四层电梯的设计

1、设计题目：

             关于四层电梯的设计    

2、设计要求：

(1)当轿厢停于1层或2层,或者3层时,按PB4按钮呼梯,则轿厢上升至LS4停.

    (2)当轿厢停于4层或3层,或者2层时,按PB41按钮呼梯,则轿厢下降至LS1停.

    (3)当轿厢停于1层,若按PB2按钮呼梯,则轿厢上升至LS2停,若按PB3按钮呼梯,则轿厢上升至LS3停.

    (4)当轿厢停于4层,若按PB3按钮呼梯,则轿厢下降至LS3停,若按PB2按钮呼梯,则轿厢下降至LS2停. 

    (5)当轿厢停于1层,而PB2,PB3,PB4按钮均有人呼梯时,轿厢上升至LS2暂停后继续上升至LS3,暂停后,继续上升至LS4停止.

    (6)当轿厢停于4层,而PB1,PB2,PB3按钮均有人呼梯时,轿厢下降至LS3暂停后继续下降至LS2,暂停后,继续下降至LS1停止.

    (7)轿厢在楼梯间运行时间超过12s,电梯停止运行.        

(8)当轿厢上升(或下降)途中,任何反方向下降(或上升)的按钮呼梯均有效.楼层显示灯亮表征有该楼层信号请求,灯灭表征该楼层请求信号消除.

3、设计任务：

  (1)设计总说明主要介绍设计任务来源,设计标准,设计原则及主要技术资料,中文字数要在1500--2000字以内,英文字数以1000个左右实词为宜,关键词一般以5个左右为妥;

   (2)目录按三级标题编写(即:1******,1.1*******,1.1.1*******);

   (3)PLC简介;

   (4)系统配制确定,包括输入输出信号的确定,I/O编号分配和PLC的选型;

   (5)电气控制主电路和PLC硬件接线的设计;

   (6)PLC程序的设计;

   (7)上机调试结果;

   (8)参考文献,格式,序号,作者,题目,刊名,出版年份,卷号(期号);起页-至页;

(9)附图:硬件接线电路图纸一张,PLC控制流程图和梯形图一张,器件控制柜图一张(2号图纸)，设计说明书字数:1万字.

                          前言

随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧密相关，随着人们对其要求的提高，电梯得到了快速的发展，其拖动技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制.本设计在已有的通变频器的基础上，采用PLC对电梯进行控制，通过合理的选择和设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果.

     进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显.可编程序控制器（PLC）是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置.鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替,同时由于电机交流变频调速技术的发展电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速.因此，PLC控制技术加变频调速已成为现代电梯行业的一个优点.

    PLC是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方法，PLC控制一般具有可靠性、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点.电梯采用了PLC控制，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高，控制系统结构简单，外部线路简化,另外可方便地增加或改变控制功能，也可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修.

    随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的发展也十分迅速.电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段,变频调速已其优异的调速性能和起制动性能、高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式.

   变频调速电梯使用了先进的SPWM技术，明显改善了电梯运行质量和性能，具有调速范围广、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，几乎可与直流电机媲美,同时明显改善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因数，节能显著.

1 绪论…………………………………………………(6)

1.1 电梯继电器控制存在的问题 ………………………………(6)

1.2  PLC及在电梯控制中的应用特点………………………… (6)

 1.2.1  PLC的特点………………………………………… (7)

 1.2.2  PLC控制电梯的特点……………………………………(8)

1.3 电梯变频调速控制的特点…………………………………(9)

2 电梯设备……………………………………………(9)

2.1. 电梯的分类 …………………………………………(10)

2.2 电梯的主要组成部分 ………………………………… (10) 

2.3 电梯的安全保护装置 ………………………………… (10)

3 基本方案选择 …………………………………… (11)

3.1 变频器的选择…………………………………………(11)

 3.1.1 VS- 61665型变频器简介………………………………… (13)

 3.1.2  VS- 61665型变频器的标准规格……………………………(13)

3.2 可编程序控制器(PLC)的选择 …………………………… (15) 

 3.2.1 轿厢楼层位置检测方法………………………………… (16) 

