基于三菱plc的四層電梯畢業(yè)論文

1、<p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1 課題的研究背景及意義</p><p>　　電梯進(jìn)入人們的生活已經(jīng)160年一個(gè)半世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨，翻天覆地是歷史的變遷，永恒的是電梯提升人類生活質(zhì)量的承諾。電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范

2、圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。電梯是集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。目前，由可編程序控制器(PLC)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)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開發(fā)周期短，這種電梯運(yùn)行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，己成為電梯控制的發(fā)展方向。 </p>

3、<p>　　可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal C

4、omputer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。自1969年針對工業(yè)自動控制的特點(diǎn)和需要而開發(fā)的第一臺PLC問世以來，迄今己30多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的繼承和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機(jī)控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化

5、的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯都很容易。用戶買到所需PLC后，只需按說明書或提示，做少量的安裝接線和用戶程序的編制工作</p><p>　　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)

6、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)。</p><p>　　1.2 電梯的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長起來。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

7、總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長速度、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。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國在用電梯34.6多萬臺，每年還以約5萬～6萬臺的速度增長。電梯服務(wù)中國已有100 多年歷史，而我國在用電梯數(shù)量的快速增長卻發(fā)生在改革開放以后，目前我國電梯技術(shù)水平已與世界同步。</p><p>　　100多年來，中國電梯行業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段 ：①對進(jìn)口電梯的銷售、安裝、維保階段(1900～1949年)，這一階

8、段我國電梯擁有量僅約1 100多臺；②獨(dú)立自主，艱苦研制、生產(chǎn)階段（1950～1979年），這一階段我國共生產(chǎn)、安裝電梯約1萬臺；③建立三資企業(yè)，行業(yè)快速發(fā)展階段（自1980年至今），這一階段我國共生產(chǎn)、安裝電梯約40萬臺。目前，我國已成為世界最大的新裝電梯市場和最大的電梯生產(chǎn)國。</p><p>　　中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷售量己達(dá)l萬臺左右，約占亞洲市場的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯

9、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。</p><p>　　1.3 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景</p><p>　　PLC實(shí)際上是一種專用計(jì)算機(jī)，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，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

10、不會工作；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，工作更加可靠安全，自動化水平更高。PLC控制是三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)。</p><p>　　1.4 課題研究的內(nèi)容

11、</p><p>　　課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（PLC）改造在用電梯自動控制系統(tǒng)。由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對電梯的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，對電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。 </p><p>　　針對老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和

12、工作壽命短等缺陷，提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來控制電梯。</p><p>　　論文的主要內(nèi)容如下：</p><p>　　首先對電梯系統(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)速和信號控制兩大部分。確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由 PLC 來實(shí)現(xiàn)電梯信號控制，有雙速電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，完成了電機(jī)和可編程控制器

13、（PLC）的選擇。然后是系統(tǒng)硬件開發(fā)，完成了 PLC 的選型、I/O 點(diǎn)數(shù)分配與 PLC 的連接。在分析了電梯系統(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，介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā)。</p><p>　　2 PLC的介紹及在電梯中的應(yīng)用</p><p>　　2.1 可編程控制器(PLC)的產(chǎn)生及定義</p><p>　　2.1.1 可編程控制器(P

14、LC)的產(chǎn)生</p><p>　　20世紀(jì)60年代末期，在技術(shù)浪潮的沖擊下，為使汽車結(jié)構(gòu)及外型不斷改進(jìn)，品種不斷增加，需要經(jīng)常變更生產(chǎn)工藝。這就希望在控制成本的前提下，盡可能縮短產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期，以滿足生產(chǎn)的需求，使企業(yè)在激烈的市場競爭中取勝。美國通用汽車公司(GM)1986年提出了汽車裝配生產(chǎn)線改造項(xiàng)目控制器的十項(xiàng)指標(biāo)，即新一代控制器應(yīng)具備的10項(xiàng)指標(biāo)：</p><p>　?。?）編程

15、簡單，可在現(xiàn)場修改和調(diào)試程序；</p><p>　?。?）維護(hù)方便，采用插入式模塊結(jié)構(gòu)；</p><p>　?。?）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；</p><p>　　（4）體積小于繼電器控制柜；</p><p>　?。?）能與管理中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信；</p><p>　?。?）成本可與繼電器控制系統(tǒng)相競爭；</

16、p><p>　?。?）輸入量是115V交流電壓（美國電網(wǎng)電壓110）；</p><p>　　（8）輸出量是115V，輸出電流在2A，能直接驅(qū)動電磁閥；</p><p>　?。?）系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只需作很小改動；</p><p>　?。?0）用戶程序存儲器容量至少4KB。</p><p>　　1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司(

17、DEC)首先研制出第一臺符合要求的控制器，及可編程邏輯控制器，并在美國GM公司的汽車自動裝置上試用成功。此后，這項(xiàng)研究技術(shù)迅速發(fā)展，從美國、日本、歐洲普及到全世界。我國從1976年開始研制，1977年應(yīng)用于工業(yè)控制。目前世界上已有數(shù)百家廠商生產(chǎn)可編程控制器，型號多達(dá)數(shù)百種。</p><p>　　2.1.2 可編程控制器(PLC)的定義</p><p>　　可編程控制器簡稱PC（英文全稱：P

