【導(dǎo)讀】與日俱增，樓層的增加，給人們的出行造成了很大的不便。電梯因?yàn)槠浞奖?、安全、快。能，保證電梯的運(yùn)行既高效節(jié)能又安全可靠也成為了當(dāng)下的一大研究課題。短，占地空間大，正逐步被淘汰。為了提高電梯控制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效。雜的繼電器—接觸器控制。系統(tǒng)的核心部分使用了日本三菱公司生產(chǎn)的。得了良好的預(yù)期效果。

　　

【正文】 自動(dòng)斷開低速信號(hào)，從而達(dá)到平層的準(zhǔn)確可靠。平層后，貨梯進(jìn)行開，關(guān)門動(dòng)作。 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)施 (1)電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能： ① 電梯無司機(jī)人工駕駛，完全自動(dòng)響應(yīng)層站召喚和轎廂內(nèi)指令。 ② 電梯起動(dòng)后，轎廂在一樓，若一樓有呼梯信號(hào)，則開門。 ③ 當(dāng)電梯“懸停”時(shí)，若有呼梯信號(hào)且信號(hào)對(duì)應(yīng)的樓層高于當(dāng)前樓層時(shí)，則電梯處于上升狀態(tài)，反之則下降。 ④ 電梯運(yùn)行時(shí)只響應(yīng)順向呼梯信號(hào)，對(duì)反向呼梯信號(hào)只作記憶。 ⑤ 電梯在運(yùn)行過程中應(yīng)具有自動(dòng)換速、指層顯示狀戈押示、極限位置保護(hù)等功能 (2)電梯操作方式： ① 單轎廂下集選控制登記所有轎廂和廳門下行召喚 :轎廂上行是答應(yīng)轎廂召喚，直至最高層 。自動(dòng)改變運(yùn)行方向?yàn)橄滦?，?yīng)答廳門下行召喚。 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 ② 單轎廂全集選登記所有廳門和轎廂召喚 :上行時(shí)順應(yīng)答轎廂和廳門上召喚。直至最高層自動(dòng)反向應(yīng)答下行召喚和轎廂召喚。本設(shè)計(jì)采用全集選操作方式。 (3)轎廂運(yùn)行速度曲線 為了滿足舒適感提高運(yùn)輸效率及正確平層要求，電梯的速度給定曲線是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。人們對(duì)于速度變化的敏感度主要是加速度的變化率，舒適感就意味著要平滑的加速和減速。為了獲得良好的舒適感，將電梯的 起制動(dòng)速度曲線設(shè)計(jì)成由兩段拋物線 (S 曲線 )及一段直線構(gòu)成，而這一曲線形狀的構(gòu)成及改變，則是由加速度斜率及 S 曲線變化率決定的。見下圖。 圖 33 速度運(yùn)行曲線 加速斜率是以速度給定從 0加速到 1000轉(zhuǎn) /分所需要的時(shí)間來定義的。其含義為加速度由 0 加速到 1000轉(zhuǎn) /秒 2所需要的時(shí)間。因此通過改變起動(dòng)加速時(shí)間可獲得不同的起動(dòng)曲線斜率。增大加速時(shí)間值，起動(dòng)曲線變緩。反之，起動(dòng)曲線彎曲部分變急。而 S曲線變化率的變化，也可通過改變 S 曲線起始，終了加速時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。 (4)根據(jù)以上信息，貨梯變頻調(diào)速的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如下 ： 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 圖 34 貨梯變頻調(diào)速的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 本章小結(jié) 本章主要介紹的是貨梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。硬件為 PLC和變頻器。 (1)可 編程序控制器的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段即初創(chuàng)階段、擴(kuò)展階段、通信功能實(shí)現(xiàn)階段和開放階段。 PLC 是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)指令，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算等功能，用來對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。可編程控制器（ PLC）的基本結(jié)構(gòu)主要由中央處理單元 CPU、存儲(chǔ)器、輸 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 入、輸出等部分組成。工作原理包括 ： 1)輸入現(xiàn)場(chǎng)信息； 2)執(zhí)行程序； 3)輸出 控制信號(hào)。上述過程執(zhí)行完后，又重新開始，反復(fù)地執(zhí)行。 PLC 的性能指標(biāo)有編程語言、用戶程序存貯容量、 I/0 總點(diǎn)數(shù)、掃描速度、指令種類數(shù)和總條數(shù)、 .內(nèi)部繼電器的種類和點(diǎn)數(shù)等。