【正文】 KA2的觸點(diǎn)控制 PLC的 RUN口，只有當(dāng)該 KA2吸合時(shí)，才允許 PLC處于運(yùn)行狀態(tài)。電梯停止運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)抱死，其線圈應(yīng)斷電。 KM10接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)關(guān)門(mén)，并由 SQ SQ10與 R3 一起實(shí)現(xiàn)關(guān)門(mén)調(diào)速。門(mén)電動(dòng)機(jī)為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，可由 KM KM10 控制其正反轉(zhuǎn)。圖中 M1 為電梯專用型雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)；KM KM2 為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯上、下行控制； KM KM4 為電梯高低速運(yùn)行接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯的高速或者低速運(yùn)行； KM5 為啟動(dòng)加速接觸 器；KM KM KM8 為減速制動(dòng)接觸器，用以調(diào)整電梯制動(dòng)時(shí)的加速度； L L2 與 RR2 為串入電動(dòng)機(jī)定子電路中的電抗和電阻，當(dāng) KM1 或者 KM2 與 KM3 通電吸合時(shí)，電梯將進(jìn)行上行或下行啟動(dòng)，延時(shí)后 KM5 通電吸合，切除 R L1，電梯將轉(zhuǎn)為上行或下行的穩(wěn)速運(yùn)行；當(dāng)電梯接收到停層指令后， KM3 斷電釋放， KM4 通電吸合，電機(jī)轉(zhuǎn)為低速接法，接入阻抗制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上升與下降的低速運(yùn)行，且 KM6KM8 依次通電吸合，用來(lái)控制制動(dòng)過(guò)程的強(qiáng)度，提高停車(chē)制動(dòng)時(shí)的舒適感；至平層位置時(shí)，接觸全部斷電釋放，抱閘抱死，電梯停止運(yùn)行。為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。編程語(yǔ)言可用梯形圖或指令表。 3） FX2N 可用內(nèi)部輔助繼電器 M，狀態(tài)繼電器 S，定時(shí)器 T，寄存器 D，計(jì)數(shù)器 C 的功能和數(shù)量滿足了 系統(tǒng)控制要求的需要。 FX2N 系統(tǒng) PLC 具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： 1） FX2N 配置靈活，除主機(jī)單元外，還可擴(kuò)展 I/O 模塊， A/D 模塊， D/A 模塊和其它特殊功能模塊。 此外，電梯的雙向安全裝置、無(wú)底坑、無(wú)線控制、綠色環(huán)保 ——新疆大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)課課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 安全、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來(lái)電梯的重要發(fā)展方向。另外，網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控系統(tǒng)以其控制的先進(jìn)性、快速性、準(zhǔn)確性和可靠性亦是電梯的發(fā)展潮流。 2 技術(shù)含量更高，性能更好。 隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的發(fā)展，電梯的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進(jìn)化、外觀漂亮化。 （ 6） 機(jī)械傳動(dòng)方面，由于國(guó)際上機(jī)構(gòu)加工水平的不斷提高，使斜齒傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)在電梯上的應(yīng)用日益廣泛，已使電梯的傳動(dòng)形式多樣化。如緊急停車(chē)操作，消防員專用、防搗亂系統(tǒng)等。 （ 3） 電梯的邏輯控制已從過(guò)去簡(jiǎn)單的繼電器 —— 接觸器控制發(fā)展為可編程序控制器（ PLC）和微機(jī)控制，控制方式也從手柄控制、信號(hào)控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等，電梯可靠性得到很大的提高。逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)房位置靈活等特點(diǎn)，使得在低樓層場(chǎng)合得到愈來(lái)愈 廣泛的應(yīng)用。 電梯技術(shù)發(fā)展情況 （ 1） 電梯的速度要求越來(lái)越快，高速、超高速電梯的數(shù)量愈來(lái)愈多。 （ 8） 超載開(kāi)關(guān)：當(dāng)超載時(shí)轎底下降開(kāi)關(guān)動(dòng)作，電梯不能關(guān)門(mén)和運(yùn)行。