【正文】 ，升降梯便急速地墜落到底層。當(dāng)繩子斷裂時彈簧會將拉力減弱，制動桿接觸從而將平臺固定避免下墜。 奧的斯先生的發(fā)明徹底改寫了人類使用升降工具的歷史。 1889年 12月，美國奧的斯公司制造出了名副其實的電梯，它采用直流電動機為動力，通過蝸輪減速器帶動卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。 然而真正能夠稱為電梯（用電能驅(qū)動升降梯）的產(chǎn)品應(yīng)該是在 20世紀初才出現(xiàn)的。各種建筑物規(guī)模也越來越大。所以從安全效率等方面對電梯的要求越來越高。工程建筑方面交流電的到了普遍的應(yīng)用，然而在很多方面它在調(diào)速系統(tǒng)的某些性能不能達到要求。 從二十世紀前期，各種建筑電梯貨梯等設(shè)施都是通過直流調(diào)速系統(tǒng)來實現(xiàn)的電力拖動，技術(shù)水平的不斷進步先后產(chǎn)生了自動扶梯技術(shù)、電梯自動平層控制系統(tǒng)、高速電梯以及晶閘管在電梯拖動系統(tǒng)中的應(yīng)用。 二十世紀后半葉，隨著微處理器的誕生，也使得其在電梯領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，超高速電梯的問世帶來了很大的便利以及電梯技術(shù)的飛躍發(fā)展。也出現(xiàn)了 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。也是的電梯技術(shù)趨于當(dāng)代話。 本文的研究內(nèi)容、目的與意義 當(dāng)代社會，電梯的生產(chǎn)情況與技術(shù)水平從一定程度上反應(yīng)一個國家的科學(xué)技術(shù)水平和國家的現(xiàn)代化。在很多發(fā)達的地區(qū)國家電梯的使用已經(jīng)非常的普遍。 早期的繼電器控制接觸器控制存在很多的缺陷，功能也太弱造成很多事故和故障?？删幊绦蚩刂破骺朔撕芏嗬^電器控制的缺陷，從而使得貨梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計算機控制的一個重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點之一。設(shè)計內(nèi)容包括電梯的拖動和控制技術(shù)，貨梯控制 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計（梯形圖程序設(shè)計），系統(tǒng)通訊，貨梯的監(jiān)控等組成部分。此外采用 PLC控制的電梯使其可靠性變高、維護方便、開發(fā)周期短，這樣電梯的控制更加安全舒適人性化?？梢钥刂品浅?fù)雜的控制任務(wù)。也就突出了本文的研究意義。繼電器控制系統(tǒng)存在故 障率高、可靠性差、控制方法不靈活，以及功耗大等一些缺點，這些缺點，注定著它被淘汰；計算機控制系統(tǒng)，雖然有一個強大的智能控制功能，但其抗干擾性非常差，系統(tǒng)設(shè)計也非常復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)；由于 PLC 控制系統(tǒng)具有可靠性、維修方便、抗干擾能力強、設(shè)計和調(diào)試周期短等特點，所以該控制方法是最常用的控制方法。通過可編程控制器可以實現(xiàn)由繼 電器實現(xiàn)的邏輯控制功能，而且最主要的是可編程控制器的“可編程”功能，使得當(dāng)改變電梯的控制功能時，只要更改程序即可，而不需要像繼電器控制系統(tǒng)那樣改變硬件和接線。改革開放以來隨著我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，電梯需求量持續(xù)增加造就了我國電梯行業(yè)的空前繁榮。改革吸引了很多國際上 知名的公司美國奧的斯、德國蒂森、同本三菱、只立、富士達等公司的先進的技術(shù)和他們的管理經(jīng)驗。 自 1985 年我國參加了國際標準化組織 ISO／ TCl78 以來，先后等同或等效采用了一批國際標準和先進國家的標準。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機房電梯、無齒輪曳引機、永磁同步拖動技術(shù)、遠程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。 隨著技術(shù)的進步計算機的應(yīng)用在各個控制領(lǐng)域得到更多的發(fā)展，慢慢取代繼電氣控制已經(jīng)得到了大部分人的認同。 國外電梯技術(shù)發(fā)展十分迅速而且技術(shù)一直領(lǐng)先于我國。