【正文】 電梯控制系統(tǒng)中比較理想的控制技術(shù)，再綜合本設(shè)計(jì)的要求并滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的需要，因此，選擇第四種方案。方案一：完全采用點(diǎn)陣式 LCD顯示。但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，需要多名軟件工程師編寫代碼，還需建立大量的數(shù)據(jù)庫。這種方案簡(jiǎn)單易學(xué)，可以顯示數(shù)字和少部分英文字母，成本低。方案三：采用 LED與點(diǎn)陣LCD液晶相結(jié)合的方法。但是不夠經(jīng)濟(jì)，本次設(shè)計(jì)暫不考慮，但更高端的產(chǎn)品可以采用。按照低成本，簡(jiǎn)單易懂，實(shí)用性考慮，采用第二種就足夠滿足設(shè)計(jì)的需求了。在輸入信號(hào)多的時(shí)候適合于這種方案。適合于輸入信號(hào)不多的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。該方案較為現(xiàn)代化，可以靈活的安排輸入，能充分利用PLC的輸入輸出點(diǎn)資源，可以減少PLC的輸入點(diǎn)數(shù)。綜合輸入方案一二三，再根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，選擇輸入方案二。該方案能節(jié)省大量的PLC輸出點(diǎn)，但對(duì)于容量較大的單一負(fù)載輸出而言，不能滿足輸出的要求。輸出方案二：全直接輸出。適合于輸出信號(hào)不多，也能滿足單一負(fù)載容量較大的簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)。該方案既能節(jié)省大量的PLC輸出點(diǎn)，又能滿足容量較大的單一負(fù)載輸出要求。綜合輸出方案一二三，再根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，選擇輸出方案二第3章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及其設(shè)備的選擇、運(yùn)行分析及控制要求電梯的初始狀態(tài)。（2） 電梯內(nèi)部和外部LED顯示屏均顯示為1樓（3） 各層呼叫按鈕和呼叫燈保持初始狀態(tài)，沒有信號(hào)。當(dāng)按該層下上下樓呼叫按鈕，呼叫燈有信號(hào)，電梯響應(yīng)呼叫移到該層。各樓層的顯示隨著電梯的移動(dòng)而隨之改變，各層指示燈也隨之變化。電梯到達(dá)指定樓層狀態(tài)。各樓層顯示器顯示該層所在位置，如果沒有其他任務(wù)且上行與下行指示燈全滅。直到所有任務(wù)都完成才停止運(yùn)行。在實(shí)際生活中，電梯服務(wù)的對(duì)象是往往是乘客，而乘客乘坐電梯的目的地的任務(wù)是各不相同的，而且，每一個(gè)乘客呼叫電梯的優(yōu)先順序也是不一致的，并且還要保證乘客在錯(cuò)誤操作時(shí)，控制系統(tǒng)能自我糾正并安全運(yùn)行。首次按下某層呼叫按鈕（1—4層）后，該層呼叫燈亮，電梯響應(yīng)該層呼叫。如果電梯處于待命狀態(tài)，電梯下面樓層有呼叫，電梯開始向下運(yùn)行。如果電梯向下到達(dá)下面的呼叫樓層時(shí)的過程中，或到達(dá)時(shí)完成任務(wù)的那一瞬間之前或完成任務(wù)那一瞬間。但是向下運(yùn)動(dòng)這種狀態(tài)已被記錄，電梯繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，先完成下面樓層的呼叫任務(wù)，再完成上面樓層的呼叫任務(wù)。如果電梯處于待命狀態(tài)，電梯上面樓層有呼叫，電梯開始向上運(yùn)動(dòng)。如果電梯向上到達(dá)上面的呼叫樓層時(shí)的過程中，或到達(dá)時(shí)完成任務(wù)的那一瞬間之前或完成任務(wù)那一瞬間。但是向上運(yùn)動(dòng)這種狀態(tài)已被記錄，電梯繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，先完成上面樓層的呼叫任務(wù)，再完成下面樓層的呼叫任務(wù)。