多層建筑小型電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+cad圖紙全套】

1、<p>　　多層建筑小型電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電器控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)。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)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。</p>

2、<p>　　本文在闡述電梯的結(jié)構(gòu)和可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，針對(duì)4層電梯，使用西門子S7-200可編程控制器，設(shè)計(jì)了電梯的控制系統(tǒng)，包括轎內(nèi)指令和廳外召喚信號(hào)的登記與消除、電梯的選層和定向、電梯的開關(guān)門運(yùn)行、電梯上下行控制、電梯的指層控制等部分，實(shí)現(xiàn)了轎內(nèi)與各層呼梯指令的記錄、電梯運(yùn)行方向和選層的控制，電梯上下行和自動(dòng)開關(guān)門、電梯的指層控制等功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：四層電梯 ,

3、控制系統(tǒng),可編程控制器</p><p>　　Small Elevator Control System Design For Multi-story Building</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Elevator control system has three control modes: rel

4、ay control system, PLC control systems, computer control system. PLC control system, high reliability, easy maintenance, strong anti-jamming design and debug cycle is shorter, etc., much of people's attention, has be

5、come in the elevator control system most frequently used control methods. This paper described the structure and working principle of the structure and the programmable controller of the elevator on the basis of, for

6、the four-sto</p><p>　　Keywords: four-story elevator control system programmable controller</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.

7、1 課題的研究背景及意義1</p><p>　　1.2 電梯的簡(jiǎn)介2</p><p>　　1.2.1 電梯的起源2</p><p>　　1.2.2 電梯的定義與分類3</p><p>　　1.2.3 電梯電氣控制發(fā)展4</p><p>　　1.2.4 電梯的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r4</p><p

8、>　　1.3 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景6</p><p>　　1.4 課題研究的內(nèi)容7</p><p>　　2 控制系統(tǒng)的組成9</p><p>　　2.1 PLC控制系統(tǒng)組成9</p><p>　　2.1.1 硬件的組成9</p><p>　　2.2 軟件的組成10</p>

9、<p>　　2.2.1 PLC系統(tǒng)軟件與工作過(guò)程11</p><p>　　2.2.2 應(yīng)用軟件11</p><p>　　2.2.3 編程語(yǔ)言及編程支持工具軟件11</p><p>　　2.3控制系統(tǒng)抗干擾措施11</p><p>　　2.3.1 硬件抗干擾措施12</p><p>　　2.3.2軟

10、件抗干擾措施14</p><p>　　2.4 PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)15</p><p>　　3 PLC的選型18</p><p>　　3.1 輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算18</p><p><b>　　4軟件設(shè)計(jì)20</b></p><p>　　4.1 電梯控制系統(tǒng)的主流程圖2

11、0</p><p>　　4.2編程元件明細(xì)表21</p><p>　　4.3 電動(dòng)機(jī)控制電路圖22</p><p>　　4.4梯形圖及注釋23</p><p>　　4.4.1電梯初始控制23</p><p>　　4.4.2外召喚信號(hào)的登記及消除26</p><p>　　4.4.3內(nèi)指令

12、信號(hào)登記及消除28</p><p>　　4.4.4電梯的平層信號(hào)處理30</p><p>　　4.4.5選層定向及反向截梯32</p><p>　　4.5各樓層停車信號(hào)43</p><p>　　4.6自動(dòng)開關(guān)門45</p><p>　　5程序仿真與調(diào)試48</p><p><b

13、>　　結(jié) 論50</b></p><p><b>　　致 謝51</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)52</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題的研究背景及意義 </p>&

14、lt;p>　　電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉(cāng)庫(kù)等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來(lái)越大，樓層越來(lái)越多，對(duì)電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性提出了更高的要求。</p><p>　　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(dòng)、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(wèn)題。而對(duì)現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實(shí)上，在電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保

15、護(hù)措施。在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對(duì)機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國(guó)外，已“法規(guī)”實(shí)行電梯制造、安裝和維修一體化，實(shí)行由各制造企業(yè)認(rèn)可的、法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝隊(duì)伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗(yàn)，從而為電梯運(yùn)行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說(shuō)乘坐電梯更安全。美國(guó)一家保險(xiǎn)公司對(duì)電梯的安全性做過(guò)認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計(jì)算，

16、其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。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><p>　　可編程序控制器，是微機(jī)技術(shù)

17、與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)。自1969年針對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制的特點(diǎn)和需要而開發(fā)的第一臺(tái)PLC問(wèn)世以來(lái)，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(lái)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(chǎng)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)

18、編程語(yǔ)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(yǔ)言和模塊化的軟件結(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(cuò)都很容易。用戶買到所需PLC后，只需按說(shuō)明書或提示，做少量的安裝接線和用戶程序的編制工作，就可靈活而方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不需要具有專門的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí)。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用?？删幊绦蚩刂破鱌LC在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是最值

19、得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱(PLC、CAD／CAM、ROBOT)</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(guò)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(guò)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

20、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><b>　　1.2 電梯的簡(jiǎn)介</b></p><p>　　1.2.1 電梯的起源</p><p>　　人類利用升降工具運(yùn)輸貨物、人員的歷史非常悠久。早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔時(shí)就使用了最原始的升降系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的基本原理至今仍無(wú)變化：即一個(gè)平衡物下降的同時(shí)，負(fù)載平臺(tái)上

21、升。早期的升降工具基本以人力為動(dòng)力。1203年，在法國(guó)海岸邊的一個(gè)修道院里安裝了一臺(tái)以驢子為動(dòng)力的起重機(jī)，這才結(jié)束了用人力運(yùn)送重物的歷史。19世紀(jì)初，在歐美開始用蒸汽機(jī)作為升降工具的動(dòng)力。1845年，第一臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)升降機(jī)研制成功，液壓驅(qū)動(dòng)的介質(zhì)是水。盡管升降工具被一代代富有革新精神的工程師們進(jìn)行不斷改進(jìn)，然而被工業(yè)界普遍認(rèn)可的升降機(jī)仍未出現(xiàn)，直到1852 年世界第一臺(tái)安全升降機(jī)誕生。</p><p>　　1852

