1、题 目： PLC 在四层电梯控制系统中的应用学 院： 信息电子技术学院年 级： xx专 业： 自动化姓 名： xx学 号： xx指导教师：xx摘 要xxxx 大学教务处 - i -摘 要电梯是高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点，因此这种系统将逐渐被淘汰。现在几乎全部的电梯控制系统都采用上位机或可编程控制器（PLC ）控制，大大提高了电梯运行的可靠性和可维护性，并且延长了使用寿命，同时缩短了电梯的开发周期。本文选用 OMRON C60P 型号的 PLC 来对四层电梯进行逻辑控制。通
2、过分析电梯控制系统的运行方式和输入输出的点数，基本确定了本文设计的主要方面，此电梯控制系统有手动和自动的运行方式，主要由变频调速主回路、输入输出单元以及 PLC 单元构成，用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动、加减速、停止、运行方向、楼层显示、层站召唤、轿箱内操作、安全保护等指令信号进行管理和控制功能。PLC 单元为电梯控制系统的核心部分，由 PLC 提供变频器的运行方向和速度指令，使变频器根据电梯需要的速度曲线调节运行方向和速度。通过 PLC 的合理编程，实现自动平层、自动开关门、自动掌握停站时间、内外呼信号的登记与消除、顺向截梯及自动换向等集选控制功能。关键字 可编程控制器 电梯 选层选
3、向 轿内指令Abstractxxxx 大学教务处 - ii -AbstractThe Elevator is the vertical directional means of transport that is indispensable to high-rise building. Traditional elevators logical control system uses the relay logical control circuits, which have some shortcomings such as breakdown easily, inconvenience m
4、aintains, a shorter operational life and a large space occupies, so this system will gradually be eliminated. Now almost all of the elevators control systems are using PC or programmable logic controller (PLC) control, which greatly increasing the reliability of the lift operation and maintainabilit
5、y, and extend the useful life at one time shorten the development cycle of the elevator. In this paper we use the OMRON PLC C60P models to the four elevators for logical control. By analyzing the elevator control system and the operation mode of input and output points, the basic design of this pape
6、r identified the main aspects, This elevator control system have manual and automatic mode of operation, mainly by the VVVF main circuit, input and output modules, and PLC unit, those are used to complete the orders signal management and control functions such as starting of the elevator dray machin
7、e lift motors and switches gate monitor, acceleration and deceleration, stop, the direction of travel, show floors, layer station calls ,box operation inner and security protection. PLC unit is the core of the elevator control system, PLC supply for the transducer operation direction and speed direc
