【正文】 最后，向所有幫助和支持過(guò)我的老師和同學(xué)表示衷心感謝，向在百忙之中評(píng)審本文并提出寶貴意見(jiàn)的各位專家、教授表示謝意。在他的精心指導(dǎo)、熱情關(guān)心下，我才得以順利完成畢業(yè)論文。半年來(lái)，無(wú)論在收集資料還是啟發(fā)思維，我的每一點(diǎn)進(jìn)展，一點(diǎn)一滴的收獲都傾注了他的大量心血。在本設(shè)計(jì)中我采用可編程控制器(PLC)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)邏輯控制，用變頻器來(lái)進(jìn)行電機(jī)調(diào)速，設(shè)計(jì)了基于PLC和變頻器的電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)際應(yīng)用電梯的一些基本控制功能，如開(kāi)門延時(shí)、故障重開(kāi)門、報(bào)警、集選控制、過(guò)載檢測(cè)、速度控制等。1889年至今，距第一臺(tái)電梯的誕生已經(jīng)一百多年了，在這個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展史中，伴隨著人類對(duì)電梯的要求越來(lái)越高，電梯的控制系統(tǒng)也得到了不斷地發(fā)展和完善。此種調(diào)試是讓電梯單方向運(yùn)行于 n 層，譬如，電梯轎廂原先在二層，如此時(shí)三樓和四樓有向上外呼，三樓和四樓外呼指示燈亮，此時(shí)按下關(guān)門按鈕，則轎廂往上運(yùn)行，到三樓時(shí)經(jīng)過(guò)比較發(fā)出平層信號(hào)，轎廂停層響應(yīng)呼梯，三樓外呼指示燈滅，延時(shí)5 秒后，轎廂繼續(xù)向上運(yùn)行，到四樓時(shí)經(jīng)過(guò)比較發(fā)出平層信號(hào)，轎廂停層響應(yīng)呼梯，并消除登記信號(hào)。單指令運(yùn)行調(diào)試的具體內(nèi)容如下：假定電梯的轎廂在一樓，一層指示燈發(fā)光，此時(shí)按下5樓的內(nèi)指令按鈕，5樓內(nèi)指令顯示亮，電梯關(guān)門后，開(kāi)始上行，當(dāng)轎廂上升到5樓后，數(shù)碼管顯示為“5”樓的內(nèi)指令顯示信號(hào)消除。圖415 電梯運(yùn)行實(shí)例流程圖 安裝與調(diào)試① 單指令運(yùn)行調(diào)試這是一種最簡(jiǎn)單的調(diào)試方法，檢查所設(shè)計(jì)的程序在完成其最簡(jiǎn)單的控制功能時(shí)是否會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。電梯的初始位置在底層，底層有乘客按下外呼按鈕欲上二層，同時(shí)，一層有乘客欲到底層，按下“一層下呼按鈕”，二層有乘客欲到三層，按下“二層上呼按鈕”，三層有乘客欲到底層，按下“三層下呼按鈕”，四層有乘客欲到五層，按下“四層上呼按鈕”，五層有乘客欲到三層，按下“五層下呼按鈕”。手動(dòng)控制方向程序如圖414所示。電梯減速控制程序如圖413所示。本設(shè)計(jì)采用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)轎廂置，只要電梯一運(yùn)行，計(jì)數(shù)器就可以精確地確定走過(guò)的距離，達(dá)到與減速點(diǎn)相應(yīng)的預(yù)制數(shù)時(shí)即可發(fā)出減速命令。電梯運(yùn)行方向顯示程序如圖412所示。電梯下行梯形圖如圖411所示。(4)電梯在四層，三層外呼上指示，三層外呼下指示，三層內(nèi)呼指示，二層外呼上指示，二層外呼下指示，二層內(nèi)呼指示，一層外呼上指示，一層外呼下指示，一層內(nèi)呼指示，負(fù)一層上呼指示，負(fù)一層內(nèi)呼指示。(2)電梯在二層，一層外呼上指示，一層內(nèi)呼指示，負(fù)一層上呼指示，負(fù)一層內(nèi)呼指示。圖 410 電梯向上運(yùn)行程序同樣，當(dāng)滿足以下條件，且不滿足電梯上行條件時(shí)，電梯下行。(5) 電梯在負(fù)一層時(shí)，無(wú)論什么情況均上行；同理，電梯在第五層時(shí)無(wú)論什么情況均不上行。(3) 電梯在三層，且有四層外呼下指示，四層外呼上指示，四層內(nèi)呼指示，五層外呼下指示，五層內(nèi)呼指示。