畢業(yè)設(shè)計(jì)---plc控制電梯

1、<p><b>　　緒 論</b></p><p>　　在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中電梯作為高層建筑中垂直上下的運(yùn)載工具，極大的改變了人們的工作條件，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)效率。因此它成為了人們生活和工作中必備的交通工具?，F(xiàn)在我國電梯技術(shù)發(fā)展主要有以下幾個(gè)主要趨勢(shì)：</p><p>　　1. 電梯品種的多樣化 </p><p>　　電梯的品種要隨

2、著建筑需求而變化，電梯制造商提供的品種愈多，其市場(chǎng)占有量也一定愈大。隨著超高層建筑的增多，就需要高速、大容量的電梯，由于相應(yīng)的控制系統(tǒng)復(fù)雜，制造技術(shù)難度增大，目前尚只有少數(shù)幾家國外大型電梯公司能提供這類產(chǎn)品。中高層建筑需求的電梯數(shù)量大，能提供的廠商也多。近年來住宅電梯開發(fā)的熱潮已出現(xiàn)，多層及小高層配置廉價(jià)、實(shí)用可靠的經(jīng)濟(jì)型住宅電梯是一個(gè)必然趨勢(shì)。電梯品種的多樣化也應(yīng)體現(xiàn)在對(duì)傳統(tǒng)電梯的改造和革新上。如最近推出的無機(jī)房電梯就是在電梯驅(qū)動(dòng)裝置

3、及其布置方式上具有獨(dú)特風(fēng)格的一種產(chǎn)品。</p><p><b>　　2. 電梯的智能化</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)的發(fā)展，使大樓的信息得以快速傳遞，從而可實(shí)現(xiàn)大廈智能化。智能大廈中的垂直交通工具電梯，顯然應(yīng)是智能化的。智能化的電梯首先要與智能大廈的所有自動(dòng)化信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，如應(yīng)與消防、保安、樓宇設(shè)備控制等系統(tǒng)交互聯(lián)系，使電梯成為安全舒適、高效優(yōu)質(zhì)的服務(wù)

4、工具。串行通訊以其布線簡單，信息傳輸量大等優(yōu)點(diǎn)，在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用日益增多，由于去掉了微機(jī)接口板上的輸入和輸出電路，減少了井道、機(jī)房中的布線數(shù)量，可靠性大大提高。隨著大樓智能化程度的提高，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)現(xiàn)已開始應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)。從電梯運(yùn)行的控制智能化角度講，要求電梯有優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量?？刂瞥绦蛑袘?yīng)采用先進(jìn)的調(diào)度規(guī)則，使群控管理有最佳的電梯模式。遠(yuǎn)程服務(wù)對(duì)用戶的受益是顯而易見的，電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控使用戶享受到一整套的服務(wù)，確保電梯的安全運(yùn)行

5、。</p><p><b>　　3. 綠色電梯</b></p><p>　　日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題迫使人們改變傳統(tǒng)的思想觀念，綠色產(chǎn)品、綠色技術(shù)、綠色產(chǎn)業(yè)、綠色企業(yè)等“綠色”新概念將成為21世紀(jì)的主流色調(diào)。綠色電梯的研究國外已經(jīng)開始，研究的重點(diǎn)主要在電梯的制造、配置以及安裝和使用過程中的節(jié)能和減少環(huán)境污染等方面。利用電梯機(jī)房在樓頂?shù)膬?yōu)勢(shì)，充分利用太陽能作為電梯的補(bǔ)充能

6、源也將是新的研究課題。除了應(yīng)使電梯用油污染減至最少外，另一個(gè)問題是電梯的電磁兼容性研究，由于電梯是唯一在大樓里頻繁啟動(dòng)的大容量電器，它是電磁干擾的元兇，電梯的電器和電子裝置產(chǎn)生的電磁輻射將影響大樓的辦公設(shè)備，如無線電、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、無繩電話等。但為了保護(hù)環(huán)境和電梯的安全運(yùn)行，使乘客享受到綠色電梯提供的服務(wù)，這方面的研究也是非常必要的。</p><p>　　在下面這篇論文中我們就介紹了對(duì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)電梯模型的設(shè)

7、計(jì)和應(yīng)用于實(shí)際的生活中，供大家參考。</p><p>　　第1章 電梯實(shí)訓(xùn)裝置設(shè)計(jì)的分析</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)的背景和發(fā)展方向</p><p>　　電梯是一種垂直運(yùn)輸設(shè)備，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)備和工礦企業(yè)，是城市物質(zhì)文明的標(biāo)志之一，隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展，日益增高的高層建筑己成為現(xiàn)代都市的重要標(biāo)志，作為高層建筑的垂直運(yùn)載工具—電梯得到了快速發(fā)展。</p

8、><p>　　1857年以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的裝有安全裝置的載人升降機(jī)被安裝使用，這標(biāo)志著世界上第一臺(tái)載人電梯的誕生。1889年，美國的奧梯斯公司試制成功了世界上第一臺(tái)以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的升降機(jī)，為以后現(xiàn)代化電梯的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初，美國出現(xiàn)了曳引式電梯，第二次世界大戰(zhàn)后，建筑業(yè)的發(fā)展促使電梯進(jìn)入了高峰發(fā)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。</p>&l

9、t;p>　　隨著電梯技術(shù)發(fā)展，電梯己有了如下的變化：</p><p>　　1. 電梯的速度需求越來越快，高速、超高速電梯的數(shù)量愈來愈多。</p><p>　　2. 電梯的拖動(dòng)技術(shù)有了較大的發(fā)展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點(diǎn)，逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)房位置靈活等特點(diǎn)，使得在低樓層場(chǎng)合愈來愈廣泛的應(yīng)用。交流拖動(dòng)電梯更是得到迅速的發(fā)展，已由以前的變級(jí)調(diào)速發(fā)展成為

10、調(diào)壓調(diào)速及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，使得電梯的速度、加速度控制更加符合人們的生理要求，電梯的舒適感大為改善。</p><p>　　3. 電梯的邏輯控制己從過去簡單的繼電器一接觸器控制發(fā)展為可編程序控制器(PLC)和微機(jī)控制，控制方式也從手柄控制、信號(hào)控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等，電梯可靠性得到了很大提高。</p><p>　　4. 電梯的管理功能不斷加強(qiáng)，電梯廣泛采用微機(jī)控制技術(shù)，不斷滿足用戶

11、的</p><p>　　使用功能要求，如緊急停車操作，消防員專用，防搗亂系統(tǒng)等。</p><p>　　5. 智能群控管理得到了廣泛應(yīng)用。</p><p>　　6. 機(jī)械傳動(dòng)方面，由于國際上機(jī)械加工水平的不斷提高使斜齒傳動(dòng)和行星齒</p><p>　　輪傳動(dòng)在電梯上的應(yīng)用日益廣泛，已使電梯的傳動(dòng)形式多樣化。</p><p&g

12、t;<b>　　1.2 設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　傳統(tǒng)的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)由繼電器—接觸器控制邏輯組成， 由繼電器等分立元件控制的老式電梯， 體積龐大，使用壽命有限，弧光放電嚴(yán)重，導(dǎo)致整個(gè)控制系統(tǒng)存在著故障多、可靠性低等缺陷，究其原因，是電梯控制及調(diào)速技術(shù)落后，器件老化等原因所致，基于此將老式電梯的控制部分引入PLC控制技術(shù)，運(yùn)行過程均通過PLC指令程序?qū)崿F(xiàn)，取代繼電器控制回路，從