8、tive, transducer adjust the direction and speed of operation bases of the speed curve need to the lift. through a reasonable program, PLC achieve Set election control function such as automatic-layer, automatically switching doors, automatic master stops, the registration and elimination of call sig
9、nals inside and outside, straightforward hold up lift and automatic reversal.Keywords programmable controller, elevator, choosing the layer and choosing the direction, the instruction inside of the bridge目 录佳木斯大学教务处 - 1 -目 录摘 要 i第 1 章 绪 论 .11.1 引言 .11.2 电梯的概况与发展 .21.2.1 国内外电梯业的概况 21.2.2 电梯控制情况与发展趋势
10、3第 2 章 电梯控制系统与 PLC 的简介 52.1 电梯的构造 .52.2 电梯控制系统的组成 .62.3 电梯控制的要求 .82.4 可编程序控制器 .10第 3 章 电梯控制系统的设计 .133.1 电梯 PLC 控制系统的设计 133.2 PLC 的选择 .173.3 I/O 分配对照表 .183.4 控制系统指令说明 .193.4.1 有司机运行状态 193.4.2 无司机运行状态 26结 论 .29致 谢 .30参考文献 .31附录 A 指令程序 32毕业论文（设计）用纸xxx 大学教务处 - 1 -第 1 章 绪 论1.1 引言电梯是高层、宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层
11、建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。1889 年，美国奥提斯升降机公司推出的世界上第一部以电动机为动力的升降机，同年在纽约市的马洛特大厦安装成功。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。传统的电梯运行逻辑控制系统采用继电器逻辑控制线路。这种控制线路，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术发展来看，这种系统将逐渐被淘汰。现代社会中，电梯已经被广泛应用于各种高层建筑中，对电梯系统的设计和维护成为一项重要的工作。传统电梯普遍采用继电器接触器控制系统，系统设计周期长，硬件接线复杂，可靠性较低，系统维护难度大且不
12、易改造升级。传统电梯系统的技术改造成为一个新的技术难题。将 PLC 用于电梯控制系统之中，已经成为一种趋势。目前，由可编程序控制器 PLC（programmable logic controller）和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着，采用 PLC 控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并且有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，已成为电梯控制的发展放向，其许多功能是传统的继电器系统无法实现的。可编程序控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的
13、专用计算机 1 。自 1969 年对工业自动控制的特点和需要而开发的第一台 PLC 问世以来，迄今已经三十多年，它的发展虽然包含了前期控制技术的集成和演变，但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格的形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和差错都很容易。用户买到所需 PLC 后，只需按说明书或提示。做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可灵活而方便地将 PLC 应用于生产实
