四層電梯；PLC；控制系統(tǒng)

緒論1.1本課題的目的及意義電梯已經誕生了很久，現在的高層建筑物基本上都會安裝電梯來使人們生活更舒適和輕松。不過電梯安全性的缺失一直是大家心里所擔憂的一點還有制造的資金都是一筆不菲的費用，同樣的在控制技術方面也有不少不夠好的地方。大部分傳統(tǒng)電梯它的元件多、線路也十分的復雜，因此操作人員還有維修人員都會很不方便去操作和維修。因為有的電梯沒有報警和手動停止這些功能，于是使電梯的控制方面上有不少缺陷，沒有考慮到乘客的安全。所以對老式的傳統(tǒng)電梯的缺點，可以通過使用PLC對電梯系統(tǒng)進行改造。改進的方式主要就以歐姆龍PLC為主要的核心，對PLC的強大控制功能加以利用，實現利用PLC來控制電梯的啟動、停止、運行等各種功能。并且梯形圖程序在模擬調試的時候可以很直接的看出四層電梯的停止、啟動、運行等過程。本設計也有一定的規(guī)律性，也可以很方便的用于去控制其它的樓層。本設計調試結果得出，該系統(tǒng)在可靠性、精確性、適用性和控制安全可靠性等方面，都比傳統(tǒng)的老式地那題好得多，并且達到了設計的要求。本設計不僅僅只是能通過PLC來控制電梯的升降和在乘客遇到問題時視情況自動停止電梯和報警等功能。更多的是在能滿足正常功能的情況下保證了乘客的安全，節(jié)約資源，提供控制技術，方便了操作與控制人員的工作。1.2電梯控制技術的國內外發(fā)展現狀國內電梯控制系統(tǒng)在最早的時候，大多數都是通過繼電器電路對電梯信號進行邏輯控制，但是由于繼電器控制系統(tǒng)故障率高，從而使電梯的運行可靠性與安全性變得很低，因為明顯的缺陷所以現在已經逐漸被時代所淘汰。電梯的控制技術現在采用的方式主要有兩種，一種是用PLC來取代微機信號集選控制和以前的繼電器控制；第二種控制方式是采用微機作為控制單元，它可以完成電梯信號的采集還有運行狀態(tài)和功能設定，從而使電梯擁有自動調度和集選運行功能。時下，國內廠家的選擇基本都是實用第一種控制方式，之所以選第一種是因為它有兩個優(yōu)點：第一點是生產規(guī)模較小而且自己設計和制造微機控制裝置的開銷和成本都很高；第二點是由于可編程邏輯控制器優(yōu)點有很多，它不僅具有簡單且靈活的程序設計還有生產規(guī)模比較小，控制穩(wěn)定可靠，成本低這些優(yōu)點。除這些之外還具有抗干擾能力強以及強大的網絡通訊功能等特點，綜合這些之后，國內就大規(guī)模的利用PLC來控制中小型的電梯控制系統(tǒng)，用可編程邏輯控制器來替代微機實現信號集選控制，正因為它的種種優(yōu)點，所以國內的電梯行業(yè)廣泛的利用了PLC來控制電梯系統(tǒng)這項技術。繼電器控制方式是國內電梯最開始使用的控制方式，這種硬布線的邏輯控制方式的特點是原理直觀、簡單。但缺點也很明顯比如：繼電器控制系統(tǒng)不僅故障率高、通用性差，更重要的是使得電梯的運行安全性和可靠性降低了，這種故障率高、接線難并且設備龐大的邏輯控制系統(tǒng)已經漸漸淘汰。隨著科技的進步，繼電器已經逐漸的被國內大多公司淘汰，現在國內公司大多利用PLC來取代繼電器作為電梯的控制系統(tǒng)。采用PLC的原因是因為繼電器控制方式和微機信號集選控制方式都有各自的不可磨滅的缺陷，所以目前電梯控制系統(tǒng)大多數都被這種控制方式取代?？删幊炭刂破鞯膬?yōu)點有它無需較大的生產規(guī)模，而且該程序設計具有編程簡單、控制方便靈活、運行可靠穩(wěn)定、成本低、抗干擾能力強以及強大的網絡通訊功能等特點。所以國內已經將PLC作為電梯控制系統(tǒng)的常規(guī)用品了，因此在國內電梯行業(yè)發(fā)展中大規(guī)模的使用了可編程邏輯控制器控制。不止是國內，國外一開始控制電梯的運行也是采用了繼電器控制方式，但隨著時間和科技的進步，這種控制方式已經被淘汰，所以國外也用可編程邏輯控制器取代了繼電器控制。