【正文】 設(shè)計復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷 。電梯是一種垂直運輸工具，它在運行中不但具有動能，而且具有勢能。變頻器不但可以提供良好的調(diào)速性能，并能節(jié)約大量電能。 本文主要介紹一類小型電梯的 PLC 智能控制方法。本文介紹的基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)相比，在運行上具有良好的舒適感，可以節(jié)約電能，取得良好的經(jīng)濟效益與社會效益，達到較好的應(yīng)用效果。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的或傾斜角小于 15176。 四大空間： 機房部分、井道及地坑部分、轎廂部分、層站部分。） 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 電梯的基本結(jié)構(gòu) 剖視圖如圖 所示。 曳引機：電動機、制動器、減速箱等組成，為電梯的運行提供動力，如無齒輪，則沒有減速箱。 調(diào)速裝置：對曳引電動機實行速度調(diào)節(jié)和控制的裝置。 導(dǎo)軌：在井道中確定轎廂與對重的相互位置，并對它們的運動起導(dǎo)向作用的組件，一般由鋼軌與連接板構(gòu)成。 組成：由轎廂架與轎廂體（轎壁、轎頂、轎底及操縱箱等）構(gòu)成，對于客梯，轎底一般安裝有負載稱重裝置。轎廂 如 圖 所示 。 層門：又稱廳門，設(shè)置在每個層站入口的門，由門、門導(dǎo)軌、層門地坎、層門聯(lián)動機構(gòu)沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 及自復(fù)門機構(gòu)等組成。 組成：對重和對重塊及重量補償裝置。除國標(biāo)規(guī)定的安全裝置外，也要有各種的安全裝置或安全上必要的裝備，所以電梯成為一種安全的交通工具。表 和表 表示機械的安全裝置類和電氣的安全裝置類的概要。 住宅電梯：電梯功能、轎廂裝潢較簡單。 貨梯：有必備的安全裝置，主要用于載貨。 交流調(diào)壓調(diào)速電梯，速度一般不高于 。 群控電梯 :三臺以上的電梯共用廳外召喚信號，由控制系統(tǒng)自動控制和集中調(diào)度電梯的運行、停車及返回基站或區(qū)域中心，主要用于高層建筑中。本文對其基礎(chǔ)知識進行簡要介紹。 PLC 的應(yīng)用廣、功能強大、使用方便，是現(xiàn)代工業(yè)自動化的主要設(shè)備之一。其功能： （ a）用掃描方式 接收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器； （ b）接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)； （ c）診斷電源和 PC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過程中的語法錯誤； （ 2） 存儲器 系統(tǒng)程序存儲器 ——存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令、解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序和系統(tǒng)參數(shù)，不能由用戶直接存取。系統(tǒng)程序直接關(guān)系到 PC 的性能，不能由用戶直接存取，所以，通常 PC 產(chǎn)品資料中所指的存儲器形式沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 或存儲方式及容量，是指用戶程序存儲器而言。通常， I/O 模塊上還具有狀態(tài)顯示和 I/O 接線端子排。 通過通訊端口與 CPU 聯(lián)系，實現(xiàn)與 PLC 的人機對話 。一臺編程器可開發(fā)、監(jiān)護許多臺 PLC 的工作。 PLC 的工作原理 最初研制生產(chǎn)的 PLC 主要用于代替?zhèn)?統(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運行方式是不相同的： 繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運行的方式，即如果這個繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點（包括其常開或常閉觸點）在繼電器控制線路的哪個位置上都會立即同時動作。 當(dāng) PLC 投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。這時，才是 PLC 的真正輸出。 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 豐富的 I/O 接口模塊 PLC 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流、開關(guān)量 或模擬量、電壓或電流、脈沖或電位、強電或弱電等有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如： 按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥 直接連接；另外為了提高操作性能，它還有多種人 機對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。 （ 2） 控制功能。 （ 4） 輸入 /輸出接口調(diào)理功能。在系統(tǒng)構(gòu)成時，可由一臺計算機與多臺 PLC 構(gòu)成 集中管理、分散控制 的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。允許操作者和PC 系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用，以便作決策 和調(diào)整，實現(xiàn)工業(yè)計算機的分散和集中操作與監(jiān)視系統(tǒng)。擁有 6K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間， 4 個獨立的 30kHz 高速計 數(shù)器， 2 路獨立的 20kHz 高速脈沖輸出以及1 個 RS485 通訊 /編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。 西門子提供多種類型的CPU，以適應(yīng)各種應(yīng)用的要求。它能夠控制各種設(shè)備以滿足自動化控制需求。 表 S7200 CPU 規(guī)格 特性 CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226 CPU 226XM 外形尺寸（ mm） 90*80*62 90*80*62 *80*62 190*80*62 190*80*62 程序存儲區(qū) 2048 字 2048 字 4096 字 4096 字 8192 字 數(shù)據(jù)存儲區(qū) 1024 字 1024 字 2560 字 2560 字 5120 字 掉電保護時間 50 小時 50 小時 190 小時 190 小時 190 小時 本機 I/O 6 入 /4 出 8 入 /6 出 14 入 /10 出 24 入 /16 出 24 入 /16 出 擴展模塊數(shù)量 0 2 7 7 7 高速計數(shù)器 單相 4 路 30 KHz 4 路 30 KHz 6 路 30 KHz 6 路 30 KHz 6 路 30 KHz 雙相 2 路 20 KHz 2 路 20 KHz 4 路 20 KHz 4 路 20 KHz 4 路 20 KHz 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 脈沖輸出（ DC） 2 路 20 KHz 2 路 20 KHz 2 路 20 KHz 2 路 20 KHz 2 路 20 KHz 模擬電位器 1 1 2 2 2 實時時鐘 配時鐘卡 配時鐘卡 內(nèi)置 內(nèi)置 內(nèi)置 通訊口 1 RS485 1 RS485 1 RS485 2 RS485 2 RS485 浮點數(shù)運算 有 I/O 映象區(qū) 256（ 128 入 /128） 布爾指令執(zhí)行速度 對于 每個型號，西門子提供直流（ 24V）和交流（ 120～ 220V）兩種電源供電的 CPU類型。 AC/DC/Relay： 說明 CPU 是交流供電，直流數(shù)字量輸入，數(shù)字量輸出點是繼電器觸電的類型 。 S7200 支持的 PPI、 ProfibusDP、自由口通訊模式都是建立在 RS485 硬件的基礎(chǔ)上。 （ 2） 當(dāng)有外呼梯信號到來時電梯響應(yīng)該呼梯信號，到達該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時三秒后自動關(guān)門。 （ 5） 電梯應(yīng)具有最遠反向外呼梯響應(yīng)功能。平層且電梯停止運行后，按開門按鈕可使門打開，按關(guān)門按鈕可使門關(guān)閉。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 （ 4） PLC 可進行故障自動檢測 報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。 PLC 控制系統(tǒng)由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強，設(shè)計和調(diào)試周期短等優(yōu)點，倍受人們重視等優(yōu)點，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式 。 （ 3） 電梯門控制信號 大部分電梯都具有開門按鈕以及關(guān)門按鈕，以方便手動開門，故電梯門控制信號一共需要 2 個輸入。 綜上所述，共需要輸入點 33 個。 （ 4） 門電機開關(guān)指示，共需要輸出點 2 個。 