修改基于六層電梯PLC控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、摘 要隨著社會(huì)的發(fā)展，尤其是現(xiàn)代城市的建設(shè)高速發(fā)展所帶來(lái)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(duì)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(gè)致命的缺點(diǎn)安全性差。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、和自動(dòng)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(lái)的繼電器控制，安全性、可靠性得到了質(zhì)的飛越。本文針對(duì)某樓棟六層電梯模型控制系統(tǒng)，對(duì)其PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。其系統(tǒng)控制的核心部分是日本三菱公司制造的FX2NC系列的PLC，其控制適應(yīng)性強(qiáng)、控制速度快、安裝調(diào)試簡(jiǎn)便、運(yùn)行費(fèi)用較低，PLC控制技術(shù)已成為現(xiàn)代電梯控制的一個(gè)熱點(diǎn)

2、。關(guān)鍵詞：PLC 電梯 控制系統(tǒng) AbstractWith 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 people life in the high-rise building of vertical transportation! In the early, when lift

3、 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 theory, the logic of the elevator control is PLC instead of the original relay control, and

4、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 model control system. The core of the system control part is made of mitsubishi Japan FX2NC series of PLC. PLC control technology has become a modern

5、 elevator control of a hot spot. The PLC control has strong adaptability，fast speed，simple installation, lower operation cost. So PLC control technology has become a modern elevator control of a hot spot. Key words: PLC; elevator; control system 目 錄1 緒論11.1電梯國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.2選此課題的意義21.3本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)22電梯的控制32.

6、1電梯控制技術(shù)的發(fā)展32.2電梯的構(gòu)造32.3電梯系統(tǒng)PLC控制42.4電梯的控制要求5電梯控制的功能5電梯的操作方式63 六層電梯控制系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)83.1PLC控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)的選擇與分配83.2 PLC機(jī)型的選擇104 六層電梯控制系統(tǒng)軟件（PLC）設(shè)計(jì)124.1 PLC的編程語(yǔ)言124.2 梯形圖的設(shè)計(jì)124.2.1 開(kāi)關(guān)門環(huán)節(jié)124.2.2 樓層信號(hào)控制環(huán)節(jié)15轎內(nèi)指令信號(hào)控制環(huán)節(jié)16廳外召喚信號(hào)控制環(huán)節(jié)194.2.5 啟動(dòng)換速控制環(huán)節(jié)224.2.6 自動(dòng)選向控制環(huán)節(jié)25致謝27參考文獻(xiàn)281 緒論1.1電梯國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1854年，在美國(guó)紐約舉行的世界博覽會(huì)上， 伊萊沙

7、83;格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的安全升降梯。首先他把貨物放在升降梯平臺(tái)上，再命令他的肋手把平臺(tái)拉到一定的高度，然后再割斷升降梯的提拉纜繩，但是升降梯并沒(méi)有墜落。這就是有史以來(lái)第一部安全升降梯。很久很久以前，人類就學(xué)會(huì)了用升降工具來(lái)運(yùn)輸貨物或者人員，人類的偉大奇跡金字塔在建造時(shí)就大量應(yīng)用了最原始的升降系統(tǒng)，和如今的電梯基本原理如出一轍。但是那時(shí)的升降工具基本上是以人力為動(dòng)力。直到18世紀(jì)中葉后，偉大的的科學(xué)家瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，電梯的升降工具才慢慢的擺脫了人力，而以蒸汽為動(dòng)力。緊隨其后，威廉·湯姆遜研制出用液壓驅(qū)動(dòng)的升降梯，液壓的介質(zhì)是水。但是安全問(wèn)題一直是阻礙電梯

8、發(fā)展的頑疾，因?yàn)橐坏┥堤堇|繩發(fā)生斷裂，負(fù)載平臺(tái)就一定會(huì)發(fā)生墜毀事故。而后來(lái)奧的斯先生的發(fā)明徹底改變了人們對(duì)電梯安全的恐懼感。終于在1889年，美國(guó)奧的斯電梯公司制造出了名副其實(shí)的電梯。最初是用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，通過(guò)蝸輪減速器帶動(dòng)卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂，而后采用按鈕操縱裝置，為操作縱方式現(xiàn)代化開(kāi)了先河。隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，電梯也一直不斷的發(fā)展和完善，在操縱控制方面可以說(shuō)是步步出新手柄開(kāi)關(guān)操縱、按鈕控制、信號(hào)控制、集選控制、人機(jī)對(duì)話等等，多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢(shì)；變速式自動(dòng)人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時(shí)間；

