【正文】 200 系列，中小型的有 SIMATIC S7300，中高檔性能的有S7400 系列。其模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。運(yùn)行時(shí)無需風(fēng)扇。為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。 圖 電梯的基本結(jié)構(gòu)剖視圖。曳引機(jī)由電動機(jī)聯(lián)軸器、制動器、減速器、機(jī)座、曳引輪等組成，它是電梯的動力源；曳引鋼絲繩的兩端分別連接轎廂和對重 裝置（或者兩端固定在機(jī)座房上），依靠鋼絲繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力來驅(qū)動轎廂的升降；導(dǎo)向輪的作用是分開轎廂和對重裝置的距離，采用復(fù)繞型時(shí)還可增加曳引能力。轎廂門社在轎廂入口，由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴和門刀等組成；層門社在層站入口，由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴和門鎖裝置及開鎖裝置組成；開門機(jī)社在轎廂上，是轎廂門和層門啟閉的動力源。為了出人，在每個(gè)層站開有入口 。由于深人了地面，因 此要求防水，最好有排水設(shè)施。它可由機(jī)械式、繼電器式或電子式組成。 (4) 電梯的管理功能不斷加強(qiáng)，電梯廣泛采用微機(jī)控制技術(shù)，不斷滿足擁護(hù)的使用功能要求。另外，網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控系統(tǒng)以其控制的先進(jìn)性、快速性、準(zhǔn)確性和可靠性亦是電梯的發(fā)展潮流。 電梯群控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)包括召喚按鈕、轎廂、電梯控制器、通信系統(tǒng)、電梯群控系統(tǒng)（調(diào)度模塊、交通模式識別模塊、數(shù)據(jù)管理模塊等）、其他輔助設(shè)備（如聲音制導(dǎo)系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等）。 電梯群控系統(tǒng)對電梯控制器發(fā)出控制指令，同時(shí)進(jìn)行信息處理。 與國外相比，我國對電梯配置和電梯系統(tǒng)特征的研究還處于相對落后狀態(tài)。由于數(shù)字集成電路可以完 成比較復(fù)雜的邏輯運(yùn)算，所以這種群控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更加合理的群空調(diào)配方案。通過一臺 PLC 去控制兩臺電梯運(yùn)行的方式，可以省去兩臺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)顯得更加緊湊。因此， PLC 應(yīng)用在電梯控制中的編程技術(shù)就成為控制電梯運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，這同時(shí)也是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，搜集資料，并與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬定電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。 本系統(tǒng)是為一幢 5層大樓所設(shè)計(jì) ,根據(jù) PLC 的 I/O 節(jié)點(diǎn)使用原則 ,應(yīng)留出一定的 I/O點(diǎn)以做擴(kuò)展時(shí)使用。本設(shè)計(jì)中拖動調(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)大的比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視。電動機(jī)通過脈沖發(fā)生器 (編碼器 )和 PG 卡將速度信號及時(shí)反饋給安川變頻器，從而形成速度閉環(huán)控制 [4]。 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，二號電梯作為忙梯會首先自動上升至第三層待命，一號電梯則作為基站電梯在第一層樓待命。但是，若在忙梯的上方出現(xiàn)任何向上或是向下的門廳呼叫信號，則由基站電梯來應(yīng)答信號而發(fā)車運(yùn)行接客。三樓、四樓的上升、下降梯形圖和二樓類似。 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 圖 轎內(nèi)指令控制梯形圖 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 圖 門廳召喚控制梯形圖 6 電梯監(jiān)控系統(tǒng)的 MCGS 組態(tài)設(shè)計(jì) PLC 編程 MCGS 組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成 MCGS 系。二樓向上指示燈及三樓、四樓指示燈梯形圖與 二樓向下類似 , 這里不再重復(fù) 。 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 無論是作為一號電梯還是二號電梯 ,由于轎內(nèi)呼叫信號而使電梯定向的 ,電梯都必須啟動運(yùn)行。 當(dāng)兩臺電梯因轎廂內(nèi)指令而到達(dá)基站后關(guān)門待命時(shí)，則應(yīng)按照有效利用的原則，執(zhí)行相互交替程序段。 圖 變頻器拖動部分線路圖 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 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 件對雙電梯聯(lián)動控制程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。 帶 PG(脈沖發(fā)生器 )矢量控制方式的調(diào)速范圍寬廣，速度控制精度高，可以用于各種伺服驅(qū)動、高精度速度控制和力矩控制。 I/O 地址分配表如表 所示 [3]。 