【文章內容簡介】 入接口送入 PLC，然后通過程序控制向拖動系統(tǒng)發(fā)出信號。 圖 1 電梯 PLC 控制系統(tǒng)的基本結構圖 電梯的主要組成部分 （ 1）首先是電梯的電力拖動部分部分。 這一部分由拽引部分、電動機以及相應的開關電路以及開門機組成。曳引部分，通常由曳引機和曳引鋼絲繩組成；電動機帶動曳引機旋轉，使轎廂上下運動，開關電路負責設備與電力線路的接通與斷開，開門機則負責電梯能夠正確地開門和關門。 該部分直接與樓宇電力線路相連接 ，提供電梯運行的動力。由控制系統(tǒng)的信號驅動控制完成電梯的開關門、啟動、制動、平層等動作，是電梯工作的最上層，武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 5 實現(xiàn)電梯的正確運行。 （ 2）第二部分是電梯的主要硬件組成，電梯最主要的部分是轎廂、廳門和井道，轎廂主要承擔載人任務，門廳承擔開關門的任務。 轎廂和廳門轎廂由轎架、轎底、轎避和轎門組成；廳門一般有封閉式、中分式、雙折式、雙折中分式和直分式等形式。 （ 3） 電氣設備及控制裝置由曳引機、選層器傳動及控制柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和顯示器組成，顯示器包括兩部分，分別是轎廂內和各層的門廳中指示電梯運行方向和所處樓層的顯示 器。 （ 4） 其他裝置。 其他的附屬裝置包括電梯的重量平衡系統(tǒng)及設備和平層設備，以實現(xiàn)電梯的平穩(wěn)、安全、高效運行，提高乘客乘坐電梯的舒適感。 電梯的安全保護裝置 （ 1）電磁制動器：電磁制動器是一種將主動側扭力傳達給被動側的連接器，可以據(jù)需要自由的結合，切離或制動。因使用電磁力來動作，稱之電磁制動器，具有響應速度快，結構簡單等優(yōu)點，也稱作剎車閘。將電磁制動器裝于曳引機軸上，一般采用直流電磁控制器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。 （ 2）行程極限保護裝置。為防止電梯由于限位開關不起作用，轎廂超越頂層或底層端站繼 續(xù)運行，不需設置保護裝置以防止發(fā)生嚴重的后果和結構損壞。防止越程的保護裝置一般是由設置在井道內上下端站附近的強迫換速開關、限位開關和極限開關組成，這三種開關均為電氣開關，都必須符合電氣安全觸點要求。這些開關或碰輪都安裝在固定于導軌的支架上，由安裝在轎廂上的撞桿觸動而動作。 強迫減速開關是防止越程的第一道關，設置在正常緩速開關之后，兩個換速開關分別裝于井道的頂部和底部，當轎廂駛過端站換速未減速時，轎廂上的撞塊就觸動此開關，通過電氣傳動控制裝置，使電動機強迫減速，以避免轎廂沖頂或者登底。 限位開關是防止越程的第 二道關，當轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，就會觸動限位開關，此時限位開關立即動作，切斷電源并制動，強迫停車。 極限開關是防越程的第三道保護，當限位開關動作后電梯仍不能停止運行，則觸動極限開關切斷電路模式驅動主機迅速停止運轉。極限開關應能防止電梯在兩個方向的運行越程，而且不經(jīng)過專業(yè)人員調整電梯不能自動恢復運行。 防越程保護開關都是由安裝在轎廂上的撞桿觸動的，撞桿必須保證有足夠的長度，在轎廂整個越程的范圍內都能壓住開關，而且開關的控制電路要保證開關斷開時，電路始終不能接通。 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 6 （ 3）急停開關：按照要求在轎頂、底坑 和滑輪間必須裝設急停開關，為了醒目和提醒人們注意，急停開關需要設置為紅色的，并且標有 “ 停止 ” 和 “ 運行 ”的位置。發(fā)生異常情況時，按 “ 停止 ” 按鈕即可切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。 轎頂?shù)耐Ｖ归_關應面向轎門，離轎門距離不大于 1m；底坑的停止開關應安裝在進入底坑可立即觸及的地方。當?shù)乜虞^深時可以在下底坑時梯子旁和底坑下部各設一個串聯(lián)的停止開關。最好是能聯(lián)動操作的開關，在開始下底坑時即可將上部開關打在停止的位置，到底坑后也可用操作裝置消除停止狀態(tài)，由安裝在轎頂或其他地方的檢修運行裝置進行控制。 （ 4）廳門開 關：每 個 廳門開關都裝有門鎖開關，僅當廳門關上才允許電梯啟動。在運行中如出現(xiàn)廳門開關斷開，電梯會立即停車。 （ 5）關門安全開關：常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關門的過程中如安全觸板碰到乘客，將發(fā)出信號，門電動機停止關門，反向開門，延時重新關門。此外還有紅外線開關等。 （ 6）超載開關：當超載時轎廂底下降，超載開關動作，電梯不能關門和運行 。 （ 7）其他開關：除上述開關外，還有安全窗開關，鋼帶輪的斷帶開關等。 電梯信號的控制基本由 PLC 軟件實現(xiàn)。電梯信號控制系統(tǒng)如圖 2 所示，輸入到 PLC 的控制信號有運行方式選擇（ 如自動、檢修、消防運行方式等）、運行控制信號、轎內指令、層站召喚、安全保護信號、旋轉編碼器光電脈沖、開關門信號及限位信號、門區(qū)和平層信號等。 圖 2 電梯信號 PLC 控制系統(tǒng)圖 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 7 電梯控制系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能 電梯控制系統(tǒng)能夠實現(xiàn)的基本功能如下： （ 1）一臺電動機控制轎廂的上升和下降。 （ 2）各層的門廳設置上下呼叫開關（最頂層只設置向下呼叫開關，最底層只設置向上呼叫開關）。 （ 3）電梯到位后具有手動或自動開門或關門功能。 （ 4）電梯內設有層樓指示鍵、開關門按鍵、警鈴風扇及照明按鍵。 （ 5）電梯內外設有方向 指示燈及電梯當前層號指示燈。 轎廂內和各樓層的門廳內均有兩種指示燈，一種是方向指示燈，分別指示向上和向下運行的狀態(tài)，并分別與上行 接觸器 SC 和下行接觸器 XC 連接，另 一種是轎廂所處樓層的顯示器，顯示器由七段顯示譯碼器構成，與檢測轎廂位置的干簧管通過連接電路相連，能夠連續(xù)顯示，隨時顯示轎廂所處的位置。 （ 6）待客自動開門，當電梯在某層停梯待客時，按下層外召喚按鈕，應能自動開門迎客。 （ 7）自動關門與提早關門。 在一般情況下，電梯停站 4 到 6 秒應能自動 關門。在延時時間內，按下關門按鈕，門將提前實現(xiàn)關門動作。 （ 8）按鈕 開門。在開關過程中或門關閉后電梯啟動前，按下操縱盤上的開關門按鈕，門將打開。 （ 9）內指令記憶。當轎廂內操縱盤上有多個選層指令時，電梯應能按順序自動?？浚⒆詣哟_定運行方向。 （ 10）自動定向。當轎廂內操縱盤上選層指令相對于電梯位置具有不同方向時，電梯應能俺先入為主的原則自動確定運行方向。 （ 11）呼梯記憶與順向截停。電梯在運行中應能記憶層外的呼梯信號，對符合運行方向的召喚，應能自動逐一停靠應答。 （ 12）自動換向。當電梯完成全部轎廂內指令，應能自動換向，應答相反方向的信號。 （ 13）自動關門待客。當完成全 部轎廂內指令，又無外呼梯信號時，電梯應自動關門，并在設定時間內自動關閉轎廂照明。 （ 14）自動返基站。當電梯設有基站（本設計中，基站為一樓）時，電梯在完成全部指令后，自動駛回基站，停機待客。 電梯操作方式 通過查閱資料，了解到常見的電梯操作方式有如下兩種： 第一種，單轎廂下集選是控制室登記所有轎廂和廳門下行召喚，轎廂上行是只答應轎廂召喚，直至最高層后自動改變運行方向為下行，應答廳門下行召喚。 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 8 第二種，單轎廂全集選是控制室等級所有門廳和轎廂召喚，上行時順應答轎廂和廳門上召喚。直至最高層自動反向應答下行 召喚和轎廂召喚。 減速及平層控制 電梯的工作特點是頻繁起制動，為了提高工作效率，改善舒適感，要求電梯能平滑減速至速度為零時，準確平層，即“無速度停車抱閘”，不要出現(xiàn)爬行現(xiàn)象或低速抱閘，即不要直接停止。做到這一點的關鍵是準確發(fā)出減速信號，在接近層樓面時按距離精確地自動矯正速度給定曲線。 本設計采用旋轉編碼器檢測轎廂位置，只要電梯一運行，計數(shù)器就可以精確地確定走過的距離，達到與減速點相應的預制數(shù)時即可發(fā)出減速命令。不論哪種方式產(chǎn)生的減速命令，由于負載變化、電網(wǎng)波動、鋼絲繩打滑等，都會使減速過程不符合平層 技術要求，為此一般在離樓層 100mm 到 200mm 處設置一個平層矯正器，以確保平層的長期準確性。 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 9 3 電梯硬件設計 轎廂樓層位置檢測 通過查閱資料，了解到現(xiàn)在工程中進行轎廂樓層位置檢測的主要方法有以下幾種： （ 1）用干簧管磁感應器或其它位置開關 這種方法直觀、簡單，但由于每一層都需要使用一個磁感應器，當樓層較高時，會占用 PLC 太多的輸入點。 （ 2）利用穩(wěn)態(tài)磁保開關 這種方法 需對磁保開關的不同狀態(tài)進行編碼，在各種編碼方式中式和電梯控制的只有格雷變形碼，但它是無權代碼，進行運算時需采用 PLC 指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也只會使程序變得龐大。 （ 3）利用旋轉編碼器 目前， PLC 一般都有高速脈沖輸入端或專用計數(shù)單元，計數(shù)準確，使用方便，因而在電梯 PLC 控制系統(tǒng)中，可用編碼器測取電梯運行過程中的準確位置。編碼器可直接與 PLC 高速脈沖輸入端相連，電源也可利用 PLC 的內置 24V 直流電源，硬件連接可謂簡單方便，高層電梯可以應用這種方法。 本設計中的樓層只有五層，綜上所述，采用干簧管磁感應器來 檢測轎廂所處樓層位置。樓層感應干簧管的示意圖如圖 3 所示。 圖 3 樓層感應干簧管示意圖 門電梯選擇 電梯門有層門和轎門之分，兩門的開啟是同時進行的，實現(xiàn)開關門的動作用一臺小電動機驅動即可。門電動機是開關門的動力源，通常采用直流電動機。門電氣拖動線路通常由門電動機、門繼電器觸電及電阻分壓線路等部分組成。采用他勵方式，并用變壓調速方式方法來控制開關門的速度，即控制門電動機轉速。 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 10 門安全裝置選擇 層門和轎門的開啟是同步進行的，為保證乘客的安全，電梯門的入口處必須有安全保護裝置。在門上或門框上裝有 機械的或電子的門探測器，當門探測器發(fā)現(xiàn)門區(qū)有障礙時，便發(fā)出信號給控制部分，停止關門、重新開門，待障礙消除后，方可關門。通常有光電式保護裝置、超聲波保護裝置和防夾條等類型，本設計采用光電式保護裝置。 將光電裝置安裝在門上，使光線水平地通過門口，當乘客或物品遮斷光線時，就能使門重新打開。光幕，即紅外線微掃描探測裝置，作為一種光電產(chǎn)品，可以代替機械安全觸板，或將光幕與觸板合成為具有雙重保護功能的二合一光幕。這已成為電梯界廣泛采用的電梯門保護裝置。 光幕劃分為普通光幕、二合一光幕和三維光幕。普通光幕可直接代替機械式安全觸板，分為運動型光幕和非運動型光幕。運動型光幕在普通光幕種占據(jù)主導地位，也得到了多數(shù)廠家的認同。二合一光幕由于具有雙重保護功能，即將成為門電梯保護裝置的主流。三維光幕在最近幾十年才推出，技術不夠成熟，需要繼續(xù)改進。 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 11 4 PLC 型號確定 PLC 結構原理 PLC 的硬件系統(tǒng)結構 PLC 是在繼電器控制和計算機控制的基礎開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展以微處理器為核心，集自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業(yè)自動裝置。不同的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的可編程邏輯控制器的結構多種多樣，但基 本組成原理是一樣的。國際電工委員會（ IEC）所作的定義為：可編程序控制器（ PLC）是一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P的外圍設備都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。 從硬件來看， PLC 主要由 CPU，存儲器， I/O 接口，電源，編程器等組成。 （ 1） CPU： CPU 板是 PLC 的核心部件， 它包括：微處理器 CPU、存儲器（ ROM、RAM）、并行接口（ PIO）、串行接口（ SIO）及時鐘控制電路等。 CPU 板是 PLC 的運算、控制中心，用來實現(xiàn)各種邏輯運算、算術運算及對整機進行管理控制； PLC內部配有程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器（ ROM， RAM），分別用于存儲系統(tǒng)程序和用戶程序，并生成用戶環(huán)境；并行接口和串行接口主要用于 CPU 與各接口電路之間的信息交換。時鐘及控制電路用于產(chǎn)生脈沖及各種控制信號。 （ 2）存儲器： PLC 配有兩種存儲器，即系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器用來存放系統(tǒng)管理程序，用戶不能訪問和修改 這部分存儲器的內容。用戶存儲器用來存放編制的應用程序和工作數(shù)據(jù)狀態(tài)。存放工作數(shù)據(jù)狀態(tài)的用戶存儲器部分也成為數(shù)據(jù)存儲區(qū)，它包括輸入 /輸出數(shù)據(jù)映像區(qū)、定時器 /計數(shù)區(qū)預置數(shù)和當前值的數(shù)據(jù)區(qū)及當前值的數(shù)據(jù)區(qū)及存放中間結果的緩沖區(qū)。 PLC 的存儲器包括只讀存儲器（ ROM）和隨機存取存儲器（ RAM），可以提供各種形式的讀取 /寫入方式。