【正文】 繼電器 M150 1 層停車(chē)復(fù)位 /觸發(fā) M151 2 層停車(chē)復(fù)位 /觸發(fā) M152 3 層停車(chē)復(fù)位 /觸發(fā) M153 4 層停車(chē)復(fù)位 /觸發(fā) M154 5 層停車(chē)復(fù)位 /觸發(fā) M155 6 層停車(chē)復(fù)位 /觸發(fā) M156 7 層停車(chē)復(fù)位 /觸發(fā) M157 8 層停車(chē)復(fù)位 /觸發(fā) M158 停層開(kāi)門(mén) M159 上平層感應(yīng)輔助繼電器 M160 下平層感應(yīng)輔助繼電器 M161,M162 上行輔助繼電器 M163,M164 下行輔助繼電器 T50 停層時(shí)間計(jì)時(shí) T51 啟動(dòng)延時(shí) T52~T54 減速延時(shí) 綜合考慮輸入輸出要求，估計(jì)需要 PLC 輸入輸出 88 點(diǎn)左右。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(zhuān)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 R R2 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)，接觸全部斷電佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 釋放，抱閘抱死，電梯停止運(yùn)行。 4） 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(zhuān)用編程軟件包。 2） FX2N 指令功能豐富，有各種指令 107 條，且指令執(zhí)行速度快。 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 15 第 3章 硬件設(shè)計(jì) 可編程控制器（ PLC）的選型 考慮到本次設(shè)計(jì)的電梯系統(tǒng)有八層，且開(kāi)關(guān)量居多，模擬量較少；對(duì)于開(kāi)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(mǎn)足控制的要求，在小型PLC 中整體式比模塊式的價(jià)格便宜，體積也，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)。 總之，電梯的控制是比較復(fù)雜的，在計(jì)算機(jī)誕生前，電梯使用繼電接觸器控制的時(shí)代，很難生產(chǎn)出質(zhì)量?jī)?yōu)良的電梯，而現(xiàn)在，可編程控制的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。在這兩種拖動(dòng)方式中，電磁抱閘都是很重要的，它是電機(jī)制動(dòng)的主要設(shè)備，抱閘要求有足夠的制動(dòng)力，抱閘一般在通電時(shí)打開(kāi)，斷電時(shí)閘死。采用變速 電機(jī)時(shí)，電機(jī)的正反向運(yùn)轉(zhuǎn)使用接觸器換向，啟動(dòng)調(diào)速采取改變電機(jī)繞組及切換電機(jī)繞組中所串電阻實(shí)現(xiàn)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以是直流電動(dòng)機(jī)也可以是交流電動(dòng)機(jī)。 除了控制要求外，電梯常見(jiàn)的工程問(wèn)題還涉及電梯的拖動(dòng)設(shè)備及拖動(dòng)控制方式。上行時(shí)， KR12 首先插入隔磁板，發(fā)出減速信號(hào)，電梯開(kāi)始減速，至 KR12 插入隔磁板時(shí)，發(fā)出開(kāi)門(mén)及停車(chē)信號(hào)，電第 2 章 控制對(duì)象介紹 13 動(dòng)機(jī)停車(chē)，抱閘抱死；下行時(shí) KR11 首先插入隔磁板，發(fā)出減速信號(hào)，電梯開(kāi)始減速 ，至 KR11 插入隔磁板時(shí)，發(fā)出開(kāi)門(mén)及停車(chē)信號(hào)。傳統(tǒng)電梯的平層開(kāi)始信號(hào)由平層感應(yīng)器發(fā)出。 轎廂運(yùn)行后需確定在哪一層站停車(chē)，平層即指停車(chē)時(shí) ，轎廂的底與門(mén)廳“地平面”應(yīng)相平齊，一般都有具體的平層誤差規(guī)定，如平層時(shí)兩平面相差不得超過(guò) 5 毫米。一般情況下電梯按先上后下的原則安排運(yùn)送乘客的次序，而且規(guī)定在運(yùn)行方向確定之后，不響應(yīng)中途的反向呼喚要求，直到到達(dá)本方向的最遠(yuǎn)信號(hào)站點(diǎn)才開(kāi)始返程。該信號(hào)也需要 記憶并點(diǎn)亮門(mén)廳的上行或下行指示燈，這些保持信號(hào)在要求得到滿(mǎn)足時(shí)應(yīng)能自動(dòng)消號(hào)。按鈕按下后，該信號(hào)應(yīng)被記憶并使相應(yīng)的指示燈電亮。傳統(tǒng)電梯的位置信號(hào)一般由設(shè)在井道中的位置開(kāi)關(guān)，如磁感應(yīng)器提供，當(dāng)轎廂上設(shè)置的隔磁板插入感應(yīng)器時(shí)，發(fā)出位置信號(hào)，并啟動(dòng)樓層指示（見(jiàn)圖 22）。 電梯的安全運(yùn)行有以下一些主要控制要求 拽引電機(jī)引導(dǎo)輪磁鐵板平層感應(yīng)器廳門(mén)轎門(mén)上磁鐵板下磁鐵板對(duì)重電梯的平層,停層裝置示意圖 圖 22 電梯的平層、停層裝置 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 轎廂中的乘客及門(mén)廳中的等待電梯的人都需要知 道電梯的位置，因而轎廂及門(mén)廳中都設(shè)有以樓層標(biāo)志的電梯位置。 （ 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)。上面設(shè)有與電梯層站數(shù)相同的內(nèi)選層按鈕（帶內(nèi)選指示記憶燈），上下行啟動(dòng)按鈕（帶上下行指示記憶燈），開(kāi)關(guān)按鈕，急停按鈕，層樓指示燈的控制開(kāi)關(guān)，電梯運(yùn)行狀態(tài)選擇鑰匙開(kāi)關(guān)（選 擇電梯是自動(dòng)運(yùn)行司機(jī)狀態(tài)下運(yùn)行，還是檢修狀態(tài)）等。電梯門(mén)分廳門(mén)及轎門(mén)，當(dāng)電梯?？磕硨訒r(shí)，此層的廳門(mén)在轎門(mén)的帶動(dòng)下開(kāi)啟及關(guān)閉。井道的頂部和底部還設(shè)有沖頂及蹲底的緩沖設(shè)備。基站 的呼梯盒上還設(shè)有鑰匙開(kāi)關(guān)，供司機(jī)開(kāi)關(guān)電梯。