)荷，判斷電梯是否處于超重狀態(tài)；由電梯載重超限檢測(cè)壓力繼電器KP產(chǎn)生。 （7）電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)熱繼電器 電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)，由熱繼電器FR產(chǎn)生。 （8）開關(guān)門到位檢測(cè)信號(hào) 該信號(hào)由安裝在電梯門上的兩個(gè)行程開關(guān)SQ9和SQ10產(chǎn)生，平時(shí)為OFF，門位于該位置時(shí)為ON；其中SQ9為開門到位行程開關(guān)，SQ10為關(guān)門到位行程開關(guān)。 （9）總停開關(guān) 當(dāng)電梯不需要工作或出現(xiàn)緊急情況時(shí)按下總停按鈕SB26可使電梯回到基層，即一樓。 3.2.2 電梯輸出信

49、號(hào)及其意義 （1）電梯的上行和下行 電梯的上下行由控制電梯正反轉(zhuǎn)的兩接觸器控制，KM1為電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器控制電梯上行，KM2為電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器，控制電梯下行。 （2）指令登記信號(hào) 指令登記信號(hào)有8個(gè)，分別由 HL15～HL22三個(gè)指示燈組成，表示相應(yīng)的指令信號(hào)已被接受（登記）。指令執(zhí)行完后，信號(hào)消失（消號(hào)）。例如，電梯在二樓，按“三”表示電梯內(nèi)乘客欲往三樓，則 HL17亮表示該要求已被接受。電梯向上運(yùn)行到三樓?？?，此時(shí) HL17滅。 （3）呼梯登記信號(hào) 呼梯登記信號(hào)有14（6x2+1+1=14）個(gè)，分別由 HL1～HL14四個(gè)指示燈組成，其意義與上述指令登記信號(hào)相類似。 （4）運(yùn)

50、行方向信號(hào) 運(yùn)行方向信號(hào)有兩個(gè)，由兩個(gè)箭頭指示燈組成，顯示電梯運(yùn)行方向。HL23表示電梯上升方向，HL24表示電梯下降方向。 （5）警電鈴 該信號(hào)表示電梯目前所承受的負(fù)載已超過了所規(guī)定的負(fù)載值，需減輕貨物重量后電梯才正常運(yùn)行。由警鈴HA發(fā)生。 （6）顯信號(hào) 該信號(hào)表示電梯目前所在的樓層位置。由七段數(shù)碼顯示構(gòu)成，LEDa～LEDg 分別代表各段筆劃。A、B、C、D為與顯示器相接譯碼器接口。 3.3 ＰＬＣ選型 由以上輸出輸出子端可知：輸入信號(hào)有38個(gè)，考慮到有10%的備用點(diǎn)，即38(1+10%)=41.8，取整為42，因此共需42個(gè)輸入點(diǎn)；輸出信號(hào)有35個(gè)，考慮到有10%的備用點(diǎn)，

51、即35(1+10%)=38.5，取整為39，從經(jīng)濟(jì)成本綜合考慮，可選用FX2N-80MR-001型號(hào)的PLC芯片。 3.4 I/O點(diǎn)分配 由輸入輸出信號(hào)的分析及意義可得PLC輸入輸出端子分配如下表所示： 表3-4 I/O點(diǎn)分配 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 名稱 代號(hào) 編號(hào) 名稱 代號(hào) 編號(hào) 一層廳外上升呼梯按鈕 SB1 X000 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器 KM1 Y000 二層廳外上升呼梯按鈕 SB2 X001 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器 KM2 Y001 二層廳外下降呼梯按鈕 SB3 X002 一層上呼指令登記 HL1 Y002 三層廳外上升呼梯按鈕 S