9、不同外形扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。電梯越來(lái)越受到人們的歡迎。1901年我國(guó)最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，從那以后電梯技術(shù)在我國(guó)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。而由美國(guó)奧的斯公司在天津利順德酒店安裝的電梯至今還安全運(yùn)行著，成為我國(guó)最老的電梯之一。新中國(guó)解放后由天津從慶生電機(jī)廠制造的電梯被安裝在天安門，這是由我國(guó)自行制造的第一臺(tái)電梯。改革開(kāi)放后，伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國(guó)的電梯業(yè)也進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期?，F(xiàn)如今電梯已廣泛應(yīng)用在中國(guó)的每一個(gè)城市，電梯給人們生活帶來(lái)了極大的便利，也為我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)在用的電梯多達(dá)34.6多萬(wàn)臺(tái)，且每年還

10、以5萬(wàn)6萬(wàn)臺(tái)的速度增長(zhǎng)，雖然電梯在中國(guó)已有100多年的歷史，但其應(yīng)用的快速增長(zhǎng)卻是在改革開(kāi)放以后，到目前為止，我國(guó)的電梯的技術(shù)水平已趕上了世界的平均水平。1.2選此課題的意義電梯的電氣系統(tǒng)一般由拖動(dòng)系統(tǒng)和信號(hào)控制系統(tǒng)兩部分組成。早期的電氣系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制系統(tǒng)，但是隨著時(shí)代的發(fā)展以及人們對(duì)電梯要求的提高，人們發(fā)現(xiàn)繼電器邏輯控制有些無(wú)法克服的致命的缺點(diǎn)，如控制系統(tǒng)設(shè)備體積大，可靠性差，動(dòng)作速度慢，功能缺少等缺點(diǎn)，正逐漸被人們所淘汰。隨著時(shí)代的發(fā)展電梯的控制系統(tǒng)多采用兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成信號(hào)的采集和控制以及運(yùn)行和功能的調(diào)試，二是采用可編程控制器PLC作為信號(hào)控制單元

11、。而國(guó)內(nèi)大多采用第二種方式，由于前者生產(chǎn)規(guī)模較小，成本高，而PLC它有功能靈活，編程簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性高，噪音小等優(yōu)點(diǎn)，所以現(xiàn)在可編程控制系統(tǒng)已廣泛用于電梯系統(tǒng)控制當(dāng)中。1.3本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)本文主要分為四章，第一章主要介紹電梯發(fā)展的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和選此課題的意義，第二章為電梯的組成、工作原理和電梯控制的功能要求。其中電梯的控制要求是著重點(diǎn)，因?yàn)橹挥邪央娞莸囊蠓治銮宄?，后續(xù)的設(shè)計(jì)工作才能展開(kāi)。在清楚了電梯的工作原理、功能要求后，才真正開(kāi)始了電梯控制的設(shè)計(jì)。電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為第三章硬件和第四章軟件兩個(gè)部分。硬件部分主要介紹了PLC的輸入和輸出I/O端口的選擇與分配和PLC型號(hào)的選擇。

12、軟件部分根據(jù)電梯所要實(shí)現(xiàn)的功能分為六大部分，分別為開(kāi)關(guān)門環(huán)節(jié)、樓層信號(hào)控制環(huán)節(jié)、轎內(nèi)指令信號(hào)控制環(huán)節(jié)、廳外召喚信號(hào)控制環(huán)節(jié)、啟動(dòng)換速控制環(huán)節(jié)和自動(dòng)選向控制環(huán)節(jié)。把這六大部分分別設(shè)計(jì)調(diào)試出來(lái)，再組合，便成了電梯的軟件設(shè)計(jì)部分。2電梯的控制2.1電梯控制技術(shù)的發(fā)展自從電梯產(chǎn)生以來(lái)，電梯的控制系統(tǒng)從初期的繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展到主要的以下幾種控制系統(tǒng)。（1）繼電器電梯控制它是種比較古老的電梯控制系統(tǒng)，是一種邏輯電路控制，它需要的電路器件較多，系統(tǒng)安裝調(diào)試繁瑣，抗干擾能力弱，工作不穩(wěn)定，性價(jià)比不高，現(xiàn)基本上被PLC、單片機(jī)、多微機(jī)控制系統(tǒng)所取代。（2）電梯PLC控制PLC是可編程控制器的簡(jiǎn)稱，它是一種數(shù)字

