【正文】 ..........................37摘 要I設(shè)計(jì)總說明隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，樓群建筑不斷增多，電梯已經(jīng)成為了高層建筑不可缺少的運(yùn)輸工具，它用于運(yùn)送乘客和貨物。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，大部分電梯控制系統(tǒng)都采用隨機(jī)邏輯方式控制，由于其觸點(diǎn)多、可靠性差、故障率高、維修工作量大等缺點(diǎn)，為生產(chǎn)、生活帶來了極大的不便。而 PLC 作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以其編程方便、操作簡單尤其是它的高可控性的優(yōu)點(diǎn)不僅在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用，其組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述這些問題。本論文通過論述電梯控制系統(tǒng)的組成，闡述 PLC 在電梯控制中的應(yīng)用，采用松下PLC 編程的程序控制方式，提出了五層電梯 PLC 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)過程和組成，并列出了主要硬件電路、電梯的控制梯形圖以及指令表。同時(shí)給出了系統(tǒng)組成框圖和程序流程圖，在分析、處理隨機(jī)信號(hào)的邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了具體的 PLC編程方法，設(shè)計(jì)了一套完善的方案關(guān)于電梯控制系統(tǒng)。采用此案實(shí)現(xiàn)電梯的控制，可以解決傳統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，因而使運(yùn)行更加安全、方便、舒適。關(guān)鍵詞：電梯；PLC；梯形圖；電梯控制ABSTRACTIIABSTRACTElevator the necessary transportation tool for tall buildings these days, isused for transferring passengers and modities . However,most of the traditional elevator control system adopts relay contactingmachine as its central director. But this system with so many disadvantages such as too many contacting points, high fault rate,heavy repairing work is not as convenient as we want. however PLC (programmable controller) takes one industrial control microputer, it is convenient by its programming So if it is replaced by thecontrol system which equipped with PLC, the problems will be solved easily. This essay explains the application of PLC on elevator，by discussing the construction of elevator also illustrates the general design project, the design processand construction of the PLC control system for threestorybuildings, listing the main circuit, trapezia controlchart of elevator and repertoires. It also shows the construction of frame chart and process flow chart. Thus the method of PLC programming is on the basis of analyzing and dealing with the logic relationship of random also create a plicated elevator control system. If the project can be accepted, it will solvethe problem metioned above.KEYWORDS: Elevator。 PLC。 Lader View。 Lift control廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 1 －四層電梯職能控制系統(tǒng)1 緒論電梯是隨著高層建筑的興建而發(fā)展起來的一種垂直運(yùn)輸工具。多層廠房和多層倉庫需要有貨梯；高層住宅需要有住宅梯；百貨大樓和賓館需要有客梯，自動(dòng)扶梯……在現(xiàn)代社會(huì)，電梯已像汽車、輪船一樣，成為人類不可缺少的交通運(yùn)輸工具。據(jù)統(tǒng)計(jì),美國每天乘電梯的人次多于乘載其它交通工具的人數(shù)。當(dāng)今世界，電梯的使用量已成為衡量現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。追溯電梯這種升降設(shè)備的歷史，據(jù)說它起源于公元前 236 年的古希臘。當(dāng)時(shí)有個(gè)叫阿基米德的人設(shè)計(jì)出——人力驅(qū)動(dòng)的卷筒式卷揚(yáng)機(jī)。1854 年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，美國人伊萊沙?格雷夫斯?奧的斯第一次向全世界展示人類歷史上第一部安全升降梯。1889 年 12 月，美國奧的斯電梯公司制造出了名副其實(shí)的電梯，它采用直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過蝸輪減速器帶動(dòng)卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。1892年，美國奧的斯公司開始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動(dòng)繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開了先河。生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。150 年來，電梯的材質(zhì)、樣式，在操縱控制方面發(fā)生了變化 [1]。中國最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，是由美國奧的斯公司于 1901 年安裝的。1951 年，黨中央提出要在天安門安裝一臺(tái)由我國自行制造的電梯，天津從慶生電機(jī)廠榮接此任。目前國內(nèi)，電梯技術(shù)己趨成熟，微機(jī)控制電梯是電梯技術(shù)的方向，一些生產(chǎn)企業(yè)與科研單位相結(jié)合，相繼推出了微機(jī)控制的電梯新機(jī)型。使控制功能得到增強(qiáng)，電梯的性能得到改善，明顯提高了可靠性。另外，用可編程序控制器取代繼電器控制系統(tǒng)的機(jī)型對(duì)電梯進(jìn)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、放火廳們、地震控制、自檢測以及語言合成等電梯新功能；對(duì)機(jī)械系統(tǒng)采用了新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)和新工藝。國內(nèi)電梯技術(shù)迅猛的發(fā)展速度使其達(dá)到世界先進(jìn)水平。實(shí)際上，電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)應(yīng)采用隨機(jī)邏輯控制方式控制。目前電梯的控制普遍采用兩種控制方式：一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯的信號(hào)采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方式并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多采用答二種方式，其原因在于廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 2 －用 PLC 控制有許多優(yōu)點(diǎn)：（1）可靠性高，由于采取了一系類的 PLC 高可靠性的措施，PLC 的平均無故障時(shí)間（MTBF）一般可達(dá) 3~5 萬小時(shí)。而且 PLC 的環(huán)境適應(yīng)性也很強(qiáng)，它能在工業(yè)環(huán)境下可靠地工作；（2）編程簡單，PLC 最常用的編程語言是梯形圖語言。