加上歐洲人的市場先導(dǎo)性好，在全球得到普遍的合資合作，使歐洲電梯技術(shù)成為國際通用技術(shù) 。中國電梯技術(shù)學(xué)習(xí)各國技術(shù)的特點及長處，也有了獨自的體系特點。使用微型計算機控制，它成本低，體積小，可靠性高，使用壽命長，簡化了安裝調(diào)試工作，使得電梯控制系統(tǒng)體積減小，節(jié)省能源、可靠性提高。中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷售量己達 l 萬臺左右，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 5 獻“。在一些發(fā)達的工業(yè)國家，電梯的使用相當(dāng)普遍。要實現(xiàn)“綠色”，也就是強調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置。因為 它獨特的優(yōu)點，現(xiàn)在正逐漸的代替繼電氣控制方式。此外由于電機交流變頻技術(shù)的日趨成熟電梯拖動技術(shù)已經(jīng)開始舍棄之前的技術(shù)，過度成為交流變頻調(diào)速。 電梯控制系統(tǒng)的最早的方法之一就是繼電器控制系統(tǒng)，技術(shù)條件的限制使得繼電器控制持續(xù)了相當(dāng)?shù)囊欢螘r間，并且現(xiàn)在依然存在很多。人們對電梯安全的要求越來越多。它的局限性也 越來越明顯。 電梯繼電氣控制系統(tǒng)的全部控制功能及信號的處理方式都是通過硬件來實現(xiàn)的。這種電梯在我國應(yīng)用非常廣泛，我國多年來對這種電梯技術(shù)的運用已經(jīng)趨于完美，技術(shù)成熟，運用廣泛，已經(jīng)形成了我們獨特的系列化標準。繼電氣控制在電梯方面存在非常多的問題。而且硬件設(shè)備過多會產(chǎn)生很多方面的故障。使得控制功能單一，很難在技術(shù)水平上有很大的突破。電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成物質(zhì)損失還會造成人身傷害。不需要大部分的繼電器設(shè)備控制系統(tǒng)簡單明了，線路清晰。非常復(fù)雜的電梯控制也可以通過可編程序控制器來控制，只要把程序設(shè)定好，過程將很簡單、安全、可靠。特別是當(dāng)有改動時只需要更改設(shè)計方案和程序，不用改動硬件設(shè)備。 表 1 PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng) 比較項目 繼電器 PLC 對控制功能 實現(xiàn) 繼電器多，接線的方式來完成控制功能 通過編制的程序來實現(xiàn) 對控制要求變更適應(yīng)性 適應(yīng)性弱，需要重新設(shè)計，改變繼電器和接線 適應(yīng)性好，只需針對程序進行修改 控制速度 很低，靠機械動作實現(xiàn) 很快，靠微處理器進行處理 特殊功能 一般沒有 有 安裝，施工 施工繁，連線多 安裝容易，施 工方便 可靠性 差，觸點多，故障多 好，因元器件采取了篩選和抗老化等可靠性措施 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 從表 1可以看出， PLC 控制系統(tǒng)具有繼電器控制系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點，因此傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)將逐漸被 PLC 控制系統(tǒng)所取代是大勢所趨。工控機有通用微機應(yīng)用發(fā)展而來，在硬件 結(jié)構(gòu)方面總線標準化程度高，品種兼容性強，軟件資源豐富，能提供實時操作系統(tǒng)的支持，故對要求快速，模型復(fù)雜的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢?？删幊炭刂破鲗Υ诉M行了改進，變通用為專用，有利于降低成本，提高可靠性等特性，更適應(yīng)過程控制的要求。 