plc的電梯控制系統(tǒng)設計

1、畢業(yè)設計報告（論文）報告（論文）題目：基于PLC的電梯系統(tǒng)設計 作者所在系部： 機電學院 作者所在專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 作者所在班級： 07211 作 者 姓 名 ： 甘立超 作 者 學 號 ： 20073021114 指導教師姓名： 99999999 完 成 時 間 ： 2010年5月25日 安徽建筑工業(yè)學院教務處制安徽建筑工業(yè)學院電子工程系畢業(yè)設計（論文）任務書姓 名：王永龍專 業(yè)：機械班 級：07211學號：20073021114指導教師：3333職 稱：講師完成時間：2010年6月25日畢業(yè)設計（論文）題目：基于PLC的電梯系統(tǒng)設計設計目標：利用PLC可編程序控制的理論知識，

2、設計實現(xiàn)電梯控制。技術要求：1 I/O點數(shù)及其分配 2 電梯內(nèi)部PLC編程3電梯運行的理想曲線 4 電梯上下行加速控制 5電梯到達樓層后的停止 6 電梯的開，關門程序 所需儀器設備：計算機一臺、PLC可編程序控制器成果驗收形式：原理圖、程序參考文獻：PLC可編程序控制、電梯控制技術、可編程序控制器及其應用、PLC編程實用指南、電氣控制與可編程序控制器、電梯原理，使用與維護、FX系列PLC編程及應用、PLC應用技術問答時間安排15周-6周立題論證39周-13周仿真調(diào)試27周-8周方案設計414周-16周成果驗收指導教師： 教研室主任： 系主任：目錄序言 1.1電梯1.2可編程控制器1.3電梯與可

3、編程控制器第一章 電梯發(fā)展分類規(guī)格參數(shù)及組成1.1概述1.2電梯的基本分類1.3 電梯的型號 1.4電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸1.5電梯的組成部件 第二章 三菱FX2N 系列可編程序控制器介紹2.1 可編程控制器的基礎認識2.2 可編程序控制器的工作方式及編程語言 2.3 可編程序控制器與繼電器、微機在電梯控制中的應用比較 第三章 交流雙速電梯的電氣設計3.1 交流雙速電梯的基本工作原理3.2 輸入輸出設計第四章 PLC梯形圖設計4.1 程序說明4.2 主程序設計4.3 子程序功能說明第五章結(jié)論致謝可編程控制器(PLC)電梯控制系統(tǒng)摘要關鍵詞：電梯，PLC，邏輯控制；程序設計序言1.1電梯電梯是

4、根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)應采用隨機邏輯控制方式控制。目前電梯的控制普遍采用兩種控制方式：一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯的信號采集、運行狀態(tài)和功能的設定，實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運行功能，拖動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）取代微機實現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方式并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多采用答二種方式，其原因在于用PLC控制有許多優(yōu)點：1， 可靠性高，由于采取了一系類的PLC高可靠性的措施，PLC的平均無

5、故障時間（MTBF）一般可達35萬小時。而且PLC的環(huán)境適應性也很強，它能在工業(yè)環(huán)境下可靠地工作；2， 編程簡單，PLC最常用的編程語言是梯形圖語言。這種編程語言形象直觀，容易掌握，不需要專門的計算機知識，便于廣大現(xiàn)場工程技術人員掌握。當工作流程需要改變時，可以現(xiàn)場改變程序，使用方便、靈活；3， 體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維修方便。PLC的體積小，重量輕，便于安裝。一般PLC都具有自診斷、故障報警、故障種類顯示等功能。1.2可編程控制器可編程控制器，是微機技術與繼電器常規(guī)控制技術相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機控制器的基礎上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計算機，

6、自1969年針對工業(yè)自動控制的特點和需要而開發(fā)的第一臺PLC問世以來，迄今30多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術的繼承和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機控制裝置，它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領域的實時控制要求，同時也照顧到現(xiàn)場電氣維護人員的技能和習慣，擯棄了微機常用的計算機編程語言的表達方式，獨具風格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎的形象編程語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、調(diào)試和查錯都很容易。用戶買到所需要的PLC后，只需按說明書或提示，做少量的安裝接線和用戶程序的編制工作，就可以靈活而方便地將PLC應用于生產(chǎn)實踐，而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試

7、都不需要具有專門的計算機編程語言知識。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動了計算術的普遍應用?？删幊炭刂破鱌LC在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進控制技術。PLC現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性、邏輯功能強、體積小、可在線修改控制程序、具有遠程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易與計算機接口、能對模擬量進行控制、具備高速記數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代有大量中間繼電器、時間繼電器、記數(shù)繼電器等組成的繼電-接觸控制系統(tǒng)，在機械、化工、石油、冶金、輕工、電子、紡織、食品、交通等各行各業(yè)都得到廣泛的應用。1.3電梯與可編程控制器總之，電梯的控制是比較復

8、雜的，在計算機誕生前的幾十年里，繼電器控制系統(tǒng)為電梯控制的發(fā)展起到了巨大的作用，然而其控制性能與自身的功能已經(jīng)無法滿足與適應電梯控制的要求和發(fā)展，與PLC相比較，存在質(zhì)的差別。電梯使用繼電接觸器控制的時代，很難設計出質(zhì)量優(yōu)良的電梯控制系統(tǒng)，而現(xiàn)在，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了更廣闊的空間。PLC是專門為工業(yè)過程控制而設計的控制設備，隨著PLC應用技術的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠、抗干擾性能增強、機械與電氣部件被機結(jié)合在一個設備內(nèi)，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。因此它已成為電梯運行中的關鍵技術。第一章電梯發(fā)展分類規(guī)格參數(shù)及組成1.1概述