52、B4 X003 二層上呼指令登記 HL2 Y003 三層廳外下降呼叫按鈕 SB5 X004 二層下呼指令登記 HL3 Y004 四層廳外上升呼叫按鈕 SB6 X005 三層上呼指令登記 HL4 Y005 四層廳外下降呼叫按鈕 SB7 X006 三層下呼指令登記 HL5 Y006 五層廳外上升呼叫按鈕 SB8 X007 四層上呼指令登記 HL6 Y007 五層廳外下降呼叫按鈕 SB9 X008 四層下呼指令登記 HL7 Y008 六層廳外上升呼叫按鈕 SB10 X009 五層上呼指令登記 HL8 Y009 六層廳外

53、下降呼叫按鈕 SB11 X010 五層下呼指令登記 HL9 Y010 七層廳外上升呼叫按鈕 SB12 X011 六層上呼指令登記 HL10 Y011 七層廳外下降呼叫按鈕 SB13 X012 六層下呼指令登記 HL11 Y012 八層廳外下降呼叫按鈕 SB14 X013 七層上呼指令登記 HL12 Y013 轎廂內(nèi)一樓樓層指令按鈕 SB15 X014 七層下呼指令登記 HL13 Y014 轎廂內(nèi)二樓樓層指令按鈕 SB16 X015 八層下呼指令登記 HL14 Y015 轎廂內(nèi)三樓樓層指令按鈕 SB17 X016 一樓

54、指令登記 HL15 Y016 轎廂內(nèi)四樓樓層指令按鈕 SB18 X017 二樓指令登記 HL16 Y017 轎廂內(nèi)五樓樓層指令按鈕 SB19 X018 三樓指令登記 HL17 Y018 續(xù)表3-4 I/O點(diǎn)分配 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 名稱 代號(hào) 編號(hào) 名稱 代號(hào) 編號(hào) 轎廂內(nèi)六樓樓層指令按鈕 SB20 X019 四樓指令登記 HL18 Y019 轎廂內(nèi)七樓樓層指令按鈕 SB21 X020 五樓指令登記 HL19 Y020 轎廂內(nèi)八樓樓層指令按鈕 SB22 X021 六樓指令登記 HL20 Y021 開門按鈕

55、SB23 X022 七樓指令登記 HL21 Y022 關(guān)門按鈕 SB24 X023 八樓指令登記 HL22 Y023 一層到位行程開關(guān) SQ1 X024 電梯開門電磁鐵 YA1 Y024 二層到位行程開關(guān) SQ2 X025 電梯關(guān)門電磁鐵 YA2 Y025 三層到位行程開關(guān) SQ3 X026 上行指示燈 HL23 Y026 四層到位行程開關(guān) SQ4 X027 下行指示燈 HL24 Y027 五層到位行程開關(guān) SQ5 X028 電梯超重報(bào)警電鈴 HA Y028 六層到位行程開關(guān) SQ6 X029 STR

56、 Y033 七層到位行程開關(guān) SQ7 X030 SD Y034 八層到位行程開關(guān) SQ8 X031 檢修開關(guān) SB25 X032 電梯載重超重檢測(cè) KP X033 電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)熱繼電器 FR X034 譯碼器 A Y029 B Y030 開門到位行程開關(guān) SQ9 X035 C Y031 關(guān)門到位行程開關(guān) SQ10 X036 D Y032 總停開關(guān) SB26 X037 3.5 ＰＬＣ硬件Ｉ/Ｏ接線圖 ＰＬＣ硬件Ｉ/Ｏ接線圖如下所示： 圖3-

