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1、廣州大學(xué)松田學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 基于PLC的五層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二一三 年 六 月基于PLC的五層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，高層建筑日益增多，電梯成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚拇焦ぞ?。而?guó)內(nèi)的電梯絕大部分是繼電器控制，線路復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)接線多，故障率高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大，嚴(yán)重地影響電梯運(yùn)行質(zhì)量。隨著PLC的發(fā)展，性能不斷完善，它對(duì)電梯也有非常大的幫助。本設(shè)計(jì)利用PLC實(shí)現(xiàn)了電梯的指層控制、轎內(nèi)與各層廳站呼梯指令的記錄、電梯運(yùn)行方向和?？康膶诱镜目刂?，自動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)開(kāi)關(guān)門等功能。該系統(tǒng)具有先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)的特色。該電梯控制系統(tǒng)具有手動(dòng)和自動(dòng)的功能，并且具
2、有指層、廳召喚、選層、選向等功能。關(guān)鍵詞：電梯，PLC，控制Design of Five-storey Elevator Control System Based on PLCAbstractWith the development of modern cities, an increasing number of high-rise building, elevator become an indispensable means of transport of daily life. But,the elevator most controls by the relay domestical
3、ly and complex wiring，more node in the wiring，the high failure rate，the system structure is large，high energy consumption，mechanical movement noise and seriously affect the quality of elevator running.With the developing of the PLC，it constantly improves the performance，so it has very much help to t
4、he elevator.By the PLC,these modules achieve the functions：fingering out the location of the cabin，registering the instructions from the cabin and the station hallchoosing the direction and the station of elevator follow these instructions，operating elevator and door automatically，and other function
5、s.The system has advanced, reliable and economic characteristics. The elevator control system has the drivers to run the operation and no drivers or manual and automatic functions, and has means layer, called the Office of the election story, election to the functions. Key words:Elevator, PLC, Contr