這種編程語言形象直觀，容易掌握，不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)，便于廣大現(xiàn)場工程技術(shù)人員掌握。當(dāng)工作流程需要改變時(shí)，可以現(xiàn)場改變程序，使用方便、靈活；（3）體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維修方便。PLC 的體積小，重量輕，便于安裝。一般 PLC 都具有自診斷、故障報(bào)警、故障種類顯示等功能?？删幊炭刂破鞑粌H充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場電氣維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，擯棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)、調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。用戶買到所需要的 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，就可以靈活而方便地將 PLC 應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試都不需要具有專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)。PLC 現(xiàn)在已經(jīng)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(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)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，日益取代有大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、記數(shù)繼電器等組成的繼電接觸控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、石油、冶金、輕工、電子、紡織、食品、交通等各行各業(yè)都得到廣泛的應(yīng)用。總之，電梯的控制是比較復(fù)雜的，在計(jì)算機(jī)誕生前的幾十年里，繼電器控制系統(tǒng)為電梯控制的發(fā)展起到了巨大的作用，然而其控制性能與自身的功能已經(jīng)無法滿足與適應(yīng)電梯控制的要求和發(fā)展，與 PLC 相比較，存在質(zhì)的差別。電梯使用繼電接觸器控制的時(shí)代，很難設(shè)計(jì)出質(zhì)量優(yōu)良的電梯控制系統(tǒng)，而現(xiàn)在，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了更廣闊的空間。PLC 是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，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(qiáng)、機(jī)械與電氣部件被機(jī)結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。因此它已成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。本次設(shè)計(jì)的目的在于利用 PLC 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制邏輯電路（繼電器接觸式） ，以充分利用 PLC 的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)通過遠(yuǎn)程監(jiān)控使電梯實(shí)際的運(yùn)行更加可靠、高效。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要由電梯的控制技術(shù)，電梯控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)（梯形圖程序設(shè)計(jì)）和電梯的監(jiān)控等部分組成。廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 3 －2 概述及組成 電梯的概述（1）人們對(duì)于電梯的速度要求越來越高，高速電梯的數(shù)量逐年增加。（2)電梯的拖動(dòng)技術(shù)已有較大的發(fā)展，由于直流電梯能耗大、維修量大等缺點(diǎn)。正逐步被交流電梯所取代，液壓電梯由于其運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)房位置靈活，使得其在低樓層場合得到較為廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)交流拖動(dòng)電梯更是得到較迅速的發(fā)展，己由之前的變級(jí)調(diào)速(ACVP)發(fā)展成為調(diào)壓調(diào)速(ACVV)及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速(ACVVV F)，使得電梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人們的預(yù)期要求，電梯的舒適度得以極大地改善。（3)電梯的邏輯控制己由過去簡單的繼電器—接觸器式控制發(fā)展為可編程序控制(PLC)和微機(jī)控制，控制方式也由原有的手柄控制、信號(hào)控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等多種方式，電梯可靠性大大提高。（4）電梯的管理功能不斷得以加強(qiáng)，并廣泛采用微機(jī)控制技術(shù)，以不斷滿足用戶的使用要求。如緊急停車操作、消防員專用、防搗亂系統(tǒng)等。（5）智能群控管理得到更加廣泛應(yīng)用。（6）機(jī)械傳動(dòng)方面，由于國際上機(jī)械加工工藝水平的不斷提高，使斜齒傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)在電梯上的應(yīng)用普遍開來，使得電梯的傳動(dòng)形式多樣化 [2]。 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問題電梯是機(jī)電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品,機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體,電器部分相當(dāng)于人的,傳統(tǒng)的方法是分為機(jī)械部分和電氣部分,但以功能系統(tǒng)來描述,則更能反映電梯的特點(diǎn).下面簡單介紹電梯機(jī)械部分的結(jié)構(gòu),而我們的主要目的是怎樣來控制它。 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1)所有控制功能及信號(hào)處理均有硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。(2)系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。(3)大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格較便宜。(4)多年來我國一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，已經(jīng)形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。(5) 安全窗及其開關(guān)，安全鉗及其開關(guān)，上、下限位開關(guān)，上、下強(qiáng)迫停止開關(guān)，極限開關(guān) [3]。廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 4 － 電梯繼電器控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)(1)系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。(2)普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。(3)電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。(5)由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大。費(fèi)用高；而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。(6)經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便，且電梯一旦發(fā)生蹲底或沖頂，不僅會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故 [4]?？傊?，電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘客人員帶來不便和驚擾。且電梯一旦發(fā)生