13、而使控制系統(tǒng)大為簡化，消除了不少故障的根源，使故障大幅度下降，若設(shè)計(jì)完善，控制部分可作到零故障運(yùn)行。以4層電梯控制為例，對(duì)其控制部分作一些改造設(shè)計(jì)。總之，采用PLC控制技術(shù)，電梯控制屏內(nèi)除了安全規(guī)范規(guī)定的必須繼電器、接觸器外，省掉了大量的繼電器，在樓層高的電梯中尤為顯著，大大降低了故障率，使電梯運(yùn)行安全、可靠、快速、高效，并采用位置、速度閉環(huán)反饋系統(tǒng)，平層準(zhǔn)確，速度適宜，有舒適感。這樣，經(jīng)PLC改造設(shè)計(jì)的電梯更經(jīng)濟(jì)，更穩(wěn)定。因此，使用P

14、LC進(jìn)行電梯的電氣控制是必然的趨勢(shì)。</p><p>　　由上述各種原因，給我們?cè)O(shè)計(jì)提供了明確的設(shè)計(jì)思路，我們的電梯教學(xué)模型的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：首先要根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容確定硬件配置，并確定I/O點(diǎn)數(shù)，如果I/O點(diǎn)數(shù)不夠要對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展。其次進(jìn)行PLC選型，要從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度，不能盲目追求高配置而浪費(fèi)。最后進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，編寫程序并輸入PLC進(jìn)行調(diào)試，來論證設(shè)計(jì)是否符合要求。具體設(shè)計(jì)思路流程圖如圖1-1所示。</p&

15、gt;<p>　　圖1-1 設(shè)計(jì)思路流程圖</p><p><b>　　第2章 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　可編程控制器是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)控制的一種通用計(jì)算機(jī)，但其工作方式與微機(jī)控制系統(tǒng)不同，與繼電接觸器控制系統(tǒng)也有本質(zhì)的不同。可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的控制要求和工藝需要，從而

16、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此在進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，應(yīng)遵循以下原則。</p><p>　　可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括PLC機(jī)型的選擇、輸入輸出設(shè)備的選擇、控制柜的設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)各種技術(shù)文件的編寫。在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：</p><p>　　1. 最大限度地滿足被控對(duì)象的工藝要求，詳細(xì)了解工藝流程，然后與各方面人員協(xié)同工作，解決設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的各種問題。<

17、;/p><p>　　2. 在滿足生產(chǎn)工藝控制的前提下，盡可能使PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、維護(hù)方便。</p><p>　　3. 保證控制系統(tǒng)的安全可靠。</p><p>　　4. 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC的型號(hào)、I/O點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量等內(nèi)容時(shí)，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ?，以利于系統(tǒng)的調(diào)整和擴(kuò)充。</p><p>　　2.1 PLC的

18、特點(diǎn)</p><p><b>　　1. 硬件的可靠性</b></p><p>　　PLC是在工業(yè)環(huán)境的惡劣條件下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，一個(gè)設(shè)計(jì)良好的PLC能置于有很強(qiáng)的電噪聲、電磁干擾、機(jī)械振動(dòng)、極端溫度和濕度很大的環(huán)境中。</p><p>　　在硬件設(shè)計(jì)方面，首先是選用優(yōu)質(zhì)器件，再就是采用合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加固，簡化安裝，使它易于抗振動(dòng)沖擊，對(duì)印制電路

19、板的設(shè)計(jì)、加工及焊接都采取了極為嚴(yán)格的工藝措施，而且在電路、結(jié)構(gòu)及工藝上采取了一些獨(dú)特的方式。例如，在輸入/輸出電路中都采用了光電隔離措施，做到電浮空，既方便接地，用提高了抗干擾性能；各個(gè)I/O端口都除采用了常規(guī)模擬器濾波以外，還加上了數(shù)字濾波；內(nèi)部采用了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了較先進(jìn)的電源電路，以防止由電源回路串入的干擾信號(hào)；采用了較合理的電路程序，一旦某模塊出現(xiàn)故障，進(jìn)行在線插拔、調(diào)試時(shí)不會(huì)影響各機(jī)的正常運(yùn)行。</p

20、><p>　　由于PLC本身具有很高的可靠性，所以發(fā)生故障的部位大多集中在輸入/輸出的部件上，以及如傳感器件、限位開關(guān)、光電開關(guān)、電磁電機(jī)等外圍裝置上。</p><p>　　2. 編程簡單，使用方便</p><p>　　用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，常使用匯編語言編程，難于掌握，要求使用者具有一定水平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。</p><p>　　PLC采用

21、面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程，容易掌握。例如，目前打多數(shù)PLC均采用的梯形圖語言編程方式，既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀感，又顧及了大多數(shù)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及應(yīng)用微機(jī)的水平很容易被電氣技術(shù)人員所接受，易于編程，程序改變時(shí)也容易修改，很靈活方便。</p><p>　　這種面向控制過程、面向問題的編程方式，與目前微機(jī)控制常用的匯編語言相比，雖然在PLC內(nèi)部增加了解釋程序，增加了程序執(zhí)行時(shí)間，但對(duì)大多數(shù)

22、的機(jī)電控制設(shè)備來說，這是微不足道的。</p><p>　　3. 接線簡單，通用性好</p><p>　　PLC的接線只需將輸入信號(hào)的設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）與PLC輸入端子連接，將接受輸出信號(hào)執(zhí)行控制任務(wù)的執(zhí)行元件（接觸器、電磁閥等）與PLC輸出端子連接。接線簡單、工作最少，省去了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)接線和拆線的麻煩。PLC的編程邏輯提供了能隨要求而改變的“接線網(wǎng)絡(luò)”，這樣生產(chǎn)線的自動(dòng)化過程就

23、能隨意改變。這種性能使PLC具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　用于連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的硬件接口實(shí)際上是PLC的組成部分，模塊化的自診斷接口電路能指出故障，并易于排除故障與替換故障部件，這樣的軟硬件設(shè)計(jì)就使現(xiàn)場(chǎng)電氣人員與技術(shù)人員易于是用。</p><p>　　4. 易于安裝，便于維護(hù)</p><p>　　PLC安裝簡單而且功能有效，其相對(duì)小的體積使之能安裝在通常繼電

24、器控制箱所需空間的一半的地方，在從繼電器系統(tǒng)改換到PLC系統(tǒng)的情況下，PLC小的模塊結(jié)構(gòu)使之能安裝在繼電器附近并將連線向已有接線端，其實(shí)改換很方便，只要將輸入/輸出設(shè)備連向接線端即可。</p><p>　　在大型安裝中，長距離輸入/輸出站點(diǎn)安放在最優(yōu)地點(diǎn)。長距離站通過同軸電纜獲雙扭線連向CPU，這種配置大大減少了物料和勞力，長距離子系統(tǒng)方法也意味著系統(tǒng)不同部分可在到達(dá)安裝場(chǎng)地前由PLC制造商預(yù)先連好線，這一方法大

25、大減少了電氣技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間。</p><p>　　從一開始，PLC便以易維護(hù)作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。由于幾乎所有器件都是固態(tài)的，維護(hù)時(shí)只需更換模塊級(jí)插入式部件，故障檢測(cè)電路將診斷指示器嵌在每一部件中，就能指示器是否正常工作，借助于編程設(shè)備可見輸入/輸出是ON還是OFF，還可寫編程指令來報(bào)告故障。</p><p>　　PLC的這些及其他特性使之成為任何一個(gè)控制系統(tǒng)的有益部分。一旦安裝后，其作用

26、立即顯現(xiàn)，其收益也馬上實(shí)現(xiàn)，向其他智能設(shè)備一樣,PLC的潛在優(yōu)點(diǎn)還取決于應(yīng)用時(shí)的創(chuàng)造性。</p><p>　　5. 可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)</p><p>　　PLC可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：一類是低速網(wǎng)絡(luò)，采用主從方式通信，傳輸速率從幾千波特到上萬波特，傳輸距離為500—2500m；另一類為高速網(wǎng)絡(luò)，采用令牌傳送方式通信，傳輸速率為1M—10Mbps，傳輸距離為500—10