(1) 電梯在一層，且有二層外呼下指示，二層外呼上指示，二層內(nèi)呼指示，三層外呼下指示，三層外呼上指示，三層內(nèi)呼指示，四層外呼下指示，四層外呼上指示，四層內(nèi)呼指示，五層外呼下指示，五層內(nèi)呼指示。內(nèi)選信號(hào)鎖存程序如圖49所示。選層信號(hào)被登記后，選層按鈕指示燈亮。外呼信號(hào)鎖存控制程序如圖48所示。當(dāng)電梯到達(dá)呼叫層時(shí)，且呼叫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)會(huì)被消除。如圖47所示。圖 46 平層判斷程序 層樓顯示程序設(shè)計(jì)電梯的運(yùn)行方向及電梯所處的位置用層樓指示燈（也叫層顯）指示，它安裝在每層站廳門的上方和轎廂內(nèi)轎門的上方。圖 45 呼梯開(kāi)門程序 電梯平層判斷程序設(shè)計(jì)電梯要想在平層時(shí)開(kāi)關(guān)門，首先要利用旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行是否平層的判斷。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(kāi)門。如圖44所示。圖 43 開(kāi)關(guān)門判斷程序(3) 電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的關(guān)門程序設(shè)計(jì)停站時(shí)間繼電器延時(shí)結(jié)束時(shí)，電梯會(huì)自動(dòng)關(guān)門。出于安全考慮在電梯關(guān)門的過(guò)程中，若有人或物夾在兩門的中間，電梯重新開(kāi)門。圖 41 手動(dòng)關(guān)門程序圖 42 手動(dòng)開(kāi)門程序(2) 電梯自動(dòng)運(yùn)行停層時(shí)的開(kāi)門程序設(shè)計(jì)電梯在運(yùn)行至平層位置，電梯應(yīng)開(kāi)始開(kāi)門。4． 開(kāi)關(guān)門環(huán)節(jié)程序設(shè)計(jì)電梯的開(kāi)關(guān)門，存在以下幾種情況：(1) 電梯檢修狀態(tài)時(shí)的開(kāi)關(guān)門程序設(shè)計(jì)電梯處于檢修狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)門均只能手動(dòng)控制，由開(kāi)關(guān)門按鈕進(jìn)行開(kāi)門與關(guān)門。 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)的梯形圖的設(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。例如:電梯在一樓，二層向下外呼信號(hào)、三層向下外呼信號(hào)、四層向下外呼信號(hào)、五樓向下外呼信號(hào)同時(shí)發(fā)出，則電梯先去五樓響應(yīng)四層向下外呼信號(hào)；5．內(nèi)呼信號(hào)和外呼信號(hào)都有記憶功能，在任務(wù)執(zhí)行后該記憶會(huì)自動(dòng)消除；6．信號(hào)燈指示內(nèi)呼信號(hào)、外呼信號(hào)、行車方向、行車所達(dá)樓層位置；7．停層時(shí)可以對(duì)自動(dòng)開(kāi)門和手動(dòng)開(kāi)門進(jìn)行延時(shí)，在關(guān)門過(guò)程中，若有外呼信號(hào)，則該外呼信號(hào)和本層同向時(shí)電梯開(kāi)門，反之不開(kāi)；同時(shí)若關(guān)門動(dòng)作已執(zhí)行完畢，遇到任何外呼信號(hào)都不開(kāi)；8．有內(nèi)呼信號(hào)時(shí)自動(dòng)關(guān)門延時(shí)，關(guān)門后延時(shí)自動(dòng)行車；9．無(wú)內(nèi)呼信號(hào)時(shí)延時(shí)8秒自動(dòng)關(guān)門，但不會(huì)自動(dòng)行車，只有內(nèi)呼信號(hào)響應(yīng)時(shí)才可行車；10．電梯未平層或運(yùn)行時(shí)，不能手動(dòng)開(kāi)門或本層呼梯開(kāi)門，開(kāi)門按鈕和關(guān)門按鈕也都暫時(shí)不起作用。