9、1.1.1 電梯產(chǎn)品的錄屬關系和在人民物質(zhì)生活中的作用在我國，電梯、手扶梯、自動人行道等屬于起重運輸設備。電梯是在垂直方向上運行的運輸設備，手扶梯是在斜面上運行的運輸設備。但是電梯和手扶梯都是把人或貨物從一個水平面提升到另一個水平面的起重運輸設備。隨著人口的增加、科學技術日新月異地發(fā)展、人們物質(zhì)生活水平的逐步提高，建筑業(yè)得以迅速發(fā)展，大批的高樓大廈拔地而起，十幾層至幾十層的賓館、飯店、辦公樓、住宅樓鱗次櫛比。完全可以預想到，隨著社會的發(fā)展，電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位將會和汽車一樣，成為重要的運輸設備之一。1.1.2 電梯產(chǎn)品發(fā)展簡史據(jù)國外有關資料介紹，公元前2800年在古代埃及，為了建

10、筑當時的金字塔，曾使用過由人力驅(qū)動的升降機械。公元1765年瓦特發(fā)明了蒸汽機后，1858年美國研制出以蒸汽機為動力，并通過帶傳動和蝸輪減速裝置驅(qū)動的電梯。1878年英國的阿姆斯特郎發(fā)明了水壓梯。并隨著水壓梯的發(fā)展，淘汰了蒸汽梯。后來又采用液壓泵和控制閥以及直接拄塞式和側(cè)拄塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯，這種液壓梯至今仍為人們所采用。但是電梯得以興盛發(fā)展的根本原因在于采用了電力作為動力來源。我國電梯的使用歷史悠久。80年代中期以來，隨著我國對外開放，對內(nèi)告活經(jīng)濟的政策深入貫徹執(zhí)行，隨著技術引進工作的進一步開展，在國內(nèi)建立一批合資和獨資電纜生產(chǎn)廠，使我國的電梯工業(yè)又取得巨大的發(fā)展，我國又新頒布一批具有80年代國

11、際水平的電梯制造標準，隨著采用新標準生產(chǎn)的電梯批量推向市場，技術性能和質(zhì)量明顯提高的電梯又進一步促進建筑業(yè)和電梯業(yè)的發(fā)展，電梯工業(yè)蓬勃發(fā)展的局面已經(jīng)形成。1.1.3 電梯的運行工作情況電梯在做垂直運行的過程中，有起點站也有終點站。對于三層以上建筑物內(nèi)的電梯，起點站和終點站之間還設有?？空?。起點站設在一樓，終點站設在最高樓，設在一樓的起點站常作為基站。起點站和終點站之間的?？空痉Q為中間站。各站的廳外設有召喚箱，箱上設置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕或觸鈕。一般電梯在兩端站的召喚箱上各設置一只按鈕或觸鈕，中間層站的召喚箱上各設置兩只按鈕或觸鈕。對于無司機控制的電梯。在各層站的召喚箱上均設置一只按

12、鈕或觸鈕。而電梯的轎廂內(nèi)都設置有（雜物電梯除外）操縱箱，操縱箱上設置有手柄開關或與層站對應的按鈕或觸鈕，供司機或乘用人員控制電梯上下運行。召喚箱上的按鈕或觸鈕稱為指令或觸鈕，操縱箱上的按鈕或觸鈕稱為內(nèi)指令按鈕或觸鈕。外指令按鈕或觸鈕發(fā)出的電信號稱為外指令信號。內(nèi)指令按鈕或觸鈕發(fā)出的電信號稱為內(nèi)指令信號。80年代中期后，觸鈕已被微動按鈕所取代。作為電梯基站的廳外召喚箱，除設置一只召喚按鈕或觸鈕外，還設置一只鑰匙開關，以便下班關閉電梯時，司機或管理人員把電梯開到基站后，可以通過專用鑰匙扭動鑰匙開關，把電梯的廳轎門關閉妥當后，自動切斷電梯控制電源或動力源。電梯的運行工作情況和汽車有共同之處，但是汽車

13、的起動、加速、停靠等全靠司機控制操作，而且在運行過程中可能遇到的情況比較復雜，因此汽車司機必須經(jīng)過嚴格的培訓和考核。而電梯的自動化程度比較高，一般電梯的司機或乘用人員只需要通過操縱箱上按鈕或觸鈕向電氣控制系統(tǒng)下達一個指令，電梯就能自動關門、定向、起動、加速，在預定的層站平層?？块_門。對于自動化程度比較高的電梯，司機或乘用人員一次還可以下達一個一上的指令信號，電梯便能夠依次起動和?？?，依次完成任務。盡管電梯和汽車在運行工作過程有許多不同的地方，但仍有許多共同之處，其中乘客電梯的運行工作情況類似公共汽車，在起點站和終點站之間往返運行，在運行方向前方的停靠站上有順向的指令信號時，電梯到站能自動平層停

14、靠開門接客。而載貨電梯的運行工作情況下則類似卡車，執(zhí)行任務為一次性的，司機或乘用人員控制電梯上下運行時一般一次只能下達一個指令任務，當一個指令任務完成后才達另一個任務。在執(zhí)行任務的過程中，從一個層站出發(fā)到另一層站時，假若中間層站出現(xiàn)指令信號，一般都不能自動停靠，所以載貨電梯的自動化程度比乘客電梯低。1.2電梯的基本分類電梯的定義為：用電力拖動的轎廂運行于鉛垂的或傾斜不大于15的兩列剛性導軌之間運送乘客或貨物的固定設備。習慣上不論其驅(qū)動方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運輸工具的總稱。 根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設置不同類型的電梯。目前電梯的基本分類方法大致如下。 1.