門(mén)廳里還設(shè)有呼梯盒，用于在每層站召喚電梯。井道在各樓層設(shè)有門(mén)廳及呼梯設(shè)備。圖 21 是電梯拖動(dòng)系統(tǒng)示意圖，圖中可見(jiàn)電梯的轎廂及配重分系在鋼絲繩的兩端，鋼絲繩跨掛在曳引輪 上，曳引輪經(jīng)減速器機(jī)構(gòu)由電機(jī)拖動(dòng)，形成轎廂的上下運(yùn)動(dòng)。 第 2 章 控制對(duì)象介紹 9 第 2章 控制對(duì)象介紹 電梯簡(jiǎn)介紹 電梯是一種特殊的起重運(yùn)輸設(shè)備，有轎廂及配重拖動(dòng)電機(jī)及減速傳動(dòng)機(jī)械井道及井道設(shè)備召喚系統(tǒng)及安全裝置構(gòu)成。接著闡述了電梯控制系統(tǒng)的分類(lèi)及特點(diǎn)，電梯的控制系統(tǒng)分為調(diào)速和信號(hào)控制兩大部分。對(duì)比電梯的各種控制系統(tǒng) PLC 更能適合當(dāng)今現(xiàn)狀的需求，本設(shè)計(jì)基于 PLC 實(shí)現(xiàn)八層載客電梯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 （ 8）行車(chē)時(shí)，門(mén)廳和轎廂都不能開(kāi)門(mén)；開(kāi)門(mén)之后不能停車(chē)，有門(mén)鎖連鎖保護(hù)平層時(shí)可自動(dòng) 開(kāi)門(mén)、手動(dòng)開(kāi)門(mén)，夾人時(shí)自動(dòng)開(kāi)門(mén)。 （ 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。 （ 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)。因此，提倡對(duì)電梯進(jìn)行豪華性裝修，比如：轎廂內(nèi)用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設(shè)置宇宙空間或深海景象：進(jìn)而主張電梯、扶梯應(yīng)與大自然相協(xié)調(diào)，在扶 梯的周?chē)N植花草；在轎廂壁和頂棚裝飾某些圖案甚至是有變化的圖案，并且在色彩調(diào)配上要令人賞心悅目；在轎廂內(nèi)播放優(yōu)美的音樂(lè)，用以減少煩躁；在轎廂內(nèi)播放電視節(jié)目，乘客可收看天氣預(yù)報(bào)、新聞等。此外，對(duì)經(jīng)濟(jì)性、能耗、噪聲等級(jí)和電磁干擾程度等方面也有相應(yīng)要求。以 CPU 控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式，按人體生理適應(yīng)要求，利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)而成的理想運(yùn)行曲線，實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運(yùn)行。 ③舒適感。如前所述，由于電梯是大樓里頻繁起制動(dòng)的大容量電器是電磁干擾的元兇，所以綠色電梯必須是一個(gè)達(dá)到自身對(duì)大樓電磁干擾最小，而又不被其他電磁干擾影響的建筑機(jī)電設(shè)備。國(guó)內(nèi)的許多電梯公司對(duì)此的重視是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，甚至不少通過(guò)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的電梯也顯露出一副土生土長(zhǎng)的容貌。色彩宜人，格調(diào)高雅，制作精良的電梯，乘客自然會(huì)有一種安全的感覺(jué)，有一種視覺(jué)上的舒適。有人曾經(jīng)做過(guò)環(huán)境色彩是否對(duì)人有影響的研究。電梯運(yùn)行安全還要求電梯有自動(dòng)休眠功能，使電梯在保證運(yùn)行效率最高的同時(shí)，使電梯能最大限度地得到休眠。同時(shí)，電梯運(yùn)行安全也要求電梯在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系，而且電梯本身應(yīng)當(dāng)能自動(dòng)播放讓乘客感到放松的音樂(lè)，徹底消除產(chǎn)生緊 張不安的情緒?？梢哉f(shuō)，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開(kāi)的，使電梯安全運(yùn)行更有保障。 (2)安全。而真正的智能電梯應(yīng)更具人性化特點(diǎn)，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點(diǎn)，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無(wú)法比擬的東西，具有動(dòng)念和隨機(jī)處理各種問(wèn)題的能力，諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 層的候梯信息，自動(dòng)地制定每次最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)速度和停車(chē)政策；自動(dòng)選擇運(yùn)動(dòng)方面；雙向語(yǔ)音交流；到達(dá)目的層的語(yǔ)音提示等，讓乘客有更多的主動(dòng)性，使大樓交通運(yùn)輸實(shí) 現(xiàn)真正的人機(jī)對(duì)話。我們這罩所說(shuō)的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無(wú)法勝任的。電梯是載人的機(jī)電設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)“綠色”，也就是強(qiáng)調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類(lèi)的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強(qiáng)調(diào)電 梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。然而，人們的追求并沒(méi)有就此停止下來(lái)，仍在不斷地進(jìn)行研究改進(jìn)。 PLC 控制是三種控制方式中最具有可靠性、實(shí)用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。 PLC 在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景 目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、 PLC 控制和微型計(jì)算機(jī)控制三種?