【導(dǎo)讀】泛的垂直交通運(yùn)輸工具。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，電梯從手柄開關(guān)操縱電梯、按鈕控制電。梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運(yùn)輸做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。變頻調(diào)速電梯使用了先進(jìn)的PWM技術(shù)，明顯改善了電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能；調(diào)速范。圍廣、控制精度高、動(dòng)態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，幾乎可與直流電機(jī)相互媲美。舒適感，使電梯達(dá)到了較為理想的控制和運(yùn)行效果。

　　

【正文】 即可顯示第 1 層～ 7 層，本系統(tǒng)只是需要顯示第 1～ 6 層。 ⑥ PLC 控制程序的編制方法： PLC 梯形圖的編制采用模塊化設(shè)計(jì)。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試。如：層樓繼電器回路、召喚信號(hào)的登記與清除、內(nèi)選信號(hào)指令登記與清除、開關(guān)門、運(yùn)行方向的選擇等。模塊間不完全獨(dú)立，它們之間存在著有機(jī)聯(lián)系，且編程時(shí)要考慮各條指令間的邏輯關(guān)系。 電梯電氣控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 電梯的整體運(yùn)行過程： 當(dāng)乘客進(jìn)入轎廂后，由乘客根據(jù)欲前往 的層站，逐一按下相應(yīng)層站的選層按鈕，便完成了運(yùn)行指令的預(yù)先登記，電梯便自動(dòng)決定運(yùn)行方向。再按啟動(dòng)按鈕，電梯自動(dòng)關(guān)門，沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 22 當(dāng)門完全關(guān)閉后，門鎖微動(dòng)開關(guān)閉合，使門鎖繼電器吸合，電梯開始啟動(dòng)、加速，直至穩(wěn)速運(yùn)行。當(dāng)電梯到達(dá)欲?？康哪康膶诱厩胺侥骋痪嚯x位置時(shí)，由井道內(nèi)的行程開關(guān)向電梯控制系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)換信號(hào)，電梯便自動(dòng)減速準(zhǔn)備停靠。當(dāng)轎廂進(jìn)入到平層區(qū) (即停靠層站上方或下方的一段有限距離 )時(shí)，井道平層傳感器動(dòng)作，發(fā)出平層信號(hào)控制轎廂準(zhǔn)確平層，并自動(dòng)取消，自動(dòng)開門。對某類電梯，如果在平層時(shí)平層精度超過標(biāo)準(zhǔn)要求，則電梯進(jìn)行校正運(yùn) 行，電梯以最低的速度慢行到準(zhǔn)確平行位。如果繼續(xù)平向運(yùn)行，司機(jī)只需按下啟動(dòng)按鈕，電梯便按預(yù)先登記的樓層，按序逐一自動(dòng)?？?，自動(dòng)開門。 在電梯運(yùn)行過程中，如果廳外有人按下廳門召喚電鈕，只要此時(shí)的召喚申請乘梯方向符合此時(shí)電梯的運(yùn)行方向，則電梯能被順向截停。當(dāng)同向登記指揮都已被執(zhí)行以后，電梯便自動(dòng)換向運(yùn)行，執(zhí)行另一方向的運(yùn)行登記指令。如果電梯在 某一層站關(guān)門時(shí)，有人或物碰觸了門安全觸板，或被非接觸式的光電式、電子式裝置檢測到關(guān)門障礙時(shí)，電梯便停止關(guān)門并立即轉(zhuǎn)為開門。如果欲乘電梯的乘客正逢電梯關(guān)門時(shí)，可按下外上、下召喚 按鈕中與電梯欲行方向相同的一個(gè)按鈕，電梯便立即開門，這種操作，用于為本層開門。如果由于乘客過多而超載，則電梯超載檢測裝置發(fā)出超載信號(hào)，阻止電梯啟動(dòng)并開門，直到滿足限載要求，電梯方能恢復(fù)正常運(yùn)行。如果停層時(shí)間到，便自動(dòng)關(guān)門啟動(dòng)、加速，直至穩(wěn)速運(yùn)行。在運(yùn)行過程中，可根據(jù)各樓層廳外召喚信號(hào)，對符合運(yùn)行方向的召喚信號(hào)，將逐一應(yīng)答，自動(dòng)?？?，自動(dòng)開門。在完成同向全部登記以后，如有反向廳外召喚信號(hào)，則電梯自動(dòng)換向運(yùn)行，應(yīng)答反向廳外召喚信號(hào)。如果沒有召喚信號(hào)時(shí)，電梯便自動(dòng)關(guān)門停機(jī)，或自動(dòng)駛回基站待命。如果某一樓層再有召喚 信號(hào)，電梯便自動(dòng)啟動(dòng)前往應(yīng)召。