控制技術是電梯的核心部分之一，某種意義決定了這個電梯到底可不可行，不管是安全還是功能上來看，所以，電梯的控制技術是電梯的一個重中之重的部分。1.3電梯的分類利用轎廂通過固定的軌道講物品或乘客豎直方向送到某位置的固定設備是電梯。一般來說無論它的驅動方式是什么樣的，電梯都能是建筑內部垂直運輸貨物或者人的交通工具總稱。所以通過對建筑內部環(huán)境的改變，可以設計出各類電梯。所以就有電梯的分類，基本分類方法如下。1.按用途分類通過用途分類，電梯可以分為乘客電梯、病床電梯、住宅電梯、客貨電梯、載貨電梯、汽車電梯、觀光電梯、特種電梯、雜物電梯。2.按驅動方式分類通過驅動方式分類，電梯可以分為直流電梯、交流電梯、螺桿式電梯、液壓電梯、齒輪齒條電梯、直線電動機驅動的電梯。3.按速度分類按速度分類，電梯可以分為低、中、高、超高速電梯。4.按電梯有無司機分類按電梯有無司機分類，電梯可以分為有或者無司機電梯和有/無司機電梯。5.按操作控制方式分類按操作控制方式分類，電梯可以分為手柄開關操縱、并聯控制、信息控制、按鈕控制、集選控制、群控電梯。1.3電梯的工作電梯是一種簡單的設備，用于節(jié)省人力。當人們下來時，電纜和制動器的損失很小。升降機安裝組成封面設計，供應交付安裝，乘客電梯的測試和調試。它還包括繩輪安排。機器應直接放在機房平板上的起重通道上方。該車應為安裝在車架上，使振動和噪音降到最低，使乘客在旅途中感到舒適。電梯的控制可以自動或手動進行。電梯的調速系統(tǒng)稱為電梯轎廂由沉重的配重平衡，該配重的重量與電梯轎廂的重量幾乎相等已滿載。電梯上升時，配重下降，反之亦然。配重減少電機需要消耗的能量。安全制動器可防止電梯轎廂墜落地板。什么時候轎廂中有過載，則蜂鳴器應在此期間運行，并且門將一直打開，直到不過載為止。轎廂內應在天花板上安裝LED燈和風扇。電梯具有傳感器，僅在以下情況下風扇才運轉電梯內至少有一個人，轎廂對乘客來說是平整的。車門可防止騎手掉入井道。急停按鈕位于每個駕駛室的內部按鈕面板上。一種無論電梯在豎井中的哪個位置，乘客都可以按此按鈕停止電梯。系統(tǒng)整體設計通過對基于PLC的多層電梯控制系統(tǒng)設計背景的介紹，對多層的發(fā)展現狀、目的和意義以及主要研究內容的分析，基本上了解了此次課題設計的基本要求。接下來首先介紹對于方案的選擇與確定，然后介紹系統(tǒng)整體結構框圖的設計。總體框架圖對整個系統(tǒng)的結構進行整體的設計，由于所設計的是多層電梯控制，因此系統(tǒng)的整體結構上需要的元器件就比較多，相互之間的輸入輸出關系也比較多。系統(tǒng)結構框架圖如圖2-1所示。轎廂操作盤：轎廂操作盤有和外部交流的對講機，方便與轎廂外部聯系。當電梯故障時，可以按下操作盤上的故障按鈕向電梯外進行呼救，讓電梯外的人知道有人被困。還有選層按鈕，用于乘客選擇所去樓層。還有手動開關門等功能。廳外呼梯：用來在電梯外部呼叫電梯，有選層按鈕用來告訴電梯乘客所去樓層，還有開關門按鈕。井道裝置：井道是電梯用來進行上下垂直運動的空間。由三部分構成，井道低、頂板和井道壁。同時為了防止電梯發(fā)現沖頂這樣的意外情況，還應該在電梯運行最高處和井道頂板增加一段空間，這個空間長度由電梯速度來決定。井道裝置還應該有一些緩沖器之類的裝置。安全裝置：安全裝置有兩部分組成，分別為機械安全保護裝置和電氣安全保護裝置。限速器和安全鉗、緩沖器、制動器、層門門鎖與轎門電氣聯鎖裝置、門的安全保護裝置、轎頂安全窗、轎頂防護欄桿、護腳板等都是機械安全保護裝置；電氣的安全保護有防護人直接觸電、防護人間接性的觸電、電氣故障時的保護與電氣安全裝置等，雖然分為兩部分，但有一部分機械安全裝置是需要電氣方面的配合和聯鎖裝置才能完成其動作和可靠的效果，起到多重保護的效果。指層器：可以顯示當前所在樓層，讓乘客了解自己所在的位置。一般都處在轎廂操作盤的上方。拖動裝置：拖動裝置的作用是讓電梯能夠正常運動。