基于plc變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-自動化畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　基于PLC的變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、自動化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b&

3、gt;</p><p>　　電梯是高層建筑不可缺少的垂直方向的交通運(yùn)輸工具。隨著電梯拖動技術(shù)、控制技術(shù)的快速發(fā)展，電梯已從直流電動機(jī)拖動到交流單速電動機(jī)驅(qū)動、交流雙速電動機(jī)驅(qū)動，到交流調(diào)壓調(diào)速(ACVV，Alternating Current Voltage)控制，發(fā)展到交流調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)(VVVF，Variable Voltage Variable Frequency)控制，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控

4、制，使得電梯運(yùn)行的可靠性、安全性、舒適感、平層精度、運(yùn)行速度、節(jié)能降耗、降低噪音等方面得到了極大的發(fā)展。新制造的電梯都采用了對電動機(jī)實(shí)現(xiàn)線性調(diào)速的調(diào)壓調(diào)頻(VVVF，Variable Voltage Variable Frequency)技術(shù)，由于VVVF電梯采用微機(jī)控制，有完善的自檢測、自診斷、自保護(hù)功能，因而十分安全可靠。</p><p>　　在研究電梯基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，闡述了電梯的拖動原理和控制原理，研究并

5、提出了基于可編程控制器PLC和變頻器的電梯控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，利用安川VS-616G5型變頻器可編制速度曲線的特點(diǎn)為電梯舒適度的提高，提供了技術(shù)支持。通過合理分析所得速度控制曲線既可以滿足快速性的要求又避免了重力加速度效應(yīng)，旋轉(zhuǎn)編碼器的使用，使PLC的內(nèi)部的資源和功能得到了充分的利用。采用PLC對電梯信號系統(tǒng)進(jìn)行控制，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯達(dá)到了較為理想的控制效果。</p><p>

6、;　　關(guān)鍵詞　PLC控制；變頻調(diào)速；模塊化；電梯；微機(jī)控制</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The elevator is a necessary vehicle for high-building’s perpendicular transportation．Along with the rapid developing o

7、f drag and control technique，the elevator has been developed from the DC motor drive to the AC single speed and AC double speed motor drive，till the AC variable voltage(ACVV)control and then till the variable voltage var

8、iable frequency(VVVF) control． New-made elevators all have employed the VVVF so that they work quite safely and reliably,cause which use micro-computer controllin</p><p>　　In this thesis it has studied and p

9、roposed the implementation project of elevator’s VVVF control system based on PLC and transducer．This thesis has been supported technically by the merit of compiling speed curve using ANCHUAN VS-616G5．Analyzing reasonabl

10、y the curve which can not only meets the claiming of rapidity but also avoids the effect from acceleration of gravity．And the interior resource and function can be fully utilized using the rotary encoder．It has been deve

11、loped a complete elevator</p><p>　　Keywords　PLC control；Frequency Conversion；Modularization；Elevator；Micro-computer controlling</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章

12、緒論1</b></p><p>　　1.1 課題的研究背景及意義1</p><p>　　1.2 電梯的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r3</p><p>　　1.3 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景5</p><p>　　1.4 PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的比較7</p><p>　　1.5 PLC

13、控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較8</p><p>　　1.6 課題研究的內(nèi)容9</p><p>　　第2章 電梯的概述9</p><p>　　2.1電梯的基本結(jié)構(gòu)10</p><p>　　2.2 電梯的種類12</p><p>　　2.3 電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo)14</p><p&

14、gt;　　2.3.1 主要參數(shù)：14</p><p>　　2.3.2 性能指標(biāo)15</p><p>　　第3章 控制系統(tǒng)的組成17</p><p>　　3.1 PLC控制系統(tǒng)組成17</p><p>　　3.1.1 硬件的組成18</p><p>　　3.1.2 軟件的組成19</p><

15、;p>　　PLC控制系統(tǒng)的軟件主要是系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件，編程語言及編程支持工具軟件幾個(gè)部分組成。19</p><p>　　3.2 PLC控制系統(tǒng)抗干擾措施21</p><p>　　3.2.1 PLC控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境21</p><p>　　3.2.2. PLC的電源與接地 PLC22</p><p>　　3.2.3 P

16、LC的輸入、輸出設(shè)備23</p><p>　　3.2.4 軟件抗干擾措施25</p><p>　　3.2.5利用“看門狗”方法對系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控25</p><p>　　3.2.6 消抖25</p><p>　　3.2.7用軟件數(shù)字濾波的方法提高輸入信號的信噪比26</p><p>　　3.3 輸入輸出

17、（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算26</p><p>　　3.4 變頻器的選擇28</p><p>　　3.4.1 通用變頻器28</p><p>　　3.4.2 安川VS-616G5型變頻器29</p><p>　　第4章 四層樓電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)31</p><p>　　4.1電梯控制系統(tǒng)模擬面板圖31</p&

18、gt;<p>　　4.2 電動機(jī)控制電路圖32</p><p>　　4.3 PLC外部接線圖33</p><p><b>　　4.4流程圖34</b></p><p>　　4.5 操作原理簡要說明37</p><p>　　4.6 編程元件明細(xì)表37</p><p>　　4.

