【正文】 平時，觸板在自重的作用下，凸出門扇 30mm 左右，在門關(guān)閉過程中，還未完全進入轎廂的人和物必然會先碰到凸出門扇的觸板，隨著觸板被推入門扇，控制桿便會轉(zhuǎn)動，上控制桿端部的凸輪壓下微動開關(guān)觸頭，使門電動機 迅速反轉(zhuǎn)，門重新被打開。 當被控機械上的撞塊撞擊帶有滾輪的撞桿時，撞桿轉(zhuǎn)向右邊，帶動凸輪轉(zhuǎn)動，頂下推桿，使微動開關(guān)中的觸點迅速動作。 太原科技大學畢業(yè)設計（論文） 23 動作原理同按鈕類似，所不同的是：一個是手動，另一個則由運動部件的撞塊碰撞。利用生產(chǎn)機械運動部件的碰撞使其觸頭動作來實現(xiàn)接通或分斷控制電路，達到一定的控制目的。 1． EM221 數(shù)字量輸入擴展模塊 8DI， DC24V（直流輸入） 2． EM222 數(shù)字量輸出擴展模塊 8DO， DC24V（直流輸出） 8DO， Relay（ DC24V/ AC24~230V）（繼電器輸出） 3． EM223 數(shù)字量混合模塊 4DI（ DC24V）， 4DO（ DC24V/2A） 4DI（ DC24V）， 4DO（ Relay 2A） 8DI（ DC24V）， 8DO（ DC24V/2A） 8DI（ DC24V）， 8DO（ Relay 2A） 16DI（ DC24V）， 16DO（ Relay 2A） 16DI（ DC24V）， 16DO（ DC24V/2A） I/O 模塊 太原科技大學畢業(yè)設計（論文） 21 模擬量 I/O 模塊提供了模擬量輸入和模擬量輸出的擴展功能。應用領(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、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等。它的最大特點就是直觀、清晰。 太原科技大學畢業(yè)設計（論文） 19 此外，微機控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設計復雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷而沒被廣泛采用。它可根據(jù)應用的規(guī)模不同，即可進行容量的擴展、功能的擴展、應用和控制范圍的擴展。采用布爾助記符編程語言，十分有助于編程人員的編程。例如，采用軟件濾波等；軟件自診斷；簡化編程語言等。 （ 1） PLC 不需要大量的活動元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時，系統(tǒng)的維修簡單，維修時間短。在此期間， CPU 按照 I/O映象區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的第 (N1)個掃描周期 輸出刷新 第 (N+1)個掃描周期 輸入采樣 第 N 個掃描周期 輸入采樣 輸出刷新 用戶程序執(zhí)行 太原科技大學畢業(yè)設計（論文） 17 外設。 太原科技大學畢業(yè)設計（論文） 16 圖 1. 輸入采樣 階段 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應得單元內(nèi)。它經(jīng)過接口與 CPU聯(lián)系，完成人機對話。因此一般在產(chǎn)品樣本中所列的存儲器型號和容量，均是指用戶程序存儲器。各部件的作用如下： （ 1）中央處理單元 CPU PLC 的 CPU 與通用微機的 CPU 一樣，是 PLC 的核心部分，它按 PLC 中系統(tǒng)程序賦予的功能，接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；用掃描方式查詢現(xiàn)場輸入裝置的各種信號狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入過程狀態(tài)寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中；診斷電源及 PLC 內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等；在 PLC 進入運行狀態(tài)后，從存儲器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，去啟閉有關(guān) 的控制電路；分時、分渠道地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較和變換等動作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯運算或算術(shù)運算等任務；根據(jù)運算結(jié)果，更新有關(guān)標志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，再由輸出狀態(tài)寄存器的位狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器的有關(guān)內(nèi)容實現(xiàn)輸出控制、制表打印、數(shù)據(jù)通信等功能。并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。然后是系統(tǒng)硬件開發(fā)，完成了 PLC 的選型、 I/O 點數(shù)分配與 PLC 的連接?