27、00m，網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)可達(dá)1024個(gè)。這兩類網(wǎng)絡(luò)可以級(jí)連，網(wǎng)上可兼容不同類型的可編程控制器和計(jì)算機(jī)，從而組成控制范圍很大的局部網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　2.2 可編程控制器用于電梯控制的特點(diǎn)</p><p>　　1. 穩(wěn)定性好，可靠性高。</p><p>　　采用高集成度制造的可編程控制器，允許輸入信號(hào)閥值電壓比一般微機(jī)大得多，它與外部電路均經(jīng)過隔離，具有很強(qiáng)的抗干繞能

28、力，并具有各種保護(hù)功能。一旦出現(xiàn)故障，能迅速停止電梯，不會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。</p><p><b>　　2. 結(jié)構(gòu)簡單化。</b></p><p>　　一些交流電梯控制線路，一臺(tái)四層五站電梯，控制繼電器達(dá)45個(gè)，而每增加一層就要增加5個(gè)，樓層愈高繼電器數(shù)目就愈多。PLC的邏輯運(yùn)算功能完全可以代替繼電器滿足電梯的控制要求。按國外資料統(tǒng)計(jì)，使用繼電器30個(gè)以上的線路，采用PL

29、C代替繼電器可得很好的性能價(jià)格比，電梯的樓層愈高，使用PLC控制的優(yōu)越性就愈顯著?？删幊炭刂破鬏斎胼敵鰪?2點(diǎn)到512點(diǎn)，可以分為很多檔次，特別適用于不同層數(shù)的電梯控制要求，層數(shù)越高，所需輸入輸出點(diǎn)數(shù)就越多，可以在可編程控制器的分檔產(chǎn)品中選擇最佳產(chǎn)品。</p><p><b>　　3. 運(yùn)行的安全性</b></p><p>　　這是電梯自控系統(tǒng)中首先要考慮的問題，在設(shè)

30、計(jì)時(shí)采取很多措施對(duì)其進(jìn)行保證，如：電器設(shè)備的良好接地，各層梯井及橋廂的門必須連鎖，確保有任何一門開啟時(shí)，電梯不能動(dòng)作。此外，上下限的位置保護(hù)，鋼索斷裂安全鉗夾緊鋼軌， 電梯主機(jī)馬上抱閘剎車等。繼電器系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全性，特別容易受到內(nèi)部配線松脫，觸點(diǎn)壽命及接觸不良等因素影響，樓層愈高，繼電器數(shù)目愈多，使用時(shí)間愈久，問題愈嚴(yán)重。而PLC既無內(nèi)部配線，不必顧慮饋線松脫，接觸不良，線路漏電或短路，又無接觸點(diǎn)，既不會(huì)接觸不良，亦不會(huì)由于接觸產(chǎn)生火

31、花干擾電路，可靠性極高。其無故障運(yùn)行時(shí)間達(dá)一萬小時(shí)以上，其壽命為半永久性，因而可大大提高電梯控制系統(tǒng)的安全性和可靠性，這是可編程控電梯最大的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　4. 程序編程簡單，易于掌握</p><p>　　可編程控制器所采取的繼電器梯型圖符號(hào)的編程方法比任何微機(jī)的程序都簡單，極易為電梯工廠技術(shù)人員和工人掌握，可以在工廠甚至在現(xiàn)場(chǎng)編制或修改程序，也可以把程序?qū)懭胫蛔x儲(chǔ)存器中

32、使用。</p><p>　　5. 電氣柜體積小，制造安裝工效高</p><p>　　電梯電氣柜的大小直接影響控制室的面積。PLC電梯的電氣柜要比同樣功能繼電器電氣柜小得多，層數(shù)愈高其差值愈大，大城市高樓寸土尺金，大大縮小電氣柜體積將留出更多的地方供其它使用。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，原材料及人工費(fèi)用的高升將極大增加電梯的電氣柜成本，設(shè)想15層高樓的電梯要用到上百個(gè)繼電器，光安裝螺釘就要幾百個(gè)，劃線

33、鉆孔攻絲，然后是安裝配線，如再加上備料，運(yùn)輸，入庫，管理等所花的人工和時(shí)間不知多少。而PLC為積木式結(jié)構(gòu)，備料品種簡單，安裝方便容易，只要幾個(gè)螺絲即可裝好，更不必內(nèi)部配線，制造安裝PLC電梯電氣柜比同樣數(shù)目樓層繼電器電梯電氣柜提高工效幾倍到十幾倍。</p><p><b>　　6. 檢修方便。</b></p><p>　　可編程控制器具有自我診斷程序，每次使用都能自我

34、檢查，發(fā)現(xiàn)故障立即停機(jī)。在調(diào)試檢查時(shí)不需要接入電梯，而用模擬輸入方法即可以檢查聯(lián)機(jī)運(yùn)行的正確性，非常方便。另外?？删幊炭刂破髋c外部接線以插座相連，由于故障原因需撤除修理時(shí)，只要擰下安裝的四個(gè)螺釘即可換上正常的可編程控制器，其時(shí)間比換上一個(gè)繼電器還要快，這樣可以使停梯時(shí)間減到最小程度。</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)的電梯的基本功能</p><p>　　電梯的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能：<

35、/p><p>　　1. 一臺(tái)電機(jī)控制上升和下降，各層設(shè)上/下呼叫開關(guān)，最頂層與起始層只設(shè)一個(gè)按鈕。</p><p>　　2. 電梯到位后，具有手動(dòng)或自動(dòng)開門關(guān)門功能。</p><p>　　3. 待客自動(dòng)開門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時(shí)，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動(dòng)開門迎客。自動(dòng)關(guān)門待客。當(dāng)完成全部轎廂內(nèi)指令，又無層外呼梯信號(hào)時(shí)，電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門。</p><

36、p>　　4. 自動(dòng)關(guān)門與提早關(guān)門，在一般情況下，電梯停站4-6S應(yīng)能自動(dòng)關(guān)門;在延時(shí)時(shí)間內(nèi)，若按下關(guān)門按鈕，門將不經(jīng)延時(shí)提前實(shí)現(xiàn)關(guān)門動(dòng)作。</p><p>　　5. 按鈕開門。在開關(guān)過程中或門關(guān)閉后，電梯啟動(dòng)前，按下操縱盤上開關(guān)按鈕，門將打開。</p><p>　　6. 內(nèi)指令記憶。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上有多個(gè)選層指令時(shí)，電梯應(yīng)能按順序停靠車門，并能至調(diào)定時(shí)間，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。</

37、p><p>　　7. 自動(dòng)定向，當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤選層指令相對(duì)與電梯位置具有不同方向時(shí)，電梯應(yīng)能按先入為主的原則，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。自動(dòng)換向，當(dāng)電梯完成全部順向指令后，應(yīng)能自動(dòng)換向，應(yīng)答相反方向的信號(hào)。</p><p>　　8. 呼梯記憶與順向截停。電梯在運(yùn)行中應(yīng)能記憶層外的呼梯信號(hào)，對(duì)符合運(yùn)行方向的召喚，應(yīng)能自動(dòng)逐一?？繎?yīng)答。</p><p>　　9. 自動(dòng)返基站。當(dāng)電梯

38、設(shè)有基站時(shí)，電梯在完成全部指令后，自動(dòng)駛回基站，停機(jī)待客。</p><p>　　2.4 電梯系統(tǒng)的電氣組成框圖</p><p>　　圖2-1 電梯系統(tǒng)的電氣組成框圖</p><p>　　輸出為：l、電動(dòng)機(jī)；2、上下行接觸器；3、快慢速接觸器；4、位置指示；5、門鎖。</p><p>　　輸入為；6、轎內(nèi)指令按鈕；7、廳外指令按鈕；8、門區(qū)感應(yīng)