僅當(dāng)廳門(mén)關(guān)上才允許電梯啟動(dòng)；在運(yùn)行中如出現(xiàn)廳門(mén)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電梯立即停車(chē)。 （ 5） 急停按鈕：裝于轎廂司機(jī)操縱盤(pán)上，發(fā)生異常情況時(shí)，按此按鈕切斷電源，電磁制動(dòng)器制動(dòng)，電梯緊急停車(chē)。 （ 3） 限位開(kāi)關(guān)：當(dāng)轎廂經(jīng)過(guò)端站平層位置后仍未停車(chē)，此限位開(kāi)關(guān)立即動(dòng)作，切斷電源并制動(dòng)，強(qiáng)迫停車(chē)。 電梯的安全保護(hù)裝置 （ 1） 電磁制動(dòng)器：裝于曳引機(jī)軸上，一般采用直流電磁制動(dòng)器，啟動(dòng)時(shí)通電松閘，停層后斷電制動(dòng)。 （ 3） 電器設(shè)備及控制裝置：有曳 引機(jī)，選層器傳動(dòng)及控制柜、轎廂操縱盤(pán)、呼梯按鈕和廳外指示器組成。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曳引機(jī)旋轉(zhuǎn) 使轎廂上下運(yùn)動(dòng)。 按機(jī)房位置不同可分為：機(jī)房位于井道頂部的上置式電梯；機(jī)房底部的下置式電梯。本文中著重研究電梯的升降控制邏輯，不著重新疆大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)課課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 主電動(dòng)機(jī)的升降速度以及電梯的安全保護(hù)措施。 電梯發(fā)展的今天，在使用需求和新技術(shù)應(yīng)用方面都進(jìn)入到全面發(fā)展時(shí)期，隨著智能化、信息化建筑的興起與完善，要求電梯不只是完成垂直運(yùn)輸?shù)幕竟δ?，還應(yīng)以人為本提高舒適度，特別從電梯運(yùn)行的控制智能化角度考慮，電梯的優(yōu)質(zhì)服務(wù)不再是單一的“時(shí)間最短”問(wèn)題，而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等方法，以期實(shí)現(xiàn)單梯與群控管理的最佳模式。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代，通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)定子供電電壓與頻率電梯運(yùn)行速度的調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)研制成功，出現(xiàn)了交流變壓變頻（ VVVF）調(diào)速電梯，開(kāi)拓了電梯拖動(dòng)的新領(lǐng)域。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，晶閘管變流裝置越來(lái)越多地用于電梯系統(tǒng)，使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，性能提高。因此，近一百年來(lái)，曳引式電梯一直受到重視，并發(fā)展沿用至今。 20 世紀(jì)初，美國(guó)出現(xiàn)了曳引式電梯，其結(jié)構(gòu) 如圖 11 所示，從圖中可見(jiàn)，鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端與轎廂連接，而另一端與對(duì)重連接，隨曳引輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，靠鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力使轎廂與對(duì)重作一升一降的相反運(yùn)動(dòng)。各種類型、規(guī)格繁多的電梯已在高樓內(nèi)投入運(yùn)行。 150 年以來(lái)，她已經(jīng)發(fā)展成為世界、亞洲和中國(guó)領(lǐng)先的電梯公司。從那以后，升降梯在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。格雷夫斯它不僅能用于控制機(jī)械設(shè)備、流水線和各種設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程，將 PLC 用于控制電梯各種操作和處理相關(guān)信息也是可行的。它具有強(qiáng)大的生命力，各工業(yè)部門(mén)紛紛用它來(lái)改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果。綜上所述，造成用微機(jī)控制的成本、運(yùn)行和維修費(fèi)用均較高，因此，如在一般的電梯上使用微機(jī)控制在經(jīng)濟(jì)上不合算。此外，微機(jī)的接口電路沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)件，而且一般不控制強(qiáng)電。其缺點(diǎn)是：微型計(jì)算機(jī)是按數(shù)字運(yùn)算的需要而設(shè)計(jì)的，功能比較齊全，結(jié) 構(gòu)比較復(fù)雜；而一般的電梯控制只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算方式多為“與”、“或”、“非”幾種，運(yùn)算位數(shù)只需 1 位，即“ 1”與“ 0”。雖然微機(jī)控制的電梯，與繼電器控制的電梯比較，它具有較大的優(yōu)越性。