畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)----plc在電梯控制中的應(yīng)用研究

1、<p>　　PLC在電梯控制中的應(yīng)用研究</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　電梯是垂直方向的運(yùn)輸設(shè)備，是高層建筑中不可缺少的交通運(yùn)輸設(shè)備。它靠電力，拖動(dòng)一個(gè)可以載人或物的轎廂，在建筑的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運(yùn)動(dòng)。 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?。電梯性能的好壞對人們生活的影響越來?/p>

2、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。采用 PLC 對電梯信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行控制，開發(fā)出了完整的電梯控制軟件，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯達(dá)到了較為理想的控制效果。而控制電梯運(yùn)行的PLC系統(tǒng)也要求越來越高，要求達(dá)到電梯運(yùn)行的“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”的運(yùn)行目的。該系統(tǒng)主要由PLC、邏輯控制電路組成。其中包括交流異步電動(dòng)機(jī)、繼電器、接觸器、行程開關(guān)、按鈕、發(fā)光指示器和變頻器組成為一體的控制系統(tǒng)。

3、</p><p>　　關(guān)鍵詞：電梯、PLC、梯形圖</p><p>　　The application of PLC in the elevator control</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　An elevator is vertical transport equipme

4、nt, high-rise building is the indispensable transportation equipment. It can be a drag on electric power, the enclosure manned or in the building, well within the guide do vertical movement.With the development of modern

5、 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 people's lives becoming more and more obvio

6、us, it must strive to i</p><p>　　Keywords: Elevator, PLC, Ladder Diagram</p><p><b>　　目　錄</b></p><p>　　前 言··········

7、3;····································&#

8、183;·····5</p><p>　　第1章 緒 論··························

9、;····················6</p><p>　　1.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問題·········

10、············6</p><p>　　1.1.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)·················

11、83;······6</p><p>　　1.1.2 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題····················6</p><

12、;p>　　1.2 PLC 及其在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn)························6</p><p>　　1.2.1 PLC 的特點(diǎn)·&#

13、183;····································

14、6</p><p>　　1.2.2 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn)·····························

15、3;7</p><p>　　1.3 課題的主要討論內(nèi)容······························&

16、#183;······8</p><p>　　第2章 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì)······················9<

17、;/p><p>　　2.1 PLC的體系結(jié)構(gòu)·······························&

18、#183;······9</p><p>　　2.2 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)·······················

19、;······9</p><p>　　2.3 PLC控制程序設(shè)計(jì)························

20、···········11</p><p>　　2.3.1 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則··················&

21、#183;11</p><p>　　2.3.2 PLC編程步驟·····························&#

22、183;·······11</p><p>　　2.3.3 PLC提供的編程語言······················

23、·········11</p><p>　　第3章 PLC的選擇及其硬件開發(fā)····················

24、3;········13</p><p>　　3.1 可編程控制器（PLC）的選型·····················&

25、#183;········13</p><p>　　3.2 PLC 控制系統(tǒng)硬件開發(fā)·····················

26、···········13</p><p>　　3.3 設(shè)計(jì)思想····················&

27、#183;························14</p><p>　　3.4 I/O 點(diǎn)數(shù)的分配及機(jī)型的選擇····&#

28、183;·····················15</p><p>　　3.5電梯PLC輸入、輸連接出圖········&

29、#183;·····················17</p><p>　　第4章 軟件開發(fā)·········&#

30、183;································19</p><p>　

31、　4.1電梯內(nèi)部部件功能簡介··································19

32、</p><p>　　4.2電梯的外部部件功能簡介······························

33、83;·19</p><p>　　4.3電梯的初始狀態(tài)、運(yùn)行中狀態(tài)和運(yùn)行后狀態(tài)分析············19</p><p>　　4.4電梯的控制要求·········&

34、#183;······························20</p><p>　　4.5 軟件流程圖&

35、#183;····································

36、;·······20</p><p>　　4.5.1 系統(tǒng)的軟件主程序流程圖······················

37、83;·····20</p><p>　　4.5.2 系統(tǒng)的樓層顯示程序流程圖························

38、;22</p><p>　　4.6 梯形圖程序······························

39、3;············22</p><p>　　第5章 總結(jié)···················

40、···························38</p><p>　　參考文獻(xiàn)·····

41、;····································

42、83;········39</p><p>　　致謝·······················

43、3;······························40</p><p><b>　　前 言&

44、lt;/b></p><p>　　隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，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，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中也都有著廣泛的應(yīng)用。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，