電梯的主程序流程圖如圖 所示。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 23 圖 電梯主程序流程圖 層樓繼電器回路的實(shí)現(xiàn) 要對電梯進(jìn)行控制首要的問題是反映電梯實(shí)際所在的位置即樓層。傳統(tǒng)的繼電器控制層樓電路，需要在每層裝設(shè)感應(yīng)器，這種方法雖然簡單直觀，但由于設(shè)置感應(yīng)器太多，占用 PLC 的 I/O 口也太多。 由于 PLC 具有數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)計(jì)算、數(shù)據(jù)比較處理等功能，所以用 PLC 很容易實(shí)沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 24 現(xiàn)層樓電路。啟用一數(shù)據(jù)寄存器 D0，電梯在最下層端站是將 1 送入 D0，最上層端站時(shí)，將最高層數(shù) 6 送入 D0，電梯每上升一層， D0 將自動(dòng)加一，電梯每下降一層， D0 將自動(dòng)減一，這樣使 D0 中始終存放的是樓層的層數(shù)，然后將 D0 分別與 ?? 6相比較，等于幾就說明電梯在幾層，這時(shí)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的層樓繼電器實(shí)現(xiàn)層樓電路。按照上述方法，六層六站的層樓繼電器電路梯形圖如 所示： 圖 層樓繼電器電路 召喚回路 召喚回路的作用：將廳外召喚信號(hào)記憶并顯示，當(dāng)電梯響應(yīng)后應(yīng)自動(dòng)將其消除。記憶和消除可以用 PLC 的 SET 和 RST 指令來實(shí)現(xiàn)。 位于層樓面的乘客欲前往任意一層樓，可通過按下電梯層門旁的上／下召喚按喚來沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 25 召喚電梯。當(dāng)電梯 到達(dá)乘客所召喚的那一層樓面時(shí)，立即清除該召喚信號(hào)。樓上召喚登記響應(yīng)及清除功能梯形圖如下圖 所示： 圖 召喚登記響應(yīng)及清除功能梯形圖 指令回路 指令回路的作用：將轎內(nèi)指令信號(hào)記憶并顯示，當(dāng)電梯響應(yīng)后應(yīng)自動(dòng)將其消除。記憶和消除可以用 PLC 的 SET 和 RST 指令來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)理論依據(jù)及 PLC 梯形 圖編制原理，指令回路功能圖如下圖所示： 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 26 圖 指令登記響應(yīng)及清除功能梯形圖 選向回路 選向回路是根據(jù)目前電梯所在位置和指令、召喚的情況決定電梯的運(yùn)行方向（向上或向下）。實(shí)際 就是改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。電梯在無司機(jī)工作狀態(tài)下，由程序決定上行或下行。當(dāng)電梯發(fā)出召喚信號(hào)或指令信號(hào)時(shí)， PLC 自動(dòng)根據(jù)轎廂目前所在層樓位置，來判定是上行還是下行。 若 召喚或指令要到的層樓 ＞ 轎廂目前所在層樓 電梯上行 召喚或指令要到的層樓 ＜ 轎廂目前所在層樓 電梯下行 召喚或指令要到的層樓 ＝ 轎廂目前所在層樓 無法定向 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 27 圖 電梯選向回路梯形圖 電梯的開關(guān)門環(huán)節(jié) ① 電梯的開門環(huán) 節(jié)主要有以下幾種情況： 1）電梯投入運(yùn)行前的開門； 2）電梯檢修時(shí)的開門； 3）電梯自動(dòng)運(yùn)行停層時(shí)的開門； 4）電梯關(guān)門過程中的重新開門（防夾人功能）； 5）呼梯開門。 綜合考慮以上的幾種情況，利用 PLC 強(qiáng)大的編程功能，結(jié)合自己的思路，電梯的開門梯形圖編制如下圖所示： 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 28 圖 電梯開門環(huán)節(jié)梯形圖 ② 電梯的關(guān)門環(huán)節(jié)有下面兩種情況： 1）電梯停用后的關(guān)門：此時(shí)電梯到達(dá)基站，司機(jī)或乘客離開轎廂，電梯自動(dòng)關(guān)門，司機(jī)將開關(guān)梯鑰匙旋轉(zhuǎn)到關(guān)梯位置，電梯的安全回路被切斷， PLC 停止運(yùn)行，電梯關(guān)閉。 2） 電梯自 動(dòng)運(yùn)行時(shí)的關(guān)門：停站時(shí)間繼電器延時(shí)結(jié)束后，電梯應(yīng)該自動(dòng)關(guān)門，停站時(shí)間未到時(shí)，可通過關(guān)門按鈕實(shí)現(xiàn)提前關(guān)門。 