基于plc的電梯控制設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、目 錄摘要 1關(guān)鍵詞 1abstract 1key words1引言 21 電梯控制系統(tǒng)的方案設(shè)計 41.1 電梯的工作原理 41.2 電梯的功能要求 42 電梯的硬件設(shè)計 52.1 plc的簡介 52.1.1 plc的特點 52.1.2 plc在電梯控制中的特點52.1.3 s7-200系列plc的簡介 62.1.4 plc結(jié)構(gòu)和組成 62.1.5 plc的工作原理 72.2. 電梯系統(tǒng)硬件的選擇及電路圖 82.2.1曳引電動機(jī)主電路圖設(shè)計 92.2.2電器柜布線圖102.3 i/o的分布及plc的選擇 102.3.1 i/o點數(shù)計算及分配 112.3.2 plc型號的選擇 113 電梯控制

2、系統(tǒng)的軟件設(shè)計 113.1 設(shè)計梯形圖 133.2 程序說明 133.2.1 電梯參數(shù)初始化程序段 133.2.2 用戶輸入登記程序段 143.2.3 系統(tǒng)確定狀態(tài)程序段 153.2.4 判斷電梯是否在開關(guān)門程序段 173.2.5 電梯開門子程序段 173.2.6 電梯關(guān)門子程序段 183.2.7 判斷電梯是否空閑程序段 183.2.8 電梯空閑狀態(tài)處理程序段 193.2.9 確定電梯下一個目標(biāo)樓層的子程序段 203.2.10 清除標(biāo)記子程序段213.2.11 電梯上行主程序段233.2.12 確定上行最近目標(biāo)子程序段243.2.13 電梯下行主程序段253.2.14 電梯下行最近目標(biāo)子程序段

3、26總 結(jié) 27參考文獻(xiàn) 28致 謝 29基于plc的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生 楊仁凱指導(dǎo)教師 王秀摘要：隨著社會的發(fā)展，尤其是現(xiàn)代城市的建設(shè)高速發(fā)展所帶來的高層建筑猛烈的增多，在高層建筑之間的垂直交通工具電梯，對人們生活也就顯得特別重要。在電梯出現(xiàn)的早期，其控制方式多為繼電器控制方式，但這種控制方式有個致命的缺點安全性差。隨著微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、和自動控制理論技術(shù)的發(fā)展，電梯的邏輯控制也由plc代替了原來的繼電器控制，安全性、可靠性得到了質(zhì)的飛越。本文針對六層電梯控制系統(tǒng)，對其plc系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。關(guān)鍵詞：plc 電梯 控制系統(tǒng)the design of

4、elevator control system based on plcstudent majoring in mechatronic engineering yang renkaitutor wang xiuabstract：with the development of society, especially the construction of modern city brought by rapid growth of the high-rise building more violent, elevator also is especially important for the

5、people life in the high-rise building of vertical transportation! in the early, when lift is invented, its control way is relay control way, but this kind of control mode has a fatal flaw-poor safety. with the development of microelectronics technology, computer technology, and automatic control the

6、ory, the logic of the elevator control is plc instead of the original relay control, and it is safety , reliability are improved. in this paper, the design and debugging of plc system are stated in detail in a storied building six elevator control system.key words: plc; elevator; control system引言（1）

7、 選題的意義電梯是高層賓館、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)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。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。事實上，在電梯上已經(jīng)采用了多項安全保護(hù)措施。在設(shè)計電梯的時候，對機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。目前由可編程序控制器(plc)和微機(jī)組成的電梯運(yùn)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

8、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。 （2） 電梯的發(fā)展?fàn)顩r近年來，我國的電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展一些電梯廠也在不斷改進(jìn)設(shè)計、修改工藝。更新?lián)Q代生產(chǎn)更新型的電梯，繼電器組成的順序控制系統(tǒng)是最早的一種實現(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，繼電器控制的弱點就越來越明顯。可編程序控制器(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)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點，目前，電梯的繼電器控制方式己逐漸被plc控制所

9、代替。同時，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動方式己由原來直流調(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)己成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個熱點。（3）電梯的結(jié)構(gòu)及組成部件電梯是機(jī)電一體化產(chǎn)品。其機(jī)械部分好比是人的軀體，電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制部分相當(dāng)于人的大腦。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運(yùn)行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機(jī)械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成。一 拽引系統(tǒng)電梯拽系統(tǒng)的功能是輸出

