基于PLC的七層電梯控制系統(tǒng)設計

基于PLC的七層電梯控制系統(tǒng)設計機械制造及其自動化專業(yè)學生安鋒指導老師羅華摘要：電梯不僅僅是高層建筑罩的必備設施，在多層建筑里也是不可缺少的垂直運輸工具。電梯的控制系統(tǒng)已由初期的繼電控制向微機控制開展。可編程控制器由于具有可靠性高、功能強大等特點已經(jīng)成為電梯微機控制系統(tǒng)的核心。本文在闡述電梯的結構和可編程控制器的結構和工作原理的根底上，針對7層7站電梯，使用三菱FX2N-80MR可編程控制器，設計了電梯的控制系統(tǒng)。包括電梯的指層控制模塊、轎內指令和廳外召喚的登記與消除模塊、電梯的選層和定向模塊、電梯的開關門運行模塊、電梯運行控制模塊等，實現(xiàn)了電梯的指層控制、轎內與各層內呼梯指令的記錄、電梯運行方向和停靠的層站的控制，自動運行和自動開關門等功能。這種電梯控制系統(tǒng)應用于實際運行的電梯中，運行結果說明：電梯控制系統(tǒng)平安性和可靠性高，月常保養(yǎng)維護和故障檢修方便，運行本錢低。電梯連續(xù)運行12000次，故障率為0,平層精度小于±5mm，平衡系數(shù)48％～50％，起動、制動及運行平穩(wěn)、舒適，平安保護和可靠性均到達GB7588．2003的規(guī)定，能夠滿足電梯的控制要求。關鍵字：電梯；控制系統(tǒng)；可編程控制器Abstract：Elevatorisnotonlythenecessaryfacilityinthehigh-risebuilding．isalsotheessentialverticaltransportmeansinthemulti—layeredconstruction．Thecontrolsystemofelevatorisdevelopedfromtheinitialrelaycontrolsystemtothemicrocomputercongolsystem．Theprogrammablelogiccontrollerhasalreadybecomethecoreoftheelevatormicrocomputercontrolsystembecauseofitshighreliabilityandformidablefunctionandsoonthecharacteristics．Thisarticleslalomedtheelevatorstructure，thestructureandtheworkingprincipleoftheprogrammablelogiccontroller．Aimattheelevatorofseverfloorsandseverstations，thewriterdesignthiselevatorcontrolsystembytheuseofMitsubishiFX2N—80MRprogrammableillogiccontroller．111ewriterdesigntheelevatorcontrolmodules．Suchthemoduleofshownlayer．themoduleofregisterandcanceltheinstructionsfromthecabin．Themoduleofregisterandcanceltheinstructionsfromthesmfionhall．themoduleofchoosestationanddirection。themoduleofdoormovement，themoduleofelevatoroperation，andsoon．Thesemodulesachievethefunctions：fingeringoutthelocationofthecabin，registeringtheinstructionsfromthecabinandthestationhall．choosingthedirectionandthestationofelevatorfollowtheseinstructions，operatingelevatoranddoorautomatically，andotherfunctions．Thiselevatorcontrolsystemappliesintheactualoperatingelevator．theoperatingresultindicated：itssecurityandreliabilityalehigh,theroutinemaintenanceandthetroubleshootingareconvenient,theelevatoroperatingcostislow．Theelevatorcontinuousrunning12000times．thefailurerateis0。theevenlevelprecisionissmallerthan+5mm，thebalancedcoefficientsis48％～50％，thestarting，thebrakeandthemovementaleextremelysteadyandcomfortable，thesafekeepingofsecurityandthereliabilityachievedGB7588—2003thestipulations．Cansatisfytheelevatorthecontrolrequest．KeyWords：Elevator;ControlSystem;ProgrammableLogicController目錄TOC\o"1-2"\u第一章緒論61.1課題研究背景和意義61.2國內外開展狀況71.3主要研究內容9第二章電梯的概述102.1電梯的定義102.2電梯的分類10按用途分類102.2.2按驅動系統(tǒng)分類112.2.3按操作控制方式分類122.3電梯的主要機械部件13第三章電梯的電力驅動系統(tǒng)153.1電梯電力驅動系統(tǒng)的定義及構成153.2電梯電力驅動系統(tǒng)的要求153.3電機的選擇163.3.1電動機選擇的根本原那么163.3.2電動機容量的選擇16第四章變頻器選擇及其參數(shù)設計174.1變頻器的選擇17選擇變頻器品牌型號18選擇變頻器規(guī)格18選擇的變頻器應滿足的條件184.2專用變頻器194.3變頻器結構及其參數(shù)設計19第五章PLC的選擇及其電路設計195.1PLC元件分配表及控制功能19輸入輸出〔I/O〕點數(shù)的選擇20存儲器容量的估算22控制功能的選擇225.2可編程序控制器〔PLC〕的選擇24開關量I/O接口24外部電源的選擇265.2.3PLCI/O硬件連線圖26第六章控制方案與程序設計266.1梯形圖設計控制原理26門廳上行呼叫信號26門廳下行呼叫信號28轎廂內選層信號29轎廂內選層信號燈的控制29樓層位置信號31七段數(shù)碼管顯示33樓層呼叫選層綜合信號34上下行區(qū)分控制信號35開門控制36關門控制37停止信號38升降電機控制40手動檢修控制方式406.2七層電梯控制總圖416.3控制程序41第七章電梯模擬調試427.1系統(tǒng)調試42調試前具備的條件42電梯的運行調試42電梯的整機性能調試437.2程序運行與調試43程序的軟件模擬運行43程序調試46第八章總結與展望48參考文獻48致謝48附錄48第一章緒論隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷開展，我國建筑行業(yè)的快速開展和樓宇自動化、智能化的需要，電梯產(chǎn)品的用量劇增。電梯是將機械原理應用、電氣技術、微處理器技術、系統(tǒng)工程學、人體工程學及空氣動力學等多學科和技術基于一體的機電設備，它是建筑物的永久性垂直交通工具。為滿足和提高人們的生活質量，電梯的智能化、自動化技術迅速開展。特別是隨著計算機網(wǎng)絡技術、微電子和電力電子技術的飛速開展，現(xiàn)代電梯的技術含量日益提高。電梯控制系統(tǒng)主要有以下三種控制方式：繼電器控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和微機控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)猶豫故障率高，控制方式不靈活及功率消耗大等缺點，目前已經(jīng)逐漸被淘汰。微機控制系統(tǒng)雖然在只能控制方面有比擬強大的功能，但也存在一定的缺乏之處，例如抗干擾性差，系統(tǒng)設計比擬復雜，一般維修人員難以掌握其維修技術，這些都限制了微機控制系統(tǒng)應用的廣泛性。而PLC控制系統(tǒng)由于運行可靠、試用維修方便、抗干擾性能強等優(yōu)越性，成為目前在電梯控制系統(tǒng)中試用最多的控制方式。電梯需要運行平穩(wěn)且舒適性好，使用變頻器進行變頻控制電機的速度能到達很好的控制目的，現(xiàn)在的電梯通常是PLC+變頻器組成的控制系統(tǒng)。1.1課題研究背景和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。