基于PLC的五層樓的電梯控制系統(tǒng)優(yōu)秀畢業(yè)論文

..摘要本設(shè)計(jì)研制了一套基于德國(guó)西門子S7—200系列的可編程控制器CPU226作為控制核心,與擴(kuò)充模板EN223來(lái)實(shí)現(xiàn)五層樓電梯的控制。主要介紹了電梯的硬件選擇與軟件編程。主要功能有：層樓信號(hào)的產(chǎn)生與消除、停層信號(hào)的登記與消除、電梯的定向、停車信號(hào)、起動(dòng)、穩(wěn)速運(yùn)行、制動(dòng)減速、開關(guān)門環(huán)節(jié)、智能控制。技術(shù)上的突破有：本設(shè)計(jì)大量的節(jié)約了PLC接口數(shù)量;采用了智能控制模板,提高了電梯的運(yùn)行效率。關(guān)鍵詞：電梯智能控制AbstractThisdesigndevelopesasetoffive-storyelevatorcontrolsystembasedonS7—200ProgrammableLogiccontrollerCPU226whichisachievedbyexpandingtemplateEN223.Itmainlyintroducestheelevator’shardwareselectionandsoftwareprogramming,itsmajorfunctionsareproductionandeliminationoffloorsignal、registrationandeliminationofstopping-layersignal、elevator’sdirectional、parkingsignal、starting、steady-speedmovement,brakingdeceleration,switchdoorlinks,intelligentcontrol.Anditstechnologicalbreakthroughsinclude:savingalotofthenumberofProgrammableLogiccontrollerInterface;adoptingintelligentcontroltemplateandimprovingelevator'soperatingefficiency.KeyWords:Elevator,intelligent,control目錄TOC\o"1-2"\h\z\u一、引言1二、可編程控制器控制電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案1〔一可編程控制器用于控制電梯控制的特點(diǎn)1〔二系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟2〔三可編程控制器控制電梯硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2〔四可編程控制器控制電梯軟件的選擇3三、電梯硬件選擇7〔一主電路7〔二門機(jī)電路、抱閘電路、門鎖及安全運(yùn)行電路7四、層樓信號(hào)的產(chǎn)生、消除及顯示9〔一層樓信號(hào)的產(chǎn)生、消除梯形圖9〔二轎廂位置顯示10五、停層信號(hào)的登記與消除13六、外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)14七、電梯的定向17八、停車信號(hào)20九、起動(dòng)、穩(wěn)速運(yùn)行、制動(dòng)減速22十、開關(guān)門環(huán)節(jié)25十一、智能判斷控制30驗(yàn)證30小結(jié)31參考文獻(xiàn)32致謝33附錄A34附錄B35..一、引言隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科技的進(jìn)步,世界各地高層建筑不斷涌現(xiàn),作為建筑中樞神經(jīng),電梯起著其它設(shè)備不可替代的作用。作為建筑物內(nèi)部的主要運(yùn)輸工具,全社會(huì)使用電梯的數(shù)量正在迅速增加。電梯已成為人類現(xiàn)代生活中廣泛使用的人員運(yùn)輸工具。人們對(duì)電梯安全性、高效性、舒適性的不斷追求推動(dòng)了電梯技術(shù)的更新。電梯的的種類也多種多樣,如載貨電梯、客貨電梯、病床電梯、住宅電梯、雜物電梯、觀光電梯等。自動(dòng)平層、微機(jī)檢測(cè)、圖像顯示、監(jiān)控以及現(xiàn)代通信都在電梯中得到應(yīng)用。