10、動力和傳遞動力，驅(qū)動電梯運(yùn)行。主要由拽引機(jī)，拽引鋼絲繩，導(dǎo)向輪和反繩輪組成。拽引機(jī)為電梯的運(yùn)行提供動力，由電動機(jī)，拽引輪，連軸器，減速箱，和電磁制動器組成。拽引鋼絲的兩端分別連轎廂和對重，依靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來驅(qū)動轎廂升降。導(dǎo)向輪的作用是分開轎廂和對重的間距，采用復(fù)繞型還可以增加拽引力。二 導(dǎo)向系統(tǒng)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。三 門系統(tǒng)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。四 轎廂轎廂是運(yùn)送乘客或

11、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。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)決定五 重量平衡系統(tǒng)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)拽引鋼絲繩長度變化對電梯的平衡設(shè)計影響的裝置。六 電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)由拽引電機(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。拽引電機(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

12、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)生器與電機(jī)相連。調(diào)速裝置對拽引電機(jī)進(jìn)行速度控制。七 電氣控制系統(tǒng)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停靠站時，欲使轎廂地坎與廳門地坎達(dá)到用平面的操作。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

13、燈，廳門指示燈還用尖頭指示電梯的運(yùn)行方向。八 安全保護(hù)系統(tǒng)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：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)在電梯的各個運(yùn)行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)。（4）研究內(nèi)容及目標(biāo)綜上所述，由于電梯作為新一代運(yùn)輸工具，本次畢業(yè)設(shè)計就以六層電梯作為控制對象，以plc作為工具對電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。在設(shè)計過程中，首先對plc進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，然后針對六層電梯的設(shè)計進(jìn)行plc類型的選型，再次就是對六層電梯硬件分析，根據(jù)輸入輸出點數(shù)，確定plc機(jī)型，畫出硬件連線圖，然后進(jìn)行軟件分析編程

14、，寫出梯形圖和語句，進(jìn)行程序的下載、調(diào)試，最后進(jìn)行軟件的仿真、調(diào)試等。1 電梯控制系統(tǒng)的方案設(shè)計1.1 電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂與對重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動機(jī)通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運(yùn)動，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動，防止轎廂在運(yùn)行中產(chǎn)生偏斜或擺動。常閉式制動器在電動機(jī)工作時間松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動，使轎廂停止升降補(bǔ)償裝置用來補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動中的張力和重量變化，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，

15、對重用來平衡轎廂載荷、減少發(fā)動機(jī)功率。，使曳引電動機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確?？?。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運(yùn)動的控制，同時完成選層、平層工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的于東方向和所在樓層位置。1.2電梯的功能要求（1）電梯運(yùn)行指定位置后具有手動或自動開/關(guān)門的功能。（2）利用指示燈顯示電梯轎廂外的呼喚信號、電梯轎廂內(nèi)的指令信號和電梯的到達(dá)信號。（3）能自動判斷電梯的運(yùn)行方向，并發(fā)出響應(yīng)的指示信號。（4）電梯的上行下行有一臺交流雙速電機(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小功率電機(jī)驅(qū)動。電機(jī)正傳，轎廂門打開；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

16、關(guān)轎廂門按鈕。（7）電梯啟動、運(yùn)行、到站實現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。（8）行車時，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)平層時可自動開門、手動開門，夾人時自動開門。2 電梯的硬件設(shè)計2.1 plc的簡介2.1.1 plc的特點plc實質(zhì)上屬于計算機(jī)控制方式，與普通微機(jī)一樣。以通用或?qū)Ｓ?cpu 作為字處理器，實現(xiàn)字運(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（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。1、可靠性：對可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。（1）plc無需大量的活動元件和接線電子元件（2）plc采用了一系列可靠性設(shè)計的

17、方法進(jìn)行設(shè)計（3）plc有較高的易操作性，編程簡單，操作方便，維修容易（4）plc是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計的控制裝置，具有比通用計算機(jī)更簡單的編程語言和更可靠的硬件，采用精簡化的編程語言（5）在plc的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。（6）在plc的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。2、易操作性:plc 的易操作性表現(xiàn)在下列幾個方面：（1）操作方便（2）編程方便（3）維修方便3、靈活性:plc的靈活性表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）編程的靈活性。（2）擴(kuò)展的靈活性。（3）操作的靈活性。2.1.2 plc在電梯控制中的特點（1）采用plc控制電梯，用軟件實現(xiàn)對電梯運(yùn)行的自動控

18、制，可靠性大大提高。（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)行故障自動檢測報警顯示，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）更改控制方案時不需改動硬件接線。此外，plc控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計和調(diào)試周期短等優(yōu)點，倍受人們重視，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。2.1.3 s7-200系列plc的簡介 西門子的simatic s7系列是市場上流行的具有代表性的可編程序控制器，它包括s7-200、s7-300、

