【正文】 ...................4 課題研究的背景 ........................................ 4 課題研究的意義 ........................................ 5 課題的提出 ............................................ 6 第 2 章 器件的選擇 .........................................9 PLC 的選擇 ............................................. 9 PLC 介紹 .......................................... 9 工作原理 ........................................ 11 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) .............................................. 13 變頻調(diào)速系統(tǒng)的分析及選擇 ......................... 15 第 3 章 雙電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...............................18 電梯簡介 .............................................. 18 電梯的定義 ...................................... 18 電梯的組成及功能 ................................ 18 電梯的原理 ........................................... 19 電梯的結(jié)構(gòu)原理 .................................. 19 電梯的工作方式 ....................................... 20 電梯的 PLC 控制系統(tǒng)的功能分析 .......................... 21 雙電 梯的控制功能 ..................................... 21 雙電梯控制簡介 .................................. 21 雙電梯的控制功能 ................................ 22 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ......................................25 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ................................... 25 程序框圖 .............................................. 28 PLC 編程 .............................................. 30 電梯升降模塊 .................................... 31 二樓電梯上升、下降梯形圖 ......................... 31 二樓向下指示燈 .................................. 31 一樓、四樓指示燈梯形圖 ........................... 32 一樓內(nèi)呼燈 ...................................... 33 轎內(nèi)指令控制梯形圖 ............................... 33 門廳召喚控制梯形圖 ............................... 34 結(jié) 論 .................................................36 致 謝 .................................................37 參考文獻(xiàn) ................................................38 本論文給出了 PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，控制原理和實(shí)現(xiàn)方法的細(xì)節(jié)。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，隨著自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，也極大地促進(jìn)了電梯控制技術(shù)的進(jìn)步 , 大量先進(jìn)的控制技術(shù)應(yīng)用于電梯群控系統(tǒng) , 使得電梯群 控系統(tǒng)的控制特性得到 1845 年，第一臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)升降機(jī)研制成功，液壓驅(qū)動(dòng)的介質(zhì)是水。 2021 年 2 月 19 日國務(wù)院頒布了《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》，明 確規(guī)定電梯是特種設(shè)備，并對(duì)電梯的含義做了敘述：“電梯，是指動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，利用沿剛性導(dǎo)軌運(yùn)行的箱體或者固定線路運(yùn)行的梯級(jí)（踏板）進(jìn)行升降或者平行運(yùn)送人、貨物的機(jī)電設(shè)備”。 另外 電梯的電氣系統(tǒng)由拖動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。另外在轎廂內(nèi)外均要有信號(hào)燈顯示電梯運(yùn)行方向及樓層數(shù)。 當(dāng)前，在電梯電力拖動(dòng)方面，除了大容量電梯還采用直流拖動(dòng)系統(tǒng)以外，用交流變頻調(diào)速方式取代直流 調(diào)速方式，已成為高速電梯的主流。 