【文章內(nèi)容簡介】 量平衡系統(tǒng) ；⑥ 電力拖動系統(tǒng) ；⑦ 電氣控制系統(tǒng) ；⑧ 安全保護系統(tǒng) 。 ⑶電梯設(shè)計 的任務(wù) 系統(tǒng)具體設(shè)計主要包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。硬件設(shè)計主要包括主驅(qū)動電路的設(shè)計，元件型號的選擇和 PLC 芯片的選擇以及所需外圍電路的設(shè)計。軟件設(shè)計主要包括電梯定位程序，外呼內(nèi)選信號的記憶、顯示、響應(yīng)和消除程序，優(yōu)先服務(wù)程序，電梯的上、下控制程序，換速控制程序，開 /關(guān)門控制程序，檢修程序和報警程序等。 3 2 方案設(shè)計 控制要求 本設(shè)計要求以四 層電梯模型 為基礎(chǔ) ,用 PLC 作為下位機自動控制模型電梯運行 ,并用 PC 機開發(fā)基于 MCGS 組態(tài)軟件的監(jiān)控系統(tǒng) ,用于監(jiān)控電梯的運行情況。 從而 完成 ： （ 1） 電梯的轎內(nèi)指令 ； （ 2） 電梯的廳外召喚指令 ； （ 3） 電梯的樓層位置指示 ； （ 4） 電梯的平層換速控制 ； （ 5） 電梯的開門控制 ； （ 6） 利用 MCGS 組態(tài)軟 件 設(shè)計模擬電梯 PLC 控制系統(tǒng)的運行 ； （ 7） 將 PLC 中的串口驅(qū)動程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，加載驅(qū)動 ； （ 8） 檢驗和測試電梯 PLC 控制系統(tǒng)對電梯的運行狀態(tài)的控制效果 ； 根據(jù)轎廂所處位置及乘員所處層數(shù)．判定轎廂運行方向，保證轎廂平層時減速。將轎廂停在選定的樓層上；同時，根據(jù)樓層的呼叫，順路停車，自動開關(guān)門。另外在轎廂內(nèi)外均要有信號燈顯示電梯運行方向及 樓層數(shù)。 具體設(shè)計 系統(tǒng)概述 本次設(shè)計內(nèi)容為用可編程序控制器（ PLC）控制一個四層乘客電梯，在每層電梯門廳都要裝一個上行和下行呼喚按鈕，分別或同時按動上行、下行按鈕，該信號被記憶，對應(yīng)的信號燈亮（表示該層有人要上行，有人要下行）。 當(dāng)電梯上行時，如遇到某層有上行呼喚信號時，則在該層停止，同時消除該層上行信號，對應(yīng)的信號燈滅，門自動打開。而在上行的過程中，下行的呼喚信號不起作用。電梯下行時同理。 在轎廂里按下關(guān)門按鈕，門自動關(guān)閉，關(guān)門到位后電梯才能升降。電梯在升降過程中經(jīng)過無呼喚信號的樓層 時，不停止也不能開門。在上升過程中，如上行和下行都有呼喚信號，應(yīng)優(yōu)先服務(wù)于上行的呼喚信號，在上層無呼喚信號時而下層有呼喚信號則服務(wù)于下層信號。在下降過程中的原理同上行時的原理。電梯在停止時，可用按鈕直接控制開門、關(guān)門。開門 5 秒后無人關(guān)門時，門將自動關(guān)閉。電梯停在某一層時，在門廳按下該層呼喚按鈕也能開門。電梯在開門時不能上升、下降。電梯在升降過程中不能開門。電梯采用高速啟動運行、停止時，電梯先低速運行后到對應(yīng)的樓層時準(zhǔn)確停止。在每層樓電梯門的旁邊和轎廂里都裝有電梯上行、下行的 4 方向顯示和電梯運行在某一層的數(shù)字顯 示。在轎廂里設(shè)置有選層按鈕和對應(yīng)的信號燈，在上行時優(yōu)先服務(wù)于上行選層按鈕；在下層時，優(yōu)先服務(wù)于下行信號，當(dāng)電梯停在某層時，消除該層的選層信號。 電梯的控制采取三種方式 [7] . 乘客操作方式 在乘客操作方式下，乘客在某層電梯門廳按一下上行或下行呼喚按鈕，同時對應(yīng)的信號燈亮。