19、s7-400三類，其中s7-200是小型可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。具有緊湊的設(shè)計、良好的擴(kuò)展性、安全可靠的通訊、界面友好的編程軟件，高速的處理能力，強(qiáng)大的指令集。s7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：極高的可靠性、極豐富的指令集、易于掌握、便捷的操作、豐富的內(nèi)置集成功能、實時特性、強(qiáng)勁的通訊能力、豐富的擴(kuò)展模塊，s7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等。2

20、.1.4 plc的結(jié)構(gòu)及組成 s7-200的cpu將一個微處理器、一個集成電源和數(shù)字量i/o點集成在一個緊湊的封裝中，從而形成了一個功能強(qiáng)大的微型plc，外部結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示：i/o指示燈狀態(tài)指示燈（lf run stop）可選卡插槽通信端口前蓋（模式選擇開關(guān)）（模擬電位器）（i/o擴(kuò)展端口）接線端子圖2-1plc通常由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源、編程器擴(kuò)展器接口和外部設(shè)備接口等幾個主要部分組成，如圖2-2所示：接觸器電磁閥指示燈電 源編程裝置cpu模塊輸出模塊輸入模塊可編程控制器按鈕選擇開關(guān)限位開關(guān)電源 圖2-2（1）主機(jī) 主機(jī)部分包括中央處理器（cpu）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)

21、存儲器。cpu是plc的核心，它用以運(yùn)行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、做出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結(jié)果送到輸出端，并響應(yīng)外部設(shè)備（如編程器、電腦、打印機(jī)等）的請求以及進(jìn)行各種內(nèi)部判斷等。（2）輸入/輸出（i/o）接口 i/o接口是plc與輸入/輸出設(shè)備連接的部件。輸入接口接受輸入設(shè)備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關(guān)等）的控制信號。輸出接口是將主機(jī)經(jīng)處理后的結(jié)果通過功放電路去驅(qū)動輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。i/o接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。i/o點數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是plc的一項主要技術(shù)指標(biāo)，通常小型

22、機(jī)有幾十個點，中型機(jī)有幾百個點，大型機(jī)將超過千點。（3）電源 電源是指為cpu、存儲器、i/o接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源，通常也為輸入設(shè)備提供直流電源。（4）編程器 編程器是plc的一種主要的外部設(shè)備，用于手持編程，用戶可用以輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)控plc的工作情況。除手持編程器外，還可通過適配器和專用電纜線將plc與電腦連接，并利用專用的工具軟件進(jìn)行電腦編程和監(jiān)控。plc在正式運(yùn)行時，不需要編程器。編程器主要用來進(jìn)行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入plc中，在調(diào)試過程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測。2.1.5 plc的工作原理plc的工作過程分為以下幾個階段

23、：輸入處理階段、執(zhí)行程序、處理通訊請求、執(zhí)行cpu自診斷測試、輸出處理階段。（1）輸入處理階段 每次掃描周期開始時，先讀數(shù)字輸入點的當(dāng)前值，然后把這些值寫到輸入映像寄存器中。cpu以8位（1個字節(jié)）為增量的方法來保留輸入映像寄存器。如果模擬量輸入選擇輸入模擬器，cpu在每個掃描周期刷新模擬輸入、執(zhí)行濾波功能并存儲濾波值。當(dāng)訪問模擬輸入時，使用濾波值。如果模擬輸入不選擇輸入濾波器，當(dāng)訪問模擬輸入時，cpu每次從物理模塊讀取模擬值。 （2）執(zhí)行程序 在掃描周期的執(zhí)行程序階段里，cpu執(zhí)行程序是從第一條指令開始，直到最后一條指令結(jié)束。不論在主程序或中斷程序執(zhí)行過程中，直接i/o指令允許對輸入點和輸出

24、點直接存取。如果在程序中使用了中斷，與中斷事件相關(guān)的中斷程序就作為程序的一部分存儲下來。中斷程序并不作為正常掃描周期的一部分來執(zhí)行，而是當(dāng)中斷事件發(fā)生時才執(zhí)行（中斷事件可能會發(fā)生在掃描周期的任意點上）。（3）處理通訊請求 在掃描周期的信息處理階段，cpu處理從通訊端口接收到的任何信息。（4）執(zhí)行cpu的自診斷測試 在掃描周期中，cpu檢查其硬件，以及用戶存儲器（僅在run模式下），它也檢查所有的i/o 模塊的狀態(tài)。（5）輸出處理階段 每個掃描周期的結(jié)尾，cpu把存在輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)輸送給數(shù)字輸出點。當(dāng)cpu操作模式從run切換到stop，數(shù)字輸出設(shè)置為輸出表中定義的值，或保持當(dāng)前狀態(tài)，模

