【導讀】指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注。和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，了明確的說明并表示了謝意。的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热?。重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律后果由本人承擔。本人授權大學可以將本學位論文的全。涉密論文按學校規(guī)定處理。紙應符合國家技術標準規(guī)范。舒適性等要求的不斷提高，升降機得到快速發(fā)展。壓調速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制。行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。因此，PLC控制技術加變頻器調速技術已成為現代升降機行業(yè)的一個熱。與調速拖動裝置相結合，構成PLC集成控制系統，實現了升降機的各種控制功能，

　　

【正文】 系統軟件開發(fā) 梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，被稱為 PLC 的第一編程語言。梯形圖電器控制系統的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被設計人員掌握，特別適用于開關量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設計稱為編程。 根據梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關系，求出與圖中各線圈對應的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進行的。解算的結果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據輸入映像寄存器中的值，而不是根據解算瞬時外部輸入觸點的狀態(tài)來進行的。 升降機的三個工作狀態(tài) 升降機控制系統由呼叫到響應形成一次工作循環(huán)，升降機工作過程又細致分為自檢、正常工作、強制工作等三種工作狀態(tài)。升降機在三種工作狀態(tài)之間來回切換，構成了完整的升降機工作過程。 升降機的自檢狀態(tài) PLC 上電后， PLC 中的程序己開始運行，但因為升降機尚未讀入任何數據，也就無法在收到請求信號后通過固化在 PLC 中的程序作響應。為滿足處于響應呼叫就緒狀態(tài)這一條件， 所以 必須使升降機處于平層狀態(tài) 或 已知樓層升降機門關閉狀態(tài) 。 升降機自 動檢測 的目標為 ： 先按下啟動按鈕，再按下恢復正常工作按鈕，升降機首先是升降機 的門 于關閉狀態(tài)，然后升降機自動向上運行，經過兩個平層點后停止 [2]。 升降機的正常工作狀態(tài) 升降機完成一個呼叫響應的步驟如下 ： 1) 升降機在檢測到門廳 或轎廂的呼叫信號后將此樓層信號與轎廂所在的樓層信號 比較，通過 模塊進行選向。 2) 升降機通過拖動調速模塊驅動直流電機拖動轎廂運動。轎廂運動速度要經過低速轉變?yōu)橹兴僭俎D變?yōu)楦咚?，并以高速運行至減速點。 3) 當升降機檢測到目標層樓層檢測點產生的減速點信號時，升降機進入減速狀態(tài)，由中速度變?yōu)榈退?，并以低速運行到平層點停止。 4) 平層后，經過一定延時后關門，直到碰到關門到位行程開關 。再經過一定延時后關門，直到碰到關門到位行程開關。升降機控制系統始終實時顯示轎廂所在樓層。 升降機強制工作狀態(tài) 當升降機的初始位置需要調整或升降機需要檢修時，應設置一種狀 態(tài)使升降機處于該狀態(tài)時不響應正常的呼叫，并能移動到導軌上、下行極限點間的任意位置?？刂婆_上消防 /檢修按鈕按下后，使升降機立刻停止原來的運行，然后按下強迫上行(或下行 )按鈕，升降機上行 (或下行 )一旦放開該按鈕，升降機立刻停止，當處理完畢時可用恢復正常工作按鈕來使升降機跳出強制工作狀態(tài) [3]。 軟件設計特點 由于升降機的運行是根據樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現升降機的基本控制要求的基礎上，根據隨機的輸入信號，以及 升降機的相應狀態(tài)適時的控制升降機的運行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數確定，并送 PLC 的計數器來進行控制。