22、年，美國(guó)紐約楊克斯的機(jī)械工程師奧的斯先生發(fā)明了世界第1臺(tái)安全升降機(jī)。1857年3年23日，奧的斯公司在紐約為一座專營(yíng)法國(guó)瓷器和玻璃器皿的商店安裝了世界上第一臺(tái)客運(yùn)升降機(jī)。1862年，奧的斯公司采用單獨(dú)蒸汽機(jī)控制的升降機(jī)問(wèn)世。1878年，奧的斯公司在紐約百老匯大街155號(hào)安裝了第1臺(tái)水壓式乘客升降機(jī)。1889年12月，奧的斯公司在紐約的第瑪瑞斯特大樓成功安裝了1臺(tái)直接連接式升降機(jī)。這是以直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的世界第1臺(tái)電力驅(qū)動(dòng)升降機(jī)，從此誕生

23、了名副其實(shí)的電梯。 </p><p>　　1.2.2 電梯的定義與分類</p><p>　　2003年2月19日國(guó)務(wù)院頒布了《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》，明確規(guī)定電梯是特種設(shè)備，并對(duì)電梯的含義做了敘述：“電梯是指動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，利用沿剛性導(dǎo)軌運(yùn)行的箱體或者沿固定線路運(yùn)行的梯級(jí)(踏板)進(jìn)行升降或者平行運(yùn)送人、貨物的機(jī)電設(shè)備”。這種對(duì)電梯的論述，被稱作廣義電梯概念，既包括上下運(yùn)送人、貨物的升降式電梯，也

24、包括用于水平或傾斜輸送乘客的自動(dòng)人行道(英語(yǔ)Passenger Conveyor)和自動(dòng)扶梯(英語(yǔ)Escalator)。</p><p>　　現(xiàn)代電梯主要由曳引機(jī)（絞車）、導(dǎo)軌、對(duì)重裝置、安全裝置(如限速器、安全鉗和緩沖器等)、信號(hào)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(dòng)，鋼絲繩繞過(guò)曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)曳引輪使轎廂升降。電梯要求安全可靠、輸

25、送效率高、平層準(zhǔn)確和乘坐舒適等。電梯的基本參數(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>　　目前，電梯行業(yè)及社會(huì)上對(duì)電梯的分類大致有以下幾種： </p><p>　　(1)按用途分： 乘客電梯、載貨電梯、客貨電梯、病床電梯、住宅電梯、雜物電梯、觀光電梯、其他專用電梯。</p><p>　　(2)按額定速度分： 低速梯，常指低

26、于1.00m/s速度的電梯；中速梯，常指速度1.00～2.00m/s的電梯。高速梯，常指速度大于2.00m/s的電梯。超高速梯，速度超過(guò)5.00m/s的電梯。</p><p>　　(3)按拖動(dòng)方式分：交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條式電梯、螺旋式電梯。</p><p>　　(4)按控制方式分：手柄操縱控制電梯、按鈕控制電梯、信號(hào)控制電梯、集選控制電梯、向下集選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、

27、群控電梯、智能控制電梯。</p><p>　　其他分類方式還有：按電梯有無(wú)司機(jī)分類等。</p><p>　　1.2.3 電梯電氣控制發(fā)展</p><p>　　1857年美國(guó)人OTIS發(fā)明出真正意義上的電梯。從此以后，電梯電氣控制技術(shù)越來(lái)越收到人們的重視。電梯電氣控制技術(shù)是否，主要體現(xiàn)在電梯電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上。電梯的電氣控制主要是對(duì)各種指令信號(hào)、位置信號(hào)、速度信號(hào)

28、和安全信號(hào)進(jìn)行管理，使電梯正常運(yùn)行或處于保護(hù)狀態(tài)，發(fā)出各種顯示信號(hào)。電梯的電氣控制，過(guò)去采用繼電器邏輯線路，一般稱繼電器控制。這種硬布線的邏輯控制方式具有原理簡(jiǎn)單、直觀等特點(diǎn)。但通用性差，邏輯系統(tǒng)由許多觸點(diǎn)組成，接線復(fù)雜、故障率高、設(shè)備龐大，國(guó)家已規(guī)定淘汰。目前我國(guó)電梯主要由先進(jìn)的、可靠性高的微型計(jì)算機(jī)或可編程控制器控制。</p><p>　　PLC是可編程控制器的簡(jiǎn)稱，它是一種用于自動(dòng)控制的專用微機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于

29、微機(jī)控制方式，但可編程控制器具有其自身的特點(diǎn)：①PLC在設(shè)計(jì)和制造上采取了許多抗干擾措施，能在較惡劣的各種環(huán)境里工作，可靠性高。②PLC將CPU、存儲(chǔ)器、1/0接口等做成一體，使用方便，擴(kuò)展容易。目前在國(guó)產(chǎn)電梯及中低檔的客梯廣泛采用了PLC控制系統(tǒng)，特別適合在用電梯的技術(shù)改造和控制器開發(fā)。</p><p>　　1.2.4 電梯的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日

30、新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長(zhǎng)起來(lái)。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(guó)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(guó)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(guó)國(guó)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。這從客觀上導(dǎo)致了我國(guó)電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國(guó)已經(jīng)

31、成為全球最大的電梯市場(chǎng)。上世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國(guó)電梯需求量越來(lái)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(guò)了8萬(wàn)臺(tái)，而且目前還沒(méi)有減速的跡象。從1949年建國(guó)以來(lái)全國(guó)共生產(chǎn)安裝了6l萬(wàn)多臺(tái)電梯。盡管如此，我國(guó)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(guó)如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加70萬(wàn)臺(tái)。到那時(shí)候，全國(guó)在用電梯將達(dá)到130萬(wàn)臺(tái)，每年僅報(bào)廢更新就需要6萬(wàn)臺(tái)。到200

32、5年，中國(guó)電梯的年產(chǎn)量達(dá)到13．5萬(wàn)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)</p><p>　　我國(guó)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(guó)奧的斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國(guó)蒂森、同本三菱、日立、東芝、富士達(dá)等13家大型外商投資公司在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)份額達(dá)到了74%。先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對(duì)國(guó)內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、

33、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要的電梯產(chǎn)品，我國(guó)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(guó)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(guó)參加了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO／TCl78以來(lái)，先后等同或等效采用了一批國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點(diǎn)使我國(guó)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(wú)機(jī)房電梯、無(wú)齒輪曳