25、擬輸出保持最后寫入的值。2.2電梯系統(tǒng)硬件的選擇及電路圖電動機(jī)：電梯的種類多種多樣，按拖動系統(tǒng)來分有交流單速/交流雙速拖動電梯、交流調(diào)壓調(diào)速曳引電梯等等。在此次設(shè)計中，將采用交流雙速電機(jī)作為曳引電機(jī)，它的優(yōu)點是簡單，經(jīng)濟(jì)，更重要的是舒適感好。備用電機(jī)的選擇：備用電機(jī)只要選擇和曳引電機(jī)一樣的型號即可。門電機(jī)：只要滿足功率要求，門電機(jī)選用一般三相異步電動機(jī)即可。如圖中所示電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)門的開關(guān)，采用星角降壓啟動，ks為速度繼電器，用來對開關(guān)門到頭時制動，防止轎，廳門的損壞。基于以上考慮，部分硬件的選擇結(jié)果如下：曳引電機(jī)型號：yddl160l-6/8、額定功率：11kw、額定電壓：380v、額

26、定電流：23a、功率因數(shù)：0.83、備用曳引電機(jī)選型通上、門電動機(jī)型號：y100l-2、額定功率：3kw、額定電壓：380v、額定電流：7a、功率因數(shù)：0.87；主電路部分電器型號的選擇結(jié)果如下：交流接觸器：cj20-25、熔斷器：blr1-63/3p分?jǐn)嗄芰Γ?0000a、熱繼電器：jr16-20/3d、熔斷式刀開關(guān)：hh4-30/3-25；門電路部分電器型號的選擇如下：交流接觸器：tyc2-12-9、熔斷器：blr1-63/3p-14、熱繼電器：jr16-20/3、熔斷式刀開關(guān)：hh3-15/2-10。2.2.1曳引電動機(jī)主電路電路圖設(shè)計設(shè)計思路：曳引電機(jī)正轉(zhuǎn)時，km3閉合，當(dāng)km7，km

27、5觸點閉合，電機(jī)加速運(yùn)行，此時串聯(lián)電阻和電抗的支路電流逐漸增大，當(dāng)速度達(dá)到要求后，km7觸點斷開，電梯快速運(yùn)行；當(dāng)電梯壓下層接近開關(guān)時km6觸點閉合，電路電流突然增大，根據(jù)電抗的反抗特性，電路電流反相流通，電機(jī)反制，速度降低，降到一定時由速度繼電器起作用，電機(jī)停轉(zhuǎn)，達(dá)到電梯停車的要求。圖2.2.1曳引電機(jī)主電路電路圖2.2.2電器柜布線圖如下繼電器接觸器s7-200（cpu226） plc主機(jī)熔斷器組電梯控制柜轎箱內(nèi)控制屏led顯示電路圖2.2.2電器柜布線圖2.2.3控制門電路電路圖如下圖2.2.3 門電路電路圖2.3 i/o的分配及plc的選擇2.3.1 plc控制系統(tǒng)的i/o點數(shù)計算與分

28、配根據(jù)電梯控制的特點，輸入信號應(yīng)該包括以下幾個部分：輸入點有:門廳按鈕10個,轎廂內(nèi)按鈕9個,樓層感應(yīng)傳感器6個,轎廂門限開關(guān)2個,檢修開關(guān)1個,平層傳感器2個，減速傳感器2個，過載測量傳感器1個，障礙檢測光電傳感器1個。綜上所述，共需要輸入點34個。輸出信號應(yīng)該包括：轎廂內(nèi)指示燈9個，門廳召喚按鈕指示等10個，樓層顯示用七段碼顯示器引腳7個，開關(guān)門電動機(jī)驅(qū)動線圈2個，變頻器控制引腳3，電梯上下行指示燈2個綜上所述，共需輸出點33個。2.3.2 plc的型號選擇綜合輸入輸出點的計算以及要實現(xiàn)的電梯控制功能，使用西門子s7-200plc（cpu226）加一個擴(kuò)展模塊，這樣就能完全能夠滿足設(shè)計要求