調整器：具有輸入電源斷相、過電流、晶閘管過熱等保護功能。圖2-1系統(tǒng)結構框圖使用PLC的優(yōu)勢本課題所設計的多層電梯控制系統(tǒng)是采用了歐姆龍的PLC，相對于其他PLC的品牌，歐姆龍的PLC應用更加廣泛，而且所涵蓋的范圍也廣。對于高端、中端、低端的場合都有所涵蓋。并且十分嚴謹和成熟，市場占有率非常高。PLC是一種新的科技從而出現的編程軟件。具有應用簡便的優(yōu)點，比如應用靈活而且方便用戶安裝。編程比較簡單容易理解，使用者不用對計算機有很深入的了解和研究。使用者也可以更安全地操作并且維修簡單。還有可靠性高，抗干擾性和環(huán)境的適應性能力都很強，功能完善，具有成熟的工控網絡體系，通信方便也可以進行實時的遠程監(jiān)控。同時PLC是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)進化來的，于是它在數字處理丶順序控制等方面是有提升和優(yōu)勢的。對比繼電器性價比也更高，主要從方便操作的工作人員在現在更改程序而且使用丶維護丶維修起來輕松方便可以看出。方案要求現在確定了控制的方案和方式，通過歐姆龍CPM1A進行控制。然后對方案的要求進行研究。一般控制要求應該有符合國家的相關標準，設計出的控制系統(tǒng)應符合故障安全準則，電梯應該具有維修控制功能，樓層和方向應該有顯示屏顯示出來，電梯運行時候應該有同向優(yōu)先等原則，應該有自動調整功能。方案設計本設計是基于PLC的四層電梯控制系統(tǒng)，電梯作為日常生活的一部分。除了基本要求外。安全和便利性也是十分重要的，首先考慮當電梯開關門的時候加入光幕系統(tǒng)，防止門夾到人或者物品，在此之上還應該加入安全門，同樣也是防止人被門夾住這種危險情況，在安全和正常門還應加上聯鎖，至少有雙重的保護。在電梯里加入剎車系統(tǒng)用來控制電梯拽引機器部分啟動制動器，讓電梯在上升下降最后能夠及時的停止。在最高最低位置加入限位開關,電梯到達最高或者最低位置都不能運行。還有越程開，防止電梯沖頂或者沉底。并且還要在最高最低位置加入緩沖器，減少電梯沖頂或者沉底的沖量。為了防止由于吊重鋼絲斷裂，繩槽打滑等導致轎廂發(fā)生墜落，所以加入在切斷控制電源的同時還能使電梯不繼續(xù)降落的安全鉗。還應有限速器防止電梯速度超過正常行駛速度，同時在此之上還應加入限速鋼絲繩開關，當繩子斷掉時，可以切斷電源，讓電梯不能繼續(xù)運行。避免因為電氣設備的損壞，而使電梯金屬部分發(fā)生觸電事故，所以應該加入安全接地裝置。還有超載檢測系統(tǒng)，超載時候電梯不能運行，滿載時，電梯會提示滿載。電梯還應加入控制系統(tǒng)的自動檢測，每段時間都會另外運行一次系統(tǒng)，如有故障電梯應先自動檢修同時發(fā)出故障信號給后臺人員。無法自動檢修電梯停止運行。安全是電梯的重中之重，在電梯的便利性我們也應多加思索。作為一個日常生活的用品，首先就應該是很容易操作，他的操作系統(tǒng)對乘客而言必須的簡單的。所以會在電梯門外增添顯示屏給予一些提示的操作，也會告訴乘客電梯的運行狀態(tài)。電梯內部同樣會有相似的系統(tǒng)，也可以在電梯內部裝上鏡子這樣會使空間顯著不那么擁擠，也不會過于封閉。電梯內還應裝上照明燈，電梯只要不是靜止狀態(tài)，燈就會自動亮。在電梯服務方面還應有更多的提升。本章小結本章首先介紹了基于PLC的多層電梯設計的主要控制方案，把這一部分確定來下，那么就相當于確定了大的方向。其次對總體設計方案進行大致描述，介紹了系統(tǒng)結構框圖也就相當于介紹了本實驗的主體輪廓。硬件設計本章主要描述了，該課程設計的硬件設計。例如電梯的控制系統(tǒng)等。電梯基本結構組成電梯結構如圖3-1所示。它包括電梯門系統(tǒng)，拽引系統(tǒng)，安全系統(tǒng)，中立平衡系統(tǒng)，轎廂系統(tǒng)，緩沖器等。