6、ol目 錄1 緒 論11.1 課題的背景及意義11.2 電梯的發(fā)展現(xiàn)狀11.3 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問(wèn)題11.3.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)11.3.2 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)11.4 PLC控制電梯的優(yōu)勢(shì)12 可編程邏輯控制與電梯32.1可編程邏輯控制32.1.1 PLC的定義32.1.2 PLC的發(fā)展趨勢(shì)32.1.3 PLC與繼電器控制系統(tǒng)比較32.2 電梯42.2.1 電梯的定義42.2.2 電梯的分類42.2.3 電梯的結(jié)構(gòu)及組成部件42.2.4 電梯技術(shù)發(fā)展情況43 總體設(shè)計(jì)53.1 PLC的選擇53.2硬件系統(tǒng)53.2.1 硬件開(kāi)發(fā)53.2.2 五層電梯控制的主電
7、路63.2.3門機(jī)電路、抱閘電路、門鎖及安全運(yùn)行電路73.2.4 輸入輸出設(shè)計(jì)83.2.5 設(shè)計(jì)流程圖93.3系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)113.3.1 電梯的自檢狀態(tài)113.3.2電梯的正常工作狀態(tài)113.3.3電梯開(kāi)關(guān)門控制113.3.4層樓信號(hào)產(chǎn)生與消除133.3.5內(nèi)選指令的登記與消除143.3.6外呼信號(hào)的登記與消除163.3.7電梯的上、下行定向184 電梯模擬調(diào)試及安裝204.1 電梯模擬調(diào)試及安裝204.2程序的編寫(xiě)204.3程序的編譯及調(diào)試214.4電梯模擬調(diào)試21參考文獻(xiàn):22致謝231 緒 論1.1 課題的背景及意義電梯是各種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)
8、模越來(lái)越大，樓層越來(lái)越多，對(duì)電梯的各種靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性的功能提出了更高的要求。電梯是一種升降機(jī)，運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域，不僅要考慮其的性能問(wèn)題，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，都是比較安全的。事實(shí)上，在電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對(duì)各種元件的要求都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。目前，由PLC和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，發(fā)展非常迅速。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開(kāi)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。 1.2 電梯的發(fā)展現(xiàn)狀在最近的十幾年來(lái)，我國(guó)的電梯得到質(zhì)的變化。許多生產(chǎn)
9、廠家不僅完善了設(shè)計(jì)的樣本和電梯的美觀，而且與時(shí)俱進(jìn)用新的技術(shù)代替舊的技術(shù)。由以前的繼電器控制電梯系統(tǒng)到現(xiàn)在的用PLC控制電梯系統(tǒng)，對(duì)安全、可靠等的性能要求越來(lái)越高。數(shù)字化的控制越來(lái)越密切。近年來(lái)，電機(jī)的變頻調(diào)速的技術(shù)從直流到交流的發(fā)展，也是帶動(dòng)了電梯的發(fā)展，變到現(xiàn)在由PLC控制技術(shù)交流變頻調(diào)速技術(shù)的相結(jié)合。1.3 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問(wèn)題1.3.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)線路簡(jiǎn)單，各種功能都是由硬件控制，檢查比較方便，不需要高科技的設(shè)備，組成的元器件比較便宜1.3.2 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)接線麻煩復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障，使用的電氣元件較多，造成的噪音比較大，出現(xiàn)故障時(shí)檢查比較費(fèi)
