1、毕业设计报告课题：可编程控制器(PLC)电梯控制系统系 部：机电工程专 业：机电一体化班 级：机电 073姓 名：xxx学 号：xxx指导老师：xxx2010.3目录第一章 电梯简介 1.1 电梯的基本分类1.2 电梯的型号 1.3 电梯的主要参数及规格尺寸1.4 电梯控制技术 1.5 常用交流调速电梯的特点 1.6 电梯的工作原理 第二章 PLC 可编程序控制器 2.1 PLC 的起源与发展 2.2 PLC 控制系统与其他工业控制系统的比较 2.2.1 PLC 控制系统与继电器控制系统的比较 2.2.2 PLC 控制系统与计算机系统的比较 2.3 PLC 控制系统的组成 2.3.1 硬件的组
2、成 2.3.2 软件的组成 24 PLC 控制系统的发展趋势 第三章 PLC 控制电梯的设计 3.1 电梯运行的理想曲线 3.2 电梯控制系统特性 3.3 I/O 点数及其分配 3.4 电梯内部 PLC 编程 3.5 电梯到达楼层后的停止 3.6 电梯的开，关门程序 3.7 电梯外部操作与显示 PLC 程序 结束语可编程控制器(PLC)电梯控制系统摘要关键词：电梯，PLC，变频器，第一章序言11 电梯电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足要求的，因此，电梯控制系统应采用随机逻辑控制方式控制。目前电
3、梯的控制普遍采用两种控制方式：一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯的信号采集、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，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方式并没有太大的区别。国内厂家大多采用答二种方式，其原因在于用 PLC 控制有许多优点：1， 可靠性高，由于采取了一系类的 PLC 高可靠性的措施，PLC 的平均无故障时间（MTBF）一般可达 35 万小时。而且 PLC 的环境适应性也很强，它能在工业环境下可靠地工作；2， 编程简单，PLC 最常用的编程语言是梯形图语言。这种编程语言形象直观
4、，容易掌握，不需要专门的计算机知识，便于广大现场工程技术人员掌握。当工作流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活；3， 体积小、结构紧凑、安装、维修方便。PLC 的体积小，重量轻，便于安装。一般PLC 都具有自诊断、故障报警、故障种类显示等功能。1.2 可编程控制器可编程控制器，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专用计算机，自 1969 年针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 30 多年，它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变，但又不同于顺序控制器和通
5、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维护人员的技能和习惯，摈弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格地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、调试和查错都很容易。用户买到所需要的 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，就可以灵活而方便地将 PLC 应用于生产实践，而且用户程序的编制、修改和调试都不需要具有专门的计算机编程语言知识。这样就破除了“电脑”的神秘感，推动了计算术的普遍应用。可编程控制器 PLC 在现代工业自动化控制中是最值得
6、重视的先进控制技术。PLC 现在已经成为现代工业控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性、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、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能，日益取代有大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等组成的继电-接触控制系统，在机械、化工、石油、冶金、轻工、电子、纺织、食品、交通等各行各业都得到广泛的应用。1.3 电梯与可编程控制器总之，电梯的控制是比较复杂的，在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经无法满足与适应电梯控制的要
