【正文】 論文 20 4 電梯控制系統(tǒng) 的 PLC 及變頻器選擇 電梯 控制要求分析 所涉及的電梯模型共有五層，電梯的每 一層面均有升降及轎廂所在樓層的指示燈顯示； 負(fù) 15 所對(duì)應(yīng)的指示燈表示樓層號(hào)，每層的樓廳均有輸入（分上行和下行）按鈕召喚電梯。如 CPU 224 DC/DC/DC 和 CPU 224 AC/DC/Relay。不同類型的 CPU 具有不同的數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量等規(guī)格參數(shù)。非常適合于小點(diǎn)數(shù)控制的微型控制器。通常所說的 SCADA 系統(tǒng)，現(xiàn)場端和遠(yuǎn)程端也可以采用 PLC 作現(xiàn)場機(jī)。 包括順序控制、邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等。對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。 即在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有 可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。 其他外設(shè)：磁盤、光盤、 EPROM 寫入器（用于固化用戶程序）、打印機(jī)、圖形監(jiān)視系統(tǒng)或上位計(jì)算機(jī)等等。 (4) 編程器等外部設(shè)備 編程器 ——PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的工具 。 用戶程序存 儲(chǔ)器 ——存放用戶程序?？删幊炭刂破鳎?Programmable Controller）是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。 交流調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速電梯，廣泛應(yīng)用于各速度段。 觀光電梯：轎廂壁透明，便于乘客觀光電梯外景的客梯。 功能：保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生 。 開門機(jī)：使轎廂門及層門開啟或關(guān)閉的裝置。 轎廂架：固定轎廂體的承重構(gòu)架，由上梁、立柱、底梁以及斜拉桿等組成 。 反繩輪：設(shè)置在轎廂頂和對(duì) 重架頂部的動(dòng)滑輪及設(shè)置在機(jī)房的定滑輪，根據(jù)需要曳引繩沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 繞過反繩輪可構(gòu)成不同的曳引比。 1減速箱； 2曳引輪； 3曳引機(jī)底座； 4導(dǎo)向輪； 5限速器； 6機(jī)座； 7導(dǎo)軌支架； 8曳引鋼絲繩； 9開關(guān)碰鐵； 10緊急終端開關(guān)； 11導(dǎo)靴； 12轎架； 13轎門； 14安全鉗； 15導(dǎo)軌； 16繩頭組合； 17對(duì)重， 18補(bǔ)償鏈； 19補(bǔ)償鏈導(dǎo)輪； 20張緊裝置； 21緩沖器； 22底坑； 23層門； 24呼梯盒； 25層樓指示燈； 26隨行電纜； 27轎壁； 28轎內(nèi)操縱箱； 29開門機(jī)； 30井道傳感器； 31電源開關(guān)； 32控制柜； 33曳引電機(jī)； 34制動(dòng)器 圖 電梯的整體構(gòu)造圖 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 電梯系統(tǒng)的組成 電梯曳引系統(tǒng) 電梯曳引系統(tǒng)如圖 所示 圖 電梯曳引系統(tǒng) 功能：輸出與傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行 。的剛 性導(dǎo)軌之間。所謂小型電梯是指在居民樓和小型辦公樓中使用的電梯，這類電梯載重量相對(duì)較小，但是使用頻繁。它經(jīng)常處在正反轉(zhuǎn) ，反復(fù)起制動(dòng)過程中。 我國電梯控制系統(tǒng)主要有三種方式：繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)和 PLC 控制系統(tǒng)。 直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點(diǎn)。 The second part of the system is introduced, including the position of the traction system, guiding system, the car, the door system, weight balance system, elevator safety system。 關(guān)鍵詞 ： PLC； 變頻調(diào)速；電梯 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II Abstract The author expounds the elevator control system based on PLC of the design and realization of the process, the system in THBCDT3 type multilayer elevator experiment device on the missioning and operation, Siemens S7200 PLC as the controller, the control logic, namely, in random order logic control to realize the basic requirements of control, on the basis of random input signal, according to the elevator and state corresponding control the operation of the elevator timely. This paper mainly points five parts: the first part introduces the elevator control system based on PLC of the development and application status。電梯的拖動(dòng)技術(shù) 也 有了較大的發(fā)展 。機(jī)械傳動(dòng)方面，由于國際上機(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。電梯是一種垂直運(yùn)輸工具，它在運(yùn)行中不但具有動(dòng)能，而且具有勢能。 本文主要介紹一類小型電梯的 PLC 智能控制方法。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于 15176。） 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 電梯的基本結(jié)構(gòu) 剖視圖如圖 所示。 調(diào)速裝置：對(duì)曳引電動(dòng)機(jī)實(shí)行速度調(diào)節(jié)和控制的裝置。 組成：由轎廂架與轎廂體（轎壁、轎頂、轎底及操縱箱等）構(gòu)成，對(duì)于客梯，轎底一般安裝有負(fù)載稱重裝置。 層門：又稱廳門，設(shè)置在每個(gè)層站入口的門，由門、門導(dǎo)軌、層門地坎、層門聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 及自復(fù)門機(jī)構(gòu)等組成。除國標(biāo)規(guī)定的安全裝置外，也要有各種的安全裝置或安全上必要的裝備，所以電梯成為一種安全的交通工具。 住宅電梯：電梯功能、轎廂裝潢較簡單。 交流調(diào)壓調(diào)速電梯，速度一般不高于 。本文對(duì)其基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行簡要介紹。