10、時(shí)，而且發(fā)生故障的頻率比較高，造成人們的恐懼和不便。1.4 PLC控制電梯的優(yōu)勢(shì)采用PLC的軟件功能實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的控制，可靠性高；與以往比較起來(lái)，不需要非常多的電器元件，例如繼電器的數(shù)量；電梯的各種功能的實(shí)現(xiàn)只需要PLC的控制，可以通過(guò)PLC檢查故障發(fā)生的地方，不需要人為的頻繁控制而產(chǎn)生更高的危險(xiǎn)，對(duì)于方案的修改，只要修改PLC即可，這個(gè)系統(tǒng)抗擾性較強(qiáng)，其智能化控制的功能較強(qiáng)，調(diào)試的時(shí)間短等等。2 可編程邏輯控制與電梯2.1可編程邏輯控制2.1.1 PLC的定義PLC是一種專門在工業(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(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)
11、、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)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(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(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)。2.1.2 PLC的發(fā)展趨勢(shì)PLC向著小型化、專用化、低成本、大容量、高速度、信息化、信息化、編程工具、標(biāo)準(zhǔn)化、與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)緊密結(jié)合等方向發(fā)展。2.1.3 PLC與繼電器控制系統(tǒng)比較從某種意義上說(shuō)，PLC是從繼電接觸控制發(fā)展而來(lái)的。兩者既有相似性又有不同之處。1)繼電接觸控制全部用硬件控制；PLC內(nèi)部大部分采用軟件控制。2)繼電接觸控制系統(tǒng)體積大；PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。3)繼電接觸控制全為機(jī)器之間
12、的運(yùn)行，運(yùn)行費(fèi)時(shí)；PLC內(nèi)部全為電線之間的傳達(dá)，動(dòng)作快。4)繼電接觸控制功能改變比較麻煩；PLC控制功能改變，一般僅需修改程序代碼即可，極其方便。5)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的整個(gè)周期短。6)PLC控制的智能化功能比繼電接觸控制的強(qiáng)。7)PLC的應(yīng)用范圍比繼電接觸控制的要廣泛。 8)PLC可靠性比繼電接觸控制的高。2.2 電梯2.2.1 電梯的定義一種以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物。也有臺(tái)階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行，俗稱自動(dòng)電梯。2.2.2 電梯的分類電梯的分類有各式各樣：(1) 按速度分類： 低速電梯 1m/s以下 高速電梯 2-3m/s 超高速電梯 3
13、-10m/s(2) 按用途分類： 乘客電梯 住宅電梯 觀光電梯 載貨電梯 客貨兩用電梯 車輛電梯 其他電梯(3) 按拖動(dòng)方式分類： 交流電梯 直流電梯 液壓電梯 齒輪齒條電梯 螺桿式電梯(4) 按有無(wú)司機(jī)分類： 有司機(jī)電梯 無(wú)司機(jī)電梯 有/無(wú)司機(jī)電梯2.2.3 電梯的結(jié)構(gòu)及組成部件電梯是機(jī)電一體化產(chǎn)品。其的控制結(jié)構(gòu)相當(dāng)于人體的各種器官一樣，不同的器官控制不同的部分。各部分是單獨(dú)運(yùn)行的，但也是相互聯(lián)系的，密不可分的，互相分工使電梯正常運(yùn)行。雖然有各種各樣的電梯，但是就現(xiàn)在的使用情況而言大部分的電梯是電力拖動(dòng)、鋼絲繩拽引的方式，它的機(jī)械組成部分有拽引、平衡、導(dǎo)向、門等系統(tǒng)和安全設(shè)備裝置以及轎廂，而
14、電氣部分的組成有電力拖動(dòng)、邏輯控制和電氣保護(hù)等系統(tǒng)。2.2.4 電梯技術(shù)發(fā)展情況(1) 電梯的速度要求越來(lái)越快，高速、超高速電梯的數(shù)量愈來(lái)愈多。(2) 電梯的拖動(dòng)技術(shù)有了較大的發(fā)展，直流電梯逐步被交流電梯所替代。交流拖動(dòng)電梯更是得到迅速的發(fā)展，已由調(diào)速器的發(fā)展，從變級(jí)到調(diào)壓、調(diào)頻的變化，使得電梯的速度、加速度控制更加符合人們的要求，電梯的舒適感大為改善。(3) 電梯的邏輯控制已從接觸器控制的繼電器發(fā)展為可編程序控制器（PLC）和微機(jī)控制，控制方式也是向著多方面的發(fā)展，電梯可靠性得到很大的提高。(4) 電梯的管理功能不斷加強(qiáng)，電梯廣泛采用微機(jī)控制技術(shù)，不斷滿足擁護(hù)的使用功能要求。如緊急停車，消防
