畢業(yè)設計（論文）-五層電梯plc控制系統(tǒng)的設計

1、<p><b>　　學位論文原創(chuàng)性聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。</p><p><b>　　作者簽名：</b></p&

2、gt;<p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　學位論文版權使用授權書</p><p>　　本學位論文作者完全了解學校有關保障、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向有關學位論文管理部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權省級優(yōu)秀學士論文評選機構(gòu)將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)進行檢索，可以采用影

3、印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。</p><p>　　本學位論文屬于1、保密囗，在10年解密后適用本授權書</p><p><b>　　2、不保密囗。</b></p><p>　?。ㄕ堅谝陨舷鄳娇騼?nèi)打“√”）</p><p><b>　　作者簽名：</b></p>&l

4、t;p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　導師簽名：</b></p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　畢業(yè)設計(論文)任務書</p><p>　　學生姓名 xxx 專業(yè)班級

5、 自動化0704班 </p><p>　　指導教師 XXX 工作單位 自動化學院 </p><p>　　設計(論文)題目: 　　　　PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應用　　 　　</p><p>　　設計（論文）主要內(nèi)容：</p><p>　　利用三菱公司FX2N可編程控制器（PLC）

6、設計完成五層電梯控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)應根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統(tǒng)控制應采用隨機邏輯控制，即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎上，根據(jù)隨機信號，以及電梯相應狀態(tài)適時地控制電梯的運行。該系統(tǒng)應具備的功能有：</p><p>　　1、轎廂的位置是有脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送PLC的計數(shù)器來進行控制。同時，每層樓設置一個接近開關，以利于平層。</p&g

7、t;<p>　　2、為便于觀察，對電梯的運行方向以及電梯所在樓層進行顯示，我們采用LED和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示（開關帶有指示燈）。</p><p>　　3、為了提高電梯的運行效率和平層的精度，系統(tǒng)要求PLC能對轎廂的加、減速以及制動進行有效的控制。根據(jù)轎廂的實際位置以及交流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法來實現(xiàn)。</p><p>　　4、為了電梯的運行安全，系統(tǒng)

8、應設置可靠的保障保護和相應的顯示。</p><p>　　要求完成的主要任務:</p><p>　　了電梯的工作原理，掌握PLC及其相關電氣知識，完成以下設計任務：</p><p>　　1、電梯PLC控制方案設計</p><p>　　2、軟件設計流程圖與控制梯形圖與PLC程序設計</p><p>　　3、電梯控制梯形圖的

9、指令表</p><p>　　4、撰寫相應的設計說明書：正文不少于1萬5千字，圖文清晰，文理要通順。中文文獻收集不少于15篇，外文不少于5篇，外文翻譯論文不少于5000漢字。</p><p>　　指導教師簽名 系主任簽名 </p><p>　　院長簽名(章)_____________ </p>

10、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景及意義1</p><p&g

11、t;　　1.2 國內(nèi)外相關研究動態(tài)1</p><p>　　1.3 電梯控制系統(tǒng)的發(fā)展方向2</p><p>　　1.4 預期目標3</p><p>　　2 電梯控制系統(tǒng)需求分析4</p><p>　　2.1 電梯控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)4</p><p>　　2.2 電梯的主要組成部分4</p>&l

12、t;p>　　2.3 電梯的安全保護裝置5</p><p>　　2.4 電梯控制系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能7</p><p>　　2.5 電梯操作方式7</p><p>　　2.6 減速及平層控制8</p><p>　　3 電梯硬件設計9</p><p>　　3.1 轎廂樓層位置檢測9</p>&l

13、t;p>　　3.2 門電梯選擇9</p><p>　　3.3 門安全裝置選擇10</p><p>　　4 PLC型號確定11</p><p>　　4.1 PLC結(jié)構(gòu)原理11</p><p>　　4.1.1 PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)11</p><p>　　4.1.2 PLC的軟件組成12</p>

14、;<p>　　4.1.3 PLC的工作原理12</p><p>　　4.2 PLC控制系統(tǒng)I/O端口的設計13</p><p>　　4.3 PLC設備型號的確定15</p><p>　　5 電梯控制系統(tǒng)軟件設計16</p><p>　　5.1 電梯控制流程圖16</p><p>　　5.2 電梯

15、控制系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)17</p><p>　　5.2.1 樓層信號控制環(huán)節(jié)17</p><p>　　5.2.2 轎內(nèi)指令信號控制環(huán)節(jié)18</p><p>　　5.2.3 廳外召喚信號控制環(huán)節(jié)19</p><p>　　5.2.4 自動選項控制環(huán)節(jié)20</p><p>　　5.2.5 啟動換速控制環(huán)節(jié)21</

16、p><p>　　5.2.6 平層控制環(huán)節(jié)23</p><p>　　5.2.7 開關門控制環(huán)節(jié)24</p><p><b>　　結(jié)束語25</b></p><p><b>　　致謝26</b></p><p><b>　　參考文獻27</b><

17、/p><p>　　附錄1 PLC硬件設備端口連接圖29</p><p>　　附錄2 PLC電梯控制系統(tǒng)程序流程圖30</p><p>　　附錄3 PLC電梯控制系統(tǒng)梯形圖31</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文是針對五層電梯PLC控制系統(tǒng)進行的設計。電梯作為一種垂

18、直運輸設備，被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中，在現(xiàn)代社會中起到了非常重要的作用。隨著科技的進步工業(yè)控制技術的發(fā)展，電梯控制技術也得到了突飛猛進的發(fā)展。</p><p>　　本文針對傳統(tǒng)的電梯控制技術進行了大膽的改進，采用三菱FX2N系列可編程控制器設計了電梯控制系統(tǒng)。本文主要介紹了電梯的硬件結(jié)構(gòu)、PLC的基本原理、系統(tǒng)的硬件選擇以及PLC的軟件編程。電梯系統(tǒng)所實現(xiàn)的主要功能有：開關門的控制、層樓信號的產(chǎn)生與

19、消除、停層信號的登記與消除、外呼叫信號的登記與消除、電梯的定向、起動、穩(wěn)速運行、制動減速和平層控制等。與傳統(tǒng)的繼電器電梯控制系統(tǒng)相比，本設計的電梯控制系統(tǒng)提高了電梯可靠性、可維護性以及靈活性，同時延長了使用壽命，提高了電梯的控制水平，改善了乘坐電梯的舒適感，使電梯達到一種較為理想的運行效果。</p><p>　　關鍵詞：可編程控制器，電梯，邏輯控制，程序設計</p><p><b&g