15、2.1 按用途分類 乘客電梯,為運送乘客設計的電梯，要求有完善的安全設施以及一定的轎內(nèi)裝飾。 載貨電梯,主要為運送貨物而設計,通常有人伴隨的電梯。 醫(yī)用電梯,為運送病床、擔架、醫(yī)用車而設計的電梯，轎廂具有長而窄的特點。 雜物電梯,供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等設計的電梯。 觀光電梯,轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。 車輛電梯,用作裝運車輛的電梯。 船舶電梯,船舶上使用的電梯。 建筑施工電梯,建筑施工與維修用的電梯。 其它類型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。 1.2.2 按驅(qū)動方式分類 交流電梯，用交流感應電

16、動機作為驅(qū)動力的電梯。根據(jù)拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。 直流電梯，用直流電動機作為驅(qū)動力的電梯。這類電梯的額定速度一般在2.00m/s以上。 液壓電梯,一般利用電動泵驅(qū)動液體流動，由柱塞使轎廂升降的電梯。 齒輪齒條電梯,將導軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機帶動齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。 螺桿式電梯,將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機經(jīng)減速機（或皮帶）帶動螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。 直線電機驅(qū)動的電梯,其動力源是直線電機。 電梯問世初期，曾用蒸汽機、內(nèi)燃機作為動力直接驅(qū)動

17、電梯，現(xiàn)已基本絕跡。 1.2. 3 按速度分類 電梯無嚴格的速度分類，我國習慣上按下述方法分類。 低速梯，常指低于1.00m/s速度的電梯。 中速梯，常指速度在1.002.00m/s的電梯。 高速梯，常指速度大于2.00m/s的電梯。 超高速，速度超過5.00m/s的電梯。 隨著電梯技術的不斷發(fā)展，電梯速度越來越高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應地提高。 1.2.4 按電梯有無司機分類 有司機電梯，電梯的運行方式由專職司機操縱來完成。 無司機電梯，乘客進入電梯轎廂，按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕，電梯自動運行到達目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。 有/無司機電梯，這類電梯可變換控制電

18、路，平時由乘客操縱，如遇客流量大或必要時改由司機操縱。 1.2.5 按操縱控制方式分類 手柄開關操縱，電梯司機在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關，實現(xiàn)電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運行狀態(tài)。 按鈕控制電梯：是一種簡單的自動控制電梯，具有自動平層功能，常見有轎外按鈕控制、轎內(nèi)按鈕控制兩種控制方式。 信號控制電梯，這是一種自動控制程度較高的有司機電梯。除具有自動平層，自動開門功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動停層，順向截停和自動換向等功能。 集選控制電梯，是一種在信號控制基礎上發(fā)展起來的全自動控制的電梯，與信號控制的主要區(qū)別在于能實現(xiàn)無司機操縱。 并聯(lián)控制電梯，23臺電梯的控制線路并聯(lián)起

19、來進行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯本身都具有集選功能。 群控電梯，是用微機控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。 1.2.6 其它分類方式 按機房位置分類，則有機房在井道頂部的（上機房）電梯、機房在井道底部旁側(cè)的（下機房）電梯，以及有機房在井道內(nèi)部的（無機房）電梯。 按轎廂尺寸分類，則經(jīng)常使用“小型”、“超大型”等抽象詞匯表示。 此外，還有雙層轎廂電梯等。 1.2. 7 特殊電梯 斜行電梯，轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導軌運行，是集觀光和運輸于一體的輸送設備。特別是由于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后，斜行電梯發(fā)展迅速。 立體停車場用電梯，根據(jù)不同的停車場

20、可選配不同類型的電梯。 建筑施工電梯，是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷齒傳動與鏈傳動，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運動的機械，用以輸送人員或物料，主要應用于建筑施工與維修。它還可以作為倉庫、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長期使用的垂直運輸機械。1.3電梯的型號隨著改革開放，眾多國外電梯制造廠家產(chǎn)品涌入國內(nèi)及興辦合資、獨資電梯制造廠。每個國家都有自己的電梯型號表示方法，合資廠也沿用引進國命名型號的規(guī)定使用，無法一一列舉。 總體分以下幾類： 以電梯生產(chǎn)廠家公司及生產(chǎn)產(chǎn)品序號如：TOEC90，前面的字母是廠家英文字頭，為天津奧的斯電梯公司，90代表其產(chǎn)品類型號。 以英文字頭代表電梯的種類，以

21、產(chǎn)品類型序號區(qū)分，如：三菱電梯GPS，前面字母為英文字頭代表產(chǎn)品種類，代表產(chǎn)品類型號。 以英文字頭代表產(chǎn)品種類，配以數(shù)字表征電梯參數(shù)，如：“廣日”牌電梯，YP15CO90，YP表示交流調(diào)速電梯，額定乘員15人，中分門，額定速度90mmin。以及其它表示方法等等。因此，必須根據(jù)其產(chǎn)品說明書了解其參數(shù)。 上海三菱電梯公司型號:載客電梯GPM-III、GPS-III、NexWay、NexWay-S、HOPE-II、LEHY（菱云）、GPS-CR、ELENESSA 載貨電梯HOPE-IIG、HYF 觀光梯HOPE-S1、HOPE-S2、GPS-III-KX2S、GPS-III-CX7S、GPS-III