15、、防搗亂系統(tǒng)等。管理起來(lái)更加智能化。3 總體設(shè)計(jì)3.1 PLC的選擇方案一：采用三菱F1系列的PLC，它的體型比較合適，不會(huì)太重，結(jié)構(gòu)緊湊，性價(jià)比好，抗干擾能力強(qiáng)。它比較常用梯形圖，邏輯功能圖等語(yǔ)言；而F2X系列有128個(gè)I/O點(diǎn)，擴(kuò)展單元有256個(gè)。F2系列的可以兼容F1的一些指令，還有其他95種強(qiáng)大的功能指令。它的計(jì)數(shù)頻率可達(dá)10KHz。方案二：采用西門子SIMATICs7-200系列。s7-200可以通過(guò)位邏輯、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、數(shù)學(xué)運(yùn)算等指令內(nèi)容進(jìn)行輸入狀態(tài)的監(jiān)視，可以改變其中的參數(shù)達(dá)到預(yù)期的效果。結(jié)構(gòu)緊湊、指令多、配置靈活使它更有效的解決方案。它有10個(gè)I/O點(diǎn)，但是沒(méi)有擴(kuò)展單元。擁有
16、4個(gè)30KHz獨(dú)立而且高速的計(jì)數(shù)器，有比較大的數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)空間，20KHz的獨(dú)立高速脈沖輸出有2個(gè)，有多種協(xié)議能力。對(duì)于微型的控制器非常合適。S7-200PLC在自動(dòng)化系統(tǒng)中有強(qiáng)大的功能。例如在機(jī)床、印刷機(jī)械、電梯控制、傳輸系統(tǒng)等等。而且它的編程軟件也是非常強(qiáng)大，具有幾種程序的轉(zhuǎn)換，程序編寫(xiě)比較方便。所以，根據(jù)了解到s7-200的各種強(qiáng)大的功能、性價(jià)比好等優(yōu)點(diǎn)，選擇s7-200PLC控制五層的電梯。3.2硬件系統(tǒng)3.2.1 硬件開(kāi)發(fā)根據(jù)論文設(shè)計(jì)的要求和依據(jù)論文要求選擇的電氣元件，如圖3-1所示：電梯模型交流電機(jī)變頻器S7-200PLC樓層顯示通訊電纜PLC編程軟件圖3-1電梯系統(tǒng)硬件框圖所
17、涉及的電梯模型共有五層，每一層的電梯都能通過(guò)轎廂的指示燈的數(shù)字顯示樓層數(shù)，通過(guò)輸入上下行來(lái)實(shí)現(xiàn)升降的功能。運(yùn)行中的電梯能夠結(jié)合當(dāng)時(shí)的狀態(tài)和傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行分析，而進(jìn)一步確定下一步的運(yùn)行，因此它要求具有自動(dòng)選向、記憶信號(hào)、門系統(tǒng)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)、對(duì)已到達(dá)的信號(hào)的消除、自動(dòng)停留到達(dá)的層數(shù)等功能。分析以上控制要求，將電梯控制要實(shí)現(xiàn)的功能羅列如下：開(kāi)始時(shí)，電梯處于任意一層。當(dāng)電梯外有呼叫信號(hào)輸入時(shí)，并運(yùn)行至目的層時(shí)，電梯終止運(yùn)行，自動(dòng)打開(kāi)門，經(jīng)過(guò)三秒的延時(shí)后再自動(dòng)關(guān)閉門。當(dāng)電梯轎廂有呼叫信號(hào)輸入時(shí)，并運(yùn)行至目的層時(shí)，電梯終止運(yùn)行，自動(dòng)打開(kāi)門，經(jīng)過(guò)三秒的延時(shí)后再自動(dòng)關(guān)閉門。在電梯運(yùn)行過(guò)程中電梯上升（或下降）途中
18、，任何反方向下降（或上升）的呼梯信號(hào)均不響應(yīng)，但如果反向呼梯信號(hào)前方無(wú)其它內(nèi)、外呼梯信號(hào)時(shí)，則電梯相應(yīng)該外呼信號(hào)，但不響應(yīng)三層向下外呼梯信號(hào)。同時(shí)，如果電梯達(dá)到四層，五層沒(méi)有任何呼梯信號(hào)，測(cè)電梯可以響應(yīng)四層向下外呼梯信號(hào)。電梯應(yīng)具有最遠(yuǎn)反向外呼梯響應(yīng)功能。例如，電梯運(yùn)行至一樓待命，而同時(shí)一至四層都有向下呼叫的信號(hào)，則電梯應(yīng)該首先運(yùn)行至四樓響應(yīng)其的向下呼叫信號(hào)。電梯具有同向截車功能。電梯在運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)或者沒(méi)有到達(dá)平層的時(shí)候，開(kāi)關(guān)門輸入按鈕都不能進(jìn)行輸入信號(hào)。只有在電梯停止運(yùn)行并且穩(wěn)定停下來(lái)，才能通過(guò)開(kāi)關(guān)按鈕實(shí)行開(kāi)關(guān)門功能。3.2.2 五層電梯控制的主電路交流雙速電梯的主電路圖如下所示。圖中3-2
