【正文】 無(wú)論它的驅(qū)動(dòng)方式怎么樣，我們都能把電梯作為建筑物內(nèi)部垂直運(yùn)輸交通工具的總稱。目前電梯基本分類方法大致如下。 2. 按驅(qū)動(dòng)方式分類 交流電梯，直流電梯，液壓電梯，齒輪齒條電梯，螺桿式電梯，直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯。 4. 按電梯有無(wú)司機(jī)分類 有司機(jī)的電梯 ，無(wú)司機(jī)電梯，有 /無(wú)司機(jī)電梯。 導(dǎo)向系統(tǒng)的主要的作用是為轎廂的運(yùn)動(dòng)指引方向，為轎廂的運(yùn)行提供正確的線路。 4. 門系統(tǒng) 門系統(tǒng)的主要功能是作為轎廂的門使用，使轎廂內(nèi)部封閉更加安全。 6. 電力拖動(dòng)系統(tǒng) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能主要是拖動(dòng)整個(gè)轎廂系統(tǒng)，把電梯的速度控制在一定范圍內(nèi)。 8. 安全保護(hù)系統(tǒng) 安全保護(hù)系統(tǒng)保證電梯安全使用，可以防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。 把導(dǎo)靴放置在轎廂上沿著位于建筑墻體上的導(dǎo)軌重復(fù)的做上升下降運(yùn)動(dòng)，以防轎廂在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中發(fā)生偏斜或擺動(dòng)的問(wèn)題。轎廂的作用就是把乘客或者其他載貨物運(yùn)送到指定位置的一個(gè)箱體 ，對(duì)重主要是用來(lái)平衡轎廂的載荷、減少電動(dòng)機(jī)的功率。電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯各方面的控制。安全裝置的作用是使電梯在運(yùn)行過(guò)程中得到安全的保障。如今電梯已成為人們進(jìn)出高層建筑不可或缺的代步工具；而且作為載人工具，人們?cè)谶\(yùn)行的平滑性、高速性、準(zhǔn)確性、高效性等一系列靜、動(dòng)態(tài)性能方面對(duì)它提出了更高的要求。 在當(dāng)今時(shí)代，人類的高科技技術(shù)以飛速的方式發(fā)展，我們的微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也有了非常好的前景， 電梯現(xiàn)如今已經(jīng)成為我們?cè)谏钪斜夭豢缮俚囊环N運(yùn)輸工具。 電梯控制要求介入的設(shè)備使用起來(lái)比較簡(jiǎn)單，對(duì)應(yīng)用于系統(tǒng)組態(tài)的編程也要簡(jiǎn)單，具有人性化的人機(jī)界面，配備應(yīng)用程序庫(kù)后，加快了編程和調(diào)試的速度。因此 PLC在電梯的控 制系統(tǒng)中的應(yīng)用就非常廣泛，并且非常具有實(shí)際價(jià)值 [1]。 可編程控制器（ PLC）既保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)性能。 隨著微電子 技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展， PLC（可編程控制器）在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)得到十分廣泛地應(yīng)用。 電梯是隨著高層建筑的興建而發(fā)展起來(lái)的一種垂直運(yùn)輸工具。高層住宅需要有住宅梯 。在現(xiàn)代社會(huì) ,電梯已像汽 車、輪船一樣 ,成為人類不可缺少的交通運(yùn)輸工具。 學(xué)士學(xué)位論文 5 2 總體設(shè)計(jì)方案 依據(jù)實(shí)驗(yàn)室中的六層電梯裝置模型，設(shè)計(jì)一個(gè)六層交流調(diào)速電梯控制系統(tǒng)，按照電梯的一般控制原則編制相應(yīng)的軟件程序，繪制出相關(guān)圖紙。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，并撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告。可編程控制器可采用目前市面上比較流行的西門子 PLC。適合用于大、中專院校、高職高專學(xué)校的學(xué)生 PLC 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)等。 (2)．電梯模型的電氣部分由永磁低速同步電動(dòng)機(jī)、變頻器、 PLC、歐姆龍旋轉(zhuǎn)編碼器、語(yǔ)音到站鐘等組成 (3)．機(jī)械部分有框架、導(dǎo)軌、轎廂、配重及電梯呼盒組成。