7、求和发展，与 PLC 相比较，存在质的差别。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，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了更广阔的空间。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、机械与电气部件被机结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此它已成为电梯运行中的关键技术。第二章电梯发展分类规格参数及组成2.1 概述2.1.1 电梯产品的录属关系和在人民物质生活中的作用在 我 国 ， 电 梯 、 手 扶 梯 、 自 动 人 行 道 等 属
8、 于 起 重 运 输 设 备 。 电 梯 是 在 垂 直 方 向 上运 行 的 运 输 设 备 ， 手 扶 梯 是 在 斜 面 上 运 行 的 运 输 设 备 。 但 是 电 梯 和 手 扶 梯 都 是 把 人 或货 物 从 一 个 水 平 面 提 升 到 另 一 个 水 平 面 的 起 重 运 输 设 备 。随 着 人 口 的 增 加 、 科 学 技 术 日 新 月 异 地 发 展 、 人 们 物 质 生 活 水 平 的 逐 步 提 高 ， 建筑 业 得 以 迅 速 发 展 ， 大 批 的 高 楼 大 厦 拔 地 而 起 ， 十 几 层 至 几 十 层 的 宾 馆 、 饭 店 、 办 公楼
9、、 住 宅 楼 鳞 次 栉 比 。 完 全 可 以 预 想 到 ， 随 着 社 会 的 发 展 ， 电 梯 产 品 在 人 们 物 质 文 化生 活 中 的 地 位 将 会 和 汽 车 一 样 ， 成 为 重 要 的 运 输 设 备 之 一 。2.1.2 电梯产品发展简史据 国 外 有 关 资 料 介 绍 ， 公 元 前 2800 年 在 古 代 埃 及 ， 为 了 建 筑 当 时 的 金 字 塔 ，曾 使 用 过 由 人 力 驱 动 的 升 降 机 械 。 公 元 1765 年 瓦 特 发 明 了 蒸 汽 机 后 ， 1858 年美 国 研 制 出 以 蒸 汽 机 为 动 力 ， 并 通 过
10、 带 传 动 和 蜗 轮 减 速 装 置 驱 动 的 电 梯 。 1878年 英 国 的 阿 姆 斯 特 郎 发 明 了 水 压 梯 。 并 随 着 水 压 梯 的 发 展 ， 淘 汰 了 蒸 汽 梯 。 后 来 又 采用 液 压 泵 和 控 制 阀 以 及 直 接 拄 塞 式 和 侧 拄 塞 式 结 构 的 液 压 梯 ， 这 种 液 压 梯 至 今 仍 为 人们 所 采 用 。 但 是 电 梯 得 以 兴 盛 发 展 的 根 本 原 因 在 于 采 用 了 电 力 作 为 动 力 来 源 。我 国 电 梯 的 使 用 历 史 悠 久 。 80 年 代 中 期 以 来 ， 随 着 我 国 对
11、 外 开 放 ， 对 内 告 活 经济 的 政 策 深 入 贯 彻 执 行 ， 随 着 技 术 引 进 工 作 的 进 一 步 开 展 ， 在 国 内 建 立 一 批 合 资 和 独资 电 缆 生 产 厂 ， 使 我 国 的 电 梯 工 业 又 取 得 巨 大 的 发 展 ， 我 国 又 新 颁 布 一 批 具 有80 年 代 国 际 水 平 的 电 梯 制 造 标 准 ， 随 着 采 用 新 标 准 生 产 的 电 梯 批 量 推 向 市 场 ， 技 术性 能 和 质 量 明 显 提 高 的 电 梯 又 进 一 步 促 进 建 筑 业 和 电 梯 业 的 发 展 ， 电 梯 工 业 蓬 勃
12、发 展的 局 面 已 经 形 成 。2.1.3 电梯的运行工作情况电 梯 在 做 垂 直 运 行 的 过 程 中 ， 有 起 点 站 也 有 终 点 站 。 对 于 三 层 以 上 建 筑 物 内 的 电梯 ， 起 点 站 和 终 点 站 之 间 还 设 有 停 靠 站 。 起 点 站 设 在 一 楼 ， 终 点 站 设 在 最 高 楼 ， 设 在一 楼 的 起 点 站 常 作 为 基 站 。 起 点 站 和 终 点 站 之 间 的 停 靠 站 称 为 中 间 站 。各 站 的 厅 外 设 有 召 唤 箱 ， 箱 上 设 置 有 供 乘 用 人 员 召 唤 电 梯 用 的 召 唤 按 钮 或
13、触 钮 。一 般 电 梯 在 两 端 站 的 召 唤 箱 上 各 设 置 一 只 按 钮 或 触 钮 ， 中 间 层 站 的 召 唤 箱 上 各 设 置 两只 按 钮 或 触 钮 。 对 于 无 司 机 控 制 的 电 梯 。 在 各 层 站 的 召 唤 箱 上 均 设 置 一 只 按 钮 或 触 钮 。而 电 梯 的 轿 厢 内 都 设 置 有 （ 杂 物 电 梯 除 外 ） 操 纵 箱 ， 操 纵 箱 上 设 置 有 手 柄 开 关 或 与 层站 对 应 的 按 钮 或 触 钮 ， 供 司 机 或 乘 用 人 员 控 制 电 梯 上 下 运 行 。 召 唤 箱 上 的 按 钮 或 触 钮称