14、践。而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言只是。这样就破除了了“电脑”的神秘感，推动了计算机技术的普遍应用。可编程序控制器 PLC 在现代工业自动化控制中是值得重视的先进毕业论文（设计）用纸xxx 大学教务处 - 2 -控制技术，PLC 现已成为现代工业控制的三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，已其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能、易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速技术与位控等高性能模块的优异性能，日益取代由大量中间继电器、时间继电器、计数继电器等组成的传统的继电-接触控制系统。总之，电梯的控制是比较复杂的，在
15、计算机诞生前的几十年里，继电器控制系统为电梯控制的发展起到了巨大的作用，然而其控制性能与自身的功能已无法满足与适应电梯控制的要求和发展，与 PLC 相比较，存在着质的差别。电梯使用继电接触器控制的时代，很难设计出质量优良的电梯控制系统，而现在，克比阿城控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。PLC 是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着 PLC 应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件被有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。其大量的开关动作用无触点的半导体
16、电路来完成，采用屏蔽、滤波、隔离等抗干扰措施，通过直观性很好的梯形图方式进行软件编程来实现控制任务，不仅简化了控制线路，缩小了电控装置的体积，提高了工作的可靠性，节约了电能，还提高了电梯系统的性能。随着 PLC 的发展，用 PLC控制的电梯系统已经得到广泛应用，取得了良好的控制效果。本文结合自身的实践，介绍了一种用日本 OMRON 公司的 C60P 型号 PLC 控制的四层电梯系统的控制原理，根据此原理，也可将 PLC 应用于对多层电梯系统的控制统，在机械、化工、石油、冶金、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业得到广泛的应用 2 ，PLC 的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之
17、一。1.2 电梯的概况与发展电梯控制是属于机电一体化研究领域，它涉及到多个方面，包括：机械工程、电子技术、电力电子技术、电机与拖动理论、自动控制理论、电力拖动自动控制系统、微机技术和土建工程等多个科学领域。1.2.1 国内外电梯业的概况100 多年来，我国电梯行业的发展经历了以下几个阶段： 对进口电梯的销售、安装、维护阶段（19001949 年） ，这一阶段我国电梯拥有数量仅约 1100 多台； 独立自主、艰苦研制、生产阶段（19501979）年，这一阶段我国共生产和安装了电梯每月近万台； 建立三资企业，行业快速发展阶段（自 1980 年至今） ，这一阶段我国共生产和毕业论文（设计）用纸xxx
18、 大学教务处 - 3 -安装电梯约四十万台。目前，我国已经成为世界最大的新装电梯市场和最大的电梯生产国，并且还有着巨大市场和发展潜力空间。2002 年中国电梯行业电梯年产量首次突破六万台。中国电梯行业自改革开放以来第三次发展浪潮正在掀起。第一次出现在19861988 年。当时适逢我高层建筑业的大规模浪潮的第一次兴起；第二次出现在19951997 年。应该说，随着我国经济的增长，电梯市场一直保持着旺盛的需求。其次出现在企业的规模效益逐步展现。随着我国经济平稳持续的发展，尤其是住宅产业作为国民经济新增长点的提出，为电梯业的发展提供了良好的机遇。今后几年，我国将年建住宅 3.5 亿平方米，公建项目