29、。s7-200plc是一種小型可編程邏輯控制器（microplc），可應(yīng)用于各種小型自動化控制系統(tǒng)。高集成度的設(shè)計、低廉的成本使得s7-200成為各種小型控制任務(wù)理想的解決方案，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。并且，西門子s7-200plc具有：極高的可靠性、豐富的指令集、極快的浮點運(yùn)算速度、豐富的擴(kuò)展模塊、強(qiáng)大的內(nèi)部集成功能等幾個方面的出色表現(xiàn)。3 電梯控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計3.1設(shè)計梯形圖設(shè)計梯形圖一般要遵循以下規(guī)則：（1）i/o點和內(nèi)部各軟繼電器等的常開和常閉觸點可多次重復(fù)使用。（2）軟繼電器的線圈不能直接與左母線相連，應(yīng)有過渡點。（3）軟繼電器的右端不能再有接點。（4

30、）在同一套梯形圖中，相同代號的線圈不能重復(fù)出現(xiàn)（set、rst除外）。（5）plc的輸入輸出點可當(dāng)軟繼電器來用。梯控制程序的設(shè)計需按照3-1所示的程序流程圖來編輯。yyyynnyn上電初始化確認(rèn)本層與目標(biāo)層等待目標(biāo)層與本層是否同層電梯啟動電梯選向電梯運(yùn)行樓層信號是否目標(biāo)層平層信號電梯制動開門延時是否停止運(yùn)行停止是否廳外呼叫是否轎廂呼叫關(guān)門圖3-13.2程序說明3.2.1 電梯參數(shù)初始化程序段初始化程序段定義了電梯運(yùn)行所需要的部分邏輯線，數(shù)據(jù)寄存器的處始值初始值定義如下表：表3-2 參數(shù)初始值元件名稱含義初始值d100電梯當(dāng)前位置變量1d101電梯上行最近目標(biāo)1d102電梯下行最近目標(biāo)1m101

31、電梯上行標(biāo)志邏輯0m102電梯下行標(biāo)志邏輯0m103電梯空閑標(biāo)志邏輯1m104電梯開門標(biāo)志邏輯0m105電梯關(guān)門標(biāo)志邏輯0m106電梯關(guān)門完畢標(biāo)志邏輯0d10開門延時時間常數(shù)20m0電梯系統(tǒng)啟動邏輯0這段程序只有在m0的值為邏輯0的時候才能運(yùn)行，m0是系統(tǒng)啟動標(biāo)志寄存器。當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后把m0置位，以后在正常運(yùn)行情況下將不再執(zhí)行這段程序如果電梯運(yùn)行，按下x37，就可以把m0復(fù)位，而m0是整個主程序的主控指令，一點m0為邏輯0，n0主控就失效了，整個程序?qū)Ｖ埂?.2.2 用戶輸入登記程序段用戶輸入程序段是用來接收用戶對門廳按鈕或者轎廂內(nèi)按鈕的操作，并將其保存到一定的邏輯線圈中或者執(zhí)行一定的

32、指令加以處理，每個觸點對應(yīng)的邏輯線圈以及說明如下表：表3-3 觸點對應(yīng)邏輯線圈及其說明輸入點觸點說明對應(yīng)邏輯線圈x0廂內(nèi)一樓按鈕m10x1廂內(nèi)二樓按鈕m11x2廂內(nèi)三樓按鈕m12x3廂內(nèi)四樓按鈕m13x4廂內(nèi)五樓按鈕m14x5廂內(nèi)六樓按鈕m15x6廂內(nèi)開門按鈕m16x7廂內(nèi)關(guān)門按鈕m17x10廂內(nèi)報警按鈕m20x17六樓下行按鈕m27x20五樓上行按鈕m30x21五樓下行按鈕m31x22四樓上行按鈕m32x23四樓下行按鈕m33x24三樓上行按鈕m34x25三樓下行按鈕m35x26二樓上行按鈕m36x27二樓下行按鈕m37x30一樓上行按鈕m40該段程序都是用的set指令，把按下的觸電對應(yīng)的邏

33、輯線圈置位，用以保持該狀態(tài)，比如當(dāng)x0接通就把m10置位。一部分程序如下圖：3.2.3 系統(tǒng)狀態(tài)確定程序段這段程序的大部分都像前邊的三句，當(dāng)m10置位是就接通轎廂內(nèi)一樓按鈕對應(yīng)的指示燈，表示該按鈕被按下對開門狀態(tài)和關(guān)門轉(zhuǎn)臺有特殊的處理，其梯形圖如下m16和m17分別是開門按鈕和關(guān)門按鈕對應(yīng)的狀態(tài)，只有當(dāng)電梯不移動的時候才能執(zhí)行開關(guān)門的指令，所以要對y025和y026的狀態(tài)進(jìn)行判斷，y025和y026分別是拽引電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的狀態(tài)，也就是判斷電梯有無上下行。如果是開門狀態(tài)，為了避免沖突，先要復(fù)位關(guān)門繼電器m17，在復(fù)位關(guān)門狀態(tài)繼電器m105,復(fù)位開門到位繼電器m106，這樣就可以置位開門狀態(tài)繼電

