【正文】 矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機(jī)經(jīng)減速機(jī)（或皮帶）帶動螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。 超高速梯。電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運(yùn)行實行操縱和控制。曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運(yùn)行。常閉塊式制動器在電動機(jī)工作時松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨物出入。第二章 PLC的程序設(shè)計語言和編程方法第一節(jié) PLC的程序設(shè)計語言在PLC中有多種程序設(shè)計語言,它們是梯形圖語言、功能表圖語言、功能模塊圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等。梯形圖程序設(shè)計語言是用梯形圖的圖形符號來描述程序的一種程序設(shè)計語言。在梯級中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在后面。梯形圖程序設(shè)計語言的特點是：與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，對電氣技術(shù)人員來說，易于撐握和學(xué)習(xí)。這些編程用的繼電器，它們的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械損耗和電腐蝕等問題。輸入繼電器和輸出繼電器的原件號用八進(jìn)制數(shù)表示，八進(jìn)制數(shù)只有0~7這8個數(shù)字符號，遵循“逢8進(jìn)1”的運(yùn)算規(guī)則。在編程中可以多次使用輸入繼電器的常開和常閉觸點。輸出繼電器用來將PLC的輸出信號傳送給輸出模塊，再由后者驅(qū)動外部負(fù)載。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。輔助繼電器中還有電池后備/鎖存輔助繼電器、特殊輔助繼電器等，這里就不一一介紹了。在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。最小定時誤差為輸入濾波器時間與定時器分辨率之差，1ms、10ms和100ms定時器的分辨率分別為1ms、10ms和100ms。再來計數(shù)脈沖時當(dāng)前值不變，直到復(fù)位控制電路接通時，觸點才斷開，設(shè)定值又重新寫入，又進(jìn)入計數(shù)狀態(tài)。輸入、輸出指令（LD、LDI、OUT） LD（Load）：電路開始的常開觸點對應(yīng)的指令，可以用于X、Y、M、T、C和S。 OUT指令不能用于輸入繼電器X，線圈和輸出類指令應(yīng)放在梯形圖的最右邊，OUT指令可以連續(xù)使用若干次，相當(dāng)于線圈的并聯(lián)。 ORI（Or Inverse）：常閉觸點并聯(lián)連接指令。OR和ORI指令總是將單個觸點并聯(lián)到它前面已經(jīng)連接好的電路的前端。邊沿檢測觸點可以與普通觸點混合使用。ORB指令是一種獨(dú)立指令，其后不帶操作元件號，因此，ORB指令不表示觸點，可以看成電路塊之間的一段連接線。 MPS指令用于儲存電路中有分支處的邏輯運(yùn)算結(jié)果，以便以后處理有線圈的支路時可以調(diào)用該運(yùn)算結(jié)果。使用MPP指令時堆棧中各層的數(shù)據(jù)向上移動一層，最上層的數(shù)據(jù)在讀出后從堆棧內(nèi)消失。程序結(jié)束指令（END）在程序結(jié)束處寫上END指令，PLC只執(zhí)行第一步至END之間的程序，并立即輸出處理。使用時一定要明確，每個元件在任何時刻決不能同時擔(dān)任幾個角色，一般來講，選定的PLC，其輸入點數(shù)與控制對象的輸入信號數(shù)總是相對應(yīng)的，輸出點數(shù)與輸出控制回路數(shù)也是相對應(yīng)的。梯形圖的每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有接觸點)。三、梯形圖的設(shè)計方法FX系列的PLC梯形圖設(shè)計方法通常有三種類型：經(jīng)驗設(shè)計法、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計法和順序控制法。