13、運(yùn)算的電子操作系統(tǒng)，是一種自動(dòng)控制的專用微機(jī)，與繼電器控制系統(tǒng)相比它有明顯的優(yōu)點(diǎn)如適應(yīng)性強(qiáng)、控制速度快、安裝調(diào)試簡(jiǎn)便、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。(3)電梯的單片機(jī)控制單片機(jī)是一種單片微型計(jì)算機(jī)，是一種集成電路芯片，是嵌入式微控制器，采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、 RAM、ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。（4）多微機(jī)控制隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展所帶來(lái)的高層建筑的發(fā)展，人們對(duì)電梯的運(yùn)行速度，控制性能，安全可靠等方面的要求可以說(shuō)越來(lái)越高，這就要求在電梯控制系統(tǒng)中僅僅采用一個(gè)CPU已經(jīng)不能滿足用戶的要求，在這種

14、情況下，多微機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。多微機(jī)控制系統(tǒng)是顧名思義就是系統(tǒng)用到了多個(gè)微處器而不是單個(gè)，可以使多個(gè)處理器之間協(xié)調(diào)高效的完成電梯所需要控制的功能，使資源的利用得到最優(yōu)化、最大化，從而使電梯系統(tǒng)更安全、更可靠、更靈活，但這方面的技術(shù)還太成熟，有待進(jìn)一步的發(fā)展。2.2電梯的構(gòu)造現(xiàn)代電梯主要包括以下幾個(gè)部分：l 曳引系統(tǒng)部分，主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。其主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使電梯能正常的上下運(yùn)行。 l 導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。主要的功能是控制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)，使轎廂和對(duì)重沿著導(dǎo)軌安全的上下移動(dòng)。l 轎廂，也就是運(yùn)送貨物和乘客的電梯車廂，是電梯上下運(yùn)行的工作部

15、分。它主要由吊著轎廂體的轎廂架和轎廂體組成。l 門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開(kāi)門機(jī)，門鎖裝置組成。門系統(tǒng)的主要功能是控制樓層廳門入口和轎廂入口打開(kāi)與關(guān)閉。還得注意在正常工作過(guò)程中門系統(tǒng)中的轎廂門和層門必須保持同時(shí)開(kāi)和同時(shí)關(guān)。l 重量平衡系統(tǒng)，主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。重量平衡系統(tǒng)就是保證轎廂和對(duì)重重量差在可允許的一定的范圍之內(nèi)，只有這們電梯在才能穩(wěn)定、安全的工作。 l 電力拖動(dòng)系統(tǒng)，由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成。其主要功能是為電梯的正常運(yùn)行提供動(dòng)力，并其上下移多的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以到達(dá)安全運(yùn)行的要求。 l 電氣控制系統(tǒng)，主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜)，平層

16、裝置，選層器等組成。顧名思義電氣控制系統(tǒng)也就是電梯正常運(yùn)行的實(shí)際操縱者和控制者。l 安全保護(hù)系統(tǒng)，也就是保證電梯正常安全的運(yùn)行，避免一切威脅人身安全的事故發(fā)生。 其主要由有限速器、安全鉗、緩沖器等裝置組成。1232222255555根據(jù)電梯的構(gòu)造，我們能大概地畫成其拖動(dòng)系統(tǒng)示意圖，可畫成如右圖所示。從圖中我們能更加理解電梯是怎樣運(yùn)行的，以便我們更好的設(shè)計(jì)電梯的控制系統(tǒng)。從圖中我們可以看出，電梯的轎廂和配重通過(guò)曳引輪分別系在鋼絲繩的兩端，而曳引輪是用于減速的機(jī)構(gòu)，再前面就是提供動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)。通過(guò)電機(jī)的拖動(dòng)，帶動(dòng)曳引輪的輪動(dòng)，從而引起電梯的上下運(yùn)動(dòng)。2.3電梯系統(tǒng)PLC控制PLC控制的電梯系統(tǒng)主要

17、由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。如圖31所示為其基本結(jié)構(gòu)圖。轎廂操縱盤廳外呼梯盤安全裝置調(diào)速裝置指層器井道裝置拖動(dòng)控制門機(jī)輸入接口輸出接口CPU存儲(chǔ)器PLC主機(jī)圖31 電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖通過(guò)基本結(jié)構(gòu)圖可知電梯PLC控制系統(tǒng)主要硬件包括PLC、安全裝置、井道裝置、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、拖動(dòng)控制、調(diào)速裝置、門機(jī)等。通過(guò)圖可知PLC主機(jī)是系統(tǒng)的核心部分。安全裝置、井道裝置、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤以及門機(jī)等信號(hào)通過(guò)PLC的輸入接口送入PLC，經(jīng)過(guò)PLC一系列的運(yùn)算和控制，通過(guò)PLC的輸出接口把輸出信號(hào)送入到轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、拖動(dòng)控制、調(diào)速裝置、門機(jī)等，以達(dá)到

