【正文】 .......................................... 42 第七章 結(jié)論與展望 .................................................. 43 結(jié)論 ....................................................... 43 展望電梯發(fā)展方向 ........................................... 43 參考文獻(xiàn) ........................................................... 44 致謝 ............................................................... 45 附錄 1 語句表 ...................................................... 46 附錄 2 英語原文 .................................................... 51 附錄 3 中文翻譯 .................................................... 61 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 電梯的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長起來。全世界平均 1000 人有 l 臺(tái)電梯，我國如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加 70 萬臺(tái)。目前國內(nèi)市場需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進(jìn)口，而且有一定的出口。 郭學(xué)忠：基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 課題的研究背景及意義 電梯是集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動(dòng)、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問題。掘資料統(tǒng)計(jì)，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約 為 80 億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有 540 億人次之多?？删幊绦蚩刂破?PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。 PLC 控制是三種控制方式中最具有可靠性、實(shí)用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。 (1)智能化。運(yùn)行安全不僅要消除電梯啟動(dòng)時(shí)較強(qiáng)的電磁輻射，使用安全材料和運(yùn)行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適的好心情。③舒適感。 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。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機(jī)械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成 [7]。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 [8]。 電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo) ： （ 1）安全性 電梯時(shí)運(yùn)送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨，因此對(duì)電梯的第一要求就是安全。15 交直流高速電梯 ≥ ≤177。因此在電梯設(shè)計(jì)時(shí)就要兼顧快速性和舒適感這兩個(gè)互相矛盾的因素。半繞 2： 1 吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲運(yùn)行速度的一半。電梯的運(yùn)行速度越快，頂層高度一般越高。圖 41 為電梯 PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖， 主要硬件包括 PLC 主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動(dòng)系統(tǒng)等 [11]。 電梯曳引方案 曳引電梯是當(dāng)今世界應(yīng)用最為廣泛的梯型，具有安全可靠、提升高度大、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn) 【 】 。 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 （ 2）編程直觀、簡單 考慮到大多數(shù)電氣技術(shù)人員熟悉電氣控制線路的特點(diǎn)， PLC 沒有采用微機(jī)控制中常用的匯編語言，而是采用了一種面向控制過程的梯形圖語言。其常用的數(shù)字量輸入輸出接口，就電源而言有 110 V、220 V交流和 5V、 48 V直流等多種，負(fù)載能力可在 ～ 5 A 的范圍內(nèi)變化，模擬量的輸入輸出有 177。 由以上分析可見，用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)轎廂位置優(yōu)于其他方法 ，故本設(shè)計(jì)采用此法。 (3)系統(tǒng)能非常方便地連接到 PC 機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或其他系統(tǒng)如樓宇自控系統(tǒng)中，根據(jù)應(yīng)用情況，有時(shí)可無須增加額外硬件就能實(shí)現(xiàn)；增加適當(dāng)硬件可連接到互聯(lián)網(wǎng)上。 輸入輸出分布如下表 。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為 IGBT 三相橋式逆變器，且輸出為 PWM 波形 [16]。