 3.2.2  PLC的选择…………………………………………(17) 

4 系统硬件设计 …………………………………… (17)

4.1 变频器结构及参数设置………………………………… (17) 

 4.1.1 VS- 61665型变频器的参数 ……………………………… (17)

 4.1.2 参数设置 ……………………………………………(18)

 4.1.3 变频器自学习功能的应用方法………………………………(20)

 4.1.4 变频器容量计算……………………………………… (20)

 4.1.5 变频器制动电阻参数的计算……………………………… (21)

4.2  PLC控制系统设计…………………………………… (21)

 4.2.1 设计思想……………………………………………(22)

 4.2.2 电梯I/O点数的分配及机型的选择……………………………(25) 

 4.2.3  电梯控制I/O分配表……………………………………(26)

 4.2.4  电梯控制I/O接线图……………………………………(26)

4.3 系统结构框图…………………………………………(27)

4.4 电梯控制板面图……………………………………… (28)

5 系统软件设计………………………………………(28)

5.1 电梯上行…………………………………………… (28)

5.2 电梯下行…………………………………………… (29)

5.3 楼层显示…………………………………………… (29)

6 梯形图………………………………………………(30)

7 编制程序……………………………………………(35)

8 总结…………………………………………………(44)

9 参考资料……………………………………………(45)

1 绪论

   继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法.但是，进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显.可编程序控制器（PLC）最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置,鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制所代替.因此，PLC控制技术加变频调速技术已成为现代电梯行业的一个热点.

1.1 电梯继电器控制系统存在的问题

（1）系统触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而鼓掌率较高.

（2）普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高.

（3）电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高.

（4）系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大.

（5）由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高，而且检查故障困难，费时费工.

    电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊忧,且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部分损坏，还可能出现人身事故.

1.2 PLC及在电梯控制中的应用特点

1.2.1 PLC的特点

    PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式.PLC与普通微机一样，以通用或专用CPU作为字处理器，实现通道（字）的运算和数据存储，另外还有位处理器（布尔处理器），进行点（位）运算与控制,PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点.

（1）可靠性:对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性.

  A.PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短.

  B.PLC采用了一系列可靠性设计的方法设计.例如，冗余设计、断电保护、故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTBF，降低了mlTR使可靠性提高.

  C.PLC有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误.

  D.PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件.

  E.在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性措施.例如，采用可靠性的元件：采用先进的工艺制造流水线制造；对干扰的屏蔽、隔离和滤波等，对电源的断电保护，对存储器内容的保护等.

  F.PLC的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施.例如，采用 软件滤波、软件自诊断、简化编程语言等.

（2）易操作性，PLC的易操作性表现在下列几个方面：

  A.操作方便.对PLC的操作包括对输入和程序更改的操作,大多数PLC采用编程器进行输入和更改的操作,编程器至少提供了输入信息的提示，对大中型的PLC，编程器采用了CRT屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显示,更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改，更改的信息可在液晶屏或CRT上显示.

  B.编程方便.PLC有多种程序设计语言可供使用，对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握和理解，采用布尔助记符编程语言时，十分有助于编程人员的编程.

  C.维修方便.PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低，当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快的找到故障的部位，以便维修.

（3）灵活性：PLC的灵活性表现在以下几个方面：

  A.编程的灵活性.PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言，编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展.

  B.扩展的灵活性.PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点,它可根据应用的规模不同，即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展.

  C.操作的灵活性.操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易.

1.2.2 PLC控制电梯的优点

（1）在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高.

（2）去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化.

（3）PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能.

（4）PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便与检修.

（5）用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率.

（6）更改控制方案时不需改动硬件接线.

1.3电梯变频调速控制的特点：

    随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的发展也十分迅速.电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段,变频调速以其优异的调速性能和起制动平稳性能、高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式.

  变频调速电梯的特点：

（1）变频调速电梯使用的是异步电动机，比同容量的直流电动机具有体积小、占空间小，结构简单、维护方便、可靠性高、价格低等优点.

（2）变频调速电源使用了先进的SPWM技术、SVPWM技术，明显改善了电梯运行质量和性能，调速范围宽、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，已逐渐取代直流电机调速.