同時，每層樓設置一個接近開關用于檢測系統的樓層信號。 系統的軟件設計有如下幾個特點 : 1) 采用優(yōu)先級隊列。根據升降機所處的位置和運行方向，在編程中，采用了四個優(yōu)先級隊列，即上行優(yōu)先級隊列、上行次優(yōu)先級隊列、下行優(yōu)先級隊列、下行次優(yōu)先級隊列。其中，上行優(yōu)先級隊列為升降機向上運行時，在升降機所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數存放的寄存器所構成的隊列?？?制系統在升降機運行中實時排列的四個優(yōu)先級隊列。為實現隨機邏輯控制提供了基礎。 2) 采用先進先出隊列。根據升降機的運行方向，將同向的優(yōu)先級隊列中 非零單元 (有呼叫時此單元是 非零單元 。無呼叫時則此單元為零 )送入寄存器隊列，我們利用先進先出讀出指令，將第一個單元中數據送入比較寄存器。 3) 對變頻器的控制， PLC 根據隨機邏輯控制的要求，可向變頻器發(fā)出正向運行、反向運行、減速以及制動信號，再由變頻器根據一定的控制規(guī)律和控制算法來控制電機。同時，當系統出現故障時， PLC 向變頻器發(fā)出信號。 如下為軟件設計流程圖。 圖 34 軟件設計流程圖 系統的軟件開發(fā)過程 升降機的外指令、內召喚信號的登記、消除回路 。 轎內指令和廳外召喚登記的條件是按下要登記的按鈕，若此時升降機處在正常運行狀態(tài)，而且升降機又不在登記的層 樓，則該登記即為有效。轎內指令登記消除的條件是當升降機正常運行到 登記樓層時，指令登記即被消除。廳外召喚消除的條件是 :當升降機正常運行至廳外召喚的樓層時 升降機的運行方向與召喚按鈕的方向一致時，廳外召喚即被消除。當在安全回路繼電器動作、 門 廳鎖斷開、檢修 等狀態(tài)下指令信號不予登記，登記的信號即刻消除。 1) 外召喚信號登記及消除 廳外召喚信號同樣需要進行登記，顯示本層停車信號，此外還具有反向運行保號功能。 圖 41 外召喚信號登記及消除程序段 2) 內指令信號登記及消除 內指令信號的處理包括信號的登記、顯示基本層 (停車 )消息。信號的登記采用自鎖原理，不論升降機上行或下行，當轎廂運行至有內指令的梯層時，均要換速停車，并消除登記信號，不需反射信號。點動內呼按鈕，信號登記顯示。到 達 層 后 信號取消。 本系統設一樓為基站，兩分鐘內無任何操作，升降機自動返回一樓。 圖 42 內指令信號登記及消除程序段 3) 升降機的平層信號處 理 圖 43 升降機的平層信號處理 程序段 4) 升降機的 選擇 層及反向截梯 升降機的定向是綜合考慮升降機的運行方式、轎內指令、廳外 召喚及升降機所處樓層的位置的基礎上，確定升降機的運行方向。選擇 層是 在有轎內指令和 廳外召喚信號的情況下，升降機應響應哪個信號 。升降機即將到達有轎內指令登記或與升降機運行方向相同的廳外召喚信號的樓層時，發(fā)出換速信號。在有司機正常運行狀態(tài)下，由轎內指令及升降機所處的位置來確定升降機的運行方向 。在無司機正常運行狀態(tài)下，廳外召喚 信號根據升降機的所處位置來參與升降機的定向。 無論在有司機或無司機運行狀態(tài)，對內指令，升降機均需換速平層停車，并且直駛時只停 在內選層 ，當外召喚方向與升降機運行方向相同時，升降機換速停車，即順向截車；只有在無司機運行狀態(tài)，升降機才對反向召喚信號應招服務。當有多個反向呼 叫 梯信號時，先應招最遠的反向呼 叫 梯信號，即最遠反向截梯，然后再以順向截車方式應招其他外召喚信號。 轎廂上行 ： 轎廂下行 ： 圖 44 升降機的選擇層及反向截梯程序段 5) 內指令外召喚信號的保持 轎廂的內呼指令與外召喚指令保持信號，用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動或手動執(zhí)行開關門操作。開關門執(zhí)行之后，信號取消。使升降機能夠繼續(xù)響應其他乘坐信號 圖 45 內指令外召喚信號的保持 程序段 6) 各樓層停車信號 升降機在運行中，需要?？磕繕藰菍訒r，其減速過程是按照距離原則實現的，當與目標樓層距離為 “零 ”時，速度也正好為零，即直接停靠，沒有慢現象 。 圖 46 各樓層停車信號程序段 7) 自動開關門 開關門控制程序是按照雙開門有 /無司機控制來設計的。主要完成升降機的手動開門、無司機狀態(tài)下的本層開門、升降機運行到達目的層站時的自動開門、手動關門、無司機狀態(tài)下的 自動延時關門、基站外啟動時的開關門等功能。 