18、rogrammable 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、可編程序邏輯控制器PLC（英文全稱：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這個(gè)老名字。 </p><p>　　1987年國際電工委員會（International Electrical Comm

19、ittee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義：</p><p>　　“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器，用來在其內(nèi)部存儲執(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)。”<

20、/p><p>　　2.2 PLC的分類及特點(diǎn)</p><p>　　2.2.1 PLC的分類</p><p>　　目前，可編程控制器(PLC)產(chǎn)品種類很多，型號和規(guī)格也不統(tǒng)一。通常只能按照其用途、功能、結(jié)構(gòu)、點(diǎn)數(shù)等進(jìn)行大致分類。</p><p>　?。?） 按點(diǎn)數(shù)和功能分類</p><p>　　小型PLC ：小型PLC的I/

21、O點(diǎn)數(shù)一般在128點(diǎn)以下，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開關(guān)量I/O以外，還可以連接模擬量I/O以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。</p><p>　　中型PLC ：中型PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，其I/O點(diǎn)數(shù)一般在256~1024點(diǎn)之間。I/O的處理方式除了采用一般PLC通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描

22、用戶程序的過程中，直接讀輸入，刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。</p><p>　　大型PLC ：一般I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上的稱為大型PLC。大型PLC的軟、硬件功能極強(qiáng)。具有極強(qiáng)的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級通訊網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化。大型PLC還可以采用三CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機(jī)器的可靠性更高。<

23、;/p><p>　?。?） 按結(jié)構(gòu)形式分類</p><p>　　根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，可編程邏輯控制器可分為整體式和模塊式結(jié)構(gòu)兩大類。</p><p>　　小型PLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)，即將所有電路安裝于1個(gè)箱內(nèi)為基本單元，另外可以通過并行接口電路連接I/O擴(kuò)展單元。</p><p>　　中型以上PLC多采用模塊式，不同功能的模塊，可以組成不同用途的

24、PLC，適用于不同要求的控制系統(tǒng)。</p><p><b>　?。?） 按用途分類</b></p><p>　　根據(jù)可編程控制器的用途，PLC可分為通用性和專用型兩大類。通用型PLC作為標(biāo)準(zhǔn)裝置，可供各類工業(yè)控制系統(tǒng)選用。專用型PLC是專門為某類控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，由于其專用，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為合理，控制性能更完善。隨著可編程控制器應(yīng)用的逐步普及，專為家庭自動化設(shè)計(jì)的超小型PL

25、C也正在形成家用微型系列。</p><p>　　2.2.2 PLC的特點(diǎn)</p><p>　　（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集

26、成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編

27、入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 </p><p>　　（2）硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)</p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)

28、模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 </p>

29、;<p>　　（3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎</p><p>　　PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 </p>

30、<p><b>　?。?）容易改造</b></p><p>　　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造 </p><p>　　PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)

31、設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。</p><p>　　2.3 PLC的工作原理</p><p>　　(一) 輸入采樣階段</p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，

32、轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。</p><p>　　(二) 用戶程序執(zhí)行階段</p><p>　　在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖

33、時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變

34、化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。</p><p>　　(三) 輸出刷新階段</p><p>　　當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電

35、路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對整個(gè)運(yùn)行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。</p><p>　　一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。&

36、lt;/p><p>　　2.4 PLC的編程語言</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言，它有以下特點(diǎn) </p><p>　　（1）它是一種圖形語言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語和一些圖形符號構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。 </p><p>　?。?） 梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開和常閉，接點(diǎn)可以是PLC

37、輸入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。 </p><p>　?。?） 梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。 </p><p>　　（4） 內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。 </p><p>　?。?） PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周

38、期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用。 </p><p>　　語句表語言，類似于匯編語言。 </p><p>　　邏輯功能圖語言，沿用半導(dǎo)體邏輯框圖來表達(dá)，一般一個(gè)運(yùn)算框表示一個(gè)功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。</p><p>　　在編程語言的選擇上，具體是用梯形圖編程還是語句表編程或使用功能圖編程，這主要取決于以下幾點(diǎn)： </

39、p><p>　?。?） 有些PLC使用梯形圖編程不是很方便，則可用語句表編程，但梯形圖比語句表直觀。</p><p>　　（2） 經(jīng)驗(yàn)豐富的人員可用語句表直接編程，就像使用匯編語言一樣。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，選擇用梯形圖作為編程語言。</p><p>　　2.5 PLC在電梯中的應(yīng)用</p><p>　　隨著科技

40、的發(fā)展，工業(yè)控制的自動化程度不斷提高，以微處理器為核心組成的可編程序控制器（PLC）得到了廣泛的應(yīng)用。很多工廠的生產(chǎn)流水線、加工設(shè)備、船舶上貨物的裝卸裝置、電梯的運(yùn)行等都由PLC控制。 </p><p>　　目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸及文化娛樂等各個(gè)行業(yè),在電梯行業(yè)中也迅速發(fā)展。</p><p>　　FX2N是三菱PLC是F

