1、 目 录绪论2第一章 系统设计要求及设计方案41.1 毕业设计任务书4 1.2 方案选择及可行性分析5第二章 电梯及 PLC 的简介.72.1 电梯的概述72.1.1 电梯的概念.72.1.2 电梯的构成.72.2 PLC 的简介.112.2.1 PLC 的定义112.2.2 PLC 的特点122.2.3 PLC 的结构及各部分的作用142.2.4 PLC 的工作原理162.2.5 PLC 的编程语言182.2.6 PLC 控制系统设计的基本原则192.2.7 PLC 的发展史.202.2.8 PLC 的未来展望20第三章 电梯系统的总体设计213.1 主电路的设计213.1.1 拖动电机主电
2、路的设及计213.1.2 门电机主电路的设计213.2 可编程控制器的设计223.2.1 可编程控制器的选择223.2.2 可编程控制器的软件设计243.2.3 原理分析253.3 计算说明及型号选择.273.3.1 电梯电机的选择27. 3.3.2 电梯死绳的标记识别与选择.273.4 设备选择283.4.1 主回路设备的选择283.4.2 PLC 型号及其开关输入输出量的选择.29第四章 结束语及参考文献32结束语.32参考文献.33附 图附图 1 硬件接线图附图 2 主电路的设计1附图 3 五层电梯结构图附图 4 电梯控制梯形图 A-E附图 5 电梯 PLC 及网络控制示意图绪 论随着城
3、市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上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控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、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，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，这两种方法并没
4、有太大的区别。PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可靠性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。随着社会的不断发展，楼房越来越高，而电梯成为了高层楼房的必须设备。电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，为高层运输做出了不可磨灭的贡献。 PLC 在电梯升降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
5、出的功能。在电梯升降过程2中，各种逻辑开关控制与 PLC 很好的结合，很好的实现了对升降的控制。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于虽然第一种方式生产规模较小，自己设计和制造但微机控制装置成本较高；而 PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来现。 PLC 是一种专门从事逻辑控制的微型计算机系统。由于 PLC 具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。因此在工业控制方面得到了广泛应用。自 80 年代后期 PLC 引入我国电梯行业以来，由 PLC 组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普遍采用，并形成了一系列的定型产品。
6、在传统继电器系统的改造工程中，PLC系统一直是主流控制系统。电梯控制系统分为调速部分和逻辑控制部分。调速部分的性能对电梯运行尤其是对乘客的舒适感有着重要影响，而逻辑控制部分则是电梯安全可靠运行的关键。为了改善电梯的舒适感和运行的可靠性，现在都改为用 PLC 来控制电梯的运行，这样大大提高了电梯的性能。电梯控制系统从继电器控制发展到 PLC 加调速器控制方式，经历了一个相当大的技术飞跃，现有的产品也成型，且性能相当稳定。控制中心在楼顶机房，井道和轿厢中的所有信号都以点对点的形式通过大量的电缆传送到控制中心。关键词：PLC；电梯；逻辑控制；程序设计3第一章 系统设计要求及设计方案1.1 毕业设计任
7、务书设计题目的选择：一.设计题目：五层住宅楼乘客电梯的 PLC 控制二.指导老师： 三.设计内容与要求：1.课题的论述：对于电梯的控制，可选用继电-接触系统或可编程控制器来完成，但二者却有各自的特点：A:继电-接触系统：它的优点是线路直观，大部分电器均为常用电器，更换方便，价格较便宜。但是他触点繁多，线路复杂，电器的电磁机构及触点动作较慢，能耗高，机械动作噪音大，而且可靠性差。B:PLC 在设计和制造上采取了许多抗干扰措施，使用方便，扩展容易。它使用了梯形图和可编程指令，易于掌握。总之，PLC 取代继电-接触系统已经成为大的趋势，且 PLC 控制较之微机控制更有价格优势。基于上述原因，可以选择
8、用可编程控制器来完成对电梯的控制。42. 设计的内容与要求：设计内容：五层住宅楼乘客电梯的 PLC 控制控制要求：电梯轿厢的控制要求.电梯门的控制要求.补充要求1 电梯轿厢的控制要求A 选项 : 根据电梯各层内所选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼层位置而决定电梯的运行方向。 。B 选层换速：是指电梯能够根据轿内所选层而决定其运行方向，并且遵守或一直向上或一直向下的原则。而且在每次平层的时候都能够换速。C 楼层位置的指示：选用了数码管显示的方法。由于 FX2N 系列已有内部计数-译码驱动模块，因此只要外部加上 LED 七段显示管和电源就可以显示楼层了，也就完成了该楼层的位置指示工作。2电梯门的