隨著社會的開展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對電梯的調速精度、調速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。電梯是集機電一體的復雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領域，還要考慮可靠性、舒適感和美學等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應具有高度的平安性。事實上，在電梯上已經(jīng)采用了多項平安保護措施。在設計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的平安系數(shù)和保險系數(shù)。然而只有電梯的制造，安裝調試、售后效勞和維修保養(yǎng)都到達高質量才能全面保證電梯的最終高質量。在國外，已“法規(guī)〞實行電梯制造、安裝和維修一體化，實行由各制造企業(yè)認可的法規(guī)認證的專業(yè)安裝隊伍維修單位，承當安裝調試、定期維修和檢查試驗，從而為電梯運行的可靠性和平安性提供了保證。目前，由可編程序控制器(PLC)和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度開展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護方便、開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復雜的控制任務，己成為電梯控制的開展方向?？删幊绦蚩刂破?，是微機技術與繼電器常規(guī)控制技術相結合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機控制器的根底上開展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計算機。自1969年針對工業(yè)自動控制的特點和需要而開發(fā)的第一臺PLC問世以來，迄今己30多年，它的開展雖然包含了前期控制技術的繼承和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領域的實時控制要求，同時也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護人員的技能和習慣，摒棄了微機常用的計算機編程語言的表達方式，獨具風格地形成一套以繼電器梯形圖為根底的形象編程語言和模塊化的軟件結構，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學，調試和查錯都很容易。用戶買到所需PLC后，只需按說明書或提示，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應用于生產(chǎn)實踐。而且用戶程序的編制、修改和調試不需要具有專門的計算機編程語言知識。這樣就破除了“電腦〞的神秘感，推動了計算機技術的普遍應用?？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控制技術。PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱(PLC、CAD／CAM、ROBOT)之一，以其可靠性、邏輯功能強、體積小、可在線修改控制程序、具有遠程通信聯(lián)網(wǎng)功能，易與計算機接口、能對模擬量進行控制、具備高速記數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，同時取代由大量輸入輸出繼電器、時間繼電器、記數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電一接觸控制系統(tǒng)，在機械、化工、石油、冶會、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)德到廣泛應用.總之，電梯的控制是比擬復雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空問。PLC是專門為工業(yè)過程控制而設計的控制設備，隨著PLC應用技術的不斷開展，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、機械與電氣部件有機地結合在一個設備內，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起因此，它已經(jīng)成為電梯運行中的關鍵技術。1.2國內外開展狀況在經(jīng)濟不斷開展，科學技術日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟開展同樣的速度成長起來。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內的主要運輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們日常生活的一個不可缺少的組成局部。一個國家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟增長速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國家產(chǎn)業(yè)結構等綜合因素的影響。在全球經(jīng)濟持續(xù)低迷的情況下，我國國民經(jīng)濟仍然以較高的速度持續(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80年代以來，隨著經(jīng)濟建設的持續(xù)高速開展，我國電梯需求量越來越大?？傏厔菔巧仙模壳斑M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61萬多臺電梯。盡管如此，我國的電梯遠未到達飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺電梯，我國如果要到達這個水準，還需要增加70萬臺。到那時候，全國在用電梯將到達130萬臺，每年僅報廢更新就需要6萬臺。到2005年，中國電梯的年產(chǎn)量到達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17．8％。2005年安裝驗收電梯124465臺，截至05年底，我國的在用電梯總數(shù)已達651794臺。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的開展創(chuàng)造了廣闊的舞臺!我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強的生產(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、芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、只立、東芝、富士達等13家大型外商投資公司在國內的市場份額到達了74％先進技術和先進管理的引進對國內電梯企業(yè)產(chǎn)生了強大的推動作用。蘇州江南、山東百斯特、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)，不但大量替代了進口，而且有一定的出口。國產(chǎn)電梯的技術水平和產(chǎn)品質量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國參加了國際標準化組織ISO／TCl78以來，先后等同或等效采用了一批國際標準和先進國家的標準。標準的高起點使我國電梯行業(yè)在技術上居于有利地位。許多新技術和新產(chǎn)品，如無機房電梯、無齒輪曳引機、永磁同步拖動技術、遠程監(jiān)控技術等，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)電梯以其高質量，低本錢的優(yōu)勢贏得了越來越多的國內外客戶，為逐步進入國際市場創(chuàng)造了有利條件。隨著計算機技術的開展，微型計算機在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，在電梯控制上采用微型計算機，取代傳統(tǒng)的繼電器控制方式越來越受到人們的重視。使用微型計算機控制，它本錢低，體積小，可靠性高，使用壽命長，簡化了安裝調試工作，使得電梯控制系統(tǒng)體積減小、節(jié)省能源、可靠性提高。可編程使靈活性增大。更突出的優(yōu)點是微型計算機具有算術運算功能和靈活的邏輯運算功能，因此可以實現(xiàn)更完善的自動控制，例如對于電梯平層可以實現(xiàn)自適應控制，便平層情況到達最正確狀態(tài)。目前，交流調壓調速電梯技術已趨成熟，一些企業(yè)都有成功的產(chǎn)品。微機控制電梯是電梯技術的方向，一些生產(chǎn)企業(yè)與科研單位相結合，相繼推出了微機控制的電梯新機型使控制功能得到增強，電梯的性能得到改善，明顯提高了可靠性。