1、第 1 页 共 39 页江苏城市职业学院五年制（高职）毕 业设计（论 文）任 务 书题 目用 PLC 控制的五层楼梯控制系统的设计 _学 校： 江苏城市职业学院昆山办学点 专业班级： 11 数控（五） 学生姓名： 金子杰 学 号： 11022030124 指导教师姓名： 何修富 指导教师职称： 讲师 二一 六 年 四 月 二十 日第 2 页 共 39 页摘要20 世纪 60 年代末，为了克服传统继电器的种种应用上的缺点，人们研制出了一种先进的可编程序控制器 PLC（Programmable logic Controller） ，由于PLC 具有优良的技术性能，因此它一问世就很快得到了推广应用。
2、随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC 在工业控制领域内得到广泛的应用愈加明显。PLC 是一种基于数字计算机技术，专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置，它采用可编程程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出，完成一系列逻辑、顺序、定时、记数、运算等确定的功能，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。具体来讲 PLC 主要具有以下的特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强；（2）编程方法简单、直观；（3）体积小、耗能低、重量轻；（4）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；（5）系统的设计/安装、调试工作量少；（6）维修工作量小、维护方便；（7）接口模块功能强、品种多。PLC
3、 在电梯控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于 PLC 具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯控制过程中，各种逻辑开关控制与 PLC 很好的结合，很好的实现了对电梯的控制。本论文是以三菱广泛应用的整体中型机 FX2N-128 为背景机，详细介绍其系统配置，兼顾介绍，指令系统，编程方法和控制系统设计方法，同时也介绍了模块式 PLC 的一些智能单元。本人毕业设计的电梯包括电梯自动运行、消防运行、PLC 综合控制三个系统。论文对 PLC 的结构、特点、性能以及与现场控制对象的连线进行了具体的研究，并通过 PLC 实现了电梯的自动控制以及消防运行。通过此次毕业设计,提高了我们
4、运用理论知识，分析、处理和解决实际问题的综合能力。第 3 页 共 39 页关键词：PLC 五层电梯 控制系统目录第一章 电梯的结构及工作原理. 41.1 电梯的结构. 41.1.1 曳引系统. 41.1.2 导向系统. 41.1.3 轿厢.41.1.4 门系统.41.1.5 重量平衡系统.41.1.6 电力拖动系统.41.17 电气控制系统.41.1.8 安全保护系统.51.2 电梯的工作原理.5第二章 电梯控制系统的硬件设计. 52.1 电梯控制的要求. 52.1.1 电梯轿箱的控制要求. 52.1.2 电梯门的控制要求. 52.2 电梯模型结构. 52.2.1 电梯层门. 52.2.2 电
5、梯轿厢内控制屏. 52.3 主电路的设计. 62.3.1 拖动电机电路的设计. 72.3.2 门电机电路的设计. 7第三章 电梯 PLC 控制系统的设计 93.1 PLC 单台电梯控制系统的工作流程 93.2 PLC I/O 地址分配 103.2.1 输入信号的确定. 103.2.2 输出信号的确定. 11第 4 页 共 39 页3.2.3 内部辅助继电器的确定. 123.3 PLC I/O 硬件连接图. 12第四章 PLC 单台电梯控制系统基本功能梯形图分析 144.1 外呼信号的登记与消除. 144.2 开门控制. 174.3 关门控制. 194.4 楼层信号的显示. 204.5 电梯箱内