19、7 梯形圖及注釋38</p><p>　　4.7.1 電梯初始控制38</p><p>　　4.7.2 報(bào)警器及超重控制39</p><p>　　4.7.3 內(nèi)指令信號的登記與消除41</p><p>　　4.7.4 電梯選層定向輔助42</p><p>　　4.7.5 外召喚信號的登記與消除44</

20、p><p>　　4.7.6 電梯開關(guān)門46</p><p>　　4.7.7 電梯指層控制48</p><p>　　4.8 程序仿真與調(diào)試50</p><p><b>　　結(jié)論51</b></p><p><b>　　致 謝52</b></p><p&

21、gt;<b>　　參考文獻(xiàn)53</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題的研究背景及意義</p><p>　　電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜

22、態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。</p><p>　　電梯是集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。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，對機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國外，

23、已“法規(guī)”實(shí)行電梯制造、安裝和維修一體化，實(shí)行由各制造企業(yè)認(rèn)可的、法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝隊(duì)伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗(yàn)，從而為電梯運(yùn)行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險(xiǎn)公司對電梯的安全性做過認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計(jì)算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。目前，由可編程序控制器(PLC)和微機(jī)組成的電梯運(yùn)

24、行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開發(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。</p><p>　　可編程序控制器，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)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(jì)算機(jī)。自1969年針對工業(yè)自動控制的特點(diǎn)和需要而開

25、發(fā)的第一臺PLC問世以來，迄今己30多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的繼承和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機(jī)控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)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(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。用戶買到所需PLC后，只需按說明書

26、或提示，做少量的安裝接線和用戶程序的編制工作，就可靈活而方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不需要具有專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動了計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用?？删幊绦蚩刂破鱌LC在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱(PLC、CAD／CAM、ROBOT)</p><p>　　總之，電梯的控制是比較復(fù)雜的，可編程控制器

27、的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，隨著PLC應(yīng)用技術(shù)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(qiáng)、機(jī)械與電氣部件有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。因此，它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　1.2 電梯的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，

28、科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長起來。電梯作為建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€(gè)不可缺少的組成部分。一個(gè)國家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。我國的國民經(jīng)濟(jì)以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經(jīng)成為全球最大的電梯市場。上世紀(jì)80年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國電梯需求量越

29、來越大?？傏厔菔巧仙?，進(jìn)入了“第三次浪潮”，2004年總產(chǎn)量超過了8萬臺，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了6l萬多臺電梯。盡管如此，我國的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺電梯，我國如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加70萬臺。到那時(shí)候，全國在用電梯將達(dá)到130萬臺，每年僅報(bào)廢更新就需要6萬臺。到2005年，中國電梯的年產(chǎn)量達(dá)到13．5萬臺，與1980年相比，25年增長了59倍，產(chǎn)量每年平均增長

30、17．8％。2005年安裝驗(yàn)收電梯124465臺，截至05年底，我國的在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺。如</p><p>　　我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、日立、東芝、富士達(dá)等13家大型外商投資公司在國內(nèi)的市場份額達(dá)到了74％。先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對國內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動作用。蘇州江南、山東百斯特、

31、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國內(nèi)市場需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進(jìn)口，而且有一定的出口。國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國參加了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TCl78以來，先后等同或等效采用了一批國際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點(diǎn)使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機(jī)房電梯

32、、無齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢贏得了越來越多的國內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國際市場創(chuàng)造了有利條件。</p><p>　　中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷售量己達(dá)l萬臺左右，約占亞洲市場的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)

33、志之一。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，電梯的使用相當(dāng)普遍。</p><p>　　世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國奧的斯公司、瑞士迅達(dá)公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場的51％。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。目前，國外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來越多的使用液壓電梯。此外，家用小型電梯將成走電梯家族中新的組成部分。</p><p&g

34、t;　　1.3 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景</p><p>　　目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC控制和微型計(jì)算機(jī)控制三種。而PLC實(shí)際上是一種專用計(jì)算機(jī)，它采用循回掃描的方式分時(shí)處理各項(xiàng)任務(wù)，而且依靠程序運(yùn)行，這就保證只有正確的程序才能運(yùn)行，否則電梯不會工作；又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實(shí)際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無線圈又無觸點(diǎn)，使用次數(shù)不受限制，屬無觸點(diǎn)運(yùn)行，

35、因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運(yùn)行壽命更長，工作更加可靠安全，自動化水平更高。PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實(shí)用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。</p><p>　　隨著科技的進(jìn)步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求并沒有就此停止下來，仍在不斷地進(jìn)行研究改進(jìn)。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。電梯是載人的機(jī)電設(shè)備，要

36、實(shí)現(xiàn)“綠色”，也就是強(qiáng)調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強(qiáng)調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。</p><p>　　目前意義上的“綠色”，一般是強(qiáng)調(diào)“天然”的一面，強(qiáng)調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。電梯屬于純粹的工業(yè)產(chǎn)品，其天然性應(yīng)表現(xiàn)為對環(huán)境影響的盡可能小，與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，以及電梯本身的人性化。這也應(yīng)是綠色電梯的發(fā)展方向。</p><p>　　(1)智能化。我們這罩所說的智能化電梯是傳統(tǒng)的人

37、工智能是無法勝任的。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排，說到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動控制，實(shí)際上還算不上智能。而真正的智能電梯應(yīng)更具人性化特點(diǎn)，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點(diǎn)，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無法比擬的東西，具有動念和隨機(jī)處理各種問題的能力，諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各層的候梯信息，自動地制定每次最優(yōu)的運(yùn)動速度和停車政策；自動選擇運(yùn)動方面；雙向語音交流；到達(dá)目的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動性，使大樓交通運(yùn)輸實(shí)

38、現(xiàn)真正的人機(jī)對話。智能化要求電梯有自動安全檢測功能，讓電梯自己能夠檢測到電梯的故障所在，并及時(shí)報(bào)警予以排除。</p><p>　　(2)安全。運(yùn)行安全是電梯的根本和關(guān)鍵。可以說，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運(yùn)行更有保障。運(yùn)行安全不僅要消除電梯啟動時(shí)較強(qiáng)的電磁輻射，使用安全材料和運(yùn)行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適的好心情。同時(shí)，電梯運(yùn)行安全也要求電