電梯根據(jù)乘客的呼喚信號，按最優(yōu)運行方式運行到有呼喚信號樓層停止、自動開門。乘客進入轎廂后可人工關(guān)門（按關(guān)門按鈕）或自動關(guān)門（規(guī)定 5秒鐘后）。再按一下選層按鈕，對應(yīng)的信號燈亮，當(dāng)?shù)竭_(dá)該層后停止，自動開門，同時對應(yīng)的選層信號燈 滅。 . 司機操作方式 在司機操作方式下，乘客不能控制電梯的升降和停止，電梯的運行狀態(tài)完全由轎廂內(nèi)的司機控制。司機按下某層的選層按鈕時，對應(yīng)的指示燈亮，電梯行至該層時，對應(yīng)的指示燈滅，顯示該層的樓層號，門自動打開，當(dāng)門關(guān)好后，自動行至下一個樓層。 當(dāng)乘客按下某層呼喚按鈕時，轎廂內(nèi)對應(yīng)的樓層指示燈亮以告訴司機，司機可根據(jù)情況到該層停止或不停止。 . 手動檢修方式 在手動檢修方式下，檢修人員可根據(jù)情況選擇高速或低速運行方式。電梯開門、關(guān)門、上升、下降分別有點動控制和連動控制兩種方式，以方便檢 修工作，并可以不受樓層限位開關(guān)的控制，轎廂可以停在井道中的任何位置。但是當(dāng)門開啟或關(guān)閉到極限位置，轎廂上升到最上層或下降到最下層必須自動停止。在手動檢修方式下，轎廂內(nèi)和廳門上的各種顯示信號仍應(yīng)正常顯示。 5 3 PLC 控制的硬件電路的設(shè)計 S7200 系列可編程序控制器簡介 SIMATIC S7200 系列 PLC[8]適用于各行各業(yè) ， 各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。 S7200 系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此 S7200 系列具有極高的性價比。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：（ 1） 極高的可靠性 （ 2）極豐富的指令集 （ 3）易于掌握 （ 4）便捷的操作 豐富的內(nèi)置集成功能：（ 1）實時特性（ 2）強勁的通訊能力（ 3） 豐富的擴展模塊 S7200 系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調(diào)，電梯控制，運動系 統(tǒng)。 圖 1 CPU226 AC/DC/繼電器模塊輸入、輸出單元的接線圖 CPU 226 如圖 1 所示，集成 24 輸入 /16 輸出共 40 個數(shù)字量 I/O 點?？蛇B接 7個擴展模塊，最大擴展至 248 路數(shù)字量 I/O 點或 35 路模擬量 I/O 點。 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 6 個獨立的 30kHz高速計數(shù)器， 2 路獨立的 20kHz高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。 2 個 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。 I/O 端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點，更強的 模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 DC 2 4 V AC 1 2 0 / 2 4 0 VN L1 AC1 . 1 1 . 2 1 . 5 1 . 6 1 . 73L0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 1 . 02L0 . 0 0 . 1 0 . 2 0 . 31L1M 0 . 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 1 . 