6、选择停层与显示. 234.6 电梯的定向环节. 254.6.1 电梯定向（上行）环节 254.6.2 电梯定向（下行）环节 274.7 电梯的起步、稳定运行环节. 284.8 电梯的制动环节 30结 论. 37致 谢. 38参考文献. 39第 5 页 共 39 页第一章 电梯的结构1.1 电梯的结构1.1.1 曳引系统曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。1.1.2 导向系统导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。1.1.3 轿厢轿厢是运送乘客和货物
7、的电梯组件，是电梯的工作部分。轿厢由轿厢架和轿厢体组成。1.1.4 门系统门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成。1.1.5 重量平衡系统系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装置组成。1.1.6 电力拖动系统电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置第 6 页 共 39 页等组成。1.1.7 电气控制系统电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电气控制系统主要由操纵装置，
8、位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层器等组成。1.1.8 安全保护系统保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。由限速器，安全钳，缓冲器，端站保护装置组成。1.2 电梯的工作原理曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载
9、乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。第二章 电梯控制系统的硬件设计2.1 电梯控制的要求2.1.1 电梯轿箱的控制要求：(1)选向：根据电梯各层内选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼曾位置决定电梯的运行方向。(2)选层换速：指电梯能够根据轿内所选层而决定运行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原则。并且在每次平层的时候都能够换速。(3)楼层
10、位置的指示：选用七段LED数码管显示的方法。2.1.2 电梯门的控制要求：要求当电梯平层的时候，电梯门自动打开，经过 10 秒钟后电梯门自动关上。如果遇到有人在门中间的情况，电梯会因为机械安全触板开关的作用而自动开门，也可以手动控制开门和关门。2.2 电梯模型结构第 7 页 共 39 页2.2.1 电梯层门电梯层门是为了确保乘客安全，而在各层楼的停靠站，通向井道的入口处，设置供司机、乘用人员和货物等出入的门。图 1 为电梯层门示意图。电梯层门旁装有消防按钮、上行召唤按钮和下行召唤按钮（最底层只有上行召唤按钮、最高层只有下行召唤按钮）,并有召唤登记指示灯。层门上方装有 LED 数码管，用以显示轿
11、厢所在层楼位置，另外还有轿厢上行和下行指示灯。红色圆圈是消防按钮，向下按导致 X10 接通。按下该按钮的同时向左转是消防关门开关，X14 触点闭合，电梯门关闭；向右转是消防开门开关，X11 触点闭合，电梯门打开。呼梯按钮按下时，相应的按钮变成青绿色，表示该呼梯按钮已按下。电梯楼层显示采用 7 段 LED 数码管显示，图中显示电梯目前处于三楼的位置。电梯运行方向用红色箭头表示，图中箭头向上表示电梯正处于上行状态中。图 1 电梯层门示意图2.2.2 电梯轿厢内控制屏第 8 页 共 39 页54321图 2 轿厢内控制屏示意图轿厢内控制屏示意图如图 2 所示。其中包括上行、下行显示及 LED 层楼位
12、置的显示。另外还有 1 楼5 楼的指令按钮及登记显示按钮。此外，还有手动开门和关门按钮，以满足乘客的需求。2.3 主电路的设计2.3.1 拖动电机电路的设计本设计采用三相异步电机作为电梯的牵引电机，并且电机采用星-三角起动方式。第 9 页 共 39 页M3L1 L2L3FUKM3 KM4FRKM6KM5U1 V1 W1U2 V2 W2+KM7RZDC图 3 电梯拖动电机电路异步电机从静止状态过渡到稳定运行状态的过程称为异步电机的启动过程。如果在额定电压下直接起动，由于最初起动瞬间主磁通约减小到额定值的1/2，转子功率因数又很低，造成了起动时堵转电流相当大而堵转转矩并不大（不像直流电机那样，起动
