【文章內(nèi)容簡介】 ............................................................ 26 光幕系統(tǒng)裝置 ........................................................................... 27 換速和平層感應(yīng)器裝置 ........................................................... 28 電梯的安全保護環(huán)節(jié) ............................................................... 29 運行方向燈、轎內(nèi)指令及廳外召喚信號燈 ............................. 31 I/O 點數(shù)的估算與分配 ........................................................... 33 I/O 點數(shù)的估算 .............................................................. 33 S7300 輸入 /輸出擴展模塊選型表 .............................. 33 I/O 點數(shù)的分配 .............................................................. 35 第四章 系統(tǒng)軟件開發(fā) ..................................................................... 37 電梯的三個工作狀態(tài) ............................................................... 37 電梯的自檢狀態(tài) .............................................................. 37 電梯的正常工作狀態(tài) ...................................................... 37 電梯強制工作狀態(tài) .......................................................... 37 確定系統(tǒng)軟件開發(fā)方法 ........................................................... 38 軟件設(shè)計特點 .................................................................. 38 軟件設(shè)計流程圖 .............................................................. 39 系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程 ............................................................... 40 電梯的外指 令、內(nèi)召喚信號的登記、消除回路 ........... 40 電梯的平層信號處理 ...................................................... 42 電梯的選層定向及反向截梯回路 ................................... 43 內(nèi)指令外召喚信號的保持 .............................................. 47 各樓層停車信號 .............................................................. 49 自動開關(guān)門及其仿真 ...................................................... 50 致 謝 .................................................................................................. 55 參考文獻 .............................................................................................. 56 附 錄 .................................................................................................. 57 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 緒論 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)濟和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。 實際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（ PLC）取代微機實現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在 于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計和制造微機控制裝置成本較高；而 PLC 可 靠 性高，程序設(shè)計方便靈活，抗干擾能力強、運行穩(wěn)定等特點，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實現(xiàn)。 . 綜述電梯的發(fā)展 電梯的發(fā)展史 在現(xiàn)代社會和經(jīng)濟活動中，電梯已是城市物質(zhì)文明的一種標志。在高層建筑中，電梯是不可缺少的垂直運輸設(shè)備。每幢大型高樓都可以說是一座垂直的城市。電梯不僅是代步的工具，也是人類物質(zhì)文明的標志。 電梯問世不過 100 多年，但發(fā)展神速。作為升降設(shè)備，據(jù)說它起源于公元前 236 年古希臘阿基米德設(shè)計的一種人力 驅(qū)動的卷筒卷揚機。事實上，早在公元前 1115 年至 1079 年之間我國勞動人民就已經(jīng)開始使用“桔棒”、“轆護”等人力升降機。 18 世紀末瓦特發(fā)明了蒸汽機后，人們嘗試用蒸汽機來驅(qū)動。 1852 年，美國人伊萊沙178。格雷夫斯178。奧的斯 （ Elisha Gravies Otis） 發(fā)明了世界上第一部以蒸汽機為動力、配有安全裝置的載人升降機。這是世界上第一臺具有安全裝置的電梯，在電梯歷史上具有劃時代的意義。 1889 年，奧的斯公司推出了第一臺電力驅(qū)動齒輪直接傳動電梯。 1903 年，奧的斯公司設(shè)計出了槽輪式驅(qū)動電梯。槽輪式驅(qū)動也稱為曳引 式驅(qū)動，是在曳引繩的一端提升重物，另一端為平衡重，依靠曳引繩與開有繩槽的曳引輪之間的磨擦來驅(qū)動重物作垂直運動。其設(shè)計思江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 想為長行程并具有高度安全性的現(xiàn)代電梯奠定了基礎(chǔ)。 電梯曳引傳動控制技術(shù)也經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜的發(fā)展階段。 從 19 世紀末電梯問世開始，對于調(diào)速性能要求較高的電梯，都是采用直流電機控制。直流電機控制系統(tǒng)具有調(diào)速范圍寬、可連續(xù)平衡地調(diào)速以及控制方便、靈活、快捷、準確等優(yōu)點。然而，早期的直流電機控制系統(tǒng)往往是直流發(fā)電機一電動機組調(diào)速系統(tǒng)，其體積、重量、能耗和噪聲都很大。 由于交流單速控制和交流雙速控制 電梯的結(jié)構(gòu)簡單、價格較低、使用維護方便，所以從電梯問世至今，交流單速控制和交流雙速控制一直廣泛地應(yīng)用于調(diào)速性能要求不高的場合。交流雙速電梯是靠改變定子繞組接線以變換電動機極對數(shù) P 的方法進行調(diào)速。