電梯一般由五部分組成：豎井及機房傳動部分、安全裝置及升降部分控制部分。井道及機房：井道和機房是決定了電梯運行的基礎建筑設施。驅動部分：驅動部分為牽引機，主要由電機和鋼纜組成。起重設備：起重設備一般包括轎廂、對重、平衡鏈、導軌、大堂等。安全裝置：安全裝置一般包括減速裝置和電氣安全裝置?？刂撇糠郑嚎刂撇糠滞ǔＶ鸽姎饪刂圃O備及必要的線路控制柜、勵磁柜、選層器等。曳引機：一般稱它為減速器。拽引及安裝在機房里面，所處的位置通常在建筑物的頂層。拽引機是電梯的牽引裝置。它的純輪子通過鋼絲繩拉動汽車和配重。曳引機由蝸輪減速器、繩輪、電機、聯軸節(jié)、抱閘、底座等組成，高速單元齒輪直流電梯曳引機由電梯直接驅動，無減速裝置，其余部分相同。廳門：安裝在電梯各層門上，帶有機棋子鎖和電接點。大多數客梯是自動開關的。車門由車門上的開門器打開和關閉，由廳門上的膠輥驅動，車門由車門上的開關門裝置驅動。井道：井道四周圍有圍墻、屋頂和坑，進入電梯轎廂和對重的有限空間。為了出去，每層樓都有入口。圍墻：用圍墻將電梯與外界隔開。導軌直接安裝在圍墻上時，還應承受剪力。圍墻結構分為封閉式和空置式。屋頂：豎井頂部是機房，維修人員在機房工作。因此，必須關閉屋頂，以便將軸與機房完全隔離。屋頂還具有防止機房通過豎井的功能。對于快速、高速的電梯，為了達到良好的隔聲效果，往往在電梯井道頂部設置隔聲層，此時，電梯井道頂部成為雙層結構。地坑：豎井的地坑一般處于地底，安裝緩沖器、限速器、鋼絲繩拉緊裝置等一般都安裝在這里，由于人在地面的深度，要求防水，最好有排水設施。機房：機房用于安裝曳引機、電氣控制盤、限速器等，機房可設置在豎井頂部或豎井底部。當機房設在軸底時，為牽引機的下牽引方式。該方法結構復雜，建筑物承載力大，對豎井尺寸要求高。只有當機房不能在頭頂時才能使用。對于大多數電梯，橢圓位于豎井頂部。機房必須有足夠的面積、高度、承載力和良好的通風條件。井道和轎廂：井道是電梯轎廂的垂直運動通道。井道內有轎廂和對重導軌、緩沖器，以及各種控制和保護電器——限位開關、樓層傳感器、平板磁隔離板等，電梯轎廂部分包括車體、安全裝置、轎門自動開關裝置、水平和樓層信號裝置，以及無人轎廂的控制面板和指示燈。廳門：廳門部分主要包括廳門、呼叫按鈕和廳門外指示燈。（1）廳門廳門是指每層電梯門，平時應關閉。不能從外面打開。廳門本身沒有開關門的能力。電梯轎廂到達一層時，轎廂門上的叉子插入廳門上的兩個渡口之間，帶動廳門與轎廂一起開閉。（2）廳外呼叫按鈕及樓層信號燈廳門門框旁有兩個按鈕，一個是上呼按鈕，一個是下呼按鈕。交流雙速電梯電控系統(tǒng)由驅動電路、直流控制電路、交流控制電路、照明電路、廳外呼叫電路、指示信號指示電路組成。交流雙速電梯電控系統(tǒng)按電路功能可分為自動門開關電路、轎廂指令控制及廳外呼叫控制電路、參考層電路及方向控制電路、電梯啟動加減速調平電路等。各電路之間的控制關系。牽引電機按指旋啟動，通過正轉、反轉、加速、恒速、制動、停車，實現電梯各種工作狀態(tài)的運行，是上述電路的相互配合。3-1電梯結構圖電梯控制系統(tǒng)隨著時代更迭和科技日新月異，微電子技術、計算機技術和自動控制技術得到了迅速發(fā)展，技術逐漸的成熟也代表它們的應用逐漸廣泛。城市高樓大廈的增多，電梯已經真正成為人們生活的一部分了。過去人們對于電梯還是比較新奇，是一個比較少見的物品。而如今，在很多位置已經是日常生活的必需品了。人們的需求也隨之越來越高，于是再這樣的環(huán)境下，電梯也理所應當的飛速發(fā)展著。其驅動技術已發(fā)展到調頻、調壓、調速，控制系統(tǒng)也從繼電器到PLC?；诂F有的通用變頻器，本次設計利用PLC來作為電梯的控制系統(tǒng)。在利用比較好的選擇還有一些細致的設計，從而來提高電梯的控制水平，也提高了電梯運行時候乘客的舒適性，讓電梯能夠達到比較好的控制效果。