PLC課程設(shè)計說明書五層電梯的PLC設(shè)計

1、changzhou institute of technology plc 課程設(shè)計說明書課程設(shè)計說明書 題目題目：五層電梯的 plc 設(shè)計 二級學院（直屬學部）： 延陵學院 專業(yè)： 電氣工程及其自動化 班級： 09 電 y2 學生姓名： 學號： 指導教師姓名： 職稱： 副教授 2011 年 12 月 26 日 電器與可編程控制器課程設(shè)計任務書 延陵學院 專業(yè)：電氣工程及其自動化 班級：09 電 y2 學生姓名指導老師職稱副教授 課題名稱課題：五層電梯的 plc 設(shè)計 指標及 要求 達到設(shè)計課題的控制要求，上機調(diào)試 plc 控制程序，打印 plc 程序，計算機繪圖。 課題工 作內(nèi)容 工作內(nèi)容：

2、1、熟悉課題工作原理。 2、設(shè)計方案論證，系統(tǒng)建立，電氣原理控制設(shè)計。 3、元器件選擇，梯形圖設(shè)計（控制分析）。 4、完成設(shè)計圖紙，完成設(shè)計任務書。 5、設(shè)計測評。 進程 安排 第 1-2 天：下達任務，收集資料，設(shè)計準備，方案確定。 第 3-5 天：電氣原理控制設(shè)計，元器件選擇。 第 6-8 天：梯形圖設(shè)計（控制分析），上機調(diào)試。 第 9-10 天：完成設(shè)計圖紙，完成設(shè)計任務書，設(shè)計測評。 主要 參考 文獻 可編程控制原理與應用北京理工大學出版社 范次猛 可編程控制應用技術(shù)實訓指導化學工業(yè)出版社 李俊秀 電氣控制與plc應用北京機械工業(yè)出版社 余雷生 方宗達 電氣控制與可編程控制器技術(shù)化學工

3、業(yè)出版社 史國生 地點秋白樓 a308 教室 起止日期 2011.12.262012.01.6 目目 錄錄 1.緒論緒論.4 2.課題介紹課題介紹.5 3.設(shè)計內(nèi)容及要求設(shè)計內(nèi)容及要求.6 3.1 控制要求控制要求.6 3.1.1 電梯轎箱的控制要求：.6 3.1.2 電梯門的控制要求：.6 3.2 設(shè)計要求設(shè)計要求.6 3.2.1 拖動電機電路的設(shè)計.6 3.2.2 門電機電路的設(shè)計.7 3.3 控制方案控制方案.7 4.硬件設(shè)計硬件設(shè)計.8 4.1 元器件選擇元器件選擇.8 4.2 元器件清單元器件清單.8 4.3 硬件控制原理圖硬件控制原理圖.8 4.3.1 主電路.8 4.3.2 pl

4、c 外部接線圖.9 5.軟件設(shè)計軟件設(shè)計.10 5.1 設(shè)計思想及程序框圖設(shè)計思想及程序框圖.10 5.2 i/o 地址表地址表.10 5.2.1 輸入信號的確定.11 5.2.2 輸出信號的確定.12 5.2.3 內(nèi)部輔助繼電器的確定.12 5.3 程序設(shè)計與說明程序設(shè)計與說明.13 5.3.1 外呼信號的登記與消除.13 5.3.2 電梯箱內(nèi)選擇停層與顯示.16 5.3.3 電梯的定向環(huán)節(jié).18 5.3.3(1)電梯上行環(huán)節(jié).18 5.3.3(2)電梯下行環(huán)節(jié).20 5.3.4 開門控制.21 5.3.5 關(guān)門控制.23 5.3.6 樓層信號的顯示.23 5.3.7 電梯的起動環(huán)節(jié).25

5、5.3.8 電梯的制動環(huán)節(jié).27 5.3.9 電梯的待機狀態(tài).31 6.運行調(diào)試運行調(diào)試.32 7.結(jié)論結(jié)論.32 8.參考文獻參考文獻.32 附錄：附錄：.33 1.主電路主電路.33 2.控制電路控制電路.34 3.完整梯形圖完整梯形圖.35 1.緒論緒論 20 世紀 60 年代末，為了克服傳統(tǒng)繼電器的種種應用上的缺點，人們研制出了一種先 進的可編程序控制器 plc（programmable logic controller） ，由于 plc 具有優(yōu)良的技術(shù) 性能，因此它一問世就很快得到了推廣應用。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展， plc 在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應用愈加明顯。 p

6、lc 是一種基于數(shù)字計算機技術(shù)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計的電子控制裝置， 它采用可編程程序的存儲器，用來存儲用戶指令，通過數(shù)字或模擬的輸入/輸出，完成一 系列邏輯、順序、定時、記數(shù)、運算等確定的功能，來控制各種類型的機電一體化設(shè)備和 生產(chǎn)過程。具體來講 plc 主要具有以下的特點： （1）可靠性高，抗干擾能力強； （2）編程方法簡單、直觀； （3）體積小、耗能低、重量輕； （4）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強； （5）系統(tǒng)的設(shè)計/安裝、調(diào)試工作量少； （6）維修工作量小、維護方便； （7）接口模塊功能強、品種多。 2.課題介紹課題介紹 plc 在電梯控制上的應用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控

