【正文】 感謝每個(gè)專(zhuān)業(yè)課老師給我們傳授各種知識(shí)我才有這個(gè)能力做這次的畢業(yè)論文。對(duì)付老師的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的， 使我在完成論文的同時(shí)也深受啟發(fā)和教育。我首先要感謝 我的導(dǎo)師付麗君老師，對(duì)我的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點(diǎn)，付 老師多次詢(xún)問(wèn)進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。 學(xué)士學(xué)位論文 38 致 謝 本論文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個(gè)人智慧的產(chǎn)品，沒(méi)有導(dǎo)師的指引和幫助，沒(méi)有父母和朋友的幫助和支持，我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長(zhǎng)肯定會(huì)大打折扣。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，面對(duì)問(wèn)題，才有可能解決問(wèn)題。具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。采用 PLC 改造后的電梯結(jié)構(gòu)緊湊、維修簡(jiǎn)單、故障率低?；?達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)定目的，利用可編程控制器（ PLC）控制技術(shù)控制電梯，充分利用了現(xiàn)代電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)原理和檢測(cè)技術(shù)，達(dá)到了對(duì)電梯的可靠控制。于是參考 PLC 里面的原始程序，發(fā)現(xiàn)原始序里的 “樓層高度值 ”為 1470，而我所設(shè)置的高度是 1525，當(dāng)把樓層高度改為 1470 后電梯上行到五層就能運(yùn)行了。 學(xué)士學(xué)位論文 36 調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題與解決方案 （ 1）、電梯運(yùn)行到每一樓層停下時(shí)，電 梯門(mén)打開(kāi)一半就不能繼續(xù)開(kāi)門(mén)了，開(kāi)門(mén)延時(shí)了很長(zhǎng)一段時(shí)間都不能關(guān)門(mén)，得手動(dòng)按下電梯的 “關(guān)門(mén)按鈕 ”電梯門(mén)才能關(guān)閉，繼而才能繼續(xù)運(yùn)行，后來(lái)甚至到每一平層時(shí)電梯門(mén)都不能打開(kāi)，得手動(dòng)按下電梯的 “關(guān)門(mén)按鈕 ”電梯才能繼續(xù)運(yùn)行，剛開(kāi)始還以為是程序編寫(xiě)有問(wèn)題，不過(guò)檢查了半天也沒(méi)發(fā)現(xiàn)程序有啥毛病，運(yùn)行時(shí)監(jiān)控狀態(tài)發(fā)現(xiàn) ”開(kāi)門(mén)按鈕 “觸點(diǎn)接通了，后來(lái)請(qǐng)教導(dǎo)師時(shí)導(dǎo)師說(shuō)可能是開(kāi)門(mén)按鈕的保險(xiǎn)絲燒了，所以門(mén)才開(kāi)不了門(mén)，導(dǎo)師說(shuō)保險(xiǎn)絲得讓廠家來(lái)維修，所以以后的調(diào)試實(shí)驗(yàn)轎廂到達(dá)每一平層時(shí)都得手動(dòng)按下 ”關(guān)門(mén)按鈕 “電梯才能繼續(xù)運(yùn)行。 轎廂門(mén)的關(guān)閉限位開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)到轎廂門(mén)關(guān)閉后，如果電梯轎廂不在下基準(zhǔn)位置，電梯轎廂正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器繼電器將閉合，電梯轎廂下行，直到下基準(zhǔn)位置時(shí)停止。 復(fù)位控制的過(guò)程是用自動(dòng)調(diào)整信號(hào)繼電器來(lái)記憶復(fù)位過(guò)程。 