按下樓層按鈕，對(duì)應(yīng)樓層的按鈕旁邊的指示燈點(diǎn)亮。綜合分析由以上各種情況的分析可以看出，電梯在接受指令后，總是按由近至遠(yuǎn)地原則完成各個(gè)樓層的呼叫應(yīng)答任務(wù)。電梯控制只要依照此原則進(jìn)行設(shè)計(jì)動(dòng)作的話，就不會(huì)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)電梯上下亂跑的情況了。圖31的左半部分是電梯的內(nèi)部控制按鍵，它包括1個(gè)樓層LED顯示燈、開關(guān)門按鈕、1到4層的呼叫按鈕與對(duì)應(yīng)的樓層按鈕顯示LED燈，以及電梯的上升和下降狀態(tài)指示燈等。圖31中的右半部分是4層樓房電梯的外觀圖，圖中表示4層樓房和1個(gè)電梯的轎箱。轎箱的箱門和每層的電梯門都可以打開關(guān)閉。，并且安全?？亢箅娞蓍T會(huì)自動(dòng)打開，并開門大概8秒時(shí)間的延時(shí)后，門自動(dòng)關(guān)閉，在此過程中，電梯支持手動(dòng)立即開門或者關(guān)門。1．只要有乘客按下呼叫命令，電梯就要接受每個(gè)呼叫按鈕（包括內(nèi)部和外部的呼叫按鈕）的呼叫命令，并按照優(yōu)先順序和程序規(guī)則做出相應(yīng)的響應(yīng)。3. 電梯的每一層都設(shè)置有上、下平層感應(yīng)（1樓只有下平層、4樓只有上平層）當(dāng)電梯碰到某層的行程開關(guān)時(shí)，表示電梯已經(jīng)到達(dá)該層，且當(dāng)該層有呼叫信號(hào)時(shí)，電梯開始減速平層停車，并打開電梯門，經(jīng)過延時(shí)后電梯門關(guān)閉。4. 當(dāng)電梯運(yùn)行到某層后，相應(yīng)的樓層指示燈熄滅，表示到達(dá)該樓層的命令已完成，命令可以取消。但在電梯上下運(yùn)行期間電梯門是不能被打開的。7. 電梯運(yùn)行的程序不換向原則是指電梯優(yōu)先響應(yīng)并不改變目前電梯任務(wù)的運(yùn)行方向的呼叫，直到上升或下降過程完全結(jié)束，才響應(yīng)使電梯另一種方向運(yùn)行的呼叫。但是如果電梯處于待命狀態(tài)，沒有方向趨勢(shì)，不換向狀態(tài)默認(rèn)暫時(shí)不起作用。但是人進(jìn)入電梯后，按了3樓。，如果在關(guān)門過程中夾到人或異物，電梯會(huì)打開門然后延時(shí)一段時(shí)間繼續(xù)關(guān)門。，觸發(fā)變頻器。，啟動(dòng)變頻加速，快速通過該區(qū)域。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯后，電梯內(nèi)應(yīng)有乘客選擇要去的目的樓層任務(wù)按鈕，稱為轎廂內(nèi)部呼叫按鈕。而且，在電梯內(nèi)部也有控制電梯開門、關(guān)門的按鈕，使乘客可以在電梯停下時(shí)隨時(shí)地控制電梯的開門與關(guān)門。 PLC型號(hào)的選擇轎廂內(nèi)14樓呼喚按鈕輸入，需4個(gè)輸入點(diǎn)；轎廂內(nèi)開、關(guān)門按鈕輸入，需2個(gè)輸入點(diǎn)；14樓樓門口呼喚按鈕輸入，需6個(gè)輸入點(diǎn)；14樓位置信號(hào)輸入，需4個(gè)輸入點(diǎn)；14樓減速位置信號(hào)輸入，需4個(gè)輸入點(diǎn)；超重報(bào)警器，需要1個(gè)輸入點(diǎn)；電梯門開關(guān)狀態(tài)顯示，需4個(gè)輸入點(diǎn)；電梯門夾到異物顯示，需2個(gè)輸入點(diǎn)。減速位置電磁伸縮裝置輸出，需4個(gè)輸出點(diǎn)。在此能滿足設(shè)計(jì)要求情況下，PLC的選擇應(yīng)著重考慮PLC的各種因素，選擇功能強(qiáng)大，負(fù)載能力合適，可靠運(yùn)行性高，品牌售后好，技術(shù)成熟的型號(hào)，和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的PLC。電梯箱內(nèi)14樓指示燈、上下樓指示燈，每層樓的呼叫按鈕指示燈均采用LED。再將編碼器的信號(hào)由74HC4511七段顯示譯碼器輸出為數(shù)字的信號(hào)顯示在每個(gè)樓層和電梯廂內(nèi)，被人識(shí)別。