34、器m104,這樣就已經(jīng)處于開門的狀態(tài)了，響應(yīng)了開門按鈕的要求了，就可以復(fù)位開門按鈕對應(yīng)的繼電器m16關(guān)門的過程與此正好相反，這里就不再做說明了。在系統(tǒng)狀態(tài)確定的時候還要顯示當(dāng)前的樓層以及當(dāng)前是處于上行還是下行狀態(tài)，這些要求都是通過下邊的程序段來實現(xiàn)的：d100寄存器是存的是當(dāng)前的樓層數(shù)，segd(seven-segmentdecoder)是顯示十六進(jìn)制指令，當(dāng)系統(tǒng)一上電，它就把d100寄存器譯碼成驅(qū)動與輸出端y011-y017相連的七段數(shù)碼管的控制信號。當(dāng)m101置位，說明電梯處于上行狀態(tài)，所以電梯的上行指示燈y041亮。當(dāng)m102置位，說明電梯處于下行狀態(tài)，所以就使得電梯的下行指示等y042

35、亮。3.2.4 判斷電梯是否在開關(guān)門程序段當(dāng)m104置位且m105復(fù)位就是說明電梯處于開門狀態(tài)，就調(diào)用電梯開門子程序段p30。當(dāng)m104復(fù)位且m105置位就說明電梯正處于關(guān)門狀態(tài)，就調(diào)用電梯關(guān)門子程序段p40。當(dāng)m104和m105都復(fù)位時，說明電梯既沒有開門又沒有下行。這樣n1層主控指令有效，去處理電梯的移動，如果電梯處于開門或者關(guān)門狀態(tài)就會切段移動指令的執(zhí)行，保證電梯不會移動。m105復(fù)位3.2.5 電梯開門子程序段當(dāng)m104置位時電梯處于開門狀態(tài)，如果開門到位開關(guān)x032沒有接通，置位y020繼續(xù)開門，如果開門到位，x032接通說明門已經(jīng)開到位了，這是置位開門到位繼電器，并開始定時，讓人安

36、全進(jìn)入，定時時間到復(fù)位開門狀態(tài)繼電器并置位關(guān)門狀態(tài)繼電器，開始關(guān)門。3.2.6 電梯關(guān)門子程序段這段程序和電梯開門子程序段很相近，m105置位標(biāo)志著電梯處于關(guān)門狀態(tài)，根絕關(guān)門是否到位繼電器的狀態(tài)來判斷應(yīng)該執(zhí)行那些操作如果關(guān)門沒到位，驅(qū)動開關(guān)們電動機(jī)反轉(zhuǎn)繼續(xù)關(guān)門，如果在關(guān)門的過程中光電傳感器x035接通表示有人進(jìn)出或者有東西擋在門口，為了安全其間，就為跳轉(zhuǎn)到開門子程序段p30，重新開門，只有障礙排除了才能繼續(xù)關(guān)門。3.2.7 判斷電梯是否空閑程序段x000-x005是電梯轎廂內(nèi)的選層按鈕，x017-x030電梯門廳的召喚按鈕，上邊這段程序是為了檢測這些按鈕中有沒有一個或者幾個被按下，用這個來確定

37、電梯的運(yùn)行狀態(tài)，判斷電梯是否處于空閑，用sum指令計算x001-x004，x017-x026，x017-x026的邏輯1的位數(shù)，保存到d111和d112中如果x004 ,x005,x027,x030中有一位或者幾位被置邏輯“1”或者 m8020還是邏輯0，那就證明有按鈕被按下，那么m100就被接通否則復(fù)位m100。3.2.8 電梯空閑狀態(tài)處理程序段當(dāng)m101和m102都復(fù)位的時候電梯既不是上行也不下行有可能處于空閑狀態(tài)，這時候就去調(diào)用p50，確定電梯下一個目標(biāo)樓層的子程序段，這這段程序中會確定m103（電梯空閑標(biāo)志）的值，如果這段程序執(zhí)行的結(jié)果是還沒有任何其他樓層（不包括電梯當(dāng)前停靠的樓層）需

