【正文】 脈沖，所以，高速計(jì)數(shù)器必須工作在模式 9 和 模式 11 之間，即工作在 A/B 相正交計(jì)數(shù)模式。其中 S7200 CPU226 有輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)為 24 入 /16 出，可帶 7 個(gè)擴(kuò)展模塊， 248 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足控制要求 [1]。 圖 電梯運(yùn)行流程圖 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖中展示了電梯運(yùn)行時(shí)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)，直觀(guān)的展示了電梯的工作流程。 ③ 電梯下行時(shí)，若呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行之下 ， 目標(biāo)運(yùn)行層之上，則電梯在完成前一指令之前先下行至該層，完成 該 層呼叫后再由近及遠(yuǎn)的完成其他各個(gè)呼叫動(dòng)作。 ② 各樓層顯示值為該層所在位置，且上行下行指示燈均滅。 （三）電梯運(yùn)行后狀態(tài) 在到達(dá)指定樓層后，電梯會(huì)繼續(xù)待命，直到新的命令給出。若呼叫層處于電梯當(dāng)前層之下，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。 在本圖中，為了使接線(xiàn)圖便于觀(guān)看，省略了門(mén)廳和轎廂內(nèi)的部分按鈕。 二、 PLC 型號(hào)的選擇 考慮到本次設(shè)計(jì)的電梯系統(tǒng)有 五 層，且開(kāi)關(guān)量居多 ， 對(duì)于開(kāi)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(mǎn)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，選擇西門(mén)子 PLC S7200 系列 [2]。CPU226 擁有 編號(hào) 為 HSC0HSC5 的 6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器 。 ② 目前 的 PLC 一般都具有專(zhuān)用計(jì)數(shù)單元或高速脈沖輸入端，因此，為獲取電梯運(yùn)行的準(zhǔn)確位置，可采用旋轉(zhuǎn)編碼器。而上升、下降指示燈以及樓層顯示器的內(nèi)容， 5 層電梯均應(yīng)該相同。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯后，電梯內(nèi)應(yīng)有能讓乘客按下的代表其要去的目的地的樓層按鈕，稱(chēng)為內(nèi)呼按鈕。 在某些電梯負(fù)載情況下，例如轎廂空載下行或者轎廂滿(mǎn)載上行，曳引機(jī)需要克服一定阻力拉動(dòng)對(duì)重或轎廂，電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)（控制柜）吸取電能，處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 三、電梯工作原理 安裝在機(jī)房的電動(dòng)機(jī)與減速箱、制動(dòng)器等組成曳引機(jī)，是曳引驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力。 （三）八大應(yīng)用技術(shù) 全數(shù)字識(shí)別乘客技術(shù)：所有乘客進(jìn)入電梯前進(jìn)行識(shí)別，其中包括眼球識(shí)別、指紋識(shí)別。該裝置設(shè)置在盡可能接近端站時(shí)起作用而無(wú)誤動(dòng)作危險(xiǎn)的位置上。 ④ 電梯安全窗指轎廂安全窗設(shè)有手動(dòng)上鎖的安全裝置，如果鎖緊失效，該裝置能使電梯停止。 電氣 控制系統(tǒng)，對(duì)電梯實(shí)現(xiàn)操作和控制。 門(mén)系統(tǒng)，主要功能是封住層站入口和轎廂入口，由轎廂門(mén)、層門(mén)、門(mén)電機(jī)、門(mén)鎖裝置組成。 自動(dòng)扶梯，座椅電梯人坐在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的椅子上 ， 控制椅子手柄上的按扭 ， 使椅子下部的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)人椅 ， 沿樓梯扶欄的導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)。 消防電梯，在發(fā)生火警時(shí) ， 用來(lái)運(yùn)送消防人員 ， 乘客和消防器材等。 觀(guān)光電梯，轎廂壁透明，供乘客觀(guān)光用的電梯。 這類(lèi)電梯的額定速度一般在 。群控是用微電腦控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺(tái)集中并列的電梯，它使多臺(tái)電梯集中排列，共用廳外召喚按鈕，按規(guī)定程序集中調(diào)度和控制。電梯運(yùn)行一周后，若無(wú)呼梯信號(hào)就?？吭诨敬?電梯的分類(lèi)非常豐富，根據(jù)用途、驅(qū)動(dòng)方式、運(yùn)行速度、有無(wú)司機(jī)、操縱控制方式等不同，有多種分 類(lèi)方法。 圖 PLC 掃描的工作過(guò)程 在采樣輸入階段， PLC 以?huà)呙璺绞揭淮巫x入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O印象寄存器中的相應(yīng)單元內(nèi)。其 結(jié)構(gòu) 如圖 所示。 ② 有底板，所有 模塊都固定在底板上。 （二） PLC 的分類(lèi) PLC 可分為整體式及模塊式兩大類(lèi)。 ① 輸入接口： PLC 的輸入接口電路可分為直流輸入電路和交流輸入電路。 編程器：編程器是 PLC 開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件。 三、 PLC 的結(jié)構(gòu) （一） PLC 的組成 完整的具有控制功能的 PLC 控制系統(tǒng)是由 PLC 的硬件和軟件組成。新近出產(chǎn)的 PLC 都具有通訊接口，通訊十分便利 [2]。大中型 PLC 都有 PID 模塊，當(dāng)前許多小型 PLC 也具有此功用模塊。 PLC 廠(chǎng)家都出產(chǎn)配套的 A/D 和 D/A 變換模塊，使可編程操控器用于模擬量操控。 ④ 設(shè)計(jì)安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便 ： PLC 的用戶(hù)程序大部分可在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，模擬調(diào)試好后再將 PLC 控制系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝、接線(xiàn)、調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可通過(guò)修改程序加以解決。目前，可編程控制器已成為 工廠(chǎng)自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)象，將控制內(nèi)容編成軟件寫(xiě)入控制器的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器內(nèi)。 在提升公眾的生產(chǎn)、生活效率與質(zhì)量的同時(shí)，其安全工作也成為一項(xiàng)民生工程，其安全狀況倍受公眾與媒體關(guān)注。側(cè)重于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因此，在設(shè)計(jì)中沒(méi)有其它冗余設(shè)備。 （ 5） 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文初稿（ 5 月 15 日前） 。 方法 ： 學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)收集與仿真，具體為： 。 ，及準(zhǔn)確度 。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 摘 要 在早期時(shí)候，電梯主要采用繼電器 .控 制方式控制，但隨著人們對(duì)電梯的平滑性、高速性、準(zhǔn)確、高效性等一系列靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能要求的提高，繼電器控制的缺點(diǎn)便暴露出來(lái)了，例如故障率高、可靠性差、接線(xiàn)復(fù)雜、一旦接收完成不易更改等缺點(diǎn)。在軟件設(shè)計(jì)部分，詳細(xì)介紹了電梯在實(shí)際運(yùn)行中的情況，包括： 樓層顯示、平層判斷、內(nèi)外呼叫鎖存、上下行選擇、運(yùn)行方向顯示、減速控制、開(kāi)關(guān)門(mén)、手動(dòng)控制和安全控制 。 在設(shè)計(jì)中，為了 使 電梯更加滿(mǎn)足人們?nèi)粘Ｐ枨?，在電梯控制方式方面采用并?lián)控制；為了更加精確的獲取電梯的位置，采用旋轉(zhuǎn)編碼器作為位置檢測(cè)元件。而 PLC克服了繼電器 、 接觸器 在 控制系統(tǒng)中機(jī)械觸點(diǎn)的接線(xiàn)復(fù)雜、可靠性低、功耗高 、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)，并將控制器和被控對(duì)象方便的連接起來(lái)。目前它已經(jīng)大量地應(yīng)用在樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、商業(yè)、公用事業(yè)、測(cè)試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，并涌現(xiàn)出大批應(yīng)用可編程序控制器的新型設(shè)備。隨著 PLC 的性?xún)r(jià)比不斷提重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 高，其應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)不斷擴(kuò)大。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸方位操控模塊。 ⑤ 數(shù)據(jù)處置 ： 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)變換、排序、查表、位操作等功用，可以完結(jié)數(shù)據(jù)的收集、剖析及處置。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車(chē)、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 CPU通過(guò)地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)、控制總線(xiàn)與儲(chǔ)存單元、輸入輸出接口、通信 接口、擴(kuò)展接口相連。編程器 可以是專(zhuān)用編程器，也可以是配有編程軟件包的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 ② 輸出接口：輸出接口電路通常有 3 種類(lèi)型：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型。