45、一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。而PLC有可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。本課題的研究題目——“PLC在電梯控制中的研究”做詮釋如下： PLC

46、控制是指電梯信號(hào)控制由 PLC 及其軟件來實(shí)現(xiàn)，控制系統(tǒng)的核心為 PLC。</p><p>　　其次課題開發(fā)的主要任務(wù)和內(nèi)容是：建立“PLC 控制電梯系統(tǒng)”的總體框架；信號(hào)控制系統(tǒng)利用 PLC 集中處理電梯運(yùn)行方式、安全保護(hù)信號(hào)、內(nèi)指令信號(hào)、外召喚信號(hào)、井道信號(hào)、門區(qū)信號(hào)、開關(guān)門及限位信號(hào)等信號(hào)，并顯示電梯所到樓層、運(yùn)行方向及呼梯應(yīng)答等，實(shí)現(xiàn)開關(guān)門控制；拖動(dòng)控制系統(tǒng)中曳引機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、制動(dòng)停止，包括正反轉(zhuǎn)信號(hào)及

47、多種速度信號(hào)，經(jīng) PLC 運(yùn)算、判斷后通過電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。達(dá)到的要求是：通過深入的理論研究和編程實(shí)踐，全面認(rèn)真的完成上述幾個(gè)內(nèi)容。</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問題</p><p>　　1.1.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　

48、?。?） 所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。</p><p>　?。?） 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。</p><p>　?。?） 大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格便宜。</p><p>　　（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

49、料圖紙齊全，熟悉掌握的人員較多。</p><p>　　1.1.2 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題</p><p>　?。?） 系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，造成接觸不良，</p><p><b>　　因而故障率較高。</b></p><p>　?。?） 普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，

50、使系統(tǒng)的</p><p>　　控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。</p><p>　?。?） 電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度</p><p><b>　　難以提高。</b></p><p>　?。?） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。</p><p>　?。?/p>

51、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 。</p><p>　　1.2 PLC 及其在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn)</p><p>　　1.2.1 PLC 的特點(diǎn)</p

52、><p>　　PLC 是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。PLC 與普通微機(jī)一樣。以通用或?qū)Ｓ?CPU 作為字處理器，實(shí)現(xiàn)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另外還有位處理器（布爾處理器），進(jìn)行點(diǎn)（位）運(yùn)算與控制。PLC 控制一般具有可靠性高、易操作、維修。編程簡單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。</p><p><b>　　1、可靠性</b></p><

53、p>　　對可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。</p><p>　?。?） PLC 不需要大量的活動(dòng)元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡單，維修時(shí)間短。</p><p>　　（2） PLC 采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，冗余設(shè)計(jì)，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，提高了 MTTR，使可靠性提高。</p><p&

54、gt;　　（3） PLC 有較高的易操作性，它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一般不易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。</p><p>　?。?） PLC 是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)更簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言，編程錯(cuò)誤率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)的硬件使可靠性大</p><p><b>　　大提高。</b>

55、</p><p>　　（5） 在 PLC 的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件；采用先進(jìn)的工藝制造流水線制造；對干擾的屏蔽、隔離和濾波等；對電源的斷電保護(hù)；對存儲(chǔ)器內(nèi)容的保護(hù)等。</p><p>　?。?） PLC 的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。</p><p><b>　　2、易操作性</b>&l

56、t;/p><p>　　PLC 的易操作性表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面：</p><p><b>　?。?） 操作方便</b></p><p>　　PLC 的操作包括程序輸入和程序更改的操作。大多數(shù) PLC 采用編程器進(jìn)行輸入和更改的操作。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對大中型的 PLC，編程器采用了 CRT 屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。更改程序

57、的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。更改的信息可在液晶屏或 CRT 上顯示。</p><p><b>　?。?） 編程方便</b></p><p>　　PLC 有多種程序設(shè)計(jì)語言可供使用。對電氣技術(shù)人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。采用布爾助記符編程語言，十分有助于編程人員的編程。</p>

58、<p><b>　?。?） 維修方便</b></p><p>　　PLC 具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求減低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。</p><p><b>　　3、靈活性</b></p><p>　　PLC 的靈活性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：&