除了合資企業(yè)外，也有其他廠家開發(fā)出了變頻調速電梯新產(chǎn)品。另外，用可編程序控制器取代繼電器控制系統(tǒng)的機型對單梯進行控制還是有前途的。有些生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)了緊急供電裝置、防火廳門、地震控制、自檢測以及語言合成等電梯新功能；對機械系統(tǒng)采用了新結構、新材料、新技術和新工藝?？傊?，與國外先進技術水平相比，雖然還存在一定差距但國內電梯技術正以迅猛的開展速度趕超世界先進水平。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)匯方面也做出了奉獻。當今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標志之一。在一些興旺的工業(yè)國家，電梯的使用相當普遍。世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國奧的斯公司、瑞士訊達公司、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局部。隨著科技的進步，電梯也更加平安、舒適。然而，人們的追求并沒有就此停止下來，仍在不斷地進行研究改良。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。電梯是載人的機電設備，要實現(xiàn)“綠色〞，也就是強調電梯更舒適、更平安地為人類的生產(chǎn)和生活效勞，強調電梯與環(huán)境的協(xié)調與和諧。國外對綠色電梯的研究做得比擬出色的可能要數(shù)Peters了，他專門就綠色電梯進行研究。當然，他的研究是從電梯對環(huán)境影響的角度進行的。不可再生資源的消耗、產(chǎn)生廢棄物和為生產(chǎn)滿足曳引電梯的電力而產(chǎn)生的二氧化碳。同時他還認為，目前電力是不可持續(xù)的并對環(huán)境有損害，作為在地球上有責任的人，我們應當減少能源消耗，尋找可持續(xù)開展的能源。1.3主要研究內容課題所研究的內容主要是用可編程控制器〔PLC〕和變頻器改造在用電梯自動控制系統(tǒng)。由于大局部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)進行改造，以節(jié)約資金。因此，對電梯控制技術進行研究，找出一條適合國產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進而提高國產(chǎn)電梯的技術水平和質量，具有十分重要的意義。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、故障率低、可靠性高的可編程控制器〔PLC〕來控制電梯。調速系統(tǒng)采用交流變頻調速，在各種負載下都有良好的調速性能和準確的停車性能，滿足乘客的舒適感和保證平層精度〔即準確停車〕，并能節(jié)約大量電能。緒論主要介紹電梯的開展情況和背景。闡述了選題的目的和意義。電梯的概述主要介紹電梯的分類情況以及電梯的主要機械部件。電梯的電力驅動系統(tǒng)主要介紹電力驅動系統(tǒng)的組成、電動機的選擇和電力驅動系統(tǒng)的設計。變頻器選層及參數(shù)設計主要介紹變頻器的選擇以及變頻器的參數(shù)設計。PLC的選擇及其電路設計主要介紹可編程控制器的選擇和電氣系統(tǒng)原理設計?？刂品桨概c程序設計主要介紹各信號的控制程序設計和主程序的設計。電梯模擬調試主要介紹程序在軟件上的運行以及檢測。總結與展望對本文進行了總結并對電梯的開展做了初步展望。第二章電梯的概述2.1電梯的定義電梯是效勞于規(guī)定樓層的固定式升降設備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的傾斜角小于15度的鋼性導軌之間。轎廂尺寸與結構形式便于乘客出入或裝卸貨物。它適用于裝置在兩層以上的建筑內，是輸送人員或貨物的垂直提升設備的交通工具。2.2電梯的分類按用途分類乘客電梯代號K為運行乘客而設計的電梯，有完善的平安裝置。載貨電梯代號H為運送貨物而設計的電梯，通常有人操作，有必備的平安裝置?？拓浱荽朙主要用作運送乘客，但也可運送貨物，它與乘客電梯的區(qū)別在于轎廂內部裝飾結構和使用場合不同而言。病床電梯代號B為運送醫(yī)院病人及其病人而設計的電梯，其轎廂具有窄而長的特點。住宅電梯代號Z供住宅樓使用的電梯，控制系統(tǒng)和轎廂裝飾均較簡單，也必須具有客梯所具有的平安保護裝置。雜物電梯代號W供圖書館,辦公樓，飯店運送圖書、文件、食品等。而絕不允許人員進入的小型用貨電梯。消防梯代號火警情況下能適應消防員專用的電梯，非火警情況下可作為一般客梯或客貨梯使用。船舶電梯代號C專用于船舶上的電梯，能在船舶搖晃中正常工作。觀光電梯代號G轎廂壁透明，供乘客游覽觀光之用。按驅動系統(tǒng)分類交流電梯曳引電動機時交流異步電動機的有以下四類：⑴交流單速電梯曳引電動機為交流單速異步電動機，梯速υ≤0.4⑵交流雙速電梯曳引電動機為電梯專用的變級對數(shù)的交流異步電動機，速υ≤1m/s，提升高度h≤⑶交流調速電梯曳引電動機為電梯專用的單速或多速交流異步電動機，而電動機的驅動控制系統(tǒng)在電梯的起動加速─溫速─制動〔或僅是制動減速〕程中采用調壓調速或渦流制動器調速或變頻變壓調速的方式，梯速υ≤2m/s，提升高度h≤⑷交流高速電梯曳引電動機為電梯專用的低速的交流異步電動機，其驅動控制系統(tǒng)為變頻變壓加矢量變換的VVVF系統(tǒng)。其梯速υ>2m/s，提升高度h≤直流電梯曳引電動機是電梯專用的直流電動機的有以下兩類：⑴直流快速電梯曳引電動機經(jīng)減速箱后驅動電梯，梯速υ≤2m/s，提升高度h≤⑵直流高速電梯曳引電動機為電梯專用的低轉速直流電動機，梯速υ>2m/s，提升高度h≤液壓電梯電梯的升降是靠液壓傳動的，有以下兩類：⑴柱塞直頂式液壓缸柱塞直接支撐在轎廂底部，通過柱塞的升降而使轎廂升降的液壓梯，梯速υ≤1m/s，提升高度h≤⑵柱塞側頂式油缸柱塞設置于轎廂旁側，通過柱塞升降而使轎廂升降的液壓梯。梯速υ≤0.63m/s，提升高度h≤按操作控制方式分類門外按鈕控制小型雜物電梯：該電梯是一種門外按鈕自動控制的小型雜物電梯，它專用于提升和下降重量和體積較小的構件，絕不允許任何人員進入轎廂。這種電梯在樓層層門旁各設有操作箱。當基站的發(fā)貨人員裝貨完畢后將層門關閉，并欽下操作箱上相對應于接貨站的停站按鈕，電梯就能起動行駛到達該站停止，及時發(fā)出信號，促使接貨人注意，開層門卸貨。轎廂手柄開關控制自平自動門電梯：該電梯在轎廂內設有經(jīng)專業(yè)平安技術培訓的專職司機操作，要求上升或下降時司機可將操作箱上的手柄開關按照需要的方向轉到極限位置，這時層門和轎廂門就自動關閉，電梯隨即起動向上〔或向下〕行駛。當轎廂到達所要求停靠的樓層前適當高度〔平層區(qū)域內〕時，司機應預先將手柄開關返回到零位，電梯就自動地從快速降低到慢速，并在慢速運轉下自動停止在樓面水平上，自動開門。內外按鈕控制自平自動門電梯：該電梯是一種乘客自己操作的電梯，電梯在各層站分別設有一個召喚按鈕。轎廂操作箱上那么設有與停站數(shù)相等的相應的指令按鈕，某一層等待電梯的乘客按下召喚按鈕，就能使不被占用的轎廂到來，電梯停靠時立即自動開門，乘客進入轎廂后，按下他要去的樓層的指令按鈕，電梯就自動關門，自動行駛到該站。每次?？繒r，電梯自動進行減速、平層、開門。選層按鈕控制自平自動門電梯：該電梯是一種乘客自己操作的電梯。電梯在各層站分別設有一個召喚按鈕。轎廂操作箱上那么設有與停站數(shù)相等的想應指令按鈕。某一樓層等待電梯的乘客按下該召喚按鈕，就能使不被“占用〞的轎廂到來；電梯停靠時立即自動開門。乘客進入轎廂后，按下他要去的指令按鈕，電梯就自動關門，起動行駛到達該站。每次?？繒r，電梯自動進行減速、平層、開門。集選控制或向下集選控制電梯：該電梯是一種乘客自己操作或有時也可以有專職司機操作的自動電梯。電梯在底層和頂層分別設有一個向上或向下召喚按鈕，而在其他層站各設有向上、下兩個召喚按鈕〔集選控制〕或一個向下召喚按鈕〔向下集選控制〕。轎廂操作箱上那么設有與停站數(shù)相等的相應的指令按鈕，當進入轎廂的乘客按下指令按鈕，指令信號就被登記。電梯在向上過程中按登記的指令信號和向上召喚信號逐一給予?？?，直到有這些信號登記的最高層和有向下召喚登記的最底層為止，然后又反向向下安置指令及向下召喚信號逐一停靠。每次停靠時電梯自動進行減速、平層、開門。2.3電梯的主要機械部件轎廂2)電梯門3)開關門機構4)層門門鎖5)機械平安裝置電梯中限速器、平安鉗裝置是十分重要的機械平安保護裝置。它的作用在于：因機械或電氣的某種原因，例如斷繩或失控使電梯超速下降時當下降速度到達一定限值時，將轎廂擎停在導軌上。不管是限速器還是平安鉗都不能單獨完成上述任務。上述任務的完成是靠它們的配合動作來完成的。以下圖是電梯的根本結構剖視圖及機械部件說明：〔見圖2-1〕1-減速箱；2-曳引輪；3-曳引機底座；4-導向輪；