（3）变频调速电梯使用了先进的SPWM技术、SVPWM技术，明显改善了电梯运行质量，减少了谐波，提高了效率和功率因数，节能明显.

2 电梯设备

2.1 电梯的分类

电梯的分类有各式各样：

（1）按用途分类有客梯、货梯、医用梯等.

（2）按速度 ：低速电梯1m/s以下、中速电梯1-2m/s、高速电梯2m/s以上、超高速电梯4m/s以上.

（3）按驱动电源分类：交流电梯速度一般小于2m/s、直流电梯速度一般大于2m/s.

（4）按控制方式分类：有/无司机控制、群控、有层间控制、简易集选控制、集选控制等.

2.2 电梯的主要组成部分

（1）曳引部分通常用曳引机和曳引钢丝绳组成。电动机带动曳引机旋转使轿厢上下运动.

（2）轿厢和厅门轿厢由轿架、轿底、轿壁和轿门组成；厅门一般有封闭式、中分式、双折式、双折中分式和直分式等.

（3）电器设备及控制装置有曳引机，选层器传动及控制柜、轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅站指示器组成.

（4）其它装置对重装置、补偿装置等.

2.3 电梯的安全保护装置

（1）电磁制动器，装于曳引机轴上，一般采用直流电磁制动器，启动时通电松闸，停层后断电制动.

（2）强迫减速开关，其分别装于井道的顶部和底部，当轿厢驶过端站换速为减速时，轿厢上的撞块就触动此开关，通过电器传动控制装置，使电动机强迫减速.

（3）限位开关，当轿厢经过端站平层位置后仍未停车，此限位开关立即动作，切断电源并制动，强迫停车.

（4）行程极限保护开关，当限位开关不起作用，轿厢经过端站时，此开关动作.

（5）急停按钮，装于轿厢司机操纵盘上，发生异常情况时，按此按钮切断电源，电磁制动器制动，电梯紧急停车.

（6）厅门开关，每个厅门都装有门锁开关,仅当厅门关上才允许电梯启动，在运行过程中如出现厅门开关断开，电梯立即停车.

（7）关门安全开关，常见的是装于轿厢门边的安全触板，在关门过程中如安全触板碰到乘客时，发出信号，门电机停止关门，反向开门，延时重新开门，此外还有红外线开关等.

（8）超载开关，当超载时轿底下降开关动作，电梯不能关门和运行.

（9）其它的开关，安全窗开关，钢带轮的断带开关等.

3 基本方案选择 

  本设计通过多种方案的比较和对照，完成了电梯控制系统中变频器和可编程控制器的选择.

3.1 变频器的选择

   随着变频器性能价格比的提高，交流变频调速已应用到许多领域，由于变频调速的诸多优点，使得交流变频调速在电梯行业也得到广泛应用.

   目前,通用变频器经历了模拟控制、数字控制、数模混合控制,直到全数字控制的演变,逐步地实现了多功能化和高性能化,进而使之对各类生产机械、各类生产工艺的适应性不断增强,最初通用变频器仅用于风机、泵类负载的节能调速和化纤工业中高速缠绕的多机协调运行等，到目前为止,其应用领域得到了相当大的发展(如搬运机械,从反抗性负载的搬运车辆、带式运输机到位能负载的起重机、提升机、立体仓库、立体停车厂等都已采用了通用变频器,金属加工机械，从各类切削机床直到高速磨床乃至数控机床、加工中心超高速伺服机的精确位置控制都已采用了通用变频器,在其它方面,如农用机械、食品机械、木工机械、印刷机械、各类空调、各类家用电器甚至街心公园喷水池,可以说其应用范围相当广阔.并且还将继续扩大.

   保护功能电机保护,变频器过载,瞬间过电流,电压下降,过电压,输入缺相等，电梯的调速要求除了一般工业控制的静态、动态性能外,它的舒适度指标往往是选择中的一项重要内容.本设计中拖动调速系统的关键在于保证电梯按理想的给定速度曲线运行,以改善电梯运行的舒适感,另外,由于电梯在建筑物内的耗电量占建筑物总用电量的相当比例,因此,电梯节约用电日益受到重视,考虑以上各种因素,本设计选用安川61665型全数字变频器,它具有磁通矢量控制、转差补偿、负载转矩自适应等一系列先进功能,可以最大限度地提高电机功率因数和电机效率,同时降低了电机运行损耗,特别适合电梯类负载频繁变化的场合.

