【導(dǎo)讀】越來(lái)越重要的地位。本文結(jié)合PLC的性能，在介紹電梯基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，深。入分析了電梯的工作原理，重點(diǎn)分析了電梯的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。動(dòng)和自動(dòng)關(guān)門等基本功能。

　　

【正文】 且指令執(zhí)行速度快。 3） S7226CN 可用內(nèi)部輔助繼電器 M，狀態(tài)繼電器 S，定時(shí)器 T，寄存器 D，計(jì)數(shù)器 C 的功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要。 4） S7226CN 的編程可用編程器，也可以在 PC 機(jī)上使用西門子公司的專用編程軟件包 STEP 7 MicroWIN SP6 進(jìn)行。編程語(yǔ)言可用梯形圖或指令表。尤其是可用 PC 機(jī)對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。 電梯控制系統(tǒng)構(gòu)成 電梯控制系統(tǒng)主要由變頻調(diào)速主回路、輸入輸出單元以及 PLC 單元構(gòu)成，由 如圖 41 所示， PLC 用來(lái)完成對(duì)電梯曳引電機(jī)及開關(guān)門機(jī)的起動(dòng)，加減速，停止，運(yùn)行方向，樓層顯示，層站召喚，轎箱內(nèi)操作，安全保護(hù)等指令信號(hào)進(jìn)行管理和控制功能。 25 圖 41 主電路圖 門機(jī)電路、抱閘電路、門鎖及安全運(yùn)行電路 門電動(dòng)機(jī)為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，可由 KM KM2 控制其正反轉(zhuǎn)。 KM1 接通時(shí)，電阻 R2 與電動(dòng)機(jī)電樞并聯(lián)，電流由電樞左端流向右端，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)開門， KM2 接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)關(guān)門，并由 SQ SQ10 與 R3 一起實(shí)現(xiàn)關(guān)門調(diào)速。 當(dāng)電梯上下運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)打開，其線圈應(yīng)通電。電梯停止運(yùn) 行時(shí)，抱閘應(yīng)抱死，其線圈應(yīng)斷電。將所有廳、轎門開關(guān)串聯(lián)在一起，控制門鎖繼電器 KA1，實(shí)現(xiàn)全部門關(guān)閉后電梯才能運(yùn)行的控制。將安全窗開關(guān)、安全鉗開關(guān)、限速器開關(guān)、轎內(nèi)急停開關(guān)、上下強(qiáng)迫停止開關(guān)、基站開關(guān)梯開關(guān)以及熱繼電器觸點(diǎn) FR FR2 串聯(lián)在一起，構(gòu)成安全回路，控制安全運(yùn)行繼電器 KA2，用 KA2 的觸點(diǎn)控制 PLC 的 RUN 口，只有當(dāng)該 KA2 吸合時(shí)，才允許 PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)。這樣可以節(jié)省 PLC 的輸入口，又可以實(shí)現(xiàn)在多種緊急情況下的立即停車。 26 電梯控制硬件設(shè)計(jì) 硬件可分為兩部分，輸入和輸出單元，它門是 PLC 的 I/O 接口部分，主要由廳外呼叫、轎箱內(nèi)選層、樓層及方向指示、開關(guān)門、井道內(nèi)的上下平層、上下強(qiáng)迫換速開關(guān)、門鎖、安全保護(hù)繼電器等單元構(gòu)成。 （ 1）輸入單元為： 門廳外按鈕與轎箱內(nèi)選層按鈕，負(fù)責(zé)對(duì)預(yù)選樓層指令的登記、消除和指示； 開關(guān)門按鈕，控制轎門的開閉； 上下平層感應(yīng)器，用來(lái)保證電梯轎箱在各層?？繒r(shí)準(zhǔn)確平層； 上下限強(qiáng)迫換速開關(guān)，用于保護(hù)電梯的高速運(yùn)行安全，避免電梯出現(xiàn)沖頂或蹲底事故，當(dāng)電梯到達(dá)上下端站時(shí)，裝在轎廂邊的上下限強(qiáng)迫換速開關(guān)打板，信號(hào)輸入到PLC， PLC 發(fā)出換速信號(hào)強(qiáng)迫電梯減速運(yùn)行到平層 位置； 門鎖裝置，轎門閉合和各廳門閉合上鎖是電梯正常起動(dòng)運(yùn)行的前提； 安全回路，通常包括轎內(nèi)急停開關(guān)、轎頂內(nèi)急停開關(guān)、安全鉗開關(guān)、限速器斷繩開關(guān)、限速器超速開關(guān)、電源開關(guān)等。 （ 2）輸出單元為： 樓層及方向指示單元，包括電梯上下行方向指示燈、目前的方向及層樓指示燈； 開關(guān)門接觸器，用于控制電梯的廳門和轎門的打開和關(guān)閉，在自動(dòng)定向完成或電梯平穩(wěn)?？亢?， PLC 給出相關(guān)指令，完成開關(guān)門動(dòng)作； 啟動(dòng)加速、制動(dòng)減速接觸器，用于電梯的調(diào)速系統(tǒng)。 表 電器元件名稱及其對(duì)應(yīng) PLC 的 I/O 分配表 名稱 地址 名 稱 地址 內(nèi)呼一層 三層限位 內(nèi)呼二層 四層限位 內(nèi)呼三層 五層限位 內(nèi)呼四層 六層限位 內(nèi)呼五層 開門限位 內(nèi)呼六層 關(guān)門限位 27 緊急停車 轎廂停車 手動(dòng)開門 關(guān)門 手動(dòng)關(guān)門 開門 關(guān)門阻攔 轎廂上行 上層平層感應(yīng)器 轎廂下行 下層平層感應(yīng)器 一層呼梯指示 一層上呼 二層呼梯指示 二層上呼 三層呼梯指示 二層下呼 四層呼梯指示 三層上呼 五層呼梯指示 三層下呼 六層呼梯指示 四層上呼 加速 四層下呼 低速 五層上呼 減速 五層下呼 報(bào)警 六層下呼 稱重 一層限位 高速 二層限位 轎廂樓層顯示 QB2 綜合考慮輸入輸出要求，估計(jì)需要 PLC 輸入輸出點(diǎn) 55 點(diǎn)左右。因此，采用西門子 S7226CN 可編程控制器與 EM223 數(shù)字量擴(kuò)張模塊完成本次設(shè)計(jì)。 28 第五章 PLC 軟件設(shè)計(jì) 由電梯運(yùn)動(dòng)流程圖可以看出電梯的運(yùn)動(dòng)控制中最需要關(guān)注的主要部分是：開關(guān)轎廂門的控制，電梯的自動(dòng)選向，轎廂的內(nèi)呼和樓層外呼指示。將各部分分為單獨(dú)的模塊分別進(jìn)行編程，繪制梯形圖，不僅條理清晰，而且能提高編程效率。 算法說(shuō)明 根據(jù)電梯的控制要求畫出程序的基本控制流程如附錄二所示（其中不包括檢修及司機(jī)開關(guān)電梯環(huán)節(jié)，只是電梯運(yùn)行的基本流程圖） 。 梯形圖的設(shè)計(jì) 梯形圖的設(shè)計(jì)可以分成幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，然后再將這些環(huán)節(jié)組合在一起形成完整的梯形圖。本設(shè)計(jì)梯形圖見附錄一。 1. 開關(guān)門環(huán)節(jié) 電梯的開關(guān)門，存在以下幾種情況： （ 1） 電梯投入運(yùn)行前的開門。此時(shí)電梯位于基站，將開關(guān)梯鑰匙插入 SA2 內(nèi)旋轉(zhuǎn)至開梯位置，則電梯應(yīng)自動(dòng)開門。乘客或司機(jī)進(jìn)入轎廂，選層后電梯自動(dòng)運(yùn)行。 （ 2） 電梯檢修時(shí)的開關(guān)門。檢修狀態(tài)下，開關(guān)門均為手動(dòng)狀態(tài)，由開關(guān)門按鈕SB SB2 實(shí)施開門與關(guān)門。 （ 3） 電梯自動(dòng)運(yùn)行停層時(shí)的開門。電梯在平層時(shí)至平層位置，電梯應(yīng)開始開門。 （ 4） 電梯關(guān)門過(guò)程中的重新開門。在電梯關(guān)門的過(guò)程中，若有人或物夾在兩門的中間，需重新開門。目前大多數(shù)電梯采用光幕或機(jī)械安全觸板進(jìn)行檢測(cè)，自動(dòng)發(fā)送重新開門信號(hào)，已達(dá)到重新開門的目的。 （ 5） 呼梯開門。電梯到達(dá)某層站后，如果沒有人繼續(xù)使用電梯，電梯將停靠在該層站待命，電梯將首先開門，以滿足用梯的要求。若其他層站有人呼梯，電梯將首先定向，并啟動(dòng)運(yùn)行，到達(dá)呼梯樓層時(shí)再開門，此時(shí)的開門按停層開門處理。 29 （ 6） 電梯停后的關(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)梯鑰匙插入 SA2，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，電梯被關(guān)閉。 （ 7） 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)束時(shí)，電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門。停站時(shí)間未到時(shí)，可通過(guò)關(guān)門按鈕實(shí)現(xiàn)提前關(guān)門。 2. 層樓信號(hào)的產(chǎn)生與清除環(huán)節(jié) 當(dāng)電梯位于某一層時(shí)，指層感應(yīng)器產(chǎn)生樓層信號(hào)，以控制指層燈的狀態(tài)，離開該層時(shí)，該樓層信號(hào)應(yīng)被新的樓層信號(hào)所取代。 3．停層信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié) 乘客或司機(jī)通過(guò)對(duì)轎廂內(nèi)操作盤上 16 層選層按鈕的操作，可以選擇欲去的樓層。選層信號(hào)被登記后，選層按鈕下的指示燈亮。當(dāng)電梯到達(dá)所選的樓層后，停層信號(hào)即被消除，指示 燈也應(yīng)熄滅。 4．外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié) 乘客或司機(jī)在廳門外呼梯時(shí)，呼梯信號(hào)應(yīng)被接收和記憶。當(dāng)電梯到達(dá)該層，且定向方向與目的地方向一致時(shí)（基層和頂層除外），呼梯要求已滿足，呼梯信號(hào)應(yīng)被消除。 按下外呼按鈕時(shí)，相對(duì)應(yīng)的外呼輔助繼電器接通，外呼鈕下的指示燈亮，表示呼梯要求已被電梯接收并記憶。該信號(hào)的消除環(huán)節(jié)是由當(dāng)層信號(hào)的動(dòng)斷觸點(diǎn)與運(yùn)行方向的動(dòng)斷并聯(lián)構(gòu)成的 5．電梯的定向環(huán)節(jié) 在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，電梯應(yīng)首先確定運(yùn)行方向，也即定向。電梯的定向只有兩種情況，即上行和下行。電梯處于待命狀態(tài)，接受到內(nèi)選和外呼信號(hào)時(shí)，應(yīng)將 電梯所處的位置與內(nèi)選和外呼信號(hào)進(jìn)行比較，確定是上行還是下行。一旦電梯定向后，內(nèi)選與外呼對(duì)電梯進(jìn)行順向運(yùn)行的要求沒有滿足的情況下，定向信號(hào)不能消除。檢修狀態(tài)下運(yùn)行方向直接由上行和下行啟動(dòng)按鈕確定，不需定向。 電梯啟動(dòng)的條件：運(yùn)行方向已確實(shí)，門已關(guān)好。 30 電梯在停車制動(dòng)之前，應(yīng)首先確定其停層信號(hào)，即確實(shí)要停靠的樓層，應(yīng)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)選層信號(hào)比較后得出。