【正文】 如表 41 所示。 續(xù)表 41 I/O 地址及分配 （ b）輸出點分配 序號 用途 輸出點 序號 用途 輸出點 42 門廳 1 樓上呼燈 62 1低速運行 43 門廳 2 樓上呼燈 63 21 樓內(nèi)呼燈 44 門廳 2 樓下呼燈 64 22 樓內(nèi)呼燈 45 門廳 3 樓上呼燈 65 23 樓內(nèi)呼燈 46 門廳 3 樓下呼燈 66 24 樓內(nèi)呼燈 47 門廳 4 樓下呼燈 67 2BCD 碼低位 48 11 樓內(nèi)呼燈 68 2BCD 碼中位 49 12 樓內(nèi)呼燈 69 2BCD 碼高位 50 13 樓內(nèi)呼燈 70 2上行 指示燈 51 14 樓內(nèi)呼燈 71 2下行指示燈 52 1BCD 碼低位 72 2上行輸出 53 1BCD 碼中位 73 2下行輸出 54 1BCD 碼高位 74 2開門輸出 55 1上行指示燈 75 2關(guān)門輸出 56 1下行指示燈 76 2高速運行 57 1上行輸出 77 2低速運行 58 1下行輸出 59 1開門輸出 60 1關(guān)門輸出 61 1高速運行 根據(jù) I/O 分配表中的情況，利用 Protel 軟件畫出 PLC 的外部接線圖，如圖 42 所示 27 圖 42 PLC外部接線圖 28 續(xù)圖 42 PLC外部接線圖 硬件系統(tǒng)設(shè)計完成以后，為了實現(xiàn)優(yōu)化控制，還需要用西門子 STEP 專業(yè)編程軟件對雙電梯聯(lián)動控制程序進(jìn)行設(shè)計。由于電梯控制系統(tǒng)實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，因此單純采用順序控制或邏輯控制是不能夠滿足要求的，而應(yīng)該在設(shè)計中采用隨機邏輯控制方式。同時，由于梯形圖之間的相互關(guān)聯(lián)性很強，程序設(shè)計比較復(fù)雜，因此在雙電梯聯(lián)動控制系統(tǒng)的軟件部分時，主要采用模塊化的編程思想來進(jìn)行設(shè)計。 PLC的梯形圖按照其功能分成以下幾個模塊 :呼 叫信號登記模塊、樓層顯示模塊、上行程序模塊、下行程序模塊、換速程序模塊、開關(guān)門程序模塊和故障處理模塊。 根據(jù)電梯的運行規(guī)律 ,設(shè)置了有 /無司機、檢修、優(yōu)先服務(wù)、消防等四種工作方式。其編制的程序主要遵循以下控制規(guī)律 : 兩臺電梯都遵守集選規(guī)則，即將呼叫信號先進(jìn)行登記，對與電梯運行同向的呼叫信號逐一應(yīng)答，當(dāng)同向指令和召喚應(yīng)答完畢后電梯可以自動換向。 除此以外，電梯并聯(lián)運行還遵循的相應(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 29 待命。當(dāng)某層站有門 廳呼叫信號時，則 “ 忙梯 ” 立即啟動并定向運行去接該層站的乘客 。 上 電 信 號忙 梯 停 用 否忙 梯 壞 否升 至 四 層關(guān) 門 待 命轎 內(nèi) 有 上 行 信號 否忙 梯 應(yīng) 答上 方 再 有 信 號否下 方 有 向 下 呼叫 否下 方 有 向 上 信號 否到 指 定 層到 頂 層 否上 方 有 信 號 否換 相忙 梯 應(yīng) 答到 指 定 層下 方 再 有 信 號否轎 內(nèi) 有 下 行 信號 否到 基 站 否換 相忙 梯 、 基 梯 轉(zhuǎn) 換基 梯 停 用 否基 梯 壞 否基 層關(guān) 門 待 命轎 內(nèi) 有 呼 叫 信號 否基 梯 應(yīng) 答有 上 行 信 號 否基 梯 上 行到 指 定 層到 頂 層 否換 相到 底 層有 下 行 信 號 否基 梯 下 行到 指 定 層到 基 站 否NN到 底 層YYYNNNYYNYNYYNNYNNYNNYYYYYNYYYYNYN 圖 43 PLC程序流程框圖 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，則應(yīng)按照有效利用的原則，執(zhí)行相互交替程序段。原先充當(dāng)忙梯的電梯現(xiàn)在即作為基站電梯來使用，而原先作為基站電梯使用的電梯此時即成為忙梯。不論是一號電梯還是二號電梯均停留在最后?？康膶诱敬? 當(dāng)忙梯正在上行時，若其上方出現(xiàn)任何方向的門廳呼叫信號或是其下方出現(xiàn)向下的門廳呼叫信號，則均由忙梯在一周行程中去完成，而基站電梯 不予應(yīng)答運行。但是，若在忙梯的下方出現(xiàn)向上的門廳呼叫信號，則由基站電梯來應(yīng)答信號而發(fā)車運行接客。 30 當(dāng)忙梯正在下行時，若其下方出現(xiàn)任何方向的門廳呼叫信號，則均由忙梯在一周行程中去完成，而基站電梯不予應(yīng)答運行。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)車運行接客。 