19、M1為YTD系列專用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)（6/24極）；KM1、KM2為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯上、下行控制；KM3、KM4為電梯高低速運(yùn)行接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯的高速與低速運(yùn)行接觸器；L1、L2與R1、R2為串入電動(dòng)機(jī)定子電路中的電抗與電阻，與KM5KM8配合實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的加減速控制。當(dāng)KM1、KM2與KM3通電吸合時(shí)，電梯將進(jìn)行上行或下行起動(dòng)。延時(shí)后KM5、KM8依次通電吸合，切除R1、L1電梯將轉(zhuǎn)為上行或下行的穩(wěn)速運(yùn)行；當(dāng)電梯接收到停層指令后，KM3斷電釋放，KM4通電吸合，電機(jī) 轉(zhuǎn)為低速接法，串入阻抗制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上升與下降的低速運(yùn)行，且KM6KM8依次通電吸合，用來(lái)控制制動(dòng)過(guò)程的強(qiáng)度，
20、提高停車制動(dòng)的舒適度。至平層位置時(shí)，接觸器全部釋放，抱閘抱死，電梯停止運(yùn)行。在檢修狀態(tài)時(shí)，電梯只能在低速接法下點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行。圖3-2 交流雙速電梯的主電路圖3.2.3門機(jī)電路、抱閘電路、門鎖及安全運(yùn)行電路圖3-3為電梯的門機(jī)、抱閘、門鎖及安全運(yùn)行電路。門電動(dòng)機(jī)為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，可由KM9、KM10控制其正反轉(zhuǎn)。KM9接通時(shí)，電阻R2與電動(dòng)機(jī)電樞并聯(lián)，電流由電樞左端流向右端，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)開(kāi)門，壓下SQ8時(shí)，R2部分被短接，實(shí)現(xiàn)開(kāi)門調(diào)速。KM10接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)關(guān)門，并由SQ9、SQ10與R3一起實(shí)現(xiàn)關(guān)門調(diào)速。當(dāng)電梯上下運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)打開(kāi)，其線圈應(yīng)通電。電梯停止運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)抱死，其線圈應(yīng)
21、斷電。將所有廳、轎門開(kāi)關(guān)串聯(lián)在一起，控制門鎖繼電器KA1，實(shí)現(xiàn)全部門關(guān)閉后電梯才能運(yùn)行的控制。將安全窗開(kāi)關(guān)、安全鉗開(kāi)關(guān)、限速器開(kāi)關(guān)、轎內(nèi)急停開(kāi)關(guān)、上下強(qiáng)迫停止開(kāi)關(guān)、基站開(kāi)關(guān)梯開(kāi)關(guān)以及熱繼電器觸點(diǎn)FR1、FR2串聯(lián)在一起，構(gòu)成安全回路，控制安全運(yùn)行繼電器KA2，用KA2的觸點(diǎn)控制PLC的RUN口，只有當(dāng)該KA2吸合時(shí)，才允許PLC處于運(yùn)行狀態(tài)。這樣可以節(jié)省PLC的輸入口，又可以實(shí)現(xiàn)在多種緊急情況下的立即停車。如圖3-3所示：圖3-3 門機(jī)、抱閘、門鎖及安全運(yùn)行電路3.2.4 輸入輸出設(shè)計(jì)為了便于對(duì)電梯的工作原理及PLC系統(tǒng)進(jìn)行分析，現(xiàn)列出電梯所用電器元件表，電梯的電器元件表如表1所示：表1 五層