在編程的過程中，所用到的I/O地址分配如下表所示。為了更簡(jiǎn)單可靠，采用康華光《電子技術(shù)基礎(chǔ)》數(shù)字部分（第五版）第140頁的優(yōu)先編碼器CD4532和第151頁七段譯碼顯示器74HC4511，構(gòu)成的4層樓各樓層與電梯內(nèi)部七段顯示器的顯示電路。當(dāng)電梯的鎖存輸出有信號(hào)時(shí)，七段譯碼器保持不變。具體頻率需要根據(jù)電機(jī)和電梯實(shí)驗(yàn)才能獲得。圖34 電梯變頻驅(qū)動(dòng)的接線圖第4章 信號(hào)檢測(cè)與處理設(shè)計(jì)電梯外層門和內(nèi)層門機(jī)械上是分開的，電氣上是串聯(lián)的。因?yàn)橥鈱娱T和內(nèi)層門的傳感器是串聯(lián)的，所以只要一個(gè)傳感器有信號(hào)整個(gè)系統(tǒng)都有信號(hào)。氣動(dòng)控制因?yàn)椴捎脡毫諝飧鍧?，氣?dòng)控制壓力比較小，對(duì)人體來說更安全。這些傳感器當(dāng)然是必須的，包括電梯運(yùn)行位置電位傳感器，電梯減速伸縮裝置傳感器，電梯左右門開關(guān)門位置傳感器，電梯門夾到異物的壓力傳感器，電梯超重傳感器等為簡(jiǎn)化電梯控制系統(tǒng)，盡量采用傳感器的數(shù)字信號(hào)，但為了精確定位，位置定位校正采用模擬信號(hào)處理，而且用到了自動(dòng)控制原理的知識(shí)。數(shù)字信號(hào)1，就可以作為高電平，作為PLC的感應(yīng)信號(hào)，就可以當(dāng)成輸入信號(hào)直接處理。電梯門的位置則由行程開關(guān)感應(yīng)。其實(shí)采用其他高級(jí)的傳感器會(huì)更好，但這里不做要求，原理類似。在淘寶上找到合適的傳感器MINOR米諾電位尺KTC400MM。對(duì)于數(shù)字信號(hào)，這里認(rèn)為一有電壓就顯示1，電壓的變化的模擬信號(hào)主要用于下面的自動(dòng)控制校正系統(tǒng)。行程開關(guān)原理：同普通開關(guān)原理相似，將物理位置轉(zhuǎn)變成開關(guān)量。所以在這里，需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器。與PLC連接：電橋兩端‘+’連接PLC的X24接口，‘’接電源負(fù)極。有兩個(gè)傳感器，連接方式如圖。金屬應(yīng)變片同時(shí)變形，因?yàn)閼?yīng)變片在電橋中，打破電橋平衡產(chǎn)生輸出電壓。電橋的輸出可以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器后接PLC。所以電梯門需要一種非常靈敏的傳感器，當(dāng)門與異物擠壓產(chǎn)生一丁點(diǎn)力時(shí)，就會(huì)有信號(hào)輸出。然后延時(shí)一段時(shí)間，直到人將異物拿開，電梯門然后自動(dòng)關(guān)閉。電梯不能自行啟動(dòng)，直到這個(gè)問題被解決。但像電梯門，可以采用靈敏度低一點(diǎn)的膜片式壓力傳感器。在淘寶上找到合適的傳感器CAMOZZI 康茂勝 壓力傳感器 PM11 NA 可調(diào)節(jié)膜片式壓力開關(guān)原理:與上面應(yīng)變片原理大致相同，只是將金屬應(yīng)變片加到膜片上，采用電橋電路放大信號(hào)?？梢猿浞值谋Ｕ先松戆踩?。圖47 電梯自動(dòng)校正原理圖圖48 電梯校正自動(dòng)控制原理圖[3]這里的直流電機(jī)與電梯主電機(jī)（交流異步電機(jī)）是同軸的，主電機(jī)管升降，直流電機(jī)的作用僅僅是調(diào)整平層[2]。電橋?qū)?huì)把電梯的實(shí)際位置與中間位置比較，再把信號(hào)負(fù)反饋到放大器，調(diào)節(jié)電梯精確定位。如果沒有自我校正，電梯會(huì)偏移固定位置，造成人們的不方便甚至是危險(xiǎn)。設(shè)計(jì)將在這個(gè)部分將電梯的每個(gè)功能分成若干個(gè)段落來書寫，如果需生產(chǎn)出來，只需將每個(gè)段落拼接在一起就行。