5-限速器；6-機座；

7-導軌支架；8-曳引鋼絲繩；

9-開關碰鐵；10-緊急終端開關；

11-導靴；12-轎架；

13-轎門；14-平安鉗；

15-導軌；16-繩頭組合；

17-對重，18-補償鏈；

19-補償鏈導輪；20-張緊裝置；

21-緩沖器；22-底坑；

23-層門；24-呼梯盒；

25-層樓指示燈；26-隨行電纜；

27-轎壁；28-轎內操縱箱；

29-開門機；30-井道傳感器；

31-電源開關；32-控制柜；

33-曳引電機；34-制動器〔圖2-1〕第三章電梯的電力驅動系統(tǒng)3.1電梯電力驅動系統(tǒng)的定義及構成在前一章所述的電梯分類中，有按電梯的驅動電動機的類型把電梯分為交流電梯和直流電梯兩大類，所以電梯的電力驅動系統(tǒng)也相應分為兩大類：交流驅動系統(tǒng)和直流驅動系統(tǒng)，即用三相交流感應電動機為主體的交流驅動系統(tǒng)和用直流電動機為主體的直流驅動系統(tǒng)。電梯的驅動系統(tǒng)由四局部組成：〔如圖3-1〕電源電源傳動機構2電動機3自動系統(tǒng)4電梯轎廂1圖3-1電梯驅動系統(tǒng)的構成框圖1—電梯的工作機構〔轎廂、對重等〕是電梯電力驅動控制的對象和目標2—電梯的機械傳動裝置3—電動機4—電梯驅動系統(tǒng)的電氣自動控制局部3.2電梯電力驅動系統(tǒng)的要求電梯設備實質上仍屬起重運輸機械的范疇內，其傳動系統(tǒng)的特點根本相同，都屬位能負載。電梯不僅要運輸貨物，更重要的是運輸人員，因此對電力驅動系統(tǒng)的動、靜態(tài)控制要求均很高〔速度和停車準確度等〕。電梯的電力驅動系統(tǒng)的要求：電梯的運行速度要盡可能地高。電梯在整個運行過程中，人們要求愈來愈好，這就是電梯不同于其他起重運輸機械的最主要之點。因為電梯是需要載人上下的，所以無論什么樣的，對其電力驅動系統(tǒng)的起動和制動過程要求平穩(wěn)而又不過分浪費時間，我們對電梯的電力驅動系統(tǒng)的加、減速度有所限制。電梯既然是運載貨物和乘客的垂直交通工具之一，那么人們要求電梯在到達樓層時停車平層準確。因此電梯停得準確與否是衡量電梯電力驅動系統(tǒng)的重要品質之一。電梯負載時一個恒轉矩的位能負載，而運行方向不是上行就是下行，因此從電力驅動角度看，電梯的電力驅動系統(tǒng)不僅能工作在Ⅰ、Ⅱ象限，而且能工作在Ⅲ、Ⅳ象限，因此電梯對電力驅動系統(tǒng)的要求是能工作在四個象限，以適應電梯系統(tǒng)的不同負載和不同運行方向的要求。從以上幾個方面的表達，可以概括為三個字，即電梯的電力驅動系統(tǒng)要求“快、穩(wěn)、準〞。3.3電機的選擇電動機的選擇包括電動機的種類、結構形式、電動機的額定轉速與額定功率。電動機選擇的根本原那么電動機的機械特性應滿足生產(chǎn)機械提出的要求，要與負載的負載特性相適應。保證運行穩(wěn)定且具有良好的起動和制動性能。工作過程中電動機容量能得到充分利用，使其溫升盡可能到達或接近額定溫升值。電動機結構型式滿足機械設計提出的安裝要求，并能適應周圍壞境工作條件。在滿足設計要求前提下，應優(yōu)先采用結構簡單、價格廉價、使用方便的三相籠型異步電動機。電動機容量的選擇選擇電動機容量時，應滿足下述三方面的要求：電動機在工作時，其穩(wěn)定溫升應接近但不超過絕緣材料的允許溫升。電動機應具有一定的過載能力，以保證在短時過載的情況下能正常工作。檢驗電動機的短時過載能力可按以下條件：〔4-1〕式中—電動機在工作中承受的最大負載轉矩；—電動機的額定轉矩；—短時過載系數(shù)。對異步電動機，取決于，其關系式為=〔0.8～0.85〕式中—異步電動機最大轉矩與額定轉矩之比；0.8～0.85—考慮電網(wǎng)電壓下降引起及下降的系數(shù)。直流電動機，過載能力受換向所允許的最大電流值的限制。一般型與型直流電動機，在額定磁通下，可選為1.5～2。對ZZ型、ZZY型直流電電機，以及同步電動機，可取=2.5～3。電動機應具有生產(chǎn)機械所需要的起動轉矩。大多數(shù)情況下的電動機容量選擇，首先從發(fā)熱的條件考慮，然后再按過載能力進行校驗。對籠型電動機，有時還需要進行起動能力校驗，看其是否滿足生產(chǎn)機械的要求。對直流電動機與繞線型異步電動機那么不必校驗起動能力，因其起動轉矩的數(shù)值是可調的。第四章變頻器選擇及其參數(shù)設計本設計通過多種方案的比擬和對照，完成了電梯控制系統(tǒng)中變頻器的選擇。4.1變頻器的選擇確定變頻器的品牌和型號，以及確定變頻器的規(guī)格，就完成了變頻器的選擇。先對變頻器進行分類，然后分別討論品牌和型號、規(guī)格。4.1.1選擇變頻器品牌型號變頻器是變頻調速系統(tǒng)的核心設備，它的質量品質對于系統(tǒng)的可靠性影響很大，選擇品牌時，質量品質，尤其是與可靠性相關的質量品質，顯然是選擇時的重要考慮方面。同時，設備平均壽命的長短是一個重要的參數(shù)，所以根據(jù)預期使用壽命來選擇品牌，經(jīng)驗和口碑仍然是主要依據(jù)。在同一品牌中選擇具體型號時，那么主要依據(jù)已經(jīng)確定的變頻調速方案、負載類型以及應用所需要的一些附加功能來決定。4.1.2選擇變頻器規(guī)格變頻器產(chǎn)品說明書都提高標稱功率數(shù)據(jù)，但實際上限制變頻器使用功率的是定子電流參數(shù)。因此，直接按照變頻器標準功率進行選擇，在實際中常?？赡軙胁煌?。根據(jù)具體工程的情況，可以有以下幾種不同的變頻器規(guī)格選擇方式：按照標稱功率選擇：一般作初步投資估算依據(jù)按照電動機額定電流選擇；多用于恒轉矩負載的新設計工程按照電動機實際運行電流選擇：多用于改造工程按照轉矩過載能力選擇綜上所述，根據(jù)實際工程情況，以適當?shù)姆椒ㄟx擇變頻器規(guī)格很重要。選擇結果多數(shù)情況下變頻器標稱功率與電動機匹配，少數(shù)情況需要放大。所以，籠統(tǒng)的認為放大一級功率選擇變頻器是沒有錯的想法，但會造成浪費。總的來說從生產(chǎn)本錢來做適宜的選擇。4.1.3選擇的變頻器應滿足的條件根據(jù)被控設備的負載特性選擇通用變頻器的類型。所選擇通用變頻器的類型與被控制異步電動機的參數(shù)匹配。為降低電梯本錢，首選通用變頻器。電梯的啟動和停車都要平穩(wěn)。變頻器帶有防止失速功能。變頻器具有優(yōu)良的轉矩特性。