41、X家族中最先進(jìn)的系列。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。因此，能夠滿足電梯對電氣控制系統(tǒng)的要求。緊湊的結(jié)構(gòu),低廉的成本及功能強(qiáng)大的指令集使得FX2N PLC成為各種小型控制任務(wù)理想的解決方案。利用三菱FX2N可編程序控制器編寫一個(gè)四層電梯的控制系統(tǒng)。分別完成轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示、平層換速控制、開門控制等控制任務(wù)。</p><p>

42、　　PLC在電梯中的應(yīng)用也已很成熟。PLC作為主控制器，一方面要采集電梯的各種輸入信號，包括電梯的位置、狀態(tài)、內(nèi)外指令的按鈕信號、門鎖信號、門區(qū)信號、井道內(nèi)的強(qiáng)迫減速信號、防沖信號以及消防信號等。另一方面要把采集到的信號進(jìn)行計(jì)算和處理給出電梯的樓層信號和速度信號，并驅(qū)動相應(yīng)的開關(guān)門信號、方向繼電器和抱閘繼電器，以控制電梯的運(yùn)行。我們利用PLC內(nèi)的條件跳轉(zhuǎn)和主控指令，把對電梯的控制程序劃分為幾個(gè)程序段：檢修控制、正常加速和穩(wěn)速段、減速爬行

43、段、以及開關(guān)門階段。當(dāng)給電梯送電時(shí)，PLC就開始掃描電梯的所有輸入、輸出信號，檢測電梯的安全回路是否接通、廳門轎門是否關(guān)閉、電梯處在何種狀態(tài)。正常自動狀態(tài)時(shí)，PLC檢測門鎖是否接通，若門鎖不通則給出關(guān)門信號，控制電梯關(guān)門；當(dāng)門鎖接通時(shí)，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，此時(shí)收到指令信號電梯即起動。</p><p><b>　　3 電梯的具體介紹</b></p><p>　　3.1 電梯的

44、定義及組成</p><p>　　3.1.1 電梯的定義</p><p>　　一種以電動機(jī)為動力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物。也有臺階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行，俗稱自動電梯。服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15°的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。習(xí)慣上不論其驅(qū)動方式如何，將電梯作為

45、建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具的總稱。</p><p>　　按額定速度又可分為低速電梯（1米／秒以下）、快速電梯(1～2米／秒)和高速電梯(2米／秒以上)3種。19世紀(jì)中期開始采用液壓電梯，至今仍在低層建筑物上應(yīng)用。1852年，美國的E.G.奧蒂斯研制出鋼絲繩提升的安全升降機(jī)。80年代，驅(qū)動裝置有進(jìn)一步改進(jìn)，如電動機(jī)通過蝸桿傳動帶動纏繞卷筒、采用平衡重等。19世紀(jì)末，采用了摩擦輪傳動，大大增加了電梯的提升高度。

46、 </p><p>　　3.1.2 電梯的組成及功能</p><p>　　現(xiàn)代電梯主要由曳引機(jī)（絞車）、導(dǎo)軌、對重裝置、安全裝置(如限速器、安全鉗和緩沖器等)、信號操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機(jī)房中。通常采用鋼絲繩摩擦傳動，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動機(jī)驅(qū)動曳引輪使轎廂升降。電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準(zhǔn)確和乘坐舒適等。電梯的基本

47、參數(shù)主要有額定載重量、可乘人數(shù)、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等。</p><p>　　曳引系統(tǒng) : 曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成,曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運(yùn)行。 </p><p>　　導(dǎo)向系統(tǒng):導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。</p>&l

48、t;p>　　轎廂:轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。</p><p>　　門系統(tǒng)：門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機(jī)，門鎖裝置組成.</p><p>　　重量平衡系統(tǒng)：系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補(bǔ)償裝置組

49、成。 </p><p>　　電力拖動系統(tǒng)：電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實(shí)行電梯速度控制。電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機(jī)調(diào)速裝置等組成。</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)：電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜)，平層裝置，選層器等組成。</p><p>　　安全保護(hù)系統(tǒng)：保

50、證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。由限速器，安全鉗，緩沖器，端站保護(hù)裝置組成。</p><p><b>　　3.2 電梯的原理</b></p><p>　　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

51、動、鋼絲繩曳引式結(jié)構(gòu)，圖3.1所示是電梯的基本結(jié)構(gòu)剖視直觀圖。</p><p>　　從電梯空間位置使用看，由四個(gè)部分組成：依附建筑物的機(jī)房、井道；運(yùn)載乘客或貨物的空間——轎廂；乘客或貨物出入轎廂的地點(diǎn)——層站。即機(jī)房、井道、轎廂、層站。電梯的基本結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。</p><p>　　1—控制柜(屏) 2一拽引機(jī) 3—拽引鋼絲繩 4—限速器 5—限速器鋼繩 6—限速器張緊裝置

52、 7—轎廂 8—安全鉗 9—轎廂門安全觸板 10—導(dǎo)軌 11—對重 12—廳門13—緩沖器</p><p>　　圖3-1 電梯的基本結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　（1）拽引系統(tǒng)</b></p><p>　　電梯拽系統(tǒng)的功能是輸出動力和傳遞動力，驅(qū)動電梯運(yùn)行。主要由拽引機(jī)，拽引鋼絲繩，導(dǎo)向輪和反繩輪組成。拽引機(jī)為電梯的運(yùn)行提供動力，