18、對(duì)電梯的實(shí)際控制。2.4電梯的控制要求2.4.1電梯控制的功能作為用于樓層的運(yùn)輸?shù)慕煌üぞ?，電梯的安全運(yùn)行的重要性可想而知，是電梯最重要的的技術(shù)指標(biāo)，如果電梯的安全受到質(zhì)疑，那么這種電梯也就完全沒(méi)有實(shí)用性，所以通過(guò)分析可知要保證電梯的安全運(yùn)行必須要滿足以下要求：1. 電梯運(yùn)行的位置必須時(shí)時(shí)都要通過(guò)信號(hào)的采集指示出來(lái)，轎廂中的乘客和門廳中等待的乘客任何時(shí)候都要知道電梯的位置，同樣電梯的控制系統(tǒng)必須通過(guò)其位置信號(hào)才能進(jìn)行下一部工作。傳統(tǒng)的的電梯的位置信號(hào)一般由設(shè)在井道中的磁感應(yīng)器提供，這種磁感器一般用的是干簧管磁感應(yīng)器。2. 對(duì)于每層廳門外，都應(yīng)該設(shè)有上/下呼叫開(kāi)關(guān)（最頂層和起始層只設(shè)一只）、電梯

19、方向指示燈和能顯示電梯當(dāng)前層號(hào)的指示燈。3. 電梯的轎廂，轎廂內(nèi)應(yīng)設(shè)有電梯運(yùn)行的方向指示燈、顯示電梯當(dāng)前層號(hào)的指示燈以及強(qiáng)制開(kāi)門和關(guān)門按鈕。4. 自動(dòng)定向和換向，當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上選層指令相對(duì)于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，當(dāng)電梯完成所有的全部順指令后，應(yīng)能自動(dòng)換向，應(yīng)答乘客相反方向的運(yùn)行要求。5. 轎廂的啟動(dòng)和運(yùn)行的要求，在電梯確定方向后，轎廂門關(guān)好門，電梯運(yùn)行的起始階段是電梯的加速階段，其后是速度相對(duì)穩(wěn)定階段，當(dāng)將到目的層時(shí)，進(jìn)入減速階段，到了平層后停車（一般轎廂的底與門廳“地平面”相差不超過(guò)5mm）。這樣就相對(duì)保證了乘客的舒適性。6. 對(duì)電梯開(kāi)門和關(guān)門的

20、控制要求，電梯到了目的層后應(yīng)有手動(dòng)和自動(dòng)開(kāi)關(guān)門的功能。當(dāng)電梯到站后，一般在36秒后自動(dòng)關(guān)門，也可在自動(dòng)關(guān)門到來(lái)之前按下關(guān)門鈕，電梯將提前關(guān)門，且在門未關(guān)到位時(shí)，強(qiáng)按開(kāi)門按鈕，門將重新打開(kāi)；電梯的自動(dòng)開(kāi)門待客，當(dāng)電梯停在某站時(shí)，在層樓中按下召喚按鈕（上或者是下）電梯將自動(dòng)開(kāi)門。7. 呼梯記憶與順向截停，對(duì)于層外的呼梯信號(hào)，電梯能存儲(chǔ)，電梯先運(yùn)行方向一致的召喚，并逐一停站答復(fù)，再運(yùn)行相反方向的信號(hào)。8. 當(dāng)電梯在完成全部指令后，電梯應(yīng)停在當(dāng)前樓層，停下來(lái)等待下欠召喚信號(hào)。2.4.2電梯的操作方式常見(jiàn)的電梯的操作方式有單轎廂下集選和單轎廂全集選。l 單轎廂下集選雖是控制登記所有轎廂和廳門下行召喚，轎

21、廂上行只答應(yīng)轎廂召喚，不停下應(yīng)答上行是所有電梯的召喚，直到最高層后自動(dòng)向下行，再應(yīng)答門廳下行召喚。l 單轎廂全集選，它對(duì)轎廂內(nèi)和樓層召喚指令有記憶作用，能自動(dòng)關(guān)門起動(dòng)，對(duì)于同一方向的能逐一應(yīng)答，應(yīng)答完同一方向后再回答相反方向的，當(dāng)執(zhí)行完所有的指令后，電梯能自動(dòng)關(guān)門，并處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)再有召喚信號(hào)時(shí)，能重新起動(dòng)。3 六層電梯控制系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)3.1PLC控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)的選擇與分配我們可以根據(jù)電梯的層數(shù)，梯形、功能要求和控制方式的要求，先確定PLC的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的數(shù)量。電梯系統(tǒng)PLC I/O分配表輸入端口輸出端口檢修開(kāi)關(guān)按鈕X0六層位置指示燈Y0五樓上行召喚開(kāi)關(guān)X1五層位置指示燈Y1

