【正文】 C 都具有通信接口，通信非常方便。由于 PLC 具有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)和定時(shí)以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。傳統(tǒng)的電 氣控制系統(tǒng)采用的繼電器邏輯控制由于觸點(diǎn)多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點(diǎn)，正逐漸被淘汰。將轎廂停在選定的樓層上；同時(shí)，根據(jù)樓層的呼叫，順路停車，自動(dòng)開關(guān)門。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)平穩(wěn)性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式 [8]。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 論文的主要內(nèi)容 本 論文 主要任務(wù)是 在電梯機(jī)械模型和 PLC控制裝置基礎(chǔ)上， 完成 4層電梯控制器的電路設(shè)計(jì)、元器件選型、 PLC外部接口電路設(shè)計(jì)、控制器裝配圖與接線圖設(shè)計(jì)、列出元器件清單、完成 PLC程序設(shè)計(jì)等內(nèi)容。電氣控制系統(tǒng)則由眾多呼叫按鈕、傳感器、控制用繼電器、指示燈和控制部分的核心器件（ PLC）等組成。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第二章 電梯的概述 分析控制對(duì)象和確定控制范圍 現(xiàn)代電梯主要由 曳引機(jī) （絞車）、導(dǎo)軌、 對(duì)重 裝置、安全裝置 (如限速器、安全鉗和 緩沖器 等 )、信號(hào)操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。電梯的 基本參數(shù)主要有額定載重量、可乘人數(shù)、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等。 電梯停下時(shí)，應(yīng)具有開門、關(guān)門的功能，即電梯門可以自動(dòng)打開，經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)后有可自動(dòng)關(guān)閉。另外上升 指示燈、下降指示燈、樓層顯示器一樣，都是用來(lái)顯示電梯所處的狀態(tài)的。 電梯在運(yùn)行過(guò)程中，按下某層呼叫按鈕（ 1～ 4 層）后，該層呼叫燈亮，電梯響應(yīng)該層呼叫： （ 1）電梯上升或下降至該層； （ 2）各樓層顯示隨電梯移動(dòng)而改變，各層指示燈也隨之而變； （ 3）運(yùn)行中電梯門始終關(guān)閉，到達(dá)指定門時(shí)，門才打開； （ 4） 在電梯運(yùn)行過(guò)程中，支持其它呼叫； 電梯在運(yùn)行后狀態(tài)： （ 1）電梯在到達(dá)指定樓層后 ,電梯會(huì)自動(dòng)打開 ,經(jīng)過(guò)一段延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉 ,在此過(guò)程中 ,支持手動(dòng)開門或關(guān)門； （ 2）各樓層顯示值為該層所在位置 ,且上升與下降指示燈均滅； （ 3）到達(dá)指定樓層后 ,電梯會(huì)繼續(xù)待命（ 2 分鐘后返回 1 層） ,直至新命令產(chǎn)生。它能對(duì)轎廂指令、廳外召喚登記，停靠站延時(shí)自動(dòng)關(guān)門啟動(dòng)運(yùn)行，同向逐一應(yīng)答，自動(dòng)平層自動(dòng)開門，順向截梯，自動(dòng)換向反向應(yīng)答，能自動(dòng)應(yīng)招服務(wù)。 (3)開門按鍵：用于延長(zhǎng)開門時(shí)間，使乘客順利進(jìn)出轎廂。 (7)燈光響應(yīng)：在乘客按下相應(yīng)按鍵或到達(dá)相應(yīng)樓層時(shí)會(huì)得到電梯的燈光狀態(tài)相應(yīng)，以便提醒乘客相應(yīng)的提示作用。 (3)行車途中如遇呼梯信號(hào)時(shí)，順向截車，反向不截車。 (7)有內(nèi)選信號(hào)時(shí)，延時(shí) 2 秒自動(dòng)關(guān)門或手動(dòng)直接關(guān)門。也有臺(tái)階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行，俗稱自動(dòng)電梯。 習(xí)慣上不論其驅(qū)動(dòng)方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具的總稱。電梯運(yùn)行時(shí)有啟動(dòng)、加速、滿速運(yùn)行、減速和電梯停層等過(guò)程，因此電梯控制的核心是控制工作電機(jī)。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，對(duì)重用來(lái)平衡轎廂載荷、減少電動(dòng)機(jī)功率。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全。對(duì)于電梯的結(jié)構(gòu)而言 ,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(lái)描述 ,則更能反映電梯的特點(diǎn)。 下面簡(jiǎn)單介紹電梯機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向輪 的作用是分開轎廂和對(duì)重的間距，采用復(fù)繞型時(shí)還可增加曳引能力。 (3)門系統(tǒng) 門系統(tǒng)是由轎廂門、層門、開門機(jī)、連動(dòng)機(jī)構(gòu)、門鎖等組成。開門機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎廂門和層門啟閉的動(dòng)力源。轎廂體由轎廂底、轎廂壁、轎廂頂及照明、通風(fēng)裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)按鍵組成。對(duì)重將平衡轎廂自重和部分房的額定的載重。供電裝置是為電機(jī)提供電源的裝置。 (7)電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層裝置等組成，它的作用是對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。而電氣的保護(hù)在電梯的各個(gè)環(huán)節(jié)都有。還需要安裝控制電梯平層和減速的傳感器感應(yīng)片，除了底樓和頂樓只各安裝一片減速感應(yīng)片和平層感應(yīng)片外，其余各層都要安裝兩片減速感應(yīng)片和平層感應(yīng)片，而與這些感應(yīng)片相對(duì)應(yīng)的 4 個(gè)傳感器安裝在轎廂的頂端。 電梯曳引機(jī)部分 電梯 的曳引機(jī)通常是由曳引電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速箱及座底組成。 限 位器和傳感器部分 在整個(gè)裝置中使用了四個(gè)限位器和四個(gè)傳感器。當(dāng)開關(guān)門電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)兩根金屬絲， 改變限位器的狀態(tài)，并以開關(guān)量的形式傳送給 PLC。中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。 電梯的調(diào)速要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外，它的舒適度指標(biāo)往往是選擇中的一項(xiàng)重要內(nèi)容 ,為使乘客擁有良好的舒適感，電梯采用 S 型速度曲線，轉(zhuǎn)換成頻率曲線 如圖 所示，以改善電梯運(yùn)行的舒適感。使 PLC 通過(guò)邏輯分析后發(fā)出控制信號(hào)如正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)高速中速點(diǎn)動(dòng)爬行等信號(hào)給變頻器，變頻器接受指令并且按照預(yù)先設(shè)定好的曲線拖動(dòng)轎廂 正常運(yùn)行。 通過(guò)有關(guān)人員的系統(tǒng)測(cè)試這種變頻器完全可以用到電梯控制系統(tǒng)中且運(yùn)行良好，而且它還有一個(gè)其它變頻器所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)就是進(jìn)行電 機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)時(shí)電機(jī)的軸不轉(zhuǎn)動(dòng)這樣曳引機(jī)可在帶負(fù)載的情況下也能進(jìn)行自學(xué)習(xí)而不必像其它變頻器那樣必須把轎廂吊起使曳引機(jī)脫離負(fù)載后才能自學(xué)習(xí)這樣給電梯的安裝改造帶來(lái)很大方便。圖中 M1，M2 為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器 KM1～ KM4 通過(guò)控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。 CPU226CN 的傳感器電源 24V(DC)可以輸出 600mA 電流，通過(guò)核算在本設(shè)計(jì)中 PLC 容量完全滿足要求， CPU226CN 的輸出繼電器觸點(diǎn)容量為 2A，電壓范圍為 5～ 30V（ DC）或 5～ 250V（ AC）。一至四層有到位行程開關(guān) SQ1～ SQ4。 可編程控制器 S7— 200 的 CPU226 輸入，輸出點(diǎn)數(shù)為 24／ 16。這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動(dòng)化控制需要，由于具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令，使得 S7200 可以滿足小規(guī)模的控制要求。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：極高的可靠性；極豐富的指令集；易于掌握；便捷的操作；豐富的內(nèi)置集成功能；實(shí)時(shí)特性；強(qiáng)勁的通訊能力；豐富的擴(kuò)展模塊等。 STEP 7Micro/WIN 32 是西門子公司專門為 S7200 系列 PLC 設(shè)計(jì)在個(gè)人計(jì)算機(jī) Windows 操作系統(tǒng)下運(yùn)行的編程軟件，它的功能強(qiáng)大，使用方便，簡(jiǎn)單易學(xué)，可用梯形圖（ LAD）、語(yǔ)句表（ STL）和功能塊圖三種編程語(yǔ)言編制程序，不同的編程湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 語(yǔ)言編制的程序可以相互轉(zhuǎn)換。它是SIMATIC 工業(yè)軟件的組成部分。操作系統(tǒng)循環(huán)調(diào)用 OB1 并用這個(gè)調(diào)用啟動(dòng)用戶程序的循環(huán)執(zhí)行。