53、由電動機(jī)，拽引輪，連軸器，減速箱，和電磁制動器組成。拽引鋼絲的兩端分別連轎廂和對重，依靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來驅(qū)動轎廂升降。導(dǎo)向輪的作用是分開轎廂和對重的間距，采用復(fù)繞型還可以增加拽引力。</p><p><b>　　（2）導(dǎo)向系統(tǒng)</b></p><p>　　導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。它的作用是限制轎廂和對重的活動自由度，使得轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌做升降

54、運(yùn)動。</p><p><b>　　（3）門系統(tǒng)</b></p><p>　　門系統(tǒng)有轎廂門，層門，開門，連動機(jī)構(gòu)等組成。轎廂門設(shè)在轎廂入口，由門扇，門導(dǎo)軌架，等組成，層門設(shè)在層站入口處。開門機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎廂和層門的動力源。</p><p><b>　?。?）轎廂</b></p><p>　　轎

55、廂是運(yùn)送乘客或者貨物的電梯組件。它是有轎廂架和轎廂體組成的。轎廂架是轎廂體的承重機(jī)構(gòu)，由橫梁，立柱，底梁，和斜拉桿等組成。轎廂體由廂底，轎廂壁，轎廂頂以及照明通風(fēng)裝置，轎廂裝飾件和轎廂內(nèi)操縱按鈕板等組成。轎廂體空間的大小由額定載重量和額定客人數(shù)決定</p><p><b>　?。?）重量平衡系統(tǒng)</b></p><p>　　重量平衡系統(tǒng)由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。對重由

56、對重架和對重塊組成。對重將平衡轎廂自重和部分額定載重。重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對重側(cè)拽引鋼絲繩長度變化對電梯的平衡設(shè)計(jì)影響的裝置。</p><p><b>　?。?）電力拖動系統(tǒng)</b></p><p>　　電力拖動系統(tǒng)由拽引電機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，調(diào)速裝置等組成，它的作用是對電梯進(jìn)行速度控制。拽引電機(jī)是電梯的動力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或者直流

57、電機(jī)。供電系統(tǒng)是為電機(jī)提供電源的裝置。速度反饋系統(tǒng)是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號。一般采用測速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器與電機(jī)相連。調(diào)速裝置對拽引電機(jī)進(jìn)行速度控制。</p><p><b>　　（7）電氣控制系統(tǒng)</b></p><p>　　電梯的電氣控制系統(tǒng)由控制裝置，操縱裝置，平層裝置，和位置顯示裝置等部分組成。其中控制裝置根據(jù)電梯的運(yùn)行邏輯功能要求，控制電梯的運(yùn)行

58、，設(shè)置在機(jī)房中的控制柜上。操縱裝置是由轎廂內(nèi)的按鈕箱和廳門的召喚箱按鈕來操縱電梯的運(yùn)行的。平層裝置是發(fā)出平層控制信號，使電梯轎廂準(zhǔn)確平層的控制裝置。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的?？空緯r(shí)，欲使轎廂地坎與廳門地坎達(dá)到同一平面的操作。位置顯示裝置是用來顯示電梯所在樓層位置的轎內(nèi)和廳門的指示燈，廳門指示燈還用尖頭指示電梯的運(yùn)行方向。 </p><p><b>　?。?）安全保護(hù)系統(tǒng)</b>&l

59、t;/p><p>　　安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械的和電氣的各種保護(hù)系統(tǒng)，可保護(hù)電梯安全的使用。機(jī)械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用，緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用，還有切斷總電源的極限保護(hù)裝置。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)。</p><p>　　3.3 電梯的工作原理</p><p>　　曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動機(jī)通

60、過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對重的升降運(yùn)動，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機(jī)工作時(shí)松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動中的張力

61、和重量變化，使曳引電動機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確?？?。電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)動的控制，同時(shí)完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時(shí)顯示轎廂的運(yùn)動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全。</p><p>　　3.4 電梯的PLC控制系統(tǒng)的功能分析 </p><p>　　整個(gè)升降電梯控制系統(tǒng)的組成由核心控制元件PLC、電機(jī)馬達(dá)開關(guān)、開關(guān)、按鈕、指示燈、和外部光電傳感器等元部件組成。其

62、中由面板旋鈕開關(guān)或帶鎖的鑰匙旋鈕開關(guān)選擇整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，通過狀態(tài)安全繼電器的得電或失電來區(qū)分自動運(yùn)行和手動運(yùn)行的輸出電源的通和斷。這樣就使得系統(tǒng)只有在自動運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)PLC的輸出端子才有輸出電壓，當(dāng)系統(tǒng)在手動運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，PLC輸出端子上無輸出電壓。馬達(dá)開關(guān)作用為當(dāng)系統(tǒng)指令電機(jī)以工頻方式工作時(shí)，起到保護(hù)電機(jī)的作用。人機(jī)界面能夠方便操作人員對設(shè)備進(jìn)行操作和監(jiān)控，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備工作狀態(tài)。指示燈向PLC傳輸外部狀態(tài)信號，指示電梯的工作狀態(tài)。