57、1 Ｉ/Ｏ接線圖 4 軟件設(shè)計(jì) 4 軟件設(shè)計(jì) 4.1 軟件設(shè)計(jì)流程 電梯在接受指令后，總是由近至遠(yuǎn)的完成各個(gè)呼叫任務(wù)。 A.電梯上行分析 a..若呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行層之上，目標(biāo)運(yùn)行層之下，則電梯應(yīng)在完成前一指令前先上行至該層，完成該層呼叫后再由近及遠(yuǎn)的完成其他各個(gè)呼叫動(dòng)作。 b.若呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行層之下，則電梯在完成前一指令前不影響該指令，直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。 B.電梯下行分析 a.若呼叫層處于當(dāng)前運(yùn)行層之下，目標(biāo)運(yùn)行層之上，則電梯應(yīng)在完成前一指令前先下行至該層，完成呼叫指令后再由近至遠(yuǎn)的完成各個(gè)呼叫動(dòng)作。 b.若呼叫層處于當(dāng)前運(yùn)行層之上，則在完成前

58、一指令前不影響該指令，直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。 程序的基本控制流程如下圖所示。  圖4-1 基本控制流程 4.2開關(guān)門控制 （1）開門控制 電梯停止運(yùn)行后，按開門按鈕SB23，X022接通，Y024得電，開門電磁鐵吸合直至門完全打開，完成手動(dòng)開門控制；電梯停止運(yùn)行時(shí)，某樓層行程開關(guān)觸點(diǎn)閉合，若5秒后開門按鈕仍不動(dòng)作，則定時(shí)器T0線圈得電，使Y024得電，開門電磁鐵吸合直至門完全打開，完成自動(dòng)開門控制；且優(yōu)先響應(yīng)手動(dòng)開門控制。M1為電梯運(yùn)行檢測(cè)，由于M1常閉觸點(diǎn)的接入，開門動(dòng)作必須是在電梯完全停止的

59、狀態(tài)下進(jìn)行。 （2）關(guān)門控制 按關(guān)門按鈕SB24，Y025得電，關(guān)門電磁鐵吸合，門完全關(guān)閉時(shí)，關(guān)門到位行程開關(guān)閉合，X036常閉觸點(diǎn)斷開，Y025失電，完成手動(dòng)關(guān)門控制；開關(guān)門控制子程序梯形圖3-1如下所示： 圖4-2 開關(guān)門控制 4.3樓層顯示控制 控制過程說明如下： X024、X025、X026、 X027、X028、X029 X030、X031為個(gè)樓層行程開關(guān)，M1為運(yùn)行檢測(cè)，電梯運(yùn)行時(shí)，M1得電。 當(dāng)電梯到達(dá)一層且停止時(shí)，X024接通，Y030和Y031得電，接通七段數(shù)碼管的B和C，顯示一層，且電梯運(yùn)行過程中，由于M1常閉觸點(diǎn)的存在不顯示樓層。 同理，當(dāng)電梯到達(dá)二層且

60、停止時(shí)，由七段數(shù)碼管顯示二層；當(dāng)電梯到達(dá)八樓且停止時(shí)，由數(shù)碼管顯示八層。 樓層顯示控制子程序梯形圖如下： 圖4-3 樓層顯示控制 4.4運(yùn)行反向控制 控制過程說明如下： 當(dāng)Y000接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，電梯上升運(yùn)行，輔助繼電器M2線圈得電，常開觸點(diǎn)閉合，Y026得電，上升運(yùn)行方向指示燈HL23點(diǎn)亮；當(dāng)Y001接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器接通，電梯下降運(yùn)行，輔助繼電器M3線圈得電，相應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合，Y027得電，下降運(yùn)行方向指示燈HL24點(diǎn)亮。 運(yùn)行方向控制子程序梯形圖如下所示： 圖4-4 運(yùn)行反向控制 4.5呼叫指令登記控制 控制過程如下： 按一樓上升呼叫按鈕SB