59、lt;/p><p>　?。?） 編程的靈活性。</p><p>　　PLC 采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。編程方法的多樣性使編程方便、應(yīng)用面拓展。</p><p>　?。?） 擴(kuò)展的靈活性。</p><p>　　PLC 的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)重要特點(diǎn)。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)

60、展、應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。</p><p>　　（3） 操作的靈活性。</p><p>　　操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易</p><p>　　1.2.2 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　（1） 在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。</p><p>　?。?/p>

61、2） 去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。</p><p>　?。?） PLC 可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。</p><p>　　（4） PLC 可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。</p><p>　?。?） 用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。</p><p>　?。?/p>

62、6） 更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。</p><p>　　此外，微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷而沒被廣泛采用。PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計(jì)和調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)的主要討論內(nèi)容&l

63、t;/p><p>　　設(shè)計(jì)所研究的內(nèi)容主要是把可編程控制器（PLC）用于電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)中。為此提出采用功能強(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(hào)控制兩大部分。

64、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，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（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)。最后對改造后的電梯系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試。</p><p>　　第2章 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì)</p>

65、;<p>　　2.1 PLC的體系結(jié)構(gòu)：</p><p>　　PLC實(shí)質(zhì)上是一種被專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)和微機(jī)是基本一致的。如下圖所示：</p><p>　　PLC硬件的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.2 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　可編程序控制器簡稱為PLC（Programmable Lo

66、gic Controller）主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。（如下圖所示）</p><p>　　可編程序控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU（中央處理單元）、存儲(chǔ)器（RAM和EPROM）、輸入/輸出模塊（簡稱I/O模塊）、編程器和電源五大部分組成。</p><p>　　(1) CPU模塊<

67、/p><p>　　CPU模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器（CPU）和存儲(chǔ)器組成。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作：</p><p>　　1. 輸入處理：將現(xiàn)場的開關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。</p><p>　　2. 程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制有關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作

68、，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。</p><p>　　3. 輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。</p><p>　　(2) I/O模塊</p><p>　　I/O模塊是系統(tǒng)聯(lián)系外部現(xiàn)場和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號(hào)。輸入信號(hào)有兩類：一類是開關(guān)量輸入信號(hào)；另一類是模擬量輸入信號(hào)。</p><

69、p>　　可編程序控制器通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，可編程序控制器控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。</p><p>　　CPU模塊的工作電壓一般是5V，而可編程序控制器的輸入/輸出信號(hào)電壓一般較高，如直流24V和交流220V。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件，或使可編程序控制器不能正常工作，所以CPU模塊不能直接與外部輸入

70、/輸出裝置相連。I/O模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。</p><p><b>　　(3) 編程器</b></p><p>　　編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運(yùn)行時(shí)梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。</p><p>　　編程器可以永久地連續(xù)在可編程序控制器上，將它取下來后可編程序控制器也可以運(yùn)行。

71、一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時(shí)使用，一臺(tái)編程器可供多臺(tái)可編程序控制器公用。</p><p>　　2.3 PLC控制程序設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3.1 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則</p><p>　　1.最大限度的滿足被控對象的控制要求。</p><p>　　2.在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用和

72、維護(hù)方便。</p><p>　　3.保證控制系統(tǒng)安全可靠。</p><p>　　4.考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量。</p><p>　　2.3.2 PLC編程步驟</p><p>　　具體編制一個(gè)PLC控制程序的基本步驟如下(其流程圖見2-1)</p><p>　　2.3.3 PLC提

73、供的編程語言</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(hào)構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。</p><p>　　2.梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開和常閉，接點(diǎn)可以是PLC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

74、、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。</p><p>　　3.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)。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>　　4.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)條件使用。</p><p>　?。?）

75、 語句表語言，類似于匯編語言。</p><p>　　（3）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>　　圖2-1 PLC編程步驟</p><p>　　第3章 PLC的選擇及其硬件開發(fā)</p><p>　　3.1 可編程控制器（PLC）的選型</p>&l