13、转矩与起动电流成正比）的结果，所以要采用星-三角降压起动方法。起动时，电机定子绕组接成星形联结，起动后改接成三角形联结，如图3所示。起动时，接触器KM3、KM5触点闭合，电机定子绕组接成星形联结，待转速升高到一定程度后，接触器KM5触点断开，接触器KM6触点闭合，定子绕组改成三角形联结，电机进入正常运行。制动时采用能耗制动，接触器KM3触点断开、KM7闭合，电机在断开交流电源的同时，在定子两相上通入直流电流，直流电流通过定子绕组，便在电机内建立一个位置固定、大小不变的恒定磁场。电机转子由于惯性继续旋转，转子导体切割恒定磁场而产生感应电动势和电流，该电流和恒定磁场相互作用产生相互作用产生电磁转矩
14、，转矩的方向与转子实际旋转方向相反，起到了制动的第 10 页 共 39 页作用。在制动过程中，电机的转速不断下降，电机不断吸收系统存储的机械能，并把它转换成电能消耗在转子电路的电阻上。M3L1 L2 L3FUKM1 KM2FR图 4 电梯门拖动电机2.3.2 门电机电路的设计门电机的驱动也采用三相异步电机，而起动时采用直接起动的方式，因为门电机的功率不大，直接起动对电源的影响不大，门电机电路如图4所示。接触器KM1 闭合，门电机正转，电梯门打开。接触器KM2闭合，门电机反转，电梯门关闭。第三章 电梯PLC控制系统的设计3.1 PLC 单台电梯控制系统的工作流程图 5 为 PLC 单台电梯控制系
15、统工作流程图，从图中可知控制一台电梯正常工作，主要需要如下信号：控制信号、层楼信号、指令信号、召唤信号和消防信号。第 11 页 共 39 页来自轿厢控制面板来自井道行程开关来自轿厢控制面板来自层面控制按钮来自层面火警开关控制信号 层楼信号 指令信号 召唤信号层楼定位 指令登记 召唤登记显示显示显示自动定向运行控制（开/关门、上/下行、停站）运行显示 电动机驱动控制消防控制置位 置位清除清除图 5 PLC 单台电梯控制系统工作流程图这些信号分别来自轿厢控制面板、井道行程开关、层面控制铵钮和层面火警开关。来自井道行程开关的层楼信号进行层楼定位并参与自动定向，同时显示所在层楼位置。来自轿厢控制面板的
16、指令信号和来自层面控制按钮的召唤信号分别进行指令登记和召唤登记，同时进行信号登记显示。这两种信号也参与自动定向，和层楼信号一同对电梯进行运行控制，包括开关门、上下行和停站。当来自层面的火警开关发出消防控制信号时，立即消除指令登记和召唤登记，直接控制电梯下行至底楼并开门。运行控制电梯的同时进行运行显示和驱动电动机正转或反转，即电梯上行或下行。3.2 PLC I/O 地址分配根据电梯操作的工艺过程及对控制系统的要求，首先归纳本系统中所有输入信号和输出信号；然后根据 PLC 的输入点和输出点进行 I/O 地址分配，使每个输入信号对应 PLC 内部的输入继电器，每个输出信号对应 PLC 内部的输出继电
17、器。3.2.1 输入信号的确定先考察电梯轿厢内的操作。操作面板上应有各层的选层指令按钮，5 层共第 12 页 共 39 页有 5 个。还有手动开门和关门按钮，2 个。各楼层乘客召唤时，除底层和顶层只有一个召唤按钮，其它各层均设上下两个召唤按钮，5 层共需 8 个输入按钮。5 层电梯需 5 个行程开关来控制是否到了某一层，因此需 5 点输入。一层到四层中间的减速触发触点，4 个。消防按钮 1 个，消防开门按钮 1 个，关门 1 个。机械触板触点 1 个，门闭合触点 1 个，开门极限 1 个，关门 1 个，总共 31 个输入点，如表 1 所示。表 1 输入信号地址名称： 输入点： 名称： 输入点：
18、一层上行召唤按钮 X00 一楼楼层信号触点 X20二层上行召唤按钮 X01 二楼楼层信号触点 X21二层下行召唤按钮 X02 三楼楼层信号触点 X22三层上行召唤按钮 X03 四楼楼层信号触点 X23三层下行召唤按钮 X04 五楼楼层信号触点 X24四层上行召唤按钮 X05 轿箱内一层呼钮 X30四层下行召唤按钮 X06 轿箱内二层呼钮 X31五层下行召唤按钮 X07 轿箱内三层呼钮 X32消防按钮 X10 轿箱内四层呼钮 X33消防开门按钮 X11 轿箱内五层呼钮 X34门机械感应触点（门自动重开） X12 一楼减速触点 X40轿箱内开门开关 X13 二楼减速触点 X41消防关门按钮 X14