34、引機(jī)、永磁同步拖動(dòng)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國(guó)際上也是剛剛出現(xiàn)，我國(guó)就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國(guó)產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢(shì)贏得了越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件。</p><p>　　中國(guó)電梯在亞洲市場(chǎng)占有越來(lái)越重要的位置，每年銷售量己達(dá)l萬(wàn)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(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在

35、一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，電梯的使用相當(dāng)普遍。</p><p>　　世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國(guó)奧的斯公司、瑞士訊達(dá)公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場(chǎng)的51％。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。目前，國(guó)外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來(lái)越多的使用液壓電梯。此外，家用小型電梯將成走電梯家族中新的組成部分。</p><p>　　1

36、.3 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景</p><p>　　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(wú)線圈又無(wú)觸點(diǎn)，使用次數(shù)不受限制，屬無(wú)觸點(diǎn)運(yùn)行，因此，它比繼

37、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>　　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(méi)有就此停止下來(lái)，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”

38、，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。</p><p>　　目前意義上的“綠色”，一般是強(qiáng)調(diào)“天然”的一面，強(qiáng)調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。電梯屬于純粹的工業(yè)產(chǎn)品，其天然性應(yīng)表現(xiàn)為對(duì)環(huán)境影響的盡可能小，與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，以及電梯本身的人性化。這也應(yīng)是綠色電梯的發(fā)展方向。</p><p>　　(1)智能化。 我們這罩所說(shuō)的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無(wú)

39、法勝任的。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排，說(shuō)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(wú)法比擬的東西，具有動(dòng)念和隨機(jī)處理各種問(wèn)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(yǔ)音交流；到達(dá)目的層的語(yǔ)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

40、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。</p><p>　　(2)安全。 運(yùn)行安全是電梯的根本和關(guān)鍵?？梢哉f(shuō)，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(jué)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

41、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(lè)，徹底消除產(chǎn)生緊張不安的情緒。</p><p>　　(3)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡，包括以下幾個(gè)方面：</p><p>　　①視覺(jué)協(xié)調(diào)。 有人曾經(jīng)做過(guò)環(huán)境色彩是否對(duì)人有影響的研究。該研究發(fā)展：視覺(jué)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，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(jué)，有

42、一種視覺(jué)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(jué)協(xié)調(diào)無(wú)從談起，乘坐電梯的第一感覺(jué)就是不安全。國(guó)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(guò)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的電梯也顯露出一副土生土長(zhǎng)的容貌。</p><p>　?、谙姶泡椛洹?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

43、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)。</p><p>　?、凼孢m感。 通過(guò)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。</p><p>　　對(duì)現(xiàn)代化電梯性

44、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化的圖案，并且在色彩調(diào)配上要令人賞心悅目；在轎廂

45、內(nèi)播放優(yōu)美的音樂(lè)，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。</p><p>　　1.4 課題研究的內(nèi)容</p><p>　　課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（PLC）自動(dòng)控制電梯系統(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(duì)電梯的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，對(duì)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國(guó)產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國(guó)產(chǎn)電梯的技術(shù)水平

46、和質(zhì)量，具有十分重要的意義。</p><p>　　針對(duì)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(lái)控制電梯。</p><p>　　論文的主要內(nèi)容如下：</p><p>　　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。接著根據(jù)電梯的控制要求，設(shè)計(jì)模擬控制

47、模板，確定PLC所需的輸入/輸出口的數(shù)量，確定PLC的型號(hào)，選定主機(jī)機(jī)型，并進(jìn)行擴(kuò)展。然后設(shè)計(jì)PLC的外部接線圖、流程圖等，編寫控制程序，最后對(duì)編寫的電梯控制程序進(jìn)行仿真和調(diào)試。</p><p><b>　　2 控制系統(tǒng)的組成</b></p><p>　　2.1 PLC控制系統(tǒng)組成</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)像一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一樣，

48、也是由硬件和軟件兩個(gè)部分組成的，硬件是指PLC本身及其外圍設(shè)備，軟件是指管理PLC的系統(tǒng)軟件，PLC的應(yīng)用程序，編程語(yǔ)言和編程支持工具軟件。</p><p>　　圖2.1 典型PLC控制系統(tǒng)的硬件組成圖</p><p>　　2.1.1 硬件的組成</p><p>　　圖2-1為典型PLC控制系統(tǒng)的硬件組成圖。PLC控制系統(tǒng)的硬件是由PLC，輸入/輸出（I/O）電路及

49、外圍設(shè)備等組成的。系統(tǒng)規(guī)?？筛鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用的需要而定，可大可小。下面對(duì)構(gòu)成控制系統(tǒng)的主要部分簡(jiǎn)要介紹。</p><p>　　一、 主控模塊 除了早期生產(chǎn)的整體式PLC（PLC的各個(gè)不見都在同一機(jī)殼內(nèi)）外，目前市場(chǎng)多數(shù)的PLC都已采用模塊化的結(jié)構(gòu)（PLC的各個(gè)部件獨(dú)立封裝，稱之為模塊）。在PLC中各個(gè)模塊均通過(guò)系統(tǒng)總線相互連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中最核心的模塊是主控模塊（也稱CPU），它包括：CPU，存儲(chǔ)器，

50、通信接口等部分。</p><p>　　二、 輸入/輸出模塊 PLC的控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，它與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)系是通過(guò)I/O模塊實(shí)現(xiàn)的。生產(chǎn)過(guò)程有許多控制變量，如溫度，壓力，液位，速度，電壓，開關(guān)量，繼電器狀態(tài)等，因此，需要有相應(yīng)的I/O模塊作為CPU與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的橋梁。且這些模塊應(yīng)具有較好的抗干擾能力。目前，生產(chǎn)廠家已開發(fā)出各種型號(hào)的模塊供用戶選擇。對(duì)于輸入/輸出模塊有：數(shù)字量輸入/輸出模塊，開關(guān)量輸入/輸

51、出模塊，模擬量輸入/輸出模塊，交流新號(hào)輸入/輸出模塊，220V交流輸入/輸出模塊。還有智能模塊，它本身帶CPU，存儲(chǔ)器和監(jiān)控系統(tǒng)，可獨(dú)立完成各種運(yùn)算。智能模塊的種類很多，如高速計(jì)數(shù)模塊，PID調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊，閥門控制模塊，智能存儲(chǔ)模塊和智能I/O模塊。</p><p>　　三、電源模塊 該模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成供CPU存儲(chǔ)器所需的直流電源，是整個(gè)PLC系統(tǒng)的能源供給中心。它的好壞直接影響到PLC的功能和可靠性