自動(dòng)復(fù)位控制程序 當(dāng)電梯在自動(dòng)控制模式下由斷電狀態(tài)變?yōu)橥姞顟B(tài)，或者由手動(dòng)控制模式轉(zhuǎn)為自動(dòng)控制模 式時(shí)，需要執(zhí)行自動(dòng)復(fù)位控制程序。運(yùn)行方向控制程序如下所示。 電 梯上下行指示 電梯轎廂的運(yùn)行趨勢(shì)確定后，只要有任何呼梯信號(hào)，電梯運(yùn)行方向就應(yīng)該顯示出來(lái)，以提供給乘坐電梯的乘客。 學(xué)士學(xué)位論文 33 以上程序是用來(lái)控制六層電梯的，所以使用了六條比較指令來(lái)判斷電梯是否平層。當(dāng)電梯轎廂運(yùn)行到下基準(zhǔn)位置時(shí)，高速計(jì)數(shù)器的控制字首先被清零，然后高速計(jì)數(shù)器被啟動(dòng)。 平層判斷控制程序 平層判斷控制程 序主要是為了判斷電梯轎廂目前是否處于平層。當(dāng)電梯轎廂往下運(yùn)行，到達(dá)一層時(shí)就需要開(kāi)門(mén)響應(yīng)該呼梯信號(hào)；如果電梯轎廂往上運(yùn)行，一層樓層前方再?zèng)]有其他的任何呼梯信號(hào)，那么到達(dá)一層時(shí)就需要開(kāi)門(mén)響應(yīng)該呼梯信號(hào)。如果電梯轎廂在向上運(yùn)行的過(guò)程中，達(dá)到某一層遇到反方向的呼梯信號(hào)，并且該樓層的前方再?zèng)]有其他的任何呼梯信號(hào)時(shí)，那么就需要開(kāi)門(mén)響應(yīng)。當(dāng)電梯的運(yùn)行方向與呼梯方向相同，那么就需要響應(yīng)該呼梯信號(hào)；如果電梯的運(yùn)行方向與呼梯方向相反，那么就需要等待電梯轎廂運(yùn)行回來(lái)后，再 學(xué)士學(xué)位論文 32 響應(yīng)該呼梯信號(hào)。響應(yīng)的標(biāo)識(shí)是電梯到達(dá)該樓層時(shí)停止運(yùn)行，打開(kāi)轎廂門(mén)。只要電梯轎廂不處于某一樓層，并且該樓層有內(nèi)呼梯信號(hào)，那么該呼梯信號(hào)就需要被鎖定。 學(xué)士學(xué)位論文 28 學(xué)士學(xué)位論文 29 學(xué)士學(xué)位論文 30 呼梯信號(hào)的鎖定與清除程序 電梯控制中的呼梯信號(hào)包括外呼梯信號(hào)（在電梯轎廂外選擇的請(qǐng)求上樓或下樓的信 學(xué)士學(xué)位論文 31 號(hào)）和內(nèi)呼梯信號(hào)（乘客需要到達(dá)的樓層）。電梯轎廂的關(guān)門(mén)控制比較簡(jiǎn)單，當(dāng)電梯轎廂內(nèi)有人按下了關(guān)門(mén)按鈕，或則電梯轎廂門(mén)打開(kāi)一段時(shí)間后，電梯轎廂門(mén)就應(yīng)該關(guān)閉。 （ 4）所有的與電梯運(yùn)行方向反方向的外呼梯信號(hào)為 “ON”時(shí)（例如，電梯轎廂向上運(yùn)行，三層的向下呼梯信號(hào)為 “ON“），只要其前方樓層沒(méi)有任何內(nèi)呼梯或外呼梯信號(hào)，那么電梯轎廂到達(dá)該樓層時(shí)就一定要打開(kāi)電梯轎廂門(mén)響應(yīng)該呼梯信號(hào)。 （ 2）任一樓層的內(nèi)呼梯信號(hào)為 “ON”時(shí)，（如三層的內(nèi)呼梯信號(hào)為 “ON”），只要電梯轎廂到達(dá)該樓層，就一定要打開(kāi)電梯轎廂門(mén)響應(yīng)該呼梯信號(hào)。 （ 7)當(dāng)電梯運(yùn)行到某層后，相應(yīng)的指示燈亮，直到電梯運(yùn)行到前方一層時(shí)樓層指示燈改變 [5]。 （ 6)當(dāng)電梯停在某層時(shí)，在電梯內(nèi)部按動(dòng)開(kāi)門(mén)按鈕，則電梯門(mén)打開(kāi)，按動(dòng)電梯內(nèi)部的關(guān)門(mén)按鈕，則電梯門(mén)關(guān)閉。 （ 4）電梯在每一層都有一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)電梯碰到某層行程開(kāi)關(guān)時(shí)，表示電梯已經(jīng)到達(dá)該層。 （ 3）電梯運(yùn)行的不換向原則是指優(yōu)先響應(yīng)不改變現(xiàn)在電梯運(yùn)行方向的呼叫，直到這些命令全部響應(yīng)完畢后才響應(yīng)使電梯反向運(yùn)行的呼叫。 