PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計

.-...z摘要在當(dāng)今時代由于工業(yè)自動化程度的不斷提高對自動化控制的要求也日趨增加，PLC則能在很大程度上很廣的*圍內(nèi)實現(xiàn)自動化控制。20世紀(jì)60年代末，人們研制出了一種先進的自動控制設(shè)備PLC，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(yīng)用?，F(xiàn)在PLC不但被用于工業(yè)生產(chǎn)，在生活中我們也能常常見到它的身影。例如電梯，隨著城市化水平的提高，城市中的高層建筑也越來越多，電梯的應(yīng)用也越來越廣。而電梯的開關(guān)門、呼叫、顯示等問題也就用到了PLC，利用PLC控制的電梯更加智能化、運行的可靠性更高，使用維修方便，抗干擾性強，設(shè)計和調(diào)試周期短等優(yōu)點，所以PLC備受人們重視，成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。為了追隨時代的潮流，我設(shè)計的五層電梯控制系統(tǒng)就利用了PLC。.-...z.-.z目錄22058摘要II25647Abstract III27564目錄IV30147第1章緒論657011.1PLC的概述6222961.1.1PLC的簡介6208711.1.2可編程控制器的定義7326911.1.3PLC的硬件進展7246261.2PLC的組成及工作原理8295361.2.1中心起“心臟〞作用8314281.2.2存儲器8176601.2.3輸入/輸出接口970681.2.4編程器9134631.2.5PLC的根本工作原理1074321.2.6PLC與繼電器控制系統(tǒng)、微機區(qū)別10275791.2.7梯形圖語言特點10166371.2.8主要技術(shù)性能11125071.3PLC的功能及特點11141481.3.1PLC的功能11294881.3.2PLC的特點117780第2章電梯的概述12231872.1電梯的開展簡史1273162.2電梯的運行工作情況1389802.3電梯控制系統(tǒng)的組成1422902第3章.三菱F*2N系列可編程序控制器介紹1526563.1可編程控制器的根底認識1598323.2可編程序控制器的工作方式及編程語言1713253.3可編程序控制器與繼電器、微機在電梯控制中的應(yīng)用比擬1921170第4章.PLC控制單臺電梯的分析20259364.1電梯模型構(gòu)造21209614.2PLC單臺電梯控制系統(tǒng)功能介紹2374574.3PLC控制單臺電梯方案25199624.4PLC單臺電梯控制系統(tǒng)根本功能梯形圖分析2929525總結(jié)與展望4019582參考文獻4121128致謝41.-.z第1章緒論1.1PLC的概述1.1.1PLC的簡介早期的工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的電氣自動控制系統(tǒng)是繼電器-接觸器控制系統(tǒng)。它具有構(gòu)造簡單、價格低廉、容易操作和對維護技術(shù)要求不高的優(yōu)點，特別適用于工作模式固定、控制要求比擬簡單的場合。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速開展，繼電控制系統(tǒng)的缺點變得日益突出。由于其線路復(fù)雜，系統(tǒng)的可靠性難以提高且檢查和修復(fù)相當(dāng)困難。

1968年，美國通用汽車公司〔GM〕為適應(yīng)汽車工業(yè)劇烈的競爭，滿足汽車型號不斷更新的要求，向制造商公開招標(biāo)，尋求一種取代傳統(tǒng)繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的新的控制裝置，通用汽車公司對新型控制器提出的十大條件是：

1.編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；

2.維護方便，采用插件式構(gòu)造；

3.可靠性高于繼電接觸控制系統(tǒng)；

4.體積小于繼電接觸控制系統(tǒng)；5.本錢可與繼電器控制柜競爭；

6.可將數(shù)據(jù)直接輸入計算機；

7.輸入是交流115V(美國標(biāo)準(zhǔn)系列電壓值)；

8.輸出為交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥、交流接觸器、小功率電機等；

9.通用性強，能擴展；

10.能存貯程序，存儲器容量至少能擴展到4KB。根據(jù)上述要求，美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)在1969年首先研制出第一臺可編程控制器PDP-14，在汽車裝配線上使用，取得了成功。接著，美國MODICON公司也開發(fā)出了可編程控制器084。1971年日本從美國引進了這項新技術(shù)，很快研制出日本第一臺可編程控制器DSC-18。1973年西歐國家也研制出他們的第一臺可編程控制器。我國從1974年開場研制，1977年開場工業(yè)推廣應(yīng)用。早期的可編程控制器是為了取代繼電器控制線路，其功能根本上限于開關(guān)量邏揖控制，僅有邏輯運算、定時、計數(shù)等順序控制功能，一般稱為可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController,簡稱PLC)。這種PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，在硬件設(shè)計上特別注重適用于工業(yè)現(xiàn)場惡劣環(huán)境的應(yīng)用，但編程需要由受過專門訓(xùn)練的人員來完成，這是第一代可編程控制器?，F(xiàn)代的PLC不僅能實現(xiàn)開關(guān)量的順序邏輯的控制，而且具有數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理、運動控制以及模擬量控制，還具有遠程I/O、網(wǎng)絡(luò)通信和圖像顯示等功能，已成為實現(xiàn)生產(chǎn)自動化、管理自動化的重要支柱。