電梯控制系統(tǒng)可分為兩部分：電氣傳動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。電氣傳動系統(tǒng)主要包括電梯垂直方向主傳動電路和轎廂開關電路。兩者均采用易于控制的直流電機作為驅動力源主驅動電路采用PWM調試方式，達到無級調速的目的。開關門電路上的電機只需要一個速度就可以移動。電氣控制系統(tǒng)由多個呼叫按鈕、傳感器、控制繼電器、指示燈、led七段數碼管組成，控制部分的核心部件PLC集信號采集、信號輸出和邏輯控制于一體，與電梯電氣傳動系統(tǒng)一起實現電梯控制的各項功能。四層電梯控制系統(tǒng)形成從呼叫到應答的工作循環(huán)。電梯的工作過程可分為自檢、正常運行和強制運行三種工作狀態(tài)。電梯在三種工作狀態(tài)之間來回切換，形成一個完整的電梯工作過程。3.4電梯技術方案我們使用PLC作為主控，以此控制電梯。其中傳感器作為PLC的輸入部分。根據要求，選擇光幕傳感器，氧氣傳感器，重量傳感器等傳感器。

光幕傳感器可以檢測其探頭中間是否存在物體。當有人或物體介于電梯門之間時，光幕傳感器發(fā)出的紅外線被遮擋，PLC再隨之動作，控制馬達停轉，防止人被夾傷。稱重傳感器它可以用來測量電梯的重量。當重量等于或小于設定值，并持續(xù)一定時間時（消抖），電梯會正常進入工作模式，當重量超過最大值并持續(xù)一定時間時，控制系統(tǒng)將停止，直到負載降至最大以下，電動機才會啟動。氧氣傳感器是電梯的附加功能，它連接著PLC的模擬輸入模塊。如果供電系統(tǒng)出現故障，電梯被阻塞，那么電梯中的氧氣水平將繼續(xù)下降，這可能會傷害被鎖在車內的人，因此使用氧氣傳感器來監(jiān)控氧氣水平，當它檢測到最小設定水平時，它會向PLC發(fā)出信號，以便將電梯移至最近的樓層并打開門。PLC控制器：PLC是基于工業(yè)控制而誕生的用戶友好型微處理器，它能夠執(zhí)行多種類型的控制功能，并且操作起來的復雜程度并不高。PLC控制器是該系統(tǒng)中控制電梯功能的主要元件。PLC接收來自操作員或在不同樓層使用的各種傳感器的輸入信號，以執(zhí)行許多功能；PLC控制器通過輸出模塊產生控制信號，該模塊控制電動機的運行，并將反饋信息提供給PLC控制器。轎廂：電梯轎廂，它可以上下運送人員和貨物。電梯轎廂中連接了許多開關和傳感器。根據電梯內的實際環(huán)境，各個傳感器自動運行。電梯廂內還提供照明和冷卻裝置。

電源：電源給PLC控制器以及電機驅動電路供電。大多數工廠可用的電源為230伏AC在50HZ。大多數PLC在+5V和-5V直流電上運行。因此，PLC的CPU必須包含準換電壓的整流電路，230伏交流電輸入變壓至所需的5伏直流電。

電動機：電動機是將電能轉換為機械能的電器。電梯電機負責在樓層之間上下移動電梯轎廂。電梯系統(tǒng)使用繩索機制。電梯發(fā)動機與皮帶輪上的滑輪連接在一起。啟動電機時，向其發(fā)送一個信號，該信號指定發(fā)動機應以什么速度和朝哪個方向動作。停止電機運行時也要發(fā)出一個信號，只需將信號的速度參數設置為零即可；電動機驅動器用于控制電動機的正向和反向旋轉。其使用了四個開關元件。傳感器：傳感器是將物理量轉換為觀察者或儀器使用的信號的設備。傳感器的靈敏度表示當測量值發(fā)生變化時傳感器輸出的變化量。許多傳感器安裝在不同的地板上，以執(zhí)行各種功能。

光幕傳感器：光幕傳感器是障礙物檢測器。該傳感器通過發(fā)出紅外線來檢測障礙物。首先，發(fā)射器會發(fā)出紅外線，紅外線它到達目標，從而會產生反射，一些輻射反射回接收器。根據接收強度，以定義傳感器的輸出。由于紅外探測器的輸出很小，因此需要放大器進行信號處理。