22、-HY05S、ELE-NZ10S、ELE-NZ30S、ELE-NZ31S、ELE-HY05S自動扶梯J系列、A系列、HEP系列自動人行道C系列醫(yī)用電梯GPS-BIII、HOPE-IIB液壓電梯HIVF、HYF汽車電梯CIC-V雜物電梯SD-BS1.4電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸1.4.1 電梯的主要參數(shù)1）額定載重量（kg）：制造和設計規(guī)定的電梯載重量。2）轎廂尺寸（mm）：寬深高。3）轎廂形式：有單或雙面開門及其它特殊要求等，以及對轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對電風扇、電話的要求等。4）轎門形式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。5）開門寬度（mm）：轎廂門和廳門

23、完全開啟的凈寬度。6）開門方向：人在廳外面對廳門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱為中分門。7）曳引方式：常用的有半繞1：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。半繞2：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲運行速度的一半。全繞1：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。8）額定速度（m/s）：制造和設計所規(guī)定的電梯運行速度。9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動系統(tǒng)的形式等。如交流電機拖動或直流電機拖動，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。10）停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點均稱為站。11）提升高度（mm）：由底層端站樓面至

24、層頂端站樓面之間的垂直距離。12）頂層高度（mm）:由頂層端站樓面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直距離。電梯的運行速度越快，頂層高度一般越高。13）底坑深度（mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運行速度越快，底坑一般越深。14）井道深度（mm）：由井道底面至機房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。15）井道尺寸（mm）：寬深。1.4.2 我國有關標準對電梯主要參數(shù)和規(guī)格尺寸的規(guī)定為了加強對電梯產(chǎn)品的管理，提高電梯產(chǎn)品的使用效果，國家曾于1974年頒布了JBI435-74、JBI816-74、JB/Z110-74等一批電梯產(chǎn)品的部標準。電梯的主要參數(shù)是電梯制

25、造廠和設計和制造電梯的依據(jù)。用戶選用電梯時，必須根據(jù)電梯的安裝使用地點、載運對象等，按標準的規(guī)定，正確選擇電梯的類別和有關參數(shù)與尺寸，并根據(jù)這些參數(shù)與規(guī)格尺寸，設計和建造安裝電梯的建筑物。否則會影響電梯的使用效果。1.5電梯的組成部件電梯是一種復雜的機電產(chǎn)品，一般由機房、轎廂、廳門及井道和井底設備等4個基本部分組成。1.5.1 機房機房位于電梯井道的最上方或最下方，用于裝設曳引機、控制柜、限速器、選層器、地震檢測儀、配線板、總電源開關及通風設備等。當機房設在井道底部時，稱為下置式曳引方式。由于此種方式結(jié)構(gòu)較復雜，鋼絲繩彎折的次數(shù)較多，縮短了鋼絲繩的使用期限，增加了井道承重，且保養(yǎng)困難，所以一般

26、不采用，只有機房不可能設在井道頂部時才采用。相反，機房上置式曳引方式因設備簡單，鋼絲繩彎折次數(shù)少，成本低，維護簡單等特點，最為普遍采用。如果機房即不可能設在井道底部，也不了能設在頂部時，可考慮選用液壓式電梯，即機房側(cè)置式。機房結(jié)構(gòu)必須堅固，防震和隔音，有足夠的面積，、高度、承重能力和良好的通風條件，而且室內(nèi)經(jīng)常保持有適度的照明亮度，保持干燥清潔等。通常有如下的規(guī)定：1)面積一般至少為井道側(cè)面積的2倍以上，對交流電梯，一般為22.5倍；對直流電梯，一般為33.5倍。2)高度指機房地面至頂板的垂直距離。對客梯、病房梯，一般為2.22.8m以上；對貨梯，一般為2.22.4m以上。3)承重能力。機房的

27、地板要求能承重6kPa(雜物梯為4kPa)的均部載荷。在曳引機安裝的上方，應設吊鉤用于維修。鉤的承重能力如下：對額定載重量5003000kg的電梯，應大于2000kg；對額定載重量5000kg的電梯，應大于3000kg。4)對于機房的設置有以下3種方式：機房下置式、機房上置式和機房側(cè)置式。(1)曳引機 曳引機是電梯升降的動力源，由曳引電動機、電磁制動器、減速器、曳引輪和盤車手輪等組成，通過業(yè)余繩與曳引繩輪的摩擦產(chǎn)生的牽引力來實現(xiàn)轎廂和平衡對重升降驅(qū)動裝置。按曳引電動機與曳引輪之間有無減速箱，又可以分為有齒輪曳引機和無齒輪曳引機。有齒輪曳引機采用渦輪蝸桿減速傳動。a)曳引電動機：根據(jù)梯形的不同，

28、可分別采用籠型單速電動機、籠型雙速電動機、籠型三速電動機或直流電動機。b)電磁制動器：采用閉式雙制動瓦塊直流電磁制動器，電動機旋轉(zhuǎn)時松閘，停止時制動，以保持轎廂位置不變。c)曳引輪：具有V形、半圓形或帶缺口的繩槽輪，靠摩擦力曳引起動。d)盤車手輪：裝在曳引電動機的后端軸上，供盤手時使用。(2)控制柜 該裝置能發(fā)出指令，檢測各機器的動作情況，并具有控制功能，從而使電梯能安全、穩(wěn)妥、快速到達目的層。該裝置由主電路接觸器、管理繼電器、控制繼電器、時限繼電器、半導體器等組裝而成。因是精密設備，所以要防塵，并保持良好的通風，以維持規(guī)定電溫度。(3)限速器 限速其為電梯限速保護裝置，是重要的安全設備。當電