76、t;p>　　電梯 PLC 控制系統(tǒng)不再使用繼電器控制系統(tǒng)中模擬轎廂運(yùn)動(dòng)的機(jī)械選層器。電梯運(yùn)行過程中，轎廂所處樓層位置如何檢測，PLC 軟件如何根據(jù)給定的輸入信號(hào)及運(yùn)行條件判斷或計(jì)算樓層數(shù)，是電梯正常運(yùn)行的首要問題，是正確定向和選層換速的前提。</p><p>　　考慮到本次設(shè)計(jì)的電梯系統(tǒng)有七層，且開關(guān)量居多，模擬量較少；對于開關(guān)量控制為主的系統(tǒng)而言，一般PLC的響應(yīng)速度足以滿足控制的要求，在小型PLC中整體

77、式比模塊式的價(jià)格便宜，體積也小，綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的 FX2N系統(tǒng) PLC。</p><p>　　FX2N 系統(tǒng) PLC 具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1）FX2N配置靈活，除主機(jī)單元外，還可擴(kuò)展 I/O 模塊，A/D 模塊，D/A</p><p>　　模塊和其它特殊功能模塊。</p><p>　　2）FX2

78、N指令功能豐富，有各種指令 107 條，且指令執(zhí)行速度快。</p><p>　　3）FX2N可用內(nèi)部輔助繼電器 M，狀態(tài)繼電器 S，定時(shí)器 T，寄存器 D，計(jì)數(shù)器 C 的功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要。</p><p>　　4）FX2N的編程可用編程器，也可以在 PC 機(jī)上使用三菱公司的專用編程軟件包 MELSE MEDOC 來進(jìn)行。編程語言可用梯形圖或指令表。尤其是可用 PC 機(jī)對系

79、統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。</p><p>　　3.2 PLC 控制系統(tǒng)硬件開發(fā)</p><p>　　電梯 PLC 的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖 3-1為電梯 PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括 PLC 主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動(dòng)系統(tǒng)等。</p>

80、<p>　　系統(tǒng)控制核心為 PLC 主機(jī)、操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)信號(hào)通過PLC 輸入接口送入 PLC，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向拖動(dòng)和門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。</p><p>　　圖3-1 電梯控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　3.3 設(shè)計(jì)思想</b></p><p><b>　

81、　1）信號(hào)控制系統(tǒng)</b></p><p>　　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3-2 所示，輸入到 PLC 的控制信號(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、開關(guān)門及限位信號(hào)、門區(qū)和平層信號(hào)等。</p><p>　　2）電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　

82、　電梯的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能：</p><p>　　① 一臺(tái)電機(jī)控制上升和下降，各層設(shè)上/下呼叫開關(guān)（最頂層與起始層只設(shè)一只）。</p><p>　?、陔娞莸轿缓螅哂惺謩?dòng)或自動(dòng)開門關(guān)門功能。</p><p>　　圖3-2 電梯PLC控制系統(tǒng)框圖</p><p>　?、垭娞輧?nèi)設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號(hào)指示燈及層樓指令鍵。</p>

83、<p>　?、艽妥詣?dòng)開門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時(shí)，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動(dòng)開門迎客。自動(dòng)關(guān)門待客。</p><p>　　⑤自動(dòng)關(guān)門與提早關(guān)門，在一般情況下，電梯停站4～6s應(yīng)能自動(dòng)關(guān)門；在延時(shí)時(shí)間內(nèi)，若按下關(guān)門按鈕，門將不經(jīng)延時(shí)提前實(shí)現(xiàn)關(guān)門動(dòng)作。</p><p>　?、薨粹o開門。在開關(guān)過程中或門關(guān)閉后，電梯啟動(dòng)前，按下操縱盤上開關(guān)按鈕，門將打開。</p>&

84、lt;p>　?、邇?nèi)指令記憶。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上有多個(gè)選層指令時(shí)，電梯應(yīng)能按順序?？寇囬T，并能自動(dòng)調(diào)定時(shí)間，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。電梯應(yīng)能按先入為主的原則，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。自動(dòng)換向，當(dāng)電梯完成全部順向指令后，應(yīng)能自動(dòng)換向，應(yīng)答相反方向的信號(hào)。</p><p>　?、岷籼萦洃浥c順向截停。電梯在運(yùn)行中應(yīng)能記憶層外的呼梯信號(hào)，對符合運(yùn)行方向的召喚，應(yīng)能自動(dòng)逐一?？繎?yīng)答。</p><p>　?、庾?/p>