14、 为 指 令 或 触 钮 ， 操 纵 箱 上 的 按 钮 或 触 钮 称 为 内 指 令 按 钮 或 触 钮 。 外 指 令 按 钮 或 触 钮发 出 的 电 信 号 称 为 外 指 令 信 号 。 内 指 令 按 钮 或 触 钮 发 出 的 电 信 号 称 为 内 指 令 信 号 。80 年 代 中 期 后 ， 触 钮 已 被 微 动 按 钮 所 取 代 。作 为 电 梯 基 站 的 厅 外 召 唤 箱 ， 除 设 置 一 只 召 唤 按 钮 或 触 钮 外 ， 还 设 置 一 只 钥 匙 开关 ， 以 便 下 班 关 闭 电 梯 时 ， 司 机 或 管 理 人 员 把 电 梯 开 到 基
15、站 后 ， 可 以 通 过 专 用 钥 匙 扭动 钥 匙 开 关 ， 把 电 梯 的 厅 轿 门 关 闭 妥 当 后 ， 自 动 切 断 电 梯 控 制 电 源 或 动 力 源 。电 梯 的 运 行 工 作 情 况 和 汽 车 有 共 同 之 处 ， 但 是 汽 车 的 起 动 、 加 速 、 停 靠 等 全 靠 司机 控 制 操 作 ， 而 且 在 运 行 过 程 中 可 能 遇 到 的 情 况 比 较 复 杂 ， 因 此 汽 车 司 机 必 须 经 过 严格 的 培 训 和 考 核 。 而 电 梯 的 自 动 化 程 度 比 较 高 ， 一 般 电 梯 的 司 机 或 乘 用 人 员 只
16、需 要 通过 操 纵 箱 上 按 钮 或 触 钮 向 电 气 控 制 系 统 下 达 一 个 指 令 ， 电 梯 就 能 自 动 关 门 、 定 向 、 起动 、 加 速 ， 在 预 定 的 层 站 平 层 停 靠 开 门 。 对 于 自 动 化 程 度 比 较 高 的 电 梯 ， 司 机 或 乘 用人 员 一 次 还 可 以 下 达 一 个 一 上 的 指 令 信 号 ， 电 梯 便 能 够 依 次 起 动 和 停 靠 ， 依 次 完 成 任务 。尽 管 电 梯 和 汽 车 在 运 行 工 作 过 程 有 许 多 不 同 的 地 方 ， 但 仍 有 许 多 共 同 之 处 ， 其 中乘 客
17、电 梯 的 运 行 工 作 情 况 类 似 公 共 汽 车 ， 在 起 点 站 和 终 点 站 之 间 往 返 运 行 ， 在 运 行 方向 前 方 的 停 靠 站 上 有 顺 向 的 指 令 信 号 时 ， 电 梯 到 站 能 自 动 平 层 停 靠 开 门 接 客 。 而 载 货电 梯 的 运 行 工 作 情 况 下 则 类 似 卡 车 ， 执 行 任 务 为 一 次 性 的 ， 司 机 或 乘 用 人 员 控 制 电 梯上 下 运 行 时 一 般 一 次 只 能 下 达 一 个 指 令 任 务 ， 当 一 个 指 令 任 务 完 成 后 才 达 另 一 个 任 务 。在 执 行 任 务
18、的 过 程 中 ， 从 一 个 层 站 出 发 到 另 一 层 站 时 ， 假 若 中 间 层 站 出 现 指 令 信 号 ，一 般 都 不 能 自 动 停 靠 ， 所 以 载 货 电 梯 的 自 动 化 程 度 比 乘 客 电 梯 低 。2.1 电梯的基本分类电梯的定义为：用电力拖动的轿厢运行于铅垂的或倾斜不大于 15的两列刚性导轨之间运送乘客或货物的固定设备。习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。根据建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而设置不同类型的电梯。目前电梯的基本分类方法大致如下。2.1.1 按用途分类乘客电梯,为运送乘客设计的电梯，要求有完善
19、的安全设施以及一定的轿内装饰。 载货电梯,主要为运送货物而设计,通常有人伴随的电梯。 医用电梯,为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。 杂物电梯,供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。 观光电梯,轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。 车辆电梯,用作装运车辆的电梯。 船舶电梯,船舶上使用的电梯。 建筑施工电梯,建筑施工与维修用的电梯。 其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。2.1.2 按驱动方式分类 交流电梯，用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交