因此對(duì)于有不同功能要求的電梯控制系統(tǒng)，只要改變程序存貯器中的程序指令即可，而無(wú)需變更或增減硬件系統(tǒng)的元件或布線。因此這種控制系統(tǒng)僅用于速度不高、性能要求也不高的電梯中。優(yōu)點(diǎn)：與其它控制系統(tǒng)比較，其簡(jiǎn)單、易于理解和掌握、價(jià)格便宜。本課題所采用的編程語(yǔ)言為梯形圖語(yǔ)言。 PLC 的編程語(yǔ)言 PLC 的編程語(yǔ)言有梯形圖語(yǔ)言、助記符語(yǔ)言、順序功能圖語(yǔ)言等。 4. PLC 的 I／ O 響應(yīng)時(shí)間 PLC 采用集中 I／ O 刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映像寄存器區(qū)的內(nèi)容也不會(huì)改變，還會(huì)影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。 圖 22 PLC 的程序執(zhí)行過(guò)程 3. PLC 的掃描周期 在 PLC 的實(shí)際工作過(guò)程中，每個(gè)掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計(jì)算機(jī)）通信等處理。掃描周期的長(zhǎng)短與用戶程序的長(zhǎng)度和掃描速度有關(guān)?？删幊绦蚩刂破鞴ぷ鲿r(shí)的掃描過(guò)程如圖 21 所示，包括五個(gè)階段：內(nèi)部處理 、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。從第一條指令開(kāi)始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)的地址號(hào)遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。用戶程序是用戶根 據(jù)控制要求，用 PLC 的編程語(yǔ)言（如梯形圖）編制的應(yīng)用程序。 2) PLC 的軟件 PLC 的軟件系統(tǒng)指 PLC 所使用的各種程序的集合，它由系統(tǒng)程序（系統(tǒng)軟件）和用戶程序（應(yīng)用軟件）組成。 PLC 也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和 大型 PLC三種類型。 2) PLC 的分類 通常， PLC 產(chǎn)品可按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模等進(jìn)行分類。 (4)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。 (3)掃描速度 一般以執(zhí)行 1000 步指令所需時(shí)間來(lái)衡量，單位為 ms/k 步，也有以執(zhí)行一步指令所需時(shí)間來(lái)計(jì)算的，單位用 181。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。對(duì)每一個(gè) FX2N 主單元可配置總計(jì)達(dá) 8 個(gè)特殊功能模塊。 4)豐富的軟元件范圍 輔助繼電器： 3072 點(diǎn)，定時(shí)器： 256 點(diǎn)，計(jì)數(shù)： 235 點(diǎn) 數(shù)據(jù)寄存器； 8000 點(diǎn) 5)除了具有輸入輸出 16～ 256 點(diǎn)的一般速途，還有模擬量控制、定位控制等特殊控制。 對(duì) 6 種基本單元，可以以最小 8 點(diǎn)為單元連接 輸入輸出擴(kuò)展設(shè)備，最大可以擴(kuò)展輸入輸出 256 點(diǎn)。 新疆大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)課課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 FX2N 系列可編程序控制器介紹 1. 三菱 FX2N PLC 的主要特點(diǎn)： 1)集成型高性能。開(kāi)門(mén)之后不能行車(chē)，有門(mén)連鎖保護(hù)。 （ 6）每一層樓設(shè)有呼叫按鈕；轎廂內(nèi)設(shè)有開(kāi)關(guān)轎廂門(mén)按鈕；轎廂內(nèi)的層面指令按 （ 7）電梯啟動(dòng)、運(yùn)行、到站實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。 （ 5）電梯轎廂門(mén)由另一臺(tái) 小功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 （ 4）電梯的上行下行有一臺(tái)交流雙速電機(jī)牽引。 （ 2）利用指示燈顯示電梯轎廂外的呼喚信號(hào)、電梯轎廂內(nèi)的指令信號(hào)和電梯的到達(dá)信號(hào)。 PLC 控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計(jì)和調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。 （ 6） 更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。 （ 4） PLC 可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。 （ 2） 去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。 操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)展、應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。 （ 2） 擴(kuò)展的靈活性。 PLC 采用的編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語(yǔ)句描述編程語(yǔ)言。當(dāng)系統(tǒng) 發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。采用布爾助記符編程語(yǔ)言，十分有助于編程人員的編程。 （ 2） 編程方便 PLC 有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可供使用。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。大多數(shù) PLC 采用編程器進(jìn) 行輸入和更改的操作。例如，采用軟件濾波等；軟件自診斷；簡(jiǎn)化編程語(yǔ)言等。例如，采用可靠性的元件；采用先進(jìn)的工藝制造流水線制造；對(duì)干擾的屏蔽、隔離和濾波等；對(duì)電源的斷電保護(hù)；對(duì)存儲(chǔ)器內(nèi)容的保護(hù)等。采用了精簡(jiǎn)化的編程語(yǔ)言，編程 錯(cuò)誤率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)的硬件使可靠性大大提高。 （ 3） PLC 有較高的易操作性，它具有編程簡(jiǎn)單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一般不易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。 （ 1） PLC 不需要大量的活動(dòng)元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單，維修時(shí)間短。編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。以通用或?qū)Ｓ? CPU 作為字處理器，實(shí)現(xiàn)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另外還有位處理器（布爾處理器），進(jìn)行點(diǎn)（位）運(yùn)算與控制。 PLC 及其在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn) PLC 的特點(diǎn) PLC 是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來(lái)不 便和驚擾。 （ 4） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。 （ 2） 普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的 控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。 （ 4） 多年來(lái)我國(guó)一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，已形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉掌握的人員較多。 （ 2） 系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無(wú)需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。 elevator。其系統(tǒng)控制的核心部分是日本三菱公司制造的 FX2N 系列的 PLC，其控制適應(yīng)性強(qiáng)、 控制速度快、安裝調(diào)試簡(jiǎn)便、運(yùn)行費(fèi)用較低， PLC 控制技術(shù)已成為現(xiàn)代電梯控制的一個(gè)熱 點(diǎn)。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、和自動(dòng)控制理論技術(shù)的發(fā)展，電梯的邏 輯控制也由 PLC 代替了原來(lái)的繼電器控制，安全性、可靠性得到了質(zhì)的飛越。 新疆大學(xué) /機(jī)械工程學(xué)院 /機(jī)械工程專業(yè) /專業(yè)課程設(shè)計(jì) (機(jī)電控制類 ) 題 目 : 基于 plc 控制的六層教學(xué)樓電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師 : 學(xué)生姓名： 所屬院系： 專 業(yè)： 班 級(jí) ： 完成日期 ： 新疆大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)課課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 摘 要 隨著社會(huì)的發(fā)展，尤其是現(xiàn)代城市的建設(shè)高速發(fā)展所帶來(lái)的高層建筑猛烈的增多，在 高層建筑之間的垂直交通工具 —— 電梯，對(duì)人們生活也就顯得特別重要。 在電梯出現(xiàn)的早期，其控制方式多為繼電器控制方式，但這種控制方式有個(gè)致命的缺 點(diǎn) —— 安全性差。 本文針對(duì)某 棟教學(xué)樓 六層電梯控制系統(tǒng)，對(duì)其 PLC 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試 進(jìn)行了詳細(xì)的闡 述。 關(guān)