52、。目前，大多數(shù)PLC采用高質(zhì)量的開關(guān)式穩(wěn)壓電源，與普通電源相比，PLC的電源工作穩(wěn)定性好，抗干擾能力也強(qiáng)。有些機(jī)器的電源除了供內(nèi)部電路使用外，還向外提供24VDC的穩(wěn)壓電源，用于外部傳感器的需要，這樣就避免了因外部電源不合格而引起的外部故障。</p><p>　　四、I/O電路 PLC的基本功能就是控制，它采集被控對(duì)象的各種信號(hào)。經(jīng)過(guò)PLC處理后，通過(guò)執(zhí)行裝置實(shí)現(xiàn)控制。輸入電路就是被控對(duì)象（需要進(jìn)行控制的機(jī)器，設(shè)

53、備和生產(chǎn)過(guò)程）進(jìn)行檢測(cè)，采集，轉(zhuǎn)換和輸入。另外，安裝在控制臺(tái)上的按鈕，開關(guān)等也可以向PLC送控制指令。輸出電路的功能就是接受PLC輸出的控制信號(hào)，對(duì)被控對(duì)象執(zhí)行控制任務(wù)。</p><p>　　PLC的外圍設(shè)備很多，但基本功能不外乎對(duì)信息和數(shù)據(jù)的處理。常用的有編程器，可編程終端，打印機(jī)，條碼讀入機(jī)等等。編程器PLC的重要外圍設(shè)備之一，它可以將用戶編寫的程序送到PLC的用戶程序存儲(chǔ)器。因此，它的主要任務(wù)是輸入程序，調(diào)

54、試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過(guò)程。可編程終端是具有I/O功能的PLC人機(jī)界面產(chǎn)品。人可以通過(guò)觸摸屏幕將信息輸入PLC中同樣可編程終端也可以將PLC的輸入數(shù)據(jù)和信息顯示在屏幕上。</p><p><b>　　2.2 軟件的組成</b></p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的軟件主要是系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件，編程語(yǔ)言及編程支持工具軟件幾個(gè)部分組成。</p><p&

55、gt;　　2.2.1 PLC系統(tǒng)軟件與工作過(guò)程 PLC系統(tǒng)軟件是PLC工作所必須的軟件。在系統(tǒng)軟件的支持PLC對(duì)用戶程序進(jìn)行逐條的解釋，并加以執(zhí)行，直到用戶程序結(jié)束，然后返回到程序的起始又開始新的一輪掃描。PLC的這種工作方式就稱之為循環(huán)掃描。</p><p>　　2.2.2 應(yīng)用軟件 PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是指為完成PLC實(shí)際控制任務(wù)而編制的各種軟件。隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域范圍的不斷擴(kuò)大，應(yīng)用水平的提高，PLC

56、應(yīng)用軟件也大大豐富起來(lái)了。PLC應(yīng)用軟件與一般計(jì)算機(jī)信息處理軟件相比，有很大不同，PLC應(yīng)用軟件有以下幾個(gè)特點(diǎn)：</p><p>　　(1)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)必須與生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。生產(chǎn)工藝要求不同，控制的功能也就要求不同，即使是相同的生產(chǎn)過(guò)程，由于各種設(shè)備的工藝參數(shù)不一樣，控制實(shí)現(xiàn)的方式也不一樣。所以程序設(shè)計(jì)人員必須深入現(xiàn)場(chǎng)，嚴(yán)格遵守生產(chǎn)工藝的具體要求來(lái)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。</p><p>　　(2

57、)應(yīng)用軟件與硬件緊密相關(guān)。軟件設(shè)計(jì)人員不能拋開硬件配置和系統(tǒng)孤立地考慮軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)必須根據(jù)硬件系統(tǒng)，接口的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)。</p><p>　　(3)PLC應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)需要計(jì)算機(jī)，自動(dòng)控制技術(shù)甚至網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種知識(shí)。特別是PLC網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，PLC控制系統(tǒng)不再是一個(gè)單獨(dú)的裝置。在控制系統(tǒng)中，可能包括有多臺(tái)不同型號(hào)的PLC，計(jì)算機(jī)，外圍設(shè)備等。因此在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)和處理某種控制功能都離不開計(jì)

58、算機(jī)，自動(dòng)控制和通信技術(shù)。因此，應(yīng)用程序中不僅有PLC程序，還有計(jì)算機(jī)程序和通信網(wǎng)絡(luò)程序等。</p><p>　　2.2.3 編程語(yǔ)言及編程支持工具軟件 PLC有多種編程語(yǔ)言：梯形圖語(yǔ)言，助記符語(yǔ)言，邏輯功能圖語(yǔ)言，布爾代數(shù)語(yǔ)言和某些高級(jí)語(yǔ)言（Basic，C語(yǔ)言等）。但使用廣泛的還是梯形圖語(yǔ)言和助記符語(yǔ)言?，F(xiàn)在世界上各個(gè)PLC生產(chǎn)廠家都研制了自己的PLC編程支持工具軟件和監(jiān)控組態(tài)軟件。用戶可以根據(jù)自己的需要利用這

59、些軟件來(lái)改善軟件的開發(fā)環(huán)境，提高編程效率。</p><p>　　2.3控制系統(tǒng)抗干擾措施</p><p>　　自動(dòng)化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各單機(jī)設(shè)備上，雖然它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制裝置，在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)

60、境的能力、運(yùn)行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用，但是由于它直接和現(xiàn)場(chǎng)的I/O設(shè)備相連，外來(lái)干擾很容易通過(guò)電源線 或I/O傳輸線侵入，從而引起控制系統(tǒng)的誤動(dòng)作。PLC受到的干擾可分為外部干擾和內(nèi)部干擾。在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境下，外部干擾是隨機(jī)的，與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，且干擾源是無(wú)法消除的，只能針對(duì)具體情況加以限制；內(nèi)部干擾與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，主要通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)交流主電路，模擬量輸入信號(hào)等引起，可合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)線路來(lái)削