表 2 PLC控制系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)的比較 比較項目 通用計算機系統(tǒng) PLC控制系統(tǒng) 工作目的 科學(xué)計算 工業(yè)自動控制 工作環(huán)境 對工作環(huán)境要求高 對工作環(huán)境要求低，可在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場工作 工作方式 中斷處理方式 循環(huán)掃描方式 系統(tǒng)軟件 需配備功能較強的系統(tǒng)軟件 一般只需簡單的監(jiān)控程序 采用的特殊措施 掉電保護等一般性措施 采用多種抗干擾措施，自診斷，斷電保護，可在線維修 編程語言 匯編語言，高級語言，如 BASIC， C等 梯形圖，助記符語言， SFC標準化語言 對操作人 需專門培訓(xùn)，并具 一般的技術(shù)人員，稍加培壽命 很短 比較長 可擴展性 很困難 非常容易 維護 工作量大，故障不易查找 有自診能力，維護工作量小 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 員的要求 有一定的計算機基礎(chǔ) 訓(xùn)即可操作使用 對內(nèi)存的要求 容量大 容量小 價格 價格高 價格低 其他 若用于控制，一般需自行設(shè) 計 機種多，模塊種類多，易于集成系統(tǒng) 從表 2可見，在控制功能方面， PLC 與通用計算機相比，工作更穩(wěn)定可靠，而且編程簡單，使用方便，應(yīng)用設(shè)計和調(diào)試周期可大大縮短，加之又能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下和強電一起工作，容易實現(xiàn)機電一體化。 圖 1 電梯控制系統(tǒng)原理框圖 電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)由 曳引機構(gòu)、開、關(guān)門機構(gòu)、轎廂、控制系統(tǒng)等組成，如圖 2 所示。門系統(tǒng)的功能是封住層站入口和轎廂人口。 3 可編程控制器的簡介 PLC 的定義、產(chǎn)生和發(fā)展 可編程控制器（ Programmable Logic controller，簡稱 PLC），是以微處理器作為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)與自動化技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制器。采用可以編程的存儲器，用于它內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行順序控制、邏輯運算、計數(shù)、定時與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 世界上首個可編程序控制器的出現(xiàn)，是由美國通用汽車公司提出，即美國數(shù)字設(shè)備公司研制出來的，把它用于了汽車生產(chǎn)控制，取得了非常好的成績，此后 PLC 的發(fā)展掀起了歷史的新篇章。在一段時間內(nèi)， PLC 在各個部門得到了迅速的發(fā)展普及。它具有工廠通用的梯形圖編程語言，盡管控制器編程有些復(fù)雜，即使不熟悉計算機的人也能更好的應(yīng)用它。集成電路的出現(xiàn)時可篇程序控制器的發(fā)展產(chǎn)生很大變化。它在邏輯運算功能的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運算、擴大了輸入輸出規(guī)模。這時面向工程技術(shù)人員的編程語言發(fā)展也比較成熟了，出現(xiàn)了工藝人員使用的專門圖形語言。比如某些模擬控制裝置，這是特別前端的。隨著 PLC 的軟硬件功能進一步得到加強， PLC 已發(fā)展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統(tǒng)，能與其它設(shè)備通訊、調(diào)度產(chǎn)生、生成報表、可診斷故障代碼等。盡管 PLC 功能越來越強，但他仍然保留了先前的簡單與易于使用的優(yōu)勢。它作為工控機的一員，已成為許多工業(yè)國家自動化系統(tǒng)的基本電氣控制裝置。 2021 年銷售額約為 76億美元，占市場份額的 50%， 2021 年銷售額約 89億美元，占工控機市場份額的 62%， PLC 繼續(xù)保持上升的勢頭。新產(chǎn)生的一代 PLC 其應(yīng)用已經(jīng)從開關(guān)量控制擴大到模擬量。與此同時， PLC 也面 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 臨著其它行業(yè)工控產(chǎn)品的挑戰(zhàn)，各廠家正采取措施不斷改進產(chǎn)品。 PLC 和 PC 集成，也就是將 PLC、 PC 計算機及操作人員的人 機結(jié)合在一起，使 PLC 能夠利用計算機豐富的資源，同時計算機也能與 PLC 的模塊互存取數(shù)據(jù)。體系結(jié)構(gòu)很靈活，以達到降低成本、提高生產(chǎn)率的目的。為了改變這種現(xiàn)象，國際電工協(xié)會于 頒布了《可編程序控制器的編程軟件標準》，為各個 PLC 廠家編程的標準化實現(xiàn)了統(tǒng)一。 