39、；9、手動(dòng)開關(guān)門；10、樓層感應(yīng)。</p><p>　　2.5 PLC的選型</p><p>　　完成所設(shè)定的控制任務(wù)所需要的PLC規(guī)模主要取決于控制系統(tǒng)對(duì)輸入，輸出點(diǎn)的需求量和控制過程的難易程度。</p><p>　　PLC選型是可編程控電梯設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，合理的選型是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵，此處僅結(jié)合PLC交流電梯項(xiàng)目論述。</p><

40、;p><b>　　1. PLC的類型</b></p><p>　　國內(nèi)外PLC生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品目錄并無嚴(yán)格的分類，按照近年的發(fā)展， 作者認(rèn)為分成兩大類較合適：中小型PLC以開關(guān)量控制為主，具有各種邏輯及算術(shù)運(yùn)算功能；大型PLC適用于過程控制，具有處理點(diǎn)數(shù)極多，運(yùn)算速度快，運(yùn)算精度高等特點(diǎn)。對(duì)交流雙速電梯而言，選取中小型PLC已足夠應(yīng)用。</p><p><

41、;b>　　2. 輸入輸出容量</b></p><p>　　電梯的輸入輸出點(diǎn)數(shù)主要決定樓層的高度。樓層愈高輸入輸出點(diǎn)數(shù)愈多， 具體數(shù)目可以通過原有繼電器控制線路來計(jì)算， 統(tǒng)計(jì)結(jié)果應(yīng)加上5%左右的裕量作為修改及擴(kuò)展備用。對(duì)于以繼電器，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器構(gòu)成邏輯電路的電梯控制系統(tǒng)， 輸入輸出為256點(diǎn)的中小型PLC產(chǎn)品可以滿足25層樓高電梯的控制需要。PLC輸入輸出模塊為積木式結(jié)構(gòu)，可以擴(kuò)充，其具體使用數(shù)

42、目，由電梯的層高來決定。</p><p>　　3. 輸入方式的選擇</p><p>　　PLC的輸入分交、直流兩大類，且各具有不同的電壓值。考慮到交流雙速電梯原來使用交流220V控制，在選型時(shí)，作者挑選了最高輸入電壓為交流110V的PLC。既把輸入側(cè)的干擾影響減少到最低限度，又可使控制電壓限于較安全的范圍。由于交流輸入要在每點(diǎn)加上較大容量的電容，在同樣大小的模塊里其容納的輸入點(diǎn)數(shù)較少。&l

43、t;/p><p>　　4. 輸出方式的選擇</p><p>　　PLC的輸出一般有繼電器，可控硅和晶體管三種。考慮到外部輸出控制有些有較大的功率，有些有較高電壓，輸出選用可通過2安電流的繼電器。這是一種印刷板用的密封式繼電器，開斷容量大，壽命極長。盡管如此，輸出模塊仍然是PLC最薄弱的一環(huán)。順便插上一段：根據(jù)PLC電梯實(shí)際使用統(tǒng)計(jì)， PLC故障大部分出在輸出環(huán)節(jié)。在使用兩年多后，有個(gè)別繼電器因

44、觸點(diǎn)磨損而引起故障。當(dāng)然其檢查、更換、修復(fù)非常容易，所需時(shí)間極短，對(duì)電梯運(yùn)行影響極輕微。除了上述技術(shù)上考慮問題以外，對(duì)于整臺(tái)電梯來說，作為系統(tǒng)控制心臟的PLC所占整梯的成本極小，其價(jià)格影響極微，必須選擇信譽(yù)卓著的生產(chǎn)廠家，可靠性極高的產(chǎn)品，能長期供貨的機(jī)型，有利于培訓(xùn)、維修和備用。</p><p><b>　　5. CPU的選型</b></p><p>　　在電梯控制

45、中采用PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高；去掉了選層器和大部分繼電器，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可以進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修；更改控制方案時(shí)不需要改動(dòng)硬件接線。</p><p>　　電梯PLC控制系統(tǒng)不再使用繼電器控制系統(tǒng)中模擬轎廂的機(jī)械選層器。電梯運(yùn)行過程中，轎廂所處樓層如何檢測(cè)，PLC軟件

46、如何根據(jù)給定輸入信號(hào)及運(yùn)行條件判斷或計(jì)算樓層，是電梯運(yùn)行的首要問題，是正確選向和選層換速的必要前提。轎廂樓層位置檢測(cè)方法是采用光電傳感器，目前，PLC一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜?jì)數(shù)單元，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，使用方便，因而在電梯PLC控制系統(tǒng)中，可用傳感器測(cè)取電梯運(yùn)行過程中的位置，傳感器可直接與CPU輸入端連接，電源可用PLC內(nèi)置的24V直流電源。基于西門子PLC價(jià)格便宜，可靠性高，并且用戶可根據(jù)所需的I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行自行的擴(kuò)展配置，使用靈活、方便

47、。如表2-1所示CPU214與226的區(qū)別：</p><p>　　表 2-1 CPU214與CPU226區(qū)別</p><p>　　該系統(tǒng)的輸入點(diǎn)有：門廳召喚按鈕6個(gè)輸入點(diǎn)；梯內(nèi)指令按鈕4個(gè)點(diǎn)；樓層感應(yīng)器4個(gè)點(diǎn)；門區(qū)感應(yīng)l點(diǎn)；手動(dòng)開門l點(diǎn)：共計(jì)輸入點(diǎn)16點(diǎn)。而輸出點(diǎn)有：快慢速接觸器2點(diǎn)；上下行接觸器2點(diǎn)；樓層指示燈4點(diǎn)；門鎖1個(gè)點(diǎn)；共計(jì)輸出點(diǎn)9點(diǎn)?？傆?jì)I／O點(diǎn)數(shù)為16／9；可編程控制器S7—

48、200的CPU226輸入，輸出點(diǎn)數(shù)為24／16。足以滿足要求。</p><p>　　并且這種型號(hào)的PLC集成24 輸入/16 輸出共40個(gè)數(shù)字量I /O 點(diǎn)；可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊； 6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器；2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出；具有PID 控制器；2個(gè)RS485通訊/編程口， 具有PPI 通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力，完全適用于4層電梯的自動(dòng)控制系統(tǒng)。</p><

49、;p>　　還有它工作可靠，功能強(qiáng)，存儲(chǔ)容量大，編程方便，輸出端可直接驅(qū)動(dòng)2A的繼電器或接觸器的線圈，抗干擾能力強(qiáng)，緊湊的結(jié)構(gòu)，低廉的成本。能完成轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示、平層換速控制、開門控制等控制任務(wù)。因此我們這次設(shè)計(jì)選用西門子S7 -200 CPU226 DC/DC/DC PLC。</p><p>　　2.6 變頻器的選擇</p><p>　　隨著電力電子技術(shù)、微電

50、子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。電動(dòng)機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)平穩(wěn)性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。</p><p>　　變頻調(diào)速電梯的特點(diǎn):</p><p>　　1. 變頻調(diào)速電梯

51、使用的是異步電動(dòng)機(jī)，比同容量的直流電動(dòng)機(jī)具有體積小、占空間小，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便、可靠性高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　2. 變頻調(diào)速電源使用了先進(jìn)的SPWM技術(shù)SVPWM技術(shù)，明顯改善了電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能;調(diào)速范圍寬、控制精度高，動(dòng)態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，已逐漸取代直流電機(jī)調(diào)速。</p><p>　　3. 變頻調(diào)速電梯使用先進(jìn)的SPWM和SVPWM技術(shù)，明顯改善了電動(dòng)機(jī)供電電