著名的PLC制造廠商有：美國Rockwell自動化公司所屬的A-B〔Allen&Bradly〕公司、GE-Fanuc公司，德國的西門子〔SIEMENS〕公司和法國的施耐德(SCHNEIDER)自動化公司，日本的歐姆龍〔OMRON〕和三菱公司等。1.1.2可編程控制器的定義1987年，國際電工委員會IEC(InternationalElectricalmittee〕公布了可編程序控制器最新的定義：可編程控制器是一種能夠直接應(yīng)用于專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各類的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計?？梢?，PLC的定義實際是根據(jù)PLC的硬件和軟件技術(shù)進展而開展的。這些開展不僅改良了PLC的設(shè)計，也改變了控制系統(tǒng)的設(shè)計理念。這些改變，包括硬件和軟件的。1.1.3P采用新的先進的微處理器和電子技術(shù)到達快速的掃描時間；〔2〕小型的、低本錢的PLC，可以代替四到十個繼電器，現(xiàn)在獲得更大的開展動力?！?〕高密度的I/O系統(tǒng)，以低本錢提供了節(jié)省空間的接口；〔4〕基于微處理器的智能I/O接口擴展了分布式控制能力，典型的接口如PID，網(wǎng)絡(luò)，CAN總線，現(xiàn)場總線，ASCll通信，定位，主機通訊模塊，和語言模塊〔如BASIC,PASCAL)等?！?〕包括輸入輸出模塊和端子的構(gòu)造設(shè)計改良，使端子更加集成。〔6〕特殊接口允許*些器件可以直接接到控制器上，如熱電偶、熱電阻、應(yīng)力測量、快速響應(yīng)脈沖等；〔7〕外部設(shè)備改良了操作員界面技術(shù)，系統(tǒng)文檔功能成為了PLC的標(biāo)準(zhǔn)功能。

2.與硬件的開展相似，PLC的軟件也取得了巨大的進展，大大強化了PLC的功能：〔1〕PLC引入了面向?qū)ο蟮木幊坦ぞ撸⑶腋鶕?jù)國際電工委員會的IEC61131-3的標(biāo)準(zhǔn)形成了多種語言；〔2〕小型PLC也提供了強大的編程指令，并且因此延伸了應(yīng)用領(lǐng)域；〔3〕高級語言，如BASIC,C在*些控制器模塊中已經(jīng)可以實現(xiàn)，在與外部通訊和處理數(shù)據(jù)時提供了更大的編程靈活性；〔4〕梯形圖邏輯中可以實現(xiàn)高級的功能塊指令，可以使用戶用簡單的編程方法實現(xiàn)復(fù)雜的軟件功能；〔5〕診斷和錯誤檢測功能從簡單的系統(tǒng)控制器的故障診斷擴大到對所控制的機器和設(shè)備的過程和設(shè)備診斷；〔6〕浮點算術(shù)可以進展控制應(yīng)用中計量、平衡和統(tǒng)計等所牽涉的復(fù)雜計算；〔7〕數(shù)據(jù)處理指令得到簡化和改良，可以進展涉及大量數(shù)據(jù)存儲、跟蹤和存取的復(fù)雜控制和數(shù)據(jù)采集和處理功能。1.2PLC的組成及工作原理1.2.1中心起“心臟〞縱：當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲器中，然后CPU根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能〔系統(tǒng)程序存儲器的解釋編譯程序〕，把用戶程序翻譯成PLC內(nèi)部所認可的用戶編譯程序。橫：輸入狀態(tài)和輸入信息從輸入接口輸進，CPU將之存入工作數(shù)據(jù)存儲器中或輸入映象存放器。然后由CPU把數(shù)據(jù)和程序有機地結(jié)合在一起。把結(jié)果存入輸出映象存放器或工作數(shù)據(jù)存儲器中，然后輸出到輸出接口、控制外部驅(qū)動器。組成：CPU由控制器、運算器和存放器組成。這些電路集成在一個芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與I/O接口電路相連接。1.2.2具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)程序存儲器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及對用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲器、ROM組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。用戶存儲器：分為用戶程序存儲區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。由隨機存取存儲器〔RAM〕組成。用戶使用的。斷電內(nèi)容消失。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為3~5年。1.2.3輸入/〔1〕輸入接口：光電耦合器由兩個發(fā)光二極度管和光電三極管組成。發(fā)光二級管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號變化規(guī)律一樣的光信號。光電三級管：在光信號的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號的強弱有關(guān)。在光電耦合器的線性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號與輸入信號有線性關(guān)系。輸入接口電路工作過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部所能承受的數(shù)字信號?！?〕輸出接口PLC的繼電器輸出接口電路工作過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點閉合，提供負載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點斷開，斷開負載的電流或電壓。也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號使負載動作或不動作。三種類型：繼電器輸出：有觸點、壽命短、頻率低、交直流負載晶體管輸出：無觸點、壽命長、直流負載晶閘管輸出：無觸點、壽命長、交流負載1.2.4編程器分為兩種，一種是手持編程器，方便。我們實驗室使用的就是手持編程器。二種是通過PLC的RS232口。與計算機相連。