變極調(diào)速轉(zhuǎn)速是成倍地變化，因此調(diào)速的平滑性差，但它在每個轉(zhuǎn)速等級運轉(zhuǎn)時，都具有較硬的機械特性，穩(wěn)定性好，但乘坐舒適感差，普遍應(yīng)用于貨梯。 1967 年，由于電子技術(shù)及半導(dǎo)體器件的發(fā)展，出現(xiàn)了交流調(diào)壓調(diào)速 (ACVV)控制。交流調(diào)壓調(diào)速是通過控制電動機定子繞組電壓來改變轉(zhuǎn)差率 s 的方法實現(xiàn)調(diào)速。交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)采用調(diào) 節(jié)器調(diào)節(jié)晶閘管交流調(diào)壓電路中晶閘管的觸發(fā)脈沖相位，即調(diào)節(jié)電動機的端電壓，達到改變轉(zhuǎn)速的目的。交流調(diào)壓調(diào)速控制電梯在起動、穩(wěn)速及制動的全過程中實現(xiàn)了閉環(huán)控制，將速度給定曲線以模擬量或數(shù)字量的形式送入電梯傳動系統(tǒng)，在反饋控制的作用下，使電機轉(zhuǎn)速跟蹤給曲線變化。其制動減速可采用能耗制動、反接制動等方式，乘坐舒適感、平層精度均優(yōu)于變極調(diào)速雙速電梯，其缺點是電動機轉(zhuǎn)子的發(fā)熱較大、能量消耗較大。 1976 年，微處理器應(yīng)用于電梯控制。在 1980 年，出現(xiàn)了將微機用于速度控制和運行管理控制的全電子化交流反饋控制的電梯，其精確 的控制使電梯的舒適感和群控性能得到進一步提高。應(yīng)用微機取代繼電器控制邏輯實現(xiàn)閉環(huán)控制，進一步提高電梯的性能和可靠性，并減少現(xiàn)場調(diào)試要求，是電梯控制技術(shù)的方向。 1984 年，由于固態(tài)功率器件的不斷發(fā)展及微機技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了交流變頻調(diào)速 (VVVF)電梯控制系統(tǒng)。交流變頻調(diào)速是通過調(diào)節(jié)電機定子繞組供電電壓的幅值及頻率來調(diào)速的。它通過電壓、電流和速度的信號反饋，由計算機對交流電動機進行精確調(diào)節(jié)控制，使電梯運行效率大大提高，運行性能更加完善。VVVF 電梯以其獨特的先進技術(shù)和性能，實現(xiàn)了節(jié)能、快速、舒適、平層、準確、低噪音、安全等目標。由于其具有優(yōu)越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)能效果，已取代交流調(diào)壓調(diào)速電梯成為電梯控制方式的主流。 在電梯控制系統(tǒng)方面，目前國外發(fā)達國家的電梯正在推廣 32 位微機控制系統(tǒng)。并已經(jīng)開始淘汰 16 位以下微機控制系統(tǒng)。利用微機對電梯的控制不僅能使江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)的提高，也將大大提高電梯運行效率。它們都采用閉環(huán)反饋單微處理機控制系統(tǒng)或多微處理機協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。在電梯傳動系統(tǒng)方面，采用交流變壓變頻 (VVVF)調(diào)速技術(shù)，使電梯從超低速到高速無級調(diào)速高精度運行，具有節(jié)能、對電網(wǎng)污染小、乘坐舒適感佳等優(yōu)點。在交流電機變頻 調(diào)速控制系統(tǒng)中通常采用矢量控制技術(shù)，這種控制方式能使得電機在各種速度運行時具有良好的機械特性，特別是在低速控制性能尤為突出。在電梯反饋系統(tǒng)方面，采用絕對值位置編碼器從電梯轎廂上反饋轎廂絕對位置信號，對曳引電機進行以距離為原則的控制，以實現(xiàn)直接平層技術(shù)，來達到優(yōu)越的電梯運行效果。 電梯的發(fā)展趨勢 (1) 電梯品種的變化 電梯技術(shù)的研究與發(fā)展以及新產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)該適應(yīng)市場和社會發(fā)展的需要。電梯的品種要隨著建筑需求而變化，電梯制造商提供的品種愈多，其市場占有量也一定愈大。隨著超高層建筑的增多，就需要高速 、大容量的電梯。近幾年住宅電梯的開發(fā)的熱潮已出現(xiàn)，多層及小高層大樓配置的廉價、實用可靠的經(jīng)濟型住宅電梯是一個必然趨勢。無機房電梯是在電梯驅(qū)動裝置及其布置方式上具有獨特風格的一種產(chǎn)品。它把影響建筑整體造型美觀和人們居室日照的樓頂機房去掉了，既節(jié)省了建筑空間，又減低了制造成本。它代表了電梯技術(shù)的一種發(fā)展趨勢。 (2) 電梯的智能化 計算機、通訊技術(shù)的發(fā)展，使大樓的信息得以快速傳遞，從而可實現(xiàn)大廈智能化。智能化的電梯首先要與智能化的大廈所有自動化信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，如與消防、保安、樓宇設(shè)備控制等系統(tǒng)交互聯(lián)系，使電梯成為 安全舒適、高效優(yōu)質(zhì)的服務(wù)工具。串行通訊以其布線簡單，信息傳輸量大等優(yōu)點，在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用日益增多，由于去掉了微機接口板上大量輸入和輸出電路，減少了井道、機房中的布線數(shù)量，可靠性大大提高。 電梯困人故障一直因擾著電梯的承包商，遠程監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)集通訊、故障、診斷、微處理機為一體，可以通過市話線傳遞電梯的運行和故障信息到遠程服務(wù)中心。遠程維修監(jiān)控中心始終監(jiān)控著他們所承包的電梯，隨時可以知道電梯的運行狀態(tài)和發(fā)生故障的屬性，維修人員去故障梯之前就已知道該維修的項目，減少了維修服務(wù)的成本和時間，這種預(yù)保養(yǎng)式的售后 服務(wù)方式將是電梯工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 電梯繼電器控制系統(tǒng) 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點 (1) 所有控制功能及信號處理均由硬件實現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。 (2) 系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。 (3) 大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價格較便宜。 (4) 多年來我國一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，己形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題 (1) 系統(tǒng) 觸點繁多、接線線路復(fù)雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。 (2) 普通控制電器及硬件接線方法難以實現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。 (3) 電磁機構(gòu)及觸點動作速度比較慢，機械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。 (4) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機械動作噪音大。 (5) 由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費用高；而且檢查故障困難，費時費工。 電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚憂。且電梯 一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故 [2]。