52、源的質(zhì)量，減少了諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯。</p><p>　　隨著變頻器性能價(jià)格比的提高，交流變頻調(diào)速已應(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，其功能較強(qiáng)，使用靈活，但其價(jià)格昂貴。因此，本設(shè)計(jì)沒有采用專用變頻器，而是選用了通用變頻器，通過合理的配置、設(shè)計(jì)和編程，同樣可以達(dá)到專用變頻器的控制效果。</p>&

53、lt;p>　　電梯的調(diào)速要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外，他的舒適度指標(biāo)往往是選擇的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本設(shè)計(jì)中拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證電梯按理想的給定速度曲線運(yùn)行，以改善電梯運(yùn)行的舒適感;另外，由于電梯在建筑物內(nèi)的耗電量占建筑物總用電量的相當(dāng)比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視。</p><p>　　此次教學(xué)電梯實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)中，我選用了西門子通用變頻器中的MM4系列變頻器中的MM420變頻器，因?yàn)镸M

54、420變頻器有以下幾個(gè)顯著的功能特點(diǎn):</p><p>　　1. 采用內(nèi)部功能互聯(lián)技術(shù)BiCo。通過對(duì)BiCo功能的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)輸入、輸出的自由交換，這樣，可以將模擬輸出參數(shù)與變頻器內(nèi)部的設(shè)定參數(shù)互相聯(lián)系起來，方便對(duì)變頻器的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。</p><p>　　2. 具有可選的文本顯示操作面板。</p><p>　　3. 豐富的控制和調(diào)試軟件。</p>&

55、lt;p>　　4. 參數(shù)結(jié)構(gòu)友好。</p><p>　　5. 結(jié)構(gòu)新穎，并且采用了鋼制底板以及經(jīng)專門淬火的耐油塑料制成的外殼，對(duì)共模干擾具有足夠的抗擾性。</p><p>　　6.復(fù)合制動(dòng)技術(shù)，復(fù)合制動(dòng)在小功率電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的場(chǎng)合最為有效。</p><p>　　MM420的主要技術(shù)參數(shù)由下表2-2所示：</p><p>　　表2-2 MM4

56、20主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　MM420變頻器是一種模塊化標(biāo)準(zhǔn)變頻器，安裝于35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上，適用于大多數(shù)普通用途的電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制的場(chǎng)合，它具有完善的控制功能，在設(shè)置相關(guān)參數(shù)后也可用于較高要求的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。 </p><p>　　上表中MM420的各項(xiàng)參數(shù)，與我們這次電梯實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ妥冾l器的選擇的要求非常符合，因此我選用MM420變頻器。</p><p&g

57、t;　　2.7 樓層顯示設(shè)計(jì)</p><p>　　光電傳感器：是各種光電檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號(hào)（紅外、可見及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)的器件。</p><p>　　光敏二極管是最常見的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個(gè)嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積，PN結(jié)的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負(fù)載電

58、阻相串聯(lián)，當(dāng)無光照時(shí)，它與普通二極管一樣，反向電流很小，稱為光敏二極管的暗電流；當(dāng)有光照時(shí)，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴，稱為光電載流子。在外電場(chǎng)的作用下，光電載流子參于導(dǎo)電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào)。</p><p>　　光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的功能外，還有對(duì)電信號(hào)放大的功能

59、。光敏三級(jí)管的外型與一般三極管相差不大，一般光敏三極管只引出兩個(gè)極：發(fā)射極和集電極，基極不引出，管殼同樣開窗口，以便光線射入。為增大光照，基區(qū)面積做得很大，發(fā)射區(qū)較小，入射光主要被基區(qū)吸收。工作時(shí)集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。在無光照時(shí)管子流過的電流為暗電流，比一般三極管的穿透電流還?。划?dāng)有光照時(shí)，激發(fā)大量的電子空穴對(duì)，使得基極產(chǎn)生的電流增大，此刻流過管子的電流稱為光電流，集電極電流，可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度。</p

60、><p>　　它們可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成分分析等；也可用來檢測(cè)能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動(dòng)化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。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，因此，我們?cè)诟脑祀娞莸倪^程中用光電傳感

61、器來檢測(cè)電梯在樓層中的位置，在井道的響應(yīng)位置安裝光電傳感器，當(dāng)電梯轎廂擋板穿過傳感器時(shí)，使傳感器為底電平脈沖，利用脈沖觸發(fā)，使光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，觸發(fā)信號(hào)輸入PLC，使PLC產(chǎn)生指令并驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管顯示樓層數(shù)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)所選用的是七段數(shù)碼管顯示，是用發(fā)光二極管（簡稱LED）組成的字形來顯示數(shù)字，七個(gè)條形發(fā)光二極管排列成七段組合字形，便構(gòu)成了七段數(shù)碼管。七段數(shù)碼管有共陽極和共陰極兩種類型。共陽極數(shù)

62、碼管的七個(gè)發(fā)光二極管的陽極接在一起，而七個(gè)陰極則是獨(dú)立的。共陰極數(shù)碼管與共陽極數(shù)碼管相反，七個(gè)發(fā)光二極管的陰極接在一起，而陽極是獨(dú)立的。當(dāng)共陽極數(shù)碼管的某一陰極接低電平時(shí)，相應(yīng)的二極管發(fā)光，可根據(jù)字形使某幾段二極管發(fā)光，所以共陽極數(shù)碼管需要輸出低電平。共陰極數(shù)碼管則需輸出高電平。</p><p>　　七段數(shù)碼管在工業(yè)控制中有著很廣泛的應(yīng)用，例如用來顯示溫度、數(shù)量、重量、日期、時(shí)間，還可以用來顯示比賽的比分等，具有

63、顯示醒目、直觀的優(yōu)點(diǎn)。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)碼管顯示樓層數(shù)。如表2-3所示：</p><p>　　表 2-3 七段顯示譯碼指令的格式及功能</p><p>　　七段顯示數(shù)碼管g、f、e、d、c、b、a的位置和數(shù)字0～9、字母A～f與7段顯示碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2-4所示。</p><p>　　表 2-4

64、 七段顯示碼及對(duì)應(yīng)的代碼</p><p>　　本設(shè)計(jì)的課題中，只用到1～4的樓層數(shù)碼顯示。因此我們只用到了一個(gè)LED數(shù)碼管。</p><p>　　2.8 教學(xué)電梯模型外觀圖</p><p><b>　　1. 電梯外形圖</b></p><p>　　圖 2-2 電梯模型的外觀效果圖</p><p>

65、　　2. 教學(xué)電梯模型所需電器元件</p><p>　　根據(jù)電梯教學(xué)模型設(shè)計(jì)的需要，確定了控制按鈕、行程開關(guān)、接觸器、信號(hào)燈等各種輸入輸出設(shè)備數(shù)量；根據(jù)所選的PLC的型號(hào)，列出輸入輸出設(shè)備與PLC的I/O端子的對(duì)照表，以便繪制PLC外部I/O接線圖和編制程序。電氣元件符號(hào)功能說明如表2-5所示：</p><p>　　表2-5 電氣元件符號(hào)功能說明</p><p>　

66、　3. PLC外部端子接線圖</p><p>　　PLC外部端子接線圖的設(shè)計(jì)應(yīng)配合電氣控制線路圖來進(jìn)行，作為控制電路的一個(gè)重要組成部分，這里給出了PLC外部接線圖，其它輸入輸出設(shè)備、負(fù)載電源的類型等的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)的控制要求來設(shè)定。電梯教學(xué)模型的PLC外部端子接線圖如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-3 PLC外部端子接線圖</p><p>　　2.9 PL