39、梯在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系，而且電梯本身應(yīng)當(dāng)能自動播放讓乘客感到放松的音樂，徹底消除產(chǎn)生緊張不安的情緒。當(dāng)小孩和老人乘坐時(shí)，電梯對他們應(yīng)給予一種如同家人般的照顧，不但讓老人和孩子感到方便和舒適，而且更讓其家人感到放心。電梯運(yùn)行安全還要求電梯有自動休眠功能，使電梯在保證運(yùn)行效率最高的同時(shí)，使電梯能最大限度地得到休眠。</p><p>　　(3)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡，包括以下幾個(gè)方面：<

40、/p><p>　?、僖曈X協(xié)調(diào)。有人曾經(jīng)做過環(huán)境色彩是否對人有影響的研究。該研究發(fā)展：視覺不協(xié)調(diào)的環(huán)境色彩對人的情緒、精神影響非常大。國內(nèi)的許多電梯公司對此的重視是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，甚至不少通過引進(jìn)國外技術(shù)國產(chǎn)化的電梯也顯露出一副土生土長的容貌。</p><p>　?、谙姶泡椛?。如前所述，由于電梯是大樓里頻繁起制動的大容量電器是電磁干擾的元兇，所以綠色電梯必須是一個(gè)達(dá)到自身對大樓電磁干擾最小，而又

41、不被其他電磁干擾影響的建筑機(jī)電設(shè)備。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動化(OA)、樓宇自動化(BA)、通訊自動化(CA)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　?、凼孢m感。通過采用高載頻波矢量靜音變頻器，可降低噪聲變換頻率及電壓。以CPU控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式，按人體生理適應(yīng)要求，利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)而成的理想運(yùn)行曲線，實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運(yùn)行。</p><

42、p>　　1.4 PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的比較</p><p>　　繼電器組成的順序控制系統(tǒng)是最早的一種實(shí)現(xiàn)電梯控制的方法。但是，進(jìn)入九十年代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對電梯的安全性、可靠性的要求越來越高，繼電氣控制的弱點(diǎn)就越來越明顯。</p><p>　　可編程控制器（PLC）最早是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)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)

43、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控制所代替。同時(shí)，由于機(jī)電交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動方式已由原來直流調(diào)速逐漸過渡到了交流變頻調(diào)速。因此，PLC控制技術(shù)加變頻調(diào)速技術(shù)已成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。</p><p>　　電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：所有控制功能及信號處理均由硬件實(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

44、無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器；大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格較便宜；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，掌握的人較多。</p><p>　　但是，電梯繼電器控制系統(tǒng)存在很多的問題：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，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

45、機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動作速度比較慢，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。</p><p>　　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安全性，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，不但會造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。</p><

46、;p>　　PLC是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計(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，以通過或?qū)Ｓ肞LC作為字處理器，實(shí)現(xiàn)通道（字）的運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲，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)。</p><p>　　PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)：（1）在電梯控制中采用了PLC、用軟件實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)行的自動控制，可靠性大大提

47、高。（2）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。（3）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。（4）PLC可進(jìn)行故障自動檢測與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。（5）用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。（6）更改控制方案時(shí)不需要改動硬件接線。</p><p>　　1.5 PLC控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較</p><p>　　計(jì)算機(jī)控制系

48、統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域中，其主機(jī)一般采用能夠在惡劣工業(yè)環(huán)境下可靠運(yùn)行的工控機(jī)。工控機(jī)有通用微機(jī)應(yīng)用發(fā)展而來，在硬件結(jié)構(gòu)方面總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高，品種兼容性強(qiáng)，軟件資源豐富，能提供實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，故對要求快速，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，模型復(fù)雜的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢，但是，它的使用和維護(hù)要求工作人員應(yīng)具有一定的專業(yè)知識，技術(shù)水平較高，且工控機(jī)在整機(jī)水平上尚不能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境?？删幊炭刂破鲗Υ诉M(jìn)行了改進(jìn)，變通用為專用，有利于降低成本，縮小體積，提高可靠性等

49、特性，更適應(yīng)過程控制的要求。</p><p>　　1.6 課題研究的內(nèi)容</p><p>　　課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（PLC）自動控制電梯系統(tǒng)。由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對電梯的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，對電梯控制技術(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。</p>&

50、lt;p>　　針對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。</p><p>　　第2章 電梯的概述</p><p>　　本章介紹了電梯系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及各種分類方式。電梯控制系統(tǒng)主要分為機(jī)械和電氣兩大部分，詳細(xì)介紹電梯系統(tǒng)的組成和分類，為下面系統(tǒng)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。</p>

51、;<p>　　2.1電梯的基本結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　(1)曳引系統(tǒng)</b></p><p>　　電梯曳系統(tǒng)的功能是輸出動力和傳遞動力，驅(qū)動電梯運(yùn)行。主要由曳引機(jī)，曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪和反繩輪組成。曳引機(jī)為電梯的運(yùn)行提供動力，由電動機(jī)，曳引輪，連軸器，減速箱，和電磁制動器組成。曳引鋼絲的兩端分別連轎廂和對重，依靠鋼絲繩和曳引輪之間的摩擦來驅(qū)動轎廂

52、升降。導(dǎo)向輪的作用是分開轎廂和對重的間距，采用復(fù)繞型還可以增加曳引力。</p><p><b>　　(2)導(dǎo)向系統(tǒng)</b></p><p>　　導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。它的作用是限制轎廂和對重的活動自由度，使得轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌做升降運(yùn)動。</p><p><b>　　(3)門系統(tǒng)</b></p>