稱重傳感器：稱重傳感器是將要測量的力轉換為電信號的傳感器。屬于電阻式稱重傳感器。當負載/力/應力施加到傳感器時，它會改變其電阻。這種變化會通過電阻影響其電壓，從而把力轉換為電信號。除此之外，它還具有消抖后再運行的功能，這個消抖的時間所對應的正好是電梯門打開的默認時間，當重量等于或小于設定的最小值時，它會正常運行；當重量超過最大預設值時，控制系統(tǒng)將停止電動機。直到負載降至最大預設值以下，電動機才會啟動。

氧氣傳感器：氧氣傳感器（或lambda傳感器）是一種電子設備，可測量氣體或氧氣中氧氣（O2）的比例，用于電梯出現緊急情況時保護人員。當供電系統(tǒng)出現任何故障，電梯被阻塞，然后電梯中的氧氣水平將繼續(xù)下降，可能會危害被鎖在里面的人，因此使用氧氣傳感器來感應氧氣水平，并在檢測到最低水平時使用設置水平，它將向PLC發(fā)出信號，以便將轎廂移至最近的樓層并打開門。

按鈕：連接到PLC輸入模塊。用來讓乘客控制電梯達到自己想去的樓層。

限位開關：限位開關是一種由致動器組成的機電設備，該致動器與一組觸點機械連接。物體與執(zhí)行器接觸，設備操作接觸器以建立或斷開電氣連接按鈕開關：通常有兩種類型，一種是保持按鈕，另一種是瞬時按鈕。

保持按鈕：當我們按下按鈕時，它將激活，要停用它，我們想再次按下它，所以它也是稱為按鈕。在瞬時型按鈕中，當我們按下按鈕時，它將激活，然后將其停用當我們釋放它。3.4I/O分配表電梯作為生活里的常用品，首先就要降低它的操作要求。為了讓乘客能方便的操作，也能更清晰的知道電梯的行動。為此很多按鈕都是必不可少的。同樣的還有為了乘客的安全維修人員的便利還得添加類似故障按鈕的輸入信號。所以電梯就需要大量的邏輯分析，還有很多的輸入輸出口。為了乘客能更簡單的去操作它，也是為了安全穩(wěn)定的運行等等。作為生活里的的必需品這些都是必不可少的。因為這樣輸入輸出算是比較多的設備了。I/O分配表如表3-1。表3-1硬件系統(tǒng)I/O分配表輸入名稱輸入符號輸入地址輸出名稱輸出符號輸出地址內呼一層SB1I0.101層指示燈E1100.01內呼二層SB2I0.112層指示燈E2100.04內呼三層SB3I1.003層指示燈E3100.06內呼四層SB4I1.014層指示燈E4101.00外呼一層SB5I0.001層呼叫燈E5100.00外呼二層下SB6I0.022層下呼燈E6100.02外呼二層上SB7I0.082層上呼燈E7100.03外呼三層下SB8I0.043層下呼燈E8101.01外呼三層上SB9I0.093層上呼燈E9100.05外呼四層SB10I0.064層呼叫燈E10100.07行程開關1樓SQ1I0.01轎廂下降KM1101.03行程開關2樓SQ2I0.03轎廂上升KM2101.02行程開關3樓SQ3I0.05報警器KM3101.04行程開關4樓SQ4I0.07手動開門SB11I1.02手動關門SB12I1.03啟動SB13I1.04停止SB14I1.05故障SB15I1.06電梯控制系統(tǒng)主電路\o"清空"圖32為電梯控制系統(tǒng)主電路，從圖中可以清楚地了解到本次設計需要的電機數量和接線的方式，其主電路是正負兩個電機的控制，一個是司機的電機，另一個是電梯電機的控制。從圖中還可以看出，采用了許多保護環(huán)節(jié)在主電路中，這也是為了確保電梯能夠安全穩(wěn)定運行。圖3-1電梯控制系統(tǒng)主電路本章小結本章主要敘述了電梯的硬件需要哪些器件，還有結構。還有電梯控制部分的描述。和主電路的作用。主要將電梯的硬件部分進行了分解然后研究各項的作用。方便于理解和深入的了解電梯的硬件組成和如何控制運行的。對硬件有著比較全面的描述。軟件設計本章主要描述了，該課程設計的軟件設計。例如梯形圖等。軟件設計是整個系統(tǒng)中重要的部分，利用cx-programmar進行編程，充分發(fā)揮可編程控制器的功能，最大滿足被控對象的控制要求，保證可編程控制器控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行。