67、C系統(tǒng)供電設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)供電電源設(shè)計(jì)是指PLC CPU工作所需電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。它包括供電系統(tǒng)的一般性保護(hù)措施、典型供電電源的設(shè)計(jì)。</p><p>　　1. 供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及保護(hù)措施</p><p>　　我們?cè)O(shè)計(jì)的電梯教學(xué)模型實(shí)驗(yàn)裝置中可編程控制器采用24V供電。而在實(shí)際電梯中采用220V/50HZ供電，電網(wǎng)的沖擊、頻率的波動(dòng)將直接影響到實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)

68、的精度和可靠性；有時(shí)電網(wǎng)的沖擊將給整個(gè)系統(tǒng)帶來毀滅性的破壞。為了提高系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性能，在可編程供電控制系統(tǒng)中一般采取隔離變壓器、交流穩(wěn)壓器、UPS電源、晶體管開關(guān)電源等措施。</p><p>　　(1) 隔離變壓器：采用其后，可以隔離掉供電電源中的各種干擾信號(hào)，從而提高系統(tǒng)的抗干擾性能。</p><p>　　(2) 交流穩(wěn)壓器：可以抑制電壓的起伏。

69、 </p><p>　　(3) UPS電源：可以進(jìn)行斷電處理，確保電梯的安全運(yùn)行。</p><p>　　(4) 晶體管開關(guān)電源：保證輸出電壓處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。</p><p>　　我們?cè)陔娞萁虒W(xué)模型的設(shè)計(jì)改造過程中，實(shí)驗(yàn)電梯教學(xué)模型在室內(nèi)，沒有太大波動(dòng)干擾，PLC供電采用內(nèi)部自帶的變壓、穩(wěn)壓模塊，對(duì)電網(wǎng)沒有什么沖擊，因此我們不用考慮電源的穩(wěn)壓。

70、而UPS電源是起的作用是雙向供電，即使當(dāng)實(shí)際電梯停電時(shí)，也能有備用電源。使電梯繼續(xù)運(yùn)行，來確保電梯內(nèi)部人員的安全。但我們的教學(xué)模型實(shí)驗(yàn)裝置不用考慮這么多因素。因此也不用加入U(xiǎn)PS電源。</p><p><b>　　2. 系統(tǒng)接地</b></p><p>　　在實(shí)際控制系統(tǒng)中，接地是抑制干擾使系統(tǒng)可靠工作的主要方法。在一般接地過程中要求如下： <

71、;/p><p>　　(1) 接地電阻在要求的范圍內(nèi)。對(duì)于可編程程序控制器組成的控制系統(tǒng)，接地電阻一般應(yīng)小于100歐姆。</p><p>　　(2) 要保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度。</p><p>　　(3) 要具有耐腐蝕及防腐處理。</p><p>　　(4) 在整個(gè)工廠中，可編程程序控制器組成的系統(tǒng)要單獨(dú)設(shè)計(jì)接地。</p><p&g

72、t;<b>　　第3章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 I/O地址分配和擴(kuò)展</p><p>　　該系統(tǒng)需要較多的I/O地址、數(shù)字量擴(kuò)展模塊、模擬量擴(kuò)展模塊、通訊模塊、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接口模塊等。I/O口地址分配表如表3-1所示：</p><p>　　表3-1 I/O口地址分配表</p><p>　　3.2 梯形圖

73、并注釋</p><p>　　1. 四層樓的內(nèi)呼叫燈PLC程序：</p><p>　　電梯內(nèi)部的4個(gè)呼叫按鈕指定的是電梯的運(yùn)行目標(biāo)。因此在電梯未達(dá)到指定目標(biāo)時(shí)，改成呼叫燈應(yīng)一直有顯示（指示燈亮），因此輸出時(shí)就該用自鎖功能。另外，當(dāng)電梯達(dá)到指定樓層時(shí)，指示燈應(yīng)該沒亮。就應(yīng)該采用互鎖。</p><p>　　下面以一層廂內(nèi)呼叫燈為例。所得程序如圖3-1所示，其它程序同其類

74、似。</p><p>　　圖3-1 電梯內(nèi)呼一層指示</p><p>　　2. 電梯外部呼叫指示程序</p><p>　　電梯外部呼叫和內(nèi)部呼叫是類似的，一個(gè)呼叫燈的接通對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的外部呼叫接通，其關(guān)閉條件為相應(yīng)的行程開關(guān)閉合。另外外部呼叫有保持特性，故也應(yīng)該使用自鎖功能。下面以一層廂內(nèi)呼叫燈為例。所得程序如圖3-2所示，其它程序同其類似。</p>&

75、lt;p>　　圖3-2 一層請(qǐng)求上樓指示</p><p>　　注釋：圖3-2中 I0.0為一樓外部呼上按鈕，輸出常開點(diǎn)Q1.1實(shí)現(xiàn)自鎖，行程開關(guān)I0.6實(shí)現(xiàn)互鎖。</p><p>　　3. 電梯的上行于下行程序</p><p><b>　　(1) 電梯上行</b></p><p>　　假設(shè)原始電梯停在一層，當(dāng)接受到

76、二層、三層、四層廂內(nèi)呼叫或外部呼叫時(shí)，其將會(huì)接通上行接觸器，接觸器驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，電梯實(shí)現(xiàn)上行。如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 電梯上行指示</p><p><b>　　(2) 電梯下行</b></p><p>　　假設(shè)原始電梯停在四層，當(dāng)接受到一層、二層、三層廂內(nèi)呼叫或外部呼叫時(shí)，其將會(huì)接通下行接觸器，接觸器驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，電梯實(shí)

77、現(xiàn)下行。</p><p>　　圖3-4 電梯下行指示</p><p><b>　　4. 電梯停車程序</b></p><p>　　有于在電梯外部，有上升呼叫和下行呼叫，所以當(dāng)呼叫方向和電梯運(yùn)行方向相同時(shí)電梯才能停止。下面如圖3-5說明：</p><p>　　圖3-5 電梯停車指示</p><p>

78、　　5. 變頻器運(yùn)行/停止程序</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，電梯的正常運(yùn)行速度由變頻器設(shè)定，電梯加速到正常運(yùn)行速度和減速到零速的時(shí)間都在變頻器中設(shè)定。在此網(wǎng)絡(luò)中，Q0.0為電梯上行運(yùn)行線圈，Q0.1為下行運(yùn)行線圈，Q0.2是廂體停止線圈。無論上行還是下行都應(yīng)實(shí)現(xiàn)變頻器的運(yùn)行，而一旦廂體停止，則變頻器也應(yīng)停止運(yùn)行。如下圖3-6所示：</p><p>　　3-6 變頻器運(yùn)行/停止程序<

79、/p><p>　　6. 電梯的開關(guān)門程序</p><p>　　當(dāng)電梯運(yùn)行到相應(yīng)的樓層時(shí)。且接受到看門呼叫或關(guān)門呼叫時(shí)，電梯將執(zhí)行開關(guān)門動(dòng)作。假設(shè)電梯停在一層時(shí)，二層，三層，四層同時(shí)呼叫，電梯運(yùn)行到二層時(shí)停留三秒，自動(dòng)開門；運(yùn)行到三層時(shí)也將停留三秒自動(dòng)開門，下面如圖3-7說明：</p><p>　　圖3-7 電梯的開關(guān)門程序</p><p>　　7

80、. LED數(shù)碼管數(shù)顯示</p><p>　　本設(shè)計(jì)要求的樓層顯示是通過各層的行程開關(guān)觸發(fā)的，當(dāng)電梯運(yùn)行到相應(yīng)的樓層時(shí)，使行程開關(guān)閉合，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，同時(shí)傳感器觸發(fā)顯示指令，進(jìn)行LED數(shù)碼管顯示相應(yīng)的樓層數(shù)字，如下圖3-8說明：</p><p>　　圖3-8 電梯的LED數(shù)碼管數(shù)顯示</p><p>　　3.3 軟件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)</p><p>