53、<p>　　門系統(tǒng)有轎廂門，層門，開門，連動機(jī)構(gòu)等組成。轎廂門設(shè)在轎廂入口，由門扇，門導(dǎo)軌架，等組成，層門設(shè)在層站入口處。開門機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎廂和層門的動力源。</p><p><b>　　(4)轎廂</b></p><p>　　轎廂是運(yùn)送乘客或者貨物的電梯組件。它是有轎廂架和轎廂體組成的。轎廂架是轎廂體的承重機(jī)構(gòu)，由橫梁，立柱，底梁，和斜拉桿等組成。

54、轎廂體由廂底，轎廂壁，轎廂頂以及照明通風(fēng)裝置，轎廂裝飾件和轎廂內(nèi)操縱按鈕板等組成。轎廂體空間的大小由額定載重量和額定客人數(shù)決定。</p><p><b>　　(5)重量平衡系統(tǒng)</b></p><p>　　重量平衡系統(tǒng)由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。對重由對重架和對重塊組成。對重將平衡轎廂自重和部分額定載重。重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對重側(cè)曳引鋼絲繩長度變化對電梯的

55、平衡設(shè)計(jì)影響的裝置。</p><p><b>　　(6)電力拖動系統(tǒng)</b></p><p>　　電力拖動系統(tǒng)由曳引電機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，調(diào)速裝置等組成，它的作用是對電梯進(jìn)行速度控制。曳引電機(jī)是電梯的動力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或者直流電機(jī)。供電系統(tǒng)是為電機(jī)提供電源的裝置。速度反饋系統(tǒng)是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號。一般采用測速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器與

56、電機(jī)相連。調(diào)速裝置對曳引電機(jī)進(jìn)行速度控制。</p><p><b>　　(7)電氣控制系統(tǒng)</b></p><p>　　電梯的電氣控制系統(tǒng)由控制裝置，操縱裝置，平層裝置，和位置顯示裝置等部分組成。其中控制裝置根據(jù)電梯的運(yùn)行邏輯功能要求，控制電梯的運(yùn)行，設(shè)置在機(jī)房中的控制柜上。操縱裝置是由轎廂內(nèi)的按鈕箱和廳門的召喚箱按鈕來操縱電梯的運(yùn)行的。平層裝置是發(fā)出平層控制信號，使

57、電梯轎廂準(zhǔn)確平層的控制裝置。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的?？空緯r(shí)，欲使轎廂地坎與廳門地坎達(dá)到同一平面的操作。位置顯示裝置是用來顯示電梯所在樓層位置的轎內(nèi)和廳門的指示燈，廳門指示燈還用箭頭指示電梯的運(yùn)行方向。</p><p><b>　　(8)安全保護(hù)系統(tǒng)</b></p><p>　　安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械的和電氣的各種保護(hù)系統(tǒng)，可保護(hù)電梯安全的使用。機(jī)械方面的有：

58、限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用，緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用，還有切斷總電源的極限保護(hù)裝置。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)。</p><p>　　2.2 電梯的種類</p><p>　　根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設(shè)置不同類型的電梯。目前電梯的基本分類方法大致如下：</p><p><b>　　(1)按用途分類<

59、/b></p><p>　　乘客電梯：為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的電梯，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的轎內(nèi)裝飾。</p><p>　　載貨電梯：主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的電梯。</p><p>　　醫(yī)用電梯：為運(yùn)送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車而設(shè)計(jì)的電梯，轎廂具有長而窄的特點(diǎn)。</p><p>　　雜物電梯：供圖書館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書、文件、食

60、品等設(shè)計(jì)的電梯。</p><p>　　觀光電梯：轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。</p><p>　　車輛電梯：用作裝運(yùn)車輛的電梯。</p><p>　　船舶電梯：船舶上使用的電梯。</p><p>　　建筑施工電梯：建筑施工與維修用的電梯。</p><p>　　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，

61、如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。</p><p>　　(2)按驅(qū)動方式分類</p><p>　　交流電梯：用交流感應(yīng)電動機(jī)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。</p><p>　　直流電梯：用直流電動機(jī)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。</p>

62、<p>　　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。</p><p>　　齒輪齒條電梯：將導(dǎo)軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機(jī)帶動齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。</p><p>　　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(jī)經(jīng)減速機(jī)（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。&l

63、t;/p><p>　　直線電機(jī)驅(qū)動的電梯：其動力源是直線電機(jī)。</p><p>　　電梯問世初期，曾用蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)作為動力直接驅(qū)動電梯，現(xiàn)已基本絕跡。</p><p><b>　　(3)按速度分類</b></p><p>　　電梯無嚴(yán)格的速度分類，我國習(xí)慣上按下述方法分類。</p><p>　　低速

64、梯：常指低于1.00m/s速度的電梯。</p><p>　　中速梯：常指速度在1.00～2.00m/s的電梯。</p><p>　　高速梯：常指速度大于2.00m/s的電梯。</p><p>　　超高速梯：速度超過5.00m/s的電梯。</p><p>　　隨著電梯技術(shù)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(yīng)地提高

65、。</p><p>　　(4)按電梯有無司機(jī)分類</p><p>　　有司機(jī)電梯：電梯的運(yùn)行方式由專職司機(jī)操縱來完成。</p><p>　　無司機(jī)電梯：乘客進(jìn)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(yùn)行到達(dá)目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。</p><p>　　有/無司機(jī)電梯：這類電梯可變換控制電路，平時(shí)由乘客操縱，如遇客流量大

66、或必要時(shí)改由司機(jī)操縱。</p><p>　　(5)按操縱控制方式分類</p><p>　　手柄開關(guān)操縱：電梯司機(jī)在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關(guān)，實(shí)現(xiàn)電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　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。</p><p>　　信號控