7、制功能。由于 plc 具有邏輯運 算，計數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯控制過程中，各種邏輯開關(guān)控制與 plc 很好的結(jié)合，很好的實現(xiàn)了對電梯的控制。 本設(shè)計是以三菱廣泛應用的整體中型機 fx2n-128 為背景機，詳細介紹其系統(tǒng)配置， 兼顧介紹，指令系統(tǒng)，編程方法和控制系統(tǒng)設(shè)計方法，同時也介紹了模塊式 plc 的一些 智能單元。本人設(shè)計的電梯包括電梯自動運行、plc 綜合控制兩個系統(tǒng)。此次課題對 plc 的結(jié)構(gòu)、特點、性能以及與現(xiàn)場控制對象的連線進行了具體的研究，并通過 plc 實 現(xiàn)了電梯的自動控制。通過此次課程設(shè)計,提高了我運用理論知識，分析、處理和解決實 際問題的綜合能力。 使用

8、模塊如下： 圖 1.實驗面板圖 3.設(shè)計內(nèi)容及要求設(shè)計內(nèi)容及要求 3.1 控制要求控制要求 3.1.1 電梯轎箱的控制要求：電梯轎箱的控制要求： (1)選向：根據(jù)電梯各層內(nèi)選外呼信號的先后和停止時轎箱所在的樓曾位置決定電梯 的運行方向。 (2)選層換速：指電梯能夠根據(jù)轎內(nèi)所選層而決定運行方向，而且遵守或一直向上， 或一直向下的原則。并且在每次平層的時候都能夠換速。 (3)5 分鐘內(nèi)若沒有人使用電梯，則自動停靠在中間層（本設(shè)計中為第三層） 。 3.1.2 電梯門的控制要求：電梯門的控制要求： 中間的情況，電梯會因為機械安全觸板開關(guān)的作用而自動開門，也可以手動控制開門 和關(guān)門。要求當電梯平層的時候

9、，電梯門自動打開，經(jīng)過 10 秒鐘后電梯門自動關(guān)上。如 果遇到有人在門 3.2 設(shè)計要求設(shè)計要求 3.2.1 拖動電機電路的設(shè)拖動電機電路的設(shè) 本設(shè)計采用三相異步電機作為電梯的牽引電機，并且電機采用星-三角起動方式。 異步電機從靜止狀態(tài)過渡到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程稱為異步電機的啟動過程。如果在額 定電壓下直接起動，由于最初起動瞬間主磁通約減小到額定值的 1/2，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)又很 低，造成了起動時堵轉(zhuǎn)電流相當大而堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩并不大（不像直流電機那樣，起動轉(zhuǎn)矩與起 動電流成正比）的結(jié)果，所以要采用星-三角降壓起動方法。起動時，電機定子繞組接成 星形聯(lián)結(jié)，起動后改接成三角形聯(lián)結(jié)。起動時，電機定子繞組接成星形

10、聯(lián)結(jié)，待轉(zhuǎn)速升高 到一定程度后，定子繞組改成三角形聯(lián)結(jié)，電機進入正常運行。 制動時采用能耗制動，電機在斷開交流電源的同時，在定子兩相上通入直流電流，直 流電流通過定子繞組，便在電機內(nèi)建立一個位置固定、大小不變的恒定磁場。電機轉(zhuǎn)子由 于慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導體切割恒定磁場而產(chǎn)生感應電動勢和電流，該電流和恒定磁場相 互作用產(chǎn)生相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子實際旋轉(zhuǎn)方向相反，起到了制動的 作用。在制動過程中，電機的轉(zhuǎn)速不斷下降，電機不斷吸收系統(tǒng)存儲的機械能，并把它轉(zhuǎn) 換成電能消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻上。 3.2.2 門電機電路的設(shè)計門電機電路的設(shè)計 門電機的驅(qū)動也采用三相異步電機，而起動時采用直接

11、起動的方式，因為門電機的功 率不大，直接起動對電源的影響不大。門電機正轉(zhuǎn)，電梯門打開。門電機反轉(zhuǎn)，電梯門關(guān) 閉。 3.3 控制方案控制方案 開始 置初始狀態(tài) 輸入外召喚信 號 輸入指令信號 啟動關(guān)門 關(guān)門結(jié)束 啟動，滿速運行 層樓到？ 減速 平層位置到？ 停層開門 停止運行？ 結(jié)束 圖 2.流程圖 4.硬件設(shè)計硬件設(shè)計 4.1 元器件選擇元器件選擇 (1)交流電機的選擇 電梯功率的計算：p=mgv， （m 是質(zhì)量，g 是重力加速度，v 是速度）設(shè)電梯載重 1000kg，電梯運動速度 1.5m/s，即：p=1000*9.8*1.5=14700w。本次設(shè)計中采用 y-160m- 22 異步電動機（

12、名牌：p=15kw，i=28.6a，n=2930r/s） (2)熔斷器的選擇 熔斷器額定電流為 i=2*1.13+2*1.13=4.52a 根據(jù)表 4-1 型號額定電壓 v熔斷器額定 電流 a 熔體額定電流 a分斷能力 rt14-20202,4,6,10,16,20 rt14-32322,4,6,10,16,20,25,32 rt14-63 380v 6310,16,20,25,32,40,50,63 100ka 表4-1 熔斷器參數(shù) 為提高非常好的短路保護功能：所以可以選擇 rt14-20 額定電壓為 380v 熔斷器電 流為 20a 熔體電流為 4a. (3)熱繼電器的選擇 根據(jù)額定電流及