19、1.2 亿平方米。随着城市向大型化、高层化的发展，我国每年将需要电梯在四万台以上。如此大的市场需求，将是电梯也再创辉煌的最好契机。当今世界，电梯的生产情况和使用数量已经成为衡量一个国家和地区建筑业及现代化程度的标志之一。目前，在发达国家，各类电梯的使用相当普遍，据统计，在世界各地域性的电梯又四百多万台，其中日本就有三十四万台。全世界电梯年需求量应该在十五万台左右。而且预计未来世界年平均增长率为 7，而亚太地区为 9。世界上有名的几家电梯公司包括：美国奥提斯公司、瑞士迅达公司、日本三菱公司和日立公司、芬兰科恩公司，其电梯产量已经占世界市场的 51。其中美国的奥提斯公司和日本三菱公司是世界上年产量
20、最大的电梯生产企业。在亚洲，日本对电梯市场占有绝对优势，占有率约 67，已经远远超过我国。1.2.2 电梯控制情况与发展趋势早期的国产电梯控制系统中，电梯信号的逻辑控制一般是由继电器电路来实现的，继电器控制系统故障率高，降低了电梯的运行可靠性与安全性，因此目前已经被逐步淘汰。 目前电梯的控制主要采用了两种方式，一是采用微机作为控制单元，完成电梯控制信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机信号集选控制。目前，国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造危机控制装置的成本较高；由于可编程序控制器（PLC
21、 ）具有程序设计方便灵活、控制运行稳定可靠、生产规模较小、成本低、抗干扰能力强以及强大的网络通讯功能等特点，所以，在国内，对于一个中小型的电梯控制系统，大多都是利用 PLC 控制，用可编程序控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制，拖动控制则由变频器来完成，所以 PLC 控制在我国电梯行业中得到了较广泛的运毕业论文（设计）用纸xxx 大学教务处 - 4 -用。电梯控制系统是整个电梯的核心部分。它是一个相当复杂的逻辑控制系统，系统要在首要保证乘客安全的基础上，在极短的时间内对几百个信号进行监测和处理。现在国内的中小型电梯控制系统大多采用 PLC 作为核心，对每层楼进行点对点并行控制。而对于高层电
22、梯控制系统，一个 PLC 控制器的定价一般需要数万元，价格比较昂贵。随着计算机硬件和软件技术的发展，CPU 价格不断下降。采用合理的 CPU 控制，充分利用 CPU众多的扩展外设。将电梯系统作为一个嵌入式控制系统，采用目前流行的嵌入式开发技术，通过高级语言设计开发控制核心，进一步降低了产品的硬件成本以及软件开发成本，提高产品市场竞争力，同时，采用现场总线技术， ；应用于生产现场在各种微机测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通讯，也被称为开放式、数字化、多点通讯的底层控制网络，为自动化系统的最终用户带来方便。传统的电梯控制系统各楼层与控制器之间采用点对点的秉性连接方式，每个呼叫器都有一套数据线
23、与主控器相连，当楼层众多时，系统要求有大量的数据线需要连接，使得电梯的安装、检修、维护比较麻烦。同时降低了通用性，增加了产品成本。而且用现场总线技术如 CAN 总线技术，各控制其间只需要一对双绞线通过网络拓扑结构连接即可，安装方便，同时对不同的呼梯信号，采用 CAN总线提供的动态 IP 技术，可以方便的通讯响应。正阳使电梯控制系统更灵活方便，同时成本更低。电梯行业以后的发展趋势： 绿色环保、坚实耐用。 电梯产业将信息化、网络化。 更加节能，安全性更高毕业论文（设计）用纸xxx 大学教务处 - 5 -第 2 章 电梯控制系统与 PLC 的简介2.1 电梯的构造电梯是一种特殊的起重运输设备，由轿厢
24、及配重、拖动电机及减速传动机械、井道及井道设备、召唤系统及安全设置构成。轿厢是载人或载货的部位，配重是为了改变电梯电机夫在的特性以提高电梯安全性而设计的。下图是电梯拖动系统的示意图，由图 2-1中可见电梯的轿厢及配重分系在钢丝绳两端，钢丝绳跨挂在曳引轮上，曳引轮经减速机构由电机拖动，形成轿厢的上下移动。1 2 3456图 2-1 电梯拖动系统示意图1-电动机；2-减速机构；3-曳引轮；4-钢丝绳；5-轿厢；6-配重井道指建筑物中用于安装电梯并提供电梯运行的通道，轿厢及配重都是在井道中运行的。井道在各楼层设有门厅及呼梯设备。门厅有门厅门，厅门顶部装有层楼指示灯，用于指示电梯的运行方向及电梯所在的
25、位置。门厅里还设有呼梯盒，用于在每层站召唤电梯。呼梯盒常安装在厅门外离地面 1m 左右的墙壁上，基站与顶站只有一个按钮，中间层站有上呼和下呼两个按钮，按钮下带有呼梯记忆灯。基站的呼梯盒上还设有钥匙开关，供司机开关电梯。为了实现轿厢的正常运行及准确停车，井道中往往要安装许多定位装置及安全设备。井道的底部和顶部还设有冲顶和蹲底的缓冲设备 3 。毕业论文（设计）用纸xxx 大学教务处 - 6 -轿厢中设有自动门机，用来完成电梯的开门及关门任务。电梯门分厅门及轿门，当电梯停靠某层时，此层的厅门在轿门的带动下开启及关闭。电梯的操纵厢也安装在轿厢内，供司机及乘客对电梯发布动作命令。上面设有与电梯层站数相同
