【正文】 從PLC的外部接線圖（圖36）上可以看到，制動輸出和抱閘輸出分別接KM5和KM8，繼電器KM5和KM8分別控制制動器的。制動器的作用可以歸納為下面兩條：能夠使運行中的電梯在切斷電源時自動把轎廂制停。電梯的制動靠制動器來實現(xiàn)。當(dāng)KM3閉合時，定子繞組接成三角形接法，電梯低速運行；當(dāng)KM4閉合時，定子繞組接成雙星形接法，電梯高速運行。一、 PLC的外部接線圖510為PLC的外部接線圖，圖510 PLC的外部接線圖二、 主電路電氣原理圖圖511為系統(tǒng)的電氣主接線圖圖511 電氣主接線圖 電氣主接線圖中有兩個電機(jī)，一個為曳引機(jī)的牽引電機(jī)，為交流異步電機(jī)；另一個為開關(guān)門電機(jī)，為直流電機(jī)。保護(hù)直流電機(jī)的熔斷器參數(shù)見表59，圖59。表57 GZ1L直流固態(tài)繼電器型號控制電壓(V)負(fù)載電壓(V)負(fù)載電流(A)通態(tài)壓降(V)絕緣電壓(V)GZ1L~32 DC110 DC1 DC DC2500 AC五、熔斷器的選擇 當(dāng)電動機(jī)在過載或者短路時，其上通過的電流會超過額定電流，這種情況很容易將電機(jī)燒毀，所以為了使電機(jī)在過載或者短路時不被燒毀，我們在電機(jī)的進(jìn)線端都加裝了熔斷器，它能在高電流時切斷電路來保護(hù)電機(jī)。直流固態(tài)繼電器輸入輸出光電隔離，抗干擾能力強(qiáng)，輸出飽和壓降小，功耗低。其參數(shù)見表56，圖56。5% ≥ 3000000圖55 電梯開門電機(jī)四、繼電器的選擇（一）交流繼電器由于牽引電梯的電機(jī)交流異步電機(jī)，根據(jù)上述所選電機(jī)的參數(shù)，選用GJH系列交流固態(tài)繼電器。表55 電梯開門電機(jī)參數(shù)電機(jī)型號工作電壓(V)額定功率(W)工作電流(A)標(biāo)稱轉(zhuǎn)速(r/min)壽命(次)轉(zhuǎn)矩(N根據(jù)牛頓第二定律得： （54）計算得F=，再根據(jù)功率計算公式55 （55）計算得P=55W，由于上述只是估算，實際需要電機(jī)的功率可能大于估算結(jié)果，為了避免所選電機(jī)功率不夠，而造成電梯門打不開，燒毀電機(jī)的事故發(fā)生。能滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊運行要求。過載能力強(qiáng)，能承受頻繁的沖擊負(fù)載。具體參數(shù)見表54，圖54。將表53中電梯的基本參數(shù)帶入式53中計算，得出計算結(jié)果。 根據(jù)設(shè)計電梯的基本參數(shù)（表53）與計算公式53，計算所需電機(jī)的功率。當(dāng)定子繞組UVW三個接線端接三相交流電源，而UVW1三個接線端連在一起，則原來三相定子繞組的三角形聯(lián)結(jié)變?yōu)殡p星形聯(lián)結(jié)，電動機(jī)以二極高速運行。圖53所示為2Y/△聯(lián)結(jié)的定子繞組接線方式。所以改變磁極的對數(shù)可以達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。無論是怎樣的繞組，其目的都是在電機(jī)運行時通過改接繞組的方法，使電機(jī)定子繞組的極對數(shù)改變，當(dāng)極對數(shù)變化后電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場磁極對數(shù)就會發(fā)生變化。雙速電動機(jī)其實就是籠型異步電動機(jī)，只不過在其定子繞組上有兩套繞組，一套高速繞組，一套低速繞組。為了使電梯平穩(wěn)、舒適，電機(jī)應(yīng)具有良好的機(jī)械特性。低速制動時產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩應(yīng)使制動效果明顯而制動電流又不能過大，以保證電動機(jī)的可靠運行。所以根據(jù)電梯這種特殊的運行狀態(tài)，考慮使用異步電動機(jī)，因為其具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價格便宜、維護(hù)次數(shù)和費用都低以及運行方便的特點，但考慮到電梯到了制定層要減速運行時需要調(diào)速，所以所選電機(jī)應(yīng)具有調(diào)速能力。