13、表 4-2，可選擇 jr16-20/3(jr16-20/3d) 作為主電路的熱繼電器起到 過載保護功能。 型號額定電流 a熱元件規(guī)格 jr16-20/3 jr16-20/3d 200.35,0.5,0.72 1.1,1.6,2.4,3.5 5.0,7.2,11,16,2 2 0.25-0.35,0.32-0.5 0.45-0.72,0.68-1.1 1.0-1.6,1.5-2.4 2.2-3.5,3.5-5.0 6.8-11,10-16, 14-22 表4-2熱繼電器參數(shù) (4)接觸器的選擇 額定電流 a電流調(diào)節(jié)范 圍 a i=p/ku 其中 i 為接觸器主觸頭電流，p 為電動機額定功率，u

14、為電動機額定電壓， k 為經(jīng)驗系數(shù) 一般為 1-1.4 且 p=750w ,u=380v ,k=1 所以 i=1.13a 切所選電機為三相異 步交流 所以根據(jù)表 4-3 可選擇下面的繼電器 可控制的三相異步 電動機最大功率 線圈消耗功率機械 壽命 型號額定 電壓 額定 電流 220v380v500v 額定 操作 頻率啟動吸持 cj10-5380v5a1.2kw2.2kw2.2kw600 次/h 35v. a 6v.a 300 萬次 表4-3 接觸器參數(shù) 4.2 元器件清單元器件清單 序號 名稱型號與規(guī)格單位數(shù)量備注 1可編程控制器fx2-48mr 或自定臺1 2位置開關(guān)lx19-111個12

15、3熔斷器及配套熔芯rt14-20套1 4三相異步電動機y-160m-22臺2 5接觸器cj10-5套4 6熱繼電器jr16-20/3(jr16-20/3d)套2 4.3 硬件控制原理圖硬件控制原理圖 4.3.1 主電路主電路 m 3 uv w fu km3 km4 fr2 km6 km5 + km7 rz dc m 3 km1 km2 fr1 拖動電機 門電機 圖 3.主電路 4.3.2 plc 外部接線圖外部接線圖 l n y40 y46 y47 fx2n 128mr +24v com x00 x01 x02 x03 x04 x05 x06 x07 x10 x11 x12 x13 x14 x

16、15 x16 x17 x20 x21 x22 x23 x24 x25 x26 x27 x30 x31 x32 x33 x34 x35 x36 x37 x40 x41 x42 x43 x44 x45 1sb上 2sb上 2sb下 3sb上 3sb下 4sb上 4sb下 5sb上 sb門機械觸板 sb手動開門 sb 手動關(guān)門 1sb箱內(nèi)停層選擇 2sb箱內(nèi)停層選擇 3sb箱內(nèi)停層選擇 4sb箱內(nèi)停層選擇 5sb箱內(nèi)停層選擇 l n 1上顯示 2上顯示 2下顯示 3上顯示 3 下顯示 正轉(zhuǎn)輸出 反轉(zhuǎn)輸出 km3 km4 y00 y01 y02 y03 com yo4 y05 y06 y07 com

17、y08 y09 y10 y11 com y12 y13 y14 y15 com y16 y17 y18 y19 com y20 y21 y22 y23 com y24 y25 y26 y27 com y28 y29 y30 y31 com 開門輸出 km1 關(guān)門輸出 km2 4上顯示 4下顯示 5下顯示 1樓層顯示 2樓層顯示 3 樓 層顯示 4樓層顯示 減速輸出 km7 電機星形聯(lián)結(jié) 電機三角聯(lián)結(jié) km5 km6 com 上行指示 下行指示 停層 5顯示 停層 1顯示 停層 2顯示 停層 3顯示 停層 4顯示 5樓層顯示 1sb 減速觸點 2sb 減速觸點 3sb 減速觸點 4sb 減速觸點

18、 sb門閉合觸點 sb開門極限 sb關(guān)門極限 1sb 樓層觸點 2sb 樓層觸點 3sb 樓層觸點 4sb 樓層觸點 5sb 樓層觸點 220 圖 4.plc 外部接線圖 5.軟件設(shè)計軟件設(shè)計 5.1 設(shè)計思想及程序框圖設(shè)計思想及程序框圖 圖 5 為 plc 單臺電梯控制系統(tǒng)工作流程圖，從圖中可知控制一臺電梯正常工作，主 要需要如下信號：控制信號、層樓信號、指令信號、召喚信號和消防信號。 來自轎廂 控制面板 來自井道 行程開關(guān) 來自轎廂 控制面板 來自層面 控制按鈕 控制信號 層樓信號 指令信號 召喚信號 層樓定位 指令登記 召喚登記 顯 示 顯 示 顯 示 自動定向 運行控制 （開/關(guān)門、

19、上 / 下行、停站） 運行顯示 電動機驅(qū)動控制 置位 置位 清 除 清 除 圖 5 plc 電梯控制系統(tǒng)工作流程圖 這些信號分別來自轎廂控制面板、井道行程開關(guān)、層面控制銨鈕和層面火警開關(guān)。來 自井道行程開關(guān)的層樓信號進行層樓定位并參與自動定向，同時顯示所在層樓位置。來自 轎廂控制面板的指令信號和來自層面控制按鈕的召喚信號分別進行指令登記和召喚登記， 同時進行信號登記顯示。這兩種信號也參與自動定向，和層樓信號一同對電梯進行運行控 制，包括開關(guān)門、上下行和停站。運行控制電梯的同時進行運行顯示和驅(qū)動電動機正 轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，即電梯上行或下行。 5.2 i/o 地址表地址表 根據(jù)電梯操作的工藝過程及對控制系