但是如果收到反向外呼信號(hào)前沒(méi)有其它內(nèi)、外呼梯信號(hào)時(shí)，則電梯響應(yīng)該外呼信號(hào)。當(dāng)有內(nèi)呼梯信號(hào)時(shí)，電梯響應(yīng)該內(nèi)呼信號(hào)，到達(dá)該樓層時(shí)，電梯停止運(yùn)行，電梯門打開(kāi)，延時(shí)10秒后自動(dòng)關(guān)門。表32 變頻器具體參數(shù)設(shè)置n021控制電路的端口區(qū)控制運(yùn)行n050可以反轉(zhuǎn)n0950電機(jī)運(yùn)行的最高頻率（Hz）140電機(jī)運(yùn)行的最高頻率（Hz）163斜坡上升時(shí)間(S)173斜坡下降時(shí)間(S)2022250設(shè)置固有頻率f=50Hz（高速運(yùn)行）236設(shè)置固有頻率f=5Hz（爬行運(yùn)行）2410設(shè)置固有頻率f=10Hz（檢修運(yùn)行）362反轉(zhuǎn)與停止 376多段速指令1387多段速指令2 398多段速指令3 403零速輸出ON：零速中S0:為正轉(zhuǎn)與停止端口 電梯控制系統(tǒng)電氣原理圖圖38給出了電梯控制系統(tǒng)部分電氣原理圖。 變頻器的參數(shù)設(shè)置由于采用 PLC 作為邏輯控制部件，故變頻器和 PLC 通訊時(shí)采用開(kāi)關(guān)量而不用模擬量。若當(dāng)轎廂在底層時(shí)，高數(shù)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為零，隨著轎廂的上升，高數(shù)計(jì)數(shù)器的值就會(huì)不斷增加，當(dāng)下降時(shí)，高速計(jì)數(shù)器的值則不斷下降，根據(jù)高數(shù)計(jì)數(shù)器值的變化可反映出轎廂所在樓層的精確位置。圖39 高速計(jì)數(shù)器模式 9 操作時(shí)序圖旋轉(zhuǎn)編碼器與曳引機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連，根據(jù)曳引輪的轉(zhuǎn)軸方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度，編碼器輸出A/B相相位差900的一系列脈沖波，正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，A超前B，逆向旋轉(zhuǎn)時(shí)，B超前A。1 倍速正交模式，即在接收到一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)計(jì)一個(gè)數(shù)。當(dāng)工作模式 為9 時(shí)，、 為A、B兩相計(jì)數(shù)源，若A相時(shí)鐘脈超前B相 ，為正計(jì)數(shù)，若A相時(shí)鐘脈沖滯后B相90O，則為減計(jì)數(shù)。因?yàn)樾D(zhuǎn)編碼器的輸出是兩相互差900的脈沖，所以，高速計(jì)數(shù)器必須工作在模式9模式11 之間，即工作在A/B相正交計(jì)數(shù)模式。CPU226 擁有 6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器，分別為HSC0HSC5。、 點(diǎn)相連。輸入/輸出信號(hào)的具體分配如表31 所示。圖38 PLC 主機(jī)、擴(kuò)展模塊 I/O 分配PLC 輸入信號(hào)有：外呼按鈕、內(nèi)選按鈕、旋轉(zhuǎn)編碼器輸出信號(hào)、限位開(kāi)關(guān)、轎廂開(kāi)/關(guān)按鈕、手動(dòng)開(kāi)關(guān)等。另外，由于要采用旋轉(zhuǎn)編碼器定位，需要 PLC 具有高速脈沖輸入，故最終選擇西門子 S7200 系列 CPU226 PLC 為主機(jī)，配以 EM223DC24V 數(shù)字量 16入/16出擴(kuò)展模塊。發(fā)給調(diào)速系統(tǒng)的速度信號(hào)、門機(jī)的開(kāi)關(guān)門信號(hào)、樓層顯示及呼叫顯示信號(hào)[18]。電梯的調(diào)速部分選用高性能的矢量控制變頻器,利用光電編碼器測(cè)量曳引電機(jī)的轉(zhuǎn)速,構(gòu)成閉環(huán)矢量控制