當(dāng)其中一臺電梯由于故障而停止運行，另一臺電梯則自動承擔(dān)全部的運行任務(wù)，遵循單臺電梯的運行規(guī)則。 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 ,電梯都必須啟動運行。電梯停用以后，不論當(dāng)前處在哪一 層，都會自動下降至底層 [19]。 PLC程序流程框圖如圖 43所示。 PLC 編程 (a) 電梯上升梯形圖 (b) 電梯下降梯形圖 圖 44 電梯升降梯形圖 PLC 程序設(shè)計是電梯控制系統(tǒng)設(shè)計成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié) ,在 PLC 程序設(shè)計過程中 ,一要堅持功能完善、面面俱到的原則 ,保證電梯安全有效地運行；二要遵循結(jié)構(gòu)簡練、易讀易 31 改的原則 ,盡量減少程序量 ,采用模塊化設(shè)計 ,并采用 PLC 中的主控指令、跳轉(zhuǎn)指令、功能指令等指令優(yōu)化程序 ,縮短 PLC 程序掃描時間 ,保證電梯的控制精度。由于電梯的梯形圖程序中有很多的重復(fù)相似段 ，因此本文以模塊化的方式給出部分模塊的梯形圖，而重復(fù)相似部分不再重述。 電梯升降模塊 電梯上升如圖 44(a) 所示 ,下降梯形圖如圖 44(b)所示。 二樓電梯上升、下降梯形圖 二樓上升如圖 45(a)所示 ,二樓下降如圖 45(b)所示。三樓、四樓的上升、下降梯形圖和二樓類似。 (a) 二樓上升梯形圖 (b) 二樓下降梯形圖 圖 45 二樓上升、下降梯形圖 二樓向下指示燈 如圖 46所示。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) 。 32 圖 46 二樓向下指示燈 一樓、四樓指示燈梯形圖 一樓指示燈梯形圖如圖 47(a)所示 ,四樓指示燈梯形圖如圖 47(b)所示。 (a) 一樓指示燈梯形圖 (b) 四樓指示燈梯形圖 圖 47 一樓、四樓指示燈梯形圖 33 一樓內(nèi)呼燈 如圖 48所示。二樓、三樓、四樓、四樓與一樓類似 ,這里不再重復(fù) 。 圖 48 一樓內(nèi)呼燈 轎內(nèi)指令控制梯形圖 如圖 49所示 。 34 圖 49 轎內(nèi)指令控制梯形圖 門廳召喚控制梯形圖 如圖 410 所示。 35 圖 410 門廳召喚控制梯形圖 36 結(jié) 論 可編程控制器是新一代的控制工具，因其核心是微處理器，接口電路、電源電路等具有很強的抗干擾能力，而梯形圖的編程語言憑借其極易為工程技術(shù)人員所接受等特點，被稱為真正的工業(yè)控制計算機，或“藍(lán)領(lǐng)計算機”。 本系統(tǒng)主要以 PLC 為核心 ，利用 PLC 的強大的控制功能，實現(xiàn)了對升降電梯的控制 。 通過這次用 PLCS7200 系列產(chǎn)品 S7226設(shè)計電梯的畢業(yè)設(shè)計過程 ,更進(jìn)一步熟悉了 PLCS7200 系列的結(jié)構(gòu)和原理 ,掌握了 PLC 的具體使用方法，已經(jīng)通過使用 PLC 來改進(jìn)電梯控制系統(tǒng)，并且實現(xiàn)了兩個電梯的聯(lián)動控制。在高峰期和低谷期的平均等待時間和最大等待時間都長于改進(jìn)后的系統(tǒng)，改進(jìn)后的系統(tǒng)表現(xiàn)好于改進(jìn)之前。 利用梯形圖程序可以很直觀的看出運行過程。利用可編程控制器控制升降電梯，具有接線簡單、編程直觀、擴展容易等特點。當(dāng)建筑物的層樓增加時，硬件接線上只 需增加樓層相應(yīng)的輸入信號。原來的接線不需改變，軟件上只需增加相應(yīng)樓層的功能，要改動的地方也較少。在適應(yīng)性、精確性和可靠性方面，到達(dá)到了設(shè)計的要求，該設(shè)計方案是可行的。 通過對硬件和軟件的合理設(shè)計，用可靠性很高的西門子 S7200PLC 作為核心控制部件完成雙電梯的轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示、電梯換速控制、開關(guān)門控制等任務(wù)。變頻器在電梯中的應(yīng)用能夠準(zhǔn)確的執(zhí)行 PLC 輸出的指令，靈活的控制電機的運行狀態(tài)?；?PLC 設(shè)計的雙電梯并聯(lián)控制系統(tǒng)可以很好的響應(yīng)乘客的召喚信號，達(dá)到高效、節(jié)能的目的。 37 致 謝 時 至今日，幾個禮拜的畢業(yè)設(shè)計終于可以畫上一個句號了，但是現(xiàn)在回想起來做畢業(yè)設(shè)計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，不過樂趣盡在其中！ 尤其是跟 本組人員的合作分工 ，不僅讓我對 PLC 的編程和變頻器的使用有了更深一步的了解，同時也增加了自己的動手實踐能力，為以后的工作打下了基礎(chǔ)。