感應(yīng)器機(jī)械壽命≤12萬次。產(chǎn)品接點用防酸、防朝結(jié)構(gòu)的真空繼電器，在磁場的作用下動作，不需要電源工作。感應(yīng)器的選擇見表52與圖52。這種方法需對磁保開關(guān)的不同狀態(tài)進(jìn)行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，進(jìn)行運算時需采用PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。這種方法直觀、簡單，但由于每層需使用一個或幾個磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時，會占用PLC太多的輸入點。其中機(jī)械選層器與繼電器選層器將隨著繼電器控制電梯的逐步淘汰而淘汰。表51 PLC參數(shù)PLC型號輸入電源輸出類型輸入點數(shù)輸出點數(shù)FX2N64MR001AC電源 DC24V繼電器輸出3232圖51 FX2N64MR001外觀圖第二節(jié) 其它硬件的選擇一、轎廂位置檢測裝置選擇轎廂位置檢測裝置俗稱選層器，它檢測電梯轎廂運行狀態(tài)，所處位置，及時向控制系統(tǒng)發(fā)出所需要的信號。經(jīng)過分析，本五層電梯控制系統(tǒng)中共需26個輸入量、30個輸出量，因此選擇三菱FX2N系列中的FX2N64MR001型PLC。尤其是可用 PC 機(jī)對系統(tǒng)實時進(jìn)行監(jiān)控。FX2N的編程可用編程器，也可以在 PC 機(jī)上使用三菱公司的專用編程軟件包MELSE MEDOC來進(jìn)行。FX2N指令功能豐富，有各種指令 107 條，且指令執(zhí)行速度快。第五章 硬件的設(shè)計與選擇第一節(jié) PLC的硬件選擇考慮到本次設(shè)計的電梯系統(tǒng)有五層，且開關(guān)量居多，模擬量較少；對于開關(guān)量控制為主的系統(tǒng)而言，一般PLC的響應(yīng)速度足以滿足控制的要求，在小型PLC中整體式比模塊式的價格便宜，體積也小，綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的 FX2N系統(tǒng)PLC。圖411 仿真結(jié)果顯示窗口根據(jù)程序的要求，分別給予相應(yīng)的輸入信號，觀察是否有預(yù)期的輸出，如運行合理，則按步驟仿真，直至結(jié)束；若不滿足要求，返回到梯形圖編寫窗口檢查錯誤，進(jìn)行修改，直至程序運行合理。圖410 仿真控制窗口 選中仿真控制窗口工具欄的菜單啟動下拉菜單的繼電器內(nèi)存監(jiān)視，則出現(xiàn)了DEVICE MEMORY MONITOR浮動窗口，在此窗口中的軟元件中中X和Y，就會出現(xiàn)仿真浮動窗口。圖49為PLC的寫入過程。圖48 程序檢查窗口第四節(jié) 梯形圖程序仿真程序調(diào)試結(jié)束后腰進(jìn)行程序的仿真。圖47 梯形圖轉(zhuǎn)換前 梯形圖變換完成后腰進(jìn)行程序檢查，點擊工具下拉菜單下的程序檢查，或點擊按鈕便可實現(xiàn)。有時會遇到無法寫入的情況，原因就是沒選擇寫入模式。梯形圖變換后，若要修改變換過的梯形圖，只需在要修改的地方鼠標(biāo)雙擊即可，此時修改區(qū)域的顏色又變回灰色，待修改完成后，則需再進(jìn)行一次梯形圖變換。調(diào)試前首先要進(jìn)行梯形圖的變換，點擊任務(wù)欄中的變換，在下拉菜單中選中變換，或者點擊工具欄按鈕中的，即可實現(xiàn)梯形圖的變換。若要輸入指令，則可到指令幫助中，選擇所需要的指令，指令幫助浮動窗口如圖46所示。圖45 定時器的輸入接線的輸入方法是：單擊任務(wù)欄軟元件輸入按鈕的或，即可完成接線的輸入。同樣，選擇好類型后，輸入名稱，然后空格，最后輸入軟元件參數(shù)即可。在要編寫的位置雙擊鼠標(biāo)左鍵，或者點擊工具欄中的相應(yīng)按鈕，就會得到如圖44所以界面，選擇相應(yīng)的類型，輸入名稱即可。選擇相應(yīng)的顯示內(nèi)容，如選擇軟元件注釋，可以進(jìn)行軟元件注釋的編寫。圖42 軟元件輸入工具欄 圖43是梯形圖的編寫界面，編寫區(qū)域的顏色為灰色，代表變換前的程序。