的電梯控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)由繼電器實(shí)現(xiàn)的邏輯控制功能，而且觸點(diǎn)少、可靠高、故障率低、維修方便、噪聲小，最主要的是可編程序控制系統(tǒng)的 可編程 功能，使得當(dāng)改變電梯的控制功能時(shí)，只要更改程序即可，對(duì)于安裝和維修人員非常方便。 安 全 和 門 鎖 回 路轎 內(nèi) 指 令 和 廳 外 按 鈕 信 號(hào) 井 道 信 號(hào) 門 區(qū) 、 門 鎖 信 號(hào)P L C 可 編 程 控 制 器樓 層 顯 示 器中 間 繼 電 器 、 接 觸 器轎 內(nèi) 指 令 和 廳 外 按 鈕 信 號(hào)變 頻 驅(qū) 動(dòng) 裝 置拽 引 馬 達(dá)速 度 反 饋 信 號(hào) 圖 11 控制方框圖 圖中以 PLC 作為主控制器 ，一方面采集電梯的各種輸入信號(hào)，包括電梯的位置、狀態(tài)、內(nèi)外指令的按鈕信號(hào)、門鎖信號(hào)、門區(qū)信號(hào)、井道內(nèi)的強(qiáng)迫減速信號(hào)、防沖信號(hào)以及消防信號(hào)等。 這種控制器的功能不再局限于當(dāng)初的邏輯運(yùn)算，增加了數(shù)值運(yùn)算、模擬量的處理、通信等功能，成為真正意義上的可編程控制器（ Programmable Controller） ,簡稱 PC。 10 （ 3）存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口 存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口用于連接用戶程序存儲(chǔ)器及 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展卡盒。為了能對(duì) PLC 進(jìn)行編程及調(diào)試，在 PLC上設(shè)有一個(gè)專門的編程接口，通過這個(gè)接口可以連接各種形式的編程器。 輸入部分由用戶的輸入設(shè)備如按開關(guān)、操作開關(guān)、限位開關(guān)及傳感器等組成。 PLC 的工作過程分為輸入處理、程序執(zhí)行及輸出處理三個(gè)階段。 其中，微型的有 SIMATIC S7200 系列，中小型的有 SIMATIC S7300CN，中高檔性能的有S7400 系列。緊湊的結(jié)構(gòu) 、 低廉的成本 以及 功能強(qiáng)大的指令集使得S7200 PLC 成為各種小型控制任務(wù) 的 理想解決方案。該軟件簡單 且 易學(xué)。通過一臺(tái) PLC 去控制兩臺(tái)電梯運(yùn)行的方式，可以省去兩臺(tái)可編程控制器之間的相互通信 ,從而使得控制系統(tǒng)的可 靠性更高 ,結(jié)構(gòu)顯得更加簡單。在電梯控制系統(tǒng)中，由于電梯的控制屬于隨機(jī)性控制，各種輸入信號(hào)之間、輸出信號(hào)之間以及輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)， 所以 邏輯關(guān)系處理起來非常復(fù)雜， 這就給 PLC 的編程帶來很大難度。由于本設(shè)計(jì)選用的是通用型變頻器，因此其參數(shù)設(shè)置和外部線路設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高于電梯專用變頻器，其設(shè)置的好壞也將直接影響到電梯運(yùn)行的實(shí)際效 果。 顯然，這一組自學(xué)習(xí)到的參數(shù)，是和變頻器匹配的最佳參數(shù)，使變頻器能對(duì)該電動(dòng)機(jī)進(jìn)行最佳控制。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機(jī)房中。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。 19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)、鋼絲繩曳引式結(jié)構(gòu)。 （ 3） 門系統(tǒng) 門系統(tǒng)有轎廂門，層門，開門，連動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。 （ 5） 重量平衡系統(tǒng) 供電系統(tǒng)是為電機(jī)提供電源的裝置。 所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的停靠站時(shí)，欲使轎廂地坎與廳門地坎達(dá)到同一平面的操作。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，對(duì)重用來平衡轎廂載 其中由面板旋鈕開關(guān)或帶鎖的鑰匙旋鈕開關(guān)選擇整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，通過狀態(tài)安全繼電器的得電或失電來區(qū)分自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行的輸出電源的通和斷。而且在頻繁的需求下會(huì)造成轎廂聚集現(xiàn)象。 電 梯 交 通 數(shù) 據(jù) 管 理層 次 召 喚 分 配任 務(wù) 處 理 及 通 信 、 數(shù) 據(jù) 管 理電 梯 1電 梯 2 圖 32 電梯的群控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 雙電梯的控制功能 所謂 群控電梯就是 指 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)度和控制的電梯。 滿載報(bào)告 ： 統(tǒng)計(jì)召喚情況和負(fù)載情況，用以預(yù)測(cè)滿載，避免已派往某一層的電梯在中途又換派 1 臺(tái)。 分散備用控制 ： 大樓內(nèi)根據(jù)電梯數(shù)量，設(shè)低、中、高基站，供無用電梯 ?？?。則將閑置電梯停止運(yùn)行，關(guān)閉點(diǎn)燈和風(fēng)扇；或?qū)嵭邢匏龠\(yùn)行，進(jìn)入節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)。然后使限定數(shù)量的電梯用備用電源繼續(xù)運(yùn)行。因此， I/O 點(diǎn)數(shù)的確定 ,是設(shè)計(jì)整個(gè) PLC 電梯控制系統(tǒng)首先需要解決的問題 ,決定著系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)，也是系統(tǒng)軟件編寫的前提。 