26、的内选按钮（带内选指示记忆灯） ，上下行启动按钮（带上下行指示记忆灯） ，开关门按钮，急停按钮，风扇、照明、层楼指示灯的控制开关，电梯运行状态选择钥匙开关（选择电梯时自动运行、司机状态下运行，还是检修状态）等。电梯的安全是电梯最重要的技术指标。电梯的安全设备有：安全窗及其开关、安全钳及其开关、限速器及其开关、限速开关等。安全窗位于轿厢的顶部，供应急情况下疏散乘客，当安全窗打开时，电梯不准运行。安全钳是为了防止电梯曳引钢丝绳断裂及超速运行的机械装置，用以在上述情况下将轿厢夹持在轨道上。限速器是检测电梯运行速度的装置，当电梯超速运行时，限速器动作，带动安全钳使电梯停止运行。极限开关、强迫换速开关是
27、电梯位置安全装置，当电梯运行至上下极限位置时仍不停车，上下限开关动作，发出停车信号，若仍不能停车，将压下上下强迫停车开关，强制电梯停止运行，若还不能停车，将通过机械装置带动极限开关切断曳引电机电源，以达到停车的目的，避免电梯出现冲顶与蹲底事故。2.2 电梯控制系统的组成电梯控制系统主要由变频调速主回路、输入输出单元以及 PLC 单元构成，用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动，加减速，停止，运行方向，楼层显示，层站召唤，轿箱内操作，安全保护等指令信号进行管理和控制功能。图 2-2 电梯控制系统原理图变频调速主回路由三相交流输入、变频调速驱动、曳引机和制动单元构成，其具有良好的低速运行特性，适合
28、在电梯控制系统中应用。三相电源 R、S、T 经接线端子进入平层感应器 平层 拖动 减速 减速信号启动定向平层 楼层信号 位置信号指层轿内指令、厅召唤指令毕业论文（设计）用纸xxx 大学教务处 - 7 -变频器为其主回路和控制回路供电，输出端 U、V、W 接电动机的快速绕组，外接制动单元减少了制动时间，加快制动过程。旋转编码器用来检测电梯的运行速度和运行方向，变频器将实际速度与变频器内部的给定速度相比较，从而调节变频器的输出频率及电压，使电梯的实际速度跟随变频器内部的给定速度，达到调节电梯速度的目的。变频器输入信号为：上、下行方向指令，零速、爬行、低速、高速、检修速度等各种速度编码指令，复位和使
29、能信号。变频器输出信号为：变频器准备就绪信号，在变频器运转正常时，通知控制系统变频器可以正常运行；运行中信号，通知 PLC 变频器正在正常输出；零速信号，当电梯运行速度为零时，此信号输出有效并通知 PLC 完成抱闸、停车等动作；故障信号，变频器出现故障时，此信号输出有效并通知 PLC 作出响应，给变频器断电。输入输出单元为 PLC 的 I/O 接口部分，主要由厅外呼叫、轿箱内选层、楼层及方向指示、开关门、井道内的上下平层、上下强迫换速开关、门锁、安全保护继电器、检修、消防、泊梯、称重等单元构成。输入单元为：厅外呼叫单元，用来对各层站的厅外召唤信号进行登记、记忆和消除，而且兼有无司机状态的“本层
30、厅外开门”功能，全集选方式的呼梯信号为 2N-2 个（N 为层站数） ，下集选方式的呼梯信号为 N 个；轿箱内选层单元，负责对预选楼层指令的登记、消除和指示，呼梯信号数为电梯停站层数 N；开关门按钮，输入 PLC 控制轿门的开闭（厅门也同时动作） ；上下平层装置，用来保证电梯轿箱在各层停靠时准确平层，通常设置在轿顶，电梯轿箱上行接近预选层站时，上平层感应器先进入遮磁板，电梯仍继续慢速运行，当下平层感应器再进入遮磁板时，上行接触器线圈失电，制动器抱闸停车；上下限强迫换速开关，用于保护电梯的高速运行安全，避免电梯出现冲顶或蹲底事故，当电梯到达上下端站时，装在轿厢边的上下限强迫换速开关打板，信号输入
31、 PLC，PLC 发出换速信号强迫电梯减速运行到平层位置；门锁装置（或轿门和厅门联锁保护装置） ，轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提；安全回路，通常包括轿内急停开关、轿顶内急停开关、安全钳开关、限速器断绳开关、限速器超速开关、底坑急停开关、相序保护继电器、上下限极限开关等；检修、消防和泊梯，检修、消防和泊梯为电梯的三种运行方式，检修运行为电梯检修时的慢速运行方式，消防运行有消防返回基站和消防员专用两种运行状态，泊梯状态，消除内选和外呼信号，自动返回泊梯层、关门并断电；称重单元，用来检测轿厢负荷，判断电梯处于欠载、满载或超载状态，然后输出数字信号给 PLC，根据负载情况进行起动力矩