如 SIEMENS S7300、 SIEMENS S7400 系列等。重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 一些特大型的 PLC 用的多為這種結(jié)構(gòu)。 PLC 的 CPU 則采用順序邏輯掃描用戶(hù)程序的運(yùn)行方式，即某個(gè)繼電器的線(xiàn)圈通電或斷電，該繼電器的其他觸點(diǎn)不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作 ，這樣更能體現(xiàn)PLC 的邏輯控制。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 在程序執(zhí)行階段， PLC 的 CPU執(zhí)行程序時(shí)，總是按照從上而下，從左至右的順序一次掃描。 信號(hào)控制電梯，這是一種自動(dòng)控制程度較高的有司機(jī)電梯。無(wú)乘客使用電梯時(shí)，經(jīng)常有一臺(tái)電梯?？吭诨敬Q(chēng)為基梯；另一臺(tái)電梯則停靠在行程中間預(yù)先 選定的層站稱(chēng)為備行梯?？刂葡到y(tǒng)可以顯示出所有電梯的運(yùn)行狀態(tài)。 螺桿式電梯，將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有 推力軸承 的大螺母安裝于油缸頂，然后通過(guò)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)（或皮帶）帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯 [3]。 建筑施工電梯，建筑施工與維修用的電梯。 礦井電梯，供礦井運(yùn)送人員及貨物之用。 （二）八大系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)，主要功能是輸出和傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。當(dāng)轎廂位于最低層站時(shí)，鋼絲繩的重量大部分作用于轎廂側(cè)；當(dāng)轎廂位于最高層站時(shí)，鋼絲繩的重量大部分作用于對(duì)重側(cè)。 ① 限速器開(kāi)關(guān)（包括限速器斷繩開(kāi)關(guān)） —— 當(dāng)電梯的速度超過(guò)額定速度一定值（至少等于額定速度的 115％）時(shí)，其動(dòng)作能導(dǎo)致安全鉗起作用的安全裝置。三 處開(kāi)關(guān)互鎖，防止誤動(dòng)作，保證維修人員的安全。極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作后，電梯不能自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。 雙向安全保護(hù)技術(shù)：雙向安全鉗、雙向限速器，在歐洲必須使用，中國(guó)正在被普遍使用。轎廂與對(duì)重裝置的重力使曳引鋼絲繩壓緊在曳引輪槽內(nèi)產(chǎn)生摩擦力。側(cè)重于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因此，在設(shè)計(jì)中沒(méi)有其它冗余設(shè)備。 在電梯內(nèi)部也應(yīng)有控制電梯開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)的按鈕，使乘客可以在電梯重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 停下時(shí)隨時(shí)地控制電梯的開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)。 兩臺(tái)并聯(lián)控制組成的電梯，基站設(shè)在大樓底層，當(dāng)一臺(tái)電梯執(zhí)行指令 完畢后，自動(dòng)返回基站。 （二）旋轉(zhuǎn)編碼器工作原理 旋轉(zhuǎn)編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式測(cè)量裝置，安裝于被測(cè)軸上并隨被測(cè)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)量 （ 主要為轉(zhuǎn)角 ） ，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的輸出信號(hào)。 并且，兩相計(jì)數(shù)器的兩個(gè)時(shí)鐘脈沖可同時(shí)工作在最高頻率，全部計(jì)數(shù)器可同時(shí)以最高頻率運(yùn)行，互不干擾 [1]。 第二節(jié) 硬件電路的設(shè)計(jì) 根據(jù)上述硬件的選擇 ，將各硬件與 PLC 相互連接就可以得到整個(gè)控制系統(tǒng)的硬件接線(xiàn)圖。 （一）電梯的初始狀態(tài) 此時(shí)主梯位于底層待命，備行梯為于當(dāng)前?？繉踊蛘叩讓樱黠@示屏都被初始化，電梯處于以下?tīng)顟B(tài)： ① 各層呼叫燈均不亮。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。 第二節(jié) PLC 的 I/O 地址分配 一、 PLC 的 I/O 地址分配 根據(jù)電梯運(yùn)行流程圖，本設(shè)計(jì)可分為以下幾個(gè)大部分：呼叫信號(hào)鎖存、電梯優(yōu)先性選擇、電梯方向選擇、電梯樓層顯示及運(yùn)行方向顯示、電梯減速制動(dòng)、開(kāi)關(guān)門(mén)。 ⑥ 在電梯運(yùn)行過(guò)程中支持其它呼叫。 ② 電梯上行時(shí)，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(gè)呼叫動(dòng)作。