   另外,61665型变频器的启动、制动具有可任意调节的S曲线和零频仍可输出150%力矩的特点,配以高精度的旋转编码器,控制精度可达0.01-0.02%,使得电梯运行舒适感好,零速抱闸,平层精度高.无须配专用电机,可自学习所配电机的各个参数,精确控制任何品牌的电机.采用高性能IGBT,载波频率20KHz,从而使变频器输出一个不失真的正弦波形,使电机始终运行于静噪音状态.

3.1.1  VS-61665型变频器简介

VS-61665型变频器是安川电机公司面向世界推出的21世纪通用型变频器,这种变频器不仅考虑了V/f控制,而且还实现了矢量控制,通过其本身的自动调谐功能与无速度传感器电流矢量控制,很容易得到高起动转矩与较高的调速范围.VS-61665型变频器的特点如下:

(1)包括电流矢量控制内的四种控制方式均实现了标准化.

(2)有风富的内藏与选择功能.

(3)由于采用了最新式的硬件,因此功能全、体积小.

(4)保护功能完善、维修性能好.

(5)通过LCD操作装置,可提高操作性能.

3.1.2 VS-61665型变频器的标准规格

  VS-61665型变频器的标准规格如表3.1

3.2 可编程序控制器(PLC)的选择

   电梯PLC控制系统不再使用继电器控制系统中模拟轿厢运动的机械选层器,电梯运行过程中,轿厢所选楼层位置如何检测,PLC软件如何根据给定输入信号及运行条件判断或计算楼层数,是正确定向和选层换速的必要前提.

 3.2.1轿厢楼层位置检测方法

 主要方法有以下几种:

(1)用干簧管磁感应器或其它位置开关:这种方法直观、简单,但由于每层需使用一个磁感应器,当楼层较高时,会占用PLC太多的输入点.

(2)利用稳态磁保开关:这种方法需对磁保开关的不同状态进行编码,在各种编码方式中适合电梯控制的只有格雷变形码,但它是无权代码,进行运算时需采用PLC指令译码,比较麻烦,软件译码也使程序变的庞大.

(3)利用旋转编码器:目前,PLC一般都有高速脉冲输入端或专用计数单元,计数准确,使用方便,因而在电梯PLC控制系统中， 可用编码器测取电梯运行过程中的准确位置,编码器可直接与PLC高速脉冲输入端相连,电源也可利用PLC内置24V直流电源，硬件连接可谓简单方便.由以上分析可见，用旋转编码器检测位置优于其它方法,故本设计采用此法.

系统轿厢控制按钮的动作要求:

    本系统采用轿厢外召唤,轿厢内按钮控制方式的自动控制方式,电梯由安装在轿厢内的指令按钮进行操作,其操纵指令为响应,轿厢内指令依层次指令运行启动电梯使电梯到达目的层，轿厢外指令即作为外呼指令.

      电梯上行、下行由一台电动机驱动,电动机正转,电梯上升Y0;电动机反转,电梯下降Y1；每层设有呼叫按钮PB1～PB4,每到一层有显示LS1～LS4,还有信号灯Y2～Y5.

3.2.2 PLC的选型

  根据以上选择的轿厢楼层位置检测方法,要求可编程控制器必须有高数计数器,又因为电梯是双向运行的,所以PLC还需具有可逆计数器.综合考虑后,本设计按四层电梯考虑,选择了日本三菱公司生产的FX系列机.

FX系列机具有以下优点:

 1、体积极小、价格便宜.

 2、先进美观的外部结构.

 3、提供多种子系列供用户选用.

 4、灵活多变的系统配置.

 5、功能强、使用方便.

根据以上选择的轿厢楼层位置检测方法:

    该四层电梯设计有10个输入信号，6个输出信号，且考虑余量，选择（32点输入、32点输出）的PLC，输出信号及地址编号如“电梯控制I/O分配表” .