電梯的控制要求 (1)接受每個(gè)按鈕（包括內(nèi)部和外部的呼叫）的呼叫命令，并做出相應(yīng)的響應(yīng)。 ① 電梯在到達(dá)指定樓層后，電梯門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，經(jīng)一段延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。 ⑥ 在電梯運(yùn)行過(guò)程中支持其它呼叫。 ④ 各樓層顯示隨電梯移動(dòng)而改變，各層指示燈也隨之而變。 ③ 電梯下行時(shí)，若呼叫層處于電 梯當(dāng)前運(yùn)行之下目標(biāo)運(yùn)行層之上，則電梯在完成前一指令之前先下行至該層，完成改層呼叫后再由近及遠(yuǎn)的完成其他各個(gè)呼叫動(dòng)作。 ② 電梯上行時(shí)，若呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行之上目標(biāo)運(yùn)行層之下，則電梯在完成前一指令之前先上行至該層，完成改層呼叫后再由近及遠(yuǎn)的完成其他各個(gè)呼叫動(dòng)作。 ③ 電梯內(nèi)部及外部各層電梯門(mén)均關(guān)。為了方便分析，假設(shè)電梯位于 1 層待命，各層顯示器都被 初始化，電梯處于以下?tīng)顟B(tài)： ① 各層呼叫燈均不亮。 (9)曳引電動(dòng)機(jī) (或直流電梯中的交流原動(dòng)機(jī)或主變壓器 )的過(guò)載保護(hù)一般最常用的過(guò)載保護(hù)是熱繼電器保護(hù)，當(dāng)電梯長(zhǎng)期過(guò)載 (即電動(dòng)機(jī)中的電流大于額定電流 )，熱繼電器中的雙金屬片經(jīng)過(guò)一定時(shí)間 (該時(shí)間將隨電動(dòng)機(jī)中電流大小而變化 )后變形而斷開(kāi)串接在安全保護(hù)回路中的熱繼電器觸點(diǎn)，從而切斷全部控制電路，強(qiáng)令電梯停止運(yùn)行，從而保護(hù)電動(dòng)機(jī) (或主變壓器 )不因長(zhǎng)期過(guò)載而燒損 [6,7]。 (8)電梯電氣控制系統(tǒng)中的短路保 護(hù) 一般的電氣設(shè)備均應(yīng)有短路保護(hù)，在電梯的電氣控制系統(tǒng)中也與其他電氣設(shè)備一樣，均用不同容量的熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)。 當(dāng)輸入交流曳引電動(dòng)機(jī) (或直流電梯中的交流原動(dòng)機(jī)，或主變壓器 )接線端子前的任一部分 (例如熱保護(hù)繼電器、接觸器的主觸頭、熔斷器、總電源開(kāi)關(guān)等等 )發(fā)生問(wèn)題而導(dǎo)致的缺相，均應(yīng)通過(guò)缺相、錯(cuò)相保護(hù)繼電器的動(dòng)作而切斷控制電路中的安全保護(hù)回路。此外也為防止電梯曳引 電動(dòng)機(jī) (或原動(dòng)機(jī) )在電源缺相情況下的不正常運(yùn)轉(zhuǎn)而導(dǎo)致燒損電動(dòng)機(jī)現(xiàn)象的產(chǎn)生。當(dāng)方向限位保護(hù)不起作用時(shí)，則最后通過(guò)碰鐵使極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作，切斷電梯的動(dòng)力電源，迫使電梯強(qiáng)行停止。 (4)上、下端站的強(qiáng)迫減速保護(hù) 為了防止電梯在兩端站的永磁感應(yīng)器或選層器觸點(diǎn)等失效而產(chǎn)生不了減速信號(hào)所 導(dǎo)致的快速?zèng)_頂或蹲底，根據(jù)電梯安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，必須在電梯井道內(nèi)的兩端設(shè)置強(qiáng)迫減速裝置。 這些保護(hù)裝置是在電梯關(guān)門(mén)過(guò)程中才起作用的。一般有：安全觸板，光電保護(hù)或電子光幕保護(hù)裝置和關(guān)門(mén)力限制保護(hù)等。因此在電梯安裝竣工驗(yàn)收時(shí)必須提供某一類(lèi) 型的層門(mén)閉鎖保護(hù)裝置的型式試驗(yàn)報(bào)告和性能檢測(cè)報(bào)告。所以各樓層的層門(mén)必須要有機(jī)械和電氣的聯(lián)鎖保護(hù)，即只有當(dāng)各個(gè)層門(mén)確實(shí)關(guān)閉好后，機(jī)械的鉤子鎖鎖緊后電氣觸點(diǎn)才能接通，這樣電梯就可安全地運(yùn)行。 (2)層門(mén)鎖保護(hù) 電梯運(yùn)行的三個(gè)充分與必要條件中之一是電梯必須關(guān)閉好門(mén)后方可運(yùn)行。現(xiàn)就一般電梯常用的且必不可少的安全保護(hù)環(huán)節(jié)簡(jiǎn)介如下。這是為了保證電梯最安全，最可靠的運(yùn)行。 圖 區(qū)分旋轉(zhuǎn)方向的 A、 B 兩組脈沖序列 若碼盤(pán)的光柵數(shù)為 N，則轉(zhuǎn)速分辨率 為 1/N，常用的旋轉(zhuǎn)編碼器光柵數(shù) 102 2044096 等，再增加光柵數(shù)將大大增加旋轉(zhuǎn)編碼器的制作難度和成本。正轉(zhuǎn)時(shí) A 相超前 B 相；反轉(zhuǎn)時(shí) B 相超前 A 相。 學(xué)士學(xué)位論文 19 圖 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器示意圖 上述脈沖序列正確反映了轉(zhuǎn)速的高低，但不能鑒別方向。光電旋轉(zhuǎn)編碼器已成為檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度和線性位置最要的工具。若用金屬制造，則在轉(zhuǎn)盤(pán)上開(kāi)通光柵（孔）；若用玻璃制造，則在玻璃表面涂一層遮光膜，再加工形成透明線條。增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器的關(guān)鍵技術(shù)在和主要技術(shù)難點(diǎn)都集中在光柵的制造上，因?yàn)楣鈻胖苯佑绊憴z測(cè)的精度、檢測(cè)信號(hào)的可靠性以及抗沖擊性。增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器在碼盤(pán)均勻的刻制一定數(shù)量的光柵，當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，碼盤(pán)隨著電動(dòng)機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。絕對(duì)式編碼器在碼盤(pán)上分層刻上表示角度的二進(jìn)制編碼或循環(huán)碼，通過(guò)接收器將數(shù)碼送入計(jì)算機(jī)。得到的電梯運(yùn)行的速度曲如圖 所示 學(xué)士學(xué)位論文 18 圖 電梯調(diào)速圖 旋轉(zhuǎn)編碼器的測(cè)速原理 旋轉(zhuǎn)編碼器與電動(dòng)機(jī)相連，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)，便發(fā)出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角信號(hào)。 變頻器調(diào)速技術(shù)的作用機(jī)理是依賴(lài)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與工作時(shí)的電源輸入頻率成正比的關(guān)系得到的即 [4]： n = 60f(1s)/p （ ） n 表示電機(jī)轉(zhuǎn)速 f 為電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí) 電源的頻率 s 為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率 p 為電動(dòng)機(jī)所固有的磁極對(duì)數(shù) 由式（ ）可知，頻率變化了轉(zhuǎn)速也隨之變化，這就是變頻器調(diào)速的原理。當(dāng)今時(shí)代采用的變頻器都流行 VVVF變頻方式，首先讓工頻交流電和整流器連接起來(lái)，通過(guò)它繼而變?yōu)橹绷麟娫矗蟀阎绷麟娫催M(jìn)行進(jìn)一步的變換，轉(zhuǎn)換后的頻率可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)，同樣轉(zhuǎn)換后的電壓也可以進(jìn)一步地調(diào)節(jié)，將此信號(hào)傳送至電動(dòng)機(jī)。 本次設(shè)計(jì)所用 MM420 變頻器中 UVW 接電動(dòng)機(jī)，有三個(gè)口接 PLC 的正轉(zhuǎn)、急停和反轉(zhuǎn)口，另外有 RST 接三相電源供電。端子控制又分為開(kāi)關(guān)量控制和模擬量控制。