20、t;　　ABSTRACT</b></p><p>　　This paper is aimed at a PLC control system design for five floors elevator.As a vertical transportation equipment,elevator is widely used in industrial production and people&

21、#39;s daily life,play a very important role in modern society.With the progress of science and development of industrial control technology,the elevator control technology is also obtained the development by leaps and bo

22、unds.</p><p>　　In this paper,we have made bold improvement basde on the traditinal elevator control technology,adopted Mitsubishi FX2N series programmable logic controller to design the elevator control syst

23、em.This paper mainly introduced elevator hardware structure,basic principle of PLC,system hardware choice and software programming of PLC.The main functions of elevator system are the control of opening and closing,the p

24、roduction and elimination of floor signals,stop layer signals and outside call signals, </p><p>　　Key words: Programmable Logic Controller, elevator, logic control, Program Designing</p><p><

25、b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景及意義</p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們物質(zhì)文化生活水平的提高，建筑業(yè)得以迅速發(fā)展，高樓層建筑不斷出現(xiàn)。隨著高層建筑的發(fā)展，為建筑內(nèi)提供上下交通運輸?shù)碾娞菰跉v史上出現(xiàn)，并且其發(fā)展空間在不斷擴大，已成為工作和生活中的必需設備。</p><p>　　1887年，美國奧的斯公

26、司制造出世界上第一臺電梯，這是一臺以直流電動機傳動的電梯，運行速度非常慢，只有10m/min。1900年，以交流電動機傳動的電梯開始問世。1902年，瑞士的迅達公司研制成功了世界上第一臺按鈕式自動電梯，采用全自動的控制方式，提高了電梯的輸送能力和安全性。隨著超高層建筑的出現(xiàn)，電梯的設計、工藝不斷得到提高，電梯的品種也逐漸增多。1900年，美國奧的斯公司制成了世界上第一臺電動扶梯。1950年又制成了安裝在高層建筑外面的觀光電梯，使乘客能在

27、電梯運行中清楚地眺望四周的景色。中國最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，是由美國奧的斯公司于1901年安裝的。經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展，在世界上的任何一個城市，電梯都在被廣泛應用著。</p><p>　　電梯給人們的生活帶來了便利，也為我國現(xiàn)代化建設的加速發(fā)展提供了強大的保障。針對飛速發(fā)展的電梯產(chǎn)業(yè)，提供安全、高效、環(huán)保的電梯控制系統(tǒng)，使每一部電梯都能安全高效地運行，成為電梯產(chǎn)業(yè)得以健康發(fā)展、人們的日常生活得以正常進行的重要保

28、證。近年來，人們對乘坐電梯的安全性和舒適性提出了更高的要求，這就要求電梯的研究者和開發(fā)者提高電梯控制技術，以滿足人們對于乘坐電梯日益增長的要求。</p><p>　　本文針對當前電梯控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和潮流，采用可編程控制器(PLC)設計控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對電梯運行的控制，使得電梯的運行滿足人們對于安全性和舒適性的要求。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外相關研究動態(tài)</p>&

29、lt;p>　　我國現(xiàn)已成為世界上擁有電梯數(shù)量最多的國家，電梯控制技術也達到了世界領先水平。2011年5月11日到13日，中國電梯協(xié)會聯(lián)合歐洲電梯標委會CEN/TC10、國際標準化組織電梯和扶梯技術委員會ISO/TC178、亞太地區(qū)電梯和扶梯協(xié)會PALEA、歐洲電梯聯(lián)合會ELA/EEA、美國機械工程師協(xié)會ASME電梯標準委員會A17、韓國電梯安全管理院KESI以及全國電梯標準化技術委員會在安徽屯溪召開了首屆全球電梯大會WEC2011

30、。會議對目前國際電梯發(fā)展的各個方面做了研討。</p><p>　　目前，電梯的發(fā)展呈現(xiàn)以下特點：</p><p>　　速度要求越來越快，高速、超高速電梯的數(shù)量愈來愈多。電梯的拖動技術有了較大的發(fā)展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點。逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運行平穩(wěn)，機房位置靈活等特點，使得在低樓層場合得到愈來愈廣泛的應用。交流拖動電梯更是得到迅速的發(fā)展，己由以前的變級調(diào)速(AC

31、-VP)發(fā)展成為調(diào)壓調(diào)速(AC-VV)及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速(AC-VVVF)，使得電梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人們的生理要求，電梯的舒適感大為改善。</p><p>　　電梯的邏輯控制己從過去簡單的繼電器—接觸器控制發(fā)展為可編程序控制(PLC)和微機控制，控制方式也從手柄控制、信號控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等，電梯可靠性得到很大提高。</p><p>　　電梯的管理功能不斷加

32、強，電梯廣泛采用微機控制技術，不斷滿足用戶的使用功能要求。如緊急停車操作、消防員專用、防搗亂系統(tǒng)等。</p><p>　　智能群控管理得到廣泛應用。</p><p>　　機械傳動方面，由于國際上機械加工水平的不斷提高，使斜齒傳動和行星齒輪傳動在電梯上的應用日益廣泛，已使電梯的傳動形式多樣化。</p><p>　　1.3 電梯控制系統(tǒng)的發(fā)展方向</p>

33、<p>　　電梯在驅(qū)動方式上經(jīng)歷了卷筒式驅(qū)動、牽引式驅(qū)動等歷程，逐漸形成了直流電機拖動和交流電機拖動兩種不同的拖動方式。早期電梯上的繼電器-接觸器控制方法的缺點是觸點比較多、故障高、可靠性差、體積大、維修工作量大、一旦接收完成不易更改，正在逐步被淘汰。作為載人工具，人們對于電梯在運行的平滑性、高速性、準確性和高效性等一系列靜態(tài)性能方面提出了更高的要求。目前電梯的發(fā)展呈現(xiàn)出以下特點：</p><p>　　

34、結(jié)構(gòu)不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化隨著新技術、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的發(fā)展，電梯的機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進化、外觀漂亮化。同時，無機房電梯在新世紀將會有較大速度發(fā)展。</p><p>　　技術含量更高，性能更好。</p><p>　　電梯行業(yè)技術發(fā)展非常迅速，幾年前推出的具有先進性能、高舒適性的VVVF電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標準配置，因為永磁同步無齒輪曳