本層開門是指升降機在停車狀態(tài)和非檢修 (有 /無司機 )條件下，當轎廂所在層樓有上召喚且沒有定下方向，或有下召喚而沒有 確 定上方向時，升降機自動開門，升降機本層開門的條件也可簡化為 :在停車狀態(tài)下，當轎廂所在層樓有廳外召喚時，升降機自動開門。 關門的條件有以下幾種 :停車狀態(tài)下按關門按鈕、無司機狀態(tài)下自動關門、時間到、鎖 定 梯時鑰匙開關斷開。停止關門或不關門的條件 :關門到位碰到關門限位開關、有開門信號、開門繼電器吸合、超載開關動作。 如梯形圖所示，升降機到達 層 選定 后停車 ，延時 2s 開門， 5s 后自動關門并設有手動開門按扭、關門按鈕?？蓪崿F立即 開關門。 圖 47 自動開關門 程序段 5 結論 時光流逝，不知不覺我的大學生涯即將結束，畢業(yè)設計也接近尾聲。本設計課題為基于 PLC 的施工升降機控制系統。主要研究四層升降機上下行控制，開、關門控制、內外呼叫控制。要求運行迅速準確度高，在升降機的各層檢測系統中選用用在工業(yè)自動控制上大量運用的具有檢測 精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運用感應器的開關量信號輸入給 PLC 來實現 PLC 對升降機的控制。 在設計之初，我查詢了大量有關升降機的資料?？偨Y起來施工升降機即用吊籠載人、載物沿導軌做上下運輸的施工機械。更直接的說，所謂升降機就是簡易的 升降機 裝置。只不過設施簡陋一點，功能少一點。由于 升降機 目前的運用較廣泛，在搜索資料的時候比較全面，我的課題設計主要是參考前人有關的升降機 設計來進行的。想來應該能夠滿足施工升降機的需要。 在進行 PLC 的芯片選擇的時候，本想選用我校所學習的三菱系列 PLC，考慮到現在社會發(fā)展 的現狀，認為還是西門子的 PLC 比較 能滿足 人們的需求。由于對西門子系列的 PLC 沒有什么接觸，在設計之前我下載了很多相關的資料。如芯片手冊、使用說明書、還有相關的模擬仿真軟件。在西門子系列的單片機中 S7200 和 S7300 個人感覺都比較適合。 S7200 適合比較簡單的小型系統，且被普遍認為性價比較高，但考慮到施工升降機的樓層不是固定的，雖然本設計的四層施工升降機用 S7200 綽綽有余，但如果建設更高的樓層肯定存在缺陷。故最終確定選用西門子 S7300 PLC。 在課題設計過程中出現了很多問題，當然在處理問題的 同時，我也學到了很多有用的東西。撇開專業(yè)知識不談，就設計所需的軟件工具，有很多我都不會運用。在一番摸索和請教中，終于我的畢業(yè)設計也接近完成。由于時間緊迫，且個人能力有限，雖然總體設計要求達到了，但并沒有進行系統仿真。沒有進行系統仿真，很多隱藏的問題就沒辦法進行很好的解決。所以，客觀的說，我所設計的施工升降機控制系統是存在安全隱患的。對此，我感覺很遺憾，更加認識到自身的不足。 在本次畢業(yè)設計的進程中，我仔細梳理了所學的理論知識，通過實際的應用，更加牢固的掌握了它們。也學習到很多書本上所沒有的知識。我們設計的系 統，大多都脫離實際更貼近理想化。我希望在以后的工作中，自己能因地制宜，很好的將所學的理論知識和實際相結合。將自己的工作干好、干精。 致謝 隨著城市建設的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，升降機作為高層建筑中垂直升降的運輸工具已和人們的日常生活密不可分，是機械 與 電氣相結合的機電一體化產品。本次畢業(yè)設計的課題為施工場地的升降機控制系統的設計，也就是升降機的簡易形式。 通過畢業(yè)設計，我學到了很多東西也發(fā)現了自己很多的不足。撇開專業(yè)知識不談，就設計所需的軟件工具，有很多我都不會運用。這才發(fā)現書本上的東西如果沒有輔 助的技能是發(fā)揮不出來很大的作用的。我們只有不斷的學習新興知識，不斷的充實自己，才能不被社會所淘汰。 通過查詢圖書，翻閱資料，在網上搜索資料，和老師、同學溝通，我順利完成了自己的畢業(yè)設計。本次設計對我的專業(yè)知識進行了充分的考察，如果有時間和機會，我希望能繼續(xù)對本系統進行深入研究和探索。另外要感謝我的指導老師，在設計的過程中給了我很大的幫助，讓我感觸最深的是老師嚴謹的治學作風。相信在以后的工作和生活中將使我受益匪淺。 參考文獻 [1] 張漢杰 . 現代 升降機 控制技術 [M]. 哈爾 濱 : 哈爾濱工業(yè)大學出版社 , 1996． [2] 張海根 . 電機傳動控制 [M]. 北京 : 高等教育出版社 , 2020. 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