19、 三楼减速触点 X42轿箱内关门开关 X15 四楼减速触点 X43开门极限触点 X16 门闭合触点 X44关门极限触点 X173.2.2 输出信号的确定各楼层乘客召唤时，按下的呼梯按钮需显示，所以有 8 个输出点。开门、关门输出各 1 个。楼层信号显示 5 个，轿厢内楼层按钮显示 5 个，电梯上行、下行指示输出各 1 个，拖动电机星形、三角形联结输出各 1 个，拖动电机正转、反转输出各 1 个，拖动电机减速输出 1 个，共 27 个，如表 2 所示。表 2 输出信号地址分配表名称： 输入点： 名称： 输入点：一层上行召唤指示 Y00 五楼楼层信号显示 Y16二层上行召唤指示 Y01 轿厢内一楼
20、按钮显示 Y20二层下行召唤指示 Y02 轿厢内二楼按钮显示 Y21三层上行召唤指示 Y03 轿厢内三楼按钮显示 Y22三层下行召唤指示 Y04 轿厢内四楼按钮显示 Y23四层上行召唤指示 Y05 轿厢内五楼按钮显示 Y24四层下行召唤指示 Y06 电梯上行指示 Y26五层下行召唤指示 Y07 电梯下行指示 Y27电梯开门 Y10 拖动电机星形联结 Y30第 13 页 共 39 页电梯关门 Y11 拖动电机三角形联结 Y31一楼楼层信号显示 Y12 拖动电机正转 Y46二楼楼层信号显示 Y13 拖动电机反转 Y47三楼楼层信号显示 Y14 拖动电机减速 Y40四楼楼层信号显示 Y153.2.3
21、 内部辅助继电器的确定见表 3表 3 内部辅助继电器地址分配表名称： 内部辅助继电器： 名称： 内部辅助继电器：一楼五楼楼厅呼梯信号辅助 M00M07 拖动电机减速辅助 M43上行辅助 M08 开门辅助 M100下行辅助 M09 关门辅助 M101一楼五楼楼层信号辅助 M10M14 电梯运行禁止开门辅助 M102箱内停层选择信号辅助 M20M24 停层辅助 M200拖动电机正转辅助 M41 电梯制动环节中辅助继电器 M301M306拖动电机反转辅助 M423.3 PLC I/O 硬件连接图根据上面 I/O 地址分配的分析和第四章关于中 PLC 选型的要求，本设计采用三菱公司的 PLC，型号为
22、FX2N-128，输入输出节点各为 64 个。该 PLC 既能满足输入输出节点的需求，而且还留有一定的冗余量，为以后电梯系统的扩展提供方便，具体的硬件连接图如图 6 所示。第 14 页 共 39 页LNY00Y01Y02Y03Y04Y05Y06Y07COMY10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17COMY20Y21Y22Y23Y24Y25Y26Y27COMY30Y31Y32Y33Y34Y35Y36Y37COMY40Y46Y47FX2N128MR+24VCOMCOMX00X01X02X03X04X05X06X07X10X11X12X13X14X15X16X17X20X21X22X23X24
23、X25X26X27X30X31X32X33X34X35X36X37X40X41X42X43X44X451SB 上2SB 上2SB 下3SB 上3SB 下4SB 上4SB 下5SB 上SB 消防SB 消防开门SB 门机械触板SB 手动开门SB 消防关门SB 手动关门SB 开门极限SB 关门极限1SB 楼层触点2SB 楼层触点3SB 楼层触点4SB 楼层触点5SB 楼层触点1SB 箱内停层选择2SB 箱内停层选择3SB 箱内停层选择4SB 箱内停层选择5SB 箱内停层选择1SB 减速触点2SB 减速触点3SB 减速触点4SB 减速触点SB 门闭合触点LN1 上显示2 上显示2 下显示3 上显示3
24、下显示4 上显示4 下显示5 下显示开门输出关门输出1 楼层显示2 楼层显示3 楼层显示4 楼层显示5 楼层显示停层 1 显示停层 2 显示停层 3 显示停层 4 显示停层 5 显示上行指示下行指示电机星形联结电机三角联结减速输出正转输出反转输出KM1KM2KM5KM6KM3KM4KM7AC220V第 15 页 共 39 页图 6 五层电梯硬件连接图第四章 PLC单台电梯控制系统基本功能梯形图分析4.1 外呼信号的登记与消除乘客在楼厅门外呼叫电梯时，呼梯信号应被接收和保持，并用指示灯显示出来。当电梯运行到呼梯楼层，而且外呼信号的方向与电梯运行方向一致时（基层和顶层不必考虑，因为它们的运行方向是