22、電梯電器元件表元件符號(hào)名稱及作用元件符號(hào)名稱及作用KM1上行接觸器SQ5基站開(kāi)關(guān)KM2下行接觸器SQ6開(kāi)門到位開(kāi)關(guān)KM3高速接觸器SQ7關(guān)門到位開(kāi)關(guān)KM4低速接觸器SQ8開(kāi)門調(diào)整開(kāi)關(guān)KM5啟動(dòng)接觸器SQ9、SQ10關(guān)門調(diào)整開(kāi)關(guān)KM6-KM8制動(dòng)接觸器SQ11-SQ151-5樓廳門鎖開(kāi)關(guān)KM9開(kāi)門接觸器SQ16轎門關(guān)閉到位開(kāi)關(guān)KM10關(guān)門接觸器SQ17上限位開(kāi)關(guān)SQ18下限位開(kāi)關(guān)HL134樓上呼記憶燈SQ19上行強(qiáng)迫停止開(kāi)關(guān)HL144樓下呼記憶燈SQ20下行強(qiáng)迫停止開(kāi)關(guān)HL155樓下呼記憶燈SB1開(kāi)門按鈕SA1運(yùn)行狀態(tài)選擇鑰匙開(kāi)關(guān)SB2關(guān)門按鈕SA2基站開(kāi)關(guān)梯鑰匙開(kāi)關(guān)SB3上行啟動(dòng)按鈕SQ1安全
23、窗開(kāi)關(guān)SB4下行啟動(dòng)按鈕SQ2安全鉗開(kāi)關(guān)SB5-SB91-5樓轎廂內(nèi)選按鈕SQ3限速器開(kāi)關(guān)1SB1-4SB11-4樓上行外呼按鈕SQ4轎內(nèi)急停開(kāi)關(guān)2SB2-5SB22-5樓下行外呼按鈕1KR1樓感應(yīng)器1HL-5HL1-5層層樓指示燈2KR2樓感應(yīng)器6HL-7HL上行、下行指示燈3KR3樓感應(yīng)器HL6、HL7操縱箱上下行指示記憶燈4KR4樓感應(yīng)器HL81樓上呼記憶燈5KR5樓感應(yīng)器HL92樓上呼記憶燈6KR上平層感應(yīng)器HL102樓下呼記憶燈7KR下平層感應(yīng)器HL113樓上呼記憶燈SQ電源開(kāi)關(guān)HL123樓下呼記憶燈SB0極限開(kāi)關(guān)3.2.5 設(shè)計(jì)流程圖程序的基本控制流程如圖3-4所示（其中不包括檢修
24、及司機(jī)開(kāi)關(guān)電梯環(huán)節(jié)，只是電梯運(yùn)行的基本流程圖）：上電初始化是否廳外呼叫是否轎廂呼叫確定本層與目標(biāo)層是否同層電梯選向電梯啟動(dòng)電梯運(yùn)行樓層信號(hào)是否目標(biāo)層平層信號(hào)電梯制動(dòng)開(kāi)門延時(shí)關(guān)門是否停止停止等待YYNYNNY圖3-4 PLC系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程圖3.3系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)3.3.1 電梯的自檢狀態(tài)在電梯控制中，有大量的邏輯信號(hào)需要處理，這部分工作是由PLC來(lái)完成的，系統(tǒng)軟件根據(jù)運(yùn)行要求及保護(hù)要求由PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯控制。PLC上電后，PLC中的程序已開(kāi)始運(yùn)行，但因?yàn)殡娞萆形醋x入任何數(shù)據(jù)，也就無(wú)法在收到請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)。使電梯響應(yīng)必須同時(shí)達(dá)到兩個(gè)條件：一、電梯必須在已知的樓層為平層狀態(tài)，二、電梯必須在關(guān)門狀態(tài)。
25、電梯自檢過(guò)程的目標(biāo)為:先按下啟動(dòng)按鈕，在PLC的第一個(gè)掃描周期，檢查電梯是否平層，若電梯為平層，則保持，若電梯未平層，則通過(guò)置位使中間繼電器置，進(jìn)而使電梯下行直至平層是中間繼電器復(fù)位為止。3.3.2電梯的正常工作狀態(tài)電梯完成一個(gè)呼叫響應(yīng)的步驟如下:（1）電梯通過(guò)對(duì)傳輸進(jìn)來(lái)的呼叫信號(hào)和正在在的樓層進(jìn)行比較，自動(dòng)選擇一個(gè)方向進(jìn)行下一步的運(yùn)行。（2）電梯通過(guò)改變直流電動(dòng)機(jī)的電流來(lái)改變轎廂的運(yùn)動(dòng)速度。運(yùn)行的速度順序?yàn)榈退俚街兴俚礁咚伲龠\(yùn)行到減速點(diǎn)。（3）電梯通過(guò)目的樓層的減速信號(hào)時(shí)，它開(kāi)始進(jìn)行減速至低速，并在平層點(diǎn)停止運(yùn)行。（4）到達(dá)目的層后，電梯自動(dòng)開(kāi)門，檢測(cè)到開(kāi)門位行程開(kāi)關(guān)后停留幾秒再關(guān)門，檢測(cè)