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 四層電梯梯形圖設(shè)計(jì) PLC 的編程語(yǔ)言 程序（梯形圖）在 PLC 中并非同時(shí)執(zhí)行，而是按照網(wǎng)絡(luò)的順序依次執(zhí)行的。使用的編程語(yǔ)言不同，這些文字代碼和圖形符號(hào)就不相同。利用PLC 的編程語(yǔ)言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當(dāng)于設(shè)計(jì)和改變繼電器控制的 硬件接線，也就是所謂的“可編程序”。 本系統(tǒng) PLC 程序的編制采用梯形圖語(yǔ)言，編程軟件為 STEP 7。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法也叫湊試法。 工業(yè)電氣控制線路中，有很多是通過(guò)繼電器等電器元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 對(duì)那些按動(dòng)作的先后順序進(jìn)行控制的系統(tǒng)，非常適合使用順序控制設(shè)計(jì)法進(jìn)行編程。 功能圖由流程步、有向線段、轉(zhuǎn)移和動(dòng)作組成，在使用時(shí)它有一些使用規(guī)則，具體如下： （ 1）步與步之間必須用轉(zhuǎn)移隔開； （ 2）轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移之間必須用步隔開； （ 3）轉(zhuǎn)移和步之間用有向線段連接，正常畫順序功能圖的方向是從上向下或則從左向右。電梯先靜止，若有信號(hào)剛電梯開始響應(yīng)才開始。以網(wǎng)絡(luò) 3 三樓下呼為例，當(dāng)外召喚下呼 信號(hào)輸入，且電梯不在三層（即 不動(dòng)作）時(shí)， 形成自己鎖，保持并顯示外信號(hào)登記狀態(tài)，而當(dāng)電梯到達(dá)到三層時(shí)， 的觸點(diǎn)動(dòng)作，并且當(dāng)電機(jī)在反轉(zhuǎn)下行時(shí)（電梯上行經(jīng)三層不消除下行信號(hào)） 和 都將斷開，消除信號(hào)。如此就達(dá)到了內(nèi)呼信號(hào)登記顯示，以及電梯平層后內(nèi)呼信號(hào)取消。 圖 電梯的平層信號(hào)處理程序段 如圖 所示，電梯的上行主程序和 下行 主程序類似，以上行來(lái)說(shuō)，上行要進(jìn)行確定電梯上行目標(biāo)層程序的調(diào)用，在上行狀態(tài)接通，但電梯同時(shí)不處于下行狀態(tài)，保證電梯處于上行狀態(tài)時(shí)電梯才執(zhí)行這一段程序段，在 PLC 的每一個(gè)掃描周期其上行程序都要調(diào)用確定上行最近目標(biāo)層的程序，以便更改電梯的目標(biāo)層 [20]。而當(dāng)電梯沒(méi)有上行信號(hào)時(shí)，電機(jī)不動(dòng)作，此時(shí)網(wǎng)絡(luò) 26 中 的常閉開關(guān)不動(dòng)作，這時(shí)只要有下行信號(hào)， 的常開觸點(diǎn)動(dòng)作使電機(jī)反轉(zhuǎn)下行，而此時(shí)上湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 行記憶解除，下行記憶信號(hào)形成自鎖開始記憶下行信號(hào) ，完成轎廂上、下行的交替。 圖 各樓層停車信號(hào)程序段 如梯形圖 所示，電梯到層停車后，延時(shí) 2s 開門， 5s 后自動(dòng)關(guān)門，并設(shè)有手動(dòng)開門按扭和關(guān)門按鈕， 可實(shí)現(xiàn)即時(shí)開關(guān)門。順序控制、定時(shí)、計(jì)算和運(yùn)算操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程， PLC 及其有關(guān)外圍 設(shè)備，易于擴(kuò)充功能。但是由于實(shí)際硬件的教學(xué)電梯投入較大，對(duì)教學(xué)空間也比較苛刻，從而給各個(gè)院校的實(shí)踐教學(xué)帶來(lái)很大的困擾。 （ 2） 運(yùn)用西門子 PLC 技術(shù)完成電梯的運(yùn)行、開門、停車等功能，并設(shè)計(jì)出梯形圖驅(qū)動(dòng)，解決了軟件方面的問(wèn)題。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 參考文獻(xiàn) [1] 李惠昇 .電梯控制技術(shù) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [2] 求是科技 .PLC 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐 [M].北京 :人民郵電出版社 , 2021 [3] 廖長(zhǎng)初 . 可編 程控制器應(yīng)用技術(shù) [M]. 重慶 :重慶大學(xué)出版社 , 2021 [4] 陳家盛 . 電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝技術(shù) [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1990 [5] 陳立定 ,吳玉香 ,蘇開才 .電氣控制與可編程控制器 [M].廣州 :華南理工大學(xué)出版社 ,2021 [6] 鐘肇新 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