可編程控制器除了具備繼電器控制系統(tǒng)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的原有功能外，還有其自己的特點(diǎn)。目前典型的 PLC 應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面： 1)順序控制 2)過程控制 3)數(shù)據(jù)處理 4)通信聯(lián)網(wǎng)。 (2)在 交流調(diào)速系統(tǒng)中，變頻器的作用是將頻率固定的交流電變換成 38 頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電。通用變頻器的基本構(gòu)成主要由主電路 (包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器 )和控制電 路組成。變頻器的分類： ① 按變換環(huán)節(jié)分 ：① 交 —— 交變頻器又稱為直接式變頻器 ② 交 —— 直 —— 交變頻器又稱為間接式變頻器。通用變頻器就屬于這種形式。 ② 按輸出電壓的調(diào)制方式分 ：① P AM(脈幅調(diào)制 )② P WM(脈寬調(diào)制 )。變頻器的矢量控制原理是設(shè)法模擬直流電動(dòng)機(jī)的控制特點(diǎn)來進(jìn)行交流電動(dòng)機(jī)的控制。電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn) :① 電梯變頻調(diào)速使用的是異步電動(dòng)機(jī)； ② 變頻調(diào)速電源使用了先進(jìn)的 SPWM 技術(shù) SVPWM 技術(shù)，明顯改善了電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能。 ③ 明顯改善了電動(dòng)機(jī)供電電源的質(zhì)量，減少了諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯。本設(shè)計(jì)選用了通用變頻器，通過合理的配置、設(shè)計(jì)和編程，同樣可以達(dá)到專用變頻器的控制效果。 (3)貨 梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想。貨梯控制系統(tǒng)可分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對(duì)貨梯運(yùn)行時(shí)乘客的舒適感有著重要影響，邏輯控制部分則是貨梯安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 第 4章 貨梯控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 貨梯運(yùn)行時(shí)控制的主要指標(biāo) (1)貨梯運(yùn)行到位后具有手動(dòng)開門關(guān)門功能。 (2)利用指示燈顯示廂外召喚信號(hào)，廂內(nèi)指令信號(hào)和貨梯到達(dá)信號(hào)。 (3)自動(dòng)辯別貨梯運(yùn)行方向，并發(fā)出響應(yīng)的指示信號(hào)。 輸入信號(hào)與編排 輸入信號(hào)及地址編號(hào)如下表 41所示，輸出信號(hào)及地址編號(hào)如下表 42所示。 表 41 輸入 信號(hào)及地址編號(hào) 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 表 42 輸出 信號(hào)及地址編號(hào) 貨梯轎廂內(nèi)、外控制按鈕的動(dòng)作要求 當(dāng)電梯運(yùn)行時(shí)，轎門隨轎廂做升降運(yùn)動(dòng)，當(dāng)行至某層站時(shí)，可由轎門上的門刀打開或關(guān)閉該層廳門。長(zhǎng)時(shí)間無呼叫信號(hào)時(shí)，電梯自動(dòng)回到一樓并且自動(dòng)關(guān)斷照明、風(fēng)扇。有內(nèi)選和呼梯信號(hào)時(shí)延時(shí)自動(dòng)關(guān)門，關(guān)門后自動(dòng)行車。 控制程序流程圖 （ 1） 開門、關(guān)門梯形圖 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 圖 41 開門、關(guān)門梯 形圖 X0 是手動(dòng)開門按鈕。當(dāng)貨梯運(yùn)行到位后， X0 閉和，開門繼電器 Y0 有效，貨梯門被打開。開門到位，開門行程開關(guān) X2 動(dòng)作， X2 常閉觸點(diǎn)斷開，開門過程才結(jié)束。 R1 貨梯啟動(dòng)運(yùn)行繼電器，關(guān)門繼電器 Y1，上行繼電器 Y2 都是常閉觸點(diǎn)，無效截止。關(guān)門過程也為手動(dòng)，當(dāng)按下關(guān)門按鈕 X1 時(shí)，關(guān)門繼電器 Y1 有效并自鎖，驅(qū)動(dòng)關(guān)門繼電器 Y1，關(guān)門行程開關(guān) X3 動(dòng)作， X3 常開觸點(diǎn)閉和，關(guān)閉貨梯門。此時(shí)開門繼電器 Y0 是無效截止。 （ 2） 層呼叫指示梯形圖 當(dāng)有工作人員在轎廂外某層按下呼叫按鈕（ X17， X20， X21， X22）中的任何一個(gè) ，相應(yīng)的指示燈亮說明有人呼叫。呼叫信號(hào)一直保持到貨梯到達(dá)該層，相應(yīng)的接近開關(guān)動(dòng)作時(shí)才被撤消。下圖是一層向上呼叫圖。