表 PLC 輸入、輸出點分配表 PLC 輸入點 電梯實物內(nèi)部接口 (I/O) PLC 輸出點 電 梯實物內(nèi)部接口 (I/O) 編碼器高速計數(shù)輸入 A 相 DIN1（變頻器輸入點 5） 編碼器高速計數(shù)輸入 B 相 DIN2（變頻器輸入點 6） 轎廂安全開關(guān) DIN3（變頻器輸入點 7） 五層外呼下按鈕 DIN4（變頻器輸入點 3） 四層外呼上按鈕 NC 四層外呼下按鈕 關(guān)門驅(qū)動 三層外呼上按鈕 開門驅(qū)動 三層外呼下按鈕 五層外呼下指示 二層外呼上按鈕 四層外呼上指示 二層外呼下按鈕 四層外呼下指示 一層外呼上按鈕 三層外呼上指示 一層外呼下按鈕 三層外呼下指示 底層外呼上按鈕 二層外呼上指示 下基準(zhǔn)限位開關(guān) 二層外呼下指示 下極限限位開關(guān) 一層外呼上指示 檢修開關(guān) 一層外呼下指示 手動開門按鈕 底層外呼上指示 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 手 動關(guān)門按鈕 顯示驅(qū)動 A 手動上行按鈕 顯示驅(qū)動 B 手動下行按鈕 顯示驅(qū)動 C 急停按鈕 顯示驅(qū)動 D 消防按鈕 電梯上行指示 關(guān)門限位開關(guān) 電梯下行指示 開門限位開關(guān) 底層內(nèi)呼指示 底層內(nèi)呼按鈕 一層內(nèi)呼指示 一層內(nèi)呼按鈕 二層內(nèi)呼指示 二層內(nèi)呼按鈕 三層內(nèi)呼指示 三層內(nèi)呼按 鈕 四層內(nèi)呼指示 四層內(nèi)呼按鈕 五層內(nèi)呼指示 五層內(nèi)呼按鈕 電子報站 轎廂開門按鈕 電子報告電梯上行 轎廂關(guān)門按鈕 電子報告電梯下行 上極限位開關(guān) PLC 的型號 確定 綜合輸入輸出點的計算以及要實現(xiàn)的電梯控制功能，使用西門子 S7200PLC（ CPU226）加一個擴展模塊，這樣就能完全能夠滿足設(shè)計要求。 變頻器的選擇 變頻器工作原理 及特點 變頻器工作原理 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 （ 1） VVVF： 改變電壓、改變頻率（ Variable Voltage and Variable Frequency）的縮寫 。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（ DC）。 （ 1） 容量不斷擴大 （ 2） 結(jié)構(gòu)的小型化 （ 3） 多功能和智能化 （ 4） 應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大 變頻器的選擇 隨著變頻器性能價格比的提高， 交流變頻調(diào)速已應(yīng)用到許多領(lǐng)域，由于變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點，使得交流變頻調(diào)速在電梯行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。 電梯的調(diào)速要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動態(tài)性能外，他的舒適度指標(biāo)往往是選擇的一項重 要內(nèi)容。 西門子變頻器進入中國市場較晚，但是其增長速度最快。其產(chǎn)品能夠滿足不同用戶的特殊要求。利用BiCo功能可以為更為復(fù)雜的功能進行編程，它可以在輸入 (數(shù)字的，模擬的，串行通訊的等等 )和輸出 (變頻器的電流，頻率，模擬輸出，繼電器節(jié)點輸出等等 )之間建立布爾代數(shù)式和數(shù)學(xué)關(guān)系式。比如：耐壓，耐溫，耐電壓、電流沖擊等。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 5 基于 PLC 電梯控制系統(tǒng) 設(shè)計 設(shè)計 軟件 STEP 7Micro/WIN 32 簡介 STEP 7Micro/WIN 32 是西門子公司專門為 S7200 系列 PLC 設(shè)計在個人計算機Windows 操作系統(tǒng)下運行的編程軟件，它的功能強大，使用方便，簡單易學(xué)，可用梯形圖（ LAD）、語句表（ STL）和功能塊圖三種編程語言編制程序，不同的編程語言編制的程序可以相互轉(zhuǎn)換。 軟件安裝 軟件來源： STEP 7Micro/WIN 32西門子網(wǎng)站下載或光盤。 主頁面各部分功能 （ 1） 菜單條 包括：引導(dǎo)條，指令樹，程序編輯器，符號表，狀態(tài) 圖標(biāo)，數(shù)據(jù)塊，輸出塊，輸出窗口，狀態(tài)條程序查看，局部變量表。一個完整的項目文件通常包括六個組件。 （ 8） 局部變量表 每個程序塊都對應(yīng)一個局部變量表，在帶參數(shù)的子程序調(diào)用中，參數(shù)的傳遞就是通過局部變量表進行的。 電梯 PLC 控制系統(tǒng) 總體 結(jié)構(gòu) 如圖 所示。（其中不包括檢修及司機開關(guān)電梯環(huán)節(jié)，只是電梯運行的基本流程圖） 圖 程序 設(shè)計的 流程圖 轎箱內(nèi)設(shè)有選擇樓層按鍵和上升、下降指示組成，底層指示、一層指示、二層指示、沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 三層指示、四層指示、五層指示。完成此步！ （ 2） 連載 拔去 PLC 上的下載線，用 RS485 線將 PLC 與變