可以說 畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。 在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，指導(dǎo)老師鄧其貴 給予了我很 重要的指導(dǎo)，同時我也得到了其他老師的幫助。老師們對 我的畢 業(yè) 設(shè)作品給予了指導(dǎo)和完善 ，并給我提出了很多重要的修改意見， 使我順利 的完成了此次畢業(yè)設(shè)計。在此， 我向各位老師 表示 衷心的 感謝！同時，也要感謝學(xué)校提供計算機等設(shè)施，使我的設(shè)計能夠調(diào)試 。 最后，再次感謝機電 工程系的各位老師和許多的朋友和同學(xué)在各個方面給予了我很多的幫助和支持，讓我堅持到了最后 ，并最終完成了畢業(yè)設(shè)計的全部工作。 最后感謝各位老師對論文的評閱。 38 參考文獻(xiàn) [1] 孫立新 .王延濤，對電梯的探討， 2021 [2] 朱德文 .付國江．電梯群控技術(shù)．中國電力出版社， 2021， [3] 曹衛(wèi)東 .VVVF電梯電氣控制系統(tǒng)簡介 .2021. [4] 周靜 .基于 PLC的電梯群控系統(tǒng) [5] 周瑋 .朱明富．電梯群控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) ， 微型機與應(yīng)用， 2021 [6] PLC正變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，電氣時代 2021年第 12期 ． [7] 周瑋 .朱明富．電梯群控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) ， 微型機與應(yīng)用， 2021 [8] 廖常初 .PLC 基礎(chǔ)與應(yīng)用 [M].機械工業(yè)出版社 [9]周萬珍 高鴻斌 .PLC 分析與設(shè)計應(yīng)用 [M].電子工業(yè)出版社 [10]余雷聲 .電氣控制與 PLC 應(yīng)用 [M]．北京 .機械工業(yè)出版社， 1996． [11] 劉載文 ， 李贏升 ， 鐘亞林 .電梯控制系統(tǒng) [M].北京： 北京電子工業(yè)出版 社， 1996. 柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定表 課題名稱 雙座四層電梯 PLC 聯(lián)動電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)號 20210103 專業(yè) 機電一體化技術(shù) 指導(dǎo)教師姓名 鄧其 * 序號 評審項目 評 分 標(biāo) 準(zhǔn) 滿分 評分 1 設(shè)計的態(tài)度 情況 主要依據(jù)進(jìn)行設(shè)計的自覺性、獨立思考、科學(xué)態(tài)度、遵守紀(jì)律情況等 評分。 設(shè)計態(tài)度好，記 ～ 5 分；設(shè)計態(tài)度較好，記 ～ 4分；設(shè)計態(tài)度一般，記 3 分；設(shè)計態(tài)度較差，記 0～ 分。 5 2 綜合運用知識 能力 情 況 主要依據(jù)綜合運用所學(xué)專業(yè)理論知識、專業(yè)技能能力，實驗、實踐能力或計算機應(yīng)用能力，查找資料能力等 評分。 綜合運用知識能力強，記 ～ 5 分；綜合運用知識能力較強，記 ～ 4 分；綜合運用知識能力一般，記 3 分；綜合運用知識能力較差，記 0～ 分。 5 3 完成 階段性設(shè)計（制作）任務(wù)情況 主要依據(jù)按時按質(zhì)完成階段性設(shè)計（制作）任務(wù) 情況評分。 階段性任務(wù)完成情況好，記 9～ 10 分；階段性任務(wù)完成情況較好，記 7～ 分；階段性任務(wù)完成情況一般，記6～ 分；階段性任務(wù)完成情況較差，記 0～ 分。 10 4 完成 設(shè)計（制作） 任務(wù)情況 主要依據(jù) 設(shè)計（制作）方案可行性及先進(jìn)性、設(shè)計（制作）內(nèi)容正確性、完成設(shè)計（制作） 任務(wù)書要求的各項任務(wù)情況等 評分。 整體任務(wù)完成情況好，記 27～ 30 分；整體任務(wù)完成情況較好，記 21～ 分；整體任務(wù)完成情況一般，記 18～ 分；整體任務(wù)完成情況較差，記 0～ 分。 30 5 設(shè)計（制作）說 明書 情況 主要依據(jù) 設(shè)計（制作）說明書所述內(nèi)容的正確性及可利用程度、敘述情況（層次分明、條理清楚、文字通暢）、圖紙（程序流程圖）情況（整潔、正確、規(guī)范）等評分。 設(shè)計（制 作）說明書完成 情況好，