61、弱和抑制內(nèi)部干擾和防止外部干擾。要提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，就要從多方面提高系統(tǒng)的抗干擾能力。</p><p>　　2.3.1 硬件抗干擾措施</p><p>　　一、 PLC控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境 PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。但是在PLC控制系統(tǒng)中，如果環(huán)境過(guò)于惡劣，或安裝使用不當(dāng)，會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性。PLC使用環(huán)境溫度通常在0℃

62、～55℃范圍內(nèi)，應(yīng)避免太陽(yáng)光直接照射，安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的器件，同時(shí)應(yīng)保證有足夠大的散熱空間和通風(fēng)條件。環(huán)境濕度一般應(yīng)小于85%，以保證PLC有良好的絕緣。在含有腐蝕性氣體、濃霧或粉塵的場(chǎng)合，需將PLC封閉安裝。此外，如果PLC安裝位置有強(qiáng)烈的振動(dòng)源，系統(tǒng)的可靠性也會(huì)降低，所以應(yīng)采取相應(yīng)的減振措施。</p><p>　　二、 PLC的電源與接地 PLC本身的抗干擾能力一般都很強(qiáng)。通常，只能將PLC的電源與系統(tǒng)

63、的動(dòng)力設(shè)備電源分開配線，對(duì)于電源線來(lái)的干擾，一般都有足夠強(qiáng)的抑制能力。但是，如果遇上特殊情況，電源干擾特別嚴(yán)重，可加接一個(gè)帶屏蔽層的隔離變壓器以減少設(shè)備與地之間的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。如果一個(gè)系統(tǒng)中含有擴(kuò)展單元，則其電源必須與基本單元共用一個(gè)開關(guān)控制，也就是說(shuō)，它們的上電與斷電必須同時(shí)進(jìn)行。良好的接地是保證PLC安全可靠運(yùn)行的重要條件。為了抑制附加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給PLC接專用地線，并且接地點(diǎn)要與其它設(shè)備分開，如圖2-

64、4（a）。若達(dá)不到這種要求，也可采用公共接地方式，如圖2-4（b）。但是禁止采用串聯(lián)接地方式，如圖2-4（c），因?yàn)樗鼤?huì)使各設(shè)備間產(chǎn)生電位差而引入干擾。此外，接地線要足夠粗，接地電阻要小，接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近PLC 。</p><p>　　圖2.2 PLC的接地</p><p>　　接地的目的通常有兩個(gè)，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗干擾的重要措施之一。接

65、地在消除干擾上起很大的作用。這里的接地是指決定系統(tǒng)電位的地，而不是信號(hào)系統(tǒng)歸路的接地。在PLC控制系統(tǒng)中有許多懸浮的金屬架，它們是懼空中干擾的空中線，需要有決定電位的地線。交流地是PLC控制系統(tǒng)供電所必需的，它通過(guò)變壓器中心點(diǎn)構(gòu)成供電兩條回路之一。這條回路上的電流、各種諧波電流等是個(gè)嚴(yán)重的干擾源。因此交流地線、直流地線、模擬地和數(shù)字地等必須分開。數(shù)字地和模擬地的共點(diǎn)地最好置懸浮方式。地線各點(diǎn)之間的電位差盡可能小，盡量加粗地線，有條件可采

66、用環(huán)形地線。系統(tǒng)地端子(LG)是抗干擾的中性端子，通常不需要接地，可是，當(dāng)電磁干擾比較嚴(yán)重時(shí)，這個(gè)端子需與接大地的端子(GR)連接。</p><p>　　三、 PLC的輸入、輸出設(shè)備 輸入電路是PLC接受開關(guān)量、模擬量等輸入信號(hào)的端口，其元器件質(zhì)量的優(yōu)劣、接線方式及是否牢靠也是影響控制系統(tǒng)可靠性的重要因素。以開關(guān)量輸入為例，按鈕、行程開關(guān)的觸點(diǎn)接觸要保持在良好狀態(tài)，接線要牢固可靠。機(jī)械限位開關(guān)是容易產(chǎn)生故障的元件

67、，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量選用可靠性高的接近開關(guān)代替機(jī)械限位開關(guān)。此外，按鈕觸點(diǎn)的選擇也影響到系統(tǒng)的可靠性。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)盡量選用可靠性高的元器件，對(duì)于模擬量輸入信號(hào)來(lái)說(shuō)，常用的有4～20mA、0～20mA直流電流信號(hào)；0～5V、0～10V直流電壓信號(hào)，電源為直流24V。</p><p>　　對(duì)于開關(guān)量輸出來(lái)說(shuō)，PLC的輸出有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式，具體選擇哪種形式的輸出應(yīng)根據(jù)負(fù)載要求來(lái)決定，選擇不當(dāng)

68、會(huì)使系統(tǒng)可靠性降低，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。如晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。此外，PLC的輸出端子帶負(fù)載能力是有限的，如果超過(guò)了規(guī)定的最大限值，必須外接繼電器或接觸器，才能正常工作。外接繼電器、接觸器、電磁閥等執(zhí)行元件的質(zhì)量，是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。常見的故障有線圈短路、機(jī)械故障造成觸點(diǎn)不動(dòng)或接觸不良。這一方面可以通過(guò)選用高質(zhì)量的元器件來(lái)提高可靠性，另一方面，在對(duì)系統(tǒng)可靠性及智能化要求較高的場(chǎng)合，可以根

69、據(jù)電路中電流異常的情況對(duì)輸出單元的一些重點(diǎn)部位進(jìn)行診斷，當(dāng)檢測(cè)到異常信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)按程序自動(dòng)轉(zhuǎn)入故障處理，從而提高系統(tǒng)工作的可靠性。若PLC輸出端子接有感性元件，則應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，以保護(hù)PLC的輸出觸點(diǎn)。 </p><p>　　為了防止或減少外部配線的干擾，交流輸入、輸出信號(hào)與直流輸入、輸出應(yīng)分別使用各自的電纜；對(duì)于集成電路或晶體管設(shè)備的輸入、輸出信號(hào)線、必須使用屏蔽電纜，屏蔽電纜在輸入、輸出側(cè)懸空，而在控制

70、側(cè)接地，其處理方式如圖2.3。</p><p>　　圖2-5 屏蔽電纜的處理</p><p><b>　　圖2.3屏蔽器處理</b></p><p>　　2.3.2軟件抗干擾措施</p><p>　　硬件抗干擾措施的目的是盡可能地切斷干擾進(jìn)入控制系統(tǒng)，但由于干擾存在的隨機(jī)性，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，硬件抗干擾措施并不能將