67、制電梯：這是一種自動控制程度較高的有司機(jī)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。</p><p>　　集選控制電梯：是一種在信號控制基礎(chǔ)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(shí)現(xiàn)無司機(jī)操縱。</p><p>　　并聯(lián)控制電梯：2～3臺電梯的控制線路并聯(lián)起來進(jìn)行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯本身都具有集

68、選功能。</p><p>　　群控電梯：是用微機(jī)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。</p><p><b>　　(6)其它分類方式</b></p><p>　　按機(jī)房位置分類，則有機(jī)房在井道頂部的（上機(jī)房）電梯、機(jī)房在井道底部旁側(cè)的（下機(jī)房）電梯，以及有機(jī)房在井道內(nèi)部的（無機(jī)房）電梯。</p>

69、;<p>　　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。</p><p>　　2.3 電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo)</p><p>　　2.3.1 主要參數(shù)：</p><p>　　（1）額定載重量（kg）：制造和設(shè)計(jì)規(guī)定的電梯載重量。</p><p>　　（2）轎廂尺寸（mm）：寬

70、15;深×高。</p><p>　?。?）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(fēng)扇、電話的要求等。</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）開門寬度（mm）：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。</p><p&

71、gt;　?。?）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。</p><p>　　（7）曳引方式：常用的有半繞1：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。半繞2：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲運(yùn)行速度的一半。全繞1：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。</p><p>　?。?）額定速度（m/s）：制造和設(shè)計(jì)

72、所規(guī)定的電梯運(yùn)行速度。</p><p>　?。?）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(jī)拖動或直流電機(jī)拖動，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。 </p><p>　　（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(diǎn)均稱為站。</p><p>　?。?1）提升高度（mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面間的垂直距離。</p><

73、p>　?。?2）頂層高度（mm）:由頂層端站樓面至機(jī)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(yùn)行速度越快，頂層高度一般越高。</p><p>　?。?3）底坑深度（mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。一般電梯的運(yùn)行速度越快，底坑越深。</p><p>　　（14）井道深度（mm）：由井道底面至機(jī)房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。</p>

74、<p>　?。?5）井道尺寸（mm）：寬×深。</p><p>　　2.3.2 性能指標(biāo)</p><p><b>　?。?）安全性</b></p><p>　　電梯時(shí)運(yùn)送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨，因此對電梯的第一要求就是安全。電梯的安全與設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題，都可

75、能造成不安全的隱患，以致造成事故。</p><p><b>　?。?）可靠性</b></p><p>　　電梯的可靠性很重要。要想提高可靠性，首先應(yīng)提高構(gòu)成電梯的各個(gè)零部件的可靠性，只有每個(gè)零部件都是可靠的，整個(gè)電梯才能使可靠的。</p><p><b>　?。?）停站的準(zhǔn)確性</b></p><p&g

76、t;　　停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度。《電梯技術(shù)條件》對平層準(zhǔn)確度規(guī)定如下：</p><p>　　表2-1 平層準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　電梯轎廂的平層準(zhǔn)確度與電梯的額定速度，電梯的負(fù)載情況有密切關(guān)系。負(fù)載重，則慣性大，提速高慣性也大。因此檢查平層準(zhǔn)確度時(shí)，分別以空載，滿載，上下運(yùn)行，到達(dá)同一層站停測量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準(zhǔn)確度。</p><p>　

77、?。?）振動、噪聲及電磁干擾</p><p>　　現(xiàn)代電梯是為乘客創(chuàng)造舒適的生活和工作環(huán)境。因側(cè)要求電梯運(yùn)行平穩(wěn)，安靜，無電磁干擾。</p><p>　?。?）舒適感和快速感</p><p>　　電梯作為一種交通工具，對于快速性的要求是必不可少的，快速可以節(jié)省時(shí)間，這對于現(xiàn)代生活中的乘客是很重要的。但是加速度和減速度的過大的不合理變化又會造成乘客的不適感。因此在電梯

78、設(shè)計(jì)時(shí)就要兼顧快速性和舒適感這兩個(gè)互相矛盾的因素。</p><p><b>　?。?）節(jié)能</b></p><p>　　現(xiàn)代電梯應(yīng)該合理的選擇拖動方式，以達(dá)到節(jié)能的目的。</p><p>　　第3章 控制系統(tǒng)的組成</p><p>　　3.1 PLC控制系統(tǒng)組成</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)

79、像一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一樣，也是由硬件和軟件兩個(gè)部分組成的，硬件是指PLC本身及其外圍設(shè)備，軟件是指管理PLC的系統(tǒng)軟件，PLC的應(yīng)用程序，編程語言和編程支持工具軟件。</p><p>　　圖3-1 典型PLC控制系統(tǒng)的硬件組成圖</p><p>　　3.1.1 硬件的組成</p><p>　　圖3-1為典型PLC控制系統(tǒng)的硬件組成圖。PLC控制系統(tǒng)的硬件是由PLC

80、，輸入/輸出（I/O）電路及外圍設(shè)備等組成的。系統(tǒng)規(guī)模可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要而定，可大可小。下面對構(gòu)成控制系統(tǒng)的主要部分簡要介紹。</p><p><b>　　1. 主控模塊</b></p><p>　　除了早期生產(chǎn)的整體式PLC（PLC的各個(gè)不見都在同一機(jī)殼內(nèi)）外，目前市場多數(shù)的PLC都已采用模塊化的結(jié)構(gòu)（PLC的各個(gè)部件獨(dú)立封裝，稱之為模塊）。在PLC中各個(gè)模塊均通