20、統(tǒng)的要求，首先歸納本系統(tǒng)中所有輸入信號和輸 出信號；然后根據(jù) plc 的輸入點和輸出點進行 i/o 地址分配，使每個輸入信號對應 plc 內(nèi)部的輸入繼電器，每個輸出信號對應 plc 內(nèi)部的輸出繼電器。 5.2.1 輸入信號的確定輸入信號的確定 操作面板上應有各層的選層指令按鈕，5 層共有 5 個。還有手動開門和關(guān)門按鈕，2 個。各樓層乘客召喚時，除底層和頂層只有一個召喚按鈕，其它各層均設(shè)上下兩個召喚按 鈕，5 層共需 8 個輸入按鈕。5 層電梯需 5 個行程開關(guān)來控制是否到了某一層，因此需 5 點輸入。一層到四層中間的減速觸發(fā)觸點，4 個。 。機械觸板觸點 1 個，門閉合觸點 1 個， 開門極

21、限 1 個，關(guān)門 1 個，總共 28 個輸入點，如表 1 所示。 表 1 輸入信號地址 名稱：輸入點：名稱：輸入點： 一層上行召喚按鈕x00一樓樓層信號觸點x20 二層上行召喚按鈕x01二樓樓層信號觸點x21 二層下行召喚按鈕x02三樓樓層信號觸點x22 三層上行召喚按鈕x03四樓樓層信號觸點x23 三層下行召喚按鈕x04五樓樓層信號觸點x24 四層上行召喚按鈕x05轎箱內(nèi)一層呼鈕x30 四層下行召喚按鈕x06轎箱內(nèi)二層呼鈕x31 五層下行召喚按鈕x07轎箱內(nèi)三層呼鈕x32 門機械感應觸點 （門自動重開） x12 轎箱內(nèi)四層呼鈕 x33 轎箱內(nèi)開門開關(guān)x13轎箱內(nèi)五層呼鈕x34 轎箱內(nèi)關(guān)門開關(guān)

22、x15一樓減速觸點x40 開門極限觸點x16二樓減速觸點x41 關(guān)門極限觸點x17三樓減速觸點x42 四樓減速觸點x43 門閉合觸點x44 5.2.2 輸出信號的確定輸出信號的確定 各樓層乘客召喚時，按下的呼梯按鈕需顯示，所以有 8 個輸出點。開門、關(guān)門輸出各 1 個。樓層信號顯示 5 個，轎廂內(nèi)樓層按鈕顯示 5 個，電梯上行、下行指示輸出各 1 個， 拖動電機星形、三角形聯(lián)結(jié)輸出各 1 個，拖動電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)輸出各 1 個，拖動電機減速 輸出 1 個，共 27 個，如表 2 所示。 表 2 輸出信號地址分配表 名稱：輸入點：名稱：輸入點： 一層上行召喚指示y00 五樓樓層信號顯示y16 二層

23、上行召喚指示y01轎廂內(nèi)一樓按鈕顯示y20 二層下行召喚指示y02轎廂內(nèi)二樓按鈕顯示y21 三層上行召喚指示y03轎廂內(nèi)三樓按鈕顯示y22 三層下行召喚指示y04轎廂內(nèi)四樓按鈕顯示y23 四層上行召喚指示y05轎廂內(nèi)五樓按鈕顯示y24 四層下行召喚指示y06電梯上行指示y26 五層下行召喚指示y07電梯下行指示y27 電梯開門y10拖動電機星形聯(lián)結(jié)y30 電梯關(guān)門y11拖動電機三角形聯(lián)結(jié)y31 一樓樓層信號顯示y12拖動電機正轉(zhuǎn)y46 二樓樓層信號顯示y13拖動電機反轉(zhuǎn)y47 三樓樓層信號顯示y14拖動電機減速y40 四樓樓層信號顯示y15 5.2.3 內(nèi)部輔助繼電器的確定內(nèi)部輔助繼電器的確定

24、 見表 3 表 3 內(nèi)部輔助繼電器地址分配表 名稱：內(nèi)部輔助繼電器：名稱：內(nèi)部輔助繼電器： 一樓五樓樓廳呼梯信號輔助m00m07拖動電機減速輔助m43 上行輔助m08開門輔助m100 下行輔助m09關(guān)門輔助m101 一樓五樓樓層信號輔助m10m14 電梯運行禁止開門輔助m102 箱內(nèi)停層選擇信號輔助m20m24停層輔助m200 拖動電機正轉(zhuǎn)輔助m41電梯制動環(huán)節(jié)中輔助繼電器m301m306 拖動電機反轉(zhuǎn)輔助m42 5.3 程序設(shè)計與說明程序設(shè)計與說明 5.3.1 外呼信號的登記與消除外呼信號的登記與消除 乘客在樓廳門外呼叫電梯時，呼梯信號應被接收和保持，并用指示燈顯示出來。當電 梯運行到呼梯樓