38、要響應(yīng)，那么m103就為邏輯1,電梯繼續(xù)處于空閑狀態(tài)，如果m103和 m100（有按鈕按下標(biāo)志）都置位，就說明按下的是電梯挺靠的樓曾，便設(shè)置電梯開門標(biāo)志m104。3.2.9 確定電梯下一個目標(biāo)樓層的子程序段p40這段程序是確定電梯的下一個目標(biāo)樓層的子程序，在電梯處于空閑狀態(tài)會執(zhí)行這一段程序，在這段程序中，會確定m103（電梯空閑狀態(tài)標(biāo)志）的邏輯值。如果這段程序執(zhí)行的結(jié)果還是沒有任何其他樓層（不包括電梯的當(dāng)前層）需要響應(yīng)，那么m103的值就為邏輯“1”，電梯仍然處于空閑狀態(tài)。這段程序的第一部分是設(shè)了一個臨時變量d110,然后把電梯的當(dāng)前的層保存在d110當(dāng)中，然后使用一系列指令修改d110的值，

39、比如門廳一樓上行按鈕或者轎廂內(nèi)一樓按鈕被按下，那么就把數(shù)字一傳給d110。門廳二樓上行按鈕或者下行按鈕或者轎廂內(nèi)二樓按鈕被按下的時候就把數(shù)字2傳給d110，以此類推。3.2.10 清除標(biāo)記子程序段表33清除標(biāo)記對應(yīng)表樓層對應(yīng)狀態(tài)清除的邏輯線圈一層任何狀態(tài)m10m40二層上行狀態(tài)m36下行狀態(tài)m37空閑狀態(tài)m36m37任何狀態(tài)m11三層上行狀態(tài)m34下行狀態(tài)m35空閑狀態(tài)m34m35任何狀態(tài)m12四層上行狀態(tài)m32下行狀態(tài)m33空閑狀態(tài)m32m33任何狀態(tài)m13五層上行狀態(tài)m30下行狀態(tài)m31空閑狀態(tài)m30m31任何狀態(tài)m14六層任何狀態(tài)m15m27此段程序的任務(wù)是電梯在某個樓層的時候，清除已經(jīng)

40、完成任務(wù)的按鈕狀態(tài)。程序的梯形土圖如下圖所示。在子程序的開頭，把電梯的當(dāng)前所在的樓層數(shù)保存到便址寄存器v中，并用跳轉(zhuǎn)指令cj跳轉(zhuǎn)到p60v當(dāng)中去，在p0v的最后總有一句跳轉(zhuǎn)到p69（清除標(biāo)記子程序的結(jié)尾，sret指令），這樣就保證只有當(dāng)前樓層的標(biāo)記被清除。對應(yīng)沒一層應(yīng)清除的標(biāo)記如上表所示。3.2.11 電梯上行主程序當(dāng)電梯上行標(biāo)志m101置位且電梯下行標(biāo)志m102復(fù)位的時候，說明電梯處于上行狀態(tài)。電梯在上行的過程中只要還沒有減速，（即y024沒有被置為邏輯1），每一個掃描周期都要調(diào)用電梯上行最近目標(biāo)子程序段p70，看有沒有用戶新的召喚指令，以更改上行目標(biāo)樓層。并不斷的把電梯的當(dāng)前層數(shù)值d100

41、和上行最近目標(biāo)d101進(jìn)行比較，如果比較的結(jié)果是電梯的當(dāng)前小于電梯的上行最近目標(biāo)，則電梯要繼續(xù)上行，m202置位，并且使的電動機(jī)繼續(xù)正轉(zhuǎn)，y025置位。如果比較的結(jié)果是上行最近目標(biāo)d101等于電梯的當(dāng)前層，意味著電梯快要到達(dá)，要準(zhǔn)備平層，馬上設(shè)置電梯為減速上行置位y024。當(dāng)電梯在減速上行過程中遇到上行平層傳感器x036的隔磁板，發(fā)出的平層信號就復(fù)位拽引電機(jī)的正傳y025線圈和減速線圈y024，設(shè)置電梯的開門標(biāo)志m104為1，以便下一個掃描周期進(jìn)入開門子程序，并調(diào)用p60清除本層的相應(yīng)按鈕狀態(tài)。3.2.12 確定上行最近目標(biāo)子程序段確定上行最近目標(biāo)子程序段，是為了監(jiān)控用戶新的輸入，確定是否需要