20、流调压调速、交流变压变频调速等。 直流电梯，用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在 2.00m/s 以上。液压电梯,一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。 齿轮齿条电梯,将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。 螺杆式电梯,将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。 直线电机驱动的电梯,其动力源是直线电机。 电梯问世初期，曾用蒸汽机、内燃机作为动力直接驱动电梯，现已基本绝迹。2.1. 3 按速度分类 电梯无严格的速度
21、分类，我国习惯上按下述方法分类。 低速梯，常指低于 1.00m/s 速度的电梯。 中速梯，常指速度在 1.002.00m/s 的电梯。 高速梯，常指速度大于 2.00m/s 的电梯。 超高速，速度超过 5.00m/s 的电梯。 随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。2.1.4 按电梯有无司机分类有司机电梯，电梯的运行方式由专职司机操纵来完成。 无司机电梯，乘客进入电梯轿厢，按下操纵盘上所需要去的层楼按钮，电梯自动运行到达目的层楼，这类电梯一般具有集选功能。 有/无司机电梯，这类电梯可变换控制电路，平时由乘客操纵，如遇客流量大或必要时改由司机操纵
22、。2.1.5 按操纵控制方式分类 手柄开关操纵，电梯司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关，实现电梯的起动、上升、下降、平层、停止的运行状态。 按钮控制电梯：是一种简单的自动控制电梯，具有自动平层功能，常见有轿外按钮控制、轿内按钮控制两种控制方式。 信号控制电梯，这是一种自动控制程度较高的有司机电梯。除具有自动平层，自动开门功能外，尚具有轿厢命令登记，层站召唤登记，自动停层，顺向截停和自动换向等功能。 集选控制电梯，是一种在信号控制基础上发展起来的全自动控制的电梯，与信号控制的主要区别在于能实现无司机操纵。 并联控制电梯，23 台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制，共用层站外召唤按钮，电梯本身都具有集
23、选功能。 群控电梯，是用微机控制和统一调度多台集中并列的电梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。2.1.6 其它分类方式按机房位置分类，则有机房在井道顶部的（上机房）电梯、机房在井道底部旁侧的（下机房）电梯，以及有机房在井道内部的（无机房）电梯。 按轿厢尺寸分类，则经常使用“小型”、“超大型”等抽象词汇表示。 此外，还有双层轿厢电梯等。2.1. 7 特殊电梯 斜行电梯，轿厢在倾斜的井道中沿着倾斜的导轨运行，是集观光和运输于一体的输送设备。特别是由于土地紧张而将住宅移至山区后，斜行电梯发展迅速。 立体停车场用电梯，根据不同的停车场可选配不同类型的电梯。 建筑施工电梯，是一种采用齿轮齿条啮
24、合方式（包括销齿传动与链传动，或采用钢丝绳提升），使吊笼作垂直或倾斜运动的机械，用以输送人员或物料，主要应用于建筑施工与维修。它还可以作为仓库、码头、船坞、高塔、高烟囱的长期使用的垂直运输机械。2.2 电梯的型号随着改革开放，众多国外电梯制造厂家产品涌入国内及兴办合资、独资电梯制造厂。每个国家都有自己的电梯型号表示方法，合资厂也沿用引进国命名型号的规定使用，无法一一列举。总体分以下几类： 以电梯生产厂家公司及生产产品序号如：TOEC90，前面的字母是厂家英文字头，为天津奥的斯电梯公司，90 代表其产品类型号。 以英文字头代表电梯的种类，以产品类型序号区分，如：三菱电梯 GPS，前面字母为英文字
25、头代表产品种类，代表产品类型号。 以英文字头代表产品种类，配以数字表征电梯参数，如：“广日”牌电梯，YP15CO90，YP 表示交流调速电梯，额定乘员 15 人，中分门，额定速度 90mmin。以及其它表示方法等等。因此，必须根据其产品说明书了解其参数。 上海三菱电梯公司型号:载客电梯 GPM-III、GPS-III、NexWay、NexWay-S、HOPE-II、LEHY（菱云）、GPS-CR、ELENESSA 载货电梯 HOPE-IIG、HYF 观光梯 HOPE-S1、HOPE-S2、GPS-III-KX2S、GPS-III-CX7S、GPS-III-HY05S、ELE-NZ10S、ELE