32、补偿，使电梯运行平稳。毕业论文（设计）用纸xxx 大学教务处 - 8 -输出单元为：楼层及方向指示单元，包括电梯上下行方向指示灯、层楼指示灯以及报站钟等，目前的方向及层楼指示灯主要有七段码显示方式和点阵显示方式，本系统为七段码显示方式；开关门单元，用于控制电梯的厅门和轿门的打开和关闭，在自动定向完成或电梯平稳停靠后，PLC 给出相关指令，由变频门机完成开关门动作。PLC 单元为电梯控制系统的核心部分，由 PLC 提供变频器的运行方向和速度指令，使变频器根据电梯需要的速度曲线调节运行方向和速度。通过 PLC 的合理编程，实现自动平层、自动开关门、自动掌握停站时间、内外呼信号的登记与消除、顺向截梯
33、及自动换向等集选控制功能。电梯完成一个呼叫响应的步骤如下：1、电梯在检测到门厅或轿箱的召唤信号后将此楼层信号与轿箱所在楼层信号比较，通过选向模块进行运行选向。2、电梯开始起动，通过变频器驱动电机拖动轿箱运动。轿箱运动速度由低速转 变为中速再转变为高速，并以高速运行至目标层。3、当电梯检测到目标层减速点后，电梯进入减速状态，由高速变为低速，并以 低速运行至平层点停止。4、平层后，经过一定延时开门，直至碰到开门到位行程开关；再经过一定延时 后关门，直到安全触板开关动作。2.3 电梯控制的要求电梯的安全运行有以下一些主要控制要求：1 电梯位置的确定与显示轿厢中的乘客及门厅中等待电梯的人都需要知道电梯
34、的位置，因而轿厢及门厅中都设有以楼层标志的电梯位置。但这还不够，电梯的运行还需要更加准确的电梯位置信号，以满足制动停车等控制的需要。传统电梯的位置信号一般由设在井道中的位置开关如磁感应器提供，当轿厢上 设置的隔磁板插入感应器时，发出位置信号，并启动楼层指示2 轿厢内的运行命令及门厅的召唤信号司机和乘客可按下轿厢内操控盘上的选层按钮选定电梯运行的目的楼层，此为内选信号。按钮按下后，该信号应被记忆并使相应的指示灯点亮。在门厅等候电梯的乘客可以按门厅的上行或下行召唤信号，此为外唤信号。该信号也需记忆并点亮门厅的上行或下行指示灯，这些保持信号在要求得到满足时应能自动消号 4 。毕业论文（设计）用纸xx
35、x 大学教务处 - 9 -3 电梯自动运行时的信号响应电梯自动运行时应根据内选及外唤信号，决定电梯的运行方向及在那些站点停站。一般情况下电梯按先上后下的原则安排运送乘客的次序，而且规定在运行方向确定之后，不响应中途的反向呼唤要求，直到到达本方向的最远站点才开始返程。4 轿厢的启动与运行轿厢在运行方向确定，轿厢门已关好时启动运行，运行的初始阶段是加速运行阶段，其后是稳定运行阶段。5 轿厢的平层与停车轿厢运行后需要确定在哪一层站停车，平层即是指停车时，轿厢的底与门厅“地平面”应相平齐，一般有具体的平层误差规定，如平层时两平面相差不得超过 5mm。平层停车过程需在轿厢底面与停车楼面相平之前开始，先是
36、减速，再是制动，以满足平层的准确性及乘客的舒适感。传统电梯的平层开始信号由平层感应器发出。上平层感应器 KR6及下平层感应器 KR7 装在轿厢顶部，隔磁板安装在井道壁上。上行时，KR6 首先插入隔磁铁板，发出减速信号，电梯开始减速，至 KR7 插入隔磁铁板时，发出开门及停车信号，电动机停转，抱闸抱死:下行时 KR7 首先插入隔磁铁板，发出减速信号，电梯开始减速，至 KR6 插入隔磁铁板时，发出开门及停车信号。上平层感应器 KR6 及下平层感应器 KR7装在轿厢顶部，隔磁板安装在井道壁上。上行时，KR6 首先插入隔磁铁板，发出减速信号，电梯开始减速，至 KR7 插入隔磁铁板时，发出开门及停车信号
37、，电动机停转，抱闸抱死:下行时 KR7 首先插入隔磁铁板，发出减信号，电梯开始减速，至 KR6 插入隔磁铁板时发出开门及停车信号。6.安全保护电梯的安全保护很多，如前边提到的冲顶与蹲底，断钢丝绳，轿厢内人员的跌落、逃生等保护，还有消防运行等多项 5 。除了控制要求以外，电梯常见的工程问题还涉及电梯的拖动设备及拖动控制方式:电梯的提升机构，齿轮曳引机主要由驱动电动机、电磁制动器(也称电磁抱闸)、减速器及曳引轮组成。驱动电机可以是直流电动机也可以是交流电动机。为了满足电梯运行过程中速度变化的要求，在应用变频器前，电梯交流拖动多使用多绕组变速电机，变频器诞生以来，已有越来越多的电梯采用变频驱动。采用
38、变速电机时，电机的正反向运转使用接触器换相，启动调速采取改变电机绕组及切换电机绕组中所串电阻实现。采用变频调速时，电机换向及变速都通过变频器控制端子实现。在这两种拖动方式中，电磁抱闸都毕业论文（设计）用纸xxx 大学教务处 - 10 -是很重要的，它是电机制动的主要设备，抱闸要求有足够的制动力，抱闸一般在通电时打开，断电时闸死。电梯还有一些高层次的性能指标，如电机加减速曲线控制及高准确度的平层控制要求等，前者涉及电梯运行过程中的加速度大小，关系到乘客的舒适感，后者涉及乘客数量变化对准确平层的影响。总之，电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前，电梯使用继电接触器控制的时代，很难生产出质量优良的电