42、更改電梯運(yùn)行的目標(biāo)，如當(dāng)電梯已經(jīng)有了目標(biāo)層，并開始移動的時候，比如從一樓到六樓，當(dāng)電梯經(jīng)過二樓時，四樓門廳有人按下門廳的上行按鈕，那么電梯的上行最近目標(biāo)層就應(yīng)當(dāng)改為4，而不是6。在這段子程序中用到了用了一個類似c語言中的switchcase語句的梯形圖結(jié)構(gòu)，根據(jù)一個變量的不同數(shù)值去執(zhí)行相的指令。因為在每個掃描周期電梯的當(dāng)前位置都在發(fā)生改變，而檢測上行最近目標(biāo)只能檢測上行最近目標(biāo)層只能檢測當(dāng)前層一上的層的門廳上行召喚指令，或者廂內(nèi)按鈕的指令。比如當(dāng)前層是當(dāng)前層是四層，上行最近目標(biāo)是6，那么只有按下5樓的門庭上行召喚指令或者廂內(nèi)5樓按鈕才能改變電梯的上行最近目標(biāo)層。而按一樓，二樓和三樓的按鈕的不能

43、響應(yīng)。p0就是確定上行最近目標(biāo)曾子程序的開始，首先要得到當(dāng)前所在的樓層數(shù)，保存到變址寄存器v中，然后根據(jù)v，是用跳轉(zhuǎn)指令cj跳轉(zhuǎn)的相應(yīng)的程序段。如果當(dāng)前的樓層樹是二，那么就直接會跳到p2，這樣就會跳過p1（檢測二樓的按鈕狀態(tài)），如果檢測到p2中的m12（轎廂3樓按鈕）或者m34（三樓門廳上行按鈕）被按下，那么就用3來取代原來的電梯上行最近目標(biāo)層，并跳轉(zhuǎn)的p19，（確定電梯上行最近目標(biāo)子程序的結(jié)束，sret指令），然后繼續(xù)檢測p3中的m13（轎廂三樓按鈕狀態(tài)）和m32（三樓門廳上行召喚按鈕狀態(tài)），如有被按下就用四來取代電梯的上行最近目標(biāo)層，以此類推，繼續(xù)向下檢測，一直到p4，p5，p6。如果到p

44、5都沒有按鈕被按下，那么就進(jìn)入p6，證明電梯已經(jīng)不在上行狀態(tài)了，那么就撫慰m101（電梯上行標(biāo)志），并設(shè)置電梯的空閑標(biāo)志m103為邏輯一，在下一個掃描周期就進(jìn)入電梯的空閑狀態(tài)處理程序。3.2.13 電梯下行主程序段當(dāng)電梯上行標(biāo)志m101復(fù)位并且電梯下行標(biāo)志m102置位的時候說明電梯正處于下行狀態(tài)。當(dāng)電梯在下行的過程中還沒有減速（也就是y024還沒有被置位）在程序掃描的每一個周期都要調(diào)用電梯下行子程序段p20，檢測有沒有新的下行召喚。如有可應(yīng)答的召喚就要修改電梯的下行最近目標(biāo)。在下行的過程中不斷的比較電梯的當(dāng)前層d100和下行最近目標(biāo)d102，如果比較的結(jié)果是電梯的當(dāng)前層高于電梯的下行最近目標(biāo)，

45、置位m200，說明電梯還沒有到達(dá)?？空?，需要繼續(xù)下行，使得電梯拽引電梯繼續(xù)逆轉(zhuǎn)，也就是是置位y026。下行一直到電梯的行最近目標(biāo)和電梯的當(dāng)前層相等的時候，并且下行減速傳感器接通，說明電梯已經(jīng)到達(dá)需要?？康臉菍樱枰獮槠綄訙?zhǔn)備，置位y024，使得電梯減速上行。減速上行一直到電梯下行平層傳感器x037接通的時候，說明轎廂已經(jīng)到了平層的準(zhǔn)確位置，復(fù)位拽引電機(jī)反轉(zhuǎn)線圈y026，復(fù)位拽引電機(jī)減速線圈y024。置位開門標(biāo)志m104。以便程序下一個掃描周期進(jìn)入開門子程序段。這是還要調(diào)用清除標(biāo)記子程序，清除本曾的按鈕狀態(tài)。3.2.14 確定電梯下行最近目標(biāo)子程序段確定電梯下行最近目標(biāo)層子程序段的作用是在電梯處于下行的過程中的每一個掃描在周期都檢測是否需要更新電梯下行最近目標(biāo)層，如果需要就進(jìn)行修改，結(jié)構(gòu)和指令和確定電梯上行最近目標(biāo)層子程序段相似，但有點不同。從上邊的梯形圖可以看到在p20的下邊是p26而不是p21，那是因為電梯下行的工程中程序只能掃描當(dāng)前層以下的樓層數(shù)，并且從高層往低層掃描。掃描的過程和確定電梯上行最近目標(biāo)子程序段相似，這里不再說明。知道代碼結(jié)尾處的p21，在所有的按鈕沒有被按下的情況下，取消電梯的下行運(yùn)作狀態(tài)，設(shè)置電梯的空閑