26、-NZ30S、ELE-NZ31S、ELE-HY05S自动扶梯 J 系列、A 系列、HEP 系列自动人行道 C 系列医用电梯 GPS-BIII、HOPE-IIB液压电梯 HIVF、HYF汽车电梯 CIC-V杂物电梯 SD-BS2.3 电梯的主要参数及规格尺寸2.3.1 电梯的主要参数1）额定载重量（kg）：制造和设计规定的电梯载重量。2）轿厢尺寸（mm）：宽深高。3）轿厢形式：有单或双面开门及其它特殊要求等，以及对轿顶、轿底、轿壁的处理，颜色的选择，对电风扇、电话的要求等。4）轿门形式：有栅栏门、封闭式中分门、封闭式双拆门、封闭式双拆中分门等。5）开门宽度（mm）：轿厢门和厅门完全开启的净宽度。
27、6）开门方向：人在厅外面对厅门，门向左方向的为左开门，门向右方向开启的为右开门，两扇门分别向左右两边开启者为中开门，也称为中分门。7）曳引方式：常用的有半绕 1：1 吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝的运行速度。半绕2：1 吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝运行速度的一半。全绕 1：1 吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝的运行速度。8）额定速度（m/s）：制造和设计所规定的电梯运行速度。9）电气控制系统：包括控制方式、拖动系统的形式等。如交流电机拖动或直流电机拖动，轿内按钮控制或集选控制等。10）停层站数（站）：凡在建筑物内各层楼用于出入轿厢的地点均称为站。11）提升高度（mm）：由底层端站楼面至层顶端站
28、楼面之间的垂直距离。12）顶层高度（mm）:由顶层端站楼面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之的垂直距离。电梯的运行速度越快，顶层高度一般越高。13）底坑深度（mm）：由层底端站楼面至井道底面之间的垂直距离。电梯的运行速度越快，底坑一般越深。14）井道深度（mm）：由井道底面至机房楼房或隔音层楼房板下最突出构件之间的垂直距离。15）井道尺寸（mm）：宽深。2.3.2 我国有关标准对电梯主要参数和规格尺寸的规定为了加强对电梯产品的管理，提高电梯产品的使用效果，国家曾于 1974 年颁布了JBI435-74、JBI816-74、JB/Z110-74 等一批电梯产品的部标准。电梯的主要参数是电梯制造
29、厂和设计和制造电梯的依据。用户选用电梯时，必须根据电梯的安装使用地点、载运对象等，按标准的规定，正确选择电梯的类别和有关参数与尺寸，并根据这些参数与规格尺寸，设计和建造安装电梯的建筑物。否则会影响电梯的使用效果。2.4 电梯的组成部件电梯是一种复杂的机电产品，一般由机房、轿厢、厅门及井道和井底设备等 4 个基本部分组成。1.机房机房位于电梯井道的最上方或最下方，用于装设曳引机、控制柜、限速器、选层器、地震检测仪、配线板、总电源开关及通风设备等。当机房设在井道底部时，称为下置式曳引方式。由于此种方式结构较复杂，钢丝绳弯折的次数较多，缩短了钢丝绳的使用期限，增加了井道承重，且保养困难，所以一般不采
30、用，只有机房不可能设在井道顶部时才采用。相反，机房上置式曳引方式因设备简单，钢丝绳弯折次数少，成本低，维护简单等特点，最为普遍采用。如果机房即不可能设在井道底部，也不了能设在顶部时，可考虑选用液压式电梯，即机房侧置式。机房结构必须坚固，防震和隔音，有足够的面积，、高度、承重能力和良好的通风条件，而且室内经常保持有适度的照明亮度，保持干燥清洁等。通常有如下的规定：1)面积一般至少为井道侧面积的 2 倍以上，对交流电梯，一般为 22.5 倍；对直流电梯，一般为 33.5 倍。2)高度指机房地面至顶板的垂直距离。对客梯、病房梯，一般为 2.22.8m 以上；对货梯，一般为 2.22.4m 以上。3)
31、承重能力。机房的地板要求能承重 6kPa(杂物梯为 4kPa)的均部载荷。在曳引机安装的上方，应设吊钩用于维修。钩的承重能力如下：对额定载重量 5003000kg 的电梯，应大于 2000kg；对额定载重量 5000kg 的电梯，应大于 3000kg。4)对于机房的设置有以下 3 种方式：机房下置式、机房上置式和机房侧置式。(1)曳引机 曳引机是电梯升降的动力源，由曳引电动机、电磁制动器、减速器、曳引轮和盘车手轮等组成，通过业余绳与曳引绳轮的摩擦产生的牵引力来实现轿厢和平衡对重升降驱动装置。按曳引电动机与曳引轮之间有无减速箱，又可以分为有齿轮曳引机和无齿轮曳引机。有齿轮曳引机采用涡轮蜗杆减速传