85、動(dòng)返基站。當(dāng)電梯設(shè)有基站時(shí)，電梯在完成全部指令后，自動(dòng)駛回基站，停機(jī)待客。</p><p><b>　　3）電梯操作方式</b></p><p>　　單臺(tái)電梯的操作方式有手柄操縱控制、按鈕控制、信號(hào)控制和集選控制等。在乘客電梯中幾乎全部采用集選控制方式。</p><p>　?、?單轎廂下集選控制：登記所有轎廂和廳門下行召喚；轎廂上行時(shí)，只答應(yīng)轎

86、廂召喚，直至最高層；自動(dòng)改變運(yùn)行方向?yàn)橄滦?，?yīng)答廳門下行召喚。</p><p>　　② 單轎廂全集選：登記所有廳門和轎廂召喚；上行時(shí)順應(yīng)答轎廂和廳門上召喚，直至最高層自動(dòng)反向應(yīng)答下行召喚和轎廂召喚。</p><p>　　系統(tǒng)采用全集選操作方式。</p><p>　　3.4 I/O 點(diǎn)數(shù)的分配及機(jī)型的選擇</p><p>　　系統(tǒng)按七層的電梯

87、為例，根據(jù)需要控制的開關(guān)，設(shè)備大約有 30 個(gè)輸入點(diǎn)，33個(gè)輸出點(diǎn)，需進(jìn)行控制，考慮 10~15％的裕量，故選擇 FX2N-64MR，I/O分配表如3-1所示。</p><p>　　表3-1 PLC輸入、輸出點(diǎn)的分配表</p><p>　　編程時(shí)可用手持編程器或計(jì)算機(jī)軟件編程，通過編程口傳輸至PLC程序存儲(chǔ)區(qū)，可進(jìn)行獨(dú)立控制和遠(yuǎn)程控制。程序中使用的內(nèi)部繼電器說明見表3-2。</p&

88、gt;<p>　　表3-2 內(nèi)部繼電器說明</p><p>　　3.5電梯PLC輸入、輸連接出圖</p><p>　　有表3-1可知將電梯運(yùn)行過程中的各種主令信號(hào)，送入PLC的輸入口構(gòu)成其輸入電路圖。完成電梯運(yùn)行的各種執(zhí)行元件及指示電梯運(yùn)行狀態(tài)的各種指示燈，均要受到PLC輸出口的控制，構(gòu)成其輸出電路。其輸入、輸出電路如圖3-3所示</p><p>　

89、　圖3-3 電梯PLC輸入/輸出連接</p><p>　　第4章 軟件開發(fā)</p><p>　　4.1電梯內(nèi)部部件功能簡介</p><p>　　在電梯內(nèi)部，應(yīng)該有7個(gè)樓層(1～7層)按鈕、開門和關(guān)門按鈕以及樓層顯示器。上升和下降顯示器。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯后，電梯內(nèi)應(yīng)有能讓乘客按下的代表其要去的目的地的樓層按鈕，稱為內(nèi)呼按鈕。電梯停下時(shí)，應(yīng)具有開門、關(guān)門的功能，即電梯

90、門可以自動(dòng)打開，經(jīng)過一定延時(shí)后，又可自動(dòng)關(guān)閉。而且，在電梯內(nèi)部也應(yīng)有控制電梯開門、關(guān)門的按鈕，使乘客可以在電梯停下時(shí)隨時(shí)地控制電梯的開門與關(guān)門。電梯內(nèi)部還應(yīng)配有指示燈，用來顯示電梯現(xiàn)在所在的狀態(tài)，即電梯是上升還是下降以及電梯處在樓層的第幾層，這樣可以使乘客清楚地知道自己所處的位置，離自己要到的樓層還有遠(yuǎn)，電梯是上升還是下降等。</p><p>　　4.2電梯的外部部件功能簡介</p><p&g

91、t;　　電梯的外部共分7層，每層都應(yīng)該有呼叫按鈕、呼叫指示燈、上升和下降指示燈及樓層顯示器。呼叫按鈕是乘客用來發(fā)出呼叫的工具，呼叫指示燈在完成相應(yīng)的呼叫請求之前應(yīng)一直保持亮，它和上升指示燈，下降指示燈、樓層顯示器一樣，都是用來顯示電梯所處的狀態(tài)的。7層樓中，1層只有上呼叫按鈕，7層只有下呼叫按鈕，其余5層都具有上呼叫和下呼叫按鈕。而上升、下降指示燈以及樓層顯示器，7層電梯均應(yīng)該相同。</p><p>　　4.3電

