【正文】 轎廂在一樓、三樓行程開(kāi)關(guān) X00 X005 互鎖。有司機(jī)狀態(tài)下，常開(kāi) X002 變常閉；指令狀M17 Y000 Y002 Y002 38 態(tài)下，常開(kāi) X015 變常閉，有司機(jī)直駛線(xiàn)圈 M16 得電，即只響應(yīng)指令召喚。 4) 門(mén)關(guān)閉控制功能 關(guān)門(mén) 3 秒后，電梯門(mén)關(guān)閉。 圖 313 上／下客時(shí)間控制功能梯形圖 在無(wú)司機(jī)狀態(tài)下， X002 常閉；無(wú)開(kāi)門(mén)顯示， Y000 常閉；非關(guān)門(mén)顯示， Y001 常閉；門(mén)未關(guān)閉： Y002 常閉；定時(shí)器線(xiàn)圈 T2 得電，定時(shí)時(shí)間為 4 秒， 4 秒后， M18 線(xiàn)圈得電，上／下客時(shí)間結(jié)束，啟動(dòng)關(guān)門(mén)信號(hào)。從圖中可知，滿(mǎn) 足開(kāi)門(mén)條件有以下幾種情況： ① 非消防時(shí)有停站開(kāi)門(mén)信號(hào)； ② 非消防時(shí)有廳外開(kāi)門(mén)信號(hào)； ③ 消防時(shí)到達(dá)底樓； 在非消防狀態(tài)時(shí)， PLC 一旦發(fā)出停站開(kāi)門(mén)信號(hào)或廳外開(kāi)門(mén)信號(hào)，即常開(kāi) M1 變常閉或常開(kāi) M2變常閉，開(kāi)門(mén)信號(hào)線(xiàn)圈 Y000 得電，常開(kāi) Y000 自保，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器 T1，定時(shí)時(shí)間為 3 秒， 3秒后線(xiàn)圈 M20 得電，常閉 M20 變常開(kāi)，定時(shí)器復(fù)位，取消開(kāi)門(mén)信號(hào)。 6. 開(kāi)門(mén)時(shí)間、上／下客時(shí)間、關(guān)門(mén)時(shí)間、門(mén)關(guān)閉控制功能 電梯到站后，首先開(kāi)門(mén) 3 秒，然后上／下客 4 秒，最后關(guān)門(mén) 3 秒。因此，采用延時(shí) 1 秒鐘的辦法，讓任何層面的行程開(kāi)關(guān)先得電， M19 也得電，延時(shí) 1 秒鐘后再斷開(kāi)，讓線(xiàn)圈M1 能夠得電，這樣電梯就能順利的停站。消防時(shí)，電梯下行到底樓開(kāi)過(guò)門(mén)后，常開(kāi) M13 變常閉，一樓行程開(kāi)關(guān)常開(kāi) X003變常閉， 1 秒停站脈沖形成后，停站信號(hào)線(xiàn)圈 M1 得電。在有司機(jī)工作狀態(tài)下，如果電梯有運(yùn)行信號(hào) Y007，則不再接收上行或下行信號(hào)。同樣若司機(jī)按下 X001 下行啟動(dòng)按鈕，電梯則下行。無(wú)司機(jī)工作狀態(tài)下，當(dāng)三樓有指令信號(hào) Y015或上下召喚信號(hào) Y02 Y024 發(fā)出時(shí)， PLC 首先判斷轎廂當(dāng)前是否在三樓，如果就在三樓，則轎廂在三樓的常閉 M32 變常開(kāi)，線(xiàn)圈 Y00 Y004 都不得電，電梯既不上行也不下行。 圖 38 消防到達(dá)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)并在任何層樓面停站 則清除所有指令登記功能梯形圖 3. 自動(dòng)定向功能 電梯的換向即改變電梯的運(yùn)行方向，實(shí)際就是改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。需要說(shuō)明的是當(dāng)常開(kāi) M3得電變常閉時(shí)，電梯也清除指令登記。如果此時(shí)電梯不在一樓時(shí)，按下到一樓指令按鈕，一樓指令按鈕 X010 得電，線(xiàn)圈 Y013 得電，常開(kāi) Y013 自保，完成一樓指令登記 顯示。當(dāng)電梯處于消防狀態(tài)時(shí)，常開(kāi) X016 變常閉。 30 圖 36 一樓上召喚信號(hào)登記響應(yīng)及清除功能梯形圖 2. 指令信號(hào)登記響應(yīng)及清除功能 當(dāng)司機(jī)／乘客／消防人員進(jìn)入到電梯轎廂中時(shí)，就要用到轎廂內(nèi)控制屏上的指令按鈕。 X017 為一樓上召喚按鈕輸入常開(kāi)觸點(diǎn)，若此時(shí)有人按下此開(kāi)關(guān)， X017 得電，同時(shí)線(xiàn)圈 Y020 得電，常開(kāi) Y020 自保，即一樓上召喚信號(hào)登記顯示。 PLC 單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)基本功能梯形圖分析 1. 召喚信號(hào)登記響應(yīng)及清除功能 位于層樓面的乘客欲前往任意一層樓，可通過(guò)按下電梯層門(mén)旁的上／下召喚按喚來(lái)召喚電梯。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試。