32、动。a)曳引电动机：根据梯形的不同，可分别采用笼型单速电动机、笼型双速电动机、笼型三速电动机或直流电动机。b)电磁制动器：采用闭式双制动瓦块直流电磁制动器，电动机旋转时松闸，停止时制动，以保持轿厢位置不变。c)曳引轮：具有 V 形、半圆形或带缺口的绳槽轮，靠摩擦力曳引起动。d)盘车手轮：装在曳引电动机的后端轴上，供盘手时使用。(2)控制柜 该装置能发出指令，检测各机器的动作情况，并具有控制功能，从而使电梯能安全、稳妥、快速到达目的层。该装置由主电路接触器、管理继电器、控制继电器、时限继电器、半导体器等组装而成。因是精密设备，所以要防尘，并保持良好的通风，以维持规定电温度。(3)限速器 限速其为
33、电梯限速保护装置，是重要的安全设备。当电梯超过额定速度或失控时（为额定速度的 115%），限速器能发出电信号，自动切断控制电路。如果轿厢仍然继续高速下行，此时限速器则以机械方式操纵安全钳动作，将轿厢夹持在导轨上，阻止起继续下降，避免产生不良后果。电梯上的限速器大多属于离心式限速器，由轮盘、开关、缆绳和夹钳装置构成，以旋转所产生的离心力反映电梯的运行速度，常见的有甩块式和甩球式两种。轴承、销部的磨损是误动作的主要原因，会降低安全装置的机能，故要经常检查。2.轿厢与对重(1)轿厢 轿厢是是用来安全运送乘客及物品到目的层的箱体装置，它的运行轨迹是在曳引钢丝绳的牵引下沿导轨上下运行。(2)对重 对重又
34、称平衡重，起到平衡轿厢的作用（但这种平衡是相对的和变化的）。对重与轿厢通过曳引绳的连接，利用曳引绳与曳引轮槽之间的摩擦力驱动轿厢的上升和下降。3.厅门（层门）厅门是为确保在候梯厅的乘客安全而设置的开闭装置，只有在轿厢停层和平层时才被打开。4.井道与井底设备(1)曳引钢丝绳 连接轿厢与对重，驱动轿厢上下运行。(2)导轨 使轿厢和平衡对重在井道内垂直升降的导向装置。(3)限速钢丝绳、张紧装置 用以防止限速钢丝绳的松弛或摇动，把轿厢速度正确地传送到限速器的辅助装置。(4)补偿链 由于轿厢升降，轿厢侧与对重侧的曳引钢丝绳重量比随之变化。为了修正这个变化，减轻电动机的负载，将轿厢与对重用补偿链连接起来，
35、一般用于提升高度超过30m 的电梯。(5)终端保护装置 终端保护装置由终端电气保护装置和机械缓冲装置两部分组成，终端电气保护装置由换速开关、限速开关和极限开关组成。机械缓冲装置是指位于底坑的各种缓冲器，它们是电梯安全保护的最后一道措施，设置在井道底坑中且正对轿厢和对重，起作用是防止轿厢和对重冲顶撞底。常用的缓冲器有弹簧缓冲器和油压缓冲器两种。第三章 可编程控制器3.1 可编程控制器的起源与发展3.2 PLC 的 体 系 结 构PLC 实 质 上 是 一 种 被 专 用 于 工 业 控 制 的 计 算 机 ， 其 硬 件 结 构 和 微 机 是 基 本 一 致 的 。如 下 图 所 示 ：PLC
36、 硬件的基本结构3.3 可编程序控制器的基本结构可编程序控制器简称为 PLC（Programmable Logic Controller）主要由 CPU 模块、输入模块、输出模块和编程器组成。（如下图所示）可编程序控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控制系统相似，甚至与之无异。可编程序控制器主要由 CPU（中央处理单元）、存储器（RAM 和 EPROM）、输入/输出模块（简称 I/O 模块）、编程器和电源五大部分组成。(1) CPU 模块CPU 模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微机处理器（CPU）和存储器组成。CPU的作用类似于人类的大脑和心脏。它采用扫描方式工作，每
37、一次扫描要完成以下工作：1） 输入处理：将现场的开关量输入信号和数据分别读入输入映像寄存器和数据寄存器。2） 程序执行：逐条读入和解释用户程序，产生相应的控制信号去控制有关的电路，完成数据的存取、传送和处理工作，并根据运算结果更新各有关寄存器的内容。3） 输出处理：将输出映像寄存器的内容送给输出模块，去控制外部负载。(2) I/O 模块I/O 模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和 CPU 模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号。输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字开关、限位开关、接收开关、关电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变