并且，在顯示數(shù)碼管中顯示當(dāng)前電梯所在樓層和電梯運(yùn)行方向。由于旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)量準(zhǔn)確，使用方便，優(yōu)于其它方法，故成為當(dāng)前測(cè)量電梯所在位置的主流方法。 由于旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖頻率較高，普通計(jì)數(shù)器無(wú)法計(jì)數(shù) ， 必須采用高速計(jì)數(shù)器。 ① 采用干簧感應(yīng)器，這種方法具有直觀(guān)、簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但是因?yàn)槊繉佣夹枰粋€(gè)感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時(shí)，就會(huì)占用過(guò)多的 PLC 輸入點(diǎn)。 5 層樓中， 1 層只有上呼叫按鈕， 5 層只有下呼叫按鈕，其余 3 層都具有上呼叫和下呼叫按鈕。 圖 控制系統(tǒng)框圖 在電梯內(nèi)部，應(yīng)該有 5 個(gè)樓層 （ 1~5 層 ） 按鈕、開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)按鈕以、樓層顯示器、上升和下降顯示器以及報(bào)警開(kāi)關(guān)。 當(dāng)電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，曳引電動(dòng)機(jī)、電磁制動(dòng)器的線(xiàn)圈中均無(wú)電流通過(guò)，這時(shí)因電磁鐵芯間沒(méi)有吸引力、制動(dòng)瓦塊在制動(dòng)彈簧壓力作用下，將制動(dòng)輪抱緊，保證電機(jī)不旋轉(zhuǎn)；當(dāng)曳引電動(dòng)機(jī)通電旋轉(zhuǎn)的瞬間 ，制動(dòng)電磁鐵中的線(xiàn)圈同時(shí)通上電流，電磁鐵芯迅速磁化吸合，帶動(dòng)制動(dòng)臂使其制動(dòng)彈簧受作用力，制動(dòng)瓦塊張開(kāi)，與制動(dòng)輪完全脫離，電梯得以運(yùn)行；當(dāng)電梯轎廂到達(dá)所需停站時(shí)，曳引電動(dòng)機(jī)失電、制動(dòng)電磁鐵中的線(xiàn)圈也同時(shí)失電，電磁鐵芯中的磁力迅速消失，鐵芯在制動(dòng)彈簧的作用下通過(guò)制動(dòng)臂復(fù)位，使制動(dòng)瓦塊再次將制動(dòng)輪抱住，電梯停止工作。 無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程控制及報(bào)警裝置：當(dāng)電梯產(chǎn)生故障時(shí)，電梯可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)裝置給手機(jī)發(fā)送故障信息，并通過(guò)手機(jī)發(fā)送信號(hào)對(duì)電梯進(jìn)行簡(jiǎn)單控制。 ⑩ 超速保護(hù)開(kāi)關(guān)，能檢測(cè)出上行轎廂的速度失控，并能使轎廂制停，或至少使其速度降低至對(duì)重緩沖器的設(shè)計(jì)范圍。 ⑦ 上下極限聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)，當(dāng)轎廂運(yùn)行超越平層磁感應(yīng)裝置時(shí)，在轎廂 或?qū)χ匮b置未接觸緩沖器之前，強(qiáng)迫切斷主電源和控制電源的非自動(dòng)復(fù)位的安全裝置。該門(mén)鎖安全電路采用冗余設(shè)計(jì)，用 PLC 控制方式控制門(mén)鎖電路，通過(guò)軟件判斷門(mén)鎖安全電路是否正常，當(dāng)出現(xiàn)非正常情況時(shí)，讓電梯中止正常運(yùn)行，轉(zhuǎn)入檢修運(yùn)行狀態(tài)，從而消除事故隱患，提高電梯運(yùn)行的安全性，防止因門(mén)鎖回路故障、操作人員疏忽大意而引起的事故。 電力拖動(dòng)系統(tǒng)，提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)速度控制。 轎廂，運(yùn)載乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。 門(mén)吊電梯，在大型門(mén)式起重機(jī)的門(mén)腿中 ， 運(yùn)送在門(mén)機(jī)中的工作人員及檢修機(jī)件等。它還可以作為倉(cāng)庫(kù)、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長(zhǎng)期使用的垂直運(yùn)輸機(jī)械。 雜物電梯，供圖書(shū)館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書(shū)、文件、食品等設(shè)計(jì)的電梯。 直流電梯，用直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力 電梯。 群控電梯 ，具有多臺(tái)電梯客流量大的高層建筑物中，把電梯分為若干組，每組四至六臺(tái)電梯，將幾臺(tái)電梯控制連在一起， 分區(qū)域進(jìn)行有程序或無(wú)程序綜合統(tǒng)一控制，對(duì)乘客需要電梯情況進(jìn)行自動(dòng)分析后，選派最適宜的電梯及時(shí)應(yīng)答呼梯信號(hào)。在電梯運(yùn)行過(guò)程中，可以應(yīng)答同一方向所有層站呼梯信號(hào)和按照操縱盤(pán)上的選層按鈕信號(hào)?？?。 第二節(jié) 電梯概述 一、電梯的分類(lèi) 根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或 物流量