然后敲擊鍵盤。通過NSTP-GR軟件〔或WINDOWS下軟件〕向PLC內(nèi)部輸入程序。1.2.5PPLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)〞的工作方式〔1〕每次掃描過程。集中對輸入信號進展采樣。集中對輸出信號進展刷新?！?〕輸入刷新過程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進展執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進展下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入。〔3〕一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新?！?〕元件映象存放器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的?！?〕掃描周期的長短由三條決定?！?〕CPU執(zhí)行指令的速度〔2〕指令本身占有的時間〔3〕指令條數(shù)〔6〕由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。1.2.6P〔1〕PLC與繼電器控制系統(tǒng)區(qū)別前者工作方式是“串行〞，后者工作方式是“并行〞。前者用“軟件〞，后者用“硬件〞。〔2〕PLC與微機區(qū)別前者工作方式是“循環(huán)掃描〞。后者工作方式是“待命或中斷〞PLC編程方式PLC最突出的優(yōu)點采用“軟繼電器〞代替“硬繼電器〞。用“軟件編程邏輯〞代替“硬件布線邏輯〞。PLC編程語言有梯形圖、布爾助記符語言，等等。尤其前兩者為常用。1.2.7〔1〕每個梯形圖由多個梯級組成。〔2〕梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的邏輯電源。當(dāng)*一梯級的邏輯運算結(jié)果為“1〞時，有假想的電流通過?！?〕繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而它的常開、常閉觸點可以出現(xiàn)無數(shù)次?！?〕每一梯級的運算結(jié)果，立即被后面的梯級所利用?！?〕輸入繼電器受外部信號控制。只出現(xiàn)觸點，不出現(xiàn)線圈。1.2.8用戶程序存儲容量：是衡量可存儲用戶應(yīng)用程序多少的指標(biāo)。通常以字或K字為單位。16位二進制數(shù)為一個字，每1024個字為1K字。PLC以字為單位存儲指令和數(shù)據(jù)。一般的邏輯操作指令每條占1個字。定時/計數(shù)，移位指令占2個字。數(shù)據(jù)操作指令占2~4個字。1.3PLC的功能及特點1.3.1PLC的功能PLC是工業(yè)上專門用來控制各種工藝操作的可編程邏輯控制設(shè)備，功能非常強大，可以執(zhí)行邏輯運算，定時，順序控制，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。它其實就是一臺工控電腦，不過需要專業(yè)的編程人員對其編程才能實現(xiàn)相應(yīng)的過程控制。1.3.2PLC的特點〔1〕可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了?！?〕配套齊全，功能完善，適用性強PLC開展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、C等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的開展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易?！?〕易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡送PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員承受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制翻開了方便之門。〔4〕系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合?！?〕體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。第2章電梯的概述2.1電梯的開展簡史據(jù)國外有關(guān)資料介紹，公元前2800年在古代埃及，為了建筑當(dāng)時的金字塔，曾使用過由人力驅(qū)動的升降機械。公元1765年瓦特創(chuàng)造了蒸汽機后，1858年美國研制出以蒸汽為動力，并通過帶傳動和蝸輪減速裝置驅(qū)動的電梯。1878年英國的阿姆斯特朗創(chuàng)造了水壓梯。并隨著水壓梯的開展，淘汰了蒸汽梯。后來又出現(xiàn)了液壓泵和控制閥以及直接柱塞式和側(cè)柱塞式構(gòu)造的液壓梯。這種液壓梯至今仍為人們所采用。但是，電梯得以興盛開展的根本原因在于采用了電力作為動力來源。18世紀(jì)末創(chuàng)造了電機，并隨著電機技術(shù)的開展，19世紀(jì)初開場使用交流異步單速和雙速電動機作動力的交流電梯，特別是交流雙速電動機的出現(xiàn)，顯著改善了電梯的工作性能。在20世紀(jì)初，美國奧的斯電梯公司首先使用直流電動機作為動力，生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動的直流電梯，從而為后來的高速度、高行程電梯的開展奠定了根底。20世紀(jì)30年代美國紐約市的102層摩天大樓建成，美國奧的斯電梯公司為這座大樓制造和安裝了74臺速度為6.0m/s的電梯。從此以后，電梯這個產(chǎn)品，一直在日新月異地開展著。目前的電梯產(chǎn)品，不但規(guī)格品種多，自動化程度高，而且平安可靠，乘坐舒適。隨著電子工業(yè)的開展，可編程序控制器〔PLC〕和電子計算機成功地應(yīng)用到電梯的電氣控制系統(tǒng)中去后，電梯產(chǎn)品的質(zhì)量和運行效果顯著提高。2.2電梯的運行工作情況一部電梯主要由轎廂、配重、曳引機、控制柜／箱、導(dǎo)軌等主要部件組成。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(shè)有?？