29、梯超過額定速度或失控時（為額定速度的115%），限速器能發(fā)出電信號，自動切斷控制電路。如果轎廂仍然繼續(xù)高速下行，此時限速器則以機械方式操縱安全鉗動作，將轎廂夾持在導軌上，阻止起繼續(xù)下降，避免產(chǎn)生不良后果。電梯上的限速器大多屬于離心式限速器，由輪盤、開關、纜繩和夾鉗裝置構(gòu)成，以旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力反映電梯的運行速度，常見的有甩塊式和甩球式兩種。軸承、銷部的磨損是誤動作的主要原因，會降低安全裝置的機能，故要經(jīng)常檢查。1.5.2 轎廂與對重(1)轎廂 轎廂是是用來安全運送乘客及物品到目的層的箱體裝置，它的運行軌跡是在曳引鋼絲繩的牽引下沿導軌上下運行。(2)對重 對重又稱平衡重，起到平衡轎廂的作用（但這

30、種平衡是相對的和變化的）。對重與轎廂通過曳引繩的連接，利用曳引繩與曳引輪槽之間的摩擦力驅(qū)動轎廂的上升和下降。1.5.3 廳門（層門）廳門是為確保在候梯廳的乘客安全而設置的開閉裝置，只有在轎廂停層和平層時才被打開。1.5.4 井道與井底設備(1)曳引鋼絲繩 連接轎廂與對重，驅(qū)動轎廂上下運行。(2)導軌 使轎廂和平衡對重在井道內(nèi)垂直升降的導向裝置。(3)限速鋼絲繩、張緊裝置 用以防止限速鋼絲繩的松弛或搖動，把轎廂速度正確地傳送到限速器的輔助裝置。(4)補償鏈 由于轎廂升降，轎廂側(cè)與對重側(cè)的曳引鋼絲繩重量比隨之變化。為了修正這個變化，減輕電動機的負載，將轎廂與對重用補償鏈連接起來，一般用于提升高度超

31、過30m的電梯。(5)終端保護裝置 終端保護裝置由終端電氣保護裝置和機械緩沖裝置兩部分組成，終端電氣保護裝置由換速開關、限速開關和極限開關組成。機械緩沖裝置是指位于底坑的各種緩沖器，它們是電梯安全保護的最后一道措施，設置在井道底坑中且正對轎廂和對重，起作用是防止轎廂和對重沖頂撞底。常用的緩沖器有彈簧緩沖器和油壓緩沖器兩種。第二章三菱FX2N 系列可編程序控制器介紹2.1可編程控制器的基礎認識1. 三菱FX2N PLC的主要特點：1)集成型高性能。CPU、電源、輸入輸出三為一體。 對6種基本單元，可以以最小8點為單元連接輸入輸出擴展設備，最大可以擴展輸入輸出256點。 2)高速運算 基本指令：0

32、.08s指令 應用指令：1.52幾百s指令 3)安心、寬裕的存儲器規(guī)格 內(nèi)置8000步RAM存貯器 安裝存儲盒后，最大可以擴展到16000步。 4)豐富的軟元件范圍 輔助繼電器：3072點，定時器：256點，計數(shù)：235點 數(shù)據(jù)寄存器；8000點 5)除了具有輸入輸出16256點的一般速途，還有模擬量控制、定位控制等特殊控制。 6)面向海外的產(chǎn)品適合各種安全規(guī)格為大量實際應用而開發(fā)的特殊功能： 開發(fā)了各個范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要-模擬IO，高速計數(shù)器。對每一個FX2n主單元可配置總計達8個特殊功能模塊。 2. PLC的性能指標和分類1) PLC的主要性能指標l (1)輸入輸出點數(shù)（I

33、O點數(shù)）IO點數(shù)是指可編程序控制器外部輸入、輸出端子數(shù)的總和。它標志著可以接多少個開關、按鈕和可以控制多少個負載。l (2)存儲容量存儲容量是指可編程序控制器內(nèi)部用于存放用戶程序的存儲器容量，一般以步為單位，二進制16位即一個字為一步。l (3)掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需時間來衡量，單位為ms/k步，也有以執(zhí)行一步指令所需時間來計算的，單位用s/步。l (4)功能擴展能力可編程序控制器除了主模塊之外，通常都可配備一些可擴展模塊，以適應各種特殊應用的需要，如AD模塊、DA模塊、位置控制模塊等。l (5)指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)是指一臺可編程序控制器指令的總和，它是衡量可編程序控制器功能強弱的主

34、要指標。2) PLC的分類通常，PLC產(chǎn)品可按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模等進行分類。按結(jié)構(gòu)形式不同, 可以分為整體式和模塊式兩類。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型PLC三種類型。3. PLC系統(tǒng)的組成PLC是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其硬件結(jié)構(gòu)與微型計算機控制系統(tǒng)相似。PLC也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。1) PLC的硬件結(jié)構(gòu)一套PLC系統(tǒng)在硬件上由基本單元（包含中央處理單元、存儲器、輸入輸出接口、內(nèi)部電源）、IO擴展單元及外部設備組成。圖2-1為PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖。輸入電路CPUEPROMRAM輸出電路基本單元內(nèi)部電源擴展I/O接口各種外設接口輸出信號現(xiàn)場輸入信