圖42是工具欄中梯形圖輸入按鈕。選擇完成后，點擊確定，新工程創(chuàng)建完畢。具體方法：點擊工程，選中創(chuàng)建新工程，就會出現(xiàn)圖41所示界面。Developer中了，其實這個仿真軟件相當(dāng)于編程軟件的一個插件。GXSimulator支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語言程序設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。第四章 仿真軟件的介紹與調(diào)試運行第一節(jié) 仿真軟件的介紹　 GX Developer是三菱PLC的編程軟件。圖312 抱閘環(huán)節(jié)梯形圖控制系統(tǒng)程序的分塊設(shè)計全部完成，把各塊梯形圖整合到一起，然后稍作調(diào)整，就得到了完整的電梯軟件控制系統(tǒng)。抱閘信號的保持是為了防止轎廂停層時下墜，故在轎廂停止運行的時間內(nèi)，抱閘信號一直存在。圖311 制動環(huán)節(jié)梯形圖（九）抱閘環(huán)節(jié)牽引電機(jī)制動后電機(jī)抱閘，抱閘信號由制動計時器產(chǎn)生。在程序控制的基礎(chǔ)上，牽引電機(jī)的制動由外部電機(jī)的接線完成，其詳細(xì)見第五章。制動信號由抱閘輸出信號斷開，即抱閘信號產(chǎn)生的同時，制動信號被斷開。下行制動類似，特殊情況：下行至一樓必制動。以上行制動為例，闡述制動環(huán)節(jié)的設(shè)計思路。電梯啟動平穩(wěn)運行后進(jìn)入制動環(huán)節(jié)。圖310 啟動環(huán)節(jié)梯形圖低速啟動信號由高速信號斷開，高速運行信號由制動信號斷開。啟動條件滿足，牽引電機(jī)開始低速啟動，低速啟動后1s電梯進(jìn)入高速平穩(wěn)運行階段。（七）啟動環(huán)節(jié)本程序設(shè)計的啟動環(huán)節(jié)其實包括低速啟動和高速平穩(wěn)運行兩個部分。比如電梯在二樓登記上行信號，要求在三樓停層，此時電梯上行，在二樓登記的上行信號保持到電梯在三樓停層再關(guān)門。電梯的定向輸出控制轎廂牽引電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)上下行，即上行時牽引電機(jī)正轉(zhuǎn)，下行時牽引電機(jī)反轉(zhuǎn)。圖39 定下行部分梯形圖當(dāng)上行和下行條件同時滿足時，定向環(huán)節(jié)會由慣性原則確定方向，即當(dāng)同時滿足上行和下行條件時，由此時電梯的運行狀況決定；若此時電機(jī)上行，則定向為上行；若此時為下行，則定向為下行；若此時電機(jī)停轉(zhuǎn)，則由定向信號被登記的時間先后決定。上下行顯示由轎廂內(nèi)和門廳外的上下行顯示燈顯示。定上行部分的梯形圖如圖38所示。上行要滿足的條件：電梯在一樓，樓上只要有外呼，或有內(nèi)呼，電梯就上行；轎廂在二樓及以上樓層時，上級樓層有外呼，且外呼滿足此時運行方向條件，則上行。圖37 外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖（六）定向環(huán)節(jié)定向環(huán)節(jié)分為兩個部分，即定上行和定下行。但是若電梯在某層停用，即不運轉(zhuǎn)，也沒有內(nèi)外呼，此時雖然外呼信號不能被登記，但是轎廂的門會自動打開，這是由開門環(huán)節(jié)決定的。外呼信號的消除條件亦是：電梯到達(dá)所選樓層，且電梯牽引電機(jī)抱閘停轉(zhuǎn)。（五）外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)類似于內(nèi)呼，都經(jīng)過登記保持消除三個步驟。圖36 內(nèi)呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖內(nèi)呼信號的消除條件是：電梯到達(dá)所選樓層，且電梯牽引電機(jī)抱閘停轉(zhuǎn)。內(nèi)呼信號被保持的階段，內(nèi)呼信號輸出要一直導(dǎo)通，即內(nèi)呼顯示燈要一直亮。圖34 樓層的登記與消除部分梯形圖 樓層顯示環(huán)節(jié)的梯形圖如圖35所示。