、可靠。脈沖發(fā)生器輸出 A、 B 兩相脈沖， PG 卡接收到脈沖信號以后，再將此反饋給變頻器內(nèi)部 ,以便進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)。 圖 PLC 雙電梯聯(lián)動控制系統(tǒng)硬件框圖 從圖 可以看出，該系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成，其中電梯控制的邏輯部分由 PLC來實(shí)現(xiàn)。這種群控系統(tǒng)由于不具備完善的算術(shù)運(yùn)算能力，故不能實(shí)現(xiàn)具有智能的預(yù)報(bào)調(diào)度功能。從 1990 年開始，對電梯系統(tǒng)的動態(tài)特性進(jìn)行研究。但是，這種群控系統(tǒng)由于存在線路復(fù)雜、功能簡單、故障率高等缺點(diǎn)，目前己經(jīng)很少使用。電梯群控系統(tǒng)選擇與此時(shí)的交通模式相對應(yīng)的群控算法，根據(jù)客流、呼叫信號情況及各臺電梯的狀態(tài)，選出一臺最合適的電梯。 (4) 理念是電梯發(fā)展趨勢 不斷改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)環(huán)保型低能耗、低噪聲、無漏油、無漏水、無電磁干擾、無井道導(dǎo)軌油漬污染的電梯。 (5) 智能群控管理得到廣泛應(yīng)用。機(jī)械方面的有限速器和安全鉗，起超速保護(hù)作用；緩沖器，起沖頂和撞底保護(hù)作用；切斷總電源的極限保護(hù)。對重由對重架和對重塊組成，對重將平衡轎廂自重和部分的額定載重；重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對重側(cè)曳引鋼絲繩長度變化對電梯設(shè)計(jì)影響的裝置。圍壁的結(jié)構(gòu)分為封閉式和空格式。它由轎廂架和轎廂體組成。當(dāng)鋼絲繩的繞繩比大于 1時(shí)，在轎廂和對重架上應(yīng)增設(shè)反繩輪。機(jī)房可以設(shè)置在井道頂部，也可設(shè)置在井由自部。 （ 2） .按速度分：低速電梯、快速電梯、高速電梯。 2． 優(yōu)點(diǎn) S7200 系統(tǒng) PLC 具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 （ 1） S7200 配置靈活，除主機(jī)單元外，還可擴(kuò)展 I/O 模塊， A/D 模塊， D/A 模塊和其它特殊功能模塊。 信號模塊 (SM)：用于數(shù)字量和模擬量輸入／輸出。 S7200 系列可編程控制器 相比較 S7300， S7200 針對的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴(kuò)展多達(dá) 32 個(gè)模塊，背板總線也在模塊內(nèi)集成，它的網(wǎng)絡(luò)連接已比較成熟和流行，有 MPI（多點(diǎn)接口）、 Profibus和工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變的簡單和多選性，并可以借助于 HWConfig 工具可以進(jìn)揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)。 此外，微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷而沒被廣泛采用。 (3) 操作的靈活性。 (3) 維修方便 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 PLC 具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求減低。 易操作性 PLC 的易操作性表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面： (1) 操作方便 PLC 的操作包括程序輸入和程序更改的操作。 (2) PLC 采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，冗余設(shè)計(jì)，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，使可靠性 提高。系統(tǒng)的規(guī)?？筛鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用的需要而定，可大可小。當(dāng)給電梯送電時(shí)， PLC 就開始掃描電梯的所有輸入、輸出信號，檢測電梯的安全回路是否接通、廳門轎門是否關(guān)閉、電梯處在何種狀態(tài)。應(yīng)對這些電梯進(jìn)行更新和改造。 在以改變幾何形狀和機(jī)械性能為特征的制造工業(yè)和以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征的過程工業(yè)中，特別在制造工業(yè)中存在了大量的開關(guān)量為主的開環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動作號按 照時(shí)序動作 。 1955 年，出現(xiàn)了小型計(jì)算機(jī)控制的電梯。 現(xiàn)代電梯 興盛的原因是采用電力作為動力的來源。 曳引式電梯靠曳引力實(shí)現(xiàn)電梯的相對運(yùn)動，曳引式電梯的曳引傳動關(guān)系如圖 所 示。具有集選控制的特點(diǎn)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全 了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 PLC和 MCGS 在雙電梯聯(lián)動控制與模擬 專業(yè)名稱 電氣工程及其自動化 揚(yáng) 州 大 學(xué) 20xx 年 5 月 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。該電梯控制系統(tǒng)具有手動和自動功能，并具有指層，廳召喚，選層，選向等功能 。它由曳引系統(tǒng)、轎廂和門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、機(jī)械安全保護(hù)裝置、電氣安全保護(hù)裝置、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)部分等組成。 