4 系统硬件设计

4.1 变频器结构及参数设置

由于采用PLC作为逻辑控制器件,故变频器和PLC通讯时采用开关量而不用模拟量. 而61665型是通用变频器,因而用在电梯控制上为了满足运行效率、舒适感、平

层精度和安全性的要求,其参数设置比专用型变频器要复杂得多.

4.1.1 VS-61665变频器的参数

  61665变频器共有9组参数,每一组参数的设定都具有特定的含义.

  常用参数如表4.1

4.1.2 参数设置

积分时间常数宜大些:为了提高运行效率,快车频率应选为工频,而爬行频率要尽可能低些,以减小停车参数设置的原则:（1）为减小启动冲击及增加调速的舒适感，其速度环的比例系数宜小些；（2）零速一般设置为OHz，速抱闸功能将影响舒适感；（3）变频器其它常用参数可根据电网电压和电机铭牌数据直接输入,具体的设置见表4.2.

4.1.3 变频器自学习功能的应用方法

   为了使变频器工作在最佳状态,在完成参数设置后,需使变频器对所驱动的电动机进行自学习,而61665就具有曳引机参数自学习的功能,其方法是:将曳引机制动轮与电机轴脱离,使电动机处于空载状态,然后启动电动机,让变频器自动识别并存储电动机有关参数,变频器将根据识别到的结果调整控制算法中的有关参数.显然,这一组自学习到的参数,是和变频器匹配的最佳参数,使变频器能对该电动机进行最佳控制.

4.1.4 变频器容量计算

     变频器的功率可根据曳引机电机功率、电梯运行速度、电梯载重与配重进行选取。设电梯曳引机功率为P1,电梯运行速度为v，电梯自重为w1，电梯载重为w2，配重为w3，重力加速度为g，变频器功率为。在最大载重下，电梯上升所需曳引机功率为P2：

 曳引机功率为P2：

   P2=[（w1+w2-w3）g+F1]v

      其中F1=K(w1+w2-w3)g+&为摩擦力，可忽略不计。  

    电机功率P1，变频器功率P应接近于电机功率P1，相对于P2留有较大裕量，可取P=1.5P2.

4.1.5 变频器制动电阻参数的计算

   由于电梯为位能负载，电梯运行过程中产生再生能量，所以变频调速装置应具有制动功能，带有逆变功能的变频调速装置通过逆变器虽然能够将再生能量回溃电网，但成本太高，采用能耗制动方式通过制动单元将再生能量消耗在制动电阻上，成本较低而且具有良好的使用效果.能耗制动电阻R1的大小应使制动电流I1的值不超过变频器额定电流的一般，即：I1=U0/R1<=I/2 其中U0为额定情况下变频器的直流母线电压，由于制动电阻的工作不是连续长期工作，因此其功率可以大大小于通电时消耗的功率.

4.2  PLC控制系统设计

  电梯PLC的控制系统和其它类型的电梯控制系统一样,主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成.图4.1为电梯PLC控制系统的基本结构图,主要硬件包括包括PLC主机及扩展、机械系统、娇厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等.系统控制核心为PLC主机，操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器并由PLC软件运算处理，然后经输出接口分别向指层器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号.

               图4.1电梯PLC控制系统的基本结构图

4.2.1 设计思想

  电梯信号控制基本由PLC软件实现,电梯信号控制系统如图4.2所示,输入到PLC的控制信号有:运行方式选择(如自动、有司机、检修、消防运行方式等) 、运行控轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器光电脉冲、开关门极限为信号、门区和平层信号等.

                      图4.2电梯PLC信号控制系统框图

4.2.1.1 电梯控制系统实现的功能

(1)一台电机控制上升和下降

(2)各层设上、下呼叫开关(最顶层与起使层只设一只)

(3)电梯到位后具有手动或自动开门、关门功能.

(4)电梯内设有层楼指令健,开关门按健,警铃风扇及照明按健.

(5)电梯内外设有层楼指令灯及电梯当前层号指示灯.

(6)待客自动开门,当电梯在某层停梯待客时,按下层外召唤按钮,应能自动开门迎客.