38、送器提供的连续变化的模拟量输入信号。可编程序控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等执行器，可编程序控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。CPU 模块的工作电压一般是 5V，而可编程序控制器的输入/输出信号电压一般较高，如直流 24V 和交流 220V。从外部引入的尖蜂电压和干扰噪声可能损坏 CPU 模块中的元器件，或使可编程序控制器不能正常工作，所以 CPU 模块不能直接与外部输入/输出装置相连。I/O模块除了传递信号外，还有电平转换与噪声隔离的作用。(3) 编程器编程器除了用来输入和编辑程序外，还可以用来监视可编程序控制器运行时梯形图中各种编
39、程元件的工作状态。编程器可以永久地连续在可编程序控制器上，将它取下来后可编程序控制器也可以运行。一般只在程序输入、调试阶段和检修时使用，一台编程器可供多台可编程序控制器公用。3.4 开关量 I/O 模块开关量模块的输入输出信号仅有接通和断开两种状态。电压等级有直流5V，12V，24V，48V 和交流 110V，220V 等。输入输出电压的允许范围很宽，如某交流 220V输入模块的允许低电压为 070V，高电压为 70256V，频率为 4763HZ。各 I/O 点的通/断状态用发光二极管或其它元件显示在面板上，外部 I/O 接线一般接在模块的接线端子上，某些模块使用可拆除的插座型端子板，在不拆去
40、端子的外部连线的情况下，可以迅速地更换模。开关量 I/O 模块可能 4，8，16，32，64 点。2.3.1 a 直流输入电路输入电路中设有 RC 滤波电路，以防止由于输入点抖动或外部干扰脉冲引起的错误的输入信号。滤波电路延迟时间的典型值为 1020ms（信号上升沿）和 2050ms（信号下降沿），输入电流约为 10mA，上图 2.3.1a 是某直流输入模块的内部电路和外部接线图。本节的输入电路和输出电路都只画出了一路，COM 是各路的公共点。图中的输入触点直接接在公共点和输入端（400 是梯形图中输入继电器的编号）之间，不需要外接电源。有的可编程序控制器还可以为接近开关、光电开关之类的传感器
41、提供 24V 电源。（如图 2.3.1b）图 3.4.1 b 输入电路当图 2.3.1b 中的外接触点接通时，光电耦合器中的发光二极管发光，光敏三极管导通，信号经内部电路传送给 CPU 模块。图 2.3.1 c 是交流输入电路。光电耦合器中有两个反并联的发光二极管，显示用的两个发光二极管也是反并联的，因此这个电路可以接收外部的交流输入电压。图 2.3.1 c 交流输入电路2.3.2 输出模块输出模块的功率放大元件有大功率晶体管和磁效应管（驱动直流负载）、双向可控硅（驱动内交流负载）和小型继电器，后者可以驱动交流负载或直流负载。输出电流的典型值为 0.52A，负载电源由外部现场提供。输出电流的额
42、定值与负载的性质有关，但是只能驱动 100VA/22V 的电感性负载和 100W的白炽灯。额定负载电流还与温度有关，温度升高时额定负载电流减小，有的可编程序控制器提供了有关曲线。输出模块内可能设置有熔断器，并在模块面板上用发光二极管显示熔断器的状态。某些新式的模块用非破坏性的电子保护电路代替熔断器。2.4 可编程序控制器的工作原理可编程序控制器是从继电器控制系统发展而来的，它的梯形图程序与继电器系统电路图相似，梯形图中的某些编程元件也沿用了继电器这一名称，如输入、输出继电器等。这种计算机程序实现的“软继电器”，与继电器系统中的物理结构在功能上某些相似之处。2.4.1 可编程序控制器的工作原理可
43、编程序控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）状态与停止（STOP）状态。在运行状态，可编程控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使可编程序控制器的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程序控制器停机或切换到STOP 工作状态。除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，可编程序控制器还要完成，内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为 5 个阶段（见左上图）。可编程序控制器的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。由于计算机执行指令的速度极高，从外部输入-输出关系来看，处理过程似乎是同时完成的。在内部处理联合阶段。可