81、　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1. 采用優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。根據(jù)電梯所處的位置和運(yùn)行方向，在編程過程中，采用了四個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，即上行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、上行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、下行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、下行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。其中，上行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為電梯向上運(yùn)行時(shí)，在電梯所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運(yùn)行的呼叫信號(hào)，該呼叫信號(hào)多對(duì)應(yīng)的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)成的隊(duì)列。控制系統(tǒng)在電梯運(yùn)行中實(shí)時(shí)排列的四個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。為實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏

82、輯控制提供了基礎(chǔ)。</p><p>　　2. 采用隨機(jī)邏輯控制。當(dāng)電梯以某一運(yùn)行方向接近某層的減速位置時(shí)，判別該樓層是否有相向的呼叫信號(hào)，如有將相應(yīng)的寄存器脈沖數(shù)與比較寄存器進(jìn)行比較，如相同，則該樓層減速停車；如果不同，則將該寄存器數(shù)據(jù)送人比較寄存器數(shù)據(jù)保存，執(zhí)行該樓層的減速停車。該動(dòng)作完畢后，將被保存的數(shù)據(jù)重新送入比較寄存器，以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制。</p><p>　　3. 采用軟件顯示。

83、系統(tǒng)利用行程開關(guān)判斷樓層，通過硬件接口電路以LED顯示，用控制七段數(shù)碼管顯示電路模塊控制數(shù)碼管的顯示。</p><p>　　4. 轎內(nèi)指令和廳外召喚登記的條件是按下登記的按鈕，若此時(shí)電梯處在正常運(yùn)行狀態(tài)，而且電梯又不再登記的層樓，則該登記為有效。轎內(nèi)指令登記銷號(hào)的條件是：當(dāng)電梯正常運(yùn)行至廳外召喚的樓層且電梯的運(yùn)行方向與召喚按鈕的方向一致時(shí)，廳外召喚即被銷號(hào)。當(dāng)在安全回路繼電器動(dòng)作、轎內(nèi)電鎖斷開、檢修等狀態(tài)下指令信

84、號(hào)不予登記，登記的信號(hào)即刻銷號(hào)。</p><p>　　第4章 電梯實(shí)訓(xùn)裝置設(shè)計(jì)中的相關(guān)問題</p><p>　　在設(shè)計(jì)電梯教學(xué)模型時(shí)，我們不僅能夠?qū)λM(jìn)行遠(yuǎn)程控制、調(diào)試。還能用于技能培訓(xùn)。在這個(gè)過程中，能提高我們的動(dòng)手能力，實(shí)踐能力，達(dá)到我們?cè)O(shè)計(jì)的目的。</p><p>　　4.1 做實(shí)驗(yàn)電梯所需的電工技能</p><p>　　我們做好這個(gè)電

85、梯實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图暗浆F(xiàn)實(shí)中的電梯或相關(guān)的系統(tǒng)中我們所需要知道的一些電工技能，下面就簡單介紹一下這些所需要的技能，主要有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1. 照明線路和照明裝置的安裝。</p><p>　　2. 動(dòng)力線路和驅(qū)動(dòng)部件的安裝。</p><p>　　3. 電氣控制線路的安裝</p><p>　　4. 根據(jù)現(xiàn)代設(shè)備的要求，按照預(yù)防為主，修

86、理為輔的原則降低故障發(fā)生率，進(jìn)行改進(jìn)的維修。</p><p>　　5. 對(duì)各種電氣線路，電氣設(shè)備，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行日常的保養(yǎng)，檢查和維修。</p><p>　　6. 保證電動(dòng)機(jī)及其電氣控制系統(tǒng)，照明系統(tǒng)的正常運(yùn)行。</p><p>　　4.3 用電安全知識(shí)及觸電急救</p><p>　　在我們做設(shè)計(jì)以及我們?cè)谏钪卸夹枰佑|電，電非常危險(xiǎn)，一不小心

87、就會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，所以我們要指導(dǎo)安全用電的知識(shí)；當(dāng)我們或者他人不小心觸電的時(shí)候，我們應(yīng)該知道一些觸電急救的方法，當(dāng)發(fā)生不可預(yù)知的觸電事故時(shí)，我們就可以自己處理，就不會(huì)驚慌失措了。下面就簡單介紹一下：</p><p>　　人體觸電時(shí)，所承受的電壓越低，通過人體的電流就越小，觸電傷害就越輕。當(dāng)電壓低到某一定值以后，對(duì)人體就不會(huì)造成傷害。在不帶任何防護(hù)設(shè)備的條件下，當(dāng)人體接觸帶電體時(shí)對(duì)各部分組織均不會(huì)造成傷害的電壓值，叫安

88、全電壓。根據(jù)場(chǎng)合不同，規(guī)定36V以下，24V以下，12V以下三個(gè)安全電壓等級(jí)。當(dāng)人體觸及安全電壓以上的帶電體時(shí)，就會(huì)對(duì)人體造成不同程度的傷害。</p><p>　　觸電種類：人體觸電時(shí)電流對(duì)人體的傷害有兩種：電擊和電傷。</p><p>　　觸電方式：單相觸電、兩相觸電、跨步電壓觸電</p><p><b>　　現(xiàn)場(chǎng)急救的方法：</b><

89、/p><p>　　使觸電者盡快脫離電源</p><p>　　就地?fù)尵龋喝斯ず粑?，胸外心臟擠壓法</p><p><b>　　救治要堅(jiān)持到底。</b></p><p><b>　　用電安全常識(shí)：</b></p><p>　　為了防止觸電事故的發(fā)生。維修電工必須具備安全用電知識(shí)，嚴(yán)

90、格遵守各種安全操作規(guī)程。任何電氣設(shè)備和線路都必須采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。</p><p>　　1. 必須用絕緣材料將帶電體封閉起來，保證人體不會(huì)觸及帶電導(dǎo)體二而發(fā)生觸電事故。</p><p>　　2. 采用遮攔，護(hù)罩，護(hù)蓋，柵欄等屏護(hù)裝置將帶電體與外界隔絕開來，防止人員接近，觸及帶電體，以杜絕不安全因素，這些措施稱為屏護(hù)措施。</p><p>　　3. 為防止人體觸及或

91、過分接近帶電體，或者車輛和其他物體碰撞或過分接近帶電體，避免火災(zāi)和各種短路事故，各物體之間以及和地面之間都要保持一定的安全距離。</p><p>　　4. 所有點(diǎn)取設(shè)備的金屬外殼都應(yīng)有可靠的保護(hù)接地或保護(hù)接零措施，有可能被雷擊的電氣設(shè)備要安裝避雷措施。</p><p>　　5. 照明等控制開關(guān)一定要接在火線上。</p><p>　　6. 已出現(xiàn)故障的電氣設(shè)備，裝置，

92、線路不能繼續(xù)使用，以避免擴(kuò)大事故范圍，須及時(shí)進(jìn)行維修。</p><p>　　7. 設(shè)備操作要按規(guī)程，通電時(shí)先和隔離開關(guān)，再和負(fù)荷開關(guān);斷電時(shí)先斷開負(fù)荷開關(guān)，再斷開隔離開關(guān)。</p><p>　　8. 在一個(gè)電源插座上不允許接過多或功率過大的用電器和設(shè)備。</p><p>　　9. 不能用潮濕的手或濕布去接觸或擦抹開關(guān)，插座，電氣設(shè)備的金屬外殼。</p>