25、确定的，即一楼只能选择上行，五楼只能选择下行） ，电梯将停靠在该楼层，同时外呼信号应被消除，相应的指示灯也被熄灭。外呼信号登记与消除环节梯形图如图 7 所示，指令见表 4。当按下某一外呼按钮时，相对应的外呼辅助继电器 M0M7 接通并自锁，同时与外呼按钮对应的指示灯亮，表示该呼梯要求已被电梯接收并保持。比如，当二楼厅外有人按下上行按钮 X01 时，外呼信号辅助继电器 M1 得电并自锁，二楼上行的呼梯信号被接受并保持，同时二楼上行指示灯 Y01 得电显示。外呼信号的消除环节是由楼层信号辅助继电器的常闭触点与电梯运行方向辅助继电器的常闭触点并联构成的（M8 为上行辅助继电器，M9 为下行辅助继电器
26、） 。当电梯运行方向与外呼信号的方向一致且电梯到达呼梯楼层时，电梯将停止在该楼层，同时楼层信号辅助继电器的常闭触点 M10M14 与电梯运行方向辅助继电器的常闭触点都断开，导致外呼辅助继电器失电断开，呼梯信号被消除且指示灯熄灭。而当外呼信号的方向与电梯运行方向相反时，虽然电梯到达该楼层的时候，楼层信号辅助继电器的常闭触点断开，但电梯运行方向辅助继电器的常闭触点未断开，外呼辅助继电器仍得电，外呼信号仍有效不会被清除。比如，电梯从一楼向上运行（上行） ，而呼梯要求从二楼向下时，若有去三楼以上的箱内内选层要求及外呼要求，电梯到达二楼时（无二楼上行要求）不停梯，呼梯要求没有满足，呼梯信号不能消除，电梯
27、要先运行到三楼或以上楼层，待电梯下行到二楼时，呼梯信号才能被消除；若三楼以上无用梯要求，电梯将停在二楼，但是呼梯信号（二楼下行）也不能立即被消除，而是待乘客进入轿厢并选层（去一楼）后，这时电梯定向为向下运行，则二楼下行呼梯信号已满足，呼梯信号被消除。X10 的常闭按钮是消防按钮，当消防按钮按下时，所有的外呼登记与显示信号都被清除。第 16 页 共 39 页M0X00M0M10 X10M1X01M1M11 X10M8M2X02M2M11 X10M9M3X03M3M12 X10M8M4X04M4M12 X10M9M5X05M5M13 X10M8M6X06M6M13 X10M9M7X07M7M14
28、X10Y00M0M1Y01M2Y02接下图第 17 页 共 39 页接上图M3Y03M4Y04M5Y05M6Y06M7Y07图 7 外呼信号登记与消除环节梯形图表 4 楼厅外呼信号的登记与消除环节的指令表一楼上行登记： ANI X10 OR M5 输出显示：LD X00 OUT M2 LDI M13 LD M0OR M0 三楼上行登记： ORI M8 OUT Y00ANI M10 LD X03 ANB LD M1ANI X10 OR M3 ANI X10 OUT Y01OUT M0 LDI M12 OUT M5 LD M2二楼上行登记： ORI M8 四楼下行登记： OUT Y02LD X01
29、 ANB LD X06 LD M3OR M1 ANI X10 OR M6 OUT Y03LDI M11 OUT M3 LDI M13 LD M4ORI M8 三楼下行登记： ORI M9 OUT Y04ANB LD X04 ANB LD M5ANI X10 OR M4 ANI X10 OUT Y05OUT M1 LDI M12 OUT M6 LD M6二楼下行登记： ORI M9 五楼下行登记： OUT Y06LD X02 ANB LD X07 LD M7OR M2 ANI X10 OR M7 OUT Y07LDI M11 OUT M4 ANI M14ORI M9 四楼上行登记： ANI X1
30、0ANB LD X05 OUT M74.2 开门控制本设计考虑以下 5 种开门的条件，只要满足其中之一，那么电梯门就将自动或手动开启。 （1）电梯自动运行停层时的开门。电梯在运行到指定楼层时，第 18 页 共 39 页电梯应开始开门。（2）电梯关门过程中的重新开门。在电梯关门的过程中，若有人或物夹在两门的中间，需重新开门。目前大多数电梯采用光幕或机械安全触板进行检测，自动发出重新开门信号，以达到重新开门的目的。（3）手动重新开门。有时电梯外乘客未进入电梯，而电梯却在关门过程中，这时箱内的人可以手动控制开门，让电梯外的乘客进入。（4）呼梯开门。电梯到达某层站后，如果没有人继续使用电梯，电梯将停靠
31、在该层站待命，若有人在该层站呼梯，电梯将首先开门，以满足用梯的要求。若其他层站有人呼梯，电梯将首先定向，并起动运行，到达呼梯楼层时再开门，此时的开门按停层开门处理。（5）电梯消防时的开门。消防状态下，开门均为手动状态，由开门按钮实施开门。开门环节梯形图如图 8 所示，其中 Y46、Y47 分别为电梯拖动电机正反转输出，只要电梯在运行过程中，那么电梯门就不能打开。本设计中用辅助继电器M102 的常闭触点来实现该保护措施，只要 Y46、Y47 中的任何一个导通，辅助继电器 M102 就得电，M102 的常闭触点断开，M100（开门辅助继电器）无法得电，电梯门就不能打开。X11 是消防开门按钮，它与