（二）根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計法用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)時，因為原有的繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過長期使用和考驗，已有被證明能完成要求的控制功能，而繼電器電路圖和梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處，因此可以根據(jù)繼電器電路圖來設(shè)計梯形圖，即將繼電器電路圖翻譯為具有相同功能的PLC的外部硬件接線圖和梯形圖。（三）順序控制設(shè)計法順序控制設(shè)計法是一種先進(jìn)的設(shè)計方法，很容易被初學(xué)者接受，對于有經(jīng)驗的工程師，也會提高設(shè)計效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方便。順序功能圖主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動作組成。圖中展示了電梯運(yùn)行時的三種狀態(tài)，即初始狀態(tài)、運(yùn)行中狀態(tài)和運(yùn)行后狀態(tài)。上升和下降顯示器。電梯內(nèi)部還應(yīng)配有顯示屏，用來顯示電梯現(xiàn)在所在的狀態(tài)，即電梯是上升還是下降以及電梯處在樓層的第幾層，這樣可以使乘客清楚地知道自己所處的位置，離自己要到的樓層還有遠(yuǎn)，電梯是上升還是下降等。而上升、下降指示燈以及樓層顯示器，5層電梯均應(yīng)該相同。電梯內(nèi)部以及外部各顯示屏均為“1”。電梯上行時，若呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行之上目標(biāo)運(yùn)行層之下，則電梯在完成前一指令之前先上行至該層，完成該層呼叫后再由近及遠(yuǎn)的完成其他各個呼叫動作。若呼叫層處于電梯當(dāng)前層之上，則電梯在完成前一指令之前不響應(yīng)該指令，直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。在電梯運(yùn)行過程中支持其它呼叫。各樓層顯示值為該層所在位置，且上行下行指示燈均滅。例如現(xiàn)在電梯位置在2層和3層之間上行，此時出現(xiàn)了2層上呼叫、3層下呼叫和4層上呼叫，則電梯首先響應(yīng)4層上呼叫，然后再依次響應(yīng)3層下呼叫和2層上呼叫。但在電梯行進(jìn)期間電梯門是不能被打開的。分塊設(shè)計如下。其中平層抱閘開門輸出的啟動條件是抱閘至電機(jī)停轉(zhuǎn)，所以加了計時器T53，令抱閘后1s開門，此處的時間設(shè)為1s并無確實依據(jù)，顯示中，要根據(jù)實際情況設(shè)置此時間。圖32 關(guān)門環(huán)節(jié)梯形圖同開門環(huán)節(jié)，為滿足上述條件，設(shè)置了中間繼電器M40（關(guān)門輔助繼電器1）和M41（關(guān)門輔助繼電器2），同時避免了雙線圈的出現(xiàn)。其余樓層以此類推。樓層確定由MMMM4和M5登記和保持。圖33 七段碼顯示MMMMM5和七段碼的邏輯關(guān)系是：； ；； ；； 。內(nèi)呼信號被保持的階段，內(nèi)呼信號輸出要一直導(dǎo)通，即內(nèi)呼顯示燈要一直亮。（五）外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)類似于內(nèi)呼，都經(jīng)過登記保持消除三個步驟。但是若電梯在某層停用，即不運(yùn)轉(zhuǎn)，也沒有內(nèi)外呼，此時雖然外呼信號不能被登記，但是轎廂的門會自動打開，這是由開門環(huán)節(jié)決定的。上行要滿足的條件：電梯在一樓，樓上只要有外呼，或有內(nèi)呼，電梯就上行；轎廂在二樓及以上樓層時，上級樓層有外呼，且外呼滿足此時運(yùn)行方向條件，則上行。上下行顯示由轎廂內(nèi)和門廳外的上下行顯示燈顯示。電梯的定向輸出控制轎廂牽引電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)上下行，即上行時牽引電機(jī)正轉(zhuǎn)，下行時牽引電機(jī)反轉(zhuǎn)。（七）啟動環(huán)節(jié)本程序設(shè)計的啟動環(huán)節(jié)其實包括低速啟動和高速平穩(wěn)運(yùn)行兩個部分。圖310 啟動環(huán)節(jié)梯形圖低速啟動信號由高速信號斷開，高速運(yùn)行信號由制動信號斷開。