22、四樓上行召喚開(kāi)關(guān)X2四層位置指示燈Y2三樓上行召喚開(kāi)關(guān)X3三層位置指示燈Y3二樓上行召喚開(kāi)關(guān)X4二層位置指示燈Y4一樓上行召喚開(kāi)關(guān)X5一層位置指示燈Y5六層下行召喚開(kāi)關(guān)X6一層上呼指示燈Y6五層下行召喚開(kāi)關(guān)X7二層上呼指示燈Y7四層下行召喚開(kāi)關(guān)X10三層上呼指示燈Y10三層下行召喚開(kāi)關(guān)X11四層上呼指示燈Y11二層下行召喚開(kāi)關(guān)X12五層上呼指示燈Y12六層感應(yīng)器X13二層下呼指示燈Y13五層感應(yīng)器X14三層下呼指示燈Y14四層感應(yīng)器X15四層下呼指示燈Y15三層感應(yīng)器X16五層下呼指示燈Y16二層感應(yīng)器X17六層下呼指示燈Y17一層感應(yīng)器X20開(kāi)門指示Y20六層內(nèi)選按鈕X21關(guān)門指示Y21五層

23、內(nèi)選按鈕X22上行接觸器Y22四層內(nèi)選按鈕X23下行接觸器Y23三層內(nèi)選按鈕X24快速接觸器Y24二層內(nèi)選按鈕X25快加速接觸器Y25一層內(nèi)選按鈕X26第一慢加速接觸器Y26上平層感應(yīng)器X27第一慢加速接觸器Y27下平層感應(yīng)器X30上強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān)X31上強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān)X32開(kāi)門按鈕X33關(guān)門按鈕X34開(kāi)門到位開(kāi)關(guān)X35關(guān)門到位開(kāi)關(guān)X36PLC輸入端口u 輸入端口中配有檢修開(kāi)關(guān)，用于電梯出現(xiàn)故障時(shí)，電梯維修人員維修所用。檢修開(kāi)門端口為X0u 分配表中樓層上召喚按鈕16層共有X1X5五個(gè)輸入端口，由于最高只有六層所以在六層沒(méi)有上召喚按鈕，用于廳外乘客發(fā)出上行召喚信號(hào)。u 樓層下召喚按鈕16層也有X6

24、X12五個(gè)輸入端口，同樣在最底層不需要下召喚開(kāi)關(guān)，用于廳外乘客發(fā)出下行召喚信號(hào)。u 為了電梯能接受到電梯準(zhǔn)確無(wú)誤的到站，每層都井道中都裝有感應(yīng)器，以采納電梯到站信號(hào)，這些信號(hào)分別與PLC的X13X20相連接。當(dāng)這些輸入端口接通時(shí)，表示電梯正好到了相應(yīng)的平層位置。u 電梯轎廂內(nèi)的16層可選開(kāi)關(guān)與PLC的X21X26輸入端口相連，便于轎廂內(nèi)乘客對(duì)目的樓層的選擇。u 上下平層感應(yīng)器分別與X27、X30相連接，用于檢測(cè)電梯是上行還是下行，這些感應(yīng)器裝在轎廂頂部，與井道相應(yīng)位置上的隔磁鋼板，相互接應(yīng)。u 為了保證電梯的安全運(yùn)行在電梯的井道的最高層（六層）和最低層（一層）中分別裝有下上強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān)，電梯運(yùn)

25、行最高層或者最低層時(shí)，如果電梯的正常的換速控制沒(méi)有得到響應(yīng)，碰撞這兩個(gè)開(kāi)關(guān)使得電梯強(qiáng)迫減速，這兩個(gè)開(kāi)關(guān)與輸入端口的X31和X32相連。u 開(kāi)門按鈕和關(guān)門按鈕分別與端口X33、X34相連。用于司機(jī)手動(dòng)開(kāi)、關(guān)控制。u 開(kāi)門和關(guān)門到位開(kāi)關(guān)X35與X36用于檢測(cè)電梯門的開(kāi)關(guān)是否到位。PLC輸出端口樓層位置顯示燈一至六樓分別是Y0Y5輸出端口，Y6Y12是一至五層上召喚指示燈，Y13Y17是二至六層下召喚指示燈，Y20、Y21為開(kāi)門和關(guān)門輸出端口，Y22、Y23為上下行接觸器端口、Y24、Y25為快速接觸器和快加速接觸器，Y26、Y27為第一慢加速接觸器和第二慢加速接觸器。3.2 PLC機(jī)型的選擇根據(jù)以