63、自動化控制系統(tǒng)中的安全部分的緊急停止按鈕擁有最高的設(shè)備輸出中止權(quán)，即無論在手動還是自動狀態(tài)下，只要緊停按鈕被按下，設(shè)備都會立即停止任何動作。電梯井除了在高處和低處安裝了感應(yīng)電梯吊籃位置的光電傳感器，還在井架極限高位和極限低位安裝了機(jī)械式的行程限位開關(guān)，確保電梯轎廂不發(fā)生沖頂和撞底事故。</p><p>　　3.5 電梯PLC控制系統(tǒng)的解決思路</p><p>　　電梯系統(tǒng)電氣部分的主要組成

64、就是電機(jī)拖動，信號元件以及轎內(nèi)和外部的控制按扭。如何合理的設(shè)置和使用這些資源，對于解決這類問題至關(guān)重要。設(shè)計(jì)中首先要了解控制對象的特點(diǎn)，從而確定有關(guān)的PLC輸入、輸出點(diǎn)的選擇。</p><p>　　對于一個(gè)四層電梯的控制，要解決的主要問題包括以下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）轎內(nèi)按扭以及各層門廳按扭的設(shè)置；</p><p>　?。?）電梯運(yùn)行位置的監(jiān)測；&l

65、t;/p><p>　?。?）電梯和各層門廳開關(guān)門狀態(tài)的監(jiān)測；</p><p>　?。?）確定控制的邏輯。</p><p>　　通過上述問題的分析，可以完成對所需PLC的控制點(diǎn)數(shù)的選擇，同樣作為一個(gè)邏輯控制為主的系統(tǒng)，需要將被控電機(jī)作為唯一的控制目標(biāo)，所有的邏輯實(shí)現(xiàn)都是針對這一目標(biāo)進(jìn)行的，而對此目標(biāo)的控制又分成了正向/反向。當(dāng)電梯轎內(nèi)或門廳呼叫按鈕按下時(shí)，根據(jù)監(jiān)測到的上行

66、或下行指令給出 相應(yīng)的信號，從而控制電梯的驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的動作。當(dāng)有多個(gè)呼叫信號到達(dá)時(shí)，執(zhí)行方式為優(yōu)先響應(yīng)電梯運(yùn)行方向上的信號，再響應(yīng)另一方向信號。對未及時(shí)響應(yīng)的信號要進(jìn)行保留。</p><p><b>　　4 電梯硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1電梯的控制要求</p><p><b>　　上行要求：</b>

67、</p><p>　　1.當(dāng)電梯停于1層或2層、或3層時(shí)，按S4按鈕呼梯則電梯上升至LS4停。</p><p>　　2.當(dāng)電梯停于1層，若按S2按鈕呼梯，則電梯上升LS2停，若按S3按鈕呼梯，則電梯轎箱上升至LS3停。</p><p>　　3.當(dāng)電梯停于2層，若按S3按鈕呼梯，則電梯上升到LS3停，</p><p>　　4.當(dāng)電梯停于1層而S

68、2、S3按鈕均有人呼梯時(shí)，電梯上升到LS2暫停5秒后繼續(xù)上升到LS3停。</p><p>　　5.當(dāng)電梯停于2層，而S3、S4按鈕均有人呼梯時(shí)，電梯上升到LS3暫停5秒后繼續(xù)上升到LS4暫停。</p><p>　　6.當(dāng)電梯、停于1層，而S2、S4按鈕均有人呼梯時(shí)，電梯上升到LS2暫停5秒后，繼續(xù)上升到LS4停。</p><p>　　7.當(dāng)電梯停于1層，而S3、S4

69、按鈕均有人呼梯時(shí)，電梯上升到LS3暫停5秒后繼續(xù)上升到LS4停。</p><p>　　8.當(dāng)電梯停于1層，而S2、S3、S4按鈕均有人呼梯時(shí)，電梯上升到LS2暫停5秒后繼續(xù)上升到LS3暫停5秒后繼續(xù)上升到LS4停。</p><p><b>　　下行要求：</b></p><p>　　9.當(dāng)電梯在4層或3層或2層時(shí)，按S1呼梯，則電梯下降到LS1

70、停。</p><p>　　10.當(dāng)電梯停于4層，若按S3呼梯，則電梯下降到LS3停，若按S2呼梯，則電梯下降到LS2停。</p><p>　　11.當(dāng)電梯停于3層，若按S2按鈕呼梯，則電梯下降到LS2停止。</p><p>　　12.當(dāng)電梯停于4層，而S2、S3按鈕均有人呼梯時(shí)，電梯下降到LS3暫停5秒后繼續(xù)下降至LS2停。</p><p>

71、　　13.當(dāng)電梯停于4層，而S3、S1均有人呼梯時(shí)，電梯下降到LS3暫停5秒，繼續(xù)下降到LS1停止。</p><p>　　14.當(dāng)電梯停于4層，而S3、S2、S1按鈕均有人呼梯，則電梯下降到LS3暫停5秒繼續(xù)下降到LS2暫停5秒后，繼續(xù)下降到LS1停止。</p><p>　　15.當(dāng)電梯停于3層，而S2、S1按鈕均有人呼梯，則電梯下降到LS2暫停5秒后繼續(xù)下降到LS1停止。</p&g