圖 電梯關(guān)門環(huán)節(jié)梯形圖 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 29 電梯起制動(dòng)環(huán)節(jié) ① 起動(dòng)環(huán)節(jié) 起動(dòng)環(huán)節(jié)的條件是：電梯的運(yùn)行方向已經(jīng)確定，轎廂的門已經(jīng)關(guān)好。在本次設(shè)計(jì)中我采用的是利用時(shí)間繼電器來控制電梯的加速度的時(shí)間，但是這個(gè)時(shí)間值不是絕對的，需要跟實(shí)際情況聯(lián)系起來，根據(jù)調(diào)試來確定電梯的加速度時(shí)間。 圖 變頻器升降速原理圖 先將 X X2 豫置為頻率升降端口， X1 為升速端口， X2 為降速端口。 當(dāng) KA1 閉合時(shí)， X1 得到信號(hào)，變頻器的輸出頻率上升， KA1 斷開時(shí)，輸出頻率保持；當(dāng) KA2 閉合時(shí)， X2 得到信號(hào)，變頻器的輸出頻率下降， KA2 斷開時(shí)，輸出頻率保持。 在利用升降速端子功能的豫置時(shí)必須同時(shí)豫置，否則無效。 根據(jù)上述原理，利用加速時(shí)間繼電器來控制 KA1，就可以實(shí)現(xiàn)頻率的逐步上升，達(dá)到無級(jí)調(diào)速的目的。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 30 圖 電梯起動(dòng)加速環(huán)節(jié)梯形圖 ② 停車制動(dòng)環(huán)節(jié)： 電梯在停車制動(dòng)之前，首先確定其停層的信號(hào)，即 確定要停車的樓層，應(yīng)該根據(jù)電梯的運(yùn)行方向與外呼信號(hào)的位置和轎廂內(nèi)的選層信號(hào)比較后得到。例如現(xiàn)有一個(gè)人要從四樓下降到三樓，則電梯在運(yùn)動(dòng)到三樓樓層中的樓層限位開關(guān)后，給 PLC 一個(gè)減速信號(hào)，而此信號(hào)就作為 PLC 控制變頻器減速變頻的控制信號(hào)。 X041 作為三樓的樓層限位開關(guān)，使用它觸發(fā)一個(gè)時(shí)間繼電器（減速時(shí)間繼電器），是電梯按照設(shè)定好的頻率下降曲線進(jìn)行減速。減速時(shí)間是由現(xiàn)場設(shè)備決定的，通過電梯的安裝調(diào)試可以準(zhǔn)確的設(shè)定電梯在每層的減速時(shí)間。現(xiàn)假設(shè)在三樓停車減速時(shí)間經(jīng)過調(diào)試為 3s。 圖 電梯三樓停車制動(dòng)環(huán)節(jié) 梯形圖 故障報(bào)警 故障報(bào)警是在電梯轎廂運(yùn)行中超出了電梯上下限位開關(guān)時(shí)，報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，發(fā)出報(bào)警指示。 圖 電梯故障報(bào)警梯形圖 圖 電梯轎廂通風(fēng)環(huán)節(jié)梯形圖 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 31 電梯的通風(fēng)系統(tǒng) 電梯的通風(fēng)系統(tǒng)采用的是由二氧化碳濃度傳感器檢測，當(dāng)轎廂內(nèi)的二氧化碳的濃度超過設(shè)定的值時(shí)，二氧化碳傳感器檢測控制輸入信號(hào)有效，并使 PLC 控制轎廂通風(fēng)的輸出繼電器帶電，接通風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，使轎廂通風(fēng)。如圖 所示。 電梯的照明系統(tǒng) 電梯的照明系統(tǒng)如此設(shè)定：當(dāng)電 梯在運(yùn)行過程中轎廂內(nèi)燈一直是點(diǎn)亮的，當(dāng)電梯在工作時(shí)，在 5 分鐘之內(nèi)沒有任何的呼梯信號(hào)，電梯內(nèi)的照明關(guān)閉。 圖 電梯的照明控制梯形圖 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 32 5 總結(jié) 全文總結(jié) 變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)，經(jīng)過最后的設(shè)計(jì)已經(jīng)具備了自動(dòng)響應(yīng)層樓召喚信號(hào)（含上召喚和下召喚）、轎廂層樓顯示（十進(jìn)制方式）、電梯直駛功能和反向最遠(yuǎn)停站功能、檢修應(yīng)急處理功能、自動(dòng)開關(guān)門和應(yīng)急手動(dòng)開門、關(guān)門功能，基本上完成了電梯控制的各個(gè)環(huán)節(jié)，最終繪制出了系統(tǒng)的硬件接線圖 [見附錄 ]。 