4.2專用變頻器4.3變頻器結構及其參數(shù)設計第五章PLC的選擇及其電路設計隨著PLC技術的開展，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多，而且功能也日趨完善。5.1PLC元件分配表及控制功能為了能夠更好的選型，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統(tǒng)。輸入輸出〔I/O〕點數(shù)的選擇I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%～20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整。輸入信號確實定先考察電梯轎廂內的操作。操作面板上應有各層的選層指令按鈕，7層共有7個。還有手動開門和關門按鈕2個。各樓層乘客召喚時，除底層和頂層只有一個召喚按鈕，其它各層均設上下兩個召喚按鈕，7層共需12個輸入按鈕。7層電梯需7個行程開關來控制是否到了某一層，因此需7點輸入。手動1個，司機1個。開門極限1個，關門限位1個，總共32個輸入點，如表5-1所示：表5-1輸入信號地址分配表名稱：輸入點：名稱：輸入點：一層上行召喚按鈕X00轎箱內一層召呼按鈕X20二層上行召喚按鈕X01轎箱內二層召呼按鈕X21三層上行召喚按鈕X02轎箱內三層召呼按鈕X22四層上行召喚按鈕X03轎箱內四層召呼按鈕X23五層上行召喚按鈕X04轎箱內五層召呼按鈕X24六層上行召喚按鈕X05轎箱內六層召呼按鈕X25開門按鈕X06轎箱內七層召呼按鈕X26關門按鈕X07一樓限位開關X30二層下行召喚按鈕X10二樓限位開關X31三層下行召喚按鈕X11三樓限位開關X32四層下行召喚按鈕X12四樓限位開關X33五層下行召喚按鈕X13五樓限位開關X34六層下行召喚按鈕X14六樓限位開關X35七層下行召喚按鈕X15七樓限位開關X36手動按鈕X16開門限位X27司機按鈕X17關門限位X37輸出信號確實定各樓層乘客召喚時，按下的呼梯按鈕需顯示，所以有12個輸出點。開門、關門輸出各1個。轎廂內樓層按鈕顯示7個，電梯上行、下行輸出各1個，低速運行輸出1個，七段數(shù)碼管筆畫顯示7個，共31個，如表5-2所示表5-2輸出信號地址分配表名稱：輸入點：名稱：輸入點：一層上行召喚顯示Y00轎廂內一樓按鈕顯示Y20二層上行召喚顯示Y01轎廂內二樓按鈕顯示Y21三層上行召喚顯示Y02轎廂內三樓按鈕顯示Y22四層上行召喚顯示Y03轎廂內四樓按鈕顯示Y23五層上行召喚顯示Y04轎廂內五樓按鈕顯示Y24六層上行召喚顯示Y05轎廂內六樓按鈕顯示Y25電梯開門Y06轎廂內七樓按鈕顯示Y26電梯關門Y07低速運行顯示Y27二層下行召喚顯示Y10a筆畫Y30三層下行召喚顯示Y11b筆畫Y31四層下行召喚顯示Y12c筆畫Y32五層下行召喚顯示Y13d筆畫Y33六層下行召喚顯示Y14e筆畫Y34七層下行召喚顯示Y15f筆畫Y35電梯上行顯示Y16g筆畫Y36電梯下行顯示Y17內部輔助繼電器以及定時器確實定〔見表5-3〕表5-3內部輔助繼電器及定時器地址分配表元件功能1樓2樓3樓4樓5樓6樓7樓M輔助繼電器上呼信號M0M1M2M3M4M5下呼信號M10M11M12M13M14M15內選信號M20M21M22M23M24M25M26上或內選信號M30M31M32M33M34M35下或內選信號M40M41M42M43M44M45上或下或內選號M50M51M52M53M54M55M56當前層記憶M60M61M62M63M64M65M66其他M100M101M102上行區(qū)分下行區(qū)分停止信號T定時器其他T0T1T2T3延時關門低速行駛4s震蕩4s震蕩5.1.2存儲器容量的估算存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用工程使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內存的總字數(shù)〔16位為一個字〕，另外再按此數(shù)的25%考慮余量。5.1.3控制功能的選擇該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。運算功能簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能；普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比擬等運算功能；較復雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機或上位機的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發(fā)，合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應用場合，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能，有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比擬，當用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運算，數(shù)值轉換和PID運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算?？刂乒δ芸刂乒δ馨≒ID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉換單元等。通信功能大中型PLC系統(tǒng)應支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議〔如TCP/IP〕，需要時應能與工廠管理網(wǎng)〔TCP/IP〕相連接。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信標準，應是開放的通信網(wǎng)絡。PLC系統(tǒng)的通信接口應包括串行和并行通信接口〔RS2232C/422A/423/485〕、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線〔含接口設備和電纜〕應1：1冗余配置，通信總線應符合國際標準，通信距離應滿足裝置實際要求。