電梯技術(shù)正向現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化,智能化發(fā)展,給人們提供了極其方便和舒適的生活條件?？删幊炭刂葡到y(tǒng)<ProgrammableLogicController>作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī),它采用易學(xué)易懂的梯形圖語(yǔ)言、控制靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn),現(xiàn)在的電梯控制多采用可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路,微型機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果,逐步形成了具有多種優(yōu)點(diǎn)和微型,中型,大型,超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品,應(yīng)用于繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。PLC在電梯控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算,計(jì)數(shù)和定時(shí)以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯控制過程中,各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合,很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯的控制。二、可編程控制器控制電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案可編程控制器用于電梯控制系統(tǒng),既具備微機(jī)板控制的一系列優(yōu)點(diǎn),又可以克服單純應(yīng)用微機(jī)板存在的不足之處?！惨豢删幊炭刂破饔糜诳刂齐娞菘刂频奶攸c(diǎn)1.實(shí)時(shí)性強(qiáng)信號(hào)處理時(shí)間短,速度快。信號(hào)處理和程序運(yùn)行的速度快。能滿足各種型號(hào)電梯的控制目標(biāo)。2.可靠性高所有的I/O輸入輸出信號(hào)均采用光電隔離,使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與控制器內(nèi)部電路之間電氣上隔離?！?為了消除信號(hào)噪聲,在輸入接口內(nèi)設(shè)置了多種濾波電路?！?為了PLC的信號(hào)處理,輸入接口內(nèi)有電平轉(zhuǎn)換及信號(hào)鎖存電路?！?為了便于與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的連接,在輸入接口外部設(shè)有接線端子排?！?良好的自診斷功能,一但電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況,CPU立即采取有效措施,以防止故障擴(kuò)大。大型控制器還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),以及實(shí)現(xiàn)電源模塊冗余、IO模塊冗余,使可靠性更進(jìn)一步提高?！?采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。3.編程方便PLC的設(shè)計(jì)是面向工業(yè)企業(yè)中一般電氣工程技術(shù)人員的,它采用易于理解和掌握的梯形圖語(yǔ)言,以及面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令。這種梯形圖語(yǔ)言繼承了傳統(tǒng)繼電器控制線路的表達(dá)式,又考慮到工業(yè)企業(yè)電氣技術(shù)人員的看圖習(xí)慣和微機(jī)應(yīng)用水平,因此得到了廣大電氣技術(shù)人員的歡迎。4．使用方便由于產(chǎn)品的系列化和模塊化,并且配有品種齊全的各種軟件,用戶靈活組成各種規(guī)模和要求不同的控制系統(tǒng),用戶在硬件設(shè)計(jì)方面,只是確定PLC的硬件配置和I/O通道的外部接線。在PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)中,只需在PLC的端子上接入相應(yīng)的輸入,輸出信號(hào)即可,不需要諸如繼電器之類的固體電子器件和大量繁雜的硬接線電路。