【正文】 。鼠籠式異步電機(jī)的維護(hù)及運(yùn)行成本都比繞線式電機(jī)低，而且可靠性更高，故此采用鼠籠式電機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)又分為鼠籠式和繞線式兩種。交流電機(jī)分為異步電機(jī)和同步電機(jī)。電機(jī)分為直流電機(jī)和交流電機(jī)，直流電機(jī)較交流電機(jī)來說，調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)速，啟動(dòng)、制動(dòng)和過載轉(zhuǎn)矩大，易于控制，可靠性較高，但換向問題嚴(yán)重；交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，比較牢固，容易做成高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流的電機(jī)，最主要的是交流電機(jī)沒有換向問題。CPU226型PLC外接一個(gè)16點(diǎn)輸入，8點(diǎn)輸出的輸入/輸出混合擴(kuò)展模塊EM223即可滿足要求，使用方便，功能強(qiáng)大，而且價(jià)格便宜，故此，本系統(tǒng)采用CPU226型S7200系列PLC。本系統(tǒng)是一個(gè)六層的電梯控制系統(tǒng)，屬于中小型控制系統(tǒng)，考慮到本人對(duì)德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的一種小型PLC S7200比較熟悉，而且其某些功能達(dá)到中型PLC的水平，但價(jià)格卻是小型PLC價(jià)格，性價(jià)比較高，故此首先考慮采用S7200系列PLC。在對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行了功能需求分析之后，本章將首先根據(jù)具體要求選擇適當(dāng)?shù)挠布O(shè)備，并對(duì)一些主要的硬件設(shè)備進(jìn)行分析選型，在確定了硬件設(shè)備之后，將著重介紹該系統(tǒng)的電氣原理圖的分析與設(shè)計(jì)，并對(duì)電氣系統(tǒng)的工作原理做出說明。第6章 本章針對(duì)系統(tǒng)的部分主要控制要求進(jìn)行了功能需求分析，給出了設(shè)計(jì)方案，為后續(xù)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)甚至軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了一定的理論支持。本設(shè)計(jì)在電梯上升過程的呼叫程序中加入了一個(gè)呼叫確認(rèn)開關(guān)，當(dāng)按動(dòng)上升請(qǐng)求按鈕時(shí)，上升呼叫信號(hào)將傳送到該層戶主家，戶主確認(rèn)呼叫才可發(fā)送上升請(qǐng)求到電梯控制器，戶主出行可佩帶IC卡以乘坐電梯，確認(rèn)呼叫，該功能可防止陌生人隨意進(jìn)出該樓各樓層。 電梯的調(diào)速功能為提高電梯的舒適度，當(dāng)電梯啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)以低速啟動(dòng)，為保證電梯的運(yùn)行效率，電梯運(yùn)行過程中應(yīng)以適當(dāng)高速運(yùn)行，當(dāng)電梯停車時(shí)為保證準(zhǔn)確靠站，應(yīng)先降到較低速度運(yùn)行，停站時(shí)抱閘停車。開門程序結(jié)束后經(jīng)過一定時(shí)間后要能自動(dòng)關(guān)門，這段時(shí)間的長(zhǎng)短可以通過定時(shí)器設(shè)置，當(dāng)關(guān)門程序啟動(dòng)后需要判斷何時(shí)停止關(guān)門，當(dāng)關(guān)門過程中轎廂內(nèi)有手動(dòng)開門信號(hào)或者檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到兩扇門之間有物體存在時(shí)需要結(jié)束關(guān)門程序，跳轉(zhuǎn)到開門程序，當(dāng)無手動(dòng)開門信號(hào)和關(guān)門檢測(cè)信號(hào)時(shí)就需要在關(guān)門終端設(shè)置關(guān)門限位信號(hào)，當(dāng)關(guān)門到達(dá)該限位開關(guān)時(shí)停止關(guān)門，在電梯運(yùn)行過程中，電梯門必須保證處于關(guān)閉狀態(tài)。 電梯門的控制功能當(dāng)電梯到達(dá)?？空就C(jī)后，電梯門程序要判斷當(dāng)前情況是否滿足開門條件，當(dāng)滿足時(shí)要能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開門，為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判斷要收集當(dāng)前樓層信號(hào)、平層信號(hào)、電機(jī)運(yùn)行信號(hào)等。 電梯的樓層檢測(cè)及平層功能電梯在控制過程中，需要判斷當(dāng)前電梯的位置，依據(jù)當(dāng)前電梯的位置及請(qǐng)求信號(hào)做出判斷處理，要判斷電梯的位置也就是需要對(duì)電梯進(jìn)行樓層檢測(cè)，對(duì)樓層檢測(cè)可以用位置開關(guān)，當(dāng)電梯到達(dá)位置開關(guān)處時(shí)，相應(yīng)的位置開關(guān)會(huì)做出響應(yīng)，反饋給PLC當(dāng)前的位置信號(hào)。 電梯的集選控制功能當(dāng)電梯轎廂內(nèi)及各樓層廳門外同時(shí)有多個(gè)請(qǐng)求發(fā)出時(shí)，要能按照一定順序逐個(gè)響應(yīng)，這就要求系統(tǒng)能夠?qū)Ω鱾€(gè)樓層的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行判斷比較，而且要能夠記憶各個(gè)尚未作出響應(yīng)的請(qǐng)求信號(hào)。 (4)PLC可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)，這將大大提高電梯運(yùn)行的安全性，并便于后期維護(hù)和檢修。 (2)PLC的運(yùn)用取締了大部分繼電接觸器，使得控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，安裝線路減少。 圖 PLC 工作時(shí)的掃描過程 PLC的工作過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)主要階段，在 PLC 的實(shí)際工作過程中，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計(jì)算機(jī)）進(jìn)行通信等處理。然后再?gòu)念^開始掃描，并周而復(fù)始地重復(fù)進(jìn)行。當(dāng) PLC 工作在 STOP 狀態(tài)下時(shí)，掃描過程只包括內(nèi)部處理和通信處理兩個(gè)階段；當(dāng) PLC在進(jìn)入 RUN 狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。 (5)編程設(shè)備過去的編程設(shè)備是由廠家提供的編程器，僅能對(duì)用戶程序進(jìn)行讀寫和調(diào)試，現(xiàn)在 PLC廠家不再提供編程器，PLC的編程依靠運(yùn)行于PC上的編程軟件，該編程軟件既能完成程序的編輯、修改、轉(zhuǎn)換、打印、保存，還能進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試，對(duì)PLC運(yùn)行過程中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。 (4)電源 PLC可使用220V的交流電或24V的直流電。PLC 輸入輸出信號(hào)有數(shù)字量和模擬量?jī)煞N。一般有ROM 、EEPROM 、RAM三種類型。 (2)存儲(chǔ)器 PLC 存儲(chǔ)器可分為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器兩部分。 圖 PLC 的硬件結(jié)構(gòu)框圖 (1)中央處理單元(CPU) 中央處理器是可編程控制器的核心，是PLC進(jìn)行運(yùn)算和協(xié)調(diào)控制的地方。 (6)功能強(qiáng)，性價(jià)比高PLC的高集成、編程控制、模塊化的結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)使得由PLC構(gòu)成的系統(tǒng)易于擴(kuò)展，亦可滿足各種需求，抗干擾性強(qiáng)，可降低系統(tǒng)成本。 (4)控制系統(tǒng)易于設(shè)計(jì)，開發(fā)周期短PLC面向底層用戶，設(shè)計(jì)時(shí)只需按照其性能和容量等選用合適的型號(hào)和模塊進(jìn)行組裝，根據(jù)功能要求進(jìn)行程序設(shè)計(jì)即可，而其軟件編程和模塊化結(jié)構(gòu)更是大大減少了繁瑣的安裝接線工作，故其易于設(shè)計(jì)，開發(fā)周期短。在抗干擾性能方面，PLC在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、內(nèi)部電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)程序執(zhí)行等方面都給予了充分的考慮。為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）區(qū)別，一般將可編程序控制器簡(jiǎn)稱為PLC（Programmable Logic Controller）。它采用了可編程的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的基于用戶的指令，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)器或過程。 PLC的基本知識(shí) PLC 的定義和特點(diǎn) 可編程控制器（Programmable Controller）是基于工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)梯形圖中都有所體現(xiàn)。(8)安全保護(hù)系統(tǒng) 安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械的和電氣的各種保護(hù)系統(tǒng)，可確保電梯安全地使用。平層裝置用于確保電梯在某一樓層?？繒r(shí)，轎廂可以與廳門處于一個(gè)水平面上，避免事故的發(fā)生，在接近?？空緯r(shí)，平層裝置將發(fā)出平層信號(hào)并將該信號(hào)傳遞到控制裝置，控制裝置將對(duì)平層信號(hào)做出響應(yīng)，控制電梯平層。其中控制裝置負(fù)責(zé)控制電梯按一定的邏輯控制要求運(yùn)行，設(shè)置在機(jī)房中的控制柜上。調(diào)速裝置可對(duì)曳引電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)控。供電系統(tǒng)是電動(dòng)機(jī)的電源提供裝置。 (6)電力拖動(dòng)系統(tǒng) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，調(diào)速裝置等組成，它的作用是對(duì)電梯進(jìn)行速度控制。對(duì)重可以平衡轎廂自重和部分的額定載重。 (5)重量平衡系統(tǒng) 重量平衡系統(tǒng)由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。