在本次設(shè)計(jì)中，自己充分運(yùn)用了在校所學(xué)知識(shí)（運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、 PLC、自動(dòng)控制原理等），認(rèn)真查閱相關(guān)資料，并聯(lián)系當(dāng)今社會(huì)中的主流的控制方式，結(jié)合 PLC 控制和交流變頻調(diào)速技術(shù)，通過合理的設(shè)備選型、參數(shù)設(shè)置和軟件設(shè)計(jì)使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化，提高了電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能。也使電梯調(diào)速范圍廣、控制精度高，動(dòng)態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)任務(wù)書中所要求的任務(wù)。 由于 課程 設(shè)計(jì)時(shí)間與資源有限，不能完整的將指令程序通過編程器送入 PLC，進(jìn)行系統(tǒng)模擬調(diào)試。待以后條件允許，可以對以上設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行進(jìn)一步完善，懇 請老師諒解 ！ 展望 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的情況和資料顯示，結(jié)合當(dāng)今社會(huì)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢，我個(gè)人認(rèn)為電梯控制系統(tǒng)在以下幾個(gè)方面會(huì)有進(jìn)一步的研究和發(fā)展： ① 電梯的群控系統(tǒng)的控制與研究。因?yàn)楦邔咏ㄖ某霈F(xiàn)，高層辦公樓層的出現(xiàn)，使得電梯的使用更是迫在眉睫，時(shí)間的集中，時(shí)間的緊迫，人流量的加大，如何更有效的控制多個(gè)電梯，進(jìn)行合理分配運(yùn)行，是現(xiàn)在電梯研究的一個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目，這也將是電梯的發(fā)展趨向。 ② 電梯的高速運(yùn)行帶來的諸多方面的影響。隨著現(xiàn)代樓層高度的增加，高速電梯也在迅猛的發(fā)展，電梯的速度和電梯系統(tǒng)中的各個(gè)方面都有著緊密 的聯(lián)系。如此一來 ,高速電梯的運(yùn)行對電梯系統(tǒng)的各方面的性能及質(zhì)量都有著巨大的影響，如何利用先進(jìn)水平來減少因?yàn)楦咚侔l(fā)展而帶來的負(fù)面影響，使電梯更安全更快捷更方面的為人類服務(wù)成為一個(gè)至關(guān)重要的關(guān)鍵。 ③ 微機(jī)控制電梯經(jīng)濟(jì)性的研究。電梯在有效合理的運(yùn)行下，如何更經(jīng)濟(jì)的利用微機(jī)控制電梯運(yùn)作，是一個(gè)值得研究與發(fā)展利用的項(xiàng)目。沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 33 參 考 文 獻(xiàn) [1] 張萬忠 . 可編程控制器入門及應(yīng)用實(shí)例 [M]. 北京 ： 中國電力出版社 ， ： 137148. [2] 張燕賓 . 變頻調(diào)速應(yīng)用實(shí)踐 [M]. 北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社， ： 7886. [3] 何 超 . 交流變頻調(diào)速技術(shù) [M]. 北京 ： 北京航空航天大學(xué)出版社， ： 2332. [4] 張漢杰 . 現(xiàn)代電梯控制技術(shù) [M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， ： 3594. 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 34 附 錄 附錄 A 電梯控制系統(tǒng)原理圖 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 35 附錄 B 電梯控制系統(tǒng)梯形圖 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 36 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 37 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 38 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 39 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 40