由于其硬件的限制，故采用二進(jìn)制的顯示方式。 各樓層乘客召喚時(shí)，除底層和頂層只有一個(gè)召喚登記顯示，其它各層均設(shè)上下兩個(gè)召喚登記顯示， 5 層共需 8 個(gè)輸出顯示。 上、下行指示燈 2 點(diǎn)輸出。 5 層電梯需 5 個(gè)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制是否到了某一層，因此需 5 點(diǎn)輸入。 1) PLC 輸入信號(hào)的確定 先考察電梯轎廂內(nèi)的操作。 控制信號(hào) 指令信號(hào) 召喚信號(hào) 層樓信號(hào) 層樓定位 指令登記 召喚登記 自動(dòng)定向 運(yùn)行控制 （開(kāi) /關(guān)門(mén)、上 /下行、停站） 運(yùn)行顯示 電動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)控制 消防控制 置 位 置位 清除 清除 來(lái)自轎廂 控制面板 來(lái)自井道 行程開(kāi)關(guān) 來(lái)自轎廂 控制面板 來(lái)自層面 控制按鈕 來(lái)自層面 火警開(kāi)關(guān) 顯 示 顯 示 顯 示 25 圖 34 PLC 單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)工作流程圖 PLC 控制單臺(tái)電梯方案 PLC電梯控制系統(tǒng)的控制核心是 PLC。這兩種信號(hào)也參與自動(dòng)定向，和層樓信號(hào)一同對(duì)電梯進(jìn)行運(yùn)行控制，包括開(kāi)／關(guān)門(mén)、上／下行和停站。 2. PLC 單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)的工作流程 圖 34 為 PLC 單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)工作流程圖，從圖中可知控制一臺(tái)電梯正常工作，主 要需要如下信號(hào)：控制信號(hào)、層樓信號(hào)、指令信號(hào)、召喚信號(hào)和消防信號(hào)。具有以下特點(diǎn)： ① 電梯開(kāi)門(mén)／關(guān)門(mén)／上、下客時(shí)間均由定時(shí)器定時(shí) ② 只要電梯門(mén)關(guān)閉后自動(dòng)定向 1 2 3 4 5 YSJ AJ 24 3) 消防方式是指大樓發(fā)生火災(zāi)時(shí)，電梯運(yùn)行控制的一種特殊工作方式。需要說(shuō)明的是，本實(shí)驗(yàn)裝置在無(wú)司機(jī)狀態(tài)下，利用定時(shí)器控制開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)和上下客時(shí)間；有司機(jī)狀態(tài)下，則直接由司機(jī)控制開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)和上下客時(shí)間。其中包括上行、下行顯 示及 LED 層樓位置的顯示。 圖 32 為電梯層門(mén)示意圖。 圖 31 電梯的簡(jiǎn)化模型和控制柜示意圖 電梯控制柜是電梯電氣控制系統(tǒng)完成各種主要任務(wù)，實(shí)現(xiàn)各種性能的中心。 21 電梯模型結(jié)構(gòu) 1) 電梯模型的主體結(jié)構(gòu)與控制柜 圖 31 為五層電梯的簡(jiǎn)化模型和控制 柜示意圖。 總之， PLC 是采用微機(jī)技術(shù)制造的通用自動(dòng)控制設(shè)備，它能控制開(kāi)關(guān)量、模擬量、具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、并具有完成邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)、運(yùn)算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設(shè)備。但在電梯控制中，往往要求能直接控制 110V 或 220V 的用電設(shè)備，如用戶(hù)專(zhuān)門(mén)配備接口電路既不方便又不可靠。但是，對(duì)一般的電梯而言，應(yīng)用微機(jī)控制也有其局限性和不足之處。 輸入端子 輸入映象寄存器 輸出映像寄存器 輸出鎖存器 輸出端子 輸入 ………. 輸出 程序執(zhí)行階段 輸入采樣階段 輸出刷新階段 X001 Y001 Y001 M1 讀 讀 ① ② ③ ④ ⑤ 20 2. 微機(jī)控制系統(tǒng) 電梯的微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是使控制算法不再由硬件邏輯完成，而是通過(guò)程序存貯器中的程序來(lái)完成的控制系統(tǒng)。 可編程序控制器與繼電器、微機(jī)在電梯控制中的應(yīng)用比較 在電梯的電氣系統(tǒng)中，邏輯判斷起著主要的作用，其控制系統(tǒng)必須起動(dòng)各種控制信號(hào)和執(zhí)行元件（如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動(dòng)機(jī)以及電子元件、電力電子器件等），要 達(dá)到這些控制目的，其方法有： 1. 