【正文】 鑒于本人所學(xué)知識(shí)有限，經(jīng)驗(yàn)不足，又是初次研究這種復(fù)雜的設(shè)計(jì)。 注： VVVF，是 Variable Voltage and Variable Frequency 的縮寫， 意為：可變電壓、可變頻率，也就是變頻調(diào)速系統(tǒng)。采用 PLC 改造后的電梯結(jié)構(gòu)緊湊、維修簡(jiǎn)單、故障率低。熟悉了可編程控制器在電梯控制系統(tǒng)中的運(yùn)用。此種調(diào)試是讓電梯單方向運(yùn)行于 n 層，譬如，電梯轎廂原先在二層，如此時(shí)三樓和四樓有向上外呼，即按下 X031 和 X033，三樓和四樓外呼指示燈亮，此時(shí)按下關(guān)門按鈕，則轎廂往上運(yùn)行，到三樓時(shí)經(jīng)過比較發(fā)出平層信號(hào)，轎廂停層響應(yīng)呼梯，三樓外呼指示燈滅，延時(shí) 5 秒后，轎廂繼續(xù)向上運(yùn)行，到四樓時(shí)經(jīng) 49 過比較發(fā)出平層信號(hào)，轎廂停層響應(yīng)呼梯，并消除登記信號(hào)。實(shí)際輸入信號(hào)及反饋信號(hào)用按鈕或開關(guān)模擬，輸出不用接負(fù)載，可由 PLC 輸出端的發(fā)光二極管顯示負(fù)載狀態(tài)，模擬調(diào)試時(shí)，按電梯的運(yùn)行條件，依次設(shè)置輸入信號(hào)，并觀察輸出正確與否，同時(shí)可通過編程器監(jiān)控內(nèi)部各點(diǎn)狀態(tài)，在輸入端接上手動(dòng)按鈕而在 PLC 的輸出指示燈上看輸出，輸入信號(hào)完全靠手動(dòng)來控制。 6. 自動(dòng)運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)加速和穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)節(jié) 電梯啟動(dòng)的條件：運(yùn)行方向已確實(shí)，門已關(guān)好。電梯的定向只有兩種情況，即上行和下行。當(dāng)電梯到達(dá)所選的樓層后，停層信號(hào)即被消除，指示燈也應(yīng)熄滅。 （ 6） 電梯停后的關(guān)門。 （ 3） 電梯自動(dòng)運(yùn)行停層時(shí)的開門。 22 圖 44 I/O 接線圖 23 算法說明 程序的基本控制流程如圖 45 所示。這種方法直觀、簡(jiǎn)單，但由于每層需使用一個(gè)磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時(shí)，會(huì)占用 PLC 太多的輸入 點(diǎn)。 （ 6）平層及開門裝置 該裝置如圖 43 所示。只有當(dāng)電梯?？吭谀硨诱緯r(shí)，此層廳門才允許開啟（由門機(jī)拖動(dòng)轎門，轎門帶動(dòng)廳門完成）；也只有當(dāng)廳門，轎門全部關(guān)閉后才允許啟動(dòng)運(yùn)行。電梯停止運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)抱死，其線圈應(yīng)斷電。為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。 此外，電梯的雙向安全裝置、無底坑、無線控制、綠色環(huán)保 —— 安全、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來電梯的重要發(fā)展方向。 （ 6） 機(jī)械傳動(dòng)方面，由于國(guó)際上機(jī)構(gòu)加工水平的不斷提高，使斜齒傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)在電梯上的應(yīng)用日益廣泛，已使電梯的傳動(dòng)形式多樣化。 電梯技術(shù)發(fā)展情況 （ 1） 電梯的速度要求越來越快，高速、超高速電梯的數(shù)量愈來愈多。 （ 3） 限位開關(guān)：當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動(dòng)作，切斷電源并制動(dòng)，強(qiáng)迫停車。 按機(jī)房位置不同可分為：機(jī)房位于井道頂部的上置式電梯；機(jī)房底部的下置式電梯。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，晶閘管變流裝置越來越多地用于電梯系統(tǒng)，使 電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，性能提高。 自從我國(guó)實(shí)行改革開放政策以來，全國(guó)各地高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為高樓的垂直交通工具―電梯，其需求量日益增長(zhǎng)?？傊?， PLC 是采用微機(jī)技術(shù)制造的通用自動(dòng)控制設(shè)備，它能控制開關(guān)量、模擬量、具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、并具有完成邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)、運(yùn)算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設(shè)備。但是，對(duì)一般的電梯而言，應(yīng)用微機(jī)控制也有其局限性和不足之處。 輸入端子 輸入映象寄存器 輸出映像寄存器 輸出鎖存器 輸出端子 輸入 ………. 輸出 程序執(zhí)行階段 輸入采樣 階段 輸出刷新階段 X001 Y001 Y001 M1 讀 讀 ① ② ③ ④ ⑤ 10 （ 1） .可編程序控制器與繼電器、微機(jī)在電梯控制中的應(yīng)用比較 在電梯的電氣系統(tǒng)中，邏輯判斷起著主要的作用，其控制系統(tǒng)必須起動(dòng)各種控制信號(hào)和執(zhí)行元件（如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動(dòng)機(jī)以及電子元件、電力電子器件等），要達(dá)到這些控制目的，其方法有： 1. 