72、t;<p>　　16.當(dāng)電梯停于2層，而S1、S3、S4按鈕均有人呼梯，則電梯先下降至LS1暫停5秒后，再上升。</p><p>　　17.當(dāng)電梯停于3層，而S1、S2、S4按鈕均有人呼梯，則電梯先下降至LS2暫停5秒后，繼續(xù)下降到LS1暫停5秒，再上升至LS4停止。</p><p>　　注：選擇方向與運(yùn)行方向不一致時(shí)，呼叫無效，內(nèi)選同上。</p><p&

73、gt;　　4.2 可編程控制器機(jī)型的選擇</p><p>　　為了完成設(shè)定的控制任務(wù),主要根據(jù)電梯控制方式與輸入/輸出點(diǎn)數(shù)和占用內(nèi)存的多少來確定PLC的機(jī)型。本系統(tǒng)為四層樓的電梯,采用集選控制方式。所需輸入/輸出點(diǎn)數(shù)與內(nèi)存容量估算如下:</p><p>　　1．輸入/輸出點(diǎn)的估算：</p><p>　　采用PLC構(gòu)成四層簡易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺電動

74、機(jī)拖動，電動機(jī)正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕K1和指示燈H1，二層有上升呼叫按鈕K2和指示燈H2以及下降呼叫按鈕K4和指示燈H4，三層有上升呼叫按鈕K3和指示燈H3以及下降呼叫按鈕K5和指示燈H5，四層有下降呼叫按鈕K6和指示燈H6。一至四層有到位行程開關(guān)SQ1～SQ4。電梯內(nèi)有一至四層呼叫按鈕K10～K7和指示燈H10～H7；電梯開門和關(guān)門按鈕SB5和SB6，電梯開門和關(guān)門分別通過電磁鐵KM3和KM4控制，關(guān)門到位由行

75、程開關(guān)ST1檢測，開門到位由行程開關(guān)ST2檢測。轎廂上行和下行由接觸器KM1和KM2控制，并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。輸入點(diǎn)共有14個(gè)，輸出點(diǎn)共有16個(gè),總共30個(gè)。</p><p>　　2. 內(nèi)存容量的估算</p><p>　　用戶控制程序所需內(nèi)存容量與內(nèi)存利用率、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、用戶的程序編寫水平等因素有關(guān)。因此,在用戶程序編寫前只能根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度進(jìn)行估算

76、。本系統(tǒng)有開關(guān)量I/O總點(diǎn)數(shù)有30個(gè)，模擬量I/O數(shù)為0個(gè)。利用估算PLC內(nèi)存總?cè)萘康挠?jì)算公式: </p><p>　　存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量I/O總點(diǎn)數(shù)×(10～15)+模擬量I/O總點(diǎn)數(shù)×(150～250)再按30%左右預(yù)留余量。估算本系統(tǒng)需要約1K字節(jié)的內(nèi)存容量。</p><p>　　綜合I/O點(diǎn)數(shù)以及內(nèi)存容量，S7—200的CPU226輸入，輸出點(diǎn)數(shù)為24／16，足以滿

77、足要求。</p><p>　　4.3 輸入/輸出點(diǎn)分配</p><p>　　該系統(tǒng)占用PLC的30個(gè)I/O口，14個(gè)輸入點(diǎn)，16個(gè)輸出點(diǎn)，具體的I/O分配如表4-1所示。</p><p>　　表4-1 I/O分配表</p><p>　　4.4 PLC外部接線圖</p><p>　　圖4-1 PLC外部接線圖<

78、/p><p>　　本設(shè)計(jì)的PLC外部接線圖如圖4-1所示.CPU226CN的傳感器電源24V(DC)可以輸出600mA電流，通過核算在本設(shè)計(jì)中PLC容量完全滿足要求，CPU226CN的輸出繼電器觸點(diǎn)容量為2A，電壓范圍為5~30V（DC）或5~250V（AC）</p><p>　　4.5 變頻器參數(shù)設(shè)置及計(jì)算</p><p>　　4.5.1 變頻器參數(shù)設(shè)置</p&

79、gt;<p>　　由于采用PLC作為邏輯控制部件，故變頻器和PLC通訊時(shí)采用開關(guān)量而不用模擬量。</p><p><b>　　參數(shù)設(shè)置的原則:</b></p><p>　　(1) 為減小啟動沖擊及增加調(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；</p><p>　　(2) 為了提高運(yùn)行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而

80、爬行頻率要盡可能低些，以減小停車沖擊; </p><p>　　(3) 零速一般設(shè)置為0HZ；</p><p>　　(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</p><p>　　表4-2 安川616G5變頻器主要參數(shù)設(shè)置表</p><p>　　4.5.2 變頻器自學(xué)習(xí)功能的應(yīng)用方法</p><p>