35、引機具有更節(jié)能、更潔凈、更安全、更安靜、更經(jīng)濟的特點，所以永磁同步曳引機逐步成為新型曳引機的主流。由于永磁技術的先進性，將來很有可能取代VVVF技術。另外，網(wǎng)絡控制和智能群控系統(tǒng)以其控制的先進性、快速性、準確性和可靠性亦是電梯的發(fā)展潮流。</p><p>　　安裝更加方便、更加快捷高效、安全、可重復使用的無腳手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式；隨著新技術的開發(fā)、應用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來更大的方便，使電梯安

36、裝更快、效率更高。此外，電梯的雙向安全裝置、無抵抗、無線控制、綠色環(huán)?！踩?、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來電梯的重要發(fā)展方向。</p><p><b>　　1.4 預期目標</b></p><p>　　可編程序控制器的引入使得控制領域的面貌煥然一新，將其運用于電梯控制中也使得電梯領域得到了快速的發(fā)展。</p><p>　　可編程序控制器（Pro

37、grammable Logic Controller）簡稱PLC，是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術，用面向控制過程面向用戶的“自然語言”編程，適應工業(yè)環(huán)境，簡單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置，是在繼電器順序控制基礎上發(fā)展起來的一種以處理器為核心的通用自動控制裝置，它既保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計算機接口和維修方便等諸多高品質(zhì)性能，又采用

38、一種可編程運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產(chǎn)過程。在電梯控制領域，PLC也得到了廣泛而深入的應用。</p><p>　　PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。目前世界上PLC產(chǎn)品可按地域分為三大流派，一個流派是美國產(chǎn)品，一個流派是歐洲產(chǎn)品，一個流派是日本產(chǎn)品。美國和歐洲的PLC技術是在相互隔離的情況下獨立研究開發(fā)的，因此美國和歐洲的PLC

39、產(chǎn)品有明顯的差異性。而日本的PLC技術是由美國引進的，對美國的PLC產(chǎn)品有一定的繼承性。歐美以大中型PLC而聞名，而日本的主推產(chǎn)品定位在小型PLC上。日本三菱公司的PLC產(chǎn)品就是其中的代表，F(xiàn)X2系列是三菱公司在20世紀90年代開發(fā)的整體式高功能小型機，配有各種通信適配器和特殊功能單元，F(xiàn)X2N是今年推出的高功能整體式小型機，它是FX2的換代產(chǎn)品，各種功能有了全面的提升,能夠滿足一般的工程系統(tǒng)開發(fā)應用。</p><p

40、>　　本設計根據(jù)任務書要求，將三菱FX2N系列可編程序邏輯控制器（PLC）應用于五層居民電梯進行邏輯控制，通過合理的選擇和設計，實現(xiàn)電梯運行的可靠性、可維護性以及靈活性，與傳統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)相比，提高了電梯的控制水平，改善電梯運行的舒適感，使電梯達到較為理想的運行效果。當乘客進入電梯后，按動樓層按鈕，電梯實現(xiàn)自動關門（也可手動控制），根據(jù)轎廂所處位置及乘客所到層數(shù)，判定轎廂的運行方向并顯示，保證轎廂停在選定的樓層上；同時，根據(jù)樓層的

41、呼叫，與電梯相同運行方向時停車，執(zhí)行開關門動作。另外在轎廂內(nèi)外均有信號燈顯示電梯的運行方向及所處樓層數(shù)。</p><p>　　2 電梯控制系統(tǒng)需求分析</p><p>　　2.1電梯控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　隨著工業(yè)技術的發(fā)展，電梯的控制技術經(jīng)歷了由繼電器控制系統(tǒng)向可編程控制器控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的過程。</p><p>　　傳統(tǒng)的繼電器

42、電梯控制系統(tǒng)是一種邏輯電路控制系統(tǒng)，采用繼電器構(gòu)成邏輯電路實現(xiàn)對電梯的控制，需要器件很多，電路復雜，可維護性差，遠遠不能滿足人們對于運行效率和乘坐舒適度的要求。PLC技術的發(fā)展使得電梯控制技術提升到一個新的層次，電梯運行的效率、舒適度、安全性以及可維護性都有了質(zhì)的飛躍。</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣，主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成。圖1為電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖

43、，主要硬件包括PLC主機及擴展、機械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機，操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護等信號通過PLC輸入接口送入PLC，然后通過程序控制向拖動系統(tǒng)發(fā)出信號。</p><p>　　圖1 電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.2 電梯的主要組成部分</p><p>　?。?）首

44、先是電梯的電力拖動部分部分。</p><p>　　這一部分由拽引部分、電動機以及相應的開關電路以及開門機組成。曳引部分，通常由曳引機和曳引鋼絲繩組成；電動機帶動曳引機旋轉(zhuǎn)，使轎廂上下運動，開關電路負責設備與電力線路的接通與斷開，開門機則負責電梯能夠正確地開門和關門。</p><p>　　該部分直接與樓宇電力線路相連接，提供電梯運行的動力。由控制系統(tǒng)的信號驅(qū)動控制完成電梯的開關門、啟動、制動

45、、平層等動作，是電梯工作的最上層，實現(xiàn)電梯的正確運行。</p><p>　?。?）第二部分是電梯的主要硬件組成，電梯最主要的部分是轎廂、廳門和井道，轎廂主要承擔載人任務，門廳承擔開關門的任務。</p><p>　　轎廂和廳門轎廂由轎架、轎底、轎避和轎門組成；廳門一般有封閉式、中分式、雙折式、雙折中分式和直分式等形式。</p><p>　　電氣設備及控制裝置由曳引機、

46、選層器傳動及控制柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和顯示器組成，顯示器包括兩部分，分別是轎廂內(nèi)和各層的門廳中指示電梯運行方向和所處樓層的顯示器。</p><p><b>　　其他裝置。</b></p><p>　　其他的附屬裝置包括電梯的重量平衡系統(tǒng)及設備和平層設備，以實現(xiàn)電梯的平穩(wěn)、安全、高效運行，提高乘客乘坐電梯的舒適感。</p><p>　　2.3

47、 電梯的安全保護裝置</p><p>　?。?）電磁制動器：電磁制動器是一種將主動側(cè)扭力傳達給被動側(cè)的連接器，可以據(jù)需要自由的結(jié)合，切離或制動。因使用電磁力來動作，稱之電磁制動器，具有響應速度快，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，也稱作剎車閘。將電磁制動器裝于曳引機軸上，一般采用直流電磁控制器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。</p><p>　?。?）行程極限保護裝置。為防止電梯由于限位開關不起作用，轎廂