25、層，而且外呼信號的方向與電梯運行方向一致時（基層和頂層不必考慮， 因為它們的運行方向是確定的，即一樓只能選擇上行，五樓只能選擇下行） ，電梯將?？?在該樓層，同時外呼信號應被消除，相應的指示燈也被熄滅。 外呼信號登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖如圖 7 所示。當按下某一外呼按鈕時，相對應的外呼 輔助繼電器 m0m7 接通并自鎖，同時與外呼按鈕對應的指示燈亮，表示該呼梯要求已 被電梯接收并保持。外呼信號的消除環(huán)節(jié)是由樓層信號輔助繼電器的常閉觸點與電梯運行 方向輔助繼電器的常閉觸點并聯(lián)構(gòu)成的（m8 為上行輔助繼電器，m9 為下行輔助繼電器） 。 當電梯運行方向與外呼信號的方向一致且電梯到達呼梯樓層時，電梯將停

26、止在該樓層，同 時樓層信號輔助繼電器的常閉觸點 m10m14 與電梯運行方向輔助繼電器的常閉觸點都 斷開，導致外呼輔助繼電器失電斷開，呼梯信號被消除且指示燈熄滅。當外呼信號的方向 與電梯運行方向相反時，電梯到達該樓層的時候，樓層信號輔助繼電器的常閉觸點斷開， 但電梯運行方向輔助繼電器的常閉觸點未斷開，外呼輔助繼電器仍得電，外呼信號仍有效 不會被清除。 圖7 外呼信號登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖 5.3.2 電梯箱內(nèi)選擇停層與顯示電梯箱內(nèi)選擇停層與顯示 當乘客進入電梯后，首先選擇要去的樓層，乘客通過對轎廂內(nèi)操作盤上的 15 層選 層按鈕進行操作，選層信號被登記后，選層按鈕下的指示燈亮，表示選層信號已被接

27、收并 保持，當電梯運行到所選的樓層后，箱內(nèi)的停層信號即被消除，相應的指示燈也應熄滅 電梯箱內(nèi)選擇停層與顯示環(huán)節(jié)梯形圖如圖 8 所示，其中 x30x34 是一樓到五樓的停 層信號選擇按鈕，y20y24 是指示燈輸出。當按下其中某一停層按鈕時，相對應的停層 信號輔助繼電器 m20m24 接通并自鎖，同時與停層按鈕對應的指示燈亮，表示該停層要 求已被電梯接收并保持。 與外呼信號的消除環(huán)節(jié)不同，電梯箱內(nèi)停層信號的消除只由樓層信號輔助繼電器的常 閉觸點構(gòu)成，而外呼信號的消除環(huán)節(jié)是由樓層信號輔助繼電器的常閉觸點與電梯運行方向 輔助繼電器的常閉觸點并聯(lián)構(gòu)成的，這里不需要考慮電梯的運行方向問題，因為乘客在進

28、入電梯前，電梯的運行方向是定的（由外呼信號產(chǎn)生） ，所以電梯到達箱內(nèi)乘客所選樓層 時，電梯都將停留在該層，停層信號同時被消除，對應的指示燈熄滅。 圖 8 電梯箱內(nèi)選擇停層與顯示環(huán)節(jié)梯形圖 5.3.3 電梯的定向環(huán)節(jié)電梯的定向環(huán)節(jié) 在自動運行狀態(tài)下，電梯首先應確定運行方向，即定向。電梯的定向只有兩種情況， 即上行和下行。電梯處于待命狀態(tài)，接到內(nèi)選或外呼信號時，首先應將電梯所處的位置與 內(nèi)選和外呼信號進行比較，確定是上行還是下行,原則如下： （1）召喚或指令要到的樓層 轎廂目前所在樓層 電梯上行 （2）召喚或指令要到的樓層 轎廂目前所在樓層 電梯下行 （3）召喚或指令要到的樓層 轎廂目前所在樓層

29、無法定向 一旦電梯定向后，內(nèi)選或外呼信號對電梯運行方向的要求沒有滿足的情況下，定向信 號不能消除。故電梯的定向環(huán)節(jié)梯形圖如圖 9、10 所示。圖中 m8 及 m9 分別為定向上行 和定向下行輔助繼電器，它們線圈的得電條件是由內(nèi)選信號、外呼信號以及電梯所處的位 置信號組成。前文所說的“比較”是通過電梯位置信號對內(nèi)選信號和呼梯信號的“屏蔽” 實現(xiàn)的。 5.3.3(1)電梯上行環(huán)節(jié)電梯上行環(huán)節(jié) 在本設(shè)計中定向上行采用高層決定電梯運行方向的原則，即只要有高層呼梯信號或內(nèi) 選信號，電梯就先滿足高層的需要，電梯運行方向定為上行。 電梯上行環(huán)節(jié)的梯形圖如圖 9 所示，其中 m1m7 是外呼信號輔助繼電器，m

30、21m24 箱內(nèi)停層信號輔助繼電器，m11m14 是樓層信號輔助繼電器，m8 及 m9 分別為定向上行和 定向下行輔助繼電器。其中，五樓的外呼信號和箱內(nèi)停層信號的優(yōu)先級最高，從五樓到二 樓優(yōu)先級逐漸下降。只要有五樓的呼梯信號，電梯就已定向為上行，無論其他樓層的呼梯 信號是什么樣的。當電梯運行到五樓時，五樓的樓層信號輔助繼電器 m14 常閉觸點斷開， 使得 m08 失電，無法定向為上行。 電梯箱內(nèi)停層信號確定電梯運行方向的原理與外呼信號相同。另外，這里 m09 的常閉 觸點是用來起互鎖作用的，保證電梯不會既定為上行又定為下行。 圖 9 電梯上行環(huán)節(jié)的梯形圖 5.3.3(2)電梯下行環(huán)節(jié)電梯下行環(huán)