35、號主機編程器打印機PC機輸入電路輸出電路擴展單元輸出信號擴展連接電纜至其他擴展單元現(xiàn)場輸入信號圖2-1 PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖Fig.2-1 PLC hardware structure chart2) PLC的軟件PLC的軟件系統(tǒng)指PLC所使用的各種程序的集合，它由系統(tǒng)程序（系統(tǒng)軟件）和用戶程序（應用軟件）組成。系統(tǒng)程序：包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，用PLC的編程語言（如梯形圖）編制的應用程序。2.2可編程序控制器的工作方式及編程語言2.2.1PLC的工作方式1. PLC的掃描工作方式開始內(nèi)部處理通信處理RUN方式？輸入掃描程序執(zhí)行輸出處理NY圖2-2 P

36、LC的掃描過程Fig.2-2 the scanning course of PLC可編程序控制器在進入RUN狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。從第一條指令開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲的地址號遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。然后再從頭開始掃描，并周而復始地重要進行?？删幊绦蚩刂破鞴ぷ鲿r的掃描過程如圖2-2所示，包括五個階段：內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。PLC完成一次掃描過程所需的時間稱為掃描周期。掃描周期的長短與用戶程序的長度和掃描速度有關。2. PLC的程序執(zhí)行過程PLC的程序的執(zhí)行過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個主

37、要階段，如圖2-3所示。輸入端子輸入映象寄存器輸出映像寄存器輸出鎖存器輸出端子輸入 .輸出程序執(zhí)行階段輸入采樣階段輸出刷新階段X001Y001Y001M1讀讀圖2-3 PLC的程序執(zhí)行過程Fig.2-3 the enforcing course of PLC3. PLC的掃描周期在PLC的實際工作過程中，每個掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段外，還要進行自診斷、與外設（如編程器、上位計算機）通信等處理。即一個掃描周期還應包含自診斷及與外設通信等時間。4. PLC的IO響應時間PLC采用集中IO刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，即使輸入信號發(fā)生變化，輸入映像寄存器區(qū)

38、的內(nèi)容也不會改變，還會影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。輸出信號的變化滯后于輸入信號的變化，這產(chǎn)生了PLC的輸入輸出響應滯后現(xiàn)象，最大滯后時間為2-3個掃描周期。2.2.2PLC的編程語言PLC的編程語言有梯形圖語言、助記符語言、順序功能圖語言等。其中前兩種語言用得較多，順序功能圖語言也在許多場合被采用。本課題所采用的編程語言為梯形圖語言。2.3可編程序控制器與繼電器、微機在電梯控制中的應用比較在電梯的電氣系統(tǒng)中，邏輯判斷起著主要的作用，其控制系統(tǒng)必須起動各種控制信號和執(zhí)行元件（如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動機以及電子元件、電力電子器件等），要達到這些控制目的，其方法有：1. 繼電器接觸器控制系統(tǒng)這

39、種控制系統(tǒng)是早期電梯多采用的一種控制系統(tǒng)。優(yōu)點：與其它控制系統(tǒng)比較，其簡單、易于理解和掌握、價格便宜。缺點：動合觸點易磨損，且電接觸不良；體積大；控制系統(tǒng)耗能大、動作噪聲大；維修保養(yǎng)工作量大、費用高。因此這種控制系統(tǒng)僅用于速度不高、性能要求也不高的電梯中。2. 微機控制系統(tǒng)電梯的微機控制系統(tǒng)實質(zhì)上是使控制算法不再由硬件邏輯完成，而是通過程序存貯器中的程序來完成的控制系統(tǒng)。因此對于有不同功能要求的電梯控制系統(tǒng)，只要改變程序存貯器中的程序指令即可，而無需變更或增減硬件系統(tǒng)的元件或布線。因此，十分方便于使用和管理，并提高系統(tǒng)的可靠性，減小控制系統(tǒng)體積，降低了能耗及其維修保養(yǎng)費用。雖然微機控制的電梯，

40、與繼電器控制的電梯比較，它具有較大的優(yōu)越性。但是，對一般的電梯而言，應用微機控制也有其局限性和不足之處。其缺點是：微型計算機是按數(shù)字運算的需要而設計的，功能比較齊全，結(jié)構(gòu)比較復雜；而一般的電梯控制只需要進行簡單的邏輯運算，運算方式多為“與”、“或”、“非”幾種，運算位數(shù)只需1位，即“1”與“0”。因此，使用微機就有“大材小用”之嫌。此外，微機的接口電路沒有標準件，而且一般不控制強電。但在電梯控制中，往往要求能直接控制110V或220V的用電設備，如用戶專門配備接口電路既不方便又不可靠。綜上所述，造成用微機控制的成本、運行和維修費用均較高，因此，如在一般的電梯上使用微機控制在經(jīng)濟上不合算。3.

41、PLC控制系統(tǒng)PLC充分利用了微型計算機的原理和技術，保留計算機控制的優(yōu)點，而克服了它的缺點。它具有強大的生命力，各工業(yè)部分紛紛用它來改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果。總之，PLC是采用微機技術制造的通用自動控制設備，它能控制開關量、模擬量、具有可靠性高、抗干擾能力強、并具有完成邏輯判斷、定時、計數(shù)、記憶和算術、運算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設備。它不僅能用于控制機械設備、流水線和各種設備的運行過程，將PLC用于控制電梯各種操作和處理相關信息也是可行的。第三章交流雙速電梯的電氣設計3.1交流雙速電梯的基本工作原理交流雙速電梯的主電路圖3-1是交流雙速電梯的主電路圖。圖中M1為