71、各種干擾完全拒之門外，這時(shí)，可以發(fā)揮軟件的靈活性與硬件措施相結(jié)合來(lái)提高系統(tǒng)的抗干擾能力。</p><p>　　一、 利用“看門狗”方法對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控 PLC內(nèi)部具有豐富的軟元件，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等，利用它們來(lái)設(shè)計(jì)一些程序，可以屏蔽輸入元件的錯(cuò)誤信號(hào)，防止輸出元件的誤動(dòng)作。在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)，可以利用"看門狗"方法實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)各組成部分運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。如用PLC控制某一運(yùn)動(dòng)部件

72、時(shí)，編程時(shí)可定義一個(gè)定時(shí)器作“看門狗”用，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。定時(shí)器的設(shè)定值，為運(yùn)動(dòng)部件所需要的最大可能時(shí)間。在發(fā)出該部件的動(dòng)作指令時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)"看門狗"定時(shí)器。若運(yùn)動(dòng)部件在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到指定位置，發(fā)出一個(gè)動(dòng)作完成信號(hào)，使定時(shí)器清零，說(shuō)明監(jiān)控對(duì)象工作正常；否則，說(shuō)明監(jiān)控對(duì)象工作不正常，發(fā)出報(bào)警或停止工作信號(hào)。</p><p>　　二、 消抖 在振動(dòng)環(huán)境中，行程開關(guān)或按鈕常常會(huì)因?yàn)槎秳?dòng)

73、而發(fā)出誤信號(hào)，一般的抖動(dòng)時(shí)間都比較短，針對(duì)抖動(dòng)時(shí)間短的特點(diǎn)，可用PLC內(nèi)部計(jì)時(shí)器經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延時(shí)，得到消除抖動(dòng)后的可靠有效信號(hào)，從而達(dá)到抗干擾的目的。 </p><p>　　三、用軟件數(shù)字濾波的方法提高輸入信號(hào)的信噪比 為了提高輸入信號(hào)的信噪比，常采用軟件數(shù)字濾波來(lái)提高有用信號(hào)真實(shí)性。對(duì)于有大幅度隨機(jī)干擾的系統(tǒng)，采用程序限幅法，即連續(xù)采樣五次，若某一次采樣值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它幾次采樣的幅值，那么就舍去之。對(duì)于流量、壓

74、力、液面、位移等參數(shù)，往往會(huì)在一定范圍內(nèi)頻繁波動(dòng)，則采用算術(shù)平均法。即用n次采樣的平均值來(lái)代替當(dāng)前值。一般認(rèn)為：流量n= 12，壓力n=4最合適。對(duì)于緩慢變化信號(hào)如溫度參數(shù)，可連續(xù)三次采樣，選取居中的采樣值作為有效信號(hào)。對(duì)于具有積分器A/D轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，采樣時(shí)間應(yīng)取工頻周期(20ms)的整數(shù)倍。實(shí)踐證明其抑制工頻干擾能力超過(guò)單純積分器的效果。</p><p>　　2.4 PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)</p>

75、<p>　　PLC當(dāng)初是針對(duì)工業(yè)順序控制發(fā)展而研制的。經(jīng)過(guò)30幾年的迅速發(fā)展，PLC已不僅能進(jìn)行開關(guān)量控制，而且還能進(jìn)行模擬量控制，位置控制。特別是PLC的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得PLC如虎添翼，由單機(jī)控制向多機(jī)控制，由集中控制向多層次分布式控制系統(tǒng)發(fā)展。現(xiàn)在PLC的足跡已遍布了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，形成了滿足各種需要的PLC應(yīng)用系統(tǒng)。</p><p>　　今后PLC控制系統(tǒng)將朝什么方向發(fā)展呢？在市場(chǎng)經(jīng)

76、濟(jì)發(fā)達(dá)的今天，產(chǎn)品的發(fā)展取決于市場(chǎng)的需求。PLC的主要應(yīng)用領(lǐng)域是自動(dòng)化。不同的企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的要求，規(guī)模以及投資數(shù)額都不相同，存在著不同的層次需求。從我國(guó)目前正在開展的以高新技術(shù)帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展形式來(lái)看，我們不僅要大力發(fā)展適合于大，中型企業(yè)的高水準(zhǔn)的PLC網(wǎng)絡(luò)，而且也要發(fā)展合適小型企業(yè)該找的性能價(jià)格比高的小型PLC控制系統(tǒng)。所以今后PLC控制系統(tǒng)將朝著兩個(gè)方向發(fā)展：一是向小型化，微型化系統(tǒng)方向發(fā)展。作為控制系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，PLC將朝著體積

77、更小，速度更快，功能更強(qiáng)，價(jià)格更低的方向發(fā)展。二是向大型化，網(wǎng)絡(luò)化，多功能的方向發(fā)展。</p><p>　　(1)小型化、高性能、低成本、簡(jiǎn)單使用。</p><p>　　近年來(lái)，小型PLC應(yīng)用十分普遍，超小型PLC的需求日趨增多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)機(jī)床行業(yè)應(yīng)用超小型PLC幾乎占據(jù)了市場(chǎng)的1/4，國(guó)外許多PLC廠家正在積極地研制開發(fā)出各種超小型微型的PLC。例如德國(guó)西門子公司的S7-200既可以單

78、機(jī)運(yùn)行也可以聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制。S7-200的最小配置是8個(gè)數(shù)字量輸入和6個(gè)數(shù)字量輸出，還可以根據(jù)實(shí)際情況擴(kuò)展2～7個(gè)模塊，最多可達(dá)到128個(gè)輸入和120輸出，此外S7-200還可以進(jìn)行模擬量控制，是一種性能價(jià)格比較好的微型PLC</p><p>　　(2)大型化、網(wǎng)絡(luò)化、多功能。</p><p>　　多層次分布式控制系統(tǒng)與集中型相比，具有更高的安全性和可靠性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)，組態(tài)也更為靈活方便