32、消防按钮 X10 串联组成消防开门环节，两者同时按下时电梯门打开。M200 是停层开门辅助继电器（该信号的产生将在电梯制动环节中论述） ，当电梯运行到指定楼层时 M200 得电，使得 M100 也得电并自锁，开门输出 Y10 导通使得电梯门自动打开。X12 是电梯自动重开门触点，因为有时乘客未进入电梯，而电梯已在关门过程中，为了防止乘客被夹在门中，在门上安装机械安全触板，当安全触板使得 X12 接通时，M100 得电并自锁，电梯门又重新打开。X13 是电梯手动重开门触点，有时电梯内的乘客需要离开电梯，此时可以按下手动开门按钮，使得 X13 接通，M100 得电并自锁，电梯门重新打开。其他都属于
33、呼梯开门，电梯到达某层后，如果没有人继续使用电梯，电梯将停靠在该层站待命，若有人在该层站呼梯，电梯将首先开门，以满足用梯的要求。如乘客在二楼，而电梯也停留在二楼(这将使得楼层信号辅助继电器的常开触点 M11 接通)，所以只要二楼有呼梯信号第 19 页 共 39 页X11 X10 M101Y46Y47M102X14 X16 M102M100M200X12X13X00 M10X01 M11X02X03 M12X04X05 M13X06X07 M14M100 X10M100Y10K100T0图 8 开门控制环节梯形图（无论是上行信号还是下行信号） ，都将使得 M100 得电并自锁，电梯门打开。 其中
34、时间继电器 T0 是用来控制关门的，电梯门打开的同时 T0 开始计时，时间为 10S，也就是说 10S 后电梯门将自动关闭。M101 是关门辅助继电器，它的常闭触点与 M100 互锁，保证电梯在关门的过程中不能开门。X14 是消防关门常闭触点，在这里作用与 M101 相同。X16 是开门极限触点，当电梯门打开到一定程第 20 页 共 39 页度时 X16 接通， X16 的常闭触点断开，使得 M100 失电，电梯门将停止继续打开，以免损坏电梯门板。其整个流程指令表见表 5表 5 开门控制环节的指令表LD Y46；电梯运行时禁 AND M11 LD M100 ；开门自锁OR Y47 止开门 OR
35、B ANI X10OUT M102 LD X03 ；三层上行开门 ORBLD X11 ；消防开门 OR X04 ；三层下行开门 ANI M101 ；关门常闭AND X10 AND M12 ANI X14OR M200；停层开门 ORB ANI X16OR X12 ；自动重开 LD X05 ；四层上行开门 ANI M102OR X13 ；手动重开 OR X06 ；四层下行开门 OUT M100LD X00 ；一层上行开门 AND M13 LD M100AND M10 ORB OUT Y10 ；开门输出ORB LD X07 ；五层下行开门 OUT T0 K100；启动延时LD X01 ；二层上行开
36、门 AND M14 关门OR X02 ；二层下行开门 ORB4.3 关门控制本设计考虑以下 3 种关门的条件，只要满足其中之一，那么电梯门就将自动或手动关闭。（1）电梯消防时的关门。消防状态下，关门均为手动状态，由关门按钮实施关门。（2）关门延时时间到时自动关门。当上面开门环节中的 T0 延时时间一到，电梯门将自动关闭。（3）提前关门（手动关门） 。有时电梯内的乘客想提前关门，可电梯门自动关闭的时间还没到，可以按该按钮来提前关门。关门环节梯形图如图 14 所示，其中 X14 是消防关门按钮，它与消防按钮X10 串联组成消防关门环节，两者同时按下时电梯门关闭。T0 为延时关门常开触点，延时时间一
37、到 T0 导通，关门辅助继电器 M101 得电并自锁，关门输出Y11 导通使得电梯门自动关闭。X15 是提前关门（手动关门）触点，如果电梯内乘客想在电梯自动关门前就将门关上，那么可以按该键，X15 按下使得 M101 得电并自锁，关门输出 Y11 导通，电梯提前关门。M100 是开门辅助继电器，它的常闭触点与 M101 互锁，保证电梯在开门的过程中不能关门。X11 是消防开门常闭触点，在这里作用与 M100 相同。X17 是关门极限触点，当电梯门闭合到一定程度时 X17 接通， X17 的常闭触点断开，使得 M101 失电，电梯门将停止继续关闭，以免损坏电梯门板。指令见表 5第 21 页 共