31、節(jié) 在本設(shè)計中定向下行采用低層決定電梯運行方向的原則，即只要有低層呼梯信號或內(nèi) 選信號，電梯就先滿足低層的需要，將電梯運行方向定為下行。 電梯下行環(huán)節(jié)的梯形圖如圖 10 所示，其中 m0m6 是外呼信號輔助繼電器，m20m23 箱內(nèi)停層信號輔助繼電器，m10m13 是樓層信號輔助繼電器，m8 及 m9 分別為定向上行和 定向下行輔助繼電器。其中，一樓的外呼信號和箱內(nèi)停層信號的優(yōu)先級最高，從一樓到四 樓優(yōu)先級逐漸下降。只要有一樓的呼梯信號，電梯就已定向為下行，無論其他樓層的呼梯 信號時什么樣的。當電梯運行到一樓時，一樓的樓層信號輔助繼電器 m10 常閉觸點斷開， 使得 m09 失電，無法定向為下

32、行。 電梯箱內(nèi)停層信號確定電梯運行方向的原理與外呼信號相同。另外，這里 m08 的常閉 觸點是用來起互鎖作用的，保證電梯不會既定為上行又定為下行。 圖 10 電梯下行環(huán)節(jié)的梯形圖 5.3.4 開門控制開門控制 本設(shè)計考慮以下 3 種開門的條件，只要滿足其中之一，那么電梯門就將自動或手動開 啟。 （1）電梯自動運行停層時的開門。電梯在運行到指定樓層時，電梯應開始開門。 （2）電梯關(guān)門過程中的重新開門。在電梯關(guān)門的過程中，若有人或物夾在兩門的中 間，需重新開門。目前大多數(shù)電梯采用光幕或機械安全觸板進行檢測，自動發(fā)出重新開門 信號，以達到重新開門的目的。 （3）手動重新開門。有時電梯外乘客未進入電梯

33、，而電梯卻在關(guān)門過程中，這時箱 內(nèi)的人可以手動控制開門，讓電梯外的乘客進入。 開門環(huán)節(jié)梯形圖如圖 11 所示，其中 y46、y47 分別為電梯拖動電機正反轉(zhuǎn)輸出，只要 電梯在運行過程中，那么電梯門就不能打開。本設(shè)計中用輔助繼電器 m102 的常閉觸點來 實現(xiàn)該保護措施，只要 y46、y47 中的任何一個導通，輔助繼電器 m102 就得電，m102 的 常閉觸點斷開，m100（開門輔助繼電器）無法得電，電梯門就不能打開。m200 是停層開 門輔助繼電器（該信號的產(chǎn)生將在電梯制動環(huán)節(jié)中論述） ，當電梯運行到指定樓層時 m200 得電，使得 m100 也得電并自鎖，開門輸出 y10 導通使得電梯門自

34、動打開。x12 是電梯自 動重開門觸點，因為有時乘客未進入電梯，而電梯已在關(guān)門過程中，為了防止乘客被夾在 門中，在門上安裝機械安全觸板，當安全觸板使得 x12 接通時，m100 得電并自鎖，電梯 門又重新打開。x13 是電梯手動重開門觸點，有時電梯內(nèi)的乘客需要離開電梯，此時可以 按下手動開門按鈕，使得 x13 接通，m100 得電并自鎖，電梯門重新打開。其他都屬于呼 梯開門，電梯到達某層后，如果沒有人繼續(xù)使用電梯，電梯將?？吭谠搶诱敬粲腥?在該層站呼梯，電梯將首先開門，以滿足用梯的要求。 （無論是上行信號還是下行信號） ， 都將使得 m100 得電并自鎖，電梯門打開。 其中時間繼電器 t

35、0 是用來控制關(guān)門的，電梯 門打開的同時 t0 開始計時，時間為 10s，也就是說 10s 后電梯門將自動關(guān)閉。m101 是關(guān) 門輔助繼電器，它的常閉觸點與 m100 互鎖，保證電梯在關(guān)門的過程中不能開門。x16 是 開門極限觸點，當電梯門打開到一定程度時 x16 接通， x16 的常閉觸點斷開，使得 m100 失電，電梯門將停止繼續(xù)打開，以免損壞電梯門板。 圖 11 開門控制環(huán)節(jié)梯形圖 5.3.5 關(guān)門控制關(guān)門控制 本設(shè)計考慮以下 2 種關(guān)門的條件，只要滿足其中之一，那么電梯門就將自動或手動關(guān) 閉。 （1）關(guān)門延時時間到時自動關(guān)門。當上面開門環(huán)節(jié)中的 t0 延時時間一到，電梯門將 自動關(guān)閉。

36、 （2）提前關(guān)門（手動關(guān)門） 。有時電梯內(nèi)的乘客想提前關(guān)門，可電梯門自動關(guān)閉的時 間還沒到，可以按該按鈕來提前關(guān)門。 關(guān)門環(huán)節(jié)梯形圖如圖 12 所示，t0 為延時關(guān)門常開觸點，延時時間一到 t0 導通，關(guān) 門輔助繼電器 m101 得電并自鎖，關(guān)門輸出 y11 導通使得電梯門自動關(guān)閉。x15 是提前關(guān) 門（手動關(guān)門）觸點，如果電梯內(nèi)乘客想在電梯自動關(guān)門前就將門關(guān)上，那么可以按該鍵， x15 按下使得 m101 得電并自鎖，關(guān)門輸出 y11 導通，電梯提前關(guān)門。m100 是開門輔助繼 電器，它的常閉觸點與 m101 互鎖，保證電梯在開門的過程中不能關(guān)門。x17 是關(guān)門極限 觸點，當電梯門閉合到一定