空?。起點站設(shè)在一樓，終點站設(shè)在最高樓。各站的廳外設(shè)有召喚箱，箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕。一般電梯在起點站和終點站上各設(shè)置一個按鈕，中間層站的召喚箱上各設(shè)置兩個按鈕。而電梯的轎廂內(nèi)都設(shè)置有〔雜物電梯除外〕操縱箱，操縱箱上設(shè)置有手柄開關(guān)或與層站對應(yīng)的按鈕，供司機或乘用人員控制電梯上下運行。召喚箱上的按鈕稱外召喚按鈕，操縱箱上的按鈕稱指令按鈕。電梯的運行工作情況和汽車有共同之處，但是汽車的起動、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擬復(fù)雜，因此汽車司機必須經(jīng)過嚴格的培訓(xùn)和考核。而電梯的自動化程度比擬高，一般電梯的司機或乘用人員只需通過操縱箱上的按鈕向電氣控制系統(tǒng)下達一個指令信號，電梯就能自動關(guān)門、定向、起動、在預(yù)定的層站平層停靠開門。對于自動化程度高的電梯，司機或乘用人員一次還可下達一個以上的指令信號，電梯便能依次起動和?？?，依次完成全部指令任務(wù)。盡管電梯和汽車在運算工作過程中有許多不同的地方，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?？空旧嫌许樝虻闹噶钚盘枙r，電梯到站能自動平層?？块_門接乘客。而載貨電梯的運行工作情況則類似卡車，執(zhí)行任務(wù)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(wù)，當(dāng)一個指令任務(wù)完成后才能再下達另一個指令任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過程中，從一個層站出發(fā)到另一個層站時，假假設(shè)中間層站出現(xiàn)順向指令信號，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。本課題主要研究單臺五層電梯的PLC控制方法，分述其硬件設(shè)計和軟件設(shè)計過程。2.3電梯控制系統(tǒng)的組成電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動局部和電氣控制局部組成。電梯的電力拖動局部電梯主拖動類型有直流電動機拖動、交流電動機拖動、直流G－M〔即發(fā)電機－電動機組供電〕拖動、晶閘管供電〔SCR－M〕的直流拖動和交流雙速電動機拖動、交流調(diào)壓調(diào)速〔AVCC〕拖動、交流變頻調(diào)速〔VVVF〕等。因直流電梯的拖動電動機有電刷和換相器，維護量較大，可靠性低，現(xiàn)已被交流調(diào)速電梯所取代。為了得到較好的舒適感，要求曳引電動機在選定的調(diào)速方式下，電動機的輸出轉(zhuǎn)矩總能到達負載轉(zhuǎn)矩的要求?？紤]到電壓的波動、導(dǎo)軌不夠平直造成的運動阻力增大等因素，電動機轉(zhuǎn)矩還應(yīng)有一定的裕度。電梯的電氣控制局部電氣控制系統(tǒng)由控制柜、操縱箱、層樓指示、召喚箱及曳引電動機等幾十個分散安裝在電梯井道內(nèi)外和各相關(guān)電梯部件中的電器元件構(gòu)成。電氣控制系統(tǒng)通過電路控制電力拖動系統(tǒng)工作程序，完成各種電氣動作功能，保證電梯平安運行。電梯一般是由電動機來拖動的，其運行過程大多包括啟動、正〔反〕轉(zhuǎn)、停頓等，這整個過程是由電氣控制系統(tǒng)來完成。具體地說電梯的控制主要是指對電動機的起動、停頓、運行方向、層樓指示、層站召喚、轎廂內(nèi)指令等進展處理。其操縱是實行各個控制環(huán)節(jié)的方式和手段。電梯電氣控制系統(tǒng)與電力拖動系統(tǒng)比擬，變化*圍比擬大。當(dāng)一臺電梯的類別、額定載重量和額定運行速度確定后，電力拖動系統(tǒng)各零部件就根本確定了，而電氣控制系統(tǒng)則有比擬大的選擇*圍，必須根據(jù)電梯安裝使用地點、乘載對象進展認真選擇，才能最大限度地發(fā)揮電梯的使用效益。電氣控制系統(tǒng)決定著電梯的性能、自動化程度和運行可靠性。隨著科學(xué)技術(shù)的開展和技術(shù)引進工作的進一步開展，電氣控制系統(tǒng)開展換代迅速。繼電器控制系統(tǒng)的電梯故障率高，大大降低了電梯的運行可靠性和平安性，所以根本上已經(jīng)被淘汰。而PLC以其體積小、功能強、故障率低、壽命長、噪聲低、維護保養(yǎng)簡便、修改邏輯靈活、程序容易編制，易聯(lián)成控制網(wǎng)絡(luò)等諸多優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。第3章.三菱F*2N系列可編程序控制器介紹3.1可編程控制器的根底認識三菱F*2NPLC的主要特點：一個程序包的單元型可編程控制器采用裝卸式端子臺內(nèi)裝RUN/STOP開關(guān)程序存儲器鐘表功能RUN寫入元件注解利用鍵盤保護程序〔編程手冊，外圍設(shè)備手冊〕豐富的輸出入擴展設(shè)備豐富的特殊擴展設(shè)備用SFC表現(xiàn)的編程簡便的應(yīng)用指令群高速處理PLC的性能指標(biāo)和分類PLC的主要性能指標(biāo)輸入／輸出點數(shù)〔I／O點數(shù)〕I／O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(biāo)志著可以接多少個開關(guān)、按鈕和可以控制多少個負載。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。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μs/步。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(yīng)各種特殊應(yīng)用的需要，如A／D模塊、D／A模塊、位置控制模塊等。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要指標(biāo)。PLC的分類通常，PLC產(chǎn)品可按構(gòu)造形式、控制規(guī)模等進展分類。按構(gòu)造形式不同,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。