93、<p>　　10. 在雷雨天氣，布要靠近高壓線桿，鐵塔和避雷針的接地導(dǎo)線，以免遭到雷擊。不要靠近斷落在地上的高壓電線，萬一靠近時(shí)，要立即單腳或雙腳并攏跳到離高壓線落地點(diǎn)10m以外的區(qū)域，切不可奔跑，以防跨步電壓傷人。</p><p>　　隨著工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)我們二十一世紀(jì)的電工的要求也有很大的提高，不僅要學(xué)會(huì)維修電工中的安全知識(shí)、安全常識(shí)、基本工具的使用，還要求學(xué)會(huì)使用新型的電

94、氣控制元件：可編程控制器（PLC）、變頻器等一系列先進(jìn)的控制元件用于工業(yè)生產(chǎn)工程中。這不僅提高電工的基本素質(zhì)，更重要的是提高了電工的實(shí)際操作水平，使他們?cè)诂F(xiàn)代化生產(chǎn)加工過程中起到更加重要的作用。</p><p>　　我們?cè)O(shè)計(jì)的電梯實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型，使用新型的PLC和變頻器，PLC能夠與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)并實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控，這樣可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序的隨時(shí)更改、經(jīng)過編譯后下載至PLC，電梯就有不同的運(yùn)行方案。在改造的線路安裝時(shí)在線

95、路中安裝一些按鈕和開關(guān)，這些按鈕和開關(guān)便于設(shè)置故障,用于電工的培訓(xùn)。不僅能讓他們認(rèn)識(shí)更多的新器件，而且能讓他們學(xué)會(huì)編寫PLC程序。掌握更多的控制方案。</p><p><b>　　第5章 總結(jié)</b></p><p>　　通過前面的分析介紹，我們可以得出以下結(jié)論認(rèn)識(shí)：</p><p>　　1. PLC控制電梯的特點(diǎn)是，PLC是一種用于工業(yè)自動(dòng)化

96、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，以通用和專用CPU作為字處理器，實(shí)現(xiàn)通道(字 )的運(yùn)算與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。在電梯控制中采用PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高 、易操作性和靈活性。去掉了選層器和大部分繼電器，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可以進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修；更改控制方案時(shí)不需要改動(dòng)硬件

97、接線。它結(jié)構(gòu)緊湊，擴(kuò)展性良好，指令功能強(qiáng)大，價(jià)格低廉。</p><p>　　2. 在引進(jìn)和改造電梯的過程中，PLC裝置的選型是至關(guān)重要的。目前市場(chǎng)上PLC的型號(hào)很多，性能差別很大，價(jià)格高低不等，因此應(yīng)該根據(jù)電梯系統(tǒng)的性能要求，經(jīng)過分析和考察，選擇性能價(jià)格比高的產(chǎn)品，就控制系統(tǒng)而言，應(yīng)選擇具有多功能的西門子公司生產(chǎn)的S7-200PLC.主電路應(yīng)用IGBT或IPM（智能型電力模塊）等新型大功率器件，脈寬調(diào)制頻率應(yīng)在7

98、kHz以上，以減少噪音。</p><p>　　3. 隨著PLC技術(shù)的發(fā)展以及大量高性能電梯專用PLC在電梯領(lǐng)域中的普及應(yīng)用，必將帶來巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　4. 實(shí)踐結(jié)果證明，PLC電梯控制系統(tǒng)是一種切實(shí)可行、運(yùn)行可靠的控制系統(tǒng)，可提高乘客的舒適感，減少維修費(fèi)用和電機(jī)的耗電量；此系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法可用于對(duì)老式電梯進(jìn)行改造，也可擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電梯的群控和微機(jī)監(jiān)控，具有廣闊的應(yīng)

99、用前景。</p><p>　　5. 節(jié)能效果采用PLC改造后的電梯、結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲低、提高了運(yùn)行效率、維修簡單、故障率低，因此大大地提高了乘坐的舒適感。根據(jù)有關(guān)資料記載PLC電梯與繼電器電梯相比節(jié)能達(dá)30%，同時(shí)可以最佳地利用電網(wǎng)的能量，提高功率因數(shù)PLC控制電梯有明顯的節(jié)能特性。具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。</p><p><b>　　第6章 展望</b><

100、/p><p>　　21世紀(jì)的建筑將是智能化、多用途、多功能的建筑，它將集住宅、辦公、教育、購物、娛樂、休閑、體育、文化藝術(shù)等功能為一體。為適應(yīng)這種需要，未來電梯的發(fā)展有以下幾個(gè)方面:</p><p>　　1. 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、新工藝的發(fā)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

101、較大速度發(fā)展。</p><p>　　2. 技術(shù)含量更高，性能更好。電梯行業(yè)技術(shù)發(fā)展非常迅速，幾年前推出的具有先進(jìn)性能高舒適性的電梯，如今己成為電梯行業(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、更安全、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。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發(fā)展潮流。</p><p>　　

102、3. 安裝更方便、更快捷。高效、安全、可重復(fù)使用的無腳架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式；隨著新技術(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。</p><p>　　此外，電梯的雙向安全裝置，無底坑、無線控制，綠色環(huán)?！踩?、環(huán)保、節(jié)能、舒適、也將是未來電梯的重要發(fā)展方向。</p><p><b>　　致謝</b></p>

103、<p>　　整篇論文是在XX老師的親切關(guān)懷和指導(dǎo)、督促下完成的。在此，我要向他能夠在繁忙的工作之余，依然認(rèn)真負(fù)責(zé)的指導(dǎo)我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)致以崇高的敬意。在整篇論文學(xué)習(xí)期間，XX老師對(duì)我的論文進(jìn)行了不厭其煩的細(xì)心指點(diǎn)。他首先細(xì)致地為我解題；當(dāng)我迷茫于眾多的資料時(shí)，他又為我提綱挈領(lǐng)，梳理脈絡(luò)，使我確立了本文的框架。論文寫作中，每周都得到XX老師的指點(diǎn)。從框架的完善，到內(nèi)容的擴(kuò)充；從行文的用語，到格式的規(guī)范，XX老師都嚴(yán)格要求，力求完

104、美。在我學(xué)習(xí)期間他不僅傳授了做學(xué)問的秘訣，還傳授了做人的準(zhǔn)則。這些都將使我終生受益。我再次為XX老師的付出表示感謝。</p><p>　　在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，我的同學(xué)向我提出了不少寶貴的意見和建議，并向我提供了許多寶貴有用的參考資料和信息，在許多方面給了我有力的支持，在此一并致謝。</p><p>　　在此論文設(shè)計(jì)過程中，本人對(duì)Office、PLC編程等軟件進(jìn)行了深入的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，并

105、親自進(jìn)行了資料的查詢、篩選，獲得和掌握了不少經(jīng)驗(yàn)和技巧。</p><p>　　由于本人能力有限，難免存在疏漏、謬誤，敬請(qǐng)各界朋友、讀者不吝指教。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王立權(quán),王宗義.等可編程控制器原理與應(yīng)用.哈爾濱工程大學(xué)出版社2004.</p><p>　　[2]

106、宋德玉.可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù).北京冶金工業(yè)出版社2003(3).</p><p>　　[3] 王衛(wèi)兵.可編程控制器原理及應(yīng)用.北京機(jī)械工業(yè)出版社2002.</p><p>　　[4] 陳金華.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù). 北京電子工業(yè)出版社1995.</p><p>　　[5] 德國西門子公司 S7-200 可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)2002.</p&g

107、t;<p>　　[6] 呂文斌.試論電梯的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì).山西建筑2003(6).</p><p>　　[7] 孫后環(huán).電梯控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì).南京建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào) 2001(5).</p><p>　　[8] 王曉光等.PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì).本溪冶金高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)2000(12).</p><p>　　[9] 李頻.電梯運(yùn)行噪聲及振動(dòng)分析與治