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，上級的網(wǎng)絡通信速率應大于1Mbps，通信負荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡主要形式有以下幾種形式：⑴PC為主站，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網(wǎng)絡；⑵1臺PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構成主從式PLC網(wǎng)絡；⑶PLC網(wǎng)絡通過特定網(wǎng)絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；⑷專用PLC網(wǎng)絡〔各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡〕。為減輕CPU通信任務，根據(jù)網(wǎng)絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的〔如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)〕通信處理器。編程功能PLC的編程有離線編程和在線編程兩種，設計時應根據(jù)應用要求合理選用。離線編程方式：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供效勞，不對現(xiàn)場設備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU對現(xiàn)場設備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)本錢，但使用和調試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機CPU負責現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種方式本錢較高，但系統(tǒng)調試和操作方便，在大中型PLC中常采用。診斷功能PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內診斷和外診斷。通過軟件對PLC內部的性能和功能進行診斷是內診斷，通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術能力的要求，并影響平均維修時間。處理速度PLC采用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應越快越好，如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，那么PLC將掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的喪失。處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質量等有關。目前，PLC接點的響應快、速度高，每條二進制指令執(zhí)行時間約0.2～0.4Ls，因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描周期〔處理器掃描周期〕應滿足：小型PLC的掃描時間不大于0.5ms/K；大中型PLC的掃描時間不大于0.2ms/K。5.2可編程序控制器〔PLC〕的選擇開關量I/O接口輸入接口電路接口電路用于采集信號輸入，輸入信號是從按鈕、選擇開關、數(shù)字撥碼開關、限位開關、接近開關、光電開關、壓電繼電器等傳來的開關量輸入信號。輸入接口電路將限位開關、手動開關、編碼器等現(xiàn)場輸入設備的控制信號轉換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號。一般單元式PLC中輸入接口單元都使用PLC本身的直流電源供電，不再需要外接電源。輸出接口電路輸出接口用于將經(jīng)主機處理過的結果通過輸出電路驅動輸出設備〔如接觸器、電磁閥、指示燈等〕。輸出接口采用光耦合電路，將CPU處理過的信號轉換成現(xiàn)場需要的強電信號輸出，以驅動接觸器、電磁閥等外部設備的通斷電。PLC的輸出有繼電器輸出〔M〕、晶閘管輸出〔SSR〕和晶體管輸出〔T〕三種輸出形式。⑴繼電器輸出型：有觸電輸出方式，用于接通或斷開開關頻率較低的直流負載或交流負載回路，但接通斷開的頻率低。如圖5-1：圖5-1繼電器輸出⑵晶閘管輸出型：無觸點輸出方式，用于接通或斷開開關頻率較高的交流負載。如圖5-2：圖5-2晶閘管輸出⑶晶體管輸出型：無觸點輸出方式，用于接通或斷開開關頻率較高的直流電源負載。如圖5-3和圖5-4：圖5-3晶體管輸出〔NPN型，集電極開路〕圖5-4晶體管輸出〔PNP型，集電極開路〕根據(jù)接通斷開的頻率，本設計采用繼電器輸出器，繼電器輸出的價格廉價，既可以用于驅動交流負載，有可用于直流負載，而且適用的電壓范圍較寬、導通壓降小、同時承受瞬時過電壓和過電流的能力較強。外部電源的選擇PLC的電源是指將外部輸入的交流電處理后轉換成滿足PLC的CPU、存儲器、I/O接口等內部電路工作需要的直流電源電路或電源模塊，保證PLC的正常工作。PLCI/O硬件連線圖根據(jù)上面I/O地址分配的分析，本設計采用三菱公司的PLC，型號為FX2N-80MR，輸入輸出節(jié)點各為40個。該PLC既能滿足輸入輸出節(jié)點的需求，而且還留有一定的冗余量，為以后電梯系統(tǒng)的擴展提供方便，具體的硬件連接圖如圖5-5所示。第六章控制方案與程序設計6.1梯形圖設計控制原理門廳上行呼叫信號門廳上行呼叫信號的用途：乘客1~6樓層時，用按鈕發(fā)出上行的信號以便告訴司機或直接控制電梯運行到乘客所在的樓層，控制梯形圖程序如圖6-1所示：圖6-1門廳上行呼叫信號梯形圖圖中X0~X5輸入繼電器分別為1~6樓層的上行按鈕，輸出繼電器Y0~Y5分別控制1~6樓層的上行信號燈，表示對應的按鈕發(fā)出的命令，與同一樓層的上行按鈕和上行信號燈裝在一起，采用帶燈按鈕，當按鈕按下時，按鈕中的燈發(fā)紅光顯示向上行標志。