(7)自动关门与提早关门.在一般情况下,电梯停站4-6秒应能自动关门,在延时时间内,若按下关门按钮,门将不经延时提前实现关门动作.

(8)按钮关门.在开关过程中或门关闭后,电梯启动前,按下操纵盘上开关按钮,门将打开.

(9)内指令记忆.当轿厢操纵盘上有多个选层指令时,电梯应能按顺序自动停靠车门,并能至调定时间,自动确定运行方向.

(10)自动方向.当轿厢操纵盘上,选层指令相对与电梯位置具有不同方向时,电梯应能按先入为主的原则,自动确定运行方向.

(11)呼梯记忆与顺向截停.电梯在运行中应能记忆层外的呼梯信号,对符合运行方向的召唤,应能自动逐一停靠应答.

(12)自动换向.当电梯完成全部顺向指令后,应能自动换向,应答相反方向的信号.

(13)自动关门待客.当完成全部轿厢内指令，又无层外呼梯信号时,电梯应自动在调定时间内自动关闭轿厢照明.

(14)自动返基站.当电梯设有基站时,电梯在完成全部指令后,自动驶向基站,停机待客.

4.2.1.2 电梯操作方式

1、单轿厢下集选控制登记所有轿厢和厅门下行召唤，轿厢上行只是答应轿厢召唤,直至最高层,自动改变运行方向为下行,应答厅门下行召唤.

2、单轿厢全集选登记所有厅门和轿厢召唤,上行时顺应答轿厢和厅门上召唤,直至最高层自动反向应答下行召唤和轿厢召唤.

 本设计采用全集选操作方式.

4.2.1.3 减速及平层控制

  电梯的工作特点是频繁起制动,为了提高工作效率、改善舒适感,要求电梯能平滑减速至速度为零时,准确平层,即"无速停车抱闸不要出现爬行现象或低速抱闸,即直接停止,要做到这一点关键是准确发出减速信号,在接近层楼面时按距离精确的自动矫正速度给定曲线.本设计采用旋转编码器检测轿厢位置,只要电梯一运行,计数器就可以精确地确定走过的距离,达到与减速点相应的预制数时即可发出减速命令.不论哪种方式产生的减速命令,由于负载的变化、电网波动、钢丝绳打滑等,都会使减速过程中不符合平层技术要求,为此一般在离层楼100-200mm处需设置一个平层矫正器,以确保平层的长期准确性.

4.2.2 I/O点数的分配及机型的选择 

   本设计按四层的电梯为例,根据需要控制的开关、设备大约有10个输入点,6个输出点需进行控制,考虑10%--150%的裕量,故选择COUP主机模块+C40p扩展单元,其点数可达32/32个,I/O分配如下:

输入地址：

根据I/O通道分配和控制原理,可画出PLC的I/O接线图().

4.3 系统结构框图

   系统由轿厢、开关门机构、曳引机构、控制系统等组成,如图4.5所示.

                          图4.5系统结构图

4.4 电梯控制面板图

5 系统软件设计

5.1 电梯上行

a.当电梯停于1楼(1F)或2F、3F时,4楼呼叫,则上行到4楼碰到行程开关后停止.

b.当电梯停于1F或2F,3F呼叫,则上行,碰到3楼行程开关后停止.

c.当电梯停于1F,2F呼叫,则上行,碰到2F行程开关后停止.

d.当电梯停于1F,2F,3F同时呼叫,则电梯上行到2F,停5S后,继续上行到3F停止.

e.当电梯停于1F,3F,4F同时呼叫,则电梯上行到3F,停5S后,继续上行到4F停止.

f.当电梯停于1F,2、3、4F同时呼叫电梯上行到2F,停5S后,继续上行到4F停止.

g.当电梯停于1F,2F,4F同时呼叫电梯上行到2F,停5S后,继续上行到3F,又停5S后,再继续上行到4F停止.

h.当电梯停于2F,3、4F同时呼叫,电梯上行到3F,停5S后,继续上行到4F停止.