圖 42 PLC外部接線圖 除此以外，電梯并聯(lián)運(yùn)行還遵循的相應(yīng)的調(diào)度原則：正常情況下，當(dāng)電梯使用以后，二號(hào)電梯作為忙梯會(huì)首先自動(dòng)上升至第三層待命，一號(hào)電梯則作為基站電梯在第一層樓 但是，若在忙梯的下方出現(xiàn)向上的門廳呼叫信號(hào)，則由基站電梯來應(yīng)答信號(hào)而發(fā)車運(yùn)行接客。 PLC程序流程框圖如圖 43所示。 (a) 二樓上升梯形圖 (b) 二樓下降梯形圖 圖 45 二樓上升、下降梯形圖 二樓向下指示燈 如圖 46所示。二樓、三樓、四樓、四樓與一樓類似 ,這里不再重復(fù) 。 36原來的接線不需改變，軟件上只需增加相應(yīng)樓層的功能，要改動(dòng)的地方也較少。可以說 畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。 參考文獻(xiàn) [1] 孫立新 .王延濤，對(duì)電梯的探討， 2021 [2] 朱德文 .付國江．電梯群控技術(shù)．中國電力出版社， 2021， [3] 曹衛(wèi)東 .VVVF電梯電氣控制系統(tǒng)簡介 .2021. [4] 周靜 .基于 PLC的電梯群控系統(tǒng) [5] 周瑋 .朱明富．電梯群控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ， 微型機(jī)與應(yīng)用， 2021 [6] PLC正變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，電氣時(shí)代 2021年第 12期 ． [7] 周瑋 .朱明富．電梯群控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ， 微型機(jī)與應(yīng)用， 2021 [8] 廖常初 .PLC 基礎(chǔ)與應(yīng)用 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 [9]周萬珍 高鴻斌 .PLC 分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用 [M].電子工業(yè)出版社 [10]余雷聲 .電氣控制與 PLC 應(yīng)用 [M]．北京 .機(jī)械工業(yè)出版社， 1996． [11] 劉載文 ， 李贏升 ， 鐘亞林 .電梯控制系統(tǒng) [M].北京： 北京電子工業(yè)出版 社， 1996. 柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績?cè)u(píng)定表 課題名稱 雙座四層電梯 PLC 聯(lián)動(dòng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 20210103 專業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) 指導(dǎo)教師姓名 鄧其 * 序號(hào) 評(píng)審項(xiàng)目 評(píng) 分 標(biāo) 準(zhǔn) 滿分 評(píng)分 1 設(shè)計(jì)的態(tài)度 情況 主要依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的自覺性、獨(dú)立思考、科學(xué)態(tài)度、遵守紀(jì)律情況等 評(píng)分。 30 5 設(shè)計(jì)（制作）說 明書 情況 主要依據(jù) 設(shè)計(jì)（制作）說明書所述內(nèi)容的正確性及可利用程度、敘述情況（層次分明、條理清楚、文字通暢）、圖紙（程序流程圖）情況（整潔、正確、規(guī)范）等評(píng)分。 5 2 綜合運(yùn)用知識(shí) 能力 情 況 主要依據(jù)綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)、專業(yè)技能能力，實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐能力或計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，查找資料能力等 評(píng)分。老師們對(duì) 我的畢 業(yè) 設(shè)作品給予了指導(dǎo)和完善 ，并給我提出了很多重要的修改意見， 使我順利 的完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 通過對(duì)硬件和軟件的合理設(shè)計(jì)，用可靠性很高的西門子 S7200PLC 作為核心控制部件完成雙電梯的轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示、電梯換速控制、開關(guān)門控制等任務(wù)。 本系統(tǒng)主要以 PLC 為核心 ，利用 PLC 的強(qiáng)大的控制功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)升降電梯的控制 。 31 30 待命。 續(xù)圖 42 PLC外部接線圖 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成以后，為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，還需要用西門子 STEP 專業(yè)編程軟件對(duì)雙電梯聯(lián)動(dòng)控制程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。 26 不受控電梯處理 ： 如果某一電梯失靈，則將原先的指定召 喚轉(zhuǎn)為其它電梯應(yīng)召。 近距避讓 ： 當(dāng)兩轎廂在同一井道的一定距離內(nèi)，以高速接近時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣流噪聲，此時(shí)通過檢測(cè)，使電梯彼此保持一定的最低限度距離。 幾種運(yùn)行模式 ： (1)低峰模式：交通疏落時(shí)進(jìn)入低峰模式。已起動(dòng)電梯優(yōu)先 ： 本來對(duì)某一層的召喚，按應(yīng)召時(shí)間最短 原則應(yīng)由停層待命的電梯負(fù)責(zé)。 優(yōu)先調(diào)度 ： 在待梯