例如：一樓乘客按下上行按鈕X0時，Y0得電自鎖，1樓上行信號亮；當電梯轎廂下行到1樓時，1樓限位開關X30動作，其上行信號燈Y0熄滅。2樓、3樓、4樓、5樓和6樓的上行呼叫信號控制原理與1樓上行呼叫信號控制原理根本上相同的。其中，M101為下行標志，在下行時M101=1，在上行M101=0，所以在上行過程電梯上行到該樓層時，該樓層的上行信號熄滅。如果電梯在下行過程中到達該樓層，由于M101=1，M101常開接點閉合，不能斷開該樓層的上行信號燈。7樓是頂層，沒有上行呼叫信號。門廳上行呼叫信號主要起兩個作用：一是當乘客按下對應樓層的上行按鈕發(fā)出上行呼叫指令時，對應的信號燈亮，表示該指令已經(jīng)輸入，等待執(zhí)行；二是控制電梯，在電梯上行的過程中，電梯經(jīng)過有上行呼叫信號的樓層時會停下來。門廳上行信號只有在上行過程中，到指定地點〔即碰到樓層限位開關〕才消除信號，在下行過程中上行的信號應保持。電梯在上行過程中只能去除上行呼叫信號，不能消除反方向的下行呼叫信號，以便在下行過程中執(zhí)行。門廳下行呼叫信號門廳下行呼叫信號的用途：乘客在2~7樓層，乘客按下按鈕發(fā)出下行信號以便告訴司機〔在司機控制方式下〕或直接控制電梯〔在乘客控制方式下〕運行到乘客所在的樓梯。門廳下行呼叫信號控制程序如圖6-2所示：圖6-2門廳下行呼叫信號梯形圖圖中X10~X15輸入繼電器分別為2~7樓層的下行呼叫按鈕，輸出繼電器Y10~Y15分別控制2~7樓層的下行信號燈，表示對應的按鈕所發(fā)出的指令，與同一樓層的下行按鈕和下行信號燈裝在一起，采用帶燈按鈕，當按鈕按下時，按鈕中發(fā)出綠光顯示向下標志。例如：7樓乘客按下7樓下行按鈕X15時，Y15得電自鎖，7樓下行信號Y15亮；當轎廂上行到7樓時，7樓限位開關X36動作，其上行信號燈Y15熄滅。2樓、3樓、4樓、5樓和6樓下行呼叫信號控制原理與5樓下行呼叫信號控制原理根本上相同。其中M100為上行標志，在上行時M100=1。在下行時M100=0，所以在下行過程中電梯上行到該樓層時，該樓層的上行信號燈熄滅。如果電梯在上行過程中到達該樓層，由于M100=1，M100常開接點閉合，不能斷開該樓層的上行信號燈。1樓是底層，沒有下行呼叫信號。門廳下行呼叫信號也主要起兩個作用：一是當乘客按下對應樓層的下行呼叫按鈕發(fā)出下行呼叫信號指令時，對應的信號燈顯示該指令已經(jīng)存入PLC中，等待執(zhí)行；二是控制電梯在下行過程中經(jīng)過有下行呼叫指令的樓層停下來，使下行乘客進入轎廂，并去除所停樓層的下行呼叫信號。電梯在下行過程中只能去除下行呼叫信號，不能消除反方向的上行呼叫信號，以便在上行過程中執(zhí)行。轎廂內選層信號如圖6-3所示：圖6-3轎廂內選層信號梯形圖圖中X20~X26輸入繼電器分別為轎廂1~7樓層的選層信號按鈕，輔助繼電器M20~M26分別為1~7樓層的選層記憶信號。例如：轎廂內某乘客要到4樓，按下4樓內選層按鈕X23時，M23得電自鎖，當電梯轎廂行駛到4樓時，4樓的限位開關X33動作，M23失電，解除4樓的選層記憶信號。轎廂內選層信號燈的控制轎廂內選層信號燈用于顯示轎廂應到達的樓層，選層信號有兩種工作方式：乘客控制操作方式：在這種工作方式下，當轎廂內乘客按下某層按鈕時，對應的選層信號燈顯示所在的樓層，把樓層的選層按鈕和信號燈裝在一起，采用帶信號燈的按鈕。例如：轎廂里的乘客要到5樓，按下5樓選層按鈕，那么按鈕中的信號燈顯示“5”圖6-4轎廂內選層信號燈的控制梯形圖司機控制工作方式：在這種工作方式下，電梯的工作方式完全由司機操作控制，乘客不能控制電梯的運行，但可以向司機發(fā)出請求信息。司機可以根據(jù)請求信息控制電梯來接送乘客，如果有一層樓都向轎廂內發(fā)出上行或下行信號那么將使電路復雜，占用輸出點增加，為了簡化電路，節(jié)省可編程控制器的輸出點，采用一個信號燈多種顯示方式來表示不同的信號。在上行呼喚指令中串入一秒脈沖信號，當有上行呼喚指令時，指令燈按1Hz頻率閃光。在下行呼喚信號串入4s脈沖信號。當有下行呼喚信號時信號燈按0.25Hz頻率閃光。當有轎廂內選層信號時，信號燈常亮，不閃動，選層信號燈的工作時序如圖6-5所示：圖6-5轎廂內信號燈工作時序圖由圖6-5轎廂內信號燈工作時序圖可知，電梯在上行、下行、呼喚指令及轎廂內選層指令之間，優(yōu)先顯示轎內選層指令，這是因為在司機操作控制方式下選層指令可以控制電梯運行，而上下行呼喚指令只是請求指令，不能控制電梯的運行。樓層位置信號樓層位置記憶信號用于電梯的上、下行控制和樓層顯示。如圖6-6所示：圖6-6樓層位置信號梯形圖在電梯運行過程中，必須要知道轎廂所在的樓層位置，而樓層位置是由各樓層的位置開關〔X20~X26〕來檢測的，位置開關由一定長度的擋塊來控制，起平層作用，為了保證準確停車，轎廂的牽引方式采用摩擦上下平衡配重驅動，由于轎廂和陪重物的重物根本相等，所以電梯的上行和下行的運行慣性相同。當轎廂運行到某一層時，限位開關在上行時碰到擋塊的上端，或在下行時碰到擋塊的下端，當限位開關動作時，電梯進入低速運行狀態(tài)，運行一定時間后當限位開關處于擋塊中部時停止，從而到達平層控制的作用。當限位開關動作時，限位開關接點受擋塊碰撞而閉合，但是當轎廂驅離時，限位開關將脫離擋塊而復位，使信號消失，為了保持信號，在梯形圖中采用自鎖接點。當電梯到達相鄰樓層，碰到位置開關時消除記憶，同時對所到達的樓層位置進行記憶。例如：當轎廂到達2樓時，X31動作，M61得電自鎖，當轎廂離開2樓時，M61仍得電，當上行到3樓碰到限位開關X32，或下行到1樓碰到限位開關X30時，M61失電。七段數(shù)碼管顯示七段數(shù)碼管顯示的筆畫如圖6-7所示：在1樓時，1樓的限位開關X30 動作，使1樓限位記憶繼電器M60=1，顯示數(shù)字“1〞〔b，c筆畫亮〕表示轎廂在1樓，同理，轎廂在2樓時，M61=1數(shù)碼顯示2〔a、b、d、e、g筆畫亮表示轎廂在2樓〕。