本設(shè)計(jì)中拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證電梯按理想的給定速度曲線運(yùn)行，以改善電梯運(yùn)行的舒適感；另外，由于電梯在建筑物內(nèi)的耗電量占建筑物總用電量的相當(dāng)比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視。 郭學(xué)忠：基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 (5) 通過 LCD 操作裝置，可提高操作性能 VS616G5 型變頻器的結(jié)構(gòu)及 參數(shù)設(shè)置 由于采用 PLC 作為邏輯控制部件，故變頻器和 PLC 通訊時(shí)采用開關(guān)量而不用模擬量 。設(shè)電梯曳引機(jī)電機(jī)功率為 P1，電梯運(yùn)行速度為 v，電梯自重為 W1，電梯載重為 W2，配重為 W3，重力加速度為 g，變頻器功率為 P。采用能耗制動(dòng)方式通過制動(dòng)單元將再生能量消耗在制動(dòng)電阻上，成本較低而且具有良好的使用效果。 VOL+、 VLL是調(diào)頻調(diào)壓的電壓控制端。 內(nèi)指令外召喚信號(hào)的保持 轎廂的內(nèi)呼指令與外召喚指令保持信號(hào)，用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動(dòng)或手動(dòng)執(zhí)行開關(guān)門操作。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工 控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。 c．報(bào)表系統(tǒng)：提供一套全新的、集成的內(nèi)嵌式報(bào)表系統(tǒng)，內(nèi)部提供豐富的報(bào)表函數(shù)，用戶可創(chuàng)建多樣的報(bào)表，提供報(bào)表工具條，操作簡單明了?？梢圆榭垂こ痰母鱾€(gè) 組成部分，完成構(gòu)造數(shù)據(jù)庫、定義外部設(shè)備等工作。它還負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)的變化用動(dòng)畫的方式形象地表示出來，同時(shí)完成變量報(bào)警、操作記錄、趨勢(shì)曲線等監(jiān)視功能，并生成歷史數(shù)據(jù)文件。連接數(shù)據(jù)和圖形畫面中的圖素的連接關(guān)系是什么 ?也就是畫面上的圖素以怎樣的動(dòng)畫來模擬現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行，以及怎樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令 [21]。 郭學(xué)忠：基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 38 第四層門的開放關(guān)閉演示。 if((DN4==1||DN3==1||DN2==1||UN2==1||UN3==1||SN2==1||SN3==1||SN4==1)amp。} // 響應(yīng)呼梯、內(nèi)選； 郭學(xué)忠：基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 40 if(J 轎廂 ==33amp。SN4==0amp。F2==0){FM2=FM2+10。amp。}}}}//上升過程中，判斷轎廂是否停留，及消除相應(yīng)登記信號(hào)； if(J 轎廂 ==33amp。SN4==0amp。(UN3==1||SN3==1)||(DN3==1amp。F3==0){FM3=FM3+10。amp。DN4==0) {DOWNN=1。DN4=0。(DN3==1||SN3==1)||(UN3==1amp。UN2==0amp。if(FM3==0){F3=0。amp。FM3==0amp。UN2==0amp。(DN2==1||SN2==1)||(UN2==1amp。F2==0){FM2=FM2+10。amp。UN1==0amp。UN1=0。J 轎廂 =33){L2=1。L1=0。FM3==0)||(J 轎廂 ==33amp。SN2==0amp。} if(SN1==1||SN2==1||SN3==1||SN4==1){F5=0。amp。FM3==0amp。 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)利用 S7200 可編程控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的控制。另外，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，肯請(qǐng)閱讀此篇論文的老師多予指正。 除以上幾方面外，諸如 IC卡的智能管理系統(tǒng)，應(yīng)用模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的群管理系統(tǒng)，以及數(shù)碼技術(shù)、聲控技術(shù)、載波技術(shù)等也將在電梯技術(shù)領(lǐng)域中得到推廣和發(fā)展。 展望電梯發(fā)展方向 展望未來，電梯的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)包括以下幾點(diǎn)： （ 1） 無機(jī)房 電梯 無機(jī)房電梯不單單是電梯有無機(jī)房的簡單局部改進(jìn)，而是涉及到一系列技術(shù)問題，如曳引系統(tǒng)、控制柜、限速器等的安裝位置以及轎廂、極限開關(guān)、緩沖器等部件，都要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，變更部件的尺寸與安裝位置也要重新考慮。使設(shè)置的控件能夠按照真實(shí)的情況動(dòng)作。DOWNN==1amp。}//所有的門都關(guān)閉，且沒有處在計(jì)時(shí)過程中，上升條件滿足，轎廂上升； if(FM1==0amp。amp。SN4==0)) {F6=0。(F62||F50)amp。L2=0。} if(J 轎廂 99amp。L3=0。} if(J 轎廂 ==0) {if(FM1=50amp。FM2==0amp。SN2=0。UN1==0)amp。(SN4==1||DN4==1)) {DOWNN=0。SN2==0amp。amp。amp。DOWNN==1) //下降過程中，判斷轎廂是否停留，及消除相應(yīng)登記信號(hào)； {if(FM3=50amp。SN2==0amp。F5=0。F4==0){FM4=FM4+10。FM3==0amp。SN3=0。DN4==0)amp。DN4==0) {DOWNN=1。