手按一層上呼按鈕 X17，此時(shí)開門按 X0、一層接近開關(guān) X11截止，一層指示燈開關(guān)截止，一層上召喚燈亮。 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 42 層呼叫指示梯形圖 （ 3）啟動(dòng)和運(yùn)行梯形圖 啟動(dòng)按下一層指令按鈕 X14，上行方向燈開關(guān)導(dǎo)通，輸入門鎖輸入信號(hào) X10，關(guān)門繼電器 Y1動(dòng)作。同時(shí)電動(dòng)機(jī)反向繼電器 R5截止。貨梯開始啟動(dòng)運(yùn)行。 43 貨梯啟動(dòng)梯形圖 上行按下一層向上招喚按鈕 X17，下行繼電器 Y二、三層指示燈 Y2 Y24 開關(guān)截止，向上運(yùn)行開關(guān) X4動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器 R4 導(dǎo)通，上行繼電器 Y2 導(dǎo)通。下行 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 方向燈 Y2二、三層指示燈 Y2 Y24截止，下行繼電器 Y3 截止，上行方向燈 Y20亮，貨梯上行。貨梯運(yùn)行方向是由輸出繼電器 Y20和 Y21指示的，當(dāng)電梯運(yùn)行方向確定后，在關(guān)門信號(hào)和門鎖信號(hào)符合要求的情況下，貨梯開始啟動(dòng)運(yùn)行。貨梯啟動(dòng)后快速運(yùn)行， 2s 后加速，在接近目標(biāo)樓層時(shí)，相應(yīng)的接近開關(guān)動(dòng)作，貨梯開始轉(zhuǎn)為慢速運(yùn)行，直到貨梯到達(dá)目標(biāo)樓層時(shí)停止。 圖 44 貨梯運(yùn)行梯形圖 （ 4）貨梯整體運(yùn)行梯形圖 鑒于一、二、三層到 層指示梯形圖相似，各層內(nèi)指令梯形圖相似，各層呼叫指示梯形圖相似，貨梯上行和下行圖相似，因此，貨梯整體運(yùn)行程序圖很容易便可畫出來，見下圖所示。 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 圖 45 貨梯整體運(yùn)行梯形圖 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 本章小結(jié) 通過 PLC 對(duì)貨梯運(yùn)行的控制實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)回復(fù)、超重警報(bào)、消防警報(bào)、內(nèi)外呼等信號(hào)的控制，使電梯運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠，同時(shí)對(duì)電梯的風(fēng)扇及照明采取了自動(dòng)關(guān)閉的方法節(jié)省電能，使電梯運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠。 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 結(jié) 論 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，貨梯作為高層建筑中垂直升降的運(yùn)輸工具已和人們的日常生活密不可分，是機(jī)械電氣相結(jié)合的機(jī)電一體 化產(chǎn)品。載貨電梯是主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)的并有人伴隨的電梯，通常有專職司機(jī)操作。 而然這些與 PLC是分不開的， 可編程序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(qiáng)的抗干擾能力，而梯形圖的編程語言極易為工程技術(shù)人員所接受等特點(diǎn)，被稱為真正的工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 。 通過設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以綜合運(yùn)用自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，是對(duì)三年所學(xué)的知識(shí)的一次運(yùn)用，結(jié)合《電梯技術(shù)基礎(chǔ)》和《 PLC 編程及應(yīng)用》等書。指導(dǎo)老師對(duì)我們進(jìn)行了分組，每組成員分工。既要有團(tuán)隊(duì)意識(shí)，又要自我獨(dú)立完成自己分配的工作。經(jīng)過我們一組七 人的齊心協(xié)力，合理分配時(shí)間，收集 整理設(shè)計(jì)資料，做開題報(bào)告， 方案論證 ，和指導(dǎo)老師溝通，確定設(shè)計(jì)報(bào)告的思路，書寫設(shè)計(jì)報(bào)告，請(qǐng)指導(dǎo)老師審閱設(shè)計(jì)報(bào)告草稿，修改定稿設(shè)計(jì)報(bào)告，終于順利完成了設(shè)計(jì)報(bào)告。 通過此次設(shè)計(jì)，我成功完成三層貨梯的 PLC 控制和變頻啟動(dòng)設(shè)計(jì)。貨梯控制系統(tǒng)可分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對(duì)貨梯運(yùn)行時(shí)乘客的舒適感有著重要影響，邏輯控制部分則是貨梯安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。 