26、上PLC的現(xiàn)場(chǎng)輸入端口31個(gè)和輸出端口的個(gè)數(shù)為24個(gè)，總共有58端口用到，我們可以用選擇三菱公司制造的FX2N-64MR型PLC，該P(yáng)LC基本單元輸入點(diǎn)有32個(gè)，輸了點(diǎn)有32個(gè)，能滿足要求。我們根據(jù)其I/O端口的分配表可畫出其系統(tǒng)PLC的接線原理圖，如下圖所示。圖3-2 PLC接線圖4 六層電梯控制系統(tǒng)軟件（PLC）設(shè)計(jì)4.1 PLC的編程語(yǔ)言PLC之所以稱之為可編程控制器，顧名思義PLC所實(shí)現(xiàn)的控制功能是通過(guò)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。到目前為止，PLC常用的編程語(yǔ)言有：梯形圖、布爾助記符、功能圖、功能表圖、結(jié)構(gòu)語(yǔ)句等。其中最為常用的就是梯形圖，本文用的就是梯形圖。（1） 梯形圖，最為常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)

27、言，它是用梯形圖的圖形符合來(lái)表示的。因?yàn)樵诠I(yè)控制過(guò)程的早期，繼電器邏輯控制技術(shù)被廣泛的使用，而PLC所用的梯形圖，正是從這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來(lái)的，所以現(xiàn)在一直被廣泛的應(yīng)用。（2） 布爾助記符，是用布爾助記符來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它與計(jì)算機(jī)在匯編語(yǔ)言極為相似，操作功能就是用布爾助記符來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（3） 功能圖，是用功能模塊來(lái)表示模塊所具有的功能。（4） 功能表圖，用功能表圖來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它是近年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的。（5） 結(jié)構(gòu)語(yǔ)句，是用結(jié)構(gòu)化的描述語(yǔ)句來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它與高級(jí)語(yǔ)言較為相似，在大中型的PLC系統(tǒng)中應(yīng)用的比較多。4.2 梯形圖的設(shè)計(jì)一般來(lái)了講對(duì)于復(fù)

28、雜的程序設(shè)計(jì)，都是按照一個(gè)個(gè)實(shí)現(xiàn)功能的環(huán)節(jié)組合而成，這樣對(duì)于程序員來(lái)說(shuō)，使得程序設(shè)計(jì)思路清晰明朗，效率得到大大的提高，然后再把所有的環(huán)節(jié)組合在一起，也就形成了完整的程序，對(duì)讀者來(lái)講讀懂顯得更方便。在本文電梯的梯形圖的設(shè)計(jì)里，用的就是這種方法。我們可把梯形圖的設(shè)計(jì)分為五大環(huán)節(jié)部分，分別是開(kāi)關(guān)門環(huán)節(jié)、樓層信號(hào)控制環(huán)節(jié)、轎內(nèi)指令信號(hào)控制環(huán)節(jié)、廳外召喚信號(hào)控制環(huán)節(jié)、啟動(dòng)換速控制環(huán)節(jié)。 開(kāi)關(guān)門環(huán)節(jié)圖4-21a圖4-21b電梯的開(kāi)門梯形圖如圖4-21a和圖4-21b所示。電梯的開(kāi)關(guān)門所需要的功能主要有以下幾點(diǎn)（1） 檢修時(shí)。電梯在出現(xiàn)故障需要檢查或者維修時(shí)，電梯必須停下正常工作，且開(kāi)關(guān)門應(yīng)由維修人員，手動(dòng)

29、按開(kāi)關(guān)按鈕，實(shí)施手動(dòng)開(kāi)門與關(guān)門。（2） 電梯到達(dá)平層時(shí)。電梯到達(dá)目的樓層時(shí)，電梯應(yīng)能自動(dòng)開(kāi)門，而不需要按開(kāi)門開(kāi)關(guān)。（3） 電梯在關(guān)門不到位時(shí)的重新開(kāi)門。在電梯關(guān)門進(jìn)行時(shí)，按下開(kāi)門按鈕，電梯能重新開(kāi)門，在電梯的關(guān)門的過(guò)程中，若有人或者其他物體夾在兩門之間時(shí)，在電梯碰觸到物體時(shí)，電梯能馬上重新開(kāi)門，且兩門之間的壓力應(yīng)相當(dāng)小，電梯就馬上自動(dòng)執(zhí)行開(kāi)門動(dòng)作。（4） 呼梯開(kāi)門。在電梯在到達(dá)某層后，電梯停在該層，當(dāng)有人在廳門外按下召喚電梯按鈕時(shí)，電梯馬上先確定好電梯的運(yùn)行方向，并起動(dòng)運(yùn)行，到達(dá)所召喚樓層時(shí)，再開(kāi)門。（5） 電梯停用時(shí)。在電梯完成了所有的命令后，電梯在開(kāi)門后36秒內(nèi)（本文是3秒）能馬上自動(dòng)關(guān)門