42、電梯專用型雙速籠型異步電動機；KM1、KM2為電動機正反轉(zhuǎn)接觸器，用以實現(xiàn)電梯上、下行控制；KM3、KM4為電梯高低速運行接觸器，用以實現(xiàn)電梯的高速或者低速運行；KM5為啟動加速接觸器；KM6、KM7、KM8為減速制動接觸器，用以調(diào)整電梯制動時的加速度；L1、L2與R1、R2為串入電動機定子電路中的電抗和電阻，當KM1或者KM2與KM3通電吸合時，電梯將進行上行或下行啟動，延時后KM5通電吸合，切除R1、L1，電梯將轉(zhuǎn)為上行或下行的穩(wěn)速運行；當電梯接收到停層指令后，KM3斷電釋放，KM4通電吸合，點擊轉(zhuǎn)為低速接法，傳入阻抗制動，實現(xiàn)上升與下降的低速運行，且KM6KM8依次通電吸合，用來控制制動

43、過程的強度，提高停車制動時的舒適感；至平層位置時，接觸全部斷電釋放，包閘抱死，電梯停止運行。圖3-1 主電路圖Fig.3-1 main electro circuit chart3.1.2電梯的主要電氣設備1）牽引電動機 齒輪牽引機為電梯的提升機構(gòu)。主要由驅(qū)動電動機，電磁制動器（也稱電器包閘），減速器牽引輪組成。2）自動門機 用來完成電梯的開門與關門。電梯的門分為廳門（每層站一個）與轎門（只有一個）。只有當電梯?？吭谀硨诱緯r，此層廳門才允許開啟（由門機拖動轎門，轎門帶動廳門完成）；也只有當廳門，轎門全部關閉后才允許啟動運行。3）層樓指示燈 層樓指示燈也叫層顯，安裝在每層站廳門的上方和轎箱內(nèi)轎門

44、的上方，用以指示電梯的運行方向及電梯所處的位置。過去常由低壓燈泡構(gòu)成，現(xiàn)多由數(shù)碼管組成，且與呼梯盒做成一體結(jié)構(gòu)。4）呼梯盒 用以產(chǎn)生呼叫信號。常安裝在廳門外，離地面一米左右的墻壁上?；九c底站只有一只按鈕，中間層站由上呼叫與下呼叫兩個按鈕組成。5）操縱箱 操縱箱安裝在轎箱內(nèi)，供乘客對電梯發(fā)布動作命令。其上面設有與電梯層站數(shù)相同的內(nèi)選層按鈕。6）平層及開門裝置 該裝置如圖3-2所示。由平層感應器及樓層感應器組成。上行時，上磁鐵板先觸發(fā)樓層感應器，發(fā)出減速停車信號；電梯開始減速，至平層信號出發(fā)時，發(fā)出開門及停車信號，電動機停轉(zhuǎn)，包閘抱死。下行時，下磁鐵板出發(fā)樓層感應器，發(fā)出減速停車信號；電梯開始減

45、速，至平層信號出發(fā)時，發(fā)出開門及停車信號。圖3-2 電梯的平層、停層裝置示意圖Fig.3-2 the sketch map of elevator flat bed and stop3.2輸入輸出設計為了便于對電梯的工作原理及PLC系統(tǒng)進行分析，現(xiàn)列出電梯所用電器元件表。表3-1 電梯電氣元件表Tablet.3-1 table of elevators electric elements元件符號名稱及作用元件符號 名稱及作用KM1上行接觸器1HL6HL16層層樓指示燈KM2下行接觸器7HL8HL上行、下行指示燈KM3高速接觸器HL81樓外呼記憶燈KM4低速接觸器HL92樓上呼記憶燈KM5啟動加

46、速接觸器HL102樓下呼記憶燈KM6KM8制動減速接觸器HL113樓上呼記憶燈KM9開門接觸器HL123樓下呼記憶燈KM10關門接觸器HL134樓上呼記憶燈SQ6開門到位開關HL144樓下呼記憶燈SQ7關門到位開關HL155樓上呼記憶燈SQ17上限位開關HL165樓下呼記憶燈SQ18下限位開關HL176樓下呼記憶燈SB1開門按鈕1KR6KR各樓層感應器SB2關門按鈕7KR平層感應器SB3上行啟動按鈕1SB15SB115樓上行外呼按鈕SB4下行啟動按鈕2SB26SB226樓下行外呼按鈕SB5SB1016樓層內(nèi)選層按鈕綜合考慮輸入輸出要求，估計需要PLC輸入輸出點70左右。因此，采用三菱FX2N-

47、80MR可編程控制器完成本次設計。其輸入輸出電路如圖3-3所示。圖3-3 I/O接線圖Fig.3-3 I/O connection chart第四章PLC梯形圖設計本套電梯控制系統(tǒng)的核心算法是采用“查表排序”的方式進行對電梯轎箱的上下行控制。 程序設置了兩個表上行表和下行表。在樓層數(shù)據(jù)存入和讀取時，分別通過六個子程序模塊對兩個表中的數(shù)據(jù)進行派對處理，以實現(xiàn)電梯轎箱的控制要求。本程序由主程序和六個子程序模塊組成，六個子程序模塊分別是：上行表排隊子程序模塊，下行表排隊子程序模塊，查詢上行表最大值子程序模塊，查詢下行表最大值子程序模塊，上行表完成信號消除模塊，下行表完成信號消除模塊。4.1程序說明可