繼電器 — 接觸器控制系統(tǒng) 這種控制系統(tǒng)是早期電梯多采用的一種控制系統(tǒng)。 2. PLC 的程序執(zhí)行過程 PLC 的程序的執(zhí)行過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)主要階段，如圖 22 所示。系統(tǒng)程序：包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。 (5)指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)是指一臺(tái)可編程序控制器指令的總和，它是衡量可編程序控制器功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。 6)面向海外的產(chǎn)品適合各種安全規(guī)格 為大量實(shí)際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能： 開發(fā)了各個(gè)范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要 模擬 I／ O，高速計(jì)數(shù)器。 （ 8）行車時(shí)，廳門和轎廂都不能開門。 電梯的功能要求 （ 1）電梯運(yùn)行到指定位置后應(yīng)具有手動(dòng)或自動(dòng)開 /關(guān)門的功能。因此，對(duì)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國(guó)產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國(guó)產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。 課題的提出 PLC 以其優(yōu)越的性能，在很多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn) （ 1） 在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。大多數(shù) PLC 采用編程器進(jìn)行輸入和更改的操作。 （ 3） PLC 有較高的易操作性，它具有編程簡(jiǎn)單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一般不易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。 PLC 及其在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn) PLC 的特點(diǎn) PLC 是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。 （ 4） 多年來我國(guó)一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，已形成系列 化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉掌握的人員較多。 本課題的核心問題有兩個(gè)：一是運(yùn)行效率、平層精度和安全性的要求；二是 PLC 實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制及其軟件開發(fā)。傳統(tǒng)的電梯曳引電動(dòng)機(jī)采用接觸器來實(shí) 現(xiàn)電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的改變，另外，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)由繼電器接觸器控制邏輯組成，存在著電氣元件多、功能弱、電氣故障頻繁，可靠性差和工作壽命短等缺陷。 25 梯形圖程序 12 電梯的安全保護(hù)裝置 12 電 梯的分類 6 可編程序控制器的工作方式 5 第 2 章 三菱 FX2N 系列可編程序控制器介紹 4 課題的提出 為了提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效率，設(shè)計(jì)了一套以 PLC為核心控制器的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)，用來取代以往的較復(fù)雜的繼電器 — 接觸器控制。系統(tǒng)的核心部分（控制部分）使用了日本三菱公司生產(chǎn) 的 FX2N80型 PLC，因?yàn)樵诤诵目刂撇糠植捎玫氖擒浖绦蚩刂疲瑥亩诒ＷC電梯正常運(yùn)行這個(gè)要求的情況下，大大的提高了電梯故障檢查與維修的方便性和容易性，同時(shí)還克服了手動(dòng)操作所帶來的一些人為干擾因素，取得了良好的預(yù)期效果。 2 PLC 的特點(diǎn) 15 交流雙速電梯的主電路 24 梯形圖的設(shè)計(jì) 27 第 5 章 電梯模擬調(diào)試及安裝 52 參考文獻(xiàn) 可編程控制器（ PLC）是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。對(duì)于第一個(gè)問題，通過選擇合適的 PLC，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和編程便可以實(shí)現(xiàn)。 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題 （ 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。PLC 與普通微機(jī)一樣。 （ 4） PLC 是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制 而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)更簡(jiǎn)單的編程語言和更可靠的硬件。