檢測(cè)信號(hào)分為外呼信號(hào)、內(nèi)選信號(hào)、平層信號(hào)、位置檢測(cè)信號(hào)、轎廂門開(kāi)閉位置信號(hào)、轎廂門防夾人保護(hù)信號(hào)、上、下極限位保護(hù)信號(hào)等。顯示實(shí)現(xiàn)每個(gè)樓層的當(dāng)前轎廂所處位置樓層顯示、運(yùn)行方向顯示、外呼 /內(nèi)選信號(hào)的 回應(yīng)顯示。帶 學(xué)士學(xué)位論文 6 有檢測(cè)電梯位置的編碼器能精確檢測(cè)轎廂位置，從而控制電梯的加速、減速過(guò)程。消防：模擬練習(xí)在出現(xiàn)火災(zāi)等情況下，電梯的運(yùn)行情況。 技術(shù)性能 1．輸入電源：?jiǎn)蜗嗳€ 220V177。正常顯示，各樓層顯示 00，變頻器得電。 學(xué)士學(xué)位論文 7 PC/PPI 編程電纜連接 PLC 與計(jì)算機(jī)，打開(kāi) PLC 電源開(kāi)關(guān)， PLC 工作正常，方可對(duì) PLC 進(jìn)行下載程序等操作。 5．實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)，并及時(shí)清理實(shí)驗(yàn)裝置。 7. 若不能排除故障 請(qǐng)聯(lián)系售后服務(wù)，在無(wú)把握時(shí)請(qǐng)勿隨意改動(dòng)模型。在編程了解電梯運(yùn)行情況時(shí)，應(yīng)時(shí)刻注意轎廂的運(yùn)行情況，禁止將電梯運(yùn)行出限位開(kāi)關(guān)以外的位置。用 DP 網(wǎng)線連接二臺(tái) PLC 的 0 號(hào)通訊口，進(jìn)行 PPI 通訊。 學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 電梯模型 PLC 控制系統(tǒng)框圖 學(xué)士學(xué)位論文 9 輸入模塊C P U模塊輸出模塊可編程序控制器編程裝置接觸器電磁閥指示燈電源 電源 限位開(kāi)關(guān)選擇開(kāi)關(guān)按鈕 3 硬件系統(tǒng)的組成 可編程控制器簡(jiǎn)介 可編程序控制器，英 文稱 Programmable Controller，簡(jiǎn)稱 PC。 PLC 是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是 PLC的程序編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí)，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶程序編制 形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。 PLC 的結(jié)構(gòu)及各部分的作用 PLC 的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異，通常由主機(jī)、輸入 /輸出接口、電源擴(kuò)展器接口和外部設(shè)備接口等幾個(gè)主要部分組成。 CPU是 PLC 的核心，它用以運(yùn)行用戶程序、監(jiān)控輸入 /輸出接口狀態(tài)、作出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結(jié)果送到輸出端，并響應(yīng)外部設(shè)備（如電腦、打印機(jī)等）的請(qǐng)求以及進(jìn)行各種內(nèi)部判斷等。 2．輸入 /輸出（ I/O）接口 I/O 接口是 PLC 與輸入 /輸出設(shè)備連接的部件。輸出接口是將主機(jī)經(jīng)處理后的結(jié)果通過(guò)功放電路去驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。 I/O 點(diǎn)數(shù)即輸入 /輸出端子數(shù)是 PLC 的一項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)，通常小型機(jī)有幾十個(gè)點(diǎn)，中型機(jī)有幾百個(gè)點(diǎn)，大型機(jī)將超過(guò)千點(diǎn)。 4．編程 編程是 PLC 利用外部設(shè)備，用戶用來(lái)輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)視 PLC 的工作情況。 5．輸入 /輸出擴(kuò)展單元 I/O 擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)充外部輸入 /輸出端子數(shù)的擴(kuò)展單元與基本單元（即主機(jī)）連接在一起。 該設(shè)計(jì)選用的主 機(jī)型號(hào)有西門子 S7200 系列的 CPU226(AC/DC/PL)。 學(xué)士學(xué)位論文 11 PLC 的工作原理 PLC 是采用 “順序掃描，不斷循環(huán) ”的方式進(jìn)行工作的。