48、超越頂層或底層端站繼續(xù)運行，不需設置保護裝置以防止發(fā)生嚴重的后果和結(jié)構(gòu)損壞。防止越程的保護裝置一般是由設置在井道內(nèi)上下端站附近的強迫換速開關、限位開關和極限開關組成，這三種開關均為電氣開關，都必須符合電氣安全觸點要求。這些開關或碰輪都安裝在固定于導軌的支架上，由安裝在轎廂上的撞桿觸動而動作。</p><p>　　強迫減速開關是防止越程的第一道關，設置在正常緩速開關之后，兩個換速開關分別裝于井道的頂部和底部，當轎廂

49、駛過端站換速未減速時，轎廂上的撞塊就觸動此開關，通過電氣傳動控制裝置，使電動機強迫減速，以避免轎廂沖頂或者登底。</p><p>　　限位開關是防止越程的第二道關，當轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，就會觸動限位開關，此時限位開關立即動作，切斷電源并制動，強迫停車。</p><p>　　極限開關是防越程的第三道保護，當限位開關動作后電梯仍不能停止運行，則觸動極限開關切斷電路模式驅(qū)動主機迅速停

50、止運轉(zhuǎn)。極限開關應能防止電梯在兩個方向的運行越程，而且不經(jīng)過專業(yè)人員調(diào)整電梯不能自動恢復運行。</p><p>　　防越程保護開關都是由安裝在轎廂上的撞桿觸動的，撞桿必須保證有足夠的長度，在轎廂整個越程的范圍內(nèi)都能壓住開關，而且開關的控制電路要保證開關斷開時，電路始終不能接通。</p><p>　?。?）急停開關：按照要求在轎頂、底坑和滑輪間必須裝設急停開關，為了醒目和提醒人們注意，急停開

51、關需要設置為紅色的，并且標有“停止”和“運行”的位置。發(fā)生異常情況時，按“停止”按鈕即可切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。</p><p>　　轎頂?shù)耐Ｖ归_關應面向轎門，離轎門距離不大于1m；底坑的停止開關應安裝在進入底坑可立即觸及的地方。當?shù)乜虞^深時可以在下底坑時梯子旁和底坑下部各設一個串聯(lián)的停止開關。最好是能聯(lián)動操作的開關，在開始下底坑時即可將上部開關打在停止的位置，到底坑后也可用操作裝置消除停止狀態(tài)，

52、由安裝在轎頂或其他地方的檢修運行裝置進行控制。</p><p>　　（4）廳門開關：每個廳門開關都裝有門鎖開關，僅當廳門關上才允許電梯啟動。在運行中如出現(xiàn)廳門開關斷開，電梯會立即停車。</p><p>　　（5）關門安全開關：常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關門的過程中如安全觸板碰到乘客，將發(fā)出信號，門電動機停止關門，反向開門，延時重新關門。此外還有紅外線開關等。</p>

53、<p>　　（6）超載開關：當超載時轎廂底下降，超載開關動作，電梯不能關門和運行。</p><p>　?。?）其他開關：除上述開關外，還有安全窗開關，鋼帶輪的斷帶開關等。</p><p>　　電梯信號的控制基本由PLC軟件實現(xiàn)。電梯信號控制系統(tǒng)如圖2所示，輸入到PLC的控制信號有運行方式選擇（如自動、檢修、消防運行方式等）、運行控制信號、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護信號、旋轉(zhuǎn)編碼

54、器光電脈沖、開關門信號及限位信號、門區(qū)和平層信號等。</p><p>　　圖2 電梯信號PLC控制系統(tǒng)圖</p><p>　　2.4 電梯控制系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的基本功能如下：</p><p>　?。?）一臺電動機控制轎廂的上升和下降。</p><p>　?。?）各層的門廳設置上

55、下呼叫開關（最頂層只設置向下呼叫開關，最底層只設置向上呼叫開關）。</p><p>　?。?）電梯到位后具有手動或自動開門或關門功能。</p><p>　?。?）電梯內(nèi)設有層樓指示鍵、開關門按鍵、警鈴風扇及照明按鍵。</p><p>　?。?）電梯內(nèi)外設有方向指示燈及電梯當前層號指示燈。</p><p>　　轎廂內(nèi)和各樓層的門廳內(nèi)均有兩種指示

56、燈，一種是方向指示燈，分別指示向上和向下運行的狀態(tài)，并分別與上行接觸器SC和下行接觸器XC連接，另一種是轎廂所處樓層的顯示器，顯示器由七段顯示譯碼器構(gòu)成，與檢測轎廂位置的干簧管通過連接電路相連，能夠連續(xù)顯示，隨時顯示轎廂所處的位置。</p><p>　?。?）待客自動開門，當電梯在某層停梯待客時，按下層外召喚按鈕，應能自動開門迎客。</p><p>　　（7）自動關門與提早關門。在一般情況

57、下，電梯停站4到6秒應能自動關門。在延時時間內(nèi)，按下關門按鈕，門將提前實現(xiàn)關門動作。</p><p>　?。?）按鈕開門。在開關過程中或門關閉后電梯啟動前，按下操縱盤上的開關門按鈕，門將打開。</p><p>　?。?）內(nèi)指令記憶。當轎廂內(nèi)操縱盤上有多個選層指令時，電梯應能按順序自動停靠，并自動確定運行方向。</p><p>　?。?0）自動定向。當轎廂內(nèi)操縱盤上選

58、層指令相對于電梯位置具有不同方向時，電梯應能俺先入為主的原則自動確定運行方向。</p><p>　?。?1）呼梯記憶與順向截停。電梯在運行中應能記憶層外的呼梯信號，對符合運行方向的召喚，應能自動逐一?？繎?。</p><p>　?。?2）自動換向。當電梯完成全部轎廂內(nèi)指令，應能自動換向，應答相反方向的信號。</p><p>　?。?3）自動關門待客。當完成全部轎廂內(nèi)

59、指令，又無外呼梯信號時，電梯應自動關門，并在設定時間內(nèi)自動關閉轎廂照明。</p><p>　?。?4）自動返基站。當電梯設有基站（本設計中，基站為一樓）時，電梯在完成全部指令后，自動駛回基站，停機待客。</p><p>　　2.5 電梯操作方式</p><p>　　通過查閱資料，了解到常見的電梯操作方式有如下兩種：</p><p>　　第一種

60、，單轎廂下集選是控制室登記所有轎廂和廳門下行召喚，轎廂上行是只答應轎廂召喚，直至最高層后自動改變運行方向為下行，應答廳門下行召喚。</p><p>　　第二種，單轎廂全集選是控制室等級所有門廳和轎廂召喚，上行時順應答轎廂和廳門上召喚。直至最高層自動反向應答下行召喚和轎廂召喚。</p><p>　　2.6 減速及平層控制</p><p>　　電梯的工作特點是頻繁起制動