39、梯，而现在，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。随着 PLC 应用技术的不断发展，它己经成为电梯运行中的关键技术。2.4 可编程序控制器可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用与维护方便等一系列的优点。特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，受到用户的青睐。因而在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用，成为了现代工业控制的三大支柱之一。1 PLC 的定义在二十世纪七十年代 PLC 问世后，由美国电气制造商协会对 PLC 下过如下的定义:PLC 是一种数字式的电子装置。它
40、使用可编程序的存储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序运算、计数计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程进行控制 61982 年，国际电工委员会(International Electrical Committee-IEC)颁布了 PLC标准草案，1985 年提交了第 2 版，1987 年的第 3 版对 PLC 作了如下的定义:PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。2 PLC 的特点1.可靠性对可
41、以维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。PLC 的可靠性高，表现在下列几方面。(1)与继电器逻辑控制系统比较，PLC 可靠性提高的主要原因:1) PLC 不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少。与此同时，系统的维修简单、维修时间缩短，因此可靠性得到提高。2) PLC 采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如冗余设计、掉电保护、故障毕业论文（设计）用纸xxx 大学教务处 - 11 -诊断和信息保护及恢复等，使可靠性得到提高。3) PLC 有较强的易操作性，它具有编程简单、操作方便、维修容易等特点，因此对操作和维修人员的技能要求降低，容易学习和掌握，不容易发生操作的失误，可
42、靠性高。(2)与通用的计算机控制系统比较，PLC 可靠性提高的主要原因:1) PLC 是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制系统更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了经简化的编程语言，编程的出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。因此，PLC 的可靠性较通用计算机控制系统的可靠性有较大提高。2)在 PLC 的硬件设计方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性高的元件:采用先进的工艺制造流水线生产;对干扰采用屏蔽、隔离和滤波等，设有对电源的掉电保护、存储器内容的保护并采用看门狗和其他自诊断措施、便于维修的设计等等。3)在 PLC 的软件
43、设计方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波、软件自诊断、简化编程语言、信息保护和恢复、报警和运行信息的显示等等。一份用户选用 PLC 原因的调查报告指出，在各种选用 PLC 的原因中，第一位的原因是由于 PLC 可靠性高的用户达 93%。其次，才是性能和维修方便等原因。可见，可靠性高是PLC 的主要特点。2.易操作性PLC 的易操作性表现在下列三个方面:(1)操作方便对 PLC 的操作包括程序输入的操作和程序更改的操作。大多数 PLC 采用编程器进行程序输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的PLC，编程器采用 CRT 屏幕显示，因此，程序的输入直接可