92、梯的初始狀態(tài)、運(yùn)行中狀態(tài)和運(yùn)行后狀態(tài)分析</p><p>　　（1）電梯的初始狀態(tài)。為了方便分析，假設(shè)電梯位于1層待命，各層顯示器都被初始化，電梯處于以下狀態(tài)：</p><p>　　1.各層呼叫燈均不亮。</p><p>　　2.電梯內(nèi)部及外部各層顯示器均為“ 1”。</p><p>　　3.電梯內(nèi)部及外部各層電梯門均關(guān)。</p>

93、<p>　?。?）電梯在運(yùn)行過程中：</p><p>　　1. 按下某層呼叫按鈕（1～7層）后，該層呼叫燈亮，電梯響應(yīng)該層呼叫。</p><p>　　2. 電梯上行時(shí)，若呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行之上目標(biāo)運(yùn)行層之下，則電梯在完成前一指令之前先上行至該層，完成改層呼叫后再由近及遠(yuǎn)的完成其他各個(gè)呼叫動(dòng)作。若呼叫層處于電梯當(dāng)前層之下，則電梯在完成前一指令之前不響應(yīng)該指令，直至電梯重新處

94、于待命狀態(tài)為止。</p><p>　　3.電梯下行時(shí)，若呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行之下目標(biāo)運(yùn)行層之上，則電梯在完成前一指令之前先下行至該層，完成改層呼叫后再由近及遠(yuǎn)的完成其他各個(gè)呼叫動(dòng)作。若呼叫層處于電梯當(dāng)前層之上，則電梯在完成前一指令之前不響應(yīng)該指令，直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。</p><p>　　4.各樓層顯示隨電梯移動(dòng)而改變，各層指示燈也隨之而變。</p><p&

95、gt;　　5.運(yùn)行中電梯門始終關(guān)閉，到達(dá)指定層時(shí)，門才打開。</p><p>　　6.在電梯運(yùn)行過程中支持其它呼叫。</p><p>　　（3）電梯運(yùn)行后狀態(tài)：在到達(dá)指定樓層后，電梯會(huì)繼續(xù)待命，直至新命令產(chǎn)生。</p><p>　　1.電梯在到達(dá)指定樓層后，電梯門會(huì)自動(dòng)打開，經(jīng)一段延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，在此過程中，支持手動(dòng)開門或關(guān)門；</p><p>

96、;　　2.各樓層顯示值為該層所在位置，且上行下行指示燈均滅。</p><p>　　4.4電梯的控制要求</p><p>　　（1）接受每個(gè)按鈕（包括內(nèi)部和外部的呼叫）的呼叫命令，并做出相應(yīng)的響應(yīng)。</p><p>　?。?）電梯停在某一層（例如5層）時(shí)，此時(shí)按動(dòng)該層（5層）的呼叫按鈕（上呼叫或下呼叫），則相當(dāng)于發(fā)出打開電梯門命令，進(jìn)行開門的動(dòng)作過程；若此時(shí)電梯的轎廂

97、不在該層（在其余6層），則等到電梯關(guān)門后，按照不換向原則控制電梯向上或向下運(yùn)行。</p><p>　?。?）電梯運(yùn)行的不換向原則是指優(yōu)先響應(yīng)不改變現(xiàn)在電梯運(yùn)行方向的呼叫，直到這些命令全部響應(yīng)完畢后才響應(yīng)使電梯反向運(yùn)行的呼叫。例如現(xiàn)在電梯位置在2層和3層之間上行，此時(shí)出現(xiàn)了2層上呼叫、3層下呼叫和4層上呼叫，則電梯首先響應(yīng)4層上呼叫，然后再依次響應(yīng)3層下呼叫和2層上呼叫。</p><p>　

98、　（4）電梯在每一層都有一個(gè)光電開關(guān)，當(dāng)電梯碰到某層光電開關(guān)時(shí)，表示電梯已經(jīng)到達(dá)該層。</p><p>　　（5)當(dāng)按動(dòng)某個(gè)呼叫按鈕后，響應(yīng)的指示等亮并保持，直到電梯響應(yīng)該呼叫為止。</p><p>　?。?)當(dāng)電梯停在某層時(shí)，在電梯內(nèi)部按動(dòng)開門按鈕，則電梯門打開，按動(dòng)電梯內(nèi)部的關(guān)門按鈕，則電梯門關(guān)閉。但在電梯行進(jìn)期間電梯門是不能被打開的。</p><p>　?。?