79、，地域分布也廣，是當(dāng)前控制系統(tǒng)發(fā)展的主要潮流。為了適應(yīng)這種發(fā)展，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化，世界上各PLC生產(chǎn)廠家不斷地研制開發(fā)功能更強(qiáng)的PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種PLC網(wǎng)絡(luò)一般是多級(jí)的，網(wǎng)絡(luò)的最底層是現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行級(jí)，網(wǎng)絡(luò)的最上層為組織管理級(jí)?，F(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行級(jí)可以由多個(gè)PLC或遠(yuǎn)程I/O工作站所組成，中間一級(jí)由PLC或計(jì)算機(jī)構(gòu)成。最高一級(jí)一般由高性能的計(jì)算機(jī)組成。它們之間采用工業(yè)以太網(wǎng)，MAP網(wǎng)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線相連構(gòu)成一個(gè)多級(jí)分布式PLC。</p>&

80、lt;p>　　(3)PLC控制系統(tǒng)將與智能控制系統(tǒng)更進(jìn)一步地相互滲透和結(jié)合。</p><p>　　目前，PLC與計(jì)算機(jī)已成為地結(jié)合并廣泛應(yīng)用，PLC不再是單獨(dú)的一個(gè)控制裝置，它成為控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要的組成部分和環(huán)節(jié)。隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，今后的PLC將更加注重它與智能控制系統(tǒng)的結(jié)合。許多PLC開發(fā)商已經(jīng)注意到了PLC的兼容性，不僅是PLC與PLC的兼容，而且還注意到PLC與計(jì)算機(jī)的兼容，使

81、之可以充分地利用計(jì)算機(jī)現(xiàn)有的軟件資源。今后PLC將采用速度更快，功能更強(qiáng)的CPU，容量更大的存儲(chǔ)器。并將更充分地利用計(jì)算機(jī)資源。PLC與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，集散控制系統(tǒng)，嵌入式計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)還將進(jìn)一步滲透與結(jié)合，這必將更進(jìn)一步拓寬PLC的應(yīng)用領(lǐng)域和空間。</p><p><b>　　3 PLC的選型</b></p><p>　　3.1 輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 <

82、/p><p>　　本系統(tǒng)控制四層電梯,采用集選控制方式。為了完成設(shè)定的控制任務(wù),主要根據(jù)電梯輸入/輸出點(diǎn)數(shù)確定PLC的機(jī)型。</p><p>　　根據(jù)電梯控制的要求，電梯應(yīng)具有內(nèi)呼和外呼按鈕、行程開關(guān)、開關(guān)門按鈕，以及相應(yīng)的指示燈，估算所需I/O口的數(shù)量，并繪制I/O口分配表，見表3-1。</p><p><b>　　4軟件設(shè)計(jì)</b></p

83、><p>　　4.1 電梯控制系統(tǒng)的主流程圖</p><p>　　根據(jù)電梯控制要求,電梯在邏輯控制程序操控下往復(fù)運(yùn)行,其循環(huán)過(guò)程為: 指令登記, 判斷電梯的運(yùn)行方向;起動(dòng)運(yùn)行,在運(yùn)行途中實(shí)現(xiàn)順向截梯、 廳呼梯信號(hào)和轎內(nèi)選擇指令的記憶等操作. 到達(dá)選層層站后,換速平層并消號(hào),并完成開、 關(guān)門操作等.PLC 程序采用模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上述功能,其結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試, 如轎廂內(nèi)外指令的登記與消號(hào)自動(dòng)定

84、向、 選層換速、 順向截梯及層樓數(shù)指示等模塊.模塊間不完全獨(dú)立,它們之間存在著有機(jī)聯(lián)系通過(guò)修改 PLC 控制程序可實(shí)現(xiàn)多種電梯運(yùn)行方式[12]。</p><p>　　圖4.1電梯控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　4.2編程元件明細(xì)表</p><p>　　根據(jù)電梯控制的要求，為能實(shí)現(xiàn)電梯各種功能，構(gòu)思PLC控制的程序，粗略估算肯能用到的編程元件。</p>

85、<p>　　4.3 電動(dòng)機(jī)控制電路圖</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖4-2所示。圖中M1，M2為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器KM1~KM4通過(guò)控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過(guò)載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過(guò)載時(shí)斷開主電路。FU1為熔斷器，起過(guò)電流保護(hù)作用。</p><p>　　圖4.

86、2電動(dòng)機(jī)控制電路圖</p><p><b>　　4.4梯形圖及注釋</b></p><p>　　4.4.1電梯初始控制</p><p>　　由于斷電或故障等原因，會(huì)使PLC停止運(yùn)行。當(dāng)PLC重新運(yùn)行時(shí)，假如電梯門未完全打開或關(guān)閉時(shí)，Q0.5置位有信號(hào)，產(chǎn)生關(guān)門動(dòng)作，直到電梯門完全關(guān)閉，Q0.5復(fù)位。當(dāng)電梯未在任意平層時(shí)，利用輔助繼電器M5.3,

87、電梯會(huì)下降，直到電梯碰觸行程開關(guān)后停止。</p><p>　　4.4.2外召喚信號(hào)的登記及消除</p><p>　　4.4.3內(nèi)指令信號(hào)登記及消除</p><p>　　點(diǎn)動(dòng)內(nèi)呼按鈕，信號(hào)登記顯示。到層信號(hào)取消。</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)一樓為基站，兩分鐘內(nèi)無(wú)任何操作，電梯自動(dòng)返回一樓。</p><p>　　4.4.

88、4電梯的平層信號(hào)處理</p><p>　　4.4.5選層定向及反向截梯</p><p><b>　　一、轎廂上行</b></p><p><b>　　二、轎廂下行</b></p><p>　　三、內(nèi)指令外召喚信號(hào)的保持</p><p>　　轎廂的內(nèi)呼指令與外召喚指令保持信號(hào)，

89、用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動(dòng)或手動(dòng)執(zhí)行開關(guān)門操作。開關(guān)門執(zhí)行一次之后，信號(hào)取消。使電梯能夠繼續(xù)響應(yīng)其他乘坐信號(hào)。</p><p>　　4.5各樓層停車信號(hào)</p><p><b>　　4.6自動(dòng)開關(guān)門</b></p><p>　　如梯形圖所示，電梯到層停車后，延時(shí)2s開門，5s后自動(dòng)關(guān)門。并設(shè)有手動(dòng)開門按扭和關(guān)門按鈕?？蓪?shí)現(xiàn)即時(shí)開關(guān)門。&