30、并停在當(dāng)前樓層。（6） 電梯在運(yùn)行前的關(guān)門。為了安全起見(jiàn)，電梯在運(yùn)行時(shí)必須保證電梯的轎門和樓層的廳門時(shí)時(shí)同開(kāi)或者同關(guān)，且必須在這兩個(gè)門都關(guān)好后電梯才能上行或者下行。 樓層信號(hào)控制環(huán)節(jié)根據(jù)達(dá)到控制的要求，樓層信號(hào)控制環(huán)節(jié)的梯形圖如圖4-22所示。我們先假設(shè)電梯原停在二層，則根據(jù)梯形圖可知，X17和Y4就馬上會(huì)接通，從PLC的接線圖可以看出樓層顯示燈馬上就會(huì)亮，表示電梯正在二樓，現(xiàn)在如果電梯向三樓上行，電梯離開(kāi)二層，X17會(huì)斷開(kāi)，但是由于自保持的作用Y4不會(huì)馬上斷開(kāi)，電梯一直顯示為一層，當(dāng)?shù)竭_(dá)三層時(shí)，X16會(huì)馬上接通，Y3也就接通，從而導(dǎo)致Y4的斷開(kāi)，電梯顯示燈此時(shí)也就顯示三樓，同時(shí)由Y4控制的二

31、樓顯示燈也就會(huì)熄滅。其他各層工作原理也如此，這里就不一一介紹。圖4-22 樓層信號(hào)控制轎內(nèi)指令信號(hào)控制環(huán)節(jié)圖4-23 轎內(nèi)指令信號(hào)控制轎內(nèi)指令信號(hào)控制環(huán)節(jié)的梯形圖如圖4-23所示，該梯形圖用到了M111M116（繼電器出錯(cuò)）六個(gè)中間繼電器，為了表示16層轎內(nèi)信號(hào)的登記。當(dāng)這六個(gè)繼電器有一個(gè)或者幾個(gè)接通時(shí)，表示相應(yīng)的樓層轎內(nèi)指令被登記，如果沒(méi)有導(dǎo)通則就表示相應(yīng)的樓層指令信號(hào)被消除。梯形圖中用到是SET置位和RST復(fù)位兩個(gè)應(yīng)用指令，來(lái)控制中間繼電器的接通與斷開(kāi)狀態(tài)。也就是各層轎內(nèi)指令的登記和消除用得都是這兩個(gè)應(yīng)用指令。現(xiàn)在人們可假設(shè)電梯停在三樓，則由梯形圖和I/O端口圖可知，此時(shí)上下接觸器都是斷開(kāi)

32、狀態(tài)，對(duì)應(yīng)著Y22和Y23都處于導(dǎo)通狀態(tài)，現(xiàn)乘客如果按下轎內(nèi)指令按鈕X21和X22，也就是表示現(xiàn)在目的層為五樓和六樓，隨著X21和X22的接通控制五樓和六樓的中間繼電器M112和M111就會(huì)在SET指令作用下置位導(dǎo)通，也就是說(shuō)五樓和六樓轎內(nèi)指令被登記。當(dāng)電梯上行到五樓時(shí)，Y1（五層位置指令）就會(huì)接通，使得M112復(fù)位，五樓轎內(nèi)指令也就被消除，但是此時(shí)Y0（六層位置指令）并沒(méi)有接通，M111就不符合復(fù)位的條件，M111處于接能狀態(tài)，六樓轎內(nèi)指令并沒(méi)有消除，等電梯到了六層后，Y0導(dǎo)通，M111被復(fù)位轎內(nèi)指令才完全被消除。其他樓層同理。廳外召喚信號(hào)控制環(huán)節(jié)廳外召喚信號(hào)控制環(huán)節(jié)的梯形圖如圖4-2.4所