在滿足控制要求的前提下，不斷擴大工程的效益，另一方面也要降低成本。電梯的控制系統(tǒng)梯形圖梯形圖如圖4-1所示。I0.00代表外一層呼叫，I0.02和I0.08分別代表了電梯外二層的上呼和下呼，I0.04和I0.09分別代表電梯外三層的上呼和下呼。I0.06代表了電梯外四層的呼叫。然后再利用定時器來設定每層之間花費的時間，因為緩沖和電梯的加速度等等，所以每層時間都會有差異。比如1層到2層需要4秒。1層到3層不需要8秒，而是6秒。為了避免每層同時啟動的故障情況，所以每一層的都加上了互鎖的信號。避免顯示層數的錯誤。然后每個按鈕在不同樓層的時候啟動后的效果都是不相同的。所以在每一層的按鈕都有各自的運行過程。為了安全起見。也加上了手動電梯開關，包括開關門延遲，光電裝置，避免門夾到人。當門之間沒有感應的時候，才能啟動延時關門程序。為了避免按鈕同時會啟動多種運行方式。在按鈕啟動的時候加上了在某一層這樣的條件。只有當它在1層，這條程序才能運行。并且每條外呼內呼信號都會有記憶功能。只有完成了才會熄滅結束信號燈的閃爍。還有超重預警，電梯超重時會暫停運行直到不超載為止。當電梯內滿載時候不聽外呼指令。還有與電梯路線不符合的指令會自動清除。不會因為無效指令而使得程序混亂。電梯的邏輯也十分重要。上行過程中不會被外呼下所截停，同樣下行的時候也不會被外呼上截停。直到完成當前的指令運行。才會去接反向呼叫的人。整個的過程大概就是電梯先到達外呼層數的樓層。自動開門檢測無人然后啟動自動關門，到達乘客內呼的樓層。中途如果有同向的外呼信號，電梯會停止接人，如果不同向，那么當電梯到達指定地點后，再去接不同向的人。同時為了過程更舒適，在啟動和停止的時候用了更多時間來進行速度的緩沖。避免加速度過大導致人感到不適。同時也可以加入速度調節(jié)的系統(tǒng)，在運送一些貨物的時候能消耗更短的時間，讓電梯能在同等時間內運送更多的東西或者人。圖2-1梯形圖電梯控制系統(tǒng)工作過程當電梯處于一樓時，關門待機等待運行的時候，此時乘客按一樓外呼按鈕，按下按鈕發(fā)出信號傳遞給PLC，經PLC判斷為本層開門，再將該信號傳遞給開關門電動機。給PLC發(fā)出開門信號，PLC控制電梯開門。開門后，乘客通過光幕系統(tǒng)進入轎廂，光幕系統(tǒng)感應門之間沒有任何物品后，經過5秒的延時后，電梯自動關門。開門過程中顯示屏上會提示當前處于開門狀態(tài)，例如顯示“開門”二字，開門結束后顯示也會隨之消失，接著顯示電梯的層數和上下或者停止的運行狀態(tài)。同理，關門過程中顯示屏上會提示當前處于關門狀態(tài)，例如顯示“關門”二字，關門結束后顯示也會隨之消失，接著顯示電梯的層數和上下或者停止的運行狀態(tài)。當乘客在電梯內部，并且當電梯處于1層時，按下內呼4層的按鈕，則指令經串行傳輸到PLC上，顯示屏上會4層指示燈還有上行指示燈會亮，按完結束后，信號會一直傳輸直到完成這項任務，內選按鈕指示燈也點亮。電梯定為上方向運行。信號通過PLC核對后，然后發(fā)出運行指令并把運行的信號傳遞給各個工作部位。電梯按給定速度開始運行，其給定速度信號與速度反饋信號不斷比較，不斷修正，使電梯運行速度曲線盡可能符合理想運行曲線，使電梯運行平穩(wěn)。乘客也能更安全舒適的體驗這個過程。\o"添加到收藏夾"在運行過程中，井道轎廂位置傳感器繼電器每次通過隔磁板檢查運行位置，并將信號輸入PLC，與所記憶的位置和旋轉編碼器傳回的脈沖數進行核對。檢查三個信號正確后，電梯繼續(xù)運行。\o"清空"在運行過程中，PLC中的“一樓”不斷地尋找樓層呼叫指令信號。轎廂到達水平位置時，行程開關觸發(fā)，信號中斷，電梯會停止運行。制動系統(tǒng)開始工作，讓電梯緩慢停穩(wěn)。當電梯在一樓平層且穩(wěn)定停止后，顯示屏提示到達所去樓層，接著顯示開門。系統(tǒng)會發(fā)出開門信號，電梯門緩慢打開。