繼電器 — 接觸器控制系統(tǒng) 這種控制系統(tǒng)是早期電梯多采用的一種控制系統(tǒng)。輸出信號(hào)的變化滯后于輸入信號(hào)的變化，這產(chǎn)生了 PLC 的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象，最大滯后時(shí)間為 23 個(gè)掃描周期。 2) PLC 的程序執(zhí)行過(guò)程 PLC 的程序的執(zhí)行過(guò)程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)主要階段，如圖 24 所示。然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描，并周而復(fù)始地重要進(jìn)行。 系統(tǒng)程序：包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。圖 21 為 PLC 的硬件結(jié)構(gòu)圖。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型 PLC 三種類(lèi)型。 ? 功能擴(kuò)展能力 可編程序控制器除了主模塊之外，通常都 可配備一些可擴(kuò)展模塊，以適應(yīng)各種特殊應(yīng)用的需要，如 A／ D 模塊、 D／ A 模塊、位置控制模塊等。它標(biāo)志著可以接多少個(gè)開(kāi)關(guān)、按鈕和可以控制多少個(gè)負(fù)載。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)引進(jìn)工作的進(jìn)一步開(kāi)展，電氣控制系統(tǒng)發(fā)展換代迅速。其操縱是實(shí)行各個(gè)控制環(huán)節(jié)的方式和手段。 2. 電梯的電氣控制部分 電氣控制系統(tǒng)由控制柜、操縱箱、層樓指示、召喚箱及曳引電動(dòng)機(jī)等幾十個(gè)分散安裝在電梯井道內(nèi)外和各相關(guān)電梯部件中的電器元件構(gòu)成。 1. 電梯的電力拖動(dòng)部分 電梯主拖動(dòng)類(lèi)型有直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、直流 G－ M（即發(fā)電機(jī)－電動(dòng)機(jī)組供電）拖動(dòng)、晶閘管供電（ SCR－ M）的直流拖動(dòng)和交流雙速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流調(diào)壓調(diào)速（ AVCC）拖動(dòng)、交流變頻調(diào)速（ VVVF）等。而載貨電梯的運(yùn)行工作情況則類(lèi)似卡車(chē)，執(zhí)行任務(wù)為一次性的，司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行時(shí)一般一次只能下達(dá)一個(gè)指令任務(wù)，當(dāng)一個(gè)指令任務(wù)完成后才能再下達(dá)另一個(gè)指令任務(wù)。 電梯的運(yùn)行工作情況和汽車(chē)有共同之處，但是汽車(chē)的起動(dòng)、加速、?？康热克緳C(jī)控制操作，而且在運(yùn)行過(guò)程中可能遇到的情況比較復(fù)雜，因此汽車(chē)司機(jī)必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核。 各站的廳外設(shè)有召喚箱，箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕。 電梯的運(yùn)行工作情況 一部電梯主要由轎廂、配重、曳引機(jī)、控制柜／箱、導(dǎo)軌等主要部件組成。 20 世紀(jì) 30 年代美國(guó)紐約市的 102 層摩天大樓建成，美國(guó)奧的斯電梯公司為這座大樓制造和安裝了 74 臺(tái)速度為。這種液壓梯至今仍為人們所采用。公元 1765 年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)后， 1858 年美國(guó)研制出以蒸汽為動(dòng)力，并通過(guò)帶傳動(dòng)和蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)的電梯。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。近年來(lái) PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。它其實(shí)就是一 臺(tái)工控電腦，不過(guò)需要專(zhuān)業(yè)的編程人員對(duì)其編程才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的過(guò)程控制。一般的邏輯操作指令每條占 1 個(gè)字。 主要技術(shù)性能 用戶(hù)程序存儲(chǔ)容量：是衡量可存儲(chǔ)用戶(hù)應(yīng)用程序多少的指標(biāo)。 