81、;　　為了使變頻器工作在最佳狀態(tài)，在完成參數(shù)設(shè)置后，需使變頻器對所驅(qū)動的電動機(jī)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，而616G5就具有曳引機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)的功能，其方法是:將曳引機(jī)制動輪與電機(jī)軸脫離，使電動機(jī)處于空載狀態(tài)，然后啟動電動機(jī)，讓變頻器自動識別并存儲電動機(jī)有關(guān)參數(shù)，變頻器將根據(jù)識別到的結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)。顯然，這一組自學(xué)習(xí)到的參數(shù)，是和變頻器匹配的最佳參數(shù)，使變頻器能對該電動機(jī)進(jìn)行最佳控制。</p><p>　　4.5.3

82、 變頻器容量計(jì)算</p><p>　　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: </p><p>　　P2 = [(W1+W2-W3) g+F1] v

83、 （4-1）</p><p>　　其中F1=K (W1+W2-W3) g+＆為摩擦力，＆可忽略不計(jì)。</p><p>　　電機(jī)功率P1，變頻器功率P應(yīng)接近于電機(jī)功率P1，相對于P2留有較大裕量，可取P≈l.5P2</p><p>　　4.5.4 變頻器制動電阻參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　由于電梯為位能負(fù)載，電梯運(yùn)行過

84、程中產(chǎn)生再生能量，所以變頻調(diào)速裝置應(yīng)具有制動功能.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.采用能耗制動方式通過制動單元將再生能量消耗在制動電阻上，成本較低而且具有良好的使用效果.能耗制動電阻R1的大小應(yīng)使制動電流I1的值不超過變頻器額定電流的一半，即</p><p>　　I1=U0 /R1≤I/2

85、 （4-2）</p><p>　　其中U0為額定情況下變頻器的直流母線電壓.由于制動電阻的工作不是連續(xù)長期工作，因此其功率可以大大小于通電時(shí)消耗的功率.</p><p><b>　　5 電梯軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 PLC的編程語言</p><p>　　PLC程序是PLC指令的有序集合，P

86、LC運(yùn)行程序就是按一定的順序，執(zhí)行這集合中的一條條指令。指令是指示PLC動作的文字代碼或圖形符號。使用的編程語言不同，這些文字代碼和圖形符號就不相同。但從本質(zhì)上來講，指令的實(shí)質(zhì)都是二進(jìn)制機(jī)器碼。同普通的計(jì)算機(jī)一樣，PLC的編程軟件通過編譯系統(tǒng)把PLC程序編譯成機(jī)器代碼。</p><p>　　PLC提供了功能較為完整的編程語言，以適應(yīng)PLC在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。利用PLC的編程語言，按照不同的控制要求編制不同的控制程

87、序，這相當(dāng)于設(shè)計(jì)和改變繼電器控制的硬件接線，也就是所謂的“可編程序”。</p><p>　　PLC的編程語言一般有五種：順序功能圖(Sequential Function Chart)、梯形圖(Ladder Diagram)、功能塊圖(Function Block Diagram)、指令表(Instruction List)和結(jié)構(gòu)文本(Structured Text)。其中，順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、

88、功能塊圖(FBD)是圖形編程語言，指令表(IL)和結(jié)構(gòu)文本(ST)是文字語言。梯形圖(LD)是目前使用最廣泛的PLC圖形編程語言，梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖相似，比較易于掌握、程序表達(dá)清楚，本系統(tǒng)PLC程序的編制采用梯形圖語言。</p><p>　　5.2程序設(shè)計(jì)常用方法</p><p>　　在工程中，對PLC應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)有多種方法，這些方法的使用，也因各個(gè)設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平和喜好有

89、較大的差異?，F(xiàn)將常用的幾種應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法簡要介紹如下。</p><p><b>　　1. 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法</b></p><p>　　經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法也叫湊試法。在掌握一些典型控制環(huán)節(jié)和電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇、組合。這種方法對于一些簡單的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是比較湊效的，可以收到快速、簡單的效果。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的具體步驟如下：</p&

90、gt;<p>　?。?） 確定輸入/輸出電器；</p><p>　?。?） 確定輸入和輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)、選擇PLC機(jī)型、進(jìn)行I/O分配；</p><p>　?。?） 做出系統(tǒng)動作工程流程圖；</p><p>　?。?） 選擇PLC指令并編寫程序； </p><p>　?。?） 編寫其它控制控制要求的程序；</p>&l

91、t;p>　?。?） 將各個(gè)環(huán)節(jié)編寫的程序合理地聯(lián)系起來，即得到一個(gè)滿足控制要求的程序。</p><p><b>　　2. 邏輯設(shè)計(jì)法</b></p><p>　　工業(yè)電氣控制線路中，有很多是通過繼電器等電器元件來實(shí)現(xiàn)的。而繼電器、交流接觸器的觸點(diǎn)都只有兩種狀態(tài)即：斷開和閉合，因此用“0”和“1”兩種取值的邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)電氣控制線路是完全可以的。該方法法是根據(jù)數(shù)字電

92、子技術(shù)中的邏輯設(shè)計(jì)法進(jìn)行PLC程序的設(shè)計(jì)，它使用邏輯表達(dá)式描述問題。在得出邏輯表達(dá)式后，根據(jù)邏輯表達(dá)式畫出梯形圖。</p><p><b>　　3. 順序控制法</b></p><p>　　對那些按動作的先后順序進(jìn)行控制的系統(tǒng)，非常適合使用順序控制設(shè)計(jì)法進(jìn)行編程。順序控制法規(guī)律性很強(qiáng)，雖然編程相當(dāng)長，但程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性。在用順序控制設(shè)計(jì)法編程時(shí)，功能圖是很重要的工