光幕系統(tǒng)檢測到門間無人，經過開門延時后，緊接著發(fā)出關門信號，顯示屏顯示關門，電梯再次開始關門。\o"清空"電梯門關閉后，根據轎廂的相對位置和廳外的呼叫來確定其運行方向。如果沒有指令，電梯處于待命狀態(tài)。程序流程圖當電梯在一樓的時候在234樓呼叫電梯電梯會上行。信號終止時電梯停止運行。電梯運行時，乘客在外呼叫如果呼叫方向與電梯運行方向同向的話那么電梯會停止接人，如果不同向電梯會先將此時方向的任務完成，結束后再去接反向的乘客。程序流程圖如圖4-2所示。圖4-2程序流程圖本章小結本章給出了電梯的梯形圖。然后再從此對電梯的控制運行進行講解。與梯形圖實現的功能一一對應。從而更好理解梯形圖的編寫和程序運行。梯形圖運行要求和梯形圖對照來看，更能直觀看出它體現的效果。編寫也能更方便，更好理解。第5章系統(tǒng)調試系統(tǒng)調試作為最后一部分也是最重要的一部分，決定了這次設計的成功與否。5.1調試方法通過實驗室里歐姆龍的實驗箱進行調試，實驗箱如圖5-1所示。將實驗箱的線路接好，然后把梯形圖利用電腦通過通信線傳到實驗箱的PLC里。然后可以通過實驗箱的小燈和按鈕進行模擬實驗，同時也可以通過電腦的梯形圖動態(tài)觀察程序的運行狀況。如果實驗箱沒有按照預想的情況運行，也可以通過電腦的梯形圖快速查找到錯誤的程序段，然后再將其進行修改。5.2調試步驟首先將實驗箱上的輸入輸出和電源等線路接好，需要對應梯形圖的端點來連接線路。線路接好后，將實驗箱用通信線和電腦連接。打開梯形圖的編程軟件cx-programmar，利用軟件把編輯好的梯形圖傳遞到實驗箱的PLC里面。完成上面的操作后，緊接著就可以進行軟件的測試了。通過實驗箱的按鈕和燈來模擬電梯的運行狀態(tài)，如果運行的狀態(tài)和預想的不同。再在錯誤的點看梯形圖那部分在運行，從而找到錯誤所在。修改完后還有問題就繼續(xù)重復上述方法，直到電梯能按照預想的狀態(tài)運行。如諾程序運行無誤，實驗箱顯示有誤，那么就找接線的問題。多次修改好就能完成調試了。5.3調試結果分析在調試的過程中，遇到了很多問題。比如1層到4層的過程里，不斷在2，3樓來回，始終無法到達4層。或者4層到1層。到達1層的時候電梯直接停止工作。但是通過同學的幫助和自己查閱資料多次嘗試后最終都解決了這些問題。完成了實驗所需的內容。圖5-1實驗箱實物圖本章總結本章首先介紹了系統(tǒng)調試的基本概念以及作用，對系統(tǒng)調試有了基本的認知，其次對系統(tǒng)調試方法進行了詳細的闡述，使接下來的工作目標更加明確，調試步驟表設定了詳細的調試目標與規(guī)定調試的正確循序，對系統(tǒng)進行檢測并解決所遇到問題至能夠正常運轉，最后對調試結束后的系統(tǒng)進行分析。結論本次設計的是基于PLC的四層電梯控制系統(tǒng)設計，主要實現了的功能有能夠確定電梯所在的樓層號。為了讓乘客在電梯內外，都能知道電梯此當前位置以及所處的樓層，因此在電梯的內外都會安裝能夠顯示樓層的LED顯示屏。當乘客按按鈕發(fā)出信號的時候，電梯和根據信號上行或者下行，一般情況是先執(zhí)行先按的。假設是電梯上升，那么電梯只會接受上行的呼叫信號不會接受下行的呼叫信號，同理，電梯下降的過程中，電梯只會接受乘客下行的呼叫信號，不能接受乘客上行的呼叫信號。當電梯完成上行的所有任務，才會反向再去接送其他層乘客下行的呼叫信號，反之，下行也是一樣。電梯轎廂的啟動與停車轎廂應在電梯系統(tǒng)啟動后才能開始運行，運行過程中可能出現各種各樣的故障問題，為了安全添加了有手動停車的功能還有類似光幕系統(tǒng)防止夾人還有速度的測量超速或者過于低速應該發(fā)出警報給后臺，讓后臺維修人員即使檢查問題所在。最為重要的是安全保護功能，這是為維修人員及乘客的安全所著想，因此本設計中增加了啟動按鈕、故障按鈕和停止按鈕?？偠灾?，電梯的控制技術還是是比較復雜繁瑣的，從最早的繼電器控制電梯微