9、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，电梯会因为光电开关的作用而自动开门。3补充要求：除了上述两个要求以外，还要注意的一点就是备用电梯电机的使用，一但曳引电机出现故障，备用电机将手动控制转入运行状态，避免因曳引电机出故障而引发的不必要的麻烦。四 设计说明书的要求1.封面 2.目录 3.设计正文说明（设计方案的比较与选择、5设计方案原理、计算、分析以及程序、论证，设计结果地说明和特点等） 4.结束语 5.附录（参考文献、图纸等）1.2 方案选择及可行性分析A: 继电-接触系统：它的优点是线路直观，大部分电器均为常用电器，更换
10、方便，体积小重量轻,结构简单,成本价格较便宜。但是它触点繁多且机械触点的接线复杂、通用性和灵活性差，电器的电磁机构及触点动作较慢，能耗高，机械动作噪音大，而且可靠性差,由于继电器触点有动作时间，所以控制精度不高。B: PLC 在设计和制造上采取了许多抗干扰措施，使用方便，扩展容易。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中机械
11、触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用微处理器的优点。鉴于以上原因，住宅楼客梯可以选用 PLC(可编程控制器)来控制。6第二章 电梯及 PLC 的简介2.1 电梯的简介2.1.1 电梯的概念电 梯 是 服 务 于 规 定 楼 层 的 固 定 式 升 降 设 备 。 具 有 一 个 轿 厢 ，运 行 在 至 少 两 列 垂 直 的 或 倾 斜 角 小 于 15的 刚 性 导 轨 之 间 。 轿 厢尺 寸 与 结 构 形 式 便 于 乘 客 出 入 或 装 卸 货 物 。 习 惯 上 不 论 其 驱 动 方式 如 何 ， 将 电 梯 作 为 建 筑 物 内 垂 直 交
12、通 运 输 工 具 的 总 称 。随着城市建设的不断发展，中高层建筑不断增多，电梯作为这些建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。PLC作为新一代的工业控制器，以其高可靠性和技术先进性等特点，在电梯的控制中得到了广泛的使用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为当今电梯控制和技术改造的热点之一。在当今的中国社会中，越来越多的五层带电梯的小高层受到人们的青睐，所以我就尝试着用 PLC 对五层电梯进行控制，并对其硬件和软件进行设计。2.1.2 电梯的构成71).机房机房用来安装曳引机、电控屏、限速器等。机房可以设置在井道顶部，也可设置在井由自部。当机房设于
13、井道底部时，即为曳引机下置式曳引方式。这种方式结构复杂，建筑物承重大，对井道尺寸要求大，只有在机房无法顶置时才使用。对于绝大多数电梯，椭均设于井道顶部。机房必须有足够的面积，高度、承重能力及良好的通风条件。2).曳引系统曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮组成。曳引机由电动机联轴器、制动器、减速器、机座、曳引轮等组成，它是电梯的动力源；曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重装置（或者两端固定在机座房上） ，依靠钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力来驱动轿厢的升降；导向轮的作用是分开轿厢和对重装置的距离，采用复绕型时还可增加曳引能力。导向轮安装在曳引机架上或重梁上。当钢丝绳的绕绳比大于1时，在轿厢和对
14、重架上应增设反绳轮。反绳轮的个数可以是1个、2个，甚至3个，这与曳引比有关。3).导向系统导向系统由导轨、导靴和导轨架等组成。它的作用是限制轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导轨固定在导轨架上；导轨架是支承导轨的组件，与井道壁联接；导靴装在轿厢和对重架上，与导导轨配合，强制轿厢和对重的运动服从于导轨的直立方向。4).门系统8门系统由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成。轿厢门社在轿厢入口，由门扇、门导轨架、门靴和门刀等组成；层门社在层站入口，由门扇、门导轨架、门靴和门锁装置及开锁装置组成；开门机社在轿厢上，是轿厢门和层门启闭的动力源。5).轿厢轿厢是用以运送乘客和货物的电梯组件。它由轿厢
15、架和轿厢体组成。轿厢架是轿厢体的承重构架。是由上横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成；轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮等组成；轿厢体空间的大小由额定载重量和额定载客量决定。6).门厅每一层电梯门口装的门，门上带有机器锁及电气接点。客梯多为自动开关门，开关门由轿厢门上的开门刀带动厅门上的橡皮勒辘来完成的，而轿厢门是由轿厢上的开关门装置驱动的。7).井道井道由围壁、顶板及底坑围成一个在纳电梯轿厢和对重的有限空间。为了出人，在每个层站开有入口。8).围壁围壁的作用是将电梯与外界分隔开，当导轨架直接安装在围壁上时，它还应承受费切力。围壁的结构分为封闭式和空格式。9).