44、编程序控制器检查 CPU 模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的内部工作。在通信服务阶段，可编程序控制器与别的带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。当可编程序控制器处于停止（STOP）状态时，只执行以上的操作。可编程序控制器处于（RUN）状态时，还要完成另外 3 个阶段的操作（见右图），图中仅画出了与用户程序执行过程有关的 3 个阶段。2.4.2 扫描周期可编程序控制器在 RUN 工作状态时，执行一次上图所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为 1100ms。指令执行所需的时间与用户程序的长短、指令的种类和 CPU 执行指令的速度有很
45、大的关系。当用户程序较长时，指令执行时间在扫描周期中占相当大的比例。不 过 严 格 地 来 说 扫 描 周 期 还 包 括 自 诊 断 、 通 信 等 。 如 图 2.4.2 所 示 。图 2.4.2 PLC 的扫描运行方式(1)输 入 采 样 阶 段在 输 入 采 样 阶 段 ， PLC 以 扫 描 方 式 依 次 读 入 所 有 的 数 据 和 状 态 它 们 存 入 I/O映 象 区 的 相 应 单 元 内 。 输 入 采 样 结 束 后 ， 转 入 用 户 程 序 行 和 输 出 刷 新 阶 段 。 在 这 两 个阶 段 中 ， 即 使 输 入 数 据 和 状 态 发 生 变 化 I/
46、O 映 象 区 的 相 应 单 元 的 数 据 和 状 态 也 不会 改 变 。 所 以 输 入 如 果 是 脉 冲 信 号 ， 它 的 宽 度 必 须 大 于 一 个 扫 描 周 期 ， 才 能 保 证 在 任何 情 况 下 ， 该 输 入 均 能 被 读 入 。(2)用 户 程 序 执 行 阶 段在 用 户 程 序 执 行 阶 段 ， PLC 的 CPU 总 是 由 上 而 下 ， 从 左 到 右 的 顺 序 依 次 的 扫 描梯 形 图 。 并 对 控 制 线 路 进 行 逻 辑 运 算 ， 并 以 此 刷 新 该 逻 辑 线 圈 或 输 出 线 圈 在 系 统 RAM存 储 区 中 对
47、 应 位 的 状 态 。 或 者 确 定 是 否 要 执 行 该 梯 形 图 所 规 定 的 特 殊 功 能 指 令 。 例 如 ：算 术 运 算 、 数 据 处 理 、 数 据 传 达 等 。(3)输 出 刷 新 阶 段在 输 出 刷 新 阶 段 ， CPU 按 照 I/O 映 象 区 内 对 应 的 数 据 和 状 态 刷 新 所 有 的 数 据 锁存 电 路 ， 再 经 输 出 电 路 驱 动 响 应 的 外 设 。 这 时 才 是 PLC 真 正 的 输 出 。2.5 PLC 的 选 型为了能够更好的选型，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定
48、所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定 PLC 的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的 PLC 和设计相应的控制系统。2.5.1 输入输出（I/O）点数的估算I/O 点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加 10%20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商 PLC 的产品特点，对输入输出点数进行圆整。2.5.2 存储器容量的估算存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。为了设计选型时能对程序容量有一
49、定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量 I/O 点数的 1015 倍，加上模拟 I/O 点数的 100 倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的 25%考虑余量。2.5.3 控制功能的选择该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。(一)运算功能 简单 PLC 的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通 PLC 的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC 中还有模拟量的 PID 运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现，目前在 PLC 中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和 PID 运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。(二)控制功能 控制功能包括 PID 控