，F(xiàn)在 PLC 作為用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，與商家、家用的微機(jī)不同，由于控制對(duì)象的復(fù)雜性，使用環(huán)境的特殊性和工作運(yùn)行的連續(xù)性，使其在設(shè)計(jì)上有許多特點(diǎn)。 可編程控制器系統(tǒng) 在當(dāng)今時(shí)代由于工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高對(duì)自動(dòng)化控制的要求也日趨增加， PLC 則能在很大程度上很廣的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。 （ 5）、用微機(jī)實(shí)現(xiàn)群控管理，合理調(diào)配電梯運(yùn)行效率，節(jié)約能源。 （ 3）、可實(shí)現(xiàn)故障顯示及記錄，使維修簡(jiǎn)便，減少故障時(shí)間，提高運(yùn)行效率。 微機(jī)控制系統(tǒng)用于電梯的控制中，有許多優(yōu)點(diǎn)，如下所示： （ 1）、采用無(wú)觸點(diǎn)邏輯線路，以提高系統(tǒng)的可靠性，降低維修費(fèi)用，提高產(chǎn)品質(zhì)量。在電梯控制上采用微型計(jì)算機(jī)控制方式越來(lái)越受到人們的重視。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。 （ 5）、由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高，而佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。 （ 3）、由于采用固定接線形式，通用性和靈活性較差，不易改變。 盡管繼電器控制系統(tǒng)有以上很多優(yōu)點(diǎn)，但電梯繼電器控制系統(tǒng)仍存在許多問(wèn)題，主要有： （ 1）、系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多，接線復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。 （ 3）、大部分電 器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格便宜。 在電梯的控制中，繼電器控制系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）、所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路簡(jiǎn)單，電路圖較直觀形象，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人掌握。電動(dòng)機(jī)是通過(guò)某種自動(dòng)控制方式來(lái)進(jìn)行控制的，最常見(jiàn)的是繼電器控制方式。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，電梯的使用相當(dāng)普遍。 中國(guó)電梯在亞洲市場(chǎng)占有越來(lái)越重要的位置，每年銷(xiāo)售量己達(dá) l 萬(wàn)臺(tái)左右，第 1 章 緒論 3 約占亞洲市場(chǎng)的 1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無(wú)機(jī)房電梯、無(wú)齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動(dòng) 技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國(guó)際上也是剛剛出現(xiàn)，我國(guó)就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。自 1985 年我國(guó)參加了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO／ TCl78 以來(lái)，先后等同或等效采用了一批國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要的電梯產(chǎn)品，我國(guó)電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進(jìn)口，而且有一定的出口。如此龐大的市場(chǎng)需求為我國(guó)電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺(tái) ! 我國(guó)電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。到 20xx 年，中國(guó)電梯的年產(chǎn)量達(dá)到 13． 5 萬(wàn)臺(tái)，與 1980 年相比， 25 年增長(zhǎng)了 59 倍，產(chǎn)量每年平均增長(zhǎng) 17． 8％。全世界平均 1000 人有 l 臺(tái)電梯，我國(guó)如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加 70 萬(wàn)臺(tái)。從 1949 年建國(guó)以來(lái)全國(guó)共生產(chǎn)安裝了 6l萬(wàn)多臺(tái)電梯。上世紀(jì) 80年代以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國(guó)電梯需求量越來(lái)越大。 一個(gè)國(guó)家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。 電梯的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 的速度成長(zhǎng)起來(lái)。 PLC 是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)過(guò)程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，隨著 PLC 應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過(guò)程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。因此， PLC 控制技術(shù)加變頻調(diào)速技術(shù)己成為現(xiàn)代 電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)，目前，電梯的繼電器控制方式己逐漸被 PLC 控制所代替。但是，進(jìn)入九十年代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)電梯的安全性、可靠性的