在生產(chǎn)工藝流程改變,或生產(chǎn)線設(shè)備更新,或系統(tǒng)控制要求改變,需要變更控制系統(tǒng)的功能時(shí),一般不必改變或很少改變I/O通道的外部接線,只要改變存儲(chǔ)器中的控制程序即可,這在傳統(tǒng)的繼電器控制時(shí)是很難想象的。5．質(zhì)優(yōu)價(jià)廉,性價(jià)比高6．安裝簡(jiǎn)單,維修方便可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接,即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置,便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu),因此一旦某模塊發(fā)生故障,用戶可以通過更換模塊的方法,使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。7.設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短PLC完成一項(xiàng)控制工程中,由于其硬軟件齊全,設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。由于用軟件編程取代了繼電器硬接線實(shí)現(xiàn)控制功能,使得控制柜的設(shè)計(jì)及安裝接線工作量大為減少,縮短了施工周期。同時(shí),由于用戶程序大都可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試好后,再將PLC控制系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)統(tǒng)調(diào),因此大大縮短了設(shè)計(jì)和投入運(yùn)行的周期。綜上所述,可編程控制器非常適用于交流電梯控制系統(tǒng)?！捕到y(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟1．分析電梯的使用環(huán)境及客戶要求,確定控制系統(tǒng)的硬件配置。2．根據(jù)電梯的軟件控制系統(tǒng),我們對(duì)可編程控制器控制電梯的核心控制部件可編程控制器的軟件資源進(jìn)行資源分配。〔三可編程控制器控制電梯硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1．電梯電動(dòng)機(jī)與配重的選擇..電梯是垂直運(yùn)輸工具,屬于位能負(fù)載。動(dòng)力來(lái)自于電動(dòng)機(jī),本系統(tǒng)選用YTD系列專用雙速籠型異步15KW的電動(dòng)機(jī)。曳引機(jī)的作用有三點(diǎn)：其一是調(diào)速；其二是驅(qū)動(dòng)曳引鋼絲繩,其三是在電梯停車時(shí)實(shí)施制動(dòng)。為了加大載重能力,鋼絲繩的一端是轎廂,另一端加裝了配重裝置,配重的重量隨電梯載重量的大小而變化。計(jì)算公式如：配重的重量=〔載重量/2+轎廂自重*45%..圖2.31拖動(dòng)機(jī)構(gòu)原理..這種拖動(dòng)機(jī)構(gòu)可使電梯的載重能力大為提高。電動(dòng)機(jī)參數(shù)的選擇見附錄A表A1。2．曳引機(jī)功率的選擇..曳引機(jī)功率的選擇公式：N＝QV〔1-Y/102W其中：W為電梯機(jī)械傳動(dòng)效率；Y為電梯平衡系數(shù)：Q為電梯的額定載重量；V為電梯的額定速度。在計(jì)算電梯曳引機(jī)功率后再預(yù)留20%～30%的功率。曳引機(jī)參數(shù)的選擇見附錄A表A2。3．傳感器的選擇本設(shè)計(jì)中選用紅外線傳感器作為智能判斷控制輸入信號(hào)的采集設(shè)備,它安裝在電梯廳門的上方,若有人按下外呼按鈕,并傳感器采集到了人體信號(hào)的存在,則就在此層樓停車。傳感器的選擇參數(shù)見附錄B。4.電源的選擇本系統(tǒng)采用的是S7-200PU226繼電器輸出,其電源電壓為85～264VAC,輸出電壓24VDC,24VAC～230VAC,輸出電流2A。由于S7-200CPU226最大擴(kuò)展電流為1000mA,擴(kuò)展模板EM223,DI16/DO16晶體管/晶體管模板,消耗電流為160mA,所以S7-200CPU226可以帶上一個(gè)擴(kuò)展模板EM223?！?