44、以显示。更改程序的操作也可直接根据所需的地址编号、继电器编号或触点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或 CRT 屏幕上显示。所以 PLC 具有操作方便的特点。(2)编程方便 PLC 有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，梯形图由于与电气原理图较为接近，容易掌握和理解。所以有利于程序的编写和学习。采用布尔助记符编程语言时，由于符号是功能的简单缩写，十分有利于编程人员的编程。虽然功能表图、功能模块图和高级描述语句的编程方法应用尚未普及，但是，由于它们具有功能清晰、易于理解等优点，正为广大技术人员所接纳和采用并发挥出更有效的功能特点毕业论文（设计）用纸xxx 大学教务
45、处 - 12 -3 PLC 的基本工作如下:(1)输入现场信息:在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点的状态;(2)执行程序:顺次扫描用户程序中的指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算;(3)输出控制信号:根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。PLC 的扫描周期通常为几十毫秒。在实际应用中，大多数机械设备的工作过程可以分为一系列不断重复的顺序操作，PLC 的工作方式与此相似。因此，PLC 的程序可与机器的动作一一对应，程序编制简单、直观，不容易出错，而且容易修改，从而大大减少了软件的开发费用，缩短了软件的开发周期。为了提高工作的可靠性，及
46、时接收外来的控制命令，PLC 在每次扫描期间，除完成上述三步操作外，通常还要进行故障自诊断，完成与编程器等的通信。每次扫描开始，先执行一次自诊断程序，对各输入输出点、存储器和 CPU 等进行诊断，诊断的方法通常是测试出各部分的当前状态，并与正常的标准状态进行比较，若两者一致，说明各部分工作正常，若不一致则认为有故障。此时，PLC 立即启动关机程序，保留现行工作状态，并关断所有输出点，然后停机。诊断结束后，如没发现故障，PLC 将继续往下扫描，检查是否有编程器等的通信请求。如果有则进行相应的处理，比如，接受编程器发来的命令，把要显示的状态数据、出错信息送给编程器显示等。处理完通信后，PLC 继续
47、往下扫描，输入现场信息，顺序执行用户程序，输出控制信号，完成一个扫描周期。然后又从自诊断开始，进行第二轮扫描。表 2-1 给出了 PLC 与继电器在功能和特点上的比较。表 2-1 PLC 与继电器控制功能与特点比较比较项目 继电器控制 PLC控制功能的实现 通过对继电器进行硬接线完成相应的的控制功能对 PLC 进行编成实现所需控制要求对生产工艺变化的适应性 需进行重新设计与接线，适应性差只需对 PLC 进行修改，适应性强可靠性 元器件多、触点多、容易出现故障采用大规模集成电路，绝大部分是软继电器，可靠性高柔韧性与灵活性 差 具有种类齐全的扩展单元，扩展灵活控制的实时性 机械动作时间常数大，实时
48、性差微处理器控制，实时性非常好占用空间与安装 控制柜体积大、笨重、安装施工工作量大体积小、重量轻、安装工作量小毕业论文（设计）用纸xxx 大学教务处 - 13 -使用寿命 易损、寿命短 寿命长复杂控制能力 极差 很强价格 较低 较高维护 复杂、工作量大 工作量小毕业论文（设计）用纸xxx 大学教务处 - 14 -第 3 章 电梯控制系统的设计3.1 电梯 PLC 控制系统的设计1.电梯的运行过程当乘客进入轿厢后，如果是由电梯司机(即经过专门训练的，并经有关部门考试认可的受权操纵的人)操纵的电梯，则由司机根据乘客欲前往的层站，逐一按下相应层站的选层按钮，便完成了运行指令的预先登记，电梯便自动决定
49、运行方向。再按启动按钮，电梯自动关门，当门完全关闭后，门锁微动开关闭合，使门锁继电器吸合，电梯开始启动、加速，直至稳速运行。当电梯到达欲停靠的目的层站前方某一距离位置时，由井道传感器向电梯控制系统发出转换信号，电梯便自动减速准备停靠 7 。当轿厢进入到平层区(即停靠层站上方或下方的一段有限距离)时，井道平层传感器动作，发出平层信号控制轿厢准确平层，并自动取消，自动开门。对某类电梯，如果在平层时平层精度超过标准要求，则电梯进行校正运行，电梯以最低的速度慢行到准确平行位。如果继续平向运行，司机只需按下启动按钮，电梯便按预先登记的楼层，按序逐一自动停靠，自动开门。在电梯运行过程中，如果厅外有人按下厅门召唤电钮，只要申请乘梯方向符合此时电梯运行方向，则电梯能被顺向截停。当同向登记指