11 （ 3）繼電器線(xiàn)圈只能出現(xiàn)一次，而它的常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)可以出現(xiàn)無(wú)數(shù)次。尤其前兩者為常用。 （ 2） PLC 與微機(jī)區(qū)別 前者工作方式是 “循環(huán)掃描 ”。集中輸出的方式。 （ 3）一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。然后敲擊鍵盤(pán)。 三種類(lèi)型： 繼電器輸出：有觸點(diǎn)、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載 晶體管輸出：無(wú)觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、直流負(fù)載 晶閘管輸出：無(wú)觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、交流負(fù)載 編程器 10 編程器分為兩種，一種是手持編程器，方便。也就是通過(guò)輸入接口電路把外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成 PLC 內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號(hào)。在光電耦合器的線(xiàn)性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)有線(xiàn)性關(guān)系。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為 3~5 年。 用戶(hù)存儲(chǔ)器：分為用戶(hù)程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。 分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶(hù)存儲(chǔ)器。 組成： CPU 由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。 PLC 的組成及工作原理 中 心起 “心臟 ”作用 縱：當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中，然后 CPU 根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能（系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器的解釋編譯程序），把用戶(hù)程序翻譯成 PLC 內(nèi)部所認(rèn)可的用戶(hù)編譯程序。 （ 3）高密度的 I/O 系統(tǒng)，以低成本提供了節(jié)省空間的接口； （ 4）基于微處理器的智能 I/O 接口擴(kuò)展了分布式控制能力，典型的接口如 PID，網(wǎng)絡(luò)，CAN 總線(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)， ASCll 通信，定位，主機(jī)通訊模塊，和語(yǔ)言模塊（如 BASIC,PASCAL)等。 可見(jiàn)， PLC 的定義實(shí)際是根據(jù) PLC 的硬件和軟件技術(shù)進(jìn)展而發(fā)展的。Bradly）公司、GEFanuc 公司，德國(guó)的西門(mén)子（ SIEMENS）公司和法國(guó)的施耐德 (SCHNEIDER)自動(dòng)化公司，日本的歐姆龍（ OMRON）和三菱公司等。 早期的可編程控制器是為了取代繼電器控制線(xiàn)路，其功能基本上限于開(kāi)關(guān)量邏揖控制，僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，一般稱(chēng)為可編程邏輯控制器 7 (ProgrammableLogicController,簡(jiǎn)稱(chēng) PLC)。接著，美國(guó) MODICON 公司也開(kāi)發(fā)出了可編程控制器 084。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，繼電控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)變得日益突出。為了追隨時(shí)代的潮流，我設(shè)計(jì)的五層電梯控制系統(tǒng)就利用了 PLC。 20 世紀(jì) 60 年代末，人們研制出了一種先進(jìn)的自動(dòng)控制設(shè)備 PLC，由于 PLC 具有優(yōu)良的技術(shù)性能，因此它一問(wèn)世就 很快得到了推廣應(yīng)用?，F(xiàn)在 PLC 不但被用于工業(yè)生產(chǎn)，在生活中我們也能常常見(jiàn)到它的身影。 關(guān)鍵詞： PLC， 電梯 ，工業(yè)，自動(dòng)化740694182 III Abstract Nowadays ages because of industry automation continuously raising of the degree to automation control of the request also