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，其硬件構(gòu)造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)兩大局部組成的。PLC的硬件構(gòu)造一套PLC系統(tǒng)在硬件上由根本單元〔包含中央處理單元、存儲器、輸入／輸出接口、內(nèi)部電源〕、I／O擴展單元及外部設(shè)備組成。圖2-1為PLC的硬件構(gòu)造圖。輸入電路CPU輸入電路CPUEPROMRAM輸出電路根本單元內(nèi)部電源擴展I/O接口各種外設(shè)接口輸出信號現(xiàn)場輸入信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2-2為三菱F*2N小型PLC產(chǎn)品主機示意圖。本課題中F*2N－48MR為根本單元，帶有48個I／O點(24入、24出)，M表示主機、R表示該單元為繼電器輸出型。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(yīng)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(yīng)用程序。圖2-2三菱F*2N小型PLC產(chǎn)品主機示意圖3.2可編程序控制器的工作方式及編程語言PLC的工作方式PLC的掃描工作方式開場開場內(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2-3PLC的掃描過程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。從第一條指令開場，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，直到程序完畢。然后再從頭開場掃描，并周而復(fù)始地重要進展?？删幊绦蚩刂破鞴ぷ鲿r的掃描過程如圖2-3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(guān)。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要階段，如圖2-4所示。輸入端子輸入映象存放器輸出映像存放器輸入端子輸入映象存放器輸出映像存放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*001Y001Y001M1讀讀①②③④⑤PLC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，還要進展自診斷、與外設(shè)〔如編程器、上位計算機〕通信等處理。即一個掃描周期還應(yīng)包含自診斷及與外設(shè)通信等時間。PLC的I／O響應(yīng)時間PLC采用集中I／O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，輸入映像存放器區(qū)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(yīng)滯后現(xiàn)象，最大滯后時間為2-3個掃描周期。PLC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。3.3可編程序控制器與繼電器、微機在電梯控制中的應(yīng)用比擬在電梯的電氣系統(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〕，要到達這些控制目的，其方法有：繼電器—接觸器控制系統(tǒng)這種控制系統(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)比擬，其簡單、易于理解和掌握、價格廉價。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。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，與繼電器控制的電梯比擬，它具有較大的優(yōu)越性。但是，對一般的電梯而言，應(yīng)用微機控制也有其局限性和缺乏之處。其缺點是：微型計算機是按數(shù)字運算的需要而設(shè)計的，功能比擬齊全，構(gòu)造比擬復(fù)雜；而一般的電梯控制只需要進展簡單的邏輯運算，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(biāo)準(zhǔn)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(shè)備，如用戶專門配備接口電路既不方便又不可靠。綜上所述，造成用微機控制的本錢、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。PLC控制系統(tǒng)PLC充分利用了微型計算機的原理和技術(shù)，保存計算機控制的優(yōu)點，而克制了它的缺點。它具有強大的生命力，各工業(yè)局部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(shù)制造的通用自動控制設(shè)備，它能控制開關(guān)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(shù)、運算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設(shè)備。它不僅能用于控制機械設(shè)備、流水線和各種設(shè)備的運行過程，將PLC用于控制電梯各種操作和處理相關(guān)信息也是可行的。第4章.PLC控制單臺電梯的分析電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電器控制、PLC控制、微機控制，其中繼電器控制系統(tǒng)故障率高，微機控制系統(tǒng)抗干擾能力弱，而PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進性，成為目前電梯系統(tǒng)中使用最多的控制方式，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式開展為計算機控制的一個重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點之一。本課題采用三菱F*2NPLC對單臺五層電梯進展邏輯控制。4.1電梯模型構(gòu)造電梯模型的主體構(gòu)造與控制柜電動機圖3-1為五層電梯的簡化模型和控制柜示意圖。電梯主體包括升降電機、轎廂、滑輪、鋼絲繩、行程開關(guān)等。升降電機為交流可逆電動機，轎廂套在鋼絲繩上，電機帶動鋼絲繩正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，轎廂對應(yīng)上升或下降。每層樓均安裝行程開關(guān)，利用機械碰撞，給出各樓層的層信號。電動機減速器減速器行程開關(guān)TCP/IP行程開關(guān)TCP/IP123412345RS232轎廂電梯控制柜轎廂電梯控制柜繼電器/繼電器/接觸器F*2NF*2N–48MRPLCRS422RS422配重LED配重LED開關(guān)電源電梯控制柜電梯控制柜圖3-1電梯的簡化模型和控制柜示意圖電梯控制柜是電梯電氣控制系統(tǒng)完成各種主要任務(wù)，實現(xiàn)各種性能的中心。主要包括F*2N-48MRPLC、繼電器/接觸器、顯示局部、開關(guān)電源。LED顯示局部主要包括轎廂運行方向顯示、樓層顯示。電梯層門電梯層門是為了確保平安，而在各層樓的停靠站，通向井道的入口處，設(shè)置供司機、乘用人員和貨物等出入的門。圖3-2為電梯層門示意圖。電梯層門旁裝有消防按鈕、上召喚按鈕和下召喚按鈕〔最底層只有上召喚按鈕、最高層只有下召喚按鈕〕,并有召喚登記指示燈。層門上方裝有LED數(shù)碼管，以顯示轎廂所在層樓位置，另外還有轎廂上行和下行指示燈。ZZ*F圖3-2電梯層門示意圖轎廂內(nèi)控制屏轎廂內(nèi)控制屏示意圖如圖3-3所示。其中包括上行、下行顯示及LED層樓位置的顯示。另外還有1樓－5樓的指令按鈕及登記顯示和有司機／無司機的選擇按鈕。在有司機工作狀態(tài)下還有指令專用開關(guān)，即只響應(yīng)指令信號，不響應(yīng)召喚信號。此外，還有消防按鈕，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，立即去除所有指令信號和召喚信號，電梯直達底樓后開門。需要說明的是，本實驗裝置在無司機狀態(tài)下，利用定時器控制開門、關(guān)門和上下客時間；有司機狀態(tài)下，則直接由司機控制開門、關(guān)門和上下客時間。112345YSJAJ圖3-3轎廂內(nèi)控制屏示意圖4.2PLC單臺電梯控制系統(tǒng)功能介紹PLC電梯控制系統(tǒng)三種工作方式介紹電梯主要有三種工作方式——有司機方式、無司機方式、消防方式。有司機方式是指由專職司機操縱電梯運行。具有以下特點：①電梯上行／下行啟動由司機決定②電梯開門、關(guān)門時間由司機控制③電梯是否直駛〔不再響應(yīng)外召喚〕由司機決定無司機方式是指由乘客自己操縱電梯，這種電梯具有集選控制功能。具有以下特點：①電梯開門／關(guān)門／上、下客時間均由定時器定時②只要電梯門關(guān)閉后自動定向消防方式是指大樓發(fā)生火災(zāi)時，電梯運行控制的一種特殊工作方式。具有以下特點：正在運行的電梯控制系統(tǒng)一旦收到消防信號：處于上行時立即返回底樓停站開門處于下行時立即直駛底樓停站開門處于底樓以外停站開門的電梯立即關(guān)門返回底樓停站開門②電梯返回底樓并在底樓開門后，電梯處于消防工作狀態(tài)。此時，電梯不再響應(yīng)外召喚信號，電梯的關(guān)門起動運行和準(zhǔn)備前往層站由消防員控制操作。當(dāng)電梯就近到達*層站后，立即去除其它所有指令信號登記，是否繼續(xù)上行依火勢大小決定。PLC單臺電梯控制系統(tǒng)的工作流程控制信號指令信號召喚信號層樓信號層樓定位控制信號指令信號召喚信號層樓信號層樓定位指令登記召喚登記自動定向運行控制〔開/關(guān)門、上/下行、停站〕運行顯示電動機驅(qū)動控制消防控制置位置位去除去除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來自層面火警開關(guān)顯示顯示顯示圖3-4PLC單臺電梯控制系統(tǒng)工作流程圖4.3PLC控制單臺電梯方案PLC電梯控制系統(tǒng)的控制核心是PLC。哪些信號需要輸入PLC，PLC需要輸出哪些信號，以及采用何種編程方式都需要仔細推敲。輸入輸出點確實定是設(shè)計整個控制系統(tǒng)的首要問題，決定系統(tǒng)的程序及硬件線路的方案。PLCI/O地址分配根據(jù)電梯操作的工藝過程及對控制系統(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展I/O地址分配，使每個輸入信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸入繼電器，每個輸出信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸出繼電器。PLC輸入信號確實定先考察電梯轎廂內(nèi)的操作。操作面板上應(yīng)有各層的選層指令按鈕，5層共有5個。有司機時，應(yīng)有司機直駛專用開關(guān)和上行、下行按鈕，需3點輸入。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*一層，因此需5點輸入。其它輸入有消防、有司機/無司機方式選擇等開關(guān)或觸點。經(jīng)以上分析，可知共需23點開關(guān)量輸入端口。表3-1輸入地址分配表輸入信號名稱PLC輸入地址含義AYS*000向上行駛按鈕AY**001向下行駛按鈕JSJ*002有/無司機選擇開關(guān)1YC*003一樓行程開關(guān)2YC*004二樓行程開關(guān)3YC*005三樓行程開關(guān)4YC*006四樓行程開關(guān)5YC*007五樓行程開關(guān)A1J*010一樓指令按鈕A2J*011二樓指令按鈕A3J*012三樓指令按鈕A4J*013四樓指令按鈕A5J*014五樓指令按鈕AJ*015指令專用開關(guān)〔直駛〕Z*F*016置消防開關(guān)A1S*017一樓上召喚按鈕A2S*020二樓上召喚按鈕A2**021二樓下召喚按鈕A3S*022三樓上召喚按鈕A3**023三樓下召喚按鈕A4S*024四樓上召喚按鈕A4**025四樓下召喚按鈕A5**026五樓下召喚按鈕PLC輸出信號確實定控制電梯的上行、下行〔即電機正、反轉(zhuǎn)〕需2點輸出。上、下行指示燈2點輸出。開門、關(guān)門、門關(guān)閉、運行顯示需4點輸出。由于采用二進制顯示方式，LED七段顯示器需3點輸出。電梯轎廂內(nèi)輸出各層的指令信號登記顯示，共5點輸出。各樓層乘客召喚時，除底層和頂層只有一個召喚登記顯示，其它各層均設(shè)上下兩個召喚登記顯示，5層共需8個輸出顯示。經(jīng)分析共需24點開關(guān)量輸出端口。表3-2輸出地址分配表輸出信號名稱PLC輸出地址含義KMY000開門顯示GMY001關(guān)門顯示MGBY002門關(guān)閉顯示DCSY003上行顯示DC*Y004下行顯示SY005上行繼電器*Y006下行繼電器Y*Y007運行顯示AY010LED七段顯示器A段發(fā)光二極管GY011LED七段顯示器G段發(fā)光二極管DY012LED七段顯示器D段發(fā)光二極管1DJAY013一樓指令信號登記顯示2DJAY014二樓指令信號登記顯示3DJAY015三樓指令信號登記顯示4DJAY016四樓指令信號登記顯示5DJAY017五樓指令信號登記顯示1DASY020一樓上召喚信號登記顯示2DASY021二樓上召喚信號登記顯示2DA*Y022二樓下召喚信號登記顯示3DASY023三樓上召喚信號登記顯示3DA*Y024三樓下召喚信號登記顯示4DASY025四樓上召喚信號登記顯示4DA*Y026四樓下召喚信號登記顯示5DA*Y027五樓下召喚信號登記顯示內(nèi)部繼電器確實定表3-3內(nèi)部繼電器地址分配表PLC內(nèi)部繼電器地址功能M0指令優(yōu)于召喚M1停站信號M2本站廳外開門M3消防時到過底樓開過門且在任意層樓停過M4消防時到過底樓開過門或非消防時M5關(guān)門條件M6清一樓指令登記M7清二樓指令登記M8清三樓指令登記M9清四樓指令登記M10清五樓指令登記M40清一樓上召喚登記M41清二樓上召喚登記M42清二樓下召喚登記M43清三樓上召喚登記M31轎廂到二樓M33轎廂到四樓M35中間繼電器M44清三樓下召喚登記M45清四樓上召喚登記M46清四樓下召喚登記M47清五樓下召喚登記M13消防到過底樓開過門M14轎廂不在任何層樓面上M15轎廂位于*層樓面后，延遲1秒斷開M16有司機直駛狀態(tài)M17關(guān)門時間〔3秒〕M20開門時間〔3秒〕M18無司機上、下客時間〔4秒〕M19到站延時時間〔1秒〕——形成停站脈沖用M21未定向M22未定向M30轎廂到一樓M32轎廂到三樓M34轎廂到五樓轎廂層樓位置顯示方式確實定目前常用的轎廂層樓位置的顯示方式有：二進制顯示、直接位置顯示、十進制顯示。但由于三菱F*2N-48MRPLC的I/O點數(shù)只有24點輸入和24點輸出。由于其硬件的限制，故采用二進制的顯示方式。即“1〞表示亮，“0〞表示暗。共可顯示23種，即0~7〔000~111〕，應(yīng)用在電梯轎廂層樓顯示中，即可顯示第1層~7層，本系統(tǒng)顯示第1~5層。PLC控制程序的編制方法PLC梯形圖的編制采用模塊化設(shè)計。模塊化程序構(gòu)造清晰、便于調(diào)試。如：定時器控制開／關(guān)門、外召喚、指令登記、上行、下行等。模塊間不完全獨立，它們之間存在著有機聯(lián)系，且編程時要考慮各條指令間的邏輯關(guān)系。PLCI/O硬件連接圖三菱F*2N系列PLC單臺電梯控制系統(tǒng)的硬件接線圖見圖3-5。4.4PLC單臺電梯控制系統(tǒng)根本功能梯形圖分析召喚信號登記響應(yīng)及去除功能位于層樓面的乘客欲前往任意一層樓，可通過按下電梯層門旁的上／下召喚按喚來召喚電梯。當(dāng)電梯到達乘客所召喚的那一層樓面時，立即去除該召喚信號。圖3-6為一樓上召喚登記響應(yīng)及去除功能梯形圖。當(dāng)在非消防狀態(tài)下，即常閉*016得電。*017為一樓上召喚按鈕輸入常開觸點，假設(shè)此時有人按下此開關(guān)，*017得電，同時線圈Y020得電，常開Y020自保，即一樓上召喚信號登記顯示。假設(shè)電梯此時就在一樓時，直接去除一樓上召喚登記顯示。假設(shè)電梯不在一樓，則下行到達一樓后，一樓行程開關(guān)*003得電后，線圈M40得電，常閉M40變常開，線圈Y020就失電，去除一樓上召喚登記顯示。假設(shè)在消防狀態(tài)下，常開*016變常閉得電，直接去除一樓上召喚登記顯示。*017*017M16M40*016Y020Y020Y003*003M1M40*016圖3-6一樓上召喚信號登記響應(yīng)及去除功能梯形圖指令信號登記響應(yīng)及去除功能當(dāng)司機／乘客／消防人員進入到電梯轎廂中時，就要用到轎廂內(nèi)控制屏上的指令按鈕。當(dāng)電梯到達乘客所要去的那一層樓面時，立即去除該指令登記信號。圖3-7為一樓指令登記及去除梯形圖。從圖中可知，要使指令登記信號有效必須滿足兩個條件：消防到過底樓開過門；非消防時；當(dāng)電梯處于非消防狀態(tài)時，線圈M4直接得電，滿足指令登記信號有效的條件。當(dāng)電梯處于消防狀態(tài)時，常開*016變常閉。電梯到達一樓時，一樓行程開關(guān)*003得電，此時線圈M13得電，與開門信號相配合，電梯此時處于消防到過底樓開過門的狀態(tài)。常開M13變常閉，線圈M4得電，也滿足使指令登記信號有效的條件。M13M13M13Y002*003*016M13M13M4*016M4M6Y013*010Y013*003M3*016M6圖3-7一樓指令信號登記響應(yīng)及去除功能梯形圖此時，電梯開場接收指令登記信號。如果此時電梯不在一樓時，按下到一樓指令按鈕，一樓指令按鈕*010得電，線圈Y013得電，常開Y013自保，完成一樓指令登記顯示。電梯下行到一樓時，一樓行程開關(guān)*003得電，線圈M6得電，常閉M6變常開，即去除了一樓指令登記。如果此時電梯就在一樓，按下一樓指令按鈕的同時就去除一樓指令登記，因為電梯此時就在一樓。電梯處于消防工作狀態(tài)且沒有到達底樓開過門，常開*016變常閉，線圈M6也得電，電梯也去除指令登記，只有當(dāng)電梯到達底樓開過門后，線圈M13得電，常閉M13變常開，才不去除指令登記。需要說明的是當(dāng)常開M3得電變常閉時，電梯也去除指令登記。M3是消防到達底樓開過門并在任何層樓面停過站且有停站信號，就去除所有指令登記。這樣做是為了當(dāng)電梯到達*層后，消防人員可以依火勢大小決定是否繼續(xù)上行，如果不及時去除所有指令登記，電梯會繼續(xù)上行，這樣就不是非常平安。圖3-8為實現(xiàn)此功能的梯形圖。*003*003M13M1M3*004*005*006*007圖3-8消防到達底樓開過門并在任何層樓面停站則去除所有指令登記功能梯形圖自動定向功能電梯的換向即改變電梯的運行方向，實際就是改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。電梯在無司機工作狀態(tài)下，由程序決定上行或下行。當(dāng)電梯發(fā)出召喚信號或指令信號時，PLC自動根據(jù)轎廂目前所在層樓位置，來判定是上行還是下行。假設(shè)召喚或指令要到的層樓＞轎廂目前所在層樓電梯上行 召喚或指令要到的層樓＜轎廂目前所在層樓電梯下行 召喚或指令要到的層樓＝轎廂目前所在層樓無法定向圖3-9為電梯自動定向功能〔局部〕梯形圖。無司機工作狀態(tài)下，當(dāng)三樓有指令信號Y015或上下召喚信號Y023、Y024發(fā)出時，PLC首先判斷轎廂當(dāng)前是否在三樓，如果就在三樓，則轎廂在三樓的常閉M32變常開，線圈Y003、Y004都不得電，電梯既不上行也不下行。如果電梯在一樓或二樓，則轎廂在三樓、四樓、五樓的常閉觸點M32、M33、M34不得電，仍為常閉，且在非消防狀態(tài)下，*016常閉得電，則線圈Y003得電，電梯定向為上行。如果電梯在四樓或五樓，則轎廂在一樓、二樓、三樓的常閉觸點M30、M31、M32不得電，仍為常閉，則線圈Y004得電，電梯定向為下行。有司機工作狀態(tài)下，*002變常閉，這時需由司機按下*000上行啟動按鈕，電梯才能上行。同樣假設(shè)司機按下*001下行啟動按鈕，電梯則下行。在消防工作狀態(tài)下，常閉*016變常開，電梯停頓上行；常開*016變常閉，線圈Y004得電，電梯下行到底樓。當(dāng)電梯消防時到達底樓且開過門后M13常閉變常開，電梯不再下行。上行和下行同時有互鎖常閉Y003和常閉Y004。在有司機工作狀態(tài)下，如果電梯有運行信號Y007，則不再接收上行或下行信號。M0是一個特殊中間繼電器，要求在無司機、門未關(guān)閉、既非上行也非下行條件下，指令優(yōu)于召喚參加定向，這是為了在既有召喚信號也有指令信號的情況下，優(yōu)先滿足轎廂內(nèi)的乘客需要。M32M32Y023M0M33M34Y004*016Y003M0Y024Y015Y024M0Y023Y015M32M31M30Y003*002*000Y007M13M13*002Y007*001M13Y002Y004*002Y003Y004M13*016圖3-9自動定向功能〔局部〕梯形圖停站控制功能圖3-10為停站及1秒停站脈沖形成功能〔局部〕梯形圖。從圖中可知，停站信號形成有幾種情況：非消防及非有司機直駛時一樓到；非消防及非有司機直駛時五樓到；非消防時指令信號或召喚信號所指的層樓到；非上行也非下行時，即未定向時；消防時下行到達底樓開過門；運行中且沒有到達任何一層面；*003*003M15*016*004M16Y021Y005M1Y022Y006Y014M13M14*003Y003Y004M35*007*006*005*004*003M14M15M19M15M15M14T3K10T3M19M35*007圖3-10停站及1秒停站脈沖形成功能〔局部〕梯形圖非消防時，當(dāng)上行繼電器Y005和二樓上召喚按鈕Y021或下行繼電器Y006和二樓下召喚按鈕Y022或二樓指令登記顯示有任意一組同時滿足時，且轎廂到達二樓時，二樓行程開關(guān)常開*004變常閉，1秒停站停沖脈沖形成后，停站信號線圈M1得電。消防時，電梯下行到底樓開過門后，常開M13變常閉，一樓行程開關(guān)常開*003變常閉，1秒停站脈沖形成后，停站信號線圈M1得電。同時如果一樓到*003變常閉，五樓到*007變常閉，未定向時，停站信號線圈M1也得電。1秒停站脈沖形成過程是這樣的：如果轎廂既不在一樓、二樓、三樓、四樓、五樓時，線圈M14得電，常開M14變常閉，線圈M15得電，常開M15自保，啟動定時器T3，定時1秒鐘后，線圈M19得電，常閉M19變常開，M15失電。這樣做的目的是，如果在停站信號中直接使用不延時1秒鐘的常開M15，一旦電梯到達*一層面時，線圈M14失電，線圈M15失電，停站線路中仍為常開M15，與前面的任何層面的行程開關(guān)變常閉有所矛盾，這樣線圈M1無法得電，電梯也就無法停站。因此，采用延時1秒鐘的方法，讓任何層面的行程開關(guān)先得電，M19也得電，延時1秒鐘后再斷開，讓線圈M1能夠得電，這樣電梯就能順利的停站。廳外開門功能所謂廳外開門是指在無司機狀態(tài)下，轎廂既非上行也非下行〔未定向〕且停在*層時，如果這層恰好有召喚登記信號，則自動開門。**020*004*002M20Y004Y003M2*021圖3-11二樓廳外開門功能梯形圖圖3-11為二樓廳外開門功能梯形圖。在非上行顯示常閉Y003、非下行顯示常閉Y004、無司機常閉*002、無上／下客常閉M20都得電時，二樓有向上或向下召喚登記，則電梯定向到達二樓，二樓行程開關(guān)常開*004得電變常閉，廳外開門M2線圈得電，實現(xiàn)廳外開門。開門時間、上／下客時間、關(guān)門時間、門關(guān)閉控制功能電梯到站后，首先開門3秒，然后上／下客4秒，最后關(guān)門3秒。時間均為定時器控制。開門時間控制功能Y000Y000M1*016M20T1K30M2*003Y000M13T1M20圖3-12開門時間控制功能梯形圖圖3-12為開門時間控制功能梯形圖。在無司機狀態(tài)下，由定時器控制開門時間。從圖中可知，滿足開門條件有以下幾種情況：非消防時有停站開門信號；非消防時有廳外開門信號；消防時到達底樓；在非消防狀態(tài)時，PLC一旦發(fā)出停站開門信號或廳外開門信號，即常開M1變常閉或常開M2變常閉，開門信號線圈Y000得電，常開Y000自保，同時啟動定時器T1，定時時間為3秒，3秒后線圈M20得電，常閉M20變常開，定時器復(fù)位，取消開門信號。在消防狀態(tài)時，電梯下行至底樓開門，一樓行程開關(guān)*003得電，常開M13得電，PLC發(fā)出開門信號。上／下客時間控制功能圖3-13為上／下客時間控制功能梯形圖。在無司機狀態(tài)下，由定時器控制上／下客時間。T2K40T2K40*002Y000Y001Y002T2M18圖3-13上／下客時間控制功能梯形圖在無司機狀態(tài)下，*002常閉；無開門顯示，Y000常閉；非關(guān)門顯示，Y001常閉；門未關(guān)閉：Y002