電源部份根據(jù)電壓的種類,等級(jí)的不同進(jìn)行嚴(yán)格的分類,不同種類、等級(jí)的電壓應(yīng)該嚴(yán)格隔離,使用可編程控制器的不同公共點(diǎn)?！?使用同一等級(jí)和種類電壓的輸出點(diǎn)的公共點(diǎn)可以直接短路?！?進(jìn)行輸出端子分配時(shí),通常將高壓部份放在前,低壓部分放在后。〔四可編程控制器控制電梯軟件的選擇本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為五層樓電梯控制系統(tǒng),采用S7—200CPU226加上一個(gè)擴(kuò)展模塊EM223的24VDC輸入法16點(diǎn)/輸出16點(diǎn)類型。它是24點(diǎn)輸入和16點(diǎn)輸出點(diǎn)加上16點(diǎn)擴(kuò)展輸入和16點(diǎn)擴(kuò)展輸出?；旧峡梢詽M足五層樓的電梯控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破鱏7—200CPU226參數(shù)的選擇見附錄A表A3。圖2.51S7-200CPU226PLC外型圖2.52S7-200CPU226DC/DC/DC端子連接圖1．I/O接口分配數(shù)輸入接口名稱與作用輸出接口名稱與作用I0.0門鎖Q0.0上行I0.1自動(dòng)Q0.1下行I0.2檢修Q0.2高速I0.3開門Q0.3低速I0.4關(guān)門Q0.4上行指示I0.5上行啟動(dòng)Q0.5下行指示I0.6下行啟動(dòng)Q0.6一層層樓指示I0.7基站Q0.7二層層樓指示I1.0開門到位Q1.0三層層樓指示I1.1關(guān)門到位Q1.1關(guān)門I1.2上行限位Q1.2啟動(dòng)加速2I1.3下行限位Q1.3制動(dòng)減速1I1.4一樓內(nèi)選Q1.4制動(dòng)減速2I1.5二樓內(nèi)選Q1.5制動(dòng)減速3I1.6三樓內(nèi)選Q1.6開門I1.7四樓內(nèi)選Q1.7啟動(dòng)加速1I2.0五樓內(nèi)選Q2.0四層層樓指示I2.1一樓感應(yīng)器Q2.1五層層樓指示I2.2二樓感應(yīng)器Q2.2一層內(nèi)選記憶燈I2.3三樓感應(yīng)器Q2.3二層內(nèi)選記憶燈I2.4四樓感應(yīng)器Q2.4三層內(nèi)選記憶燈I2.5五樓感應(yīng)器Q2.5四層內(nèi)選記憶燈I2.6上平層感應(yīng)器Q2.6五層內(nèi)選記憶燈I2.7下平層感應(yīng)器Q2.7一樓上呼記憶I3.0一樓上行Q3.0二樓上呼記憶I3.1二樓上行Q3.1三樓上呼記憶I3.2三樓上行Q3.2四樓下呼記憶I3.3四樓上行Q3.3二樓下呼記憶I3.4二樓下行Q3.4三樓下呼記憶I3.5三樓下行Q3.5四樓下呼記憶I3.6四樓下行Q3.6五樓下呼記憶I3.7五樓下行Q3.7報(bào)警I4.0一樓智能判斷Q4.0AI4.1二樓智能判斷Q4.1BI4.2三樓智能判斷Q4.2CI4.3四樓智能判斷Q4.3DI4.4五樓智能判斷Q4.4EI4.5超重Q4.5FI4.6自動(dòng)開門Q4.6G2．內(nèi)部繼電器分配樓層信號(hào)產(chǎn)生與消除環(huán)節(jié)M1.0～M1.7停層信號(hào)登記與消除環(huán)節(jié)M2.0～M2.7外呼信號(hào)登記與消除環(huán)節(jié)M3.0～M3.7定向環(huán)節(jié)M4.0～M4.7停層信號(hào)環(huán)節(jié)M5.0～M5.7起動(dòng)、穩(wěn)速運(yùn)行、制動(dòng)減速環(huán)節(jié)M6.0～M6.7M7.0～M7.7開關(guān)門環(huán)節(jié)繼電器M0.0～M0.7M8.0～M8.7底文為淺色的接口需要再加擴(kuò)展模板3．五層電梯PLC控制輸入/輸出口接線圖圖2.53Ｉ/Ｏ接口分配圖三、電梯硬件選擇〔一主電路圖3.11是交流雙速電梯的主電路圖。圖中M1為YTD系列專用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)〔6/24極；KM1、KM2為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器,用以實(shí)現(xiàn)電梯上、下行控制；KM3、KM4為電梯高低速運(yùn)行接觸器,用以實(shí)現(xiàn)電梯的高速與低速運(yùn)行接觸器；L1、L2與R0、R2為串入電動(dòng)機(jī)定子電路中的電抗與電阻,與KM5～KM8、KM11配合實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的加減速控制。