轎廂體由廂底，轎廂壁，轎廂頂以及照明通風(fēng)裝置，轎廂裝飾件和轎廂內(nèi)操縱按鈕板等組成。它是由轎廂架和轎廂體兩部分組成的。開門機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎廂和層門開合的動(dòng)力裝置。 (3)門系統(tǒng) 門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機(jī)，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌架上，導(dǎo)軌架是承重導(dǎo)軌的組成部件，與井道壁連接。 (2)導(dǎo)向系統(tǒng) 導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架等部分組成。曳引鋼絲繩的兩端分別連接轎廂和對(duì)重（或者兩端固定在機(jī)房上），依靠鋼絲繩和曳引輪繩槽之間的摩擦來驅(qū)動(dòng)轎廂的升降。主要由曳引機(jī)，曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪和反繩輪等裝置組成。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩曳引式結(jié)構(gòu)，其機(jī)械部分由曳引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成。 電梯的結(jié)構(gòu)組成 電梯是機(jī)電一體化產(chǎn)品，也是一個(gè)典型的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其控制部分是該系統(tǒng)的控制器，電氣部分組成了該系統(tǒng)的執(zhí)行器及檢測(cè)元件，機(jī)械部分為該系統(tǒng)的控制對(duì)象。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小15 176。電梯的基本知識(shí)介紹了電梯的定義、分類、組成結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)有電梯存在的問題，PLC的基本知識(shí)從PLC的定義和特點(diǎn)，PLC的組成，PLC的工作原理及PLC控制電梯系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)等方面做了相關(guān)介紹。最后對(duì)本設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及本設(shè)計(jì)的不足之處進(jìn)行了一個(gè)總結(jié)。然后對(duì)本系統(tǒng)硬件開發(fā)部分做了相關(guān)介紹，確定了 PLC 的選型、I/O 點(diǎn)數(shù)分配以及與PLC 連接的外部設(shè)備。 本論文對(duì)電梯控制系統(tǒng)及可編程控制器（PLC）作了簡(jiǎn)單的介紹。因此，對(duì)電梯的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，提出一條適合國(guó)產(chǎn)老式傳統(tǒng)電梯的改造技術(shù)，并進(jìn)而提高國(guó)產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，將具有十分重要的意義。本設(shè)計(jì)主要是用可編程控制器(PLC)代替電梯的傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)。合理的配置與使用遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷、節(jié)能以及減少環(huán)境污染等。我國(guó)擁有的電梯數(shù)量已然居于世界第一，我國(guó)的電梯技術(shù)也達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。 十一屆三中全會(huì)以后，在改革開放的浪潮下，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得以迅速發(fā)展，也使得我國(guó)的電梯行業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。對(duì)于高速發(fā)展的電梯產(chǎn)業(yè)來說，提供更加安全、高效、環(huán)保、穩(wěn)定的電梯控制系統(tǒng)，使每一部電梯都能安全高效穩(wěn)定地運(yùn)行，將成為電梯行業(yè)未來的主要發(fā)展方向。關(guān)鍵字： 電梯，PLC 控制系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)，梯形圖，仿真I Abstract In this paper, the programmable controller (PLC) is used to replace the traditional relay contact control and the design of the control system for an elevator of six levels is the basis of analysis of the functional requirements, S7200 series PLC (CPU226) is selected as the controller to plete the system hardware design, the use of the programming software Step7Micro designed the elevator system at all stages of the ladder with modular prog