16、顶板井道的顶部是机房，它是维修人员工作的地方。因此顶板必须9是封闭型的，将井道与机房完全隔离。顶板还具有阻止机房即传向井道的作用。对于快、高速电梯，为了取得良好的隔声效果，常在井道顶部设隔音层，此时的井道顶成了双层结构。10).底坑井道的底坑深入地面，用于安装缓冲器、限速器、钢丝绳涨紧装置等。由于深人了地面，因此要求防水，最好有排水设施。11).重量平衡系统该系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成，对重是平衡轿厢自重和部分的额定载重；重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧曳引钢丝绳长度变化对电梯设计影响的装置。12).电力拖动系统该系统由曳引机、供电系统、速度反馈装置、调速装
17、置和变频器等组成，对电梯实行速度控制。曳引电动机是电梯的动力源，根据电梯的配置可以用交流电动机或直流电动机；供电系统是为电动机提供电源的装置；速度反馈装置是为调速系统提供电梯运行速度信号，一般采用测速发电机或速度脉冲发生器，与电动机相连；调速装置对曳引电动机实行调速控制；变频器可以通过改变频率的大小来控制其运行速度的快慢。13).电器控制系统该系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等组成，它起着操纵和控制电梯运行的作用。操纵装置包括轿厢内10的按钮操作箱或手柄开关箱、层站召唤按钮、轿顶和机房中的检修或应急；位置显示装置是指轿内和层站的指层灯；层站上一般能显示电梯运行方向或轿厢所
18、在的层站；控制屏安装在机房中，由各类电气控制元件（或板）组成，是电梯实行电气控制的集中组件；选层器能起到指示和反馈轿厢位置、决定运行方向、发出加减速信号等作用。它可由机械式、继电器式或电子式组成。14).安全保护系统电梯上设有机械和电气的各类保护系统，以保证电梯安全使用。机械方面的有限速器和安全钳，起超速保护作用；缓冲器，起冲顶和撞底保护作用；切断总电源的极限保护。11电梯示意图1控制柜 2限速器 3门联动装置 4轿门 5轿厢底板 6楼层地面 7层门 8补偿绳 9张紧装置 10地坑 11缓冲器 12对重 13对重导轨 14轿厢导轨 15井道壁 16导靴 17导轨压板 18轿厢 19安全钳 20
19、曳引绳 端接装置 21曳引绳 22曳引机 23机房2.2、PLC 的简介2.2.1 PLC 的定义PLC 即可编程控制器（Programmable logic Controller）是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。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。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。22.2 PLC 的特点1 可靠性高，抗干扰能
20、力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的 F 系列PLC 平均无故障时间高达 30 万小时。一些使用冗余 CPU 的 PLC的平均无故障工作时间则更长。从 PLC 的机外电路来说，使用 PL12C 构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的电路及设备
21、也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。2 配套齐全，功能完善，适用性强PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC 的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。3 易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技
22、术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。134 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大大缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。5 体积小，重量轻，能耗低以超小型 PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗仅
23、数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。2.2.3 PLC 的构成及各部分的作用可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构。通常由中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）、电源和编程器等几个部分组成。输入电路CPU EPROM RAM输出电路基本单元内部电源 扩展I/O接口各种外设接口输出信号 现场输入信号主机编程器打印机 PC 机输入电路输出电路扩展单元 输出信号扩展连接电缆 至其他扩展单元现场输入信号14PLC 结构简化框图1中央处理单元（CPU）CPU 作为整个 PLC 的核心，起着总指挥
24、的作用。CPU 一般由控制电路、运算器和寄存器组成。这些电路通常都被封装在一个集成电路的芯片上。CPU 通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路连接。CPU 有以下功能：从存储器中读取指令；执行指令；取下一条指令；处理中断。2存储器（RAM、 ROM）存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器;存放应用软件的存储器称为用户程序存储器；存放工作数据的存储器称为数据存储器。常用的存储器有 RAM、EPROM 和 EEPROM。RAM 是一种可进行读写操作的随机存储器存放用户程序，生成用户数据区，存放在 RAM 中的用户程序可方便地修改
25、。RAM 存储器是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池做备用电源。掉电时，可有效地保持存储的信息。EPROM、EEPROM 都是只读存储器。用这些类型存储器固化系统管理程序和应用程序。3输入输出单元（I/O 单元）I/O 单元实际上是 PLC 与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。I/O 单元有良好的电隔离和滤波作用。接到 PLC 输入接口的输入器件是各种开关、按钮、传感器等。PLC 的各输出控制器件往15往是电磁阀、接触器、继电器，而继电器有交流和直流型，高电压型和低电压型，电压型和电流型。 4 电源PLC 电源单元包括系统的电源及备用电池，电源单元的作用是把外部电源转换
26、成内部工作电压。PLC 内有一个稳压电源用于对PLC 的 CPU 单元和 I/O 单元供电。5编程器编程器是 PLC 最重要的外围设备。利用编程器将用户程序送入PLC 的存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视 PLC 的工作状态。除此以外，在个人计算机上添加适当的硬件接口和软件包，即可用个人计算机对 PLC 编程。利用微机作为编程器，可以直接编制并显示梯形图。6PLC 的软件PLC 的软件系统指 PLC 所使用的各种程序的集合，它由系统程序（系统软件）和用户程序（应用软件）组成。系统程序：包括监控程序、输入译码程序及诊断程序等。用户程序是用户根据控制要求，用 PLC 的编程语言（如梯形
27、图）编制的应用程序。2.2.4 PLC 的工作原理PLC 的扫描工作方式:开始内部处理通信处理RUN 方式？输入扫描程序执行输出处理NY16PLC 的扫描过程简图上图为可编程序控制器的扫描过程图，在 PLC 在进入 RUN状态之后，采用循环扫描方式工作。从第一条指令开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储的地址号递增的顺序逐条执行程序，即按顺序逐条执行程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描，并周而复始地重要进行。PLC 的扫描过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当 PLC 处于停止状态时，只进行内部处理和通信操作服务等
28、内容。在 PLC 处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。1输入处理输入处理也叫输入采样。在此阶段，顺序读入所有输入端子的通端状态，并将读入的信息存入内存中所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段。在程序执行时，输入映象寄存器与外界隔离，即使输入信号发生变化，其映象寄存17器的内容也不会发生变化，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入信息。2程序执行根据 PLC 梯形图程序扫描原则，按先左后右先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。遇到程序跳转指令，根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。从用户程序涉及到输入输出状态时