81、過系統(tǒng)總線相互連接起來構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中最核心的模塊是主控模塊（也稱CPU），它包括：CPU，存儲器，通信接口等部分。</p><p>　　2. 輸入/輸出模塊</p><p>　　PLC的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)過程，它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過I/O模塊實(shí)現(xiàn)的。生產(chǎn)過程有許多控制變量，如溫度，壓力，液位，速度，電壓，開關(guān)量，繼電器狀態(tài)等，因此，需要有相應(yīng)的I/O模塊作為CPU與工業(yè)生

82、產(chǎn)現(xiàn)場的橋梁。且這些模塊應(yīng)具有較好的抗干擾能力。目前，生產(chǎn)廠家已開發(fā)出各種型號的模塊供用戶選擇。對于輸入/輸出模塊有：數(shù)字量輸入/輸出模塊，開關(guān)量輸入/輸出模塊，模擬量輸入/輸出模塊，交流新號輸入/輸出模塊，220V交流輸入/輸出模塊。還有智能模塊，它本身帶CPU，存儲器和監(jiān)控系統(tǒng)，可獨(dú)立完成各種運(yùn)算。智能模塊的種類很多，如高速計(jì)數(shù)模塊，PID調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊，閥門控制模塊，智能存儲模塊和智能I/O模塊。</p>&l

83、t;p><b>　　3. 電源模塊 </b></p><p>　　該模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成供CPU存儲器所需的直流電源，是整個(gè)PLC系統(tǒng)的能源供給中心。它的好壞直接影響到PLC的功能和可靠性。目前，大多數(shù)PLC采用高質(zhì)量的開關(guān)式穩(wěn)壓電源，與普通電源相比，PLC的電源工作穩(wěn)定性好，抗干擾能力也強(qiáng)。有些機(jī)器的電源除了供內(nèi)部電路使用外，還向外提供24VDC的穩(wěn)壓電源，用于外部傳感器的需要，這樣

84、就避免了因外部電源不合格而引起的外部故障。</p><p><b>　　4. I/O電路 </b></p><p>　　PLC的基本功能就是控制，它采集被控對象的各種信號。經(jīng)過PLC處理后，通過執(zhí)行裝置實(shí)現(xiàn)控制。輸入電路就是被控對象（需要進(jìn)行控制的機(jī)器，設(shè)備和生產(chǎn)過程）進(jìn)行檢測，采集，轉(zhuǎn)換和輸入。另外，安裝在控制臺上的按鈕，開關(guān)等也可以向PLC送控制指令。輸出電路的功

85、能就是接受PLC輸出的控制信號，對被控對象執(zhí)行控制任務(wù)。</p><p>　　PLC的外圍設(shè)備很多，但基本功能不外乎對信息和數(shù)據(jù)的處理。常用的有編程器，可編程終端，打印機(jī)，條碼讀入機(jī)等等。編程器PLC的重要外圍設(shè)備之一，它可以將用戶編寫的程序送到PLC的用戶程序存儲器。因此，它的主要任務(wù)是輸入程序，調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過程?？删幊探K端是具有I/O功能的PLC人機(jī)界面產(chǎn)品。人可以通過觸摸屏幕將信息輸入PLC中同

86、樣可編程終端也可以將PLC的輸入數(shù)據(jù)和信息顯示在屏幕上。</p><p>　　3.1.2 軟件的組成</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的軟件主要是系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件，編程語言及編程支持工具軟件幾個(gè)部分組成。</p><p>　　1. PLC系統(tǒng)軟件與工作過程 </p><p>　　PLC系統(tǒng)軟件是PLC工作所必須的軟件。在系統(tǒng)軟件的支持PL

87、C對用戶程序進(jìn)行逐條的解釋，并加以執(zhí)行，直到用戶程序結(jié)束，然后返回到程序的起始又開始新的一輪掃描。PLC的這種工作方式就稱之為循環(huán)掃描。</p><p><b>　　2. 應(yīng)用軟件 </b></p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是指為完成PLC實(shí)際控制任務(wù)而編制的各種軟件。隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域范圍的不斷擴(kuò)大，應(yīng)用水平的提高，PLC應(yīng)用軟件也大大豐富起來了。PLC

88、應(yīng)用軟件與一般計(jì)算機(jī)信息處理軟件相比，有很大不同，PLC應(yīng)用軟件有以下幾個(gè)特點(diǎn)：</p><p>　　(1)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)必須與生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。生產(chǎn)工藝要求不同，控制的功能也就要求不同，即使是相同的生產(chǎn)過程，由于各種設(shè)備的工藝參數(shù)不一樣，控制實(shí)現(xiàn)的方式也不一樣。所以程序設(shè)計(jì)人員必須深入現(xiàn)場，嚴(yán)格遵守生產(chǎn)工藝的具體要求來設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。</p><p>　　(2)應(yīng)用軟件與硬件緊密相關(guān)。軟件設(shè)

89、計(jì)人員不能拋開硬件配置和系統(tǒng)孤立地考慮軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)必須根據(jù)硬件系統(tǒng)，接口的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)。</p><p>　　(3)PLC應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)需要計(jì)算機(jī)，自動控制技術(shù)甚至網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種知識。特別是PLC網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，PLC控制系統(tǒng)不再是一個(gè)單獨(dú)的裝置。在控制系統(tǒng)中，可能包括有多臺不同型號的PLC，計(jì)算機(jī)，外圍設(shè)備等。因此在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)和處理某種控制功能都離不開計(jì)算機(jī)，自動控制和通信技術(shù)。因此，