充分考慮了 貨梯的通訊與監(jiān)控 ， 使用計(jì)算機(jī)與 PLC 的通訊，實(shí)現(xiàn)了用計(jì)算機(jī)對(duì)貨梯運(yùn)行狀況的監(jiān)視，也實(shí)現(xiàn)了通過計(jì)算機(jī)對(duì)貨梯的間接運(yùn)行控 制。由此可以說明，用 PLC 實(shí)現(xiàn)樓宇間貨梯的自動(dòng)控制以及貨梯、貨梯群的遠(yuǎn)程、集中監(jiān)控的可行性。 貨梯隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展得到廣泛應(yīng)用，因此如何實(shí)現(xiàn)其電氣的合理優(yōu)化控制成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。 查詢圖書，翻閱資料，在網(wǎng)上搜索資料，和老師、同組成員溝通，通過這些方法我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在以后工作中遇到什么難題，也需要這么做。在設(shè)計(jì)報(bào)告中，我去貨梯實(shí)地考察，通過詢問貨梯維護(hù)人員，許多設(shè)計(jì)中遇到的問題都迎刃而解，這是我設(shè)計(jì)報(bào)告中感觸最深的，在以后的工作中，需要在實(shí)踐體驗(yàn)真知。 本次設(shè)計(jì)充分對(duì)我專業(yè)知識(shí)進(jìn)行考察， 如果有時(shí)間和 機(jī)會(huì)，我希望能繼續(xù)對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行深入研究和探索。 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 致 謝 三年的大學(xué)生活已經(jīng)快結(jié)束，在本專業(yè)的學(xué)習(xí)中使我掌握了不少專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己。畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說是三年學(xué)習(xí)的總結(jié)和體現(xiàn)，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和幫助下，我完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。她熱心的幫助和循循善誘的指導(dǎo)深深感動(dòng)了我。 本 設(shè)計(jì)和三年中所有教育過我的老師也是分不開的，沒有他們的傳授的知識(shí)我也不可能完成這個(gè)課題。我無論是在課程學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題，資料 查詢和撰寫的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無不得到指導(dǎo)教師的悉心指導(dǎo)和幫助。我為這 幾個(gè)月來靜心學(xué)習(xí)，并取得較好成績(jī)而感到欣慰， 欣慰之余，我要感謝母校，向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的所有老師和同學(xué)們表示真摯的謝意！感謝他們對(duì)我的關(guān)心和支持！ 基于 PLC的載貨電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34 參 考 文 獻(xiàn) [1] 汪曉光，孫曉瑛，王艷丹等 .可編程控制器原理及應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [2] 袁任光 .可編程序控制器 (PLC)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例 .華南理工大學(xué)出版社， 2021 [3] 陳家盛 .電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修 .機(jī)械工業(yè)出版社， 1990 [4] 陳宇，段鑫 .可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧 .華南理工大學(xué)出版社， 2021 [5] 王紅王艷玲 .可編程控制器使用教程電子工業(yè)出版社， 2021 [6] 李惠升 .電梯控制技術(shù) .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [7] 阮礽忠 .常用機(jī)械電氣控制手冊(cè) .福建科學(xué)技術(shù)出版社， 2021 [8] 國家石油和化學(xué)工業(yè)局 .HG/T .國家石油和化學(xué)工業(yè)局， 2021 [9] 朱曉東曾慶山馮冬青 .虛擬電梯系統(tǒng)中的 PLC 通訊技術(shù)設(shè)計(jì)，中文核心期刊 .微機(jī)算機(jī)信息 .（測(cè)控自動(dòng)化） 2021 年第 22 卷第 7 期 [10] 郭宗仁等 .可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) .人民郵電出版社， 2021 [11] 陳在平 .可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021