圖51電梯運(yùn)行主程序流程圖圖52首次呼叫子程序流程圖圖53 上升過程子程序圖圖54下降過程子程序圖將上升按鈕Y6Y10Y12或下降按鈕Y7Y11Y13有信號(hào)，馬上跳轉(zhuǎn)到S0步進(jìn)程序。并確定首次呼叫如果是下降激活S170，下一次任務(wù)執(zhí)行上升指令。上升或下降過程完全結(jié)束，跳轉(zhuǎn)至S514待命，等待下一條任務(wù)指令并判斷選擇進(jìn)入S73或S74。經(jīng)過M73觸發(fā)S73步進(jìn)程序，并跳轉(zhuǎn)至S60下降步進(jìn)程序。經(jīng)過M74觸發(fā)S74步進(jìn)程序，并跳轉(zhuǎn)至S51上升步進(jìn)程序。每當(dāng)上升程序或下降程序完全結(jié)束，進(jìn)入到S514，電梯待命步進(jìn)程序，直到重新有下降或上升任務(wù)激發(fā)，然后S514判斷下一步是上升還是下降。如果上行按鈕先按就進(jìn)入步進(jìn)指令S1中，按優(yōu)先順序判斷是1樓上升指令則跳轉(zhuǎn)到S3子程序，如果不是再進(jìn)入S205判斷是2樓上升指令則跳轉(zhuǎn)到S4子程序，如果不是最后進(jìn)入S201判斷是3樓上升指令就跳到S5子程序，如果都不是則跳轉(zhuǎn)至S0待命。上面的指令考慮到如果電梯是上升先觸發(fā)，優(yōu)先考慮上升過程中最低層的觸發(fā)信號(hào)優(yōu)先；同樣如果電梯下降先觸發(fā)，優(yōu)先考慮下降過程中最高層觸發(fā)信號(hào)。如果1樓有呼喚上樓，則Y6有信號(hào)：電梯在1樓X14有信號(hào)，電梯馬上打開門并跳轉(zhuǎn)到電梯運(yùn)行主程序。電梯在3樓X16有信號(hào)，電梯連續(xù)下降到1樓后開門并跳轉(zhuǎn)到電梯運(yùn)行主程序。如果2樓有呼喚上樓，則Y10有信號(hào)：電梯在1樓X14有信號(hào)，電梯連續(xù)上升到2樓后開門并跳轉(zhuǎn)到電梯運(yùn)行主程序。電梯在3樓X16有信號(hào)，電梯連續(xù)下降到2樓后開門并跳轉(zhuǎn)到電梯運(yùn)行主程序。如果3樓有呼喚上樓，則Y12有信號(hào)：電梯在1樓X14有信號(hào)，電梯連續(xù)上升到3樓后開門并跳轉(zhuǎn)到運(yùn)行主程序。電梯在3樓X16有信號(hào)，電梯馬上打開門并跳轉(zhuǎn)到電梯運(yùn)行主程序。如果2樓有呼喚下樓，則Y11有信號(hào)：電梯在1樓X14有信號(hào)，電梯連續(xù)上升到2樓后開門并跳轉(zhuǎn)到電梯運(yùn)行主程序。電梯在3樓X16有信號(hào)，電梯連續(xù)下降到2樓后開門并跳轉(zhuǎn)到電梯運(yùn)行主程序。如果3樓有呼喚下樓，則Y13有信號(hào)：電梯在1樓X14有信號(hào)，電梯連續(xù)上升到3樓后開門并跳轉(zhuǎn)到電梯運(yùn)行主程序。電梯在3樓X16有信號(hào)，電梯馬上打開門并跳轉(zhuǎn)到電梯運(yùn)行主程序。如果4樓有呼喚下樓，則Y7有信號(hào)：電梯在1樓X14有信號(hào)，梯連續(xù)上升到4樓后開門并跳轉(zhuǎn)到電梯運(yùn)行主程序。電梯在3樓X16有信號(hào)，梯連續(xù)上升到4樓后開門并跳轉(zhuǎn)到電梯運(yùn)行主程序。上升過程梯形圖說明：當(dāng)電梯處在上升過程，電梯顯示上升過程中。再判斷是否在2樓，是跳轉(zhuǎn)至S54。最后判斷是否在4樓，是跳轉(zhuǎn)至S83。當(dāng)?shù)竭_(dá)2樓X15觸發(fā)，開門并回到S51。如果在2樓X15接通：激活S54步進(jìn)程序，如果3樓上升Y12或呼喚3樓Y16有觸發(fā)，程序跳到上升到達(dá)3樓程序。如果Y12和Y16沒有觸發(fā)跳轉(zhuǎn)到S54并判斷條件。當(dāng)?shù)竭_(dá)4樓X17觸發(fā)，開門并跳轉(zhuǎn)S73因?yàn)殡娞菀训阶罡邔?，狀態(tài)即將反轉(zhuǎn)為下降狀態(tài)。下降過程梯形圖說明：當(dāng)電梯處在下降過程，電梯顯示下降過程中。再判斷是否在3樓，是跳轉(zhuǎn)至S64。最后判斷是否在1樓，是跳轉(zhuǎn)至S82。當(dāng)?shù)竭_(dá)3樓X16觸發(fā)，開門并回到S60。如果在3樓X16接通：激活S64步進(jìn)程序，如果2樓下降Y11或呼喚2樓Y15有觸發(fā)，程序