然后重新返回第一條指令，開(kāi)始下一輪新的掃描。 PLC 的一個(gè)掃描周 期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。 刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過(guò)一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作輸出刷新階段： 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出作 [2]。編程時(shí)要使用到各種編程元件，它們可提供無(wú)數(shù)個(gè)動(dòng)合和動(dòng)斷觸點(diǎn)。 PLC 內(nèi)部這些存儲(chǔ)器的作用和繼電接觸控制系統(tǒng)中使用的繼電器十分相似，也有 “線圈 ”與 “觸點(diǎn) ”，但它們不是 “硬 ”繼電器，而是 PLC 存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元。所以，內(nèi)部的這些繼電器稱之為 “軟 ”繼電器。 PLC 最常用的編程語(yǔ)言是梯形圖語(yǔ)言和指令語(yǔ)句表語(yǔ)言，且兩者常常聯(lián)合使用。它是借助類似于繼電器的動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)、線圈以及串、并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和符號(hào)，根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示PLC 輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形，直觀易懂。梯形圖中編程元件的種類用圖形符號(hào)及標(biāo)注的字母或數(shù)加以區(qū)別。 元件名稱 符號(hào) 編號(hào)范圍 功 能 說(shuō) 明 輸入寄存器 I ～ 共 24 點(diǎn) 接受外部輸入設(shè)備的信號(hào) 輸出寄存器 Q ～ 共 16 點(diǎn) 輸出程序執(zhí)行結(jié)果并驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備 位存儲(chǔ)器 M ～ 在程序內(nèi)部使用，不能提供外部輸出 定時(shí)器 256(T0 ～t255) T0,T64 保持型通電延時(shí) 1ms T1～ T4,T65～ T68 保持型通電延時(shí) 10ms T5～ T31,T69～ T95 保持型通電延時(shí) 100ms T32,T96 ON/OFF 延時(shí) ,1ms T33～ T36,T97～ T100 ON/OFF 延時(shí) ,10ms T37～ T63,T101～ T255 ON/OFF 延時(shí) ,100ms 計(jì)數(shù)器 C C0～ C255 加法計(jì)數(shù)器，觸點(diǎn)在程序內(nèi)部使用 高速計(jì)數(shù)器 HC HC0～ HC5 用來(lái)累計(jì)比 CPU 掃描速率 更快的事件 順控繼電器 S ～ 提供控制程序的邏輯分段 變量存儲(chǔ)器 V ～ 數(shù)據(jù)處理用的數(shù)值存儲(chǔ)元件 局部存儲(chǔ)器 L ～ 使用臨時(shí)的寄存器，作為暫時(shí)存儲(chǔ)器 特殊存儲(chǔ)器 SM ～ CPU 與用戶之間交換信息 特殊存儲(chǔ)器 SM（只讀） ～ 接受外部信號(hào) 累加寄存器 AC AC0～ AC3 用來(lái)存放計(jì)算的中間值 學(xué)士學(xué)位論文 13 梯形圖的設(shè)計(jì)應(yīng)注意到以下三點(diǎn)： ① 梯形圖按從左到右、自上而下地順序排列。 ② 梯形圖中每個(gè)梯級(jí)流過(guò)的不是物理電流，而是 “概念電流 ”，從左流向右，其兩端沒(méi)有電源。 ③ 輸入寄存器用于接收外部輸入信號(hào)，而不能由 PLC 內(nèi)部其它繼電器的觸點(diǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)。輸出寄存器則輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備，當(dāng)梯形圖中的輸出寄存器線圈得電時(shí)，就有信號(hào)輸出，但不是直接驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備，而要通過(guò)輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實(shí)現(xiàn)。 (2).