梯形圖中各層的停車觸發(fā)信號(hào)在下行下呼，上行上呼及內(nèi)選層信號(hào)存在時(shí)產(chǎn)生，這 些都是符合前邊所談到的停車原則的。 開關(guān)轎廂門程序 轎廂門開可分為以下幾種情況： (1)電梯在一層平層，有一層外呼上指示或一層內(nèi)呼指示。 (2)電梯在二層平層，有二層外呼下指示 (電梯選項(xiàng)向下 )，二層外呼上指示 (電梯選項(xiàng)向上 )或二層內(nèi)呼指示。 (3)電梯在三層平層，有三層外呼下指示 (電梯選項(xiàng)向下 )，三層外呼上指示 (電梯選項(xiàng)向上 )或三層內(nèi)呼指示。 (4)電梯在四層平層，有四層外呼下指示 (電梯選項(xiàng)向下 )，四層外呼上指示 (電梯選項(xiàng)向上 )或四層內(nèi)呼指示。 (5)電梯在五層平層，有五層外呼下指示 (電梯選項(xiàng)向下 )，五層外 呼上指示 (電梯選項(xiàng)向上 )或五層內(nèi)呼指示。 (6)電梯在六層平層，有六層外呼下指示或六層內(nèi)呼指示。 電梯在平層時(shí)按下開門按鈕。 門電機(jī)開這個(gè)輸出被置位后，當(dāng)它符合一定條件時(shí)，就應(yīng)取消它的置位，使其停止開門動(dòng)作。這些條件應(yīng)為： (1)按下關(guān)門按鈕，并且同時(shí)開門按鈕沒有按下。 (2)輸出信號(hào)門電機(jī)關(guān)置位，且開門按鈕沒有按下 (3)達(dá)到開門限位，自動(dòng)停止開門動(dòng)作。 開門動(dòng)作結(jié)束后將是 5 秒鐘的延時(shí)，然后電梯會(huì)自動(dòng)關(guān)門，達(dá)到關(guān)門限位后，關(guān)門動(dòng)作自動(dòng)結(jié)束。同樣，按下關(guān)門按鈕，電梯也將關(guān)門，開門按鈕被按下，或有門電機(jī)開信號(hào) 輸出，則關(guān)門動(dòng)作取消。 自動(dòng)選向程序 本程序的自動(dòng)選項(xiàng)功能主要由電梯的上行條件和下行條件兩部分組成，其中電梯滿足以下條件時(shí)上行： (1)電梯在五層，且有五層外呼上指示，六層外呼下指示，六層內(nèi)呼指示。 31 (2)電梯在四層，且有四層和五層外呼上指示，五層和六層外呼下指示，五層和六層內(nèi)呼指示。 (3)電梯在三層，且有三層外呼上指示，四層外呼下指示，四層外呼上指示，五層外呼下指示，五層外呼上指示，六層外呼下指示，四層內(nèi)呼指示，五層內(nèi)呼指示，六層內(nèi)呼指示。 (4)電梯在二層，且有二層外呼上指示，三層外呼下指示，三層外呼 上指示，四層外呼下指示，四層外呼上指示，五層外呼下指示，五層外呼上指示，六層外呼下指示，三層內(nèi)呼指示，四層內(nèi)呼指示，五層內(nèi)呼指示，六層內(nèi)呼指示。 (5)電梯在一層時(shí)，無(wú)論什么情況均上行；同理，電梯在第六層時(shí)無(wú)論什么情況均不上行。 滿足以上條件同時(shí)不滿足電梯下行條件時(shí)，電梯上行 。同樣，當(dāng)滿足以下條件，且不滿足電梯上行條件時(shí)，電梯下行： (1)電梯在二層，且有二層外呼下指示，一層外呼上指示，一層內(nèi)呼指示。 ()2 電梯在三層，且有三層和二層外呼下指示，二層和一層外呼上指示，二層和一層內(nèi)呼指示。 (3)電梯在四層， 且有四層外呼下指示，三層外呼下指示，三層外呼上指示，二層外呼下指示，二層外呼上指示，一層外呼上指示，三層內(nèi)呼指示，二層內(nèi)呼指示，一層內(nèi)呼指示。 (4)電梯在五層，且有五層外呼下指示，四層外呼下指示，四層外呼上指示，三層外呼下指示，三層外呼上指示，二層外呼下指示，二層外呼上指示，一層外呼上指示，四層內(nèi)呼指示，三層內(nèi)呼指示，二層內(nèi)呼指示，一層內(nèi)呼指示。 (5)電梯在六層時(shí)，無(wú)論什么情況均下行；同理，電梯在第一層時(shí)無(wú)論什么情況均不下行。 轎廂內(nèi)呼和樓層外呼指示程序 轎廂內(nèi)呼較為簡(jiǎn)單，當(dāng)按下內(nèi)呼按鈕，內(nèi)呼指示即置位 ，達(dá)到指定樓層后，電梯門打開，內(nèi)呼指示取消置位。 樓層外呼指示程序則比較復(fù)雜，按下外呼按鈕，則對(duì)應(yīng)的外呼指示置位，在取消置位時(shí)，一層和五層因?yàn)橹挥幸环N運(yùn)動(dòng)方向，因此直接平層后門電機(jī)打開就能取消置 32 位。而二、三、四、五層則不同，因?yàn)檫@四層均有兩種運(yùn)動(dòng)方向，只有電梯運(yùn)動(dòng)方向與外呼運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，才能取消置位。 33 結(jié) 論 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我通過(guò)查閱與課題有關(guān)的技術(shù)參考資料，了解與此有關(guān)的應(yīng)用技術(shù)與發(fā)展現(xiàn)狀，同時(shí)學(xué)習(xí)掌握西門子公司 PLC 的編程調(diào)試方法與技術(shù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并完成了用西門子 PLC 控制五層電梯系統(tǒng)的硬 件和軟件，給出系統(tǒng)硬件的整體設(shè)計(jì)的說(shuō)明，以及軟件的總體設(shè)計(jì)構(gòu)思，并編寫相應(yīng)的梯形圖軟件。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段的一次非常難得的理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次獨(dú)立地較為完整的設(shè)計(jì)出電梯 PLC 控制系統(tǒng)，我擺脫了單純的理論學(xué)習(xí)狀態(tài)。通過(guò)實(shí)際的軟、硬件設(shè)計(jì)與選擇，鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及專業(yè)文獻(xiàn)翻譯等其他方面的能力水平。通過(guò)與王耿芳指導(dǎo)老師的溝通與交流，我了解到許多 PLC 的實(shí)際運(yùn)用知識(shí)，硬件設(shè)備的選用方法等，讓我的綜合能力得到了 提高。這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我得到了寶貴的實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，使我能夠更好的把理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，再未來(lái)的工作中表現(xiàn)出更好的自主學(xué)習(xí)能力和靈活應(yīng)變能力。 順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。但在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我還有一些未能完成遺憾。由于能力所限，我僅僅運(yùn)用 PLC 實(shí)現(xiàn)了電梯最基本的運(yùn)動(dòng)控制功能，在實(shí)際運(yùn)行中還存在一些不足，例如沒有考慮到電梯的舒適性，電梯轎廂以及轎廂門、廳門的運(yùn)行速度只有一個(gè)設(shè)定值，沒有運(yùn)用變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，造成在實(shí)際運(yùn)用中乘坐人員舒適度的降低，這也是我進(jìn)一步需要努力和加強(qiáng)的地方。發(fā)現(xiàn)問題，面對(duì)問題，才有可能解決問題。不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)，更好的為社會(huì)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，為祖國(guó)的四化服務(wù)。