90、lt;/p><p><b>　　5程序仿真與調(diào)試</b></p><p>　　編好的程序用S7-200仿真軟件進(jìn)行了仿真，步驟如下：</p><p>　　第一步，把程序?qū)С霰４鏋椤八膶与娞菘刂葡到y(tǒng).awl”文件。</p><p>　　第二步，打開仿真軟件，選擇CPU224及擴(kuò)展模塊EM223。</p><

91、p>　　第三步，裝載“四層電梯控制系統(tǒng).awl”文件。</p><p>　　第四步，監(jiān)控梯形圖，運(yùn)行PLC。</p><p>　　第五步，點(diǎn)擊輸入點(diǎn)，使相應(yīng)輸入點(diǎn)閉合，查看梯形圖輸出情況，如圖4-6所示。</p><p>　　第六步，根據(jù)仿真情況對(duì)程序進(jìn)行相應(yīng)的修改和調(diào)試。</p><p>　　通過(guò)仿真與調(diào)試，最終得到的程序符合電梯控制

92、的各項(xiàng)要求。</p><p>　　圖5.1程序仿真運(yùn)行圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)利用S7-200可編程控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的控制。通過(guò)I/O口的估算，合理的選擇PLC的型號(hào)。根據(jù)電梯的控制要求，合理的分配I/0口，繪制流程圖，編寫電梯控制程序，并通過(guò)軟件對(duì)程序進(jìn)行仿真調(diào)試，使電梯實(shí)現(xiàn)了轎內(nèi)與各層呼

93、梯指令的記錄、電梯運(yùn)行方向和選層的控制，電梯上下行和自動(dòng)開關(guān)門、電梯的指層控制等功能，達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計(jì)目的。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)也存在一定的不足。由于時(shí)間的倉(cāng)促、設(shè)備條件和專業(yè)知識(shí)的限制，只能模擬電梯控制，用軟件進(jìn)行仿真，未能對(duì)相關(guān)的元器件進(jìn)行選型和制作電梯模型。另外，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，肯請(qǐng)閱讀此篇論文的老師多予指正。面對(duì)問(wèn)題，才有可能解決問(wèn)題。不足和遺憾不會(huì)給我打擊，只會(huì)更好的鞭策

94、我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)，更好的為社會(huì)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，為祖國(guó)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　四年大學(xué)時(shí)光伴隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)即將畫上一個(gè)完整的句號(hào)?；厥走@四年的美好歲月，感覺(jué)自己收獲頗多。在完成了大學(xué)最后一項(xiàng)任務(wù)后，突然發(fā)現(xiàn)不僅是對(duì)自己這四年的一個(gè)總結(jié)，同時(shí)也是對(duì)

95、四年學(xué)習(xí)成果的一次考核，更是自己下一步學(xué)習(xí)的一次演習(xí)。</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以及論文編寫過(guò)程中，從項(xiàng)目的選定、和理性分析到最后的論文編排，感謝指導(dǎo)教師李老師給了我許多指導(dǎo)和幫助。在設(shè)計(jì)項(xiàng)目的開始階段，也是我最迷茫的階段，李老師給了我很多方向上的建議和指導(dǎo)，使我明確了設(shè)計(jì)目的。在隨后的工作中，李老師在電梯控制功能及編程方面，又給了我很多寶貴的建議。在論文編排階段，李老師又給我指出了很多的內(nèi)容組織上不足

96、和錯(cuò)誤之處。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)化的工程，在這個(gè)過(guò)程中我遇到了很多無(wú)法靠自己能力以及知識(shí)儲(chǔ)備來(lái)解決的問(wèn)題，盡管付出了很多努力，但是仍然無(wú)法沒(méi)有明顯的進(jìn)展，這使我明白了協(xié)同工作的重要性。一個(gè)人的知識(shí)面永遠(yuǎn)都是有限的，在接觸到一個(gè)全新的領(lǐng)域時(shí)，都會(huì)遇到很多棘手的問(wèn)題，這是就要不斷地想別人請(qǐng)教和咨詢。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅使我了解了很多新的知識(shí)，更重要的是我探索和獲取知識(shí)的能力的到了很大的提高，這跟老師們給我的指導(dǎo)也是分不開的。</p>

97、<p>　　同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。 </p><p>　　再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。 </p><p>　　還要感謝黃河科技學(xué)院所有老師在這大學(xué)期間給我的培養(yǎng)。不僅使我學(xué)到了很多新知識(shí)，更重要的是，使我建立起了一套完整的科學(xué)思考觀，正是有了這樣科學(xué)的分析和思考問(wèn)題的方式，才能使我解決

98、畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的一系列問(wèn)題，同時(shí)這在我以后的生活、學(xué)習(xí)和工作中也將起到舉足輕重的作用。</p><p>　　最后，特別感謝各位老師在百忙中抽出時(shí)間評(píng)閱我的論文。</p><p><b>　　謝謝大家支持。</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李道霖，電氣控

99、制與PLC 原理及應(yīng)用,電子工業(yè)出版社，2006．</p><p>　　[2]楊興瑤編著.電動(dòng)機(jī)調(diào)速的原理及系統(tǒng).[M] 水利電力出版社出版，1979.8</p><p>　　[3]陳伯時(shí)，陳敏遜編著.交流調(diào)速系統(tǒng).[M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.4</p><p>　　[4]王子文， 電梯PLC 控制策略及其程序設(shè)計(jì)起重運(yùn)輸機(jī)械2006.7．</p&

100、gt;<p>　　[5]葉安麗.電梯技術(shù)基礎(chǔ)(第1版)[M].北京: 中國(guó)電力出版社,2004.</p><p>　　[6] 童夢(mèng)菊,陳景和.淺談電梯制動(dòng)器電氣控制及其檢驗(yàn)[J].福建質(zhì)量信息,2007, [7] 姚玉剛.電梯智能控制系統(tǒng)研究[D].長(zhǎng)春理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2008. [8]陳恒亮.電梯結(jié)構(gòu)與原理[M].北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2005. [9]張

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102、 [12]呂宋元主編.半導(dǎo)體變流技術(shù).[M] 天津大學(xué)出版社出版 [13]顧戰(zhàn)松，陳鐵年編著.可編程控制器原理與應(yīng)用.[M] 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1996 [14]楊寧主編.微機(jī)控制技術(shù).[M] 北京：高等教育出版社，2001.8 [1

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