當(dāng)KM1、KM2與KM3通電吸合時(shí),電梯將進(jìn)行上行或下行起動(dòng)。延時(shí)后KM5、KM11依次通電吸合,切除R1、L1電梯將轉(zhuǎn)為上行或下行的穩(wěn)速運(yùn)行；當(dāng)電梯接收到停層指令后,KM3斷電釋放,KM4通電吸合,電機(jī)轉(zhuǎn)為低速接法,串入阻抗制動(dòng),實(shí)現(xiàn)上升與下降的低速運(yùn)行,且KM6～KM8依次通電吸合,用來(lái)控制制動(dòng)過程的強(qiáng)度,提高停車制動(dòng)的舒適度。至平層位置時(shí),接觸器全部釋放,抱閘抱死,電梯停止運(yùn)行。在檢修狀態(tài)時(shí),電梯只能在低速接法下點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行。[4]〔二門機(jī)電路、抱閘電路、門鎖及安全運(yùn)行電路門機(jī)電路、抱閘電路、門鎖及安全運(yùn)行電路如圖3.21,門電動(dòng)機(jī)為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī),可由KM9、KM10控制其正反轉(zhuǎn)。KM9接通時(shí),電阻R2與電動(dòng)機(jī)電樞并聯(lián),電流由電樞左端向右端,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)開門,壓下SQ8時(shí),R2部分被短接,實(shí)現(xiàn)開門調(diào)速〔減速。KM10接通時(shí),電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)關(guān)門,并由SQ9、SQ10與R3一起實(shí)現(xiàn)關(guān)門調(diào)速。在電梯上、下行運(yùn)行時(shí),抱閘應(yīng)打開,其線圈應(yīng)通電。電梯停止運(yùn)行時(shí),抱閘應(yīng)抱死,其線圈應(yīng)斷電,故可用KM1、KM2控制抱閘線圈YB的通電與斷電。將所有廳、轎門開關(guān)串聯(lián)在一起〔SQ11、SQ12、SQ13、SQ14、SQ15、SQ16,控制門鎖繼電器KA1,實(shí)現(xiàn)全部門關(guān)閉正常后電梯才能運(yùn)行的控制。這樣即既可以減少占用PLC的輸入口,又便于檢修。將安全窗開關(guān)<SQ1>、安全鉗開關(guān)<SQ2>、限速器開關(guān)<SQ3>、轎內(nèi)急停開關(guān)<SQ4>、上下行強(qiáng)迫停止開關(guān)<SW1、SW2>、基站開關(guān)梯鑰匙開關(guān)<SA2>以及熱繼電器觸點(diǎn)FR1、FR2串聯(lián)在一起,構(gòu)成安全回路,控制安全運(yùn)行繼電器KA2,用KA2的觸點(diǎn)控制PLC的RUN口,只有當(dāng)該KA2吸合時(shí),才允許PLC處于運(yùn)行狀態(tài)。這樣可以節(jié)省PLC的輸入口,又可以實(shí)現(xiàn)在多種緊急情況下的立即停車。[4]..圖3.11主電路圖3.21門機(jī)電路、抱閘電路、門鎖及安全運(yùn)行電路四、層樓信號(hào)的產(chǎn)生、消除及顯示〔一層樓信號(hào)的產(chǎn)生、消除梯形圖當(dāng)電梯到達(dá)某一層樓時(shí),該樓層的感應(yīng)器接收到感應(yīng)信號(hào),并與它的上下層樓進(jìn)行互鎖,保證電梯的邏輯的唯一。如：以第二層為例,接通二樓感應(yīng)器時(shí),串接一樓與三樓感應(yīng)器的常閉觸點(diǎn)。若二樓感應(yīng)器出現(xiàn)問題,當(dāng)電梯到達(dá)三樓時(shí),I2.2也處于接通狀態(tài),Q0.7也會(huì)同時(shí)接通,出現(xiàn)邏輯混亂?！捕I廂位置顯示若要接入轎廂顯示電路,由于本系統(tǒng)的接口基本已用完,可以再加一個(gè)EM2228點(diǎn)24DC輸出型的數(shù)字輸出擴(kuò)展模板。..采用七段數(shù)碼管,它是將數(shù)碼管分布在同一平面內(nèi),由若干發(fā)光二極管或液晶體組成各種數(shù)字管。在七段碼顯示電路中,對(duì)數(shù)碼管的輸入管腳A、B、C、D、E、F、G送入24V電源,則相應(yīng)的區(qū)段就會(huì)被點(diǎn)亮,控制可編程控制器的端子Q4.0、Q4.1、Q4.2、Q4.3、Q4.4、Q4.5、Q4.6閉合或斷開就可以控制數(shù)碼管相應(yīng)段的亮與滅,以組成相應(yīng)的數(shù)值。