61、1，X000接通，Y002得電并且自鎖，一樓上升呼叫指示燈HL1點(diǎn)亮，直至電梯門完全打開才熄滅，X022為開門到位行程開關(guān)； 按二上升呼叫按鈕SB2,，X001接通，Y003得電并且自鎖，二樓上升呼叫指示燈HL2點(diǎn)亮，直至電梯門完全打開才熄滅； 按二樓下降呼叫按鈕SB3，X002接通，Y004得電并且自鎖，二樓下降呼叫指示燈HL3點(diǎn)亮，直至電梯門完全打開才熄滅； 依次類推，按八樓下降呼叫按鈕SB14，X013接通，Y015得電并且自鎖，八樓下降呼叫指示燈HL14點(diǎn)亮，直至電梯門完全打開才熄滅。呼叫指令顯示控制子程序梯形圖如下： 圖4-5 呼叫指令登記控制

62、 續(xù)圖 4-5 呼叫指令登記控制 續(xù)圖 4-5 呼叫指令登記控制 4.6電梯的停止控制 電梯停止工作時(shí)，使其回到原位—— 一樓 按下總停按鈕SB26，X037接通，Ｍ５線圈得電并且自鎖。若電梯正在向上運(yùn)行，M2接通，Y000得電自鎖，上升至七樓或八樓時(shí)停止運(yùn)行，此時(shí)M2常閉觸點(diǎn)接通，Y001得電自鎖，控制電梯下降運(yùn)行，到一樓時(shí)停止運(yùn)行；若電梯正在往下運(yùn)行中，M3接通，Y001得電且自鎖，到達(dá)一樓時(shí)停止運(yùn)行。 由于定時(shí)器T2的存在，各樓層間電梯運(yùn)行10秒后仍在運(yùn)行，則視為故障，此時(shí)會(huì)接通M5，使電梯回到一樓。 當(dāng)按下檢修開關(guān)SB25時(shí)，X032接通，M5得電，控制電梯

63、回到一樓。 梯形圖如下所示： 圖4-6 電梯的停止控制 4.7超重報(bào)警控制 超重報(bào)警信號(hào)是由安裝在轎廂內(nèi)的壓力傳感器產(chǎn)生，當(dāng)電梯內(nèi)的載重超過規(guī)定的值時(shí)，KP接通，X033接通，Y028得電，警鈴報(bào)警。 警鈴報(bào)警子程序梯形圖如下： 圖4-7 超重報(bào)警控制 4.8電梯運(yùn)行控制 電梯的運(yùn)行有樓層層內(nèi)指令和廳外呼叫指令，無論是樓層指令信號(hào)還是廳外呼叫信號(hào)，都必須在電梯關(guān)門到位、非超重狀態(tài)下才有效，由輔助繼電器M4控制，控制過程分別說明如下： 4.8.1樓層層內(nèi)指令 （1）、電梯停在一樓時(shí)，一層到位行程開關(guān)閉合，X024接通。按下二層指令按鈕，X015閉合，Y000線圈

64、得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至二樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地；若按下三層指令按鈕，X016接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至三樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地；若按下四層指令按鈕，X017接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至四樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地；若按下五層指令按鈕，X018接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至五樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地；若按下六層指令按鈕，X019接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至

65、六樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地；若按下七層指令按鈕，X020接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至七樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地；若按下八層指令按鈕，X021接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至八樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地。 （2）、電梯停于二樓時(shí)，二層到位行程開關(guān)閉合，X025接通。按下三層指令按鈕，X016接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至三樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地；若按下四層指令按鈕，X017接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，

66、上升至四樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地；若按下五層指令按鈕，X018接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至五樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地；若按下六層指令按鈕，X019接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至六樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地；若按下七層指令按鈕，X020接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至七樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地；若按下八層指令按鈕，X021接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至八樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地。若按下一層指令按鈕，X014接通，Y001線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯下行，下降至一樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地。 （3）、電梯停于三樓時(shí)，三層到位行程開關(guān)閉合，X026接通，若按下四層指令按鈕，X017接通，Y000線圈得電并且自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器接通，控制電梯上行，上升至四樓時(shí)電梯停止運(yùn)行，到達(dá)了目的地；若按下五層指令按鈕，X018接通，Y000線圈得電并且自鎖，電