26、到達(dá)關(guān)門行程開(kāi)關(guān)停止自動(dòng)開(kāi)關(guān)門，除了有開(kāi)關(guān)門信號(hào)輸入。沒(méi)有其他的信號(hào)輸入進(jìn)來(lái)，則停留在該樓層。3.3.3電梯開(kāi)關(guān)門控制1）電梯的開(kāi)門控制（1）投入運(yùn)行前的開(kāi)門：將開(kāi)關(guān)梯鑰匙插入SA2內(nèi)，如圖3-3所示，旋至開(kāi)梯位置，則中間繼電器KA2得電吸合，其動(dòng)合觸點(diǎn)KA2(1-2)閉合，接通PLC電源，使PLC處于運(yùn)行狀態(tài)。（2）檢修開(kāi)門：必須使用手動(dòng)操作，并由開(kāi)關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)功能。（3）運(yùn)行中開(kāi)門：必須到達(dá)樓層的平層才能開(kāi)門。（4）同一樓層多次開(kāi)門：必須通過(guò)開(kāi)門按鈕實(shí)現(xiàn)。（5）呼梯開(kāi)門：在同一樓層優(yōu)先開(kāi)門，否則先進(jìn)行自動(dòng)選向，在運(yùn)行到目的層在開(kāi)門。當(dāng)電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，KM9不能得電，禁止開(kāi)門。具體開(kāi)門程序如圖
27、3-5所示：圖3-5開(kāi)門程序2）電梯的關(guān)門控制（1）電梯停止使用后的關(guān)門：此時(shí)電梯處于最低層，檢查全部人員離開(kāi)電梯后，電梯再關(guān)門。工作人員將鑰匙插入SA2，旋至關(guān)梯的狀態(tài)，令KA2沒(méi)有電流通過(guò)，因而使PLC停止運(yùn)行，電梯也被關(guān)閉。（2）工作中的關(guān)門：在開(kāi)門后，待達(dá)到時(shí)間繼電器T37的時(shí)間后，電梯自動(dòng)關(guān)門；停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可以通過(guò)關(guān)門按鈕提前結(jié)束關(guān)門。遇到超載時(shí)，電梯將不關(guān)門并且不會(huì)運(yùn)行。具體電梯關(guān)門程序如圖3-6所示：圖3-6 關(guān)門程序3.3.4層樓信號(hào)產(chǎn)生與消除當(dāng)電梯位于某一層時(shí)，指層感應(yīng)器1KR-5KR,產(chǎn)生該樓層信號(hào)，以控制指層燈的狀態(tài)，離開(kāi)該層時(shí)，該樓層信號(hào)應(yīng)被新的樓層信號(hào)（上一層或下一層
28、）所取代。當(dāng)層的層樓繼電器是用上層或下層的層樓信號(hào)關(guān)斷的。例如當(dāng)電梯由4層下降到3層，3樓感應(yīng)器3KR閉合，使輸入繼電器I2.3得電，Q1.6得電，3HL得電，指示3層層樓，同時(shí)4HL失電，4層層樓指示關(guān)斷，如圖3-7所示：圖3-7 樓信號(hào)的產(chǎn)生與消除3.3.5內(nèi)選指令的登記與消除內(nèi)選輔助繼電器梯形圖支路中串接層樓輔助繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)。乘客或司機(jī)可以在轎廂里面自選1到5層的按鈕SB5-SB9到達(dá)目的層。被選的層信號(hào)被記錄后，對(duì)應(yīng)的指示燈亮。當(dāng)電梯運(yùn)行到達(dá)目的層后，該層樓的層樓輔助繼電器得電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，使該層內(nèi)選輔助繼電器失電，指示燈也熄滅，即內(nèi)選信號(hào)被清除；另外，停靠在某層后，該層的內(nèi)選
29、信號(hào)不能被登記。如圖3-8所示：圖3-8 內(nèi)選指令的登記與消除3.3.6外呼信號(hào)的登記與消除乘客或司機(jī)在電梯外呼叫電梯時(shí)，呼叫信號(hào)被收取和登記起來(lái)。當(dāng)電梯運(yùn)行至目的層，而且運(yùn)行的方向與目的層的方向同向時(shí)，呼叫電梯信號(hào)已達(dá)到要求，呼叫信號(hào)被清除，如圖3-9所示:圖3-9 外呼信號(hào)的登記與消除3.3.7電梯的上、下行定向在工作運(yùn)行時(shí)，電梯開(kāi)始應(yīng)該判斷運(yùn)行的方向，而且只有上行和下行。電梯不在運(yùn)行的時(shí)候，當(dāng)接收到各種信號(hào)時(shí)，應(yīng)該自動(dòng)進(jìn)行比較，得到運(yùn)行的方向，而定向運(yùn)行后，對(duì)于其他的呼叫信號(hào)與定向運(yùn)行的方向不同，這個(gè)時(shí)候定向信號(hào)將不能清除，如圖3-10所示：圖3-10 電梯的上、下行定向4 電梯模擬調(diào)試