圖33 七段碼顯示MMMMM5和七段碼的邏輯關(guān)系是：； ；； ；； ?！?’代表‘或’的關(guān)系，通過元件的并聯(lián)實現(xiàn)；‘樓層確定由MMMM4和M5登記和保持。樓層顯示用七段碼顯示，七段碼顯示圖解如圖33，各段標(biāo)號依此圖為準(zhǔn)。其余樓層以此類推。關(guān)門輸出的關(guān)斷條件是關(guān)門到位，即關(guān)門輸出時開關(guān)門直流電機(jī)運轉(zhuǎn)，當(dāng)關(guān)門到位，關(guān)門到位觸點接通，關(guān)門輸出被關(guān)斷，開關(guān)門直流電機(jī)停轉(zhuǎn)。圖32 關(guān)門環(huán)節(jié)梯形圖同開門環(huán)節(jié)，為滿足上述條件，設(shè)置了中間繼電器M40（關(guān)門輔助繼電器1）和M41（關(guān)門輔助繼電器2），同時避免了雙線圈的出現(xiàn)。（二）關(guān)門環(huán)節(jié) 關(guān)門環(huán)節(jié)應(yīng)該滿足的要求：轎廂內(nèi)按下手動關(guān)門按鈕，關(guān)門輸出；開門到位15s后自動關(guān)門。其中平層抱閘開門輸出的啟動條件是抱閘至電機(jī)停轉(zhuǎn)，所以加了計時器T53，令抱閘后1s開門，此處的時間設(shè)為1s并無確實依據(jù)，顯示中，要根據(jù)實際情況設(shè)置此時間。開門環(huán)節(jié)的梯形圖如圖31所示。分塊設(shè)計如下。第三節(jié) 系統(tǒng)信號的確定以及軟元件的選取經(jīng)過對電梯運行流程和電梯的控制要求，選取控制系統(tǒng)的軟元件，軟元件包括輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器和定時器，其編號分別如下列表所示。但在電梯行進(jìn)期間電梯門是不能被打開的。當(dāng)按動某個呼叫按鈕后，響應(yīng)的指示等亮并保持，直到電梯完成該呼叫為止。例如現(xiàn)在電梯位置在2層和3層之間上行，此時出現(xiàn)了2層上呼叫、3層下呼叫和4層上呼叫，則電梯首先響應(yīng)4層上呼叫，然后再依次響應(yīng)3層下呼叫和2層上呼叫。電梯停在某一層（如4層）時，此時按動該層（4層）的呼叫按鈕（上呼叫或下呼叫），則相當(dāng)于發(fā)出打開電梯門命令，進(jìn)行開門的動作過程；若此時電梯的轎廂不在該層（在其余4層），則等到電梯關(guān)門后，按照不換向原則控制電梯向上或向下運行。各樓層顯示值為該層所在位置，且上行下行指示燈均滅。在到達(dá)指定樓層后，電梯會繼續(xù)待命，直到新的命令給出。在電梯運行過程中支持其它呼叫。各樓層顯示隨電梯移動而改變，各層指示燈也隨之而變。若呼叫層處于電梯當(dāng)前層之上，則電梯在完成前一指令之前不響應(yīng)該指令，直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。 電梯上行時，若有多個下行呼叫且均位于當(dāng)前樓層之上，則電梯到達(dá)最高的下行呼叫層，然后依次從高到低響應(yīng)其它下行呼叫層。電梯上行時，若呼叫層處于電梯當(dāng)前運行之上目標(biāo)運行層之下，則電梯在完成前一指令之前先上行至該層，完成該層呼叫后再由近及遠(yuǎn)的完成其他各個呼叫動作。（二）電梯在運行過程中。電梯內(nèi)部以及外部各顯示屏均為“1”。（一）電梯的初始狀態(tài)。而上升、下降指示燈以及樓層顯示器，5層電梯均應(yīng)該相同。呼叫按鈕是乘客用來發(fā)出呼叫的工具，呼叫指示燈在完成相應(yīng)的呼叫請求之前應(yīng)一直保持亮，它和上升指示燈，下降指示燈、樓層顯示器一樣，都是用來顯示電梯所處的狀態(tài)的。電梯內(nèi)部還應(yīng)配有顯示屏，用來顯示電梯現(xiàn)在所在的狀態(tài)，即電梯是上升還是下降以及電梯處在樓層的第幾層，這樣可以使乘客清楚地知道自己所處的位置，離自己要到的樓層還有遠(yuǎn)，電梯是上升還是下降等。電梯停下時，應(yīng)具有開門、關(guān)門的功能，即電梯門可以自動打開，經(jīng)過一定延時后，又可自動關(guān)閉。上升和下降顯示器。圖31 電梯運行的流程圖 根據(jù)電梯運行流程圖