93、具。功能圖能夠清楚地表現(xiàn)出系統(tǒng)各工作步的功能、步與步之間的轉(zhuǎn)換順序及其轉(zhuǎn)換條件。</p><p>　　功能圖由流程步、有向線段、轉(zhuǎn)移和動作組成，在使用時(shí)它有一些使用規(guī)則，具體如下：</p><p>　　步于步之間必須用轉(zhuǎn)移隔開；</p><p>　　轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移之間必須用步隔開；</p><p>　　轉(zhuǎn)移和步之間用有向線段連接，正常畫順序功能圖

94、的方向是從上向下或則從左向右。按照正常順序畫圖時(shí)，有向線段可以不加箭頭，否則必須加箭頭。</p><p>　　一個(gè)順序功能圖中至少有一個(gè)出初始步。</p><p>　　5.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　5.3.1 電梯開關(guān)門流程圖</p><p><b>　　電梯開關(guān)門流程圖</b></p><

95、;p>　　5.3.2 電梯上升下降流程圖</p><p><b>　　電梯上升下降流程圖</b></p><p><b>　　5.4 梯形圖</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　此設(shè)計(jì)主要以PLC為核心，利用PLC的強(qiáng)大的控制功能

96、，實(shí)現(xiàn)了對四層升降電梯的控制。</p><p>　　利用梯形圖可以很直觀的看出電梯運(yùn)行過程。利用可編程控制器控制升降電梯，具有接線簡單、編程直觀、擴(kuò)展容易等特點(diǎn)。當(dāng)建筑物的層樓增加時(shí)，硬件接線上只需增加樓層相應(yīng)的輸入信號。原來的接線不需改變，軟件上只需增加相應(yīng)樓層的功能，要改動的地方也較少。調(diào)試結(jié)果表明，在適應(yīng)性、精確性和可靠性方面，到達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，表明該設(shè)計(jì)方案是可行的。</p><p&

97、gt;　　本次設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計(jì)目的。利用可編程控制器以及雙速交流電動機(jī)控制技術(shù)，充分利用了數(shù)字化電子控制技術(shù)，通過合理的設(shè)別選型、軟件設(shè)計(jì)，提高了電梯運(yùn)行的可靠性和運(yùn)行效率，使電梯結(jié)構(gòu)緊湊、噪音降低、維修簡單、故障率低，改善了電梯運(yùn)行的舒適感，并節(jié)約了電能。具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。</p><p>　　順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時(shí)也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。無論P(yáng)

98、LC控制電梯系統(tǒng)怎么復(fù)雜，我都采用了一些新的技術(shù)和設(shè)備。它們有著很多的優(yōu)越性，但也存在一定的不足，這些不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力。比如我的設(shè)計(jì)在怎么能夠更大限度的滿足乘客乘坐時(shí)的舒適感方面處理得不是很理想，這讓我感到很遺憾。發(fā)現(xiàn)問題，面對問題，才有可能解決問題。不足和遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識，更好的為社會做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，為祖國的四化服務(wù)。<

99、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 謝劍英. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù). 第3版.北京：國防工業(yè)出版社,2001.</p><p>　　[2] 袁任光. 可編程序控制器(PLC)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例. 第2版.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2000.</p><p>　　[3] 李貴和. 電器及其控制.

100、第1版.重慶大學(xué)出版社,1993.</p><p>　　[4] 鄧則名. 電器與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社,1997.</p><p>　　[5] 陳奧出. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社,1991.</p><p>　　[6] 鄧星鐘. 機(jī)電傳動控制. 第3版.華中科技大學(xué)出版社,2001.</p><p

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103、電梯與自動扶梯的技術(shù)詞典. 第1版.上海：上海交通大學(xué)出版社,2005.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　通過本次設(shè)計(jì)，我受益匪淺，無論在學(xué)習(xí)還是生活中都保持認(rèn)真的態(tài)度。更重要的是，我更了解了有關(guān)可編程控制器的功能。我選擇這個(gè)設(shè)計(jì)，也是為了能更深刻的了PLC。做設(shè)計(jì)就要到現(xiàn)場調(diào)查研究收集資料，閱讀文獻(xiàn)，分析對比，設(shè)計(jì)計(jì)算，對每一個(gè)

104、數(shù)據(jù)都要細(xì)心琢磨，理論和實(shí)踐相結(jié)合，思考的越多，得到越多，不懂的問題也就解決了，獨(dú)立工作能力逐漸增強(qiáng)，業(yè)務(wù)技術(shù)能力逐漸增強(qiáng)。</p><p>　　能很好的完成這次設(shè)計(jì)與老師的辛勤勞動和耐心細(xì)致地循循誘導(dǎo)分不開的，他們學(xué)識淵博，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，為指導(dǎo)我們搞設(shè)計(jì)，不辭辛勞，其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)和兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)是我們學(xué)習(xí)榜樣，在此我表示深切的感謝。</p><p>　　謹(jǐn)向xx老師表示感謝。</