可編程控制器的工作原理 PLC 采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的工作方式。如果沒有跳轉(zhuǎn)指令，那么它就從設(shè)置的第一條指令開始，逐條順序執(zhí)行用戶設(shè)定的程序，直到程序結(jié)束為止。在每一次的掃描過程中，還要完成對輸入信號的采集和對輸出狀態(tài)的刷新等工作，周而復(fù)始地進行下去。 1．采集輸入信號， PLC 以掃描工作方式按順序?qū)λ休斎攵说妮斎霠顟B(tài)進行一次采 集，并存入寄存器中，此時寄存器會因采集到信號被刷新。 2．程序執(zhí)行，這個階段 PLC 運行程序時按順序進行工作。如果遇到程序跳轉(zhuǎn)指令時，根據(jù)跳轉(zhuǎn)的條件是否滿足要求，來決定程序是否需要跳轉(zhuǎn)。 3．輸出刷新，當(dāng)所有程序執(zhí)行完畢后，開始進入輸出處理的階段。然后通過一定方式輸出，并驅(qū)動外部負載的工作。 在用戶程序中，如果對輸出結(jié)果多次賦值，那么最后一次有效。 可編程控制器的編程語言 根據(jù) PLC 應(yīng)用范圍，程序設(shè)計語言可以組合使用，常用的程序設(shè)計語言有以下幾種： 布爾助記符程序設(shè)計語言 布爾助記符程序設(shè)計語言，它是用布爾助記符來描述程序的一種程序設(shè)計語言。它具有以下三個特點： 1 容易操作，編程設(shè)計可在沒有計算機的情況下進行； 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 13 2簡單記憶、輕松掌握的特點； 3 特點與梯形圖語言基本相同，與梯形圖有一一對應(yīng)關(guān)系。這種語言采用因果關(guān)系來描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果，每一個梯級都是一個因果關(guān)系。梯形圖程序設(shè)計語言，也是最 常用的一種程序設(shè)計語言，它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。 梯形圖程序設(shè)計語言有四大特點： 1 具有對應(yīng)性和直觀性，與電氣操作原理圖一一對應(yīng)； 2 易于掌握，與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致； 3 與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點是梯形圖中的能流非實際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實際存在的繼電器，因此應(yīng)用時需 與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對待； 4便于程序檢查，與 布爾助記符程序設(shè)計語言有一一對應(yīng)關(guān)系。是近年來發(fā)展起來的一種新的程序設(shè)計語言。便于設(shè)計人員和操作人員設(shè)計思想的溝通， 它主要有以下兩個特點： 1 很容易去學(xué)習(xí)和理解，以功能為主線，條理清楚； 2 可以節(jié)省設(shè)計的內(nèi)容和減少調(diào)試的時間，對很多復(fù)雜大型的程序，可以先把他分成很多部分，一步一步的設(shè) 計，是程序結(jié)構(gòu)非常靈活，這種優(yōu)點經(jīng)常運用泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文 14 在系統(tǒng)規(guī)模非常大，程序關(guān)系很麻煩的場合。 功能表圖來源于佩特利網(wǎng)，因為它具有圖形表達方式，能比較簡單清楚地描述并發(fā)系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)的所有現(xiàn)象，在模型的基礎(chǔ)上可直接編程，所以得到了廣泛的應(yīng)用。 可編程控制器（ PLC）的基本結(jié)構(gòu) 中央處理單元 CPU PLC 的核心 部分是它的 cpu，由控制器和運算器組成，通過內(nèi)部總線同存儲器及輸入 /輸出接口電路相連。 存儲器 PLC 的存儲器用來存放程序和數(shù)據(jù)。 輸入輸出接口電路 (簡稱 I/O) 輸入輸出接口是 CPU 與工業(yè)現(xiàn)場裝置之間的連接部分，是 PLC 的重要組成部分。 編程器 編程器有便攜式和 CRT 智能式兩大類，前者只能聯(lián)機編程，而后者既可聯(lián)機編程，又可脫機編程。一般的小型 PLC 主要采用便攜式編程器。 PLC 正常工作時，不一定需要編程器。 內(nèi)部 電源和其他設(shè)備