29、，PLC从输入映象寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器，根据用户程序进行逻辑运算，存入有关器件寄存器中。对每个器件来说，器件映象寄存器中所寄存的内容，会随着程序执行过程而变化。 PLC 的程序执行过程3输出处理程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y 寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电输入端子输入映象寄存器 输出映像寄存器输出锁存器 输出端子输入 .输出程序执行阶段输入采样阶段 输出刷新阶段X001Y001Y001M1读读 18路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载.2.2.5 PLC 的
30、编程语言1梯形图编程语言梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，它是在电器控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变来的，形象、直观、实用。梯形图的设计应注意以下三点：（一）梯形图按从左到右、从上到下的顺序排列。每一逻辑行起始于左母线，然后是触点的串、并联接，最后是线圈与右母线相联。（二）梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流” ，从左流向右，其两端没有电源。这个“概念电流” 只是形象地描述用户程序执行中应满足线圈接通的条件。 （三）输入继电器用于接收外部输入信号，而不能由 PLC 内部其它继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现其线圈。输出继电
31、器输出程序执行结果给外部输出设备，当梯形图中的输出继电器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出继电器的触点可供内部编程使用。2语句表编程语言19指令语句表示一种与计算机汇编语言相类似的助记符编程方式，但比汇编语言易懂易学。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部分组成。3控制系统流程图编程图控制系统流程图是一种较新的编程方法。它是用像控制系统流程图一样的功能图表达一个控制过程，目前国际电工协会(IEC)正在实施发展这种新式的编程标准。2.2.6 PLC 控制系统设计的基本原则 1 最大限度的满足被控对象的控制要求。2 在
32、满 足 控 制 要 求 的 前 提 下 ， 力 求 使 控 制 系 统 简 单 、 经 济 、使 用 和 维 护 方 便 。3 保 证 控 制 系 统 安 全 可 靠 。4 考 虑 到 生 产 的 发 展 和 工 艺 的 改 进 在 选 择 PLC 容 量 时 应 适当 留 有 余 量 。2.2.7 PLC 的发展PLC 技术在我国的起步比较晚，直到 80 年代初才正式进入我国，目前，在我国使用比较普遍的 PLC 有日本 OMRON 公司的 C 系列，三菱公司的 F 系列，美国 GE 公司的 GE 系列和德国西门子公司的 S 系列等，目前国内使用 PLC 主要还是依靠进口和合资企业生产。但相信
33、在不久的将来，我们一定能实现 PLC 的国产化。2.2.8 PLC 的未来展望2021 世纪，PLC 会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网
34、构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统 DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。第 3 章 电梯系统总体设计3.1 主电路的设计 3.1.1 拖动电机主电路的设计：如附图 1 主电路的设计中 图 2 为主电路的设计21A：拖动电机的选择及原理：电梯的种类多种多样，按驱动方式来分有交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯、蜗杆式电梯，其中交流电梯又可分为交流单速/交流双速拖动电梯