37、程度時 x17 接通， x17 的常閉觸點斷開，使得 m101 失電，電 梯門將停止繼續(xù)關(guān)閉，以免損壞電梯門板。 圖 12 關(guān)門控制環(huán)節(jié)梯形圖 5.3.6 樓層信號的顯示樓層信號的顯示 當電梯在運行過程中，需要實時地顯示出電梯箱體所在的位置或樓層，那樣無論是電 梯內(nèi)的乘客還是樓廳外等待電梯的乘客都能及時了解到電梯的運行狀態(tài)，所以本設(shè)計中加 入了樓層信號的顯示模塊。 當電梯位于某一樓層時，該樓層的觸點產(chǎn)生該樓層的信號，以控制指層燈的狀態(tài)，而 離開該樓層并到達另一樓層時，該樓層的信號應被新的樓層信號所取代，相應的指示燈狀 態(tài)也發(fā)生變化。每一層的樓層輔助繼電器是由其上層或下層的樓層觸點關(guān)斷的（一樓的

38、樓 層輔助繼電器由二樓的樓層觸點關(guān)斷，五樓的樓層輔助繼電器由四樓的樓層觸點關(guān)斷） 。 樓層信號顯示環(huán)節(jié)梯形圖如圖 13 所示，x20x24 是每個樓層的樓層信號觸點， m10m14 是每個樓層的樓層信號輔助繼電器，y12y16 是樓層信號的顯示輸出觸點。電 梯在一樓時，一樓樓層信號觸點 x20 閉合，相應的樓層信號輔助繼電器 m10 得電并自鎖， 樓層信號的顯示輸出 y12 導通，顯示此時的樓層為一樓；當電梯運行到二樓時，電梯箱體 接觸到二樓樓層信號觸點 x21，使得 x21 的常閉觸點斷開，于是 m10 失電，同時樓層顯示 狀態(tài)由一樓變?yōu)槎牵ㄒ驗榇藭r x21 閉合，使得二樓的樓層信號輔助繼

39、電器 m11 得電并自 鎖 ） 。二樓到四樓的樓層信號顯示與消除原理是一樣的?，F(xiàn)已二樓為例說明，當電梯運行 到二樓時 x21 閉合，m11 得電并自鎖，樓層信號的顯示輸出 y13 導通，顯示當前樓層為二 樓。而該顯示信號的消除分為兩種情況，一種是電梯上行時由三樓的樓層信號觸點 x22 消 除，電梯到達三樓時 x22 的常閉觸點斷開，使得 m11 失電斷開，樓層信號由二樓變?yōu)槿龢恰?另一種是電梯下行時由一樓的樓層信號觸點 x20 消除，電梯到達一樓時 x20 的常閉觸點斷 開，使得 m11 失電斷開，樓層信號由二樓變?yōu)橐粯恰?圖 13 樓層信號顯示環(huán)節(jié)梯形圖 5.3.7 電梯的起動環(huán)節(jié)電梯的起動

40、環(huán)節(jié) 乘客進入電梯選擇好要去的樓層，且電梯門關(guān)閉的情況下電梯的拖動電機開始工作， 拖動電梯向上或向下運行。電梯的旋轉(zhuǎn)方向由定向環(huán)節(jié)中的定向上行和定向下行輔助繼電 器 m8 和 m9 決定的。 在本設(shè)計中，拖動電機選用三相異步電機，采用 y-降壓起動的方法，起動時電動 機定子繞組接成 y 形聯(lián)結(jié)，起動后改接成形聯(lián)結(jié)。因為如果直接啟動，起動電流將很大， 這樣可以降低啟動電流。 電梯的起動環(huán)節(jié)的梯形圖如圖 14 所示，其中 m8、m9 是前面提到的運行方向輔助繼電 器，m41、m42 分別是電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)輔助繼電器。y46、y47 分別為電機正、反轉(zhuǎn)輸出， y30、y31 分別為星形接法和三角形接

41、法的輸出，t01 是星形起動的時間繼電器，x44 是電 梯門關(guān)閉觸點。 當電梯定向為上行（下行）且電梯門已經(jīng)關(guān)閉時，即輔助繼電器 m8（m9）閉合，x44 也閉合，此時電機正轉(zhuǎn)輔助繼電器 m41(m42)得電，m41(m42)閉合使得電機正轉(zhuǎn)輸出 y46(y47)得電，控制電機為正轉(zhuǎn)方式。確定了電機的轉(zhuǎn)向后，電機開始起動。首先 m41(m42)閉合導致星形接法輸出 y30 得電，電機此時在星形聯(lián)結(jié)下起動，時間繼電器也開 始計時。本設(shè)計中，星形起動時間為 2s，所以時間常數(shù)為 20。當計時到兩秒時，時間繼 電器 t01 的常開觸點閉合，使得三角形接法的輸出 y31 得電并自鎖，同時 y31 的常