根據(jù)上述各樓限位記憶繼電器M60~M66和筆畫對應關系圖如表6-1所示：表6-1M60~M66與筆畫對應關系圖樓層位置開關樓層記憶信號樓層數(shù)碼顯示Y30aY31bY32cY33dY34eY35fY36gX30M60111X31M61211111X32M62311111X33M6341111X34M64511111X35M656111111X36M667111根據(jù)表6-1寫出數(shù)碼管筆畫的邏輯表達式：筆畫a：Y30=M61+M62+M64+M65+M66=筆畫b：Y31=M60+M61+M62+M63+M66=筆畫c：Y32=M60+M62+M63+M64+M65+M66=筆畫d：Y33=M61+M62+M64+M65=筆畫e：Y34=M61+M65=筆畫f：Y35=M63+M64+M65=筆畫g：Y36=M61+M62+M63+M64+M65=根據(jù)邏輯表達式畫出梯形圖，為了使梯形圖緊湊，將常開接點并聯(lián)改為常閉接點串聯(lián)再取反來表示，如圖6-8所示：圖6-8數(shù)碼輸出顯示梯形圖樓層呼叫選層綜合信號在電梯控制中，電梯的運行是根據(jù)門廳的上下行按鈕呼叫信號和轎廂內選層按鈕呼叫信號來控制的。在司機控制的方式下，要對門廳的上下行按鈕呼叫信號進行屏蔽，應將上下行按鈕呼叫輸出信號Y0~Y5、Y10~Y15轉換成內部信號M0~M5、M10~M15，如圖6-9所示：圖6-9樓層呼叫選層綜合信號梯形圖在司機控制的方式下，X17=1，只將M0~M5、M10~M15復位，而Y0~Y5、Y10~Y15不復位。T2、T3組成一個2s斷、2s通的震蕩電路，用于轎廂內信號燈的下呼信號顯示。為了使上下行區(qū)分控制梯形圖清晰簡練。將每一層的門廳的上下行呼叫信號和轎廂內選層呼叫信號用一個輔助繼電器表示，如圖6-10所示：在乘客控制的方式下，X17=0，各樓層信號M50~M56接收乘客的門廳呼叫信號M0~M5、M10~M15。在司機控制的方式下，X17=1，M0~M5、M10~M15被復位，各樓層信號M50~M56不能接收乘客的門廳呼叫信號M0~M5、M10~M15。也就是說，乘客在門廳不能控制電梯，但是給出燈光信號，參見“轎廂內選層信號燈的控制〞。上下行區(qū)分控制信號上下行區(qū)分控制信號梯形圖如圖6-11所示：圖6-11上下行區(qū)分控制信號梯形圖開門控制開門控制梯形圖如圖6-12所示：圖6-12開門控制梯形圖電梯只有在停止的時候Y16=0、Y17=0時，才能開門。開門有4種情況：當電梯行駛到某樓層停止時，電梯由高速轉為低速運行T1時間時，T1接點閉合，Y6得電并自鎖開門。門翻開時碰到開門限位開關X27，Y6失電。開門結束。在轎廂中，按下開門按鈕X6時，開門。在關門的過程中，假設有人被門夾住，此時與開門按鈕并聯(lián)的限位開關X6動作，斷開關門線圈Y7，接通開門線圈Y6，將門翻開。轎廂停在某一層時，在門廳按下上呼按鈕或按下下呼按鈕，開門。例如：轎廂停在3樓時，3樓限位開關X32=1，乘客按下3樓的上呼按鈕X2或按下下呼按鈕X11，電梯開門。而其他樓層按按鈕不開門。關門控制關門控制梯形圖如圖6-13所示：圖6-13關門控制梯形圖電梯門正常是關著的，如果門開著，那么開門限位開關X27=1，T0得電延時5s，T0接點閉合，Y7得電自鎖，將電梯門自動關閉。關門到位時，關門限位開關X37=1，Y7失電。關門結束。在轎廂中，按下關門按鈕X7時，電梯立即關門。當關門過程中，假設有人被門夾住，限位開關X6動作停止關門，并將門翻開。有人在轎廂中按住開門按鈕X6，門將不能關閉。停止信號停止信號梯形圖如圖6-14所示：圖6-14停止信號梯形圖電梯在運行過程中到哪一層停止，取決于門廳呼叫信號和轎廂內選層信號。根據(jù)控制要求，電梯在上行過程中只接受上行呼叫信號和轎廂內選層信號，當有上行呼叫信號和轎廂內選層信號時，M101=1，M100常開接點閉合，如果3樓有人按下上呼按鈕，那么Y2得電自鎖，當電梯上行到3樓時，位置開關X32動作，M102發(fā)出一個停止脈沖。當電梯上行到最高層7樓時，M100由1變成0，M100下降沿接點接通一個掃描周期，使M102發(fā)出一個停止脈沖。電梯在下行過程中只接受下行呼叫信號和轎廂內選層信號，當有下行呼叫信號和轎廂內選層信號時，M101=1，M101常開接點閉合。例如：1樓有人按下上呼按鈕，當電梯下行到最低層1樓時，M101由1變成0，M101下降沿接點接通一個掃描周期，使M102發(fā)出一個停止脈沖。6.1.12升降電機控制升降電機控制梯形圖如圖6-15所示：圖6-15升降電機控制梯形圖當上行信號M100=1時，門關閉后，關門限位開關X37閉合，Y16得電，電梯上行。當某樓層有上行或轎廂選層信號時，M102發(fā)出停止脈沖，接通Y27，Y16和Y27同時得電，升降電機低速運行。定時器T1延時1.5s斷開Y16和Y27，電梯停止。如果轎廂停止在某樓層時，樓上已經(jīng)沒有上行或轎廂選層信號，那么M100=0，但是Y16得電自鎖，此時停止脈沖M102，接通Y27，Y16和Y27同時得電，升降電機低速運行。定時器T1延時1.5s斷開Y16和Y27，電梯停止。手動檢修控制方式手動檢修控制方式PLC接線如圖6-16所示：圖6-16手動檢修控制方式梯形圖電梯一般需要定期檢修，當開關S1動作時，S1常閉接點斷開門廳呼叫按鈕SB4~SB9、SB12~SB17，門廳呼叫信號無效，輸入繼電器X0~X5可以另做他用。S1常開接點接通檢修用的控制電路。S1另一常開接點接通X16。X16常開閉合，執(zhí)行跳轉指令CJP1。跳過乘客控制方式和司機控制方式梯形圖。X16常開接點斷開，不執(zhí)行跳轉指令，而手動梯形圖被執(zhí)行。X0用于電梯上行控制，X1用于電梯下行控制，X2用于電梯低速運行，X3用于點動連動控制，X4用于停止控制。6.2七層電梯控制總圖電梯控制總梯形圖如圖6-17所示：6.3控制程序電梯控制指令表如表6-18所示：第七章電梯模擬調試7.1系統(tǒng)調試調試前具備的條件主要的機械平安部件——限速器、平安鉗及限速器鋼繩等已安裝完畢，并前動作有效可靠。機房的所有電氣線路的配置及接線工作均已完成，各電氣部件的金屬外殼均有良好的接地裝置，并且要求其接地電阻小于40。機房內的各電氣部件的接線正確均已檢查，校對確信無誤，接線螺栓均已擰緊而無松動現(xiàn)象。轎廂的所有電氣線路〔包括轎廂頂、轎內操縱箱、轎廂底〕的配置及接線工作均已完成。機房內控制屏與轎廂之間的接線正確均已檢查，校對確信無誤，接線螺栓均已擰緊而無松動現(xiàn)象，且轎廂中的各電氣裝置的金屬外殼均有良好的接地。機房內控制屏、平安保護開關等與井道內各樓層的召喚按鈕箱、門外指示燈、門鎖電接點等之間的接線正確性均已檢查，校對確信無誤，接線螺栓均已擰緊而無松動現(xiàn)象。機房內各電氣機械部件、轎廂內的各電氣部件、井道各層站的電氣部件均已處于枯燥而無受潮或受水浸濕、浸泡現(xiàn)象。電梯的運行調試在機房內進