35、、交流调压调速电梯等等。在此次设计中，我将采用交流双速电机作为曳引电机，它的优点是简单，经济，实用，更重要的是舒适感好。B：备用电机的选择：备用电机只要选择和曳引电机一样的型号即可。3.1.2 门电机主电路的设计：如附图 1 主电路的设计中 图 1 所示为门电机主电路的设计门电机的选择及原理：只要满足功率要求，门电机选用一般三相异步电动机即可。如图中所示电动机的正反转来实现门的开关，采用星角降压启动，KS为速度继电器，用来对开关门到头时制动，防止轿，厅门的损坏。3.2 可编程控制器的设计3.2.1 可编程控制器的选择：a：由于市厂上三菱产品型号较多，种类齐全，技术先进，质量良好，加之自己对三菱
36、产品的青睐，所以我选择较前沿的产品三菱FX2N 系列产品。 硬件接线图如附图 2 硬件接线图所示。b: 可编程控制器的硬件设计：1 输入输出点的估算：首先列出被控制对象输入输出的设备名称，并根据所需要的输22入输出点数进行统计，根据统计的数据，增加 10%20%的可扩展余量后就得到了输入输出点数的估计数据。以此为依据可以算出 I/O 总点数约为 100 点。2 开关量输入、输出模块的选择：根据 PLC 输入、输出量点数与性质，可确定 I/O 模块型号与数量，高密度模块如 32、64 点，平均每点价较低，但受到工作电压、工作电流和环境温度的限制，同时应注意同时接通的点数不应超过总数的 60%。3
37、 I/O 点的分配：输入：名称 输入点 名称 输出点关门极限开关 X000 轿内一层呼钮 X020开门极限开关 X001 轿内二层呼钮 X021上下平层干簧触点 X002 轿内三层呼钮 X022一层上行召唤按钮 X005 一层上行干簧感应触点X025二层上行召唤按钮 X006 二层上行干簧感应触点X026二层下行召唤按钮 X007 二层下行干簧感应触点X027三层上行召唤按钮 X010 三层上行干簧感应触点X03023三层下行召唤按钮 X011 三层下行干簧感应触点X031四层上行召唤按钮 X012 四层上行干簧感应触点X032四层下行召唤按钮 X013 四层下行干簧感应触点X033五层下行召
38、唤按钮 X014 五层下行干簧感应触点X034轿内开门开关 X015 上下行强迫换速开关 X035轿内关门开关 X016 速度继电器感应触点 X036门区感应开关 X017 光点感应触点 X037输出：名称 输出点 名称 输出点轿门开门接触器 Y003 四层轿内指示按钮 Y026轿门关门接触器 Y007 五层轿内指示按钮 Y027上行交流接触器 Y010 一层上行召唤指示灯 Y030下行交流接触器 Y011 二层上行召唤指示灯 Y031加速接触器 Y012 二层下行召唤指示灯 Y032快速接触器 Y013 三层上行召唤指示灯 Y033慢速接触器 Y014 三层下行召唤指示灯 Y034第一慢速减
39、速接触器 Y015 四层上行召唤指示等 Y035第二慢速减速接触器 Y016 四层下行召唤指示等 Y03624为空时 Y017 五层下行召唤指示等 Y037楼层显示器 Y020楼层显示器 Y021楼层显示器 Y022一层轿内指示按钮 Y023二层轿内指示按钮 Y024三层轿内指示按钮 Y0253.2.2 可编程控制器的软件设计为了更好的阐述其原理现给出其内部的说明：内部继电器 名称M100M104 楼层感应中间继电器M105M101 层中间继电器M130 上行中间继电器M131 下行中间继电器M134 换速中间继电器M135 门锁中间继电器M140 上平层中间继电器M141 门区感应中间继电器
40、M142 下平层中间继电器M143 运行中间继电器M144 换速中间继电器3.2.3 原理分析251主电路图原理分析：A：拖动电机工作原理：如图 1-1 图 2，起动电机串入电抗LQ、经一段时间后 KM1 接触器接通，电动机转入固有特性运转。减速时 KMK 断开、KMM 接通，慢速绕组串电抗 LM 和电阻 RM 运行，延时一段时间后，KM2 接通，短接 RM，电动机串入电抗 LM 运行，在延时一段时间后，KM3 接通，电动机在慢速固有特性上运行，直到 KMS或 KMX 断开，电动机停止运转。B：门电机原理分析：如图 1-1 图 1，当电梯平层时，开门触点KMK 闭合，电机正转，轿门打开；当定时
41、继电器到时，KMG 闭合，电机反转，轿门关闭；当有人在门中间出现时，光感触点闭合，电梯强迫正转，轿门打开；当轿门碰到开、关极限开关时，KMK 或 KMG断开，并反向制动。2 梯形图原理分析a 楼层感应电路：当电梯在 1 楼时 M104 接通、M111 接通并保持，电梯达到 2 楼时，M103 接通M110 接通，并保持，同时切断M111。b 轿内指令及门厅召唤电路：人在轿箱内，当按下第 3 层选层按钮时，M502 接通M114 接通并自保当电梯到达 3 层时，楼层信号M102 断开指令信号。c 门厅召唤电路：当电梯位于 1 楼，如果 3 楼有上呼信号，2楼有上下呼信号，即 M125、M122、