90、應(yīng)用程序中不僅有PLC程序，還有計(jì)算機(jī)程序和通信網(wǎng)絡(luò)程序等。</p><p>　　3. 編程語言及編程支持工具軟件</p><p>　　PLC有多種編程語言：梯形圖語言，助記符語言，邏輯功能圖語言，布爾代數(shù)語言和某些高級語言（Basic，C語言等）。但使用廣泛的還是梯形圖語言和助記符語言。現(xiàn)在世界上各個(gè)PLC生產(chǎn)廠家都研制了自己的PLC編程支持工具軟件和監(jiān)控組態(tài)軟件。用戶可以根據(jù)自己的需要

91、利用這些軟件來改善軟件的開發(fā)環(huán)境，提高編程效率。</p><p>　　3.2 PLC控制系統(tǒng)抗干擾措施</p><p>　　自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場的各單機(jī)設(shè)備上，雖然它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制裝置，在設(shè)計(jì)和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強(qiáng)的

92、適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運(yùn)行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用，但是由于它直接和現(xiàn)場的I/O設(shè)備相連，外來干擾很容易通過電源線 或I/O傳輸線侵入，從而引起控制系統(tǒng)的誤動作。PLC受到的干擾可分為外部干擾和內(nèi)部干擾。在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境下，外部干擾是隨機(jī)的，與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無關(guān)，且干擾源是無法消除的，只能針對具體情況加以限制；內(nèi)部干擾與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，主要通過系統(tǒng)內(nèi)交流主電路，模擬量輸入信號等引起，可合理設(shè)

93、計(jì)系統(tǒng)線路來削弱和抑制內(nèi)部干擾和防止外部干擾。要提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，就要從多方面提高系統(tǒng)的抗干擾能力。</p><p>　　3.2.1 PLC控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境</p><p>　　PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。但是在PLC控制系統(tǒng)中，如果環(huán)境過于惡劣，或安裝使用不當(dāng)，會降低系統(tǒng)的可靠性。PLC使用環(huán)境溫度通常在0℃ ～55

94、℃范圍內(nèi)，應(yīng)避免太陽光直接照射，安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的器件，同時(shí)應(yīng)保證有足夠大的散熱空間和通風(fēng)條件。環(huán)境濕度一般應(yīng)小于85%，以保證PLC有良好的絕緣。在含有腐蝕性氣體、濃霧或粉塵的場合，需將PLC封閉安裝。此外，如果PLC安裝位置有強(qiáng)烈的振動源，系統(tǒng)的可靠性也會降低，所以應(yīng)采取相應(yīng)的減振措施。</p><p>　　3.2.2. PLC的電源與接地 PLC</p><p>　　本身的抗干

95、擾能力一般都很強(qiáng)。通常，只能將PLC的電源與系統(tǒng)的動力設(shè)備電源分開配線，對于電源線來的干擾，一般都有足夠強(qiáng)的抑制能力。但是，如果遇上特殊情況，電源干擾特別嚴(yán)重，可加接一個(gè)帶屏蔽層的隔離變壓器以減少設(shè)備與地之間的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。如果一個(gè)系統(tǒng)中含有擴(kuò)展單元，則其電源必須與基本單元共用一個(gè)開關(guān)控制，也就是說，它們的上電與斷電必須同時(shí)進(jìn)行。良好的接地是保證PLC安全可靠運(yùn)行的重要條件。為了抑制附加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給PLC

96、接專用地線，并且接地點(diǎn)要與其它設(shè)備分開，如圖2-4（a）。若達(dá)不到這種要求，也可采用公共接地方式，如圖2-4（b）。但是禁止采用串聯(lián)接地方式，如圖2-4（c），因?yàn)樗鼤垢髟O(shè)備間產(chǎn)生電位差而引入干擾。此外，接地線要足夠粗，接地電阻要小，接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近PLC 。</p><p>　　圖3-4 PLC的接地</p><p>　　接地的目的通常有兩個(gè)，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的

97、接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗干擾的重要措施之一。接地在消除干擾上起很大的作用。這里的接地是指決定系統(tǒng)電位的地，而不是信號系統(tǒng)歸路的接地。在PLC控制系統(tǒng)中有許多懸浮的金屬架，它們是懼空中干擾的空中線，需要有決定電位的地線。交流地是PLC控制系統(tǒng)供電所必需的，它通過變壓器中心點(diǎn)構(gòu)成供電兩條回路之一。這條回路上的電流、各種諧波電流等是個(gè)嚴(yán)重的干擾源。因此交流地線、直流地線、模擬地和數(shù)字地等必須分開。數(shù)字地和模擬地的共點(diǎn)地最好置懸浮方式。地線各

98、點(diǎn)之間的電位差盡可能小，盡量加粗地線，有條件可采用環(huán)形地線。系統(tǒng)地端子(LG)是抗干擾的中性端子，通常不需要接地，可是，當(dāng)電磁干擾比較嚴(yán)重時(shí)，這個(gè)端子需與接大地的端子(GR)連接。</p><p>　　3.2.3 PLC的輸入、輸出設(shè)備 </p><p>　　輸入電路是PLC接受開關(guān)量、模擬量等輸入信號的端口，其元器件質(zhì)量的優(yōu)劣、接線方式及是否牢靠也是影響控制系統(tǒng)可靠性的重要因素。以開關(guān)量

99、輸入為例，按鈕、行程開關(guān)的觸點(diǎn)接觸要保持在良好狀態(tài)，接線要牢固可靠。機(jī)械限位開關(guān)是容易產(chǎn)生故障的元件，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量選用可靠性高的接近開關(guān)代替機(jī)械限位開關(guān)。此外，按鈕觸點(diǎn)的選擇也影響到系統(tǒng)的可靠性。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)盡量選用可靠性高的元器件，對于模擬量輸入信號來說，常用的有4～20mA、0～20mA直流電流信號；0～5V、0～10V直流電壓信號，電源為直流24V。</p><p>　　對于開關(guān)量輸出來說，PLC的輸