UN3==0amp。amp。SN2=0。DN4==0)amp。UN3==0amp。F10) {FM1=FM110。當(dāng)按下相應(yīng)按鈕時(shí)，按照 55 毫秒的周期被掃描讀取。定義數(shù)據(jù)變量之前要定義仿真 PLC。圖形用戶希望怎樣的圖形畫面 ?也就是怎樣用抽象的圖形畫面來模擬實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場和相應(yīng)的工控設(shè)各。 2)組態(tài)王系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) “組態(tài)王”是運(yùn)行于 Microsoft Windows 98， NT、 2021 和 XP 版本中文平臺(tái)的全中文界面的組態(tài)軟件，采用了多線程、 COM 組件等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)多任務(wù)，軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 1)組態(tài)王 的主要性能特點(diǎn)。 并設(shè)有手動(dòng)開門按扭和關(guān)門按鈕。 圖 51 電梯控制系統(tǒng)主流程圖 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 梯形圖 外召喚信號(hào)登記及消除 郭學(xué)忠：基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 內(nèi)指令信號(hào)登記及消除 點(diǎn)動(dòng)內(nèi)呼按鈕，信號(hào)登記顯示。 本文采用 24V增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，它與主電動(dòng)機(jī)同軸相連，編碼器產(chǎn)生的脈沖直接輸入 PLC 的高速脈沖計(jì)數(shù)輸入端 ，在 PLC 中通過對(duì)此脈沖的計(jì)數(shù)，可以用程序計(jì)算出電梯走過的距離及當(dāng)前的速度 [18]，從而完成調(diào)速系統(tǒng)的位置和速 度反饋。 因?yàn)椋?K=， W1=1600Kg， W2=800Kg， W3=2021 Kg， g=， v=代入以上各參數(shù)，得 P2= KW。 表 43 變頻器參數(shù) 參數(shù) 功用 A組 確定控制模式 B 組 選擇運(yùn)行功能 C 組 確定加減速時(shí)間及轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償時(shí)間 D 組 選擇頻率 E 組 確定運(yùn)行壓頻曲線 F 組 保護(hù)設(shè)置 H 組 確定偏差 標(biāo)準(zhǔn) 參數(shù)設(shè)置的原則 :(1) 為減小啟動(dòng)沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)的比例系數(shù)宜小些，而積分時(shí)間常數(shù)宜大些； (2) 為了提高運(yùn)行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車沖擊； (3) 零速一般設(shè)置為 0Hz，速抱閘功能將影響舒適感； (4) 變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌據(jù)直接輸入，具體的設(shè)置見表 44。 VS616G5 變頻器的特點(diǎn)如下 : (1) 包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。變頻器調(diào)速的主要工作原理是將供給電機(jī)定子的三相交流工頻電經(jīng)大功率整流元件整流變成直流，再將直流電用正弦波脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)逆變?yōu)轭l率可調(diào)、幅度也隨之改變的三相交流電。這是本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一。 S7200CN 針對(duì)低性能要求的小型 PLC，它能夠控制各種設(shè)備以滿足自動(dòng) 化控制需求 ， 緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置和強(qiáng)大的指令集使 S7200成為各種控制應(yīng)用的理想解決方案。各種機(jī)型均可采用相同配置，簡化設(shè)備采購和倉庫庫存管理。近年來， PLC 在處理速度、控制功能、通信能力及控制領(lǐng)域等方面都不斷有新的突破，正向著電氣控制、儀表控制、計(jì)算機(jī)控制一體化 (EIC)方向發(fā)展， PLC 裝置已成為自動(dòng)化系統(tǒng)的基本裝置，是構(gòu)成 FMS、 COMC、 FA 的主控單元 [14]。當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，只要修改程序即可。圖中M1， M2 為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器 KM1~KM4 通過控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。 3)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)具有記憶功能 ,執(zhí)行后解除。 15）井道尺寸（ mm）：寬深 [10]。如交流電機(jī)拖動(dòng)或直流電機(jī)拖動(dòng)，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。 4）轎門形式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。 （ 4）振動(dòng)、噪聲及電磁干擾 現(xiàn)代電梯是為乘客創(chuàng)造舒適的生活和工作環(huán)境。 （ 3）停站的準(zhǔn)確性 停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度，平層精度。超高速梯，速度超過 。 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。然后是系統(tǒng)硬件開發(fā)，完成了 PLC 的選型、 I/O 點(diǎn)數(shù)分配與 PLC 的連接。因此，提倡對(duì)電梯進(jìn)行豪華性裝修。色彩宜人，格調(diào)高雅，