38、39 页X14 X10 M100 X11 X17M101T0X15M101 X10M101Y11图 9 关门控制环节梯形图表 5 关门控制环节的指令表LD X14 ；消防关门 ANI X11AND X10 ANI X17OR T0 ；延时关门 OUT M101OR X15 ；提前关门 LD M101 ；关门输出LD M101 ；关门自锁 OUT Y11ANI X10ORBANI M100 ；开门常闭4.4 楼层信号的显示当电梯在运行过程中，需要实时地显示出电梯箱体所在的位置或楼层，那样无论是电梯内的乘客还是楼厅外等待电梯的乘客都能及时了解到电梯的运行状态，所以本设计中加入了楼层信号的显示模块。
39、当电梯位于某一楼层时，该楼层的触点产生该楼层的信号，以控制指层灯的状态，而离开该楼层并到达另一楼层时，该楼层的信号应被新的楼层信号所取代，相应的指示灯状态也发生变化。每一层的楼层辅助继电器是由其上层或下层的楼层触点关断的（一楼的楼层辅助继电器由二楼的楼层触点关断，五楼的楼层辅助继电器由四楼的楼层触点关断） 。第 22 页 共 39 页X20 X21M10M10X21M11X20 X22M11X22M12X21 X23M12X23M13X22 X24M13X24M14X23M14M10Y12M11Y13M12Y14M13Y15M14图 10 楼层信号显示环节梯形图楼层信号显示环节梯形图如图 10
40、 所示，X20X24 是每个楼层的楼层信号触点，M10M14 是每个楼层的楼层信号辅助继电器，Y12Y16 是楼层信号的显示输出触点。电梯在一楼时，一楼楼层信号触点 X20 闭合，相应的楼层信号辅助继电器 M10 得电并自锁，楼层信号的显示输出 Y12 导通，显示此时的楼层为一楼；当电梯运行到二楼时，电梯箱体接触到二楼楼层信号触点 X21，使得 X21的常闭触点断开，于是 M10 失电，同时楼层显示状态由一楼变为二楼（因为此时 X21 闭合，使得二楼的楼层信号辅助继电器 M11 得电并自锁 ） 。二楼到四楼第 23 页 共 39 页的楼层信号显示与消除原理是一样的，现已二楼为例说明。当电梯运行
41、到二楼时 X21 闭合，M11 得电并自锁，楼层信号的显示输出 Y13 导通，显示当前楼层为二楼。而该显示信号的消除分为两种情况，一种是电梯上行时由三楼的楼层信号触点 X22 消除，电梯到达三楼时 X22 的常闭触点断开，使得 M11 失电断开，楼层信号由二楼变为三楼。另一种是电梯下行时由一楼的楼层信号触点 X20 消除，电梯到达一楼时 X20 的常闭触点断开，使得 M11 失电断开，楼层信号由二楼变为一楼。指令见表 6表 6 楼层信号显示环节的指令表一层楼层显示： OUT M11 ANI X22 OUT Y12LD X20 三楼楼层显示： ANI X24 LD M11OR M10 LD X2
42、2 OUT M13 OUT Y13ANI X21 OR M12 五楼楼层显示： LD M12OUT M10 ANI X21 LD X24 OUT Y14二层楼层显示： ANI X23 OR M14 LD M13LD X21 OUT M12 ANI X23 OUT Y15OR M11 四楼楼层显示： OUT M14 LD M14ANI X20 LD X23 显示输出： OUT Y16ANI X22 OR M13 LD M10本设计中采用七段 LED 显示器来显示楼层的位置，该显示器有共阳极和共阴极两种。共阴极 LED 显示块的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极
43、为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极 LED 显示块的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压。当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。本设计只要显示一楼到五楼，而且采用共阴极 LED 显示器，与之对应的 7 段 LED 字型码如下表 7 所示。表 7 七段 LED 字型码楼层 A 段 B 段 C 段 D 段 E 段 F 段 G 段 字型码一楼 0 1 1 0 0 0 0 06H二楼 1 0 1 1 0 1 1 5BH三楼 1 1 1 1 0 0 1 4FH四楼 0 1 1 0 0 1 1 66H五楼 1 0 1 1 0 1 1 6DH