圖4.21顯示電路七段數(shù)碼顯示數(shù)值與管腳關(guān)系樓層七段數(shù)碼輸出A〔Q4.0B〔Q4.1C〔Q4.2D〔Q4.3E〔Q4.4F〔Q4.5G〔Q4.61<M1.0>01100002<M1.1>11011013<M1.2>11110014<M1.3>01100115<M1.4>1011011..程序原理如下：當(dāng)電梯到達(dá)2、3、5層時(shí),M1.1、M1.2、M1.4常開觸點(diǎn)閉合,令Q4.0得電。當(dāng)電梯到達(dá)1、2、3、4層時(shí),M1.0、M1.1、M1.2、M1.3開觸點(diǎn)閉合,令Q4.1得電。當(dāng)電梯到達(dá)1、3、4、5層時(shí),M1.0M1.2、M1.3M1.4常開觸點(diǎn)閉合,令Q4.2得電。當(dāng)電梯到達(dá)2、3、5層時(shí),M1.1、M1.2、M1.4常開觸點(diǎn)閉合,令Q4.3得電。當(dāng)電梯到達(dá)2層時(shí),M1.1常開觸點(diǎn)閉合,令Q4.4得電。當(dāng)電梯到達(dá)4、5層時(shí),M1.3、M1.4常開觸點(diǎn)閉合,令Q4.5得電。當(dāng)電梯到達(dá)2、3、4、5層時(shí),M1.1、M1.2、M1.3、M1.4常開觸點(diǎn)閉合,令Q4.6得電。五、停層信號(hào)的登記與消除當(dāng)乘客在電梯內(nèi)選擇1～5層的選層按鈕操作,被選中的樓層的相應(yīng)指示燈就會(huì)亮,如：被選中的二層時(shí),則I1.5接通,通過繼電器M2.1互鎖,Q2.3就會(huì)動(dòng)作,發(fā)光。六、外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)在廳外呼梯時(shí),呼梯信號(hào)應(yīng)被接收與記憶。當(dāng)?shù)皆搶訒r(shí),若定向方向與目的方向一致時(shí),呼梯要求被滿足,呼梯信號(hào)被取消。如：以第二層上外呼為例,當(dāng)電梯在第一層時(shí),若二層有人按外呼上行按鈕,則I3.1接通,M3.1通電自鎖,Q3.0動(dòng)作,指示燈亮。由于從一層到達(dá)第二層是上行,則M4.0是斷開的,當(dāng)電梯到達(dá)第二層時(shí),M1.1斷開,所以M3.1斷開,指示燈熄滅。當(dāng)電梯從二層以上向一層方向運(yùn)行時(shí),則M4.0不動(dòng)作,處于接通狀態(tài),按下二層外呼上行按鈕,I3.1接通,M3.1通電自鎖,Q3.0動(dòng)作,指示燈亮。,當(dāng)?shù)竭_(dá)二層樓時(shí),M1.1斷開,但是由于M4.0不動(dòng)作,所以M3.1繼續(xù)通電,指示燈亮,當(dāng)電梯從底層方向向上運(yùn)行時(shí),到達(dá)二層樓時(shí),M3.1斷開,指示燈熄滅。七、電梯的定向電梯在運(yùn)行狀態(tài)下,首先應(yīng)確定電梯的運(yùn)行方向。電梯的上行與下行是內(nèi)選信號(hào)和外呼信號(hào)與當(dāng)前所處的位置進(jìn)行比較,再確定是上行還是下行。一旦電梯定向后,內(nèi)選與外呼信號(hào)對(duì)電梯進(jìn)行順向運(yùn)行的要求沒有滿足時(shí),定向信號(hào)不能消除。M4.0和M4.4分別為定上行和定下行輔助繼電器,它們線圈的工作條件觸點(diǎn)塊由內(nèi)外呼信號(hào)及電梯位置信號(hào)組成。比如：當(dāng)電梯上行且位于第二層時(shí),M1.1的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開,一層的內(nèi)呼外喚都不能影響上行狀態(tài)。T45的作用是只有當(dāng)電梯門處于關(guān)閉狀態(tài)電梯才能作上行與下行運(yùn)動(dòng)。M4.0和M4.4在電梯上行及下行的全過程中,存在不能全程接通的情況,如上行至五樓時(shí),一旦五樓層樓繼電器M1.4接通時(shí),則M4.0立即斷開,而此時(shí)電梯仍處于上行狀態(tài),至五樓平層位置時(shí)才能停止。為了解決這一個(gè)問題,引入了M4.2、M4.3、M4.5、M4.1等繼電器,使上行與下行繼電器接通時(shí)間延長(zhǎng)至上行和下行的全過程。