61、，為了提高工作效率，改善舒適感，要求電梯能平滑減速至速度為零時，準確平層，即“無速度停車抱閘”，不要出現(xiàn)爬行現(xiàn)象或低速抱閘，即不要直接停止。做到這一點的關鍵是準確發(fā)出減速信號，在接近層樓面時按距離精確地自動矯正速度給定曲線。</p><p>　　本設計采用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測轎廂位置，只要電梯一運行，計數(shù)器就可以精確地確定走過的距離，達到與減速點相應的預制數(shù)時即可發(fā)出減速命令。不論哪種方式產(chǎn)生的減速命令，由于負載變化、

62、電網(wǎng)波動、鋼絲繩打滑等，都會使減速過程不符合平層技術要求，為此一般在離樓層100mm到200mm處設置一個平層矯正器，以確保平層的長期準確性。</p><p><b>　　3 電梯硬件設計</b></p><p>　　3.1 轎廂樓層位置檢測</p><p>　　通過查閱資料，了解到現(xiàn)在工程中進行轎廂樓層位置檢測的主要方法有以下幾種：</

63、p><p>　　（1）用干簧管磁感應器或其它位置開關</p><p>　　這種方法直觀、簡單，但由于每一層都需要使用一個磁感應器，當樓層較高時，會占用PLC太多的輸入點。</p><p>　　（2）利用穩(wěn)態(tài)磁保開關</p><p>　　這種方法需對磁保開關的不同狀態(tài)進行編碼，在各種編碼方式中式和電梯控制的只有格雷變形碼，但它是無權代碼，進行運算時

64、需采用PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也只會使程序變得龐大。</p><p>　?。?）利用旋轉(zhuǎn)編碼器</p><p>　　目前，PLC一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜嫈?shù)單元，計數(shù)準確，使用方便，因而在電梯PLC控制系統(tǒng)中，可用編碼器測取電梯運行過程中的準確位置。編碼器可直接與PLC高速脈沖輸入端相連，電源也可利用PLC的內(nèi)置24V直流電源，硬件連接可謂簡單方便，高層電梯可以應用這種方法。

65、</p><p>　　本設計中的樓層只有五層，綜上所述，采用干簧管磁感應器來檢測轎廂所處樓層位置。樓層感應干簧管的示意圖如圖3所示。</p><p>　　圖3 樓層感應干簧管示意圖</p><p><b>　　3.2 門電梯選擇</b></p><p>　　電梯門有層門和轎門之分，兩門的開啟是同時進行的，實現(xiàn)開關門的動作

66、用一臺小電動機驅(qū)動即可。門電動機是開關門的動力源，通常采用直流電動機。門電氣拖動線路通常由門電動機、門繼電器觸電及電阻分壓線路等部分組成。采用他勵方式，并用變壓調(diào)速方式方法來控制開關門的速度，即控制門電動機轉(zhuǎn)速。</p><p>　　3.3 門安全裝置選擇</p><p>　　層門和轎門的開啟是同步進行的，為保證乘客的安全，電梯門的入口處必須有安全保護裝置。在門上或門框上裝有機械的或電子的

67、門探測器，當門探測器發(fā)現(xiàn)門區(qū)有障礙時，便發(fā)出信號給控制部分，停止關門、重新開門，待障礙消除后，方可關門。通常有光電式保護裝置、超聲波保護裝置和防夾條等類型，本設計采用光電式保護裝置。</p><p>　　將光電裝置安裝在門上，使光線水平地通過門口，當乘客或物品遮斷光線時，就能使門重新打開。光幕，即紅外線微掃描探測裝置，作為一種光電產(chǎn)品，可以代替機械安全觸板，或?qū)⒐饽慌c觸板合成為具有雙重保護功能的二合一光幕。這已成

68、為電梯界廣泛采用的電梯門保護裝置。</p><p>　　光幕劃分為普通光幕、二合一光幕和三維光幕。普通光幕可直接代替機械式安全觸板，分為運動型光幕和非運動型光幕。運動型光幕在普通光幕種占據(jù)主導地位，也得到了多數(shù)廠家的認同。二合一光幕由于具有雙重保護功能，即將成為門電梯保護裝置的主流。三維光幕在最近幾十年才推出，技術不夠成熟，需要繼續(xù)改進。</p><p><b>　　4 PLC型

69、號確定</b></p><p>　　4.1 PLC結(jié)構(gòu)原理</p><p>　　4.1.1 PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC是在繼電器控制和計算機控制的基礎開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展以微處理器為核心，集自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業(yè)自動裝置。不同的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的可編程邏輯控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣，但基本組成原理是一樣的。國際電工

70、委員會（IEC）所作的定義為：可編程序控制器（PLC）是一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P的外圍設備都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。</p><p>　　從硬件來看，PLC主要由CP

71、U，存儲器，I/O接口，電源，編程器等組成。</p><p>　?。?）CPU：CPU板是PLC的核心部件，它包括：微處理器CPU、存儲器（ROM、RAM）、并行接口（PIO）、串行接口（SIO）及時鐘控制電路等。CPU板是PLC的運算、控制中心，用來實現(xiàn)各種邏輯運算、算術運算及對整機進行管理控制；PLC內(nèi)部配有程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器（ROM，RAM），分別用于存儲系統(tǒng)程序和用戶程序，并生成用戶環(huán)境；并行接口和串

72、行接口主要用于CPU與各接口電路之間的信息交換。時鐘及控制電路用于產(chǎn)生脈沖及各種控制信號。</p><p>　?。?）存儲器：PLC配有兩種存儲器，即系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器用來存放系統(tǒng)管理程序，用戶不能訪問和修改這部分存儲器的內(nèi)容。用戶存儲器用來存放編制的應用程序和工作數(shù)據(jù)狀態(tài)。存放工作數(shù)據(jù)狀態(tài)的用戶存儲器部分也成為數(shù)據(jù)存儲區(qū)，它包括輸入/輸出數(shù)據(jù)映像區(qū)、定時器/計數(shù)區(qū)預置數(shù)和當前值的數(shù)據(jù)區(qū)及當前值的

73、數(shù)據(jù)區(qū)及存放中間結(jié)果的緩沖區(qū)。</p><p>　　PLC的存儲器包括只讀存儲器（ROM）和隨機存取存儲器（RAM），可以提供各種形式的讀取/寫入方式。</p><p>　?。?）輸入/輸出接口：輸入電路通常有兩種形式：直流輸入和交流輸入電路。輸入電路的作用是接收現(xiàn)現(xiàn)場輸入設備送來的控制信號，并經(jīng)光電耦合器隔離后轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部的標準電平信號，然后由CPU讀入并送至輸入映象寄存器中，供程序