；谶@些問題使得這些升降機械很難在生產(chǎn)生活中發(fā)揮高效率的作用，同時也使得國內(nèi)生產(chǎn)的這些升降機械無法與進口的自動化生產(chǎn)線配套使用，也無法根據(jù)實際的生產(chǎn)需要轉(zhuǎn)換和調(diào)整升降機械的動作方式和工作順序。 變頻調(diào)速回路 變頻調(diào)速主回路由三相交流輸入、變頻調(diào)速驅(qū)動、曳引機和制動單元構(gòu)成 .三相電源 R、 S、 T 經(jīng)接線端子進 入變頻器為其主回路和控制回路供電，輸出端為 三 相電 接電動機的快速繞組，外接制動單元減少了制動時間，加快制動過程。當電梯運行至上、下極限位置時仍不停車，上、下限位開關(guān)動作，發(fā)出停車信號，若仍不能停車，將壓下上、下強迫停 止開關(guān)，強制電梯停止運行；若還不能停車，將通過機械裝置帶動極限開關(guān) SQ0 動作切斷電梯曳引電動機的電源，以達到停車目的，避免電梯出現(xiàn)沖頂與礅底事故 電梯的工作原理及功能要求 曳引繩兩端分別連著轎廂與對重（又稱配重），纏繞在曳引輪和導向輪上，太原科技大學畢業(yè)設計（論文） 10 曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。操縱箱上設有與電梯層數(shù)相同的內(nèi)層選按鈕（帶指示記），上、下行啟動按鈕 (帶上、下行指示記憶燈，檢修時用 )，開、關(guān)門按鈕，急停按鈕， 電梯運行狀態(tài)選擇鑰匙開關(guān)（選擇電梯是自動運行還是檢修狀態(tài)）以及風扇、照明等的控制開關(guān)。只有當電梯?？吭谀硨诱緯r，此層廳門才允許開啟（由門機拖動轎門，轎門帶動廳門完成）；也只有當廳門、轎門全部關(guān)閉后才允許啟動運行（檢修狀態(tài)時，可以在不關(guān)門的狀態(tài)下運行）。平層裝置是發(fā)出平層控制信號，使電梯 轎廂準確平層的控制裝置。拽引電機是電梯的動力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機或者直流電機。它是 有轎廂架和轎廂體組成的。拽引鋼絲的兩端分別連轎廂和對重，依靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來驅(qū)動轎廂升降。 太原科技大學畢業(yè)設計（論文） 6 第 2章 電梯控制的原理與實現(xiàn) 電梯是機電一體化產(chǎn)品。 10）停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點均稱為站。 5）開門寬度（ mm）：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。因 此 要求電梯運行平穩(wěn)，安靜，無電磁干擾。 GB/T100581997《電梯技術(shù)太原科技大學畢業(yè)設計（論文） 4 條件》對轎廂的平層準確度規(guī)定如下： 表 電梯類型 額定速度（ m/s） 平層準確度（ m/s） 交流雙速電梯 或 ≤177。 按電梯有無司機分類 有司機電梯：電梯的運行方式由專職司機操縱來完成。目前電梯的基本分類方法大致如下： 按用途分類：乘客電梯，載貨電梯，醫(yī)用電梯，雜物電梯，觀光電梯，車輛電梯，船舶電梯等。 此外，人們要求電梯節(jié)能、電磁兼容性強、噪聲低、長壽命、采用綠色裝潢材料、與建筑物協(xié)調(diào)等，甚至有人設想在大樓頂部的機房利用太陽能作為電梯驅(qū)動補充能源等等，而這些都會對電梯導軌的運行技術(shù)不斷提出新的要求 電梯的定義與簡介 一種以電動機為動力的垂直升降機，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨物。隨著人們生活節(jié)奏的加快，高層建筑的增加，全功能的塔式建筑將會促使超高速電梯繼續(xù)成為研究方向， 5m/s 以上運行速度的超高速電梯，成為人們關(guān)注 的重點和市場發(fā)展的新趨向。第二年又出現(xiàn)了數(shù)控電梯。 1889 年美國的奧梯斯電梯公司首先使用電動機作為電梯動力 ,這才出現(xiàn)名副其實的電梯 ,并使電梯趨于實用化。電梯使用繼電接觸器控制的時代，很難設計 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。而且 PLC 的環(huán)境適應性也很強，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。s control system based on Siemens PLC (s7200).through the rational selection and design, we manager to make the elevator carry out the basic function such as layer pointing, layer selecting, direction selecting, manual and automatic door operation, etc. keywords: PLC controls the frequency conversion speed regulation electric elevator ， Converter ， PLC 太原科技大學畢業(yè)設計（論文） V 前言 在現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展中，一幢幢高樓 拔地而起，電梯的廣泛應用已成為城市物質(zhì)文明的一種標志。張浩風，《 PLC 梯形圖設計方法與應用實例》， 2020，第一版，機械工業(yè)出版社。 