其功能： （ a）用掃描方式 接收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器； （ b）接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)； （ c）診斷電源和 PC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過程中的語法錯(cuò)誤； （ 2） 存儲(chǔ)器 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 ——存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令、解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序和系統(tǒng)參數(shù)，不能由用戶直接存取。通常， I/O 模塊上還具有狀態(tài)顯示和 I/O 接線端子排。一臺(tái)編程器可開發(fā)、監(jiān)護(hù)許多臺(tái) PLC 的工作。 當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 （ 2） 控制功能。在系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)，可由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái) PLC 構(gòu)成 集中管理、分散控制 的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。擁有 6K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間， 4 個(gè)獨(dú)立的 30kHz 高速計(jì) 數(shù)器， 2 路獨(dú)立的 20kHz 高速脈沖輸出以及1 個(gè) RS485 通訊 /編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 西門子提供多種類型的CPU，以適應(yīng)各種應(yīng)用的要求。 表 S7200 CPU 規(guī)格 特性 CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226 CPU 226XM 外形尺寸（ mm） 90*80*62 90*80*62 *80*62 190*80*62 190*80*62 程序存儲(chǔ)區(qū) 2048 字 2048 字 4096 字 4096 字 8192 字 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) 1024 字 1024 字 2560 字 2560 字 5120 字 掉電保護(hù)時(shí)間 50 小時(shí) 50 小時(shí) 190 小時(shí) 190 小時(shí) 190 小時(shí) 本機(jī) I/O 6 入 /4 出 8 入 /6 出 14 入 /10 出 24 入 /16 出 24 入 /16 出 擴(kuò)展模塊數(shù)量 0 2 7 7 7 高速計(jì)數(shù)器 單相 4 路 30 KHz 4 路 30 KHz 6 路 30 KHz 6 路 30 KHz 6 路 30 KHz 雙相 2 路 20 KHz 2 路 20 KHz 4 路 20 KHz 4 路 20 KHz 4 路 20 KHz 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 脈沖輸出（ DC） 2 路 20 KHz 2 路 20 KHz 2 路 20 KHz 2 路 20 KHz 2 路 20 KHz 模擬電位器 1 1 2 2 2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 配時(shí)鐘卡 配時(shí)鐘卡 內(nèi)置 內(nèi)置 內(nèi)置 通訊口 1 RS485 1 RS485 1 RS485 2 RS485 2 RS485 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算 有 I/O 映象區(qū) 256（ 128 入 /128） 布爾指令執(zhí)行速度 對(duì)于 每個(gè)型號(hào)，西門子提供直流（ 24V）和交流（ 120～ 220V）兩種電源供電的 CPU類型。 S7200 支持的 PPI、 ProfibusDP、自由口通訊模式都是建立在 RS485 硬件的基礎(chǔ)上。 （ 5） 電梯應(yīng)具有最遠(yuǎn)反向外呼梯響應(yīng)功能。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 （ 4） PLC 可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測 報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。 （ 3） 電梯門控制信號(hào) 大部分電梯都具有開門按鈕以及關(guān)門按鈕，以方便手動(dòng)開門，故電梯門控制信號(hào)一共需要 2 個(gè)輸入。 （ 4） 門電機(jī)開關(guān)指示，共需要輸出點(diǎn) 2 個(gè)。 變頻器的選擇 變頻器工作原理 及特點(diǎn) 變頻器工作原理 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 （ 1） VVVF： 改變電壓、改變頻率（ Variable Voltage and Variable Frequency）的縮寫 。 （ 1） 容量不斷擴(kuò)大 （ 2） 結(jié)構(gòu)的小型化 （ 3） 多功能和智能化 （ 4） 應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大 變頻器的選擇 隨著變頻器性能價(jià)格比的提高， 交流變頻調(diào)速已應(yīng)用到許多領(lǐng)域，由于變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得交流變頻調(diào)速在電梯行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。 西門子變頻器進(jìn)入中國市場較晚，但是其增長速度最快。利用BiCo功能可以為更為復(fù)雜的功能進(jìn)行編程，它可以在輸入 (數(shù)字的，模擬的，串行通訊的等等 )和輸出 (變頻器的電流，頻率，模擬輸出，繼電器節(jié)點(diǎn)輸出等等 )之間建立布爾代數(shù)式和數(shù)學(xué)關(guān)系式。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 5 基于 PLC 電梯控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 軟件 STEP 7Micro/WIN 32 簡介 STEP 7Micro/WIN 32 是西門子公司專門為 S7200 系列 PLC 設(shè)計(jì)在個(gè)人計(jì)算機(jī)Windows 操作系統(tǒng)下運(yùn)行的編程軟件，它的功能強(qiáng)大，使用方便，簡單易學(xué)，可用梯形圖（ LAD）、語句表（ STL）和功能塊圖三種編程語言編制程序，不同的編程語言編制的程序可以相互轉(zhuǎn)換。 主頁面各部分功能 （ 1） 菜單條 包括：引導(dǎo)條，指令樹，程序編輯器，符號(hào)表，狀態(tài) 圖標(biāo)，數(shù)據(jù)塊，輸出塊，輸出窗口，狀態(tài)條程序查看，局部變量表。 （ 8） 局部變量表 每個(gè)程序塊都對(duì)應(yīng)一個(gè)局部變量表，在帶參數(shù)的子程序調(diào)用中，參數(shù)的傳遞就是通過局部變量表進(jìn)行的。（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） 圖 程序 設(shè)計(jì)的 流程圖 轎箱內(nèi)設(shè)有選擇樓層按鍵和上升、下降指示組成，底層指示、一層指示、二層指示、沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 三層指示、四層指示、