42、閉觸點 斷開，使得星形聯(lián)結(jié)輸出 y30 失電，電機以三角形聯(lián)結(jié)方式穩(wěn)定運行。在梯形圖中，正反 轉(zhuǎn)輔助繼電器 m41、m42 的常閉觸點在對方的支路中形成互鎖，確保電梯不能同時正轉(zhuǎn)和 反轉(zhuǎn)。 圖 14 電梯的起步、穩(wěn)定運行環(huán)節(jié)的梯形圖 5.3.8 電梯的制動環(huán)節(jié)電梯的制動環(huán)節(jié) 電梯在停車制動之前，應首先確定其停層信號，即確定電梯要?？康臉菍樱撔盘枒?根據(jù)電梯的運行方向與外呼信號的位置和箱內(nèi)選層信號比較后得出。?？康臉菍哟_定后， 電梯在到達該樓層中間時減速觸點接通，電梯開始啟動減速環(huán)節(jié)。 電梯的制動環(huán)節(jié)梯形圖如圖 15 所示,其中 m20m24 為停層信號輔助繼電器，m0m7 為外呼信號輔助繼電

43、器，x40x43 為樓層減速觸發(fā)觸點，m100 為開門輔助繼電器，m43 為減速輔助繼電器，y40 為減速輸出，m10m14 為樓層信號輔助繼電器，m200 為停層開 門輔助繼電器（在開門控制中用到） 。其中圖 15 為電梯制動環(huán)節(jié)中輔助繼電器的梯形圖. 現(xiàn)以二樓的樓層減速觸點為例介紹此梯形圖的原理，本設(shè)計中減速觸點安裝在樓層中 間，二樓的減速觸點為 x41。電梯經(jīng)過二樓減速觸點有兩種情況，一種是由二樓到三樓需 要減速，另一種是由高層下降到二樓需要減速。 假如電梯在二樓時，三樓有上行外呼信號，輔助繼電器 m3 得電自鎖，且此時電梯定 向為上行，m08 閉合。當電梯運行到二樓中間時，接觸到二樓減

44、速觸點 x41，使得減速輔 助繼電器 m43 得電并自鎖，電梯開始減速。而當三樓為下行外呼信號時，又分為兩種情況。 一種情況是三樓以上樓層沒有呼梯信號，此時電梯需要減速停留在三層以滿足乘客的需求， 另一種情況是三樓以上樓層有呼梯信號，此時電梯不用停留在三樓，而是直接向上運行。 為了達到這一目的，在這里使用了輔助繼電器 m303，當有三樓以上的呼梯信號時，輔助 繼電器 m303 得電使得它的常閉觸點斷開，所以即使有三樓下行外呼信號，m43 也不會得 電，電梯也就不會減速停留在三層。而如果沒有三樓以上的呼梯信號，m303 的常閉觸點 一直閉合，所以只要有三樓下行外呼信號，m43 就會得電，電梯減速

45、并停留在三樓。 當電梯原本在三樓或者更高的樓層時，如果有二樓的下行外呼信號，輔助繼電器 m2 得電自鎖，且此時電梯定向為下行，m09 閉合。當電梯運行到二樓中間時，接觸到二樓減 速觸點 x41，使得減速輔助繼電器 m43 得電并自鎖，電梯開始減速。而當二樓為上行外呼 信號時，也分為兩種情況。一種情況是二樓以下樓層沒有呼梯信號，此時電梯需要減速停 留在二層以滿足乘客的需求，另一種是二樓以下樓層有呼梯信號，此時電梯不用停留在二 樓，而是直接向下運行。為了達到這一目的，在這里使用了輔助繼電器 m302，當有二樓 以下的呼梯信號時，輔助繼電器 m302 得電使得它的常閉觸點斷開，所以即使有二樓上行 外

46、呼信號，m43 也不會得電，電梯也就不會減速停留在二層。而如果沒有二樓以下的呼梯 信號，m302 的常閉觸點一直閉合，所以只要有二樓上行外呼信號，m43 就會得電，電梯減 速并停留在二樓。 在這里，減速輔助繼電器 m43 由開門輔助繼電器 m100 關(guān)斷。當電梯到達樓層時，電 梯開門時 m100 的常閉觸點斷開，于是 m43 失電斷開。停層輔助繼電器 m200 由一樓至五樓 的樓層輔助繼電器和 m43 共同決定。 圖 15 電梯制動環(huán)節(jié)中輔助繼電器的梯形圖 5.3.9 電梯的待機狀態(tài)電梯的待機狀態(tài) 如果長時間不使用電梯（這里設(shè)為 5 分鐘） ，則電梯自動?？恐林虚g層，本設(shè)計中 即為第三層。方便上下乘梯者使用。其中圖 16 為電梯待機狀態(tài)中輔助繼電器的梯形圖. 圖 16 電梯待機狀態(tài)中輔助繼電器的梯形圖 6.運行調(diào)試運行調(diào)試 電梯由安裝在各樓層門口的上升和下降呼叫按鈕進行呼叫操縱，其操縱內(nèi)容為電梯運 行方向。電梯轎箱內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕 s1s5，用以選擇需?？康臉菍?。l1 為一層指示、 l2 為二層指示，sq1sq5 為到位行程開關(guān)。電梯上升途中只響應上升呼叫，下降 途中只響應下降呼叫，任何反方向的呼叫均無效。例如，電梯停在一層，在三層轎箱外呼 叫時，必須按三層上升呼叫按鈕，電梯才響應呼叫（從一層運行到三層） ，按三層