5.2 电梯下行

a.电梯停于4F或3F或2F,1F呼叫,电梯下行到1F停止.

b.电梯停于4F或3F,2F呼叫,电梯下行到2F停止.

c.电梯停于4F,3F呼叫,电梯下行到3F停止.

d.电梯停于4F,3F、2F同时呼叫,电梯下行到3F,停5S,继续下行到2F停止.

e.电梯停于4F,2F、1F同时呼叫,电梯下行到2F,停5S,继续下行到1F停止.

f.电梯停于4F,3F、2F、1F同时呼叫,电梯下行到3F,停5S,继续下行到2F,停5S,再到1F停止.

5.3 楼层显示

                      图5.1七段码显示

6 梯形图

   以上梯形图中:0400为停止按钮；0401～0404分别为四层电梯的呼叫按钮,PB1～PB4同时也为此系统的启动按钮；0411～0414分别为各楼层的停止按钮LS1～LS4；0300为电梯上升Y0；O301为电梯下降Y1；0311～0314分别为各楼层的信号灯Y2～Y5.

7 编制程序

LD   0400         

RST  460

LD   0401

OR   0402

OR   0403

OR   0404

OUT  460

K    12

LD   0411

AND  0402

OR   0201

OUT  0201

LD   0411

AND  0403

OR   0202

ANI  0000

ANI  0001

OUT  0202

LD   0202

AND  0412

OR   0600

ANI  0002

ANI  0413

OUT  0600

LDI  0600

AND  0202

AND  0402

OR   0000

ANI  0001

OUT  0000

LD   0000

AND  0412

OR   0001

ANI  0002

OUT  0001

OUT  T0

K    2

LD   T0

OR   0002

ANI  0413

OUT  0002

LD   0411

AND  0404

OR   0203

ANI  0003

ANI  0004

OUT  0203

LD   0203

AND  0412

OR   0601

ANI  0005

ANI  0413

OUT  0601

LD   0203

AND  0403

AND  0601

OR   0602

ANI  0008

ANI  0414

OUT  0602

LD   0203

ANI  0601

AND  0402

OR   0003

ANI  0004

OUT  0003

LD   0003

AND  0412

OR   0004

ANI  0005

OUT  0004

OUT  T1

K    2

LD   T1

OR   0005

ANI  0413

OUT  0005

LD   0005

AND  0413

OR   0603

ANI  0008

ANI  0414

OUT  0603

LD   0005

ANI  0603

ANI  0602

AND  0403

OR   0006

ANI  0007

OUT  0006

LD   0006

AND  0413

OR   0007

ANI  0008

OUT  0007

OUT  T2

K    2

LD   T2

OR   0008

ANI  0414

OUT  0008

LD   0412

OR   0204

AND  0401

OUT  0204

LD   0412

OR   0205

AND  0403

OUT  0205

LD   0412

AND  0404

OR   0206

ANI  0009

ANI  0010

OUT  0206

LD   0206

AND  0413

OR   0604

ANI    0414

ANI    0011

OUT    0604

LD     0206

ANI    0604

AND    0403

OR     0009

ANI    0010

OUT    0009

LD     0009

AND    0413

OR     0010

ANI    0011

OUT    0010

OUT    T3

K      2

LD     T3

OR     0011

ANI    0414

OUT    0011

LD     0413

AND    0401

OR     0207

ANI    0012

ANI    0013

OUT    0207

LD     0207

AND    0412

OR     0605

ANI    0014

ANI    0011

OUT    0605

LDI    0605

AND    0207

AND    0402

OR     0012

ANI    0013

OUT    0012

LD     0012

AND    0412

OR     0013

ANI    0014

OUT    0013

OUT    T4

K      2

LD     T4

OR     0014

ANI    0411

OUT    0014

LD     0413

OR     0208

AND    0402

OUT    0208

LD     0413

OR     0209

AND    0404

OUT    0209

LD     0414

AND    0401

OR     0210

ANI    0015

ANI    0016  

OUT    0210

LD     0210

AND    0413

OR     0606