74、執(zhí)行使用。</p><p>　　輸出電路的作用是將PLC的輸出控制信號送給外部輸出設備，通過輸出設備控制被控制對象工作。輸出電路共有三種形式：一種是繼電器形式，它是通過控制繼電器的線圈使其觸點的通斷來控制輸出設備，實現(xiàn)電氣隔離；另一種是晶體管輸出型，它是通過光電耦合器使輸出開關晶體管通斷，進而控制輸出設備；第三種是可控硅輸出型，通過觸發(fā)可控硅的通斷實現(xiàn)對外部輸出設備的控制。</p><p>

75、;　　根據(jù)輸入輸出點數(shù)的多少，可以將PLC分為小型、中型和大型三類。其中小型PLC的I/O點數(shù)少于256，具有單CPU和8位或者16位處理器，用戶存儲器容量為4KB以下。本設計中要求使用的三菱FX2N系列PLC就是小型機。</p><p>　?。?）電源：電源單元的作用是把外部電源（220V交流電源）轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。外部連接的電源通過PLC內(nèi)部配有的一個專用開關式穩(wěn)壓電源，將交/直流供電電源轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部電

76、路需要的工作電源（直流5V、±12V、24V），并為外部輸入單元提供24V直流電源（僅供輸入端點使用）。驅(qū)動PLC負載的電源由用戶提供。</p><p>　?。?）編程器：編程器是PLC重要的外部設備，利用編程器可將用戶程序送入PLC的用戶程序存儲器，調(diào)試程序、監(jiān)控成語的執(zhí)行過程。編程器從結(jié)構(gòu)上可分為簡易編程器、圖形編程器和通用計算機編程器三種類型。</p><p>　　4.1.

77、2 PLC的軟件組成</p><p>　　PLC的軟件有系統(tǒng)程序和用戶程序組成。</p><p>　　系統(tǒng)程序由PLC制造廠商設計編寫，并存入PLC的系統(tǒng)存儲器中，用戶不能直接讀寫與更改。系統(tǒng)程序一般包括系統(tǒng)診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序及監(jiān)控程序等。</p><p>　　PLC的用戶程序是用戶自己利用PLC編程語言，根據(jù)控制要求編制的程序。本設計中

78、，最重要的是用PLC的編程語言編寫電梯運行的程序，以實現(xiàn)控制電梯的目的。</p><p>　　4.1.3 PLC的工作原理</p><p>　　PLC從0000號存儲地址所存放的第一條用戶程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)的情況下，按存儲地址號遞增的方向順序逐條執(zhí)行用戶程序，指導END指令結(jié)束；然后再從頭開始執(zhí)行，并周而復始地重復，指導停機或從運行（RUN）切換到停止（STOP）工作狀態(tài)。這種執(zhí)行程

79、序的方式稱為掃描工作方式，每完成一次程序就構(gòu)成一個掃描周期。PLC的掃描工作方式主要分為輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。</p><p><b>　?。?）輸入處理</b></p><p>　　PLC以重復掃描方式執(zhí)行用戶程序。在執(zhí)行程序前首先按地址編碼順序?qū)⑺休斎攵俗拥耐〝酄顟B(tài)（輸入信號）讀入輸入映像寄存器中，然后開始執(zhí)行程序。在執(zhí)行過程中，即使輸入狀態(tài)

80、發(fā)生了變化，但輸入映象寄存器中的內(nèi)容不變，直到一個掃描周期的輸入處理階段才重新讀輸入狀態(tài)。</p><p><b>　?。?）程序執(zhí)行</b></p><p>　　在程序執(zhí)行階段，PLC順序掃描用戶程序。每執(zhí)行一條程序所需要的信息都是從輸入映象寄存器和其他軟元件映象寄存器讀出并參與運算，然后將執(zhí)行結(jié)果寫入有關的軟元件映象寄存器中，因此各軟元件映象寄儲器中的內(nèi)容隨著程序

81、的執(zhí)行在不斷的變化。</p><p><b>　?。?）輸出處理</b></p><p>　　當全部指令執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器中的狀態(tài)全部傳送到輸出鎖存寄存器中，構(gòu)成PLC的實際輸出并由輸出端子送出給執(zhí)行器。</p><p>　　4.2 PLC控制系統(tǒng)I/O端口的設計</p><p>　　要設計PLC設備的I/O端

82、口，首先要分析電梯的層數(shù)、電梯類型、控制的方式以及應用場所，從而確定PLC輸入信號和輸出信號端口的數(shù)量。</p><p>　　電梯作為一種多層次、長距離運行的大型設備，在井道、廳外及轎廂內(nèi)有大量的信號要進入PLC。本文要設計的是五層居民用電梯，根據(jù)任務書的要求作如下分析：</p><p>　　轎內(nèi)輸入信號按鈕：1AN--5AN，共5個，用于乘客在電梯內(nèi)下達各層轎內(nèi)指令。</p>

83、<p>　　廳外召喚按鈕：1ASZ--4ASZ、2AXZ--5AXZ，共8個，用于廳外乘客發(fā)出召喚信號。</p><p>　　樓層感應干簧管：1G--5G。由上文分析可知，干簧管磁感應器用于檢測轎廂所處樓層，它們所對應的這五個PLC輸入信號端口安裝在井道中每層的平層位置附近，在轎廂上安裝有隔磁鋼板，當電梯上行或下行，隔磁鋼板進入干簧管內(nèi)時，干簧管中的觸點動作發(fā)出控制信號。干簧管的作用有兩方面，一是發(fā)

84、出電梯減速信號，二是發(fā)出樓層指示信號。</p><p>　　平層感應干簧管：有SPG、XPG、MQG共3個，安裝在轎廂頂部，在井道相應位置上裝有隔磁鋼板。當鋼板同時位于SPG、XPG和MQG之間時，電梯正好處于平層位置。</p><p>　　門廳開關1TMK--5YMK，轎門開關JMK，共6個，分別安裝在廳門、轎門上。當它們?nèi)块]合時，說明所有門都已關好，電梯允許運行；若上述開關有任何一個