48、編程控制器，從本質(zhì)上說，是應用于工業(yè)控制的計算機。所以本程序充分發(fā)揮計算機數(shù)據(jù)處理方面的有事，采用雙排序表查詢算法進行電梯任務數(shù)據(jù)的控制。4.1.1算法說明程序的基本控制流程如圖4-1所示。4.1.2程序中相關存儲單元及中間繼電器的說明為了便于理解程序的功能，現(xiàn)將程序中使用到的相關存儲單元中間繼電器的作用加以說明。D100：上行表起始地址；D120：下行表起始地址；D110：上行表反向呼叫信號預處理存儲單元；D130：下行表反向呼叫信號預處理存儲單元；D0： 呼叫信號存儲單元；D1：樓層信號存儲單元；D2： 上行表最大值存儲單元；D3：下行表最小值存儲單元；D200：子程序調(diào)用時樓層信號臨時存

49、儲單元；M200：等待狀態(tài)信號；M201：上行控制信號；M202：下行控制信號；M211：開門控制信號；M1-M6：六個子程序的入口。呼叫信號是否與電梯運行方向相同是否大于該樓層最大值加10處理是否與電梯運行方向相同降序排序處理升序排序處理是否低于當前樓層是否小于該樓層最小值減10處理呼叫信號是否高于當前樓層上行表下行表是圖4-1-1 呼叫信號控制流程圖Fig.4-1-1 the controlling chart of call signal是是是是是否否否否否否4.2主程序設計4.2.1上下行指示燈輸出環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成上行指示燈Y25和下行指示燈Y26的控制。當上行控制信號Y21有效時，發(fā)出

50、一個上升沿脈沖，通過SET指令將Y25設置為有效狀態(tài)，通過RST指令將Y26設置為無效狀態(tài)。當下行控制信號Y22有效時，發(fā)出一個上升沿脈沖，通過SET指令將Y26設置為有效狀態(tài)，通過RST指令將Y25設置為無效狀態(tài)。當?shù)却隣顟B(tài)中間繼電器M200有效時，發(fā)出一個上升沿脈沖，通過RST指令將Y25和Y26都設置為無效狀態(tài)。梯形圖如圖4-2-1所示。4.2.2反向樓層號預處理環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)預先完成對上行和下行過程中的反向樓層呼叫信號進行預處理，以便以后的程序直接使用處理后的結(jié)果。梯形圖如圖4-2-1所示。4.2.3樓層信號寫入環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成1-6樓的樓層感應器信號的相應和存入功能。當各樓層的樓層信號感應

51、器X25-X32有信號觸發(fā)后，通過MOVP指令樓層數(shù)據(jù)寫入樓層信息存儲單元D1中。另外也通過MOVP指令將七段顯示器的對應數(shù)據(jù)寫入到樓層信號輸出單元K2Y34中，并在七段顯示器中輸出。梯形圖如圖4-2-3所示。4-2-1 上下行指示燈輸出環(huán)節(jié)梯形圖Fig.4-2-1 ladder chart of up and down indicator light output4-2-1 反向呼叫信號預處理環(huán)節(jié)梯形圖Fig.4-2-2 ladder chart of reverse call signal pretreatment圖4-2-3 樓層信號寫入環(huán)節(jié)梯形圖Fig.4-2-3 ladder cha

52、rt of floor signal written4.2.4呼叫信號寫入環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成對呼梯盒以及內(nèi)部按鈕產(chǎn)生的呼叫信號的響應和存入功能。呼梯盒及內(nèi)部按鈕X1-X20如果被出發(fā)，將發(fā)出一個上升沿脈沖，通過MOV指令將對應的樓層信號存入呼叫信號存儲單元D0中。之后，通過比較語句 D0 D1判斷呼叫的樓層信號是否與轎箱當前所處的樓層相等，若相等則不點亮對應的按鈕指示燈，并通過后續(xù)的程序直接觸發(fā)開門程序。梯形圖如圖4-2-4所示（2樓信號以后處理梯形圖從略，處理方式完全相同）。4.2.5定向和等待信號設定環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成定向信號和等待信號的設定功能。通過比較語句= D100 k0和=D120 k0判

53、斷上行表和下行表的首個單元為0，也就是說上行表和下行表中都沒有任務數(shù)據(jù)，電梯處于等待狀態(tài)。若比較語句 d100 k0為真，說明上行表中有人物數(shù)據(jù)，則觸發(fā)M201（上行狀態(tài)控制位）。同理，若比較語句 d120 k0為真，說明下行表中有人物數(shù)據(jù)，則觸發(fā)M202（下行狀態(tài)控制位）。上行和下行控制位通過互鎖使兩個控制位不能同時為真。梯形圖如圖4-2-5所示。4.2.6上行啟動加速環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成轎箱的上行啟動加速功能。當M201（上行狀態(tài)控制位）有效時，同時觸發(fā)Y32（低速運行輸出）和Y21（上行輸出）。電梯轉(zhuǎn)入低速上行狀態(tài)。同時激活定時器T0開始計時，當計時到時后，觸發(fā)Y33（高速運行輸出），斷開Y32。電梯轉(zhuǎn)入告訴上行狀態(tài)。當M203（轎箱停止控制位）有效時，將切斷Y33。電梯轉(zhuǎn)入減速環(huán)節(jié)。梯形圖如圖4-2-6所示。4.2.7下行啟動加速環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成轎箱的下行啟動加速功能，程序流程與上行啟動加速環(huán)節(jié)相似。梯形圖如圖4-2-7所示。圖4-2-4呼叫信號寫入環(huán)節(jié)梯形圖Fig.4-2-4 ladder chart of call signal written圖4-2-5 定向或等待狀態(tài)設定環(huán)節(jié)梯形圖Fig.4-2-5 ladder chart of directional or wait state select圖4-2-6 上行啟動加速環(huán)節(jié)梯形圖Fi