1853 年美國制造商奧的斯發(fā)明了以蒸汽做動力的載人升降機(jī)。 1949 年，出現(xiàn)了群控電梯。 課題研究的意義 PLC 的過程控制應(yīng)用已被廣泛應(yīng)用于連續(xù)過程控制領(lǐng)域 ， 而且基于連續(xù)過程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢正在進(jìn)一步得到增長 。在電梯業(yè)也是如此，目前國內(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)械動作噪音大，嚴(yán)重地影響電梯運(yùn)行質(zhì)量。 圖 控制方框圖 PLC 內(nèi)的條件跳轉(zhuǎn) 和主控制指令，把對電梯的控制程序劃分為幾個(gè)程序段：檢修控制、正常加速和穩(wěn)速段、減速爬行段、以及開關(guān)門階段（如圖）。 PLC 控制系統(tǒng)的硬件是由 微處理器（ CPU） 、 存儲器（ ROM 和 RAM） 、 輸入 /輸出（ I/O）單元 、 電源單元 及外圍設(shè)備等組成 硬件結(jié)構(gòu)如圖 1 所示 。 (1) PLC 不需要大量的活動元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡單，維修時(shí)間短。例如，采用軟件濾波等；軟件自診斷；簡化編程語言等。采用布爾助記符編程語言，十分有助于編程人員的編程。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)展、應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。 (6) 更改控制方案時(shí)不需改動硬件接線。 SIMATIC S7 系列 PLC 都具有模塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)和易于用 戶掌握等特點(diǎn)，使得 S7 系列 PLC 成為各種從小規(guī)模到中大規(guī)模應(yīng)用的首選產(chǎn)品。 1． S7200的結(jié)構(gòu)體系 中央處理單元 (CPU)：各種 CPU 有不同的性能，例如，有的 CPU 上集成有PROFIBUSDP 通訊接口等。 SIMATIC S7200 適用于通用領(lǐng)域：高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動沖擊性，使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。 3 電梯的群控制 電梯簡介 電梯的分類 （ 1） 按用途分：乘客電梯、載貨電梯、客貨兩用電梯、病床電梯、住宅電梯、雜貨電梯、船舶電梯、觀光電梯、車輛電梯、自動扶梯、自動人行道、其他電梯。 機(jī)房用來安裝曳引機(jī)、電控屏、限速器等。導(dǎo)向輪安裝在曳引機(jī)架上或重梁上。 轎廂是用以運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件。 圍壁的作用是將電梯與外界分隔開，當(dāng)導(dǎo)軌架直接安裝在圍壁上時(shí)，它還應(yīng)承受費(fèi)切力。 該系統(tǒng)由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。 電梯上設(shè)有機(jī)械和電氣的各類保護(hù)系統(tǒng)，以保證電梯安全使用。如緊急停車操作，消防員專用、防搗亂系統(tǒng)等。 (3) 安裝更方便、更快捷 高效、安全、可重復(fù)使用的無腳手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式，隨著技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來更大的方便，使電梯安裝更快、效率揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 更高。 一般情況下， 電梯群控系統(tǒng)的工作過程如下 : 乘客在某樓層按下廳外召喚按鈕后，通信系統(tǒng)將此呼叫信號輸入到電梯群控系統(tǒng)中。 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 電梯群控控制系統(tǒng)的 發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 電梯群控系統(tǒng)起源于 20 世紀(jì) 40 年代，最早的電梯群控系統(tǒng)被稱為“自動模式選擇系統(tǒng)”，采用時(shí)間間隔控制。直到 1986 年，才開始對電 梯的配置理論和電梯的系統(tǒng)特性進(jìn)行研究。另外，群控系統(tǒng)可以制成電子線路板的形式，使它與個(gè)電梯的邏輯控制系統(tǒng)以插接方式連接而提高了可靠性。本系統(tǒng)的硬件框圖如圖 所示。 在 PLC 向變頻器發(fā)出開關(guān)量控制信號的同時(shí)，為了滿足電梯的要求，變頻器又需要通過與鼠籠式曳引電動機(jī)同軸連接的脈沖發(fā)生器和 PG 卡 , 對電動機(jī)完成速度檢測及反饋 ,形成閉環(huán)系統(tǒng)。 ，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。系統(tǒng)中實(shí)際需要輸入點(diǎn) 47 點(diǎn) ,輸出點(diǎn) 40 點(diǎn) ,因此我們選用西門子S7300 PLC，其中 CPU 的型號選為 CPU315，輸入模塊的型號選為 DI32xDC24V，總共需要兩塊，輸出模塊的型號選為 DO32xDC24V/，總共也需要兩塊。考慮以上各種因素，通過對各主要生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品的性能指標(biāo)價(jià)格比分析，選用日本安川公司的變頻器。接線圖如圖 所示 。當(dāng)某層站有門廳呼叫信號時(shí)，則 “ 忙梯 ” 立即啟動并定向運(yùn)行去接該層站的乘客。 當(dāng)其中一臺電梯由于故障而停止運(yùn)行，另一臺電梯則自動承擔(dān)全部的運(yùn)行任務(wù)，遵循單臺電梯的運(yùn)行規(guī)則。 (a) 二樓上升梯形圖 (b) 二樓下降梯形圖 圖 二樓上升、下降梯形圖 二樓向下指示燈 如