33、示，從圖中我們可以看看出該梯形圖與轎內(nèi)指令信號(hào)的梯形圖十分相似，其實(shí)它所實(shí)現(xiàn)的功能與后者也基本相同，說(shuō)是實(shí)現(xiàn)了廳外召喚信號(hào)的登記和消除。同樣我們先假設(shè)電梯先停好在二層，現(xiàn)在四層和五層的乘客欲乘電梯上行，同時(shí)在廳外四層還有乘客想下行，那么他們會(huì)按下控制X2、x10、X1的按鈕，根據(jù)圖可知，X1、X2和X10會(huì)導(dǎo)通，則在應(yīng)用指令SET下Y11、Y12和Y15會(huì)置位導(dǎo)通，司機(jī)接到這些信號(hào)后就會(huì)使電梯上行，M130也就會(huì)導(dǎo)通。所以當(dāng)電梯到了四層時(shí)，Y2導(dǎo)通，Y11被復(fù)位，四層上召喚指示燈熄滅，但是此時(shí)，Y12還是導(dǎo)通狀態(tài)，所以電梯會(huì)繼續(xù)上行，M130也就一直處于ON狀態(tài)，所以電梯先并不會(huì)響應(yīng)四層廳外乘

34、客下行的要求，同時(shí)下召喚指示燈仍然亮著，當(dāng)電梯到了五層后，Y12就會(huì)斷開(kāi)，五層上召喚指示燈熄滅，熄滅后，M130就處于OFF狀態(tài)，而M131處于ON狀態(tài)，電梯就會(huì)下行。當(dāng)電梯到了四層后。M131為ON，Y2為OFF，其下召喚信號(hào)Y15才會(huì)被復(fù)位。這樣設(shè)計(jì)也就清除了與電梯運(yùn)動(dòng)方向一致的召喚信號(hào)這一控制要求。 圖4-24 廳外召喚信號(hào)控制 啟動(dòng)換速控制環(huán)節(jié)電梯的啟動(dòng)和換速對(duì)電梯的安全運(yùn)行尤為重要，電梯必須在轎廂門和樓層廳門都關(guān)好后電梯才能啟動(dòng)運(yùn)行，電梯先是作加速運(yùn)動(dòng)，然后相對(duì)的穩(wěn)速，最后將要到達(dá)目的層時(shí)，再作減速運(yùn)動(dòng)，直到平層電梯停止這們要求無(wú)疑不是給電梯里的乘客舒適感。啟動(dòng)環(huán)節(jié)控制的梯形圖如圖4

35、-2.5a所示，換速控制環(huán)節(jié)梯形圖如4-2.5b所示。圖4-25a 啟動(dòng)環(huán)節(jié)控制圖4-25b 換速控制環(huán)節(jié)圖4-25c 如圖4-25a和圖4-25b梯形圖所示,當(dāng)電梯同時(shí)關(guān)好樓層廳門和轎廂門之后，電梯進(jìn)入自動(dòng)選向上環(huán)節(jié)，假設(shè)電梯為上行，從圖中我們可以看出M130變?yōu)镺N，上行接觸器Y22變?yōu)镺N，則M143變?yōu)镺N。又因?yàn)閅25常閉，所以Y24變?yōu)镺N，T1就開(kāi)始計(jì)時(shí)，0.2秒后T1接觸器變?yōu)镺N，Y26為ON。此時(shí)每當(dāng)轎內(nèi)指令換速時(shí)，從圖4-25c中換速信號(hào) M134復(fù)位為ON，從而發(fā)出換速信號(hào)?，F(xiàn)在再假設(shè)有4層轎內(nèi)指令登記，則Y3變?yōu)镺N，當(dāng)電梯運(yùn)行到第4層時(shí)M114為ON，M134變?yōu)镺

36、N從而發(fā)出換速命令。至此把以上可實(shí)現(xiàn)各主要功能控制的梯形圖環(huán)節(jié)合并起來(lái)，也就構(gòu)成了PLC電梯控制的梯形圖程序。 自動(dòng)選向控制環(huán)節(jié)圖4-26 自動(dòng)選向控制致謝 經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的不斷的努力，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在開(kāi)始接到這個(gè)課題時(shí)我相當(dāng)茫然，但是我不斷通過(guò)書店、圖書館和互聯(lián)網(wǎng)等尋找有關(guān)“基于PLC的六層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的資料，清楚地了解到了電梯的工作原理，以及經(jīng)典的用PLC工業(yè)控制的設(shè)計(jì)實(shí)例，再結(jié)合自己所學(xué)過(guò)的PLC（三菱）可編程器的有關(guān)知識(shí)，我開(kāi)始對(duì)六層電梯PLC控制有了自己的思路。為了更好地理清自己的思路和完成我的設(shè)計(jì)任務(wù)，于是我把設(shè)計(jì)思路分成了幾個(gè)模塊，再根據(jù)自己的模塊，按照時(shí)間分配好自己的任務(wù)。我就有針對(duì)性的逐個(gè)完成給自己設(shè)定好的階段性目標(biāo)。在前期，我發(fā)現(xiàn)查閱資料也是一個(gè)不容缺少的能力。有關(guān)這