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對(duì)大中型的 PLC，編程器采用了 CRT 屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。 靈活性 PLC 的靈活性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1） 編程的靈活性。 （ 2） 去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。在電梯業(yè)也是如此，目前國(guó)內(nèi) 70～ 80 年代安裝完成的電梯絕大部分是繼電器控制，線路復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)接線多，故障率高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大， 嚴(yán)重地影響電梯運(yùn)行質(zhì)量。 針對(duì)老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（ PLC）來控制電梯。 （ 2）利用指示燈顯示電梯轎廂外的呼喚信號(hào)、電梯轎廂內(nèi)的指令信號(hào)和電梯的到達(dá)信號(hào)。開門之后不能行車，有門連鎖保護(hù)。對(duì)每一個(gè) FX2N 主單元可配置總計(jì)達(dá) 8 個(gè)特殊功能模塊。 2) PLC 的 分類 通常， PLC 產(chǎn)品可按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模等進(jìn)行分類。用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，用 PLC 的編程語言（如梯形圖）編制的應(yīng)用程序。 圖 22 PLC 的程序執(zhí)行過程 3. PLC 的掃描周期 在 PLC 的實(shí)際工作過程中，每個(gè)掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí) 行、輸出刷新三個(gè)階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計(jì)算機(jī)）通信等處理。優(yōu)點(diǎn)：與其它控制系統(tǒng)比較，其簡(jiǎn)單、易于理解和掌握、價(jià)格便宜。其缺點(diǎn)是：微型計(jì)算機(jī)是按數(shù)字運(yùn)算的需要而設(shè)計(jì)的，功能比較齊全，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；而一般的電梯控制只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算方式多為“與”、“或”、“非”幾種，運(yùn)算位數(shù)只需 1 位，即“ 1”與“ 0”。它不僅能用于控制機(jī)械設(shè)備、流水線和各種設(shè)備的運(yùn)行過程，將 PLC 用于控制電梯各種操作和處理 相關(guān)信息也是可行的。各種類型、規(guī)格繁多的 電梯已在高樓內(nèi)投入運(yùn)行。同時(shí)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的研制和開發(fā)，使交流電梯的調(diào)速性能有了明顯的改善。 電梯的主要組成部分 （ 1） 曳引部分：通常有曳引機(jī)和曳引鋼絲繩組成。 （ 4） 行程極限保護(hù)開關(guān)：當(dāng)限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時(shí)，此開關(guān)動(dòng)作。 （ 2） 電梯的拖動(dòng)技術(shù)有了較大 的發(fā)展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點(diǎn)。 電梯發(fā)展展望 （ 1） 結(jié)構(gòu)不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化。 15 的選擇及其軟件開發(fā) 可編程控制器（ PLC）的選型 考慮到本次設(shè)計(jì)的電梯系統(tǒng)有 六 層，且開關(guān)量居多，模擬量較少；對(duì)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(jià)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 系列 PLC。 交流雙速電梯的主電路 圖 41 是交流雙速電梯的主電路圖。將所有廳、轎門開關(guān)串聯(lián)在一起，控制門鎖繼電器 KA1，實(shí)現(xiàn)全部門關(guān)閉后電梯才能運(yùn)行的控制。 （ 3）層樓指示燈 層樓指示燈也叫層顯，安裝在每層站廳門的上方和轎箱內(nèi)轎門的上方，用以指示電梯的運(yùn)行方向及電梯所處的位置。由平層感應(yīng)器及樓層感應(yīng)器組成。 （ 2）利用穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān)。（其中不包括檢修及司機(jī)開關(guān)電梯環(huán)節(jié)，只是電梯運(yùn)行的基本流程圖）。電梯在平層時(shí)至平層位置， M140 接通，電梯應(yīng)開始開門。此時(shí)電梯到達(dá)基站，司機(jī)或乘客離開轎廂，電梯自動(dòng)關(guān)門，司機(jī)將開、關(guān)梯鑰匙插入 SA2，旋轉(zhuǎn)到關(guān)梯位置，電梯的安全回路被切斷， PLC 停止運(yùn)行，電梯被關(guān)閉。 4．外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié) 乘客或司機(jī)在廳門外呼梯時(shí)