ANI    0017

ANI    0412

OUT    0606

LD     0606

AND    0210

AND    0412

OR     0607

ANI    0020

ANI    0411

OUT    0607

LDI    0606

AND    0210

AND    0403

OR     0015

ANI    0016

OUT    0015

LD     0015

AND    0413

OR     0016

ANI    0017  

OUT    0016

OUT    T5

K      2

LD     T5

OR     0017

ANI    0412

OUT    0017

LD     0017

AND    0412

OUT    0017

LD     0017

AND    0412

OR     0608

ANI    0020

ANI    0411

OUT    0608

LDI    0607

ANI    0608

AND    0402

AND    0017

OR     0018

ANI    0019

OUT    0018

LD     0018

AND    0412

OR     0019

ANI    0020

OUT    0019

OUT    T6

K      2

LD     T6

OR     0020

ANI    0411

OUT    0020

LD     0411

AND    0402

OR     0211

ANI    0021

ANI    0022

OUT   0211

LD    0211

AND   0413

OR    0609

ANI   0023

ANI   0412

OUT   0609

LDI   0609

AND   0211

AND   0403

OR    0021

ANI   0022

OUT   0021

LD    0021

AND   0413  

OR    0022

ANI   0023

OUT   0022

OUT   T7

K     2

LD    T7

OR    0023

ANI   0412

OUT   0023

LD    0414

OR    0212

AND   0403

OUT   0212

LD    0201

OR    0202

OR    0000

OR    0002

OR    0203

OR    0003

OR    0005

OR    0006

OR    0008

OR    0205

OR    0206  

OR    0009

OR    0011

OR    0209

OUT   0300

LD    0204

OR    0207

OR    0012

OR    0014

OR    0208

OR    0210

OR    0015

OR    0017

OR    0018

OR    0020

OR    0211

OR    0023

OR    0212

OUT   0301

LD    0411

OUT   0311

LD    0412

OUT   0312

LD    0413

OUT   0313

LD    0414

OUT   0314

   END

8 毕业设计总结                            

   通过这次的PLC毕业设计,使我对它的认识有了更深的了解,它不仅加深了我对知识的应用,也使我的知识领域得到进一步扩展,专业技能得到进一步提高,同时还培养了我的思维能力及增强了我的分析能力,更使我真正地亲身体验到了实践的重要性.

   对于这次设计就是一次让我提高知识技能的机会,我不仅把自己平时所学的理论知识加以实际化,更重要的是我从中学会了很多东西.在实践中,升华专业知识,提高动手能力,让理论与实践相结合,充分发挥我们的个人聪明才智,在课本与参考资料的辅助下及指导老师的帮助下,我完成了我们毕业生在校园里的最后一战,这也是对我踏入社会之前的最后一次磨练.

   最后,再次感谢指导老师对我的帮助,才使我得以顺利完成毕业设计,经过这次的PLC设计,让我更多的熟悉了关于它的历史、熟悉了其理论知识,增强了我的动手能力,也培养了我严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风,作为一名专科生,这将使我在以后的社会生活中受益非浅.

9 参考文献

1 史增芳主编. 可编程控制器原理与应用. 北京：中国林业出版社，2006

2 陆剑主编. PLC实验实训指导书（河南工业职业技术学院内部），2006

3 李伟主编. 机床电器与PLC. 西安：西安电子科技大学出版社，2006

4 陈建明主编. 电气控制与PLC应用. 北京：电子工业出版社，2006

5 邓志良、刘维亭编著. 电气控制技术与PLC. 南京：东南大学出版社，2002

6 陈志新主编. 电器与PLC控制技术. 北京：中国林业出版社，2006

7 程周主编. 电气控制与PLC原理及应用. 北京：电子工业出版社，2003

8 许寥主编. 电器控制与PLC控制技术. 北京：机械工业出版社，2004

9 胡学林主编. 电气控制与PLC . 北京:冶金工业出版社,2007   

10 王永华主编. 现代电气控制及PLC应用技术. 北京:航空航天大学出版社,2003 

11 陈红康主编. 设备电器控制与PLC技术. 山东:山东大学出版社,2006 

12 高丽丽编著. PLC控制交流变频调速控制系统在电梯中的研究. 山东：山东科技大学出版社，2003

13 廖常初编著. 可编程序控制器的编程方法与工程应用. 重庆：重庆大学出版社，2001