主要技術(shù)指標 (或研究目標 ) 1． 采用 控制理論實現(xiàn)電梯拖動系統(tǒng)控制 ； 2． 選擇變 頻器 實現(xiàn)對 電梯的電氣控制 3． 采用 PLC 實現(xiàn)拖動程序設計。 主要參考文獻 朱昌明等編著 . 電梯與自動扶梯原理、結(jié)構(gòu)、安裝測試 [ M ]王永華，《現(xiàn)代電器控制及 PLC 應用技術(shù)》， 2020，第二版，北京航天航空大學出版社。 說明：一式兩份， 一份裝訂入學生畢業(yè)設計（論文）內(nèi) ，一份交學院（直屬系）。特別是在高層建筑中，電梯作為不可缺少的垂直運輸設備，已與人們的日常生活密不可分。這種編程語言形象直觀，容易掌握，不需 要專門的計算機知識，便于廣大現(xiàn)場工程技術(shù)人員掌握。 PLC 是專門為工業(yè)過程控制而設計的控制設備，使它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠、抗干擾性能增強、機械與電氣部件被機結(jié)合在一個設備內(nèi)，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。 1900 年還出現(xiàn)了第一臺自動扶梯。 1976 年微處理機開始用于電梯，使電梯的電氣控制進入了一個新的發(fā)展時期。 太原科技大學畢業(yè)設計（論文） 2 （ 2）大型超載重電梯用導軌。也有臺階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運行，俗稱自動電梯。 按驅(qū)動方式分類 太原科技大學畢業(yè)設計（論文） 3 交流電梯，速度一般小于 ；直流電梯，速度一般大于 。 無司機電梯：乘客進入電梯轎廂，按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕，電梯自動運行到達目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。 15 或 ≤177。 （ 5）舒適感和快速感 舒適度要求： 加速度 a=dv/dt≤ 178。 6）開門方向：人在廳外面對廳門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱為中分門。 11）提升高度（ mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。其機械部分好比是人的軀體，電氣部分相當于人的神經(jīng)，控制部分相當于人的大腦。導向輪的作用是分開轎廂和對重的間距，采用復繞型還可以增加拽引力。轎廂架是轎廂體的承重機構(gòu)，由橫梁，立柱，底梁，和斜拉桿等組成。供電系統(tǒng)是為電機提供電源的裝置。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的?？空緯r，欲使轎廂地坎與廳門地坎達到同一平面的操作。 3） 層樓指示 層樓指示也叫層顯，過去常由低壓燈泡構(gòu)成，安裝在每層站廳門的上方和轎廂內(nèi)轎門的上方；現(xiàn)多由數(shù)碼管或 LED 點陣結(jié)構(gòu)組成，與呼梯盒、運行方向指示做成一體結(jié)構(gòu)。 6） 平層及開門裝置 該裝置由磁鐵板和上、下平層感應器 1KR、 2KR 組成。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在運行中產(chǎn)生偏斜或擺動。旋轉(zhuǎn)編碼器用來檢測電梯的運行速度和運行方向，變頻器將實際速度與變頻器內(nèi)部的給定速度相比較，從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率及電壓，使電梯的實際速度跟隨變頻器內(nèi)部的給定速度，達到調(diào)節(jié)電梯速度的目的。 本文以 S7 200PLC 控制 5 層電梯為例 , 利用 PLC 中的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)比較及程序循環(huán)等指令 , 按人的思維、記 憶和判斷習慣實現(xiàn)轎廂內(nèi)選層太原科技大學畢業(yè)設計（論文） 12 登記及消號、轎廂外呼梯信 號登記及消號、轎廂運行方向的確定及轎廂內(nèi)外順向截車等電路的設計。在分析了電梯系統(tǒng)的軟件設計方法基礎(chǔ)上，設計出了軟件流程圖，提出了模塊化編程思想，介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā)。 PLC及其有關(guān)外部設備，都應按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。以上這些都是在 CPU 的控制下完成的。 （ 3）輸入 /輸出（ I/O）模塊 I/O 模塊是 CPU 與現(xiàn)場 I/O 設備或其他外部設備之間的連接部件。 編程器分簡易型和智能 型兩種。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。這時，才是 PLC 的真正輸出。 （ 2） PLC 采用了一系列可靠性設計的方法進行設計，例如，冗余設計，斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復等，提高了 MTTR，使可靠性提高。 易操作性 PLC 的易操作性表現(xiàn)在下列幾個方面： （ 1） 操作方便 PLC 的操作包括程序輸入和程序更改的操作。 （ 3）