85、沒有閉合，說明有的門是打開的，這時不允許電梯運行。這6個開關沒有在PLC的輸入輸出端口上，但是他們的閉合與否直接影響PLC的工作，從而決定電梯能否正確地運行。</p><p>　　開門按鈕AKM，關門按鈕AGM，用于乘客手動開、關控制。</p><p>　　強迫換速開關SHK、喜歡看，共2個。SHK和XHK分別裝在井道中對應最高層（5層）和最底層（1層）的相應位置。電梯運行到最高層或最低層

86、時，如果正常的換速控制沒有起作用，則碰撞這兩個開關使電梯強迫減速。</p><p>　　接觸器SC、XC、KC、MC、KJC、1MJC及2MJC，共7個。</p><p>　　樓層指示燈1ZD--5ZD，共5個；自動開關門控制信號，共2個；廳外護體信號指示燈1SZD--4SZD、2XZD--5XZD，共8個。</p><p>　　根據(jù)以上分析，可以得到PLC的I/O

87、分配表如表1所示。</p><p>　　表1 電梯系統(tǒng)PLC輸入/輸出端口分配表</p><p>　　4.3 PLC設備型號的確定</p><p>　　由上面的分析可知，現(xiàn)場輸入信號共有29個，輸出信號共22個，可選擇三菱FX2N-64M型PLC，該型號的PLC基本單元輸入32點，輸出32點，屬于小型機，能夠滿足要求。各層廳門開關觸點串聯(lián)后輸入X10，只要任何一層門

88、沒有關好，X10就不能動作。</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)接線圖如圖4所示：</p><p>　　圖4 PLC接線原理圖</p><p>　　5 電梯控制系統(tǒng)軟件設計</p><p>　　5.1 電梯控制流程圖</p><p>　　根據(jù)電梯的工作原理與功能要求以及輸I/O點的地址分配表，繪制電梯的程序流程圖和設計電

89、梯的程序梯形圖，電梯控制程序流程圖5所示。梯形圖程序由七個主要部分構(gòu)成：樓層信號控制、轎內(nèi)指令信號控制、廳外召喚信號控制、自動選向控制、啟動換速控制、平層控制、開關門控制。</p><p>　　圖5 電梯控制程序流程圖</p><p>　　5.2 電梯控制系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)</p><p>　　5.2.1 樓層信號控制環(huán)節(jié)</p><p>　　根據(jù)

90、控制的要求，樓層信號控制梯形圖如圖6所示。</p><p>　　圖6 樓層信號控制梯形圖</p><p>　　由上文可知，PLC輸出端口Y0到Y(jié)4分別對應接通五層到一層的樓層顯示信號。樓層顯示是連續(xù)變化的，電梯運行到是下一層樓層感應器動作之前的任何位置，應一直顯示上一層的樓層數(shù)。例如，電梯最初處于一層，X15為ON，Y4為ON，由I/O接線圖可知，指示燈1ZD亮，顯示1，即轎廂處于一層；當

91、電梯離開1層向上運行時，由于1G為OFF使得X15為OFF，但Y4通過自鎖維持ON狀態(tài)，所以，1ZD一直亮；當達到2層2G處時，由于X14為ON，使得Y3為ON，此時2ZD亮，Y3長閉觸點使Y4為OFF，即此時指示燈2亮，同時指示燈1熄滅。在其他各層時情況與此相同。</p><p>　　5.2.2 轎內(nèi)指令信號控制環(huán)節(jié)</p><p>　　轎內(nèi)指令信號控制環(huán)節(jié)梯形圖如圖7所示。</p

92、><p>　　圖7 轎廂內(nèi)信號控制環(huán)節(jié)</p><p>　　該環(huán)節(jié)可以實現(xiàn)轎廂內(nèi)指令的登記與消除。中間繼電器M112--M116中的一個或幾個為ON時，表示相應樓層的轎內(nèi)指令被登記，反之，當其中的一個或幾個為OFF時，表示相應的指令信號被消除。</p><p>　　本梯形圖對M112--M116均采用SET/RST指令編程。從圖中可知，各層的轎內(nèi)指令登記和消除方式都是

93、一樣的?，F(xiàn)在假設電梯在一層，處于停止狀態(tài)，Y17（SC）為OFF，Y20(XC)為OFF；乘客按下2AN、4AN，則X21為ON，X17為ON，從而使M115為ON，M113為ON，即2、4兩層的轎內(nèi)指令被登記。當電梯向上運行到達第2層的樓層感應器2G處時，由樓層信號控制環(huán)節(jié)可知Y3為ON，于是M115為OFF，即2層的轎內(nèi)指令被清除，表明該指令已被執(zhí)行完畢。而M113由于其復位端的條件不具備，所以4層轎內(nèi)指令仍然保留，只有當電梯到達第

94、4層時，該信號才被解除。</p><p>　　5.2.3 廳外召喚信號控制環(huán)節(jié)</p><p>　　廳外召喚信號控制環(huán)節(jié)的梯形圖如圖8所示。</p><p>　　圖8 廳外召喚信號控制環(huán)節(jié)梯形圖</p><p>　　廳外召喚信號控制環(huán)節(jié)實現(xiàn)廳外召喚指令的登記及消除，編程形式與轎內(nèi)指令環(huán)節(jié)基本相似。</p><p>　　

95、設電梯在1層，2、4層廳外乘客欲乘梯上行，故分別按下2ASZ、4ASZ，同時2層還有乘客欲下行，按下2AXZ。于是X23為ON，X4為ON，輸出繼電器Y6為ON，Y10為ON，分別使呼梯信號燈2SZD、4SZD、2XZD亮。系統(tǒng)接到指示信號后操作電梯向上運行，故M130為ON。當電梯到達2層?？繒r，Y3為ON，故Y6為OFF，2SZD燈熄滅。由于4層上召喚信號Y10仍然處于等級狀態(tài)，故上行控制信號M130此時并不釋放（具體在選向環(huán)節(jié)中分

96、析）。因此，電梯雖然目前在2層，但這層下行召喚信號Y11仍然不能清除，燈2XZD仍然亮。只有當電梯執(zhí)行完全部上行任務返回到2層時，M131為ON，Y3為OFF，下行召喚信號Y11才被清除。這就實現(xiàn)了只清除與電梯運行方向一致的召喚信號這一控制要求。</p><p>　　5.2.4 自動選項控制環(huán)節(jié)</p><p>　　所謂選向，就是電梯根據(jù)乘客下達的轎內(nèi)指令，自動選擇合理的運行方向。自動選向

