【正文】 低了電梯的舒適性、可靠性和安全性，給乘用人員的工作和生活帶來了諸多不便，因而 PLC 在電梯控制中得到了廣泛應(yīng)用。隨著高層建筑的飛速發(fā)展，電梯控制技術(shù)也已發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制由 PLC 代替繼電器控制。 關(guān)鍵詞：電梯、 PLC、梯形圖 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ）說明書 2 Abstract The elevator is the symbol of modern vertical transport of material civilization, is a mechanical and electrical integration of plex transportation equipment. It involves the electronic technology, mechanical engineering, power electronics technology, puter technology and civil engineering, electric power drag system, and many other fields of science. At present our country most homebred elevator was divided into relay and PLC (programmable controller) two kinds of control ways, relay control system performance is not stable, high failure rate, greatly reduces the elevator fort, reliability, and security, to take with people39。 52 制動 1854 年，在 紐約 水晶宮舉行的 世界博覽會 上，美國人 伊萊沙 奧的斯 第一次向世人展示了他的發(fā)明。令人驚訝的是，升降梯并沒有墜毀，而是牢牢地固 定在半空中 ——奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用。 ” 站在升降梯平臺上的奧的斯先生向周圍觀看的人們揮手致意。 人類利用升降工具運輸貨物、人員的歷史非常悠久。早期的升降工具基本以人力為 動力 。英國科學(xué)家 瓦特 發(fā)明蒸汽機(jī)后，起重機(jī)裝置開始采用蒸汽為動力。 湯姆遜 研制出用 液壓 驅(qū)動的升降梯，液壓的介質(zhì)是水。然而，一個關(guān)鍵的安全問題始終沒有得到解決，那就是一旦升降梯拉升纜繩發(fā)生斷裂時，負(fù)載平臺就一定會發(fā)生墜毀事故。從那以后，搭乘升降梯不再是 “ 勇敢者的游戲 ” 了，升降梯在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。 1892 年，美國奧的斯公司開始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開了先河。 150 年來，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新 —— 手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機(jī)對話等等，多臺電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制， 智能 群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升 運輸能力 的優(yōu)勢；變速式 自動人行道 扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時間；不同外形 —— 扇形、三角形、半菱形、 半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。調(diào)頻門控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機(jī)節(jié)能、 控制柜 低噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)保 —— 一款款集納了人類在機(jī)械、電子、華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計（ 論文 ）說明書 6 光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競相問世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好 [1]。它涉及電子技術(shù)、機(jī)械工程、電力電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、電力拖動系統(tǒng)和土建工程等多個科學(xué)領(lǐng)域。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入一個嶄新的時代，其 應(yīng)用越來越廣，以電梯為主要標(biāo)志的現(xiàn)在高層建筑的垂直交通工具，其設(shè)計要 求穩(wěn)定性高、安全性高。 在針對我國電梯現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，將 PLC、變頻器實現(xiàn)六層電梯常規(guī)控制，通過合理的選擇和設(shè)計，大大提高電梯的控制水平，改善電梯運行的舒適感，使電梯達(dá)到較為理想的運行效果，并實現(xiàn)電梯的精確位移控制。 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 電梯是高層建筑不可缺少的垂直方向的交通運輸工具。由于傳 統(tǒng)的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制線路。 從技術(shù)發(fā)展來看，這種系統(tǒng)將逐漸被淘汰。將可編程序控制器（ PLC）應(yīng)用六層電梯進(jìn)行邏輯控制，設(shè)計了一套完整的電梯控制系統(tǒng)方案并通過三層電梯模型實現(xiàn)了其基本功能，大大提高了電梯可靠性、可維護(hù)性以及靈 活性，延長了使用壽命，同時縮短了電梯的開發(fā)周期。 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)展同樣的速度成長起來。一個國家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長速度、城市化 水平、人口密度及數(shù)量、國家產(chǎn)業(yè)結(jié)第一章 緒論 7 構(gòu)等綜合因素的影響。這從客觀上導(dǎo)致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經(jīng)成為全球最大的電梯市場?？傏厔菔巧仙模M(jìn)入了“第三次浪潮”。從 1949 年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了 61 萬多臺電梯。全世界平均 1000 人有 l 臺電梯，我國如果要達(dá)到這個水準(zhǔn)，還需要增加 70 萬臺。到 2020 年，中國電梯的年產(chǎn)量達(dá)到 萬臺，與 1980 年相比， 25年增長了 59 倍，產(chǎn)量每年平均增長 ％。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺 !我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。 國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高 [4]。