由于 MM420 具有完善的控制功能在設(shè)置參數(shù)以后，他也可用于更高級(jí)的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，既可以用于單機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，也可以集成到自動(dòng)化系統(tǒng)中。 全面而完善的保護(hù)功能為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了良好的保護(hù)。因此，它們具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性。本系列有多種型號(hào)，從單相電源電壓到三相電源電壓，額定功率 110W 到 11KW 可供選用。本次設(shè)計(jì)選擇其中的輸入 16 點(diǎn)，輸出 16 點(diǎn)的 EM223 模塊。此型號(hào)數(shù)字量擴(kuò)展既有輸入點(diǎn)擴(kuò)展也有輸出點(diǎn)擴(kuò)展。根據(jù)估算這次設(shè)計(jì)的 I/O 點(diǎn)數(shù)大約為輸入 33 點(diǎn)，輸出 32 點(diǎn)。 因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)所用輸入和輸出點(diǎn)數(shù)超過(guò) CPU226 的固有點(diǎn)數(shù)，所以根據(jù)本次設(shè)計(jì)的實(shí)際情況通過(guò) I/O 接口模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 CPU226 共有 24 個(gè)輸入點(diǎn)、 16 個(gè)輸出點(diǎn)。 本次設(shè)計(jì)根據(jù)具體情況，通過(guò)對(duì)輸入 \輸出點(diǎn)的估算以及對(duì)編程軟件和機(jī)型的認(rèn)識(shí) 學(xué)士學(xué)位論文 15 度，決定選用西門(mén)子的 S7200 中的 CPU226 作為電梯的主要控制器。主要有 CPU22 CPU22 CPU22 CPU22CPU226XM. 表 CPU 各型號(hào)參數(shù) 型號(hào) 電源 /輸入 /輸出類(lèi)型 主機(jī) I/O 點(diǎn)數(shù) CPU 221 DC/DC/DC 6 輸入 /4 輸出 AC/DC/繼電器 CPU 222 DC/DC/DC 8 輸入 /6 輸出 AC/DC/繼電器 CPU 224 DC/DC/DC 14 輸入 /10 輸出 AC/DC/繼電器 AC/DC/繼電器 CPU 226 DC/DC/DC 24 輸入 /16 輸出 AC/DC/繼電器 CPU 226XM DC/DC/DC 24 輸入 /16 輸出 AC/DC/繼電器 S7200 CPU 22X 的電源，對(duì)于每個(gè)型號(hào)，西門(mén)子廠家都提供 24V DC 和120V/240VAC 兩種電源供電的 CPU 類(lèi)型。 S7200 系列 PLC 是德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的一種小型 PLC，其中許多功能都能夠達(dá)到大型 PLC 的水平，但是其價(jià)格確實(shí)十分便宜。但用于脈沖量輸出時(shí)，繼電器就不能承受高速的開(kāi)關(guān)吸合，這會(huì)大大減小使用壽命。 器輸出，同一組內(nèi)的繼電器的一端全部連在一起，作為 1M，另一端為輸出端。在眾多的工控設(shè)備廠家中，有不同的標(biāo)準(zhǔn)，比如西門(mén)子的 PLC 晶體管輸出為高電平，三菱的 PLC 又是集電極輸出結(jié)構(gòu)。一條指令語(yǔ)句是由步序、指令語(yǔ)和作用器件編號(hào)三部分組成 [3]。輸出寄存器的觸點(diǎn)也可供內(nèi)部編程使用。因此 ，梯形圖中只出現(xiàn)輸入寄存器的觸點(diǎn)，而不出現(xiàn)其線圈。這個(gè) “概念電流 ”只是用來(lái)形象地描述用戶(hù)程序執(zhí)行中應(yīng)滿足線圈接通的條件。每一邏輯行（或稱(chēng)梯級(jí)）起始于左母線，然后是觸點(diǎn)的串、并聯(lián)接，最后是線圈。觸點(diǎn)和線圈等組成的獨(dú) 立電路稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)， 用編程軟件生成的梯形圖和語(yǔ)句表