0 1 . 1 1 . 2 1 . 3 1 . 4 2M 1 . 5 1 . 6 1 . 7 2 . 0 2 . 1 2 . 2 2 . 3 2 . 4 2 . 5 2 . 6 2 . 7 M L+1 . 3 1 . 4 6 PLC 的輸入輸出接線設(shè)計 為了合理地利用 PLC 的輸入輸出端口，輸入輸出電路的設(shè)計往往和程序設(shè)計是有聯(lián)系的。本設(shè)計采用德國西門子公司的 S7200 系列 CPU226 模塊 PLC，選用三個輸入模塊（編號為 —、 —、 —）共 24 點和兩個輸出模塊（編號為 —、 — — ）共 18 點，共 42 點。經(jīng)過合理安排使全部輸入、輸出點正好 滿足要求，其輸入、輸出繼電器 I/O 分配如表 1 所示。 根據(jù)電梯的控制要求 PLC 輸入輸出的分配表，設(shè)計出 PLC 的接線如圖 1 所示。電梯控制的電路設(shè)計包括 PLC 接線和電動機控制電路。圖 2 為 PLC 的外部接線圖，根據(jù)電梯控制要求，在電梯的 1— 3 層門廳各設(shè)置 1 個上行呼喚按鈕，在 2— 4 層各設(shè)置 1 個下行按鈕，在轎廂內(nèi)設(shè)置 4 個選層按鈕（用于登記所到的樓層）。上述按鈕占用輸入端子 — 和 — 和它們對應(yīng)的信號燈分別占用輸出端子— 和 —，當(dāng)上述按鈕被按動時，對應(yīng)輸出端子的信號燈 亮，并被保持，只有當(dāng)電梯行至對應(yīng)的樓層時才被消除。 在轎廂內(nèi)設(shè)置開門按鈕（ ）和關(guān)門按鈕（ ）用于在電梯停止時開門和關(guān)門（在檢修操作方式下可隨時開門和關(guān)門）。 電梯設(shè)置檢修（手動）操作方式，檢修手動開關(guān) S1 占用 端子， S1 有兩個常開接點和一個常閉接點。當(dāng)按動 S1 時， S1 的一個常開觸點接通輸入繼電器 ，使電梯運行在檢修狀態(tài)，常閉接點斷開，切斷門廳呼喚按鈕的電路，使它在檢修狀態(tài)下不起作用，另一個 S1 常開接點接通了檢修時專用的上升、下降、停止控制按鈕和高速 /低速，點動 /連動控制方式選擇開關(guān) 。 在檢修操作操作方式下，輸入端 — 所接的門廳呼喚按鈕不起作用，在此可利用它作為檢修輸入開關(guān)用，從而減少輸入端子的數(shù)量，為了防止萬一有人按動門廳呼喚按鈕，形成寄生電路，造成誤動作，在 — 所接的開關(guān)分別串一個二極管來消除寄生回路。 開關(guān) S2 用于有無司機的選擇，當(dāng) S2 閉合時為有司機操作方式， S2 斷開時為乘客操作方式。 在 14 層樓分別設(shè)置一個限位開關(guān)（ — ）以檢測轎廂的位置，在每一個限位開關(guān)串一個發(fā)光二極管，可以檢測限位開關(guān)的故障或通斷狀態(tài)。輸出端 用于控制升降 電機的高低速，當(dāng) =1 時，繼電器 得電使電動機低速運行，同時定時器 T1 得電， 1 秒后電機停止。當(dāng) =0 時 失電，電動機高速運行。 繼電器 K K10 分別用于控制開門、關(guān)門。 輸出繼電器 K K2 分別用于控制電梯的上升、下降，占用 、 。 7 表 1 S7200 型 PLC I/O 分配表 電動機控制電路設(shè)計 隨著電子技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，電梯的控制技術(shù)逐步成熟，電梯制造業(yè)元器件 功能 1 層 2 層 3 層 4 層 輸入繼電器 I 上呼按鈕 下呼按鈕 內(nèi)選層按鈕 限位開關(guān) 其他 開門 關(guān)門 上行 下行 點動 開限 關(guān)限 檢修 司機 輸出繼電器 Q 上呼信號 下呼信號 樓層指示 內(nèi)選層信號 電機控制 開門 關(guān)門 上行 下行