99、)當(dāng)電梯運(yùn)行到某層后，相應(yīng)的指示燈亮，直到電梯運(yùn)行到前方一層時(shí)樓層指示燈改變。</p><p><b>　　4.5 軟件流程圖</b></p><p>　　4.5.1 系統(tǒng)的軟件主程序流程圖如圖 4-1所示：</p><p>　　圖4-1 電梯控制主流程圖</p><p>　　4.5.2 系統(tǒng)的樓層顯示程序流程圖如圖

100、4-2所示：</p><p>　　圖4-2 樓層顯示程序流圖</p><p><b>　　梯形圖程序：</b></p><p><b>　　第5章 總 結(jié)</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次很好的將自己所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)。在這一個(gè)月的時(shí)間了，通過不斷地搜集資料，不僅幫助我完成

101、了設(shè)計(jì)任務(wù)，而且還大大的豐富了我的理論知識(shí)，在不斷閱讀和消化資料的同時(shí)，我對以前所學(xué)的知識(shí)有了更深的理解，將我以前的知識(shí)系統(tǒng)化，實(shí)用化。通過這次設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中遇到了不少困難，一個(gè)困難的解決，就是一次知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)積累的過程，讓我明白了真正設(shè)計(jì)出成果的不易，更加認(rèn)識(shí)到知識(shí)的力量，讓我在以后的工作和學(xué)習(xí)過程中可以時(shí)刻提醒自己，</p><p>　　不管做什么，學(xué)什么都必須全身心的投入，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，勤奮的態(tài)度。</p&

102、gt;<p>　　設(shè)計(jì)達(dá)到了初步的要求，利用可編程控制器達(dá)到了對電梯有效的，可靠的控制。但是還有很多地方需要改進(jìn)。比如將之與交流變頻調(diào)速控制系統(tǒng)結(jié)合，將大大的提高電梯的可控性，舒適性。這也是我們電氣人將來要為之努力的方向。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】<FX2N-PT User's Guide&g

103、t;.Mitsubishi Electric Automation, Inc. USA,1999</p><p>　　【2】劉載文等著.電梯控制系統(tǒng).北京：電子工業(yè)出版社， 1996</p><p>　　【3】吳國政主編.電梯原理、使用、維修.北京：電子工業(yè)出版社，1999</p><p>　　【4】陳家勝主編.電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修.北京：電子工業(yè)出版社，1990

104、</p><p>　　【5】黃敏、王成福.基于PLC的電梯控制系統(tǒng).金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2001年.第三期.20～21</p><p>　　【6】喬?hào)|凱.基于PLC控制交流變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)研究（碩士學(xué)位論文）。吉林大學(xué).吉林.2006</p><p>　　【7】 王庭有等編著.可編程控制器原理及應(yīng)用.第二版.北京：國防工業(yè)出版社，2008</p>&

105、lt;p>　　【8】顧戰(zhàn)松、陳鐵年編著.可編程控制器原理與應(yīng)用.北京：國防工業(yè)出版社，1996</p><p>　　【9】唐介主編.電機(jī)拖動(dòng)與控制基礎(chǔ).北京:高等教育出版社,2002</p><p>　　【10】鄭萍主編.現(xiàn)代電氣控制技術(shù).重慶:重慶大學(xué)出版社,2003</p><p>　　【11】廖曉鐘編著.電力電子技術(shù)與電氣傳動(dòng).北京：北京理工大學(xué)出版社，

106、2000</p><p>　　【12】胡壽松等.自動(dòng)控制原理.北京：科學(xué)出版社，2004</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成為自己的大學(xué)生活畫上了一個(gè)圓滿的句號(hào)，此時(shí)涌上心頭除了欣慰更多的是誠摯的謝意，我要真心的感謝***老師，這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)凝聚著自己的汗水，但卻不是我個(gè)人智慧的結(jié)晶，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程，指