30、及安裝4.1 電梯模擬調(diào)試及安裝對(duì)于已經(jīng)編寫(xiě)好的PLC程序，不能進(jìn)行帶負(fù)載模擬調(diào)試，等到輸出的各種數(shù)據(jù)沒(méi)有錯(cuò)誤后，再帶上負(fù)載運(yùn)行，所有模擬調(diào)試正確完成后，再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安裝，并進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)試和完善參數(shù)和程序的缺陷，最后才能正常的運(yùn)行使用。4.2程序的編寫(xiě)單擊左側(cè)樹(shù)中的程序塊，打開(kāi)程序塊中的分支，單擊樹(shù)枝中的主程序，在主程序窗口中輸入編寫(xiě)的電梯程序，如圖4-1所示：圖4-1 程序的輸入4.3程序的編譯及調(diào)試當(dāng)程序編寫(xiě)完成后，要進(jìn)行驗(yàn)證編寫(xiě)的程序是否有錯(cuò)誤，當(dāng)然最好是分開(kāi)進(jìn)行，減少錯(cuò)誤量，例如先編寫(xiě)LED顯示模塊，進(jìn)行調(diào)試，再編寫(xiě)開(kāi)關(guān)門程序，再調(diào)試等。所有的程序編寫(xiě)完成后再統(tǒng)一調(diào)試。如圖4-2
31、所示：圖4-2 程序的編譯及調(diào)試4.4電梯模擬調(diào)試 由于做一個(gè)五層電梯的實(shí)物工程大，客觀要求的各種因素不足，我們只能電梯的程序進(jìn)行模擬調(diào)試。對(duì)于各種輸入反饋信號(hào)，我們只能用按鈕進(jìn)行模擬，對(duì)于輸出的負(fù)載用PLC的輸出點(diǎn)顯示其狀態(tài)。進(jìn)行模擬調(diào)試的時(shí)候，按要求輸入電梯的輸入信號(hào)，并監(jiān)察輸出信號(hào)是否與預(yù)期的一致，同時(shí)可通過(guò)編程器監(jiān)控內(nèi)部各點(diǎn)狀態(tài)，在輸入端接上手動(dòng)按鈕而在 PLC 的輸出指示燈上看輸出，輸入信號(hào)完全靠手動(dòng)來(lái)控制。參考文獻(xiàn):1 鄧則名，程良倫，謝光漢.電器與可編程控制器應(yīng)用技術(shù).廣東工業(yè)大學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，2008.10.2 陳志新. 電氣與PLC控制技術(shù)M.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，200
32、2 ，P36.3 常小玲. 電梯控制系統(tǒng)與可編程控制器M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998.4 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)J.2001年.第三期.2021.5 陳家勝電梯實(shí)用技術(shù)教程M北京：中國(guó)電力出版社，2006.6 李惠昇主編. 電梯控制技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. 7 陳家勝電梯實(shí)用技術(shù)教程M北京：中國(guó)電力出版社，2006.8 汪曉平可編程控制器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例導(dǎo)航M.北京：人民郵電出版社.2004.9 熊印國(guó). 基于PLC的教學(xué)用電梯模型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).期刊科技信息.200810 林瑾.基于PLC的交流變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng).江南大學(xué).20091
33、1 歐陽(yáng)華明.基于PLC技術(shù)電梯控制系統(tǒng)的新思維.湘潭師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.200812 John sons,D.G.編著Programmable controllers for factory automation N.Y.Marcel Dekker 1987.13 Berger,Hans 編著Programmable controllers Berlin Siemens Aktiengesellschaft，1993.致謝四年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，四年的每一個(gè)日日夜夜，老師的教誨與指導(dǎo)，師兄師姐和同學(xué)的幫助歷歷在目，父母的支持與鼓勵(lì)總使我的步伐不斷向前邁進(jìn)。我是幸運(yùn)的，能結(jié)識(shí)這么多的兩市益友，順利、愉快地完成學(xué)業(yè)。24
畢業(yè)論文-基于PLC的五層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc
