基于三菱FX2N系列PLC的六層電梯控制

成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕設(shè)計(jì)〔論文〕題目：基于三菱FX2N系列PLC的六層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)系部名稱：專業(yè)：班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：二O一四年月摘要隨著現(xiàn)代城市的開展，高層建筑日益增多，電梯成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚拇焦ぞ摺ｋ娞菪阅艿暮脡膶?duì)人們生活的影響越來越顯著，因此必須努力提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯的運(yùn)行即高效節(jié)能又平安可靠。傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制電路，這種控制易出故障，維護(hù)不便，運(yùn)行壽命短，占地空間大，正逐步被淘汰。為了提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效率，設(shè)計(jì)了一套以PLC為核心控制器的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)，用來取代以往的較復(fù)雜的繼電器—接觸器控制。系統(tǒng)的核心局部〔控制局部〕使用了日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-80型PLC，因?yàn)樵诤诵目刂凭植坎捎玫氖擒浖绦蚩刂?，從而在保證電梯正常運(yùn)行這個(gè)要求的情況下，大大的提高了電梯故障檢查與維修的方便性和容易性，同時(shí)還克服了手動(dòng)操作所帶來的一些人為干擾因素，取得了良好的預(yù)期效果。關(guān)鍵詞：電梯PLC梯形圖AbstractWiththedevelopmentofmoderncities,anincreasingnumberofhigh-risebuilding,elevatorbecomeanindispensablemeansoftransportofdailylife.Thequalityoftheliftperformanceoftheimpactonpeople'slivesbecomingmoreandmoreobvious,itmuststrivetoimprovetheperformanceofelevatorsystems,andensuretheoperationoftheliftissafe,reliableandenergyefficient.Thetraditionalelevatorcontrolsystemuseslogicoftherelaytocontrolcircuit,thiskindofcontrolseasilytobecrash,maintainsinconveniently,themovementlifeisshort,andthatoccupyingalargeareaofspace,itbeingeliminatedgradually.Forraisingthecredibilityoftheautomaticcontrolsystemandtheworkefficiencyoftheequipments,designasetoftakePLCasthecorecontrolleroftheelevatorautocontrolsystem,usingtoreplaceformermorecomplicatedofafterelectricappliances-thecontactmachinecontrol.Thecorepart(controlpart)ofthesystemusedaJapaneseMitsubishicompanytoproduceoftheFX2N-80typePLCisthesoftwareprocedurecontrolinthecorebecauseofwhattocontrolthepartadoption,thusBepromisingtheelevatorcirculatesnormallyunderthecircumstanceof[with]thisrequest,raisedelevatortobreakdowncheckandtheconvenienceandeasyformaintainconsumedly,stillovercametomoveanoperationsomeartificialinterferencefactorsbringinthemeantime,obtainthegoodresults.KeyWords:Elevator,PLC,LadderDiagr目錄摘要IAbstractII目錄III第1章緒論11.1電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問題2電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)2電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題21.2PLC及其在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn)3PLC的特點(diǎn)31.2.2PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)31.3課題的提出 41.4課題的主要討論內(nèi)容 51.5電梯的功能要求 10第2章三菱FX2N系列可編程序控制器介紹 102.1三菱FX2NPLC的主要特點(diǎn) 102.2.1三菱FX2NPLC的主要結(jié)構(gòu) 102.2.2三菱FX2NPLC的主要特點(diǎn) 102.2.3PLC的性能指標(biāo)和分類 102.2可編程序控制器的工作方式 112.3可編程控制器的編程語言 11第3章電梯設(shè)備和電梯開展動(dòng)態(tài)103.1電梯的出現(xiàn)及開展113.2電梯設(shè)備113.2.1電梯的分類 113.2.2電梯的主要組成局部 113.2.3電梯的平安保護(hù)裝置 123.2.4電梯的開展與展望 13第4章PLC的選擇及電梯的運(yùn)動(dòng)控制134.1可編程控制器〔PLC〕的選型144.2門機(jī)電路、抱閘電路及平安運(yùn)行電路144.3電梯的主要電氣設(shè)備154.4電梯運(yùn)動(dòng)過程分析154.4.1電梯的開關(guān)門環(huán)節(jié) 154.4.2外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié) 164.4.3電梯的定向環(huán)節(jié) 164.4.4樓層顯示 174.5PLC的輸入與輸出174.5.1PLC控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)計(jì)算 174.5.2PLC的輸入與輸出口設(shè)計(jì) 18第5章程序的調(diào)試與仿真235.1調(diào)試程序235.2模擬仿真24結(jié)論27參考文獻(xiàn)28附件一：電梯運(yùn)行流程圖29附件一：梯形圖30第1章緒論近年來我國的經(jīng)濟(jì)飛速開展，人民生活水平的迅速梯高，工作居住條件得到了巨大的改善。電梯作為建筑物內(nèi)的垂直交通運(yùn)輸工具，與人們的生活息息相關(guān)。傳統(tǒng)的電梯曳引電動(dòng)機(jī)采用接觸器來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的改變，另外，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)由繼電器接觸器控制邏輯組成，存在著電氣元件多、功能弱、電氣故障頻繁，可靠性差和工作壽命短等缺陷。可編程控制器〔PLC〕是根據(jù)順序邏輯控制的需要而開展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)，目前，電梯的繼電器控制方式已逐漸被PLC控制代替。同時(shí)，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的開展，電梯的拖動(dòng)方式已由原來直流調(diào)速逐漸過渡到了交流變頻調(diào)速，不僅能滿足乘客的舒適感和保證平穩(wěn)的精度，還可以降低能耗，節(jié)約能源，減小運(yùn)行費(fèi)用。因此，PLC控制技術(shù)加變頻調(diào)速已成為現(xiàn)代電梯行列的一個(gè)熱點(diǎn)。PLC控制是指電梯信號(hào)控制由PLC及其軟件來實(shí)現(xiàn)，該控制系統(tǒng)的核心為PLC。其次課題開發(fā)的主要任務(wù)和內(nèi)容是：建立“PLC控制的電梯系統(tǒng)〞的總體框架；信號(hào)控制系統(tǒng)利用PLC集中處理電梯運(yùn)行方式、平安保護(hù)信號(hào)、內(nèi)指令信號(hào)、外召喚信號(hào)、井道信號(hào)、門區(qū)信號(hào)、開關(guān)門及限位信號(hào)等信號(hào)，并顯示電梯所到樓層、運(yùn)行方向及呼梯應(yīng)答等，實(shí)現(xiàn)開關(guān)門控制；拖動(dòng)控制系統(tǒng)中曳引機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、制動(dòng)停止，包括正反轉(zhuǎn)信號(hào)及多種速度信號(hào)，經(jīng)PLC運(yùn)算、判斷后通過電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。到達(dá)的要求是：通過深入的理論研究和編程實(shí)踐，全面認(rèn)真的完成上述幾個(gè)內(nèi)容。本課題的核心問題有兩個(gè)：一是運(yùn)行效率、平層精度和平安性的要求；二是PLC實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制及其軟件開發(fā)。對(duì)于第一個(gè)問題，通過選擇適宜的PLC，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和編程便可以實(shí)現(xiàn)。本人選擇的PLC是日本三菱公司的FX2N－80型可編程控制器。第二個(gè)問題，根據(jù)電梯所要實(shí)現(xiàn)的功能以及PLC的順序執(zhí)行程序的特點(diǎn)，編寫PLC程序主要是采取模塊化編程思想，即根據(jù)各功能實(shí)現(xiàn)的條件及原那么編寫各個(gè)功能模塊來實(shí)現(xiàn)。1.1電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問題1.1.1電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。大局部電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格廉價(jià)。多年來我國一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，已形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉掌握的人員較多?！菜误w小四固定值20磅〕1.1.2電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比擬慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高；而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和平安性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚擾。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。1.2PLC及其在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn)1.2.1PLC的特點(diǎn)PLC是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。PLC與普通微機(jī)一樣。以通用或?qū)Ｓ肅PU作為字處理器，實(shí)現(xiàn)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另外還有位處理器〔布爾處理器〕，進(jìn)行點(diǎn)〔位〕運(yùn)算與控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、維修。編程簡單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。可靠性對(duì)可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。〔1〕PLC不需要大量的活動(dòng)元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡單，維修時(shí)間短。〔2〕PLC采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，冗余設(shè)計(jì)，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，提高了MTTF〔平均無故障時(shí)間〕，使可靠性提高?！?〕PLC有較高的易操作性，具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一般不易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。〔4〕PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)更簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言，編程錯(cuò)誤率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)的硬件使可靠性大大提高?！?〕在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件；采用先進(jìn)的工藝制造流水線制造；對(duì)干擾的屏蔽、隔離和濾波等；對(duì)電源的斷電保護(hù)；對(duì)存儲(chǔ)器內(nèi)容的保護(hù)等。〔6〕PLC的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。例如，采用軟件濾波等；軟件自診斷；簡化編程語言等。2．易操作性PLC的易操作性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：〔1〕操作方便PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。大多數(shù)PLC采用編程器進(jìn)行輸入和更改的操作。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對(duì)大中型的PLC，編程器采用了CRT屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上顯示?！?〕編程方便PLC有多種程序設(shè)計(jì)語言可供使用。對(duì)電氣技術(shù)人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。采用布爾助記符編程語言，十分有助于編程人員的編程?！?〕維修方便PLC具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求減低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。3．靈活性PLC的靈活性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：〔1〕編程的靈活性。PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。編程方法的多樣性使編程方便、應(yīng)用面拓展?！?〕擴(kuò)展的靈活性。PLC的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)重要特點(diǎn)。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)展、應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展?！?〕操作的靈活性。操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易1.2.2PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)在電梯控制中采用了PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。去掉了選層器及大局部繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。PLC可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測報(bào)警顯示，提高運(yùn)行平安性，并便于檢修。用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。在電梯控制中采用了PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可大大的提高。去掉了選層器及大局部繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。PLC可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測報(bào)警顯示，提高運(yùn)行平安性，并便于檢修。用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。1.3課題的提出PLC以其優(yōu)越的性能，在很多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在電梯業(yè)也是如此，目前國內(nèi)70～80年代安裝完成的電梯絕大局部是繼電器控制，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。應(yīng)對(duì)這些電梯進(jìn)行更新和改造。但是更新需要大量資金，對(duì)使用單位來說有一定困難，所以對(duì)電梯進(jìn)行局部改造是經(jīng)濟(jì)的、實(shí)際的。近年來，采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器〔PLC〕來控制電梯，取得了良好效果。利用PLC和變頻器對(duì)舊電梯進(jìn)行改造，不但可以增加電梯的舒適感、平安性、可靠性，還可以降低能耗，節(jié)約能源，減少運(yùn)行費(fèi)用。1.4課題的主要討論內(nèi)容課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器〔PLC〕改造在用電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于大局部老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對(duì)電梯的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，對(duì)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。針對(duì)老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器〔PLC〕來控制電梯。論文的主要內(nèi)容如下：首先對(duì)電梯系統(tǒng)及可編程控制器〔PLC〕作了比擬全面的總結(jié)和介紹。接著闡述了電梯控制系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)，電梯的控制系統(tǒng)分為調(diào)速和信號(hào)控制兩大局部。確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由PLC來實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制，有雙速電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，完成了電機(jī)和可編程控制器〔PLC〕的選擇。然后是系統(tǒng)硬件開發(fā)，完成了PLC的選型、I/O點(diǎn)數(shù)分配與PLC的連接。在分析了電梯系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法根底上，設(shè)計(jì)出了軟件流程圖，提出了模塊化編程思想，介紹了控制系統(tǒng)的流程。編寫出控制程序，最后結(jié)合程序?qū)Ω脑旌蟮碾娞菹到y(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試仿真。1.4電梯的功能要求1. 電梯運(yùn)行到指定位置后應(yīng)具有手動(dòng)或自動(dòng)開/關(guān)門的功能。2. 利用指示燈顯示電梯轎廂外的呼喚信號(hào)、電梯轎廂內(nèi)的指令信號(hào)和電梯的到達(dá)信號(hào)。3. 能自動(dòng)判斷電梯的運(yùn)行方向，并發(fā)出響應(yīng)的指示信號(hào)。4. 電梯的上行下行有一臺(tái)交流雙速電機(jī)牽引。電機(jī)正傳，電梯上升；電梯反轉(zhuǎn)，電梯下降。5. 電梯轎廂門由另一臺(tái)小功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)正傳，轎廂門翻開；電機(jī)反轉(zhuǎn)，轎廂門關(guān)閉。6. 每一層樓設(shè)有呼叫按鈕；轎廂內(nèi)設(shè)有開關(guān)轎廂門按鈕；轎廂內(nèi)的層面指令按7. 電梯啟動(dòng)、運(yùn)行、到站實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。8. 行車時(shí)，廳門和轎廂都不能開門。開門之后不能行車，有門連鎖保護(hù)。平層時(shí)可自動(dòng)開門、手動(dòng)開門，夾人時(shí)自動(dòng)開門。第2章三菱FX2N系列可編程序控制器介紹2.1可編程控制器的根底認(rèn)識(shí)2.1.1三菱FX2NPLC的主要結(jié)構(gòu)可編程邏輯控制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)根本上與微型計(jì)算機(jī)相同，根本構(gòu)成為：1. 電源可編程邏輯控制器的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去2. 中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)存放器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出存放器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，對(duì)大型可編程邏輯控制器還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。3. 存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。4. 輸入輸出接口電路〔1〕 現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道?！?〕 現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)存放器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。5. 功能模塊如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。6. 通信模塊2.1.2三菱FX2NPLC的主要特點(diǎn)1. 集成型高性能。CPU、電源、輸入輸出三為一體。2. 對(duì)6種根本單元，可以以最小8點(diǎn)為單元連接輸入輸出擴(kuò)展設(shè)備，最大可以擴(kuò)展輸入輸出256點(diǎn)。3. 高速運(yùn)算〔1〕 根本指令：0.08μs／指令〔2〕 應(yīng)用指令：1.52～幾百μs／指令4. 平安、寬裕的存儲(chǔ)器規(guī)格〔1〕 內(nèi)置8000步RAM存貯器〔2〕 安裝存儲(chǔ)盒后，最大可以擴(kuò)展到16000步。5. 豐富的軟元件范圍〔1〕 輔助繼電器：3072點(diǎn)，定時(shí)器：256點(diǎn)，計(jì)數(shù)：235點(diǎn)〔2〕 數(shù)據(jù)存放器；8000點(diǎn)6. 除了具有輸入輸出16～256點(diǎn)的一般速途，還有模擬量控制、定位控制等特殊控制。7. 面向海外的產(chǎn)品適合各種平安規(guī)格為大量實(shí)際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能：開發(fā)了各個(gè)范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要模擬I／O，高速計(jì)數(shù)器。對(duì)每一個(gè)FX2N主單元可配置總計(jì)達(dá)8個(gè)特殊功能模塊。2.1.3PLC的性能指標(biāo)和分類1. PLC的主要性能指標(biāo)(1)輸入／輸出點(diǎn)數(shù)〔I／O點(diǎn)數(shù)〕I／O點(diǎn)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(gè)開關(guān)、按鈕和可以控制多少個(gè)負(fù)載。(2)存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)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(chǔ)器容量，一般以步為單位，二進(jìn)制16位即一個(gè)字為一步。(3)掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需時(shí)間來衡量，單位為ms/k步，也有以執(zhí)行一步指令所需時(shí)間來計(jì)算的，單位用μs/步。(4)功能擴(kuò)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(kuò)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。(5)指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)是指一臺(tái)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(qiáng)弱的主要指標(biāo)。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(jìn)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、那么可以分為小型、中型和大型PLC三種類型。開始內(nèi)部處理開始內(nèi)部處理通信處理RUN方式？輸入掃描程序執(zhí)行輸出處理NY1.PLC的掃描工作方式可編程序控制器在進(jìn)入RUN狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描工作。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(chǔ)的地址號(hào)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(fù)始地重復(fù)進(jìn)行?？删幊绦蚩刂破鞴ぷ鲿r(shí)的掃描過程如圖2-1所示，包括五個(gè)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(shí)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)。2.PLC的程序執(zhí)行過程圖2-1PLC的掃描過程PLC的程序的執(zhí)行過程一般可分輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)主要階段，如圖2-2所示。輸入端子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X001Y001Y001M1讀讀①②③④⑤圖2-1PLC的掃描過程3.PLC的掃描周期在PLC的實(shí)際工作過程中，每個(gè)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(gè)階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)〔如編程器、上位計(jì)算機(jī)〕通信等處理。即一個(gè)掃描周期還應(yīng)包含自診斷及與外設(shè)通信等時(shí)間。4.PLC的I／O響應(yīng)時(shí)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(hào)發(fā)生變化，輸入映像存放器區(qū)的內(nèi)容也不會(huì)改變，還會(huì)影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。輸出信號(hào)的變化滯后于輸入信號(hào)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(shí)間為2-3個(gè)掃描周期。2.3PLC的編程語言PLC的用戶程序，是設(shè)計(jì)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過PLC編程語言的編制標(biāo)準(zhǔn)，按照實(shí)際需要使用的功能來設(shè)計(jì)的。只要用戶能夠掌握某種標(biāo)準(zhǔn)編程語言，就能夠使用PLC在控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)化控制功能。根據(jù)國際電工委員會(huì)制定的工業(yè)控制編程語言標(biāo)準(zhǔn)〔IEC1131-3〕，PLC有五種標(biāo)準(zhǔn)編程語言：梯形圖語言〔LD〕、指令表語言〔IL〕、功能模塊語言〔FBD〕、順序功能流程圖語言〔SFC〕、結(jié)構(gòu)文化本語言〔ST〕。梯形圖語言梯形圖語言是PLC程序設(shè)計(jì)中最常用的編程語言。它是與繼電器線路類似的一種編程語言。由于電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語言得到了廣泛的歡送和應(yīng)用。梯形圖編程語言的特點(diǎn)是：與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；與原有繼電器控制相一致，電氣設(shè)計(jì)人員易于掌握。梯形圖編程語言與原有的繼電器控制的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，應(yīng)用時(shí)，需要與原有繼電器控制的概念區(qū)別對(duì)待。指令表語言指令表編程語言是與匯編語言類似的一種助記符編程語言，和匯編語言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。在無計(jì)算機(jī)的情況下，適合采用PLC手持編程器對(duì)用戶程序進(jìn)行編制。同時(shí)，指令表編程語言與梯形圖編程語言圖一一對(duì)應(yīng)，在PLC編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換。指令表表編程語言的特點(diǎn)是：采用助記符來表示操作功能，具有容易記憶，便于掌握；在手持編程器的鍵盤上采用助記符表示，便于操作，可在無計(jì)算機(jī)的場合進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；與梯形圖有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。其特點(diǎn)與梯形圖語言根本一致。功能模塊圖語言功能模塊圖語言是與數(shù)字邏輯電路類似的一種PLC編程語言。采用功能模塊圖的形式來表示模塊所具有的功能，不同的功能模塊有不同的功能。功能模塊圖編程語言的特點(diǎn)：功能模塊圖程序設(shè)計(jì)語言的特點(diǎn)是：以功能模塊為單位，分析理解控制方案簡單容易；功能模塊是用圖形的形式表達(dá)功能，直觀性強(qiáng)，對(duì)于具有數(shù)字邏輯電路根底的設(shè)計(jì)人員很容易掌握的編程；對(duì)規(guī)模大、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng)，由于功能模塊圖能夠清楚表達(dá)功能關(guān)系，使編程調(diào)試時(shí)間大大減少。順序功能流程圖語言順序功能流程圖語言是為了滿足順序邏輯控制而設(shè)計(jì)的編程語言。編程時(shí)將順序流程動(dòng)作的過程分成步和轉(zhuǎn)換條件，根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對(duì)控制系統(tǒng)的功能流程順序進(jìn)行分配，一步一步的按照順序動(dòng)作。每一步代表一個(gè)控制功能任務(wù)，用方框表示。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。這種編程語言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀及維護(hù)，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時(shí)間。用于系統(tǒng)的規(guī)模校大，程序關(guān)系較復(fù)雜的場合。順序功能流程圖編程語言的特點(diǎn)：以功能為主線，按照功能流程的順序分配，條理清楚，便于對(duì)用戶程序理解；防止梯形圖或其他語言不能順序動(dòng)作的缺陷，同時(shí)也防止了用梯形圖語言對(duì)順序動(dòng)作編程時(shí)，由于機(jī)械互鎖造成用戶程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以理解的缺陷；用戶程序掃描時(shí)間也大大縮短。本畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要使用梯形圖語言。第3章電梯設(shè)備及電梯開展動(dòng)態(tài)3.1電梯的出現(xiàn)及開展1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，美國人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的創(chuàng)造歷史上第一部平安升降梯。從那以后，升降梯在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。以奧的斯的名字而命名的電梯公司也開始了她輝煌的旅程。150年以來，她已經(jīng)開展成為世界、亞洲和中國領(lǐng)先的電梯公司。自從我國實(shí)行改革開放政策以來，全國各地高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為高樓的垂直交通工具―電梯，其需求量日益增長。各種類型、規(guī)格繁多的電梯已在高樓內(nèi)投入運(yùn)行。為了確保電梯正常運(yùn)行、平安使用，必須要了解電梯、熟悉電梯、管理電梯、維護(hù)好電梯。20世紀(jì)初，美國出現(xiàn)了曳引式電梯，其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，從圖中可見，鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端與轎廂連接，而另一端與對(duì)重連接，隨曳引輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，靠鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力使轎廂與對(duì)重作一升一降的相反運(yùn)動(dòng)。顯然，鋼絲繩不用纏繞，因此鋼絲繩的長度和股數(shù)均不受限，當(dāng)然轎廂的載重以及提升高度就得到了提高，從而滿足了人們對(duì)電梯的使用需求。因此，近一百年來，曳引式電梯一直受到重視，并開展沿用至今在后來的幾十年里，電梯的自動(dòng)平層控制系統(tǒng)以及1—轎廂2—曳引輪3—對(duì)重通過變換電動(dòng)機(jī)極數(shù)的調(diào)速方法來調(diào)整電梯的運(yùn)行速度的技術(shù)相繼研制成功，1933年世界上第一臺(tái)運(yùn)行速度為6m/s的電梯被安裝在美國紐約的帝國大廈。第二次世界大戰(zhàn)后，建筑業(yè)的開展促使電梯進(jìn)入了頂峰開展時(shí)期，代表新技術(shù)的電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電梯領(lǐng)域的同時(shí)，陸續(xù)出現(xiàn)了群控電梯、超高速電梯、交流變頻變壓調(diào)速電梯。隨著電力電子技術(shù)的開展，晶閘管變流裝置越來越多地用于電梯系統(tǒng)，使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)簡化，性能提高。同時(shí)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的研制和開發(fā)，使交流電梯的調(diào)速性能有了明顯的改善。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，通過控制電動(dòng)機(jī)定子供電電壓與頻率電梯運(yùn)行速度的調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)研制成功，出現(xiàn)了交流變壓變頻〔VVVF〕調(diào)速電梯，開拓了電梯拖動(dòng)的新領(lǐng)域。1993年，日本生產(chǎn)了12.5m/s的世界高速交流變壓變頻調(diào)速電梯，結(jié)束了直流電梯獨(dú)占高速領(lǐng)域的歷史。電梯開展的今天，在使用需求和新技術(shù)應(yīng)用方面都進(jìn)入到全面開展時(shí)期，隨著智能化、信息化建筑的興起與完善，要求電梯不只是完成垂直運(yùn)輸?shù)母竟δ?，還應(yīng)以人為本提高舒適度，從電梯運(yùn)行的控制智能化角度考慮，電梯的優(yōu)質(zhì)效勞不再是單一的“時(shí)間最短〞問題，而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等方法，以期實(shí)現(xiàn)單梯與群控管理的最正確模式。合理的配置與使用遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷、節(jié)能以及減少環(huán)境污染等。本文中著重研究電梯的升降控制邏輯，不著重主電動(dòng)機(jī)的升降速度以及電梯的平安保護(hù)措施3.2電梯設(shè)備3.2.1電梯的分類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3-10m/s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按有無司機(jī)分類有司機(jī)電梯無司機(jī)電梯有/無司機(jī)電梯按控制方式分類手柄操縱控制電梯按鈕控制電梯信號(hào)控制電梯集選控制電梯群控電梯按曳引機(jī)結(jié)構(gòu)分類有齒曳引機(jī)電梯無齒曳引機(jī)電梯3.2.2電梯的主要組成局部曳引局部：通常有曳引機(jī)和曳引鋼絲繩組成。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曳引機(jī)旋轉(zhuǎn)使轎廂上下運(yùn)動(dòng)。轎廂和廳門：轎廂由轎架，轎底，轎壁和轎門組成；廳門一般有封閉式、中分式、雙折中分式和直分式等。電器設(shè)備及控制裝置：有曳引機(jī)，選層器傳動(dòng)及控制柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和廳外指示器組成。其它裝置：對(duì)重裝置、補(bǔ)償裝置等3.2.3電梯的平安保護(hù)裝置電磁制動(dòng)器：裝于曳引機(jī)軸上，一般采用直流電磁制動(dòng)器，啟動(dòng)時(shí)通電松閘，停層后斷電制動(dòng)。強(qiáng)迫減速開關(guān)：分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過端站換速未減速時(shí)，轎廂上撞塊就觸動(dòng)此開關(guān)，通過電器傳動(dòng)控制裝置，使電動(dòng)機(jī)強(qiáng)迫減速。限位開關(guān)：當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動(dòng)作，切斷電源并制動(dòng)，強(qiáng)迫停車。行程極限保護(hù)開關(guān)：當(dāng)限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時(shí)，此開關(guān)動(dòng)作。急停按鈕：裝于轎廂司機(jī)操縱盤上，發(fā)生異常情況時(shí)，按此按鈕切斷電源，電磁制動(dòng)器制動(dòng)，電梯緊急停車。廳門開關(guān)：每個(gè)廳門都裝有門鎖開關(guān)。僅當(dāng)廳門關(guān)上才允許電梯啟動(dòng)；在運(yùn)行中如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。關(guān)門平安開關(guān)：常見的是裝于轎廂門邊的平安觸板，在關(guān)門過程中如平安觸板碰到乘客時(shí)，發(fā)出信號(hào)，門電機(jī)停止關(guān)門，反向開門，延時(shí)重新開門，此外還有紅外線開關(guān)等。超載開關(guān)：當(dāng)超載時(shí)轎底下降開關(guān)動(dòng)作，電梯不能關(guān)門和運(yùn)行。其它的開關(guān)：平安窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。3.2.5電梯開展展望結(jié)構(gòu)不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化。隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的開展，電梯的機(jī)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(jìn)化、外觀漂亮化。同時(shí)，無機(jī)房電梯在新世紀(jì)將會(huì)有較大速度開展。技術(shù)含量更高，性能更好。電梯行業(yè)技術(shù)開展非常迅速，幾年前推出的具有先進(jìn)性能、高舒適性的VVVF電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置，因?yàn)橛来磐綗o齒輪曳引機(jī)具有更節(jié)能、更潔凈、更平安、更安靜、更經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，所以永磁同步曳引機(jī)逐步成為新型曳引機(jī)的主流；由于永磁技術(shù)的先進(jìn)性，將來很有可能取代VVVF技術(shù)。另外，網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控系統(tǒng)以其控制的先進(jìn)性、快速性、準(zhǔn)確性和可靠性亦是電梯的開展潮流。安裝更方便、更快捷高效、平安、可重復(fù)使用的無腳手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式，隨著技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。此外，電梯的雙向平安裝置、無底坑、無線控制、綠色環(huán)?！桨病h(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來電梯的重要開展方向。程序的根本控制流程如圖4-5所示?！财渲胁话z修及司機(jī)開關(guān)電梯環(huán)節(jié)，只是電梯運(yùn)行的根本流程圖〕第4章PLC的選擇及電梯的運(yùn)動(dòng)控制4.1可編程控制器〔PLC〕的選型考慮到本次設(shè)計(jì)的電梯系統(tǒng)有六層，且開關(guān)量居多，模擬量較少；對(duì)于開關(guān)量控制為主的系統(tǒng)而言，一般PLC的響應(yīng)速度足以滿足控制的要求，在小型PLC中整體式比模塊式的價(jià)格廉價(jià)，體積也小，綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列PLC。FX2N系統(tǒng)PLC具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：FX2N配置靈活，除主機(jī)單元外，還可擴(kuò)展I/O模塊，A/D模塊，D/A模塊和其它特殊功能模塊。FX2N指令功能豐富，有各種指令107條，且指令執(zhí)行速度快。FX2N可用內(nèi)部輔助繼電器M，狀態(tài)繼電器S，定時(shí)器T，存放器D，計(jì)數(shù)器C的功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要。FX2N的編程可用編程器，也可以在PC機(jī)上使用三菱公司的專用編程軟件包MELSOFT系列的GXDeveloper來進(jìn)行。編程語言可用梯形圖或指令表。尤其是可用PC機(jī)對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。4-1門機(jī)、抱閘運(yùn)行電路圖4.2門機(jī)電路、抱閘電路及平安運(yùn)行電路圖4-1為電梯的門機(jī)、抱閘及平安運(yùn)行電路。門電動(dòng)機(jī)為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，可由KM3、KM4控制其正反轉(zhuǎn)。KM3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)開門，KM4接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)關(guān)門。當(dāng)電梯上下運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)翻開，其線圈KM5應(yīng)通電。電梯停止運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)抱死，其線圈應(yīng)斷電。將所有廳、轎門開關(guān)串聯(lián)在一起，控制關(guān)門繼電器KM4，實(shí)現(xiàn)全部門關(guān)閉后電梯才能運(yùn)行的控制。將平安窗開關(guān)、平安鉗開關(guān)、限速器開關(guān)、轎內(nèi)急停開關(guān)、上下強(qiáng)迫停止開關(guān)、基站開關(guān)梯開關(guān)以及熱繼電器觸點(diǎn)FR1、FR2串聯(lián)在一起，構(gòu)成平安回路，控制平安運(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。4.3電梯的主要電氣設(shè)備牽引電動(dòng)機(jī)齒輪牽引機(jī)為電梯的提升機(jī)構(gòu)。主要由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電磁制動(dòng)器〔也稱電器包閘〕，減速器牽引輪組成。自動(dòng)門機(jī)用來完成電梯的開門與關(guān)門。電梯的門分為廳門〔每層站一個(gè)〕與轎門〔只有一個(gè)〕。只有當(dāng)電梯停靠在某層站時(shí)，此層廳門才允許開啟〔由門機(jī)拖動(dòng)轎門，轎門帶動(dòng)廳門完成〕；也只有當(dāng)廳門，轎門全部關(guān)閉后才允許啟動(dòng)運(yùn)行。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)轎門的上方，用以指示電梯的運(yùn)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LED組成，且與呼梯盒做成一體結(jié)構(gòu)。呼梯盒用以產(chǎn)生呼叫信號(hào)。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(gè)按鈕組成操縱箱操縱箱安裝在轎箱內(nèi)，供乘客對(duì)電梯發(fā)布動(dòng)作命令。其上面設(shè)有與電梯層站數(shù)相同的內(nèi)選層按鈕。平層及開門裝置該裝置如圖4-2所示。由平層感應(yīng)器及樓層感應(yīng)器組成。上行時(shí)，上磁鐵板先觸發(fā)樓層感應(yīng)器，發(fā)出減速停車信號(hào)，電梯開始減速，至平層感應(yīng)器觸發(fā)時(shí)，發(fā)出開門及停車信號(hào)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，抱閘抱死。下行時(shí)，下磁鐵板出發(fā)樓層感應(yīng)器，發(fā)出減速停車信號(hào)，電梯開始減速，至平層感應(yīng)器觸發(fā)時(shí)，發(fā)出開門及停車信號(hào)。轎廂位置檢測裝置俗稱選層器，它檢測電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)，所處位置，及時(shí)向控制系統(tǒng)發(fā)出所需要的信號(hào)。其主要功能是：根據(jù)登記的內(nèi)選與外呼信號(hào)和轎廂的位置關(guān)系，確定運(yùn)行方向；當(dāng)電梯將要到達(dá)所需停站的樓層時(shí)，給曳引電動(dòng)機(jī)減速信號(hào)，使其換速；當(dāng)平層停車后，發(fā)出信號(hào)以消去已應(yīng)答的選層、呼梯信號(hào)，并指示轎廂當(dāng)前位置，選層器種類較多，通常分為三大類，即機(jī)械選層器、繼電器選層器和微機(jī)選層器。其中機(jī)械選層器與繼電器選層器將隨著繼電器控制電梯的逐步淘汰而淘汰。由于本畢業(yè)設(shè)計(jì)是六層電梯的控制應(yīng)選用感應(yīng)器檢測轎廂位置。圖4-2電梯的平層、停層裝置示意圖4.4電梯運(yùn)動(dòng)過程分析4.4.1電梯的開關(guān)門環(huán)節(jié)電梯自動(dòng)運(yùn)行停層時(shí)的開門。電梯在停層時(shí)，至平層位置，繼電器M227-M232接通，電梯開門計(jì)時(shí)繼電器T0開始計(jì)時(shí)。手動(dòng)開門。開關(guān)門均為手動(dòng)狀態(tài)，由開關(guān)門按鈕X30和X31實(shí)施開門與關(guān)門。呼梯開門。電梯到達(dá)某層站后，如果沒有人繼續(xù)使用電梯，電梯將?？吭谠搶诱敬?，假設(shè)有人在該層站呼梯，電梯將首先開門，以滿足用梯的要求。假設(shè)其他層站有人呼梯，電梯將首先定向，并起動(dòng)運(yùn)行，到達(dá)呼梯層時(shí)再開門，此時(shí)的開門按自動(dòng)運(yùn)行停層開門處理。電梯停用后的關(guān)門。此時(shí)電梯到達(dá)基站，人員離開轎廂，電梯自動(dòng)延遲5秒關(guān)門。電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的關(guān)門。停站時(shí)間繼電器T0延時(shí)結(jié)束后，電梯自動(dòng)關(guān)門。停站時(shí)間未到，可通過關(guān)門按鈕實(shí)現(xiàn)提前關(guān)門。4.4.2外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)人員在轎廂門外呼梯時(shí)，X1-X12輸入外呼信號(hào)，呼梯信號(hào)應(yīng)被接收和記憶在繼電器M100-M109中。當(dāng)電梯到達(dá)該樓層，且定向方向與目的地方向一致時(shí)(基層與頂層除外)，呼梯要求已滿足，呼梯信號(hào)應(yīng)被消除。按下外呼按鈕時(shí)，相對(duì)應(yīng)的外呼輔助繼電器M100-M109Q接通，外呼按鈕下的指示燈Y6-Y17會(huì)點(diǎn)亮，表示呼梯要求已被電梯接收并記憶。而該信號(hào)的消除環(huán)節(jié)是由當(dāng)層平層信號(hào)的動(dòng)斷觸點(diǎn)與運(yùn)行方向信號(hào)的動(dòng)斷并聯(lián)構(gòu)成。這樣安排是前邊提到過的電梯運(yùn)行中只響應(yīng)同時(shí)同向呼梯的原那么決定的。即電梯運(yùn)行方向與呼梯目的的地方向一致且到達(dá)呼梯樓層時(shí)，平層感應(yīng)器X21-X26被觸發(fā)，電梯將停止，呼梯要求已滿足，呼梯信號(hào)被消除，指示燈Y6-Y17中與之相應(yīng)的指示燈會(huì)熄滅。電梯運(yùn)行方向與呼梯目的地方向相反時(shí)，如電梯從一樓向上運(yùn)行(上行)而呼梯要求從二樓向下，假設(shè)有去三樓以上的內(nèi)選層要求及外呼梯要求，電梯到達(dá)二樓時(shí)(無二樓上行要求)依然停梯，但不會(huì)下降到一樓，只有當(dāng)上升到二樓以上的呼叫信號(hào)都滿足，并消除時(shí)，才會(huì)顯示下降信息。4.4.3電梯的定向環(huán)節(jié)在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，電梯首先應(yīng)確定方向，也即定向。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)，接收到內(nèi)選和外呼信號(hào)時(shí)，應(yīng)將電梯所處的位置與內(nèi)選和外呼信號(hào)進(jìn)行比擬，確定是上行還是下行。一旦電梯定向后，內(nèi)選與外呼對(duì)電梯進(jìn)行順向運(yùn)行的要求沒有滿足的情況下，定向信號(hào)不能消除。檢修狀態(tài)下運(yùn)行方向直接由上行和下行起動(dòng)按鈕確定，不需定向。梯形圖中M121及M122分別為定上行及定下行中間繼電器，它們線圈的工作條件觸點(diǎn)塊由內(nèi)外呼信號(hào)及電梯位置信號(hào)組成。電梯的定向是由最初的呼梯信號(hào)決定的，一旦確定，只有順向的所以呼梯信號(hào)滿足后才會(huì)停止定向。如電梯從一樓向上運(yùn)行(上行)而呼梯要求從二樓向下，假設(shè)有去三樓以上的內(nèi)選層要求及外呼梯要求，電梯到達(dá)二樓時(shí)(無二樓上行要求)依然停梯，但不會(huì)下降到一樓，會(huì)一直上升，只有當(dāng)上升到二樓以上的呼叫信號(hào)都滿足，并消除時(shí)，才會(huì)開始準(zhǔn)備下降，但此時(shí)需要再次輸入呼叫信息。4.4.4樓層顯示PLC輸出端直接與七段數(shù)碼管連接，無需外部硬件譯碼器，由PLC軟件進(jìn)行七段譯碼，直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示樓層。PLC的輸入與輸出PLC控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)計(jì)算根據(jù)電梯控制的特點(diǎn)，輸入信號(hào)應(yīng)該包括以下幾個(gè)局部：轎廂內(nèi)及各層門廳外呼按鈕主要是轎廂內(nèi)的樓層選擇數(shù)字鍵1~6，各層門廳外呼按鈕，除一層只設(shè)置上升按鈕，六層只設(shè)置下降按鈕外，其他層均設(shè)置上升和下降兩個(gè)按鈕。一共需要16個(gè)輸入。位置信號(hào)位置信號(hào)由安裝于各樓層的電梯?？课恢玫?個(gè)傳感器產(chǎn)生。平時(shí)為常開，當(dāng)電梯運(yùn)行到平層時(shí)關(guān)閉。需要6個(gè)輸入。控制總開關(guān)，1個(gè)輸入電梯門控制信號(hào)大局部電梯都具有開門、關(guān)門按鈕，以方便手動(dòng)開關(guān)門。一共需要2個(gè)輸入。模擬電梯到位按鈕由于需要模擬仿真，所以本設(shè)計(jì)設(shè)置了到位按鈕。電梯一共四層，所以設(shè)置了6個(gè)到位按鈕，一共需要6個(gè)輸入。綜上所述，共需要輸入點(diǎn)27個(gè)。輸出信號(hào)應(yīng)該包括：內(nèi)呼指示信號(hào)內(nèi)呼指示信號(hào)有六個(gè)，分別用來表示1~6層樓層內(nèi)呼的指令被接受，并在內(nèi)呼指令完成后，信號(hào)消失。外呼指示信號(hào)外呼指示信號(hào)共有六個(gè)，分別用來表示1~6層樓層外呼的指令被接受，并在外呼指令完成后，信號(hào)消失。電梯轎廂上下行，電梯上下行指示信號(hào)，共四個(gè)。門電機(jī)開關(guān)指示，共需兩個(gè)輸出點(diǎn)。綜上所述，共需要輸出點(diǎn)22個(gè)。PLC的輸入輸出接口的設(shè)計(jì)結(jié)合三菱FX2N-80MR-D型號(hào)PLC，設(shè)計(jì)出圖4-3所示的輸入輸出接線圖。輸入接口X01-X32結(jié)合了內(nèi)外呼輸入按鈕，平層感應(yīng)信號(hào)輸入，開關(guān)門輸入按鈕和其他輸入信號(hào)。輸出接口結(jié)合了開關(guān)門指示信號(hào)，樓層指示等指示信號(hào)。圖4-3PLC輸入輸出接線圖表4-1電梯電氣元件表元件符號(hào)名稱及作用元件符號(hào)名稱及作用KM1上行接觸器HL17開門指示燈KM2下行接觸器HL18關(guān)門指示燈KM3開門接觸器HL11樓外呼記憶燈KM4關(guān)門接觸器HL22樓上呼記憶燈KM5抱閘接觸器HL32樓下呼記憶燈SB11樓上外呼HL43樓上呼記憶燈SB22樓上外呼HL53樓下呼記憶燈SB32樓下外呼HL64樓上呼記憶燈SB43樓上外呼HL74樓下呼記憶燈SB53樓下外呼HL85樓上呼記憶燈SB64樓上外呼HL95樓下呼記憶燈SB74樓下外呼HL106樓下呼記憶燈SB85樓上外呼HL111樓內(nèi)呼記憶燈SB95樓下外呼HL122樓內(nèi)呼記憶燈SB106樓下外呼HL133樓內(nèi)呼記憶燈SB111樓內(nèi)呼HL144樓內(nèi)呼記憶燈SB122樓內(nèi)呼HL155樓內(nèi)呼記憶燈SB133樓內(nèi)呼HL166樓內(nèi)呼記憶燈SB144樓內(nèi)呼HL19上行指示燈SB155樓內(nèi)呼HL20下行指示燈SB166樓內(nèi)呼DPY-aLED層顯示a段SQ上下限位開關(guān)DPY-bLED層顯示b段SB31轎廂內(nèi)開門DPY-cLED層顯示c段SB32轎廂內(nèi)關(guān)門DPY-dLED層顯示d段FR熱繼電器DPY-eLED層顯示e段DPY-fLED層顯示f段DPY-gLED層顯示g段表4-2PLC的輸入、輸出點(diǎn)分配表輸入X輸出Y01層外呼上X0010抱閘Y00012層外呼上X0021上行Y00122層外呼下X0032下行Y00233層外呼上X0043開門Y00343層外呼下X0054關(guān)門Y00454層外呼上X0065KV線圈故障Y00564層外呼下X00761層外呼上指示Y00675層外呼上X01072層外呼上指示Y00785層外呼下X01182層外呼下指示Y01096層外呼下X01293層外呼上指示Y011101層內(nèi)呼X013103層外呼下指示Y012112層內(nèi)呼X014114層外呼上指示Y013123層內(nèi)呼X015124層外呼下指示Y014134層內(nèi)呼X016135層外呼上指示Y015145層內(nèi)呼X017145層外呼下指示Y016156層內(nèi)呼X020156層外呼下指示Y017161層平層信號(hào)X021161層內(nèi)呼指示Y020172層平層信號(hào)X022172層內(nèi)呼指示Y021183層平層信號(hào)X023183層內(nèi)呼指示Y022194層平層信號(hào)X024194層內(nèi)呼指示Y023205層平層信號(hào)X025205層內(nèi)呼指示Y024216層平層信號(hào)X026216層內(nèi)呼指示Y02522上下限位X02722開門指示Y02623轎廂內(nèi)開門按鈕X3023關(guān)門指示Y02724轎廂內(nèi)關(guān)門按鈕X3124上行指示Y03025熱繼電器X3225下行指示Y03126LED樓層顯示aY03227bY03328cY03429dY03530eY03631fY03732hY040表4-3內(nèi)部繼電器點(diǎn)對(duì)應(yīng)信號(hào)功能點(diǎn)對(duì)應(yīng)信號(hào)M1001樓上升外呼按鈕用，用于記憶外呼按鈕呼梯信號(hào)，平層解除M111上升綜合信號(hào)M1012樓上升M112M1022樓下降M113M1033樓上升M114M1043樓下降M115M1054樓上升M116下降綜合信號(hào)M1064樓下降M117M1075樓上升M118M1085樓下降M119M1096樓下降M120M5011樓平層信號(hào)平層用，用以記憶平層信號(hào)，到達(dá)其他平層時(shí)解除M121上升記憶信號(hào)M5022樓平層信號(hào)M122下降記憶信號(hào)M5033樓平層信號(hào)M2271層有效開門信號(hào)M5044樓平層信號(hào)M2282層有效開門信號(hào)M5055樓平層信號(hào)M2293層有效開門信號(hào)M5066樓平層信號(hào)M2304層有效開門信號(hào)M201內(nèi)呼去1樓用于要到達(dá)的樓層，平層時(shí)解除M2315層有效開門信號(hào)M202內(nèi)呼去2樓M2326層有效開門信號(hào)M203內(nèi)呼去3樓M240已正常關(guān)門信號(hào)M204內(nèi)呼去4樓M2411層手動(dòng)開門M205內(nèi)呼去5樓M2422層手動(dòng)開門M206內(nèi)呼去6樓M2433層手動(dòng)開門M2111樓上升開關(guān)門時(shí)有效外呼M2444層手動(dòng)開門M2122樓上升M2455層手動(dòng)開門M2132樓下降M2466層手動(dòng)開門M2143樓上升M247手動(dòng)開門信號(hào)綜合M2153樓下降T0關(guān)門時(shí)間M2164樓上升T1開門時(shí)間M2174樓下降T3運(yùn)行后不在平層時(shí)間M2185樓上升T4沒有呼叫會(huì)基站時(shí)間M2195樓下降M2206樓下降M221內(nèi)呼去1樓開關(guān)門有效內(nèi)呼M222內(nèi)呼去2樓M223內(nèi)呼去3樓M224內(nèi)呼去4樓M225內(nèi)呼去5樓M226內(nèi)呼去6樓第5章程序的調(diào)試與仿真5.1調(diào)試程序程序的調(diào)試與仿真都GXDesignere2和GTSimulator2觸摸屏系列仿真軟件上進(jìn)行。如右圖所示，翻開GXDeveloper編程軟件，翻開之前已繪制的電梯PLC控制梯形圖程序，如左