以上行制動為例，闡述制動環(huán)節(jié)的設(shè)計思路。制動信號由抱閘輸出信號斷開，即抱閘信號產(chǎn)生的同時，制動信號被斷開。圖311 制動環(huán)節(jié)梯形圖（九）抱閘環(huán)節(jié)牽引電機(jī)制動后電機(jī)抱閘，抱閘信號由制動計時器產(chǎn)生。圖312 抱閘環(huán)節(jié)梯形圖控制系統(tǒng)程序的分塊設(shè)計全部完成，把各塊梯形圖整合到一起，然后稍作調(diào)整，就得到了完整的電梯軟件控制系統(tǒng)。支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語言程序設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。SimulatorDeveloper中了，其實這個仿真軟件相當(dāng)于編程軟件的一個插件。選擇完成后，點擊確定，新工程創(chuàng)建完畢。圖42 軟元件輸入工具欄 圖43是梯形圖的編寫界面，編寫區(qū)域的顏色為灰色，代表變換前的程序。在要編寫的位置雙擊鼠標(biāo)左鍵，或者點擊工具欄中的相應(yīng)按鈕，就會得到如圖44所以界面，選擇相應(yīng)的類型，輸入名稱即可。圖45 定時器的輸入接線的輸入方法是：單擊任務(wù)欄軟元件輸入按鈕的或，即可完成接線的輸入。調(diào)試前首先要進(jìn)行梯形圖的變換，點擊任務(wù)欄中的變換，在下拉菜單中選中變換，或者點擊工具欄按鈕中的，即可實現(xiàn)梯形圖的變換。有時會遇到無法寫入的情況，原因就是沒選擇寫入模式。圖48 程序檢查窗口第四節(jié) 梯形圖程序仿真程序調(diào)試結(jié)束后腰進(jìn)行程序的仿真。圖410 仿真控制窗口 選中仿真控制窗口工具欄的菜單啟動下拉菜單的繼電器內(nèi)存監(jiān)視，則出現(xiàn)了DEVICE MEMORY MONITOR浮動窗口，在此窗口中的軟元件中中X和Y，就會出現(xiàn)仿真浮動窗口。第五章 硬件的設(shè)計與選擇第一節(jié) PLC的硬件選擇考慮到本次設(shè)計的電梯系統(tǒng)有五層，且開關(guān)量居多，模擬量較少；對于開關(guān)量控制為主的系統(tǒng)而言，一般PLC的響應(yīng)速度足以滿足控制的要求，在小型PLC中整體式比模塊式的價格便宜，體積也小，綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的 FX2N系統(tǒng)PLC。FX2N的編程可用編程器，也可以在 PC 機(jī)上使用三菱公司的專用編程軟件包MELSE MEDOC來進(jìn)行。經(jīng)過分析，本五層電梯控制系統(tǒng)中共需26個輸入量、30個輸出量，因此選擇三菱FX2N系列中的FX2N64MR001型PLC。其中機(jī)械選層器與繼電器選層器將隨著繼電器控制電梯的逐步淘汰而淘汰。這種方法需對磁保開關(guān)的不同狀態(tài)進(jìn)行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，進(jìn)行運(yùn)算時需采用PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。產(chǎn)品接點用防酸、防朝結(jié)構(gòu)的真空繼電器，在磁場的作用下動作，不需要電源工作。所以根據(jù)電梯這種特殊的運(yùn)行狀態(tài)，考慮使用異步電動機(jī)，因為其具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價格便宜、維護(hù)次數(shù)和費(fèi)用都低以及運(yùn)行方便的特點，但考慮到電梯到了制定層要減速運(yùn)行時需要調(diào)速，所以所選電機(jī)應(yīng)具有調(diào)速能力。為了使電梯平穩(wěn)、舒適，電機(jī)應(yīng)具有良好的機(jī)械特性。無論是怎樣的繞組，其目的都是在電機(jī)運(yùn)行時通過改接繞組的方法，使電機(jī)定子繞組的極對數(shù)改變，當(dāng)極對數(shù)變化后電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場磁極對數(shù)就會發(fā)生變化。圖53所示為2Y/△聯(lián)結(jié)的定子繞組接線方式。 根據(jù)設(shè)計電梯的基本參數(shù)（表53）與計算公式53，計算所需電機(jī)的功率。具體參數(shù)見表54，圖54。能滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊運(yùn)行要求。