100、出有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式，具體選擇哪種形式的輸出應(yīng)根據(jù)負(fù)載要求來決定，選擇不當(dāng)會使系統(tǒng)可靠性降低，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。如晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。此外，PLC的輸出端子帶負(fù)載能力是有限的，如果超過了規(guī)定的最大限值，必須外接繼電器或接觸器，才能正常工作。外接繼電器、接觸器、電磁閥等執(zhí)行元件的質(zhì)量，是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。常見的故障有線圈短路、機(jī)械故障造成觸點(diǎn)不動或接觸不良。這

101、一方面可以通過選用高質(zhì)量的元器件來提高可靠性，另一方面，在對系統(tǒng)可靠性及智能化要求較高的場合，可以根據(jù)電路中電流異常的情況對輸出單元的一些重點(diǎn)部位進(jìn)行診斷，當(dāng)檢測到異常信號時(shí)，系統(tǒng)按程序自動轉(zhuǎn)入故障處理，從而提高系統(tǒng)工作的可靠性。若PLC輸出端子接有感性元件，則應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，以保護(hù)PLC的輸出觸點(diǎn)。 </p><p>　　為了防止或減少外部配線的干擾，交流輸入、輸出信號與直流輸入、輸出應(yīng)分別使用各自的電纜

102、；對于集成電路或晶體管設(shè)備的輸入、輸出信號線、必須使用屏蔽電纜，屏蔽電纜在輸入、輸出側(cè)懸空，而在控制側(cè)接地，其處理方式如圖3-5。</p><p>　　圖3-5 屏蔽電纜的處理</p><p>　　3.2.4 軟件抗干擾措施 </p><p>　　硬件抗干擾措施的目的是盡可能地切斷干擾進(jìn)入控制系統(tǒng)，但由于干擾存在的隨機(jī)性，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，硬件抗干擾措施并不能

103、將各種干擾完全拒之門外，這時(shí)，可以發(fā)揮軟件的靈活性與硬件措施相結(jié)合來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。</p><p>　　3.2.5利用“看門狗”方法對系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控</p><p>　　PLC內(nèi)部具有豐富的軟元件，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等，利用它們來設(shè)計(jì)一些程序，可以屏蔽輸入元件的錯(cuò)誤信號，防止輸出元件的誤動作。在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)，可以利用"看門狗"方法實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)各

104、組成部分運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。如用PLC控制某一運(yùn)動部件時(shí)，編程時(shí)可定義一個(gè)定時(shí)器作“看門狗”用，對運(yùn)動部件的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。定時(shí)器的設(shè)定值，為運(yùn)動部件所需要的最大可能時(shí)間。在發(fā)出該部件的動作指令時(shí)，同時(shí)啟動"看門狗"定時(shí)器。若運(yùn)動部件在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到指定位置，發(fā)出一個(gè)動作完成信號，使定時(shí)器清零，說明監(jiān)控對象工作正常；否則，說明監(jiān)控對象工作不正常，發(fā)出報(bào)警或停止工作信號。</p><p><

105、b>　　3.2.6 消抖</b></p><p>　　在振動環(huán)境中，行程開關(guān)或按鈕常常會因?yàn)槎秳佣l(fā)出誤信號，一般的抖動時(shí)間都比較短，針對抖動時(shí)間短的特點(diǎn)，可用PLC內(nèi)部計(jì)時(shí)器經(jīng)過一定時(shí)間的延時(shí)，得到消除抖動后的可靠有效信號，從而達(dá)到抗干擾的目的。 </p><p>　　3.2.7用軟件數(shù)字濾波的方法提高輸入信號的信噪比 </p><p>　　為了

106、提高輸入信號的信噪比，常采用軟件數(shù)字濾波來提高有用信號真實(shí)性。對于有大幅度隨機(jī)干擾的系統(tǒng)，采用程序限幅法，即連續(xù)采樣五次，若某一次采樣值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它幾次采樣的幅值，那么就舍去之。對于流量、壓力、液面、位移等參數(shù)，往往會在一定范圍內(nèi)頻繁波動，則采用算術(shù)平均法。即用n次采樣的平均值來代替當(dāng)前值。一般認(rèn)為：流量n= 12，壓力n=4最合適。對于緩慢變化信號如溫度參數(shù)，可連續(xù)三次采樣，選取居中的采樣值作為有效信號。對于具有積分器A/D轉(zhuǎn)換來說，

107、采樣時(shí)間應(yīng)取工頻周期(20ms)的整數(shù)倍。實(shí)踐證明其抑制工頻干擾能力超過單純積分器的效果。</p><p>　　3.3 輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 </p><p>　　本系統(tǒng)控制四層電梯,采用集選控制方式。為了完成設(shè)定的控制任務(wù),主要根據(jù)電梯輸入/輸出點(diǎn)數(shù)確定PLC的機(jī)型。</p><p>　　根據(jù)電梯控制的要求，電梯應(yīng)具有內(nèi)呼和外呼按鈕、行程開關(guān)、開關(guān)門按鈕，

108、以及相應(yīng)的指示燈，估算所需I/O口的數(shù)量，并繪制I/O口分配表，見表3-1。</p><p>　　表3-6 I/O口分配表</p><p>　　3.4 變頻器的選擇</p><p>　　隨著變頻器性能價(jià)格比的提高，交流變頻調(diào)速己應(yīng)用到許多領(lǐng)域，由于變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得交流變頻調(diào)速在電梯行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。目前有為電梯控制而設(shè)計(jì)的專用變頻器早已問世，其功能較強(qiáng)，使