以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。 PLC 的基本設(shè)計思想是把計算機(jī)功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的。 70 年代中期以后， PLC 已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外 圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的 PLC 已不再是僅有邏輯 (Logic)判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、 PID 調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。 可編程控制器是面向用戶的專用工業(yè)控制計算機(jī)，具有許多明顯的特點。固定式 PLC 包括 CPU 板、 I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。 在使用者看來，不必要詳細(xì)分析 CPU 的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。 中央處理器 (CPU)是 PLC 控制器的大 腦。起先是8 位微控制器例如 8051,現(xiàn)在發(fā)展為 16 位和 32 位微控制器。 CPU 同樣關(guān)注通信 , PLC 控制器 ,操作程序的執(zhí)行 ,監(jiān)督記憶設(shè)置的輸入和輸出等部分的關(guān)聯(lián)性。除了這個操作系統(tǒng)之外，它還包括一個由梯形圖翻譯成而進(jìn)制形式的用戶程序。 PLC 控制器比快擦型存儲器使用得更早， EPROM 存儲器比快擦型存儲器也更早，快擦型存儲器必須用紫外線（ UV， UltraViolet Ray）燈擦除，并在編程器上進(jìn)行編程。在應(yīng)用程序開發(fā)中，通過一個串行電纜可以對程序存儲器進(jìn)行重新編程。一部分存儲器用來存儲輸入和輸出狀態(tài)。每一個輸入和輸出在存儲器中 都有一個相應(yīng)的位。例如，定時器值，或者記數(shù)器值存放在存儲器的這個部分。實際上，這意味著，如果你有編程所需要的軟件，早期 PLC 控制器可以通過計算機(jī)進(jìn)行編程。這對于工業(yè)企業(yè)來說是非常重要的。定期檢查 PLC 中的程序是否改變是非常好的事情。 幾乎所有用于為 PLC 控制器編程的程序都擁有各種不同的選項，例如系統(tǒng)輸入 /輸出（ I/O 線）的強(qiáng)制開關(guān)，程序?qū)崟r跟蹤以及圖表驗證。程序員可以添加標(biāo)記，書日和輸出設(shè)備名稱，以及對于查找錯誤或者對于 系統(tǒng)維護(hù)很有用的注釋。注釋和標(biāo)記甚至還可以準(zhǔn)確地引用零件號，如果需要更換零件的話。響應(yīng)的舊方法是這樣的，開發(fā)系統(tǒng)的人必須保護(hù)這個程序，他旁邊再沒有人知道系統(tǒng)是怎樣完成的。 電源是為中央處理單元提供電源的。在有些 PLC 控制器上，你可以看見作為獨立模塊的電源。不同的模塊使用不同的電流量。用戶必須提供獨立的電源來啟動 PLC 控制華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ）說明書 10 器的輸入和輸出，因為這樣可以保證 PLC 控制器的所謂“純電源”。有些較小的 PLC 控制器從與 PLC 控制器集成在一起的小電源為它們的輸入提供電壓源。 PLC 也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。 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。用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，用 PLC 的編程語言（如梯形圖）編制的應(yīng)用程序。主要內(nèi)容有： 1) 設(shè)計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖。 3)根據(jù)施工圖紙進(jìn)行現(xiàn)場接線，并進(jìn)行詳細(xì)檢查。 plc 聯(lián)機(jī)調(diào)試 聯(lián)機(jī)調(diào)試是將通過模擬調(diào)試的程序進(jìn)一步進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。如不符合要求，則對硬件和程序作調(diào)整。 全部調(diào)試完畢后，交付試運行。 第二章 三菱系列可編程控制器介紹 可編程序控制器的工作方式 1. PLC 的掃描工作方式，如圖 21 所示： 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ）說 明書 圖 21 圖 1 PLC 的掃描過程 可編程序控制器在進(jìn)入 RUN 狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。然后再從頭開始掃描，并周而復(fù)始地重復(fù)進(jìn)行。 PLC 完成一次掃描過程所需的時間稱為掃描周期。 可編程序控制器的編程語言 PLC 共有 5 種標(biāo)準(zhǔn)編程語言，其中有三種圖形語言，即梯形圖（ LD， Ladder Diagram）、功能塊圖（ FBD， Function Block Diagram），和順序功能圖（ SFC， Sequential Function Chart），兩種文本語言，即結(jié)構(gòu)化文本（ ST， Structured Text）和指令表 (IL， Instruction List)。它是由繼電氣控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變而來的，它繼承了繼電氣控制系統(tǒng)中的基本工作原理和電器邏輯關(guān)系的表達(dá)方法，梯形圖預(yù)計電氣控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號和表達(dá)方式上有一定區(qū)別，所以在邏輯控制系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。 第三章 電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 13 第三章 電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 變頻器的工作原理 變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變 電機(jī) 工作電源 頻率 方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器靠內(nèi)部 IGBT 的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的 實際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。 變頻器工作原理 主電路是給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類 :電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。 它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的 “ 整流器 ” ，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的 “ 平波回路 ” ，以及將直流功率變換為交流功率的 “ 逆變器 ” 。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運轉(zhuǎn)。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