表55 電梯開門電機(jī)參數(shù)電機(jī)型號工作電壓(V)額定功率(W)工作電流(A)標(biāo)稱轉(zhuǎn)速(r/min)壽命(次)轉(zhuǎn)矩(N其參數(shù)見表56，圖56。表57 GZ1L直流固態(tài)繼電器型號控制電壓(V)負(fù)載電壓(V)負(fù)載電流(A)通態(tài)壓降(V)絕緣電壓(V)GZ1L~32 DC110 DC1 DC DC2500 AC五、熔斷器的選擇 當(dāng)電動機(jī)在過載或者短路時，其上通過的電流會超過額定電流，這種情況很容易將電機(jī)燒毀，所以為了使電機(jī)在過載或者短路時不被燒毀，我們在電機(jī)的進(jìn)線端都加裝了熔斷器，它能在高電流時切斷電路來保護(hù)電機(jī)。一、 PLC的外部接線圖510為PLC的外部接線圖，圖510 PLC的外部接線圖二、 主電路電氣原理圖圖511為系統(tǒng)的電氣主接線圖圖511 電氣主接線圖 電氣主接線圖中有兩個電機(jī)，一個為曳引機(jī)的牽引電機(jī)，為交流異步電機(jī)；另一個為開關(guān)門電機(jī)，為直流電機(jī)。電梯的制動靠制動器來實現(xiàn)。從PLC的外部接線圖（圖36）上可以。制動器的作用可以歸納為下面兩條：能夠使運(yùn)行中的電梯在切斷電源時自動把轎廂制停。當(dāng)KM3閉合時，定子繞組接成三角形接法，電梯低速運(yùn)行；當(dāng)KM4閉合時，定子繞組接成雙星形接法，電梯高速運(yùn)行。保護(hù)直流電機(jī)的熔斷器參數(shù)見表59，圖59。直流固態(tài)繼電器輸入輸出光電隔離，抗干擾能力強(qiáng)，輸出飽和壓降小，功耗低。5% ≥ 3000000圖55 電梯開門電機(jī)四、繼電器的選擇（一）交流繼電器由于牽引電梯的電機(jī)交流異步電機(jī)，根據(jù)上述所選電機(jī)的參數(shù)，選用GJH系列交流固態(tài)繼電器。根據(jù)牛頓第二定律得： （54）計算得F=，再根據(jù)功率計算公式55 （55）計算得P=55W，由于上述只是估算，實際需要電機(jī)的功率可能大于估算結(jié)果，為了避免所選電機(jī)功率不夠，而造成電梯門打不開，燒毀電機(jī)的事故發(fā)生。過載能力強(qiáng)，能承受頻繁的沖擊負(fù)載。將表53中電梯的基本參數(shù)帶入式53中計算，得出計算結(jié)果。當(dāng)定子繞組UVW三個接線端接三相交流電源，而UVW1三個接線端連在一起，則原來三相定子繞組的三角形聯(lián)結(jié)變?yōu)殡p星形聯(lián)結(jié)，電動機(jī)以二極高速運(yùn)行。所以改變磁極的對數(shù)可以達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。雙速電動機(jī)其實就是籠型異步電動機(jī)，只不過在其定子繞組上有兩套繞組，一套高速繞組，一套低速繞組。低速制動時產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩應(yīng)使制動效果明顯而制動電流又不能過大，以保證電動機(jī)的可靠運(yùn)行。感應(yīng)器機(jī)械壽命≤12萬次。感應(yīng)器的選擇見表52與圖52。這種方法直觀、簡單，但由于每層需使用一個或幾個磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時，會占用PLC太多的輸入點。表51 PLC參數(shù)PLC型號輸入電源輸出類型輸入點數(shù)輸出點數(shù)FX2N64MR001AC電源 DC24V繼電器輸出3232圖51 FX2N64MR001外觀圖第二節(jié) 其它硬件的選擇一、轎廂位置檢測裝置選擇轎廂位置檢測裝置俗稱選層器，它檢測電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)，所處位置，及時向控制系統(tǒng)發(fā)出所需要的信號。尤其是可用 PC 機(jī)對系統(tǒng)實時進(jìn)行監(jiān)控。FX2N指令功能豐富，有各種指令 107 條，且指令執(zhí)行速度快。圖411 仿真結(jié)果顯示窗口根據(jù)程序的要求，分別給予相應(yīng)的輸入信號，觀察是否有預(yù)期的輸出，如運(yùn)行合理，則按步驟仿真，直至結(jié)束；若不滿足要求，返回到梯形圖編寫窗口檢查錯誤，進(jìn)行修改，直至程序運(yùn)行合理。圖49為PLC的寫入過程。圖47 梯形圖轉(zhuǎn)換前 梯形圖變換完成后腰進(jìn)行程序檢查，點擊工具下拉菜單下的程序檢