42、M124 接通，电梯到达楼时上呼信号消除。26d 电梯选向电路：当电梯位于 2 层楼，则 M110 接通，如果按下 3 楼指令按钮，M114 接通，这时由于 M110 的常闭触点断开，因此电梯向上方向继电器 M130 由 M107、M106 和 M105 的常闭触点而接通，选择上行方向。反之，如果 1 楼指令按钮按下，M116 接通，向下方向继电器 M131 接通，选择方向向下。当上下方向均有指令时，如果电梯已经处于上行状态，则执行完 M113、M112 向上指令后，在执行 M116 向下指令。e 电梯平层、换速电路：如 3 楼有指令位号，即 M114 接通。在电梯将达到 3 楼时，M107
43、接通，使换速继电器 M134 接通，发出换速信号，并保持；当电梯达到顶层或底层时，无论有无轿内指令都必须换速。M144 接通，M134，这时电梯高速运行。f 电梯起动电路：当换速 M134 接通，M143 断开Y012 断开，接通慢速继电器 Y013，电机在固有特性上运行。g 电梯平层电路：如果电梯因不应有的原因，上行超越平层位置，SPG 离开隔磁板，使 X002 断开，M140 断开，这时 Y011 由Y013、M140、M143 和 Y010 的常闭点和 M142 的常开触点而接通，电梯反向平层，直到 M1140 接通。最后位于平层位置，M140、M141 和M142 均接通，Y010 和
44、 Y011 均断开，进行抱闸。T450 为延时断开时间继电器，用于快速运行断开的延时，以保护电动机绕组。PLC 控制系统的原理即为上面所述3.3 计算说明及型号选择：3.3.1 电梯电机的选择27计算电梯最大载重量由公式 P=mgv（其中 P 是功率，m 是物体的质量，g 是重力加速度，V 是物体运动的速度，在此设计中 m 设为 1000kg，v 设为 2 米/秒）可算出电梯所需要的功率，约为 11KW。因此可以选择 YDDL160L-6/8 型号的交流双速电机。然后根据此电机的额定电流选出接触器，熔断器和热继电器等，注意熔断器额定电流约为电机电流的 1.82.1 倍。门电机根据拖动要求选择额
45、定功率为 3KW 的电机。电梯系统的曳引电机的工作电压选用交流 220v,轿箱门开关控制电机的工作电压我们选用交流 220v，指示灯工作电压都选用 24v。3.3.2 电梯死绳的标记识别与选择钢丝绳由绳股、绳股钢丝和绳芯组成。电梯钢丝绳是以单绳股围绕绳芯呈螺旋状捻制而成。通常采用 5065 号优质碳素钢或60Si2Mn 钢丝。为了安全，电梯钢丝绳用特号或 1 号钢丝，其钢丝直径限制在 0.31.3mm 之间。常用的电梯曳引钢丝绳有西鲁式（X 型）和瓦灵吞式（W 型） 。目前，国产电梯普遍使用西鲁式 8或 6 钢丝股的钢丝绳，其中 8X（19 ）应用较多。以额定载重量 1 000kg 的乘客电梯
46、为例，曳引钢丝绳采用8X（19 ）16140 右交，其中 8 为绳股数量，X 为西鲁式，（19 ）为每一绳股中的钢丝根数，16 为钢丝绳的公称直径（ mm） ，140 为钢丝绳的抗拉强度（kgf/mm2） ，右交为钢丝在绳股和绳股在绳中右交方向捻制。国产曳引钢丝绳均为右交。3.4 设备选择283.4.1 主回路设备的选择电梯系统的性能在很大程度上取决于电动机的性能，所以选择理想的电机结构对于电梯的正常运行起到举足轻重的作用，因此结构的选择非常重要。a 曳引电机 型号：YDDL160L-6/8 ，额定功率：11KW ，额定电压：380V ，额定电流：23A ，功率因数：0.83b 备用曳引电机
47、选用型号同上c 门机型号：Y100L-2 ，额定功率：3KW ，额定电压：380V ，额定电流：7A ，功率因数：0.87d 其他：曳引电机 交流接触器：TYC4-25 熔断器：BLR1-63/3P 分断能力：50000A热继电器：JR20-25熔断式刀开关：HH4-30/3-25门电机 交流接触器：TYC2-12-9熔断器：BLR1-63/3P-14热继电器：JR20-25-10熔断式刀开关：HH3-15/2-103.4.2 PLC 型号及其开关输入输出量的选择：1PLC 型号选择PLC 的种类非常繁多，不同种类之间的功能设置差异很大，这29既给 PLC 机型的挑选提供了十分广阔的空间，同时也带来了一定的难度。机型选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下，力争最好的性价比，并有一定的升级空间。根据 PLC I/O 节点使用原则，即留出 20%-30%的 I/O 点以做扩展时使用，根据要求可以估计 I/O