44、在本设计中没有使用 PLC 输出字型码，字型码是靠外部电路提供，PLC 只是将外部电路与 LED 显示器连接起来，从而使字型码输入到 LED 显示器中显示出来。4.5 电梯箱内选择停层与显示当乘客进入电梯后，首先选择要去的楼层，乘客通过对轿厢内操作盘上的15 层选层按钮进行操作，选层信号被登记后，选层按钮下的指示灯亮，表示选层信号已应被接收并保持，当电梯运行到所选的楼层后，箱内的停层信号即被消除，相应的指示灯也应熄灭电梯箱内选择停层与显示环节梯形图如图 11 所示，其中 X30X34 是一楼到五楼的停层信号选择按钮，Y20Y24 是指示灯输出。当按下其中某一停层按第 24 页 共 39 页钮时
45、，相对应的停层信号辅助继电器 M20M24 接通并自锁，同时与停层按钮对应的指示灯亮，表示该停层要求已被电梯接收并保持。比如，任一楼层的乘客想去四楼（除已在四楼外） ，这里并不考虑电梯的运行方向，不会有四楼上行或四楼下行的说法，因为乘客进入电梯前知道电梯的运行方向（将在电梯定向环节中提及） ，当按下停层按钮 X33 时，停层信号辅助继电器 M23 得电并自锁，四楼停层信号被接受并保持，同时四楼停层信号输出 Y23 得电，指示灯亮。与外呼信号的消除环节不同，电梯箱内停层信号的消除只由楼层信号辅助继电器的常闭触点构成，而外呼信号的消除环节是由楼层信号辅助继电器的常闭触点与电梯运行方向辅助继电器的常
46、闭触点并联构成的，这里不需要考虑电梯的运行方向问题，因为乘客在进入电梯前，电梯的运行方向是定的（由外呼信号产生） ，所以电梯到达箱内乘客所选楼层时（无论是上行还是下行） ，电梯都将停留在该层，停层信号同时被消除，对应的指示灯熄灭。比如，一楼的乘客选择去三楼，进入电梯后按下了三楼停层按钮 X32，停层信号辅助继电器 M22得电并自锁，三楼的指示灯亮。当电梯运行到三楼时，楼层信号辅助继电器M11 的常闭触点断开，使得停层信号辅助继电器 M22 失电，三楼的停层指示灯就熄灭。另外，X10 是消防停层按钮。在消防情况下，按下 X10 按钮，一楼的停层辅助继电器得电，一楼的指示灯亮，而其他楼层的停层按钮
47、都将熄灭。因为消防状态下，要使电梯尽快的运行到底层，而其他停层信号都不予考虑，这样做是为了保护乘客的安全，防止电梯在下降过程中由乘客进入。X10 的常闭触点串联在每个停层信号的支路中（一楼除外） ，只要按下 X10，它的常闭触点就断开，所有楼层的停层信号都被清除，指令见表 8。第 25 页 共 39 页X30 M10M20X10M20X31 X10 M11M21M21X32 X10 M12M22M22X33 X10 M13M23M23X34 X10 M14M24M24M20Y20M21Y21M22Y22M23Y23M24Y24图 11 电梯箱内选择停层与显示环节梯形图第 26 页 共 39 页
48、表 8 箱内选择停层与显示模块的指令表箱内一层选择： OUT M21 ANI M13 LD M21LD X30 箱内三层选择： OUT M23 OUT Y21OR X10 LD X32 箱内五层选择： LD M22OR M20 OR M22 LD X34 OUT Y22ANI M10 ANI X10 OR M24 LD M23OUT M20 ANI M12 ANI X10 OUT Y23箱内二层选择： OUT M22 ANI M14 LD M24LD X31 箱内四层选择： OUT M24 OUT Y24OR M21 LD X33 输出显示：ANI X10 OR M23 LD M20ANI M
49、11 ANI X10 OUT Y204.6 电梯的定向环节在自动运行状态下，电梯首先应确定运行方向，也即定向。电梯的定向只有两种情况，即上行和下行。电梯处于待命状态，接到内选或外呼信号时，首先应将电梯所处的位置与内选和外呼信号进行比较，确定是上行还是下行,原则如下：召唤或指令要到的层楼 轿厢目前所在层楼 电梯上行召唤或指令要到的层楼 轿厢目前所在层楼 电梯下行召唤或指令要到的层楼 轿厢目前所在层楼 无法定向一旦电梯定向后，内选或外呼信号对电梯运行方向的要求没有满足的情况下，定向信号不能消除。消防状态下运行方向直接由上行和下行启动按钮确定，不需要定向，故电梯的定向环节梯形图如图 12、13 所示。图中