指令語(yǔ)句表 指令語(yǔ)句表是一種用指令助記符來(lái)編制 PLC 程序的語(yǔ)言，它類似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，但比匯編語(yǔ)言易懂易學(xué)，若干條指令組成的程序就是指令語(yǔ)句表。 PLC 的輸出方式 主機(jī)有二種不同的輸出模式，一種為 DC 晶體管漏極輸出結(jié)構(gòu)，當(dāng)對(duì)應(yīng)的輸出點(diǎn)使能時(shí)，此輸出點(diǎn)與 1M 之間的電壓等于 1M 與 1L＋之間的電壓，不使能時(shí)，輸出端為高阻狀態(tài)。在本系統(tǒng)中使用的各種驅(qū)動(dòng)器中，相當(dāng)部分使用的是共陽(yáng)極，低電平輸入有效，為了使西門子的 PLC 也能驅(qū)動(dòng)此類驅(qū)動(dòng)器，我們?cè)诙咧g加裝一塊電平轉(zhuǎn)換板，使 PLC 原本輸出的高電平轉(zhuǎn)換為集電極輸出，使各驅(qū)動(dòng)器得以識(shí)別。這種結(jié)構(gòu)可使輸出端應(yīng)用在交直流電路均可。 學(xué)士學(xué)位論文 14 PLC 型號(hào)選擇 PLC 機(jī)型的選擇基本原則是，在所有功能都能滿足要求的前提下，選擇最可靠、穩(wěn)定，安全，維護(hù)使用比較方便的機(jī)型。 S7200 系列 PLC 通過(guò) CPU 模塊進(jìn)行區(qū)分一共能分成 五種基本的規(guī)格的 PLC。輸出接口電路主要有三種類型，第一種也是較為常用的即交流繼電器輸出型，第二種是直流晶體管，第三種是晶閘管輸出型。 PLC 是整個(gè)控制系統(tǒng) 的核心部件，采用西門子 S7200 系列可編程邏輯控制器， CPU226，它的運(yùn)算能力以及通訊能力比其它 PLC 優(yōu)越，可方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和通訊。最多可以帶 7 個(gè)擴(kuò)展模塊。另外根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需要的 I/O 點(diǎn)數(shù)時(shí) 應(yīng)可以再增加 10%～ 20%的備用量，可隨時(shí)可以增加控制功能。所以本次設(shè)計(jì)中 IO 擴(kuò)展模 塊應(yīng)采用 EM223的模塊。所以能滿足本次設(shè)計(jì)的要求。 變頻器的概述 變頻器的選擇 西門子 MM420 系列變頻器 是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻系列。 該變頻器由微處理器控制并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管（ IGBT）作為功率輸出器件。其脈 沖寬度調(diào)制的開(kāi)關(guān)頻率是可選的，因而降低了 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪聲。 MM420 具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)動(dòng)裝置。 選用的 MM420 額定參數(shù)為： 電源電壓： 220V～ 230V 額定輸出功率： 額定輸入電流： 學(xué)士學(xué)位論文 16 額定輸出電流： 外形尺寸： A 型 操作面板：基本 操作板（ BOP） (1) 主要特點(diǎn) ① 易于安裝與調(diào)試 ② 牢固的 EMC 設(shè)計(jì) ③ 可由 IT（中性點(diǎn)不接地）電源供電 ④ 對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)是快速和可重復(fù)的 ⑤ 參數(shù)設(shè)置的范圍很廣，確?？蓪?duì)廣泛的應(yīng)用的對(duì)象進(jìn)行配置 ⑥ 電纜連接簡(jiǎn)單 ⑦ 采用模塊化設(shè)計(jì)，配置非常靈活 ⑧ 脈寬調(diào)制的頻率高，因而電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪音低 ⑨ 詳細(xì)的變頻狀態(tài)信息和信息集成功能 （ 2）性能特征 ① 磁通電流控制（ FCC） ,改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)和電動(dòng)機(jī)的控制特性 ② 快速電流 限制（ FCL）功能，實(shí)現(xiàn)了正常狀態(tài)下的無(wú)跳閘運(yùn)行 ③ 內(nèi)置的直流注入制動(dòng) ④ 復(fù)合制動(dòng)功能改善了制動(dòng)特性 ⑤ 加速 /減速斜坡特性具有可編程的平滑功能 ⑥ 具有比例，積分控制功能的閉環(huán)控制 ⑦ 多點(diǎn) V/F 特性 （ 3）保護(hù)特性 ① 過(guò)壓和欠壓保護(hù) ② 變頻器過(guò)熱保護(hù) ③ 接地故障保護(hù) ④ 短路保護(hù) ⑤ I2t 電動(dòng)機(jī)過(guò)熱