97、控制環(huán)節(jié)的梯形圖如圖9所示。</p><p>　　圖9 自動選項控制環(huán)節(jié)梯形圖</p><p>　　圖中的內(nèi)部繼電器M130、M131分別稱為上下方向控制中間繼電器，它們直接決定著方向輸出繼電器Y17/Y20的ON或OFF狀態(tài)，從而控制繼電器SC/XC，即決定著電梯的運行方向。下面分析其選向原理：</p><p>　　設電梯位于1層，轎內(nèi)乘客欲前往3層和5層，按下3

98、AN、5AN，X21為ON，X16為ON，由轎內(nèi)指令環(huán)節(jié)知M114為ON，M112為ON。又因為電梯位于1層，由樓層信號控制環(huán)節(jié)知，Y4為ON，圖9中，其動觸點打開，于是已閉合的M114和M112只能使上行控制繼電器M130為ON，而不會使M131回路接通，即電梯自動選擇了上行方向。</p><p>　　接著電梯向上運行到第3層停下來，Y2為ON，轎內(nèi)指令M114為OFF，但M112仍然登記。這時M130保持ON

99、狀態(tài)，即仍然維持著上行方向。只有電梯達到5層以后，Y0為ON，才使M130為OFF，這時電梯便執(zhí)行完全部上行命令。</p><p>　　5.2.5 啟動換速控制環(huán)節(jié)</p><p>　　電梯啟動時快速繞組接通，通過串入和切除電抗器改善啟動舒適感。</p><p>　　電梯運行到達目的層站的換速點時，應將高速繞組斷開，同時接通低速繞組，使電梯慢速運行。換速點就是樓層感

100、應干簧管所安置的位置。</p><p>　　啟動控制梯形圖如圖10所示</p><p>　　圖10 啟動控制梯形圖</p><p>　　換速控制環(huán)節(jié)梯形圖如圖11所示。</p><p>　　圖11 換速控制梯形圖</p><p>　　在圖10、圖11中，當電梯選擇了運行方向后，M130(M131)為ON，Y17（Y20

101、）為ON，乘客操縱使轎、廳門關閉。若各層們軍官好，則X10為ON，于是運行中間繼電器M143為ON，有下述過程：</p><p>　　M143為ON→Y21為ON（KC接通快速繞組）→T0開始計時</p><p>　　(T0為ON)→Y23為ON（KJC動作，切除啟動電抗器的XQ）</p><p>　　顯然，在T0延時的過程中，電動機是串入XQ進行降壓啟動的。<

102、;/p><p>　　當電梯運行到有轎內(nèi)指令的那一層換速點時，換速中間繼電器M143為ON，發(fā)出換速信號，如圖12所示。例如，有3層轎內(nèi)指令登記，Y2為ON，只有當電梯運行到3層時，M134為ON，發(fā)出換速命令，于是有下述換速過程：</p><p>　　M143為ON→M143為OFF→Y21為OFF（快速繞組回路斷開）；</p><p>　　Y22為ON（MC動作，使慢

103、速繞組回路接通）→T1開始定時（T1為ON）→Y24為ON（1MJC動作，切除電阻R）→T452開始定時（T452為ON）→Y25為ON（2MJC動作，切除電抗器XJ）。</p><p>　　除此之外還有兩種情況會使電梯強迫換速。一是端站強迫換速，例如，如果電梯上行（M130為ON）到最高層還沒有正常換速，會碰上限位開關SHK，則X30為ON，于是M143為OFF，電梯換速。第二種情況是電梯在運行中由于故障等原因

104、失去方向控制信號，即M130為OFF，M131為OFF，但由于自多作用T0為ON，T1為ON時，也會因為M143為OFF而使電梯換速。</p><p>　　另外，在圖12中，為了避免換速繼電器M143在一次換速后一直為ON，故用Y17和Y20動作觸點串聯(lián)后作為M134的復位條件，電梯一旦停止，M134就復位，為電梯下次運行做好準備。</p><p>　　圖12 電梯控制系統(tǒng)換速信號產(chǎn)生&l

105、t;/p><p>　　5.2.6 平層控制環(huán)節(jié)</p><p>　　電梯平層控制環(huán)節(jié)梯形圖如圖13所示。</p><p>　　圖13 電梯平層控制環(huán)節(jié)梯形圖</p><p>　　其中，X5、X6、X7分別為下平層信號、門區(qū)信號和上平層信號。平層原理為：如果電梯換速后欲在某層?？?，則SPG離開隔磁板，使X6為OFF，M140為OFF，則Y20由Y2

106、1、M140、M143的動斷觸點和M142常開觸點接通，電梯在接觸器XC作用下反向運動，直至隔磁板重新進入SPG，使M140為ON。當電梯位于平層位置時，M140、M141和M142均為ON，Y17、Y20均變?yōu)镺FF，即電動機脫離三相電源并施以抱閘制動。</p><p>　　5.2.7 開關門控制環(huán)節(jié)</p><p>　　電梯在某平層位置平層后自動關門，乘客按下關門按鈕應能對開關門進行手

107、動操縱。相應的開關門控制梯形圖如圖14所示。</p><p>　　圖14 開關門控制梯形圖</p><p>　　M136是平層信號中間繼電器，當電梯完全平層時，M136為ON，緊接著Y17為OFF，Y20為OFF其動斷觸點復位，于是Y15為ON。由PLC接線圖4可知Y15為ON意味著27號線與01號線接通，因此，開門繼電器KMJ得電，電梯自動開門。X31是開門按鈕輸入，用于當門關好后重新使

108、其打開。X32是關門按鈕輸入，當乘客按下AGM時，X32為ON，Y16為ON。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　本設計基本上實現(xiàn)了任務書中所要求的功能。設計的題目是PLC在電梯控制系統(tǒng)中的作用，實際就是利用PLC設計一個電梯控制系統(tǒng)。根據(jù)任務書的要求，針對五層居民樓用升降電梯，采用日本三菱FX2N系列PLC設計控制系統(tǒng)。整個電梯系統(tǒng)包括

109、電力拖動部分、轎廂、廳門、井道、電氣設備、平衡系統(tǒng)、平層設備，以及保護裝置。通過對電梯系統(tǒng)所應具備的功能的分析，設置PLC設備上相應的輸入輸出端點，選取合適的PLC設備型號。根據(jù)所設計的軟件流程圖，用梯形圖語言進行編程，以實現(xiàn)電梯系統(tǒng)的全部功能。</p><p>　　遺憾之處在于不能做出實物以實現(xiàn)文中所描述的系統(tǒng)，也沒有一個可用于仿真的軟件來模擬電梯系統(tǒng)，對已編制的程序進行仿真加以驗證其正確性。所以，雖然這是一個