若不使用M4.2、M4.3、M4.5、M4.1,可能會(huì)發(fā)生下述情況：四樓向下的外呼信號(hào),使電梯上行,電梯至四樓位置,M1.3使M4.0斷開,從電梯至四樓位置到電梯停層開門,乘客進(jìn)行轎廂內(nèi)選五層之間的時(shí)間內(nèi),一、二、三樓的外呼及內(nèi)選信號(hào)可以使電梯在未完成四樓向上的運(yùn)動(dòng)之前定下行方向。八、停車信號(hào)電梯在停車制動(dòng)前,首先應(yīng)確定其停層信號(hào),再根據(jù)電梯的運(yùn)行方向與外呼信號(hào)的位置和轎內(nèi)選層信號(hào)比較后得出。廳外上行上呼、廳外下行下呼以及廳內(nèi)內(nèi)選信號(hào)都是電梯停車的條件。梯形圖中M4.0和M4.4動(dòng)斷觸點(diǎn)的作用是為了解決呼梯方向與電梯運(yùn)行方向相反時(shí)的停車問題。如：三樓向下的外呼信號(hào),使電梯從一樓向上運(yùn)行時(shí),M5.2不會(huì)被觸發(fā),至三樓位置,靠M4.0、M4.4的動(dòng)斷觸點(diǎn)使M5.5接通而設(shè)計(jì)的。停車信號(hào)的消除是停車時(shí)間到,T37為停層時(shí)間定時(shí)器。九、起動(dòng)、穩(wěn)速運(yùn)行、制動(dòng)減速停層信號(hào)產(chǎn)生后,與上行下行感應(yīng)器配合,進(jìn)行停車制動(dòng)。在停車前應(yīng)先產(chǎn)生停車制動(dòng)信號(hào),然后由停車制動(dòng)信號(hào)控制接觸器實(shí)現(xiàn)停車制動(dòng)。為解決電梯進(jìn)入平層區(qū)間后才出現(xiàn)停車信號(hào)致使電梯過急停車的問題,采用P指令將其在上下平層信號(hào)的上升沿期間觸發(fā)。此電梯的停層時(shí)間為10S,當(dāng)起動(dòng)高速繼電器KM3,1S后啟動(dòng)加速繼電器KM9,2S后啟動(dòng)加速繼電器KM5。減速制動(dòng)是分別控制為KM6、KM7、KM8,其吸合時(shí)間分別為0.5S、1S、1.5S等,最終達(dá)到制動(dòng)的目的。十、開關(guān)門環(huán)節(jié)1.電梯在投入運(yùn)行前的開門。電梯開始時(shí)位于基站,用鑰匙旋轉(zhuǎn)至開梯位置,則電梯會(huì)自動(dòng)開門。2.電梯檢修時(shí)的開門。電梯在檢修狀態(tài)下,開關(guān)門均為手動(dòng)狀態(tài)。檢修接口I0.2接通,同時(shí)接通I0.3、I0.4就可以啟動(dòng)開關(guān)門。3.電梯自動(dòng)運(yùn)行停層時(shí)的開門。當(dāng)電梯到達(dá)指定的停層時(shí),T47接通,電梯會(huì)自動(dòng)地開門。4.電梯關(guān)門過程中重新開門。若有人或物被夾在門中,采用機(jī)械安全觸板進(jìn)行檢測(cè),將檢測(cè)到的信號(hào)傳入到開門繼電器,I4.5接通,電梯將自動(dòng)開門。5.呼梯開門。電梯到達(dá)某層站后,若沒有人繼續(xù)使用電梯,電梯將停在該層待命,若有人在該層外梯應(yīng)首先開門。如：在二樓按下二樓上行,則I3.1接通,M8.1置位,二層層樓指示Q0.7接通,電梯開門。6.電梯停用后的關(guān)門。電梯到達(dá)基站后,若沒有人在轎內(nèi),電梯自動(dòng)關(guān)門。7.電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的關(guān)門。停站時(shí)間繼電器T37延時(shí)結(jié)束時(shí),電梯應(yīng)關(guān)門。十一、智能判斷控制智能判斷主要是針對(duì)外呼信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)的,所以這一節(jié)的梯形圖是與外呼信號(hào)的登記與消除合并在一起的。電梯到層、電梯門打開,但電梯外的乘客由于某種原因已經(jīng)離開,此時(shí)沒有乘客進(jìn)入電梯轎廂,影響了電梯的運(yùn)行效率。這種情況在真實(shí)電梯運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)。針對(duì)這種情況,本電梯增加了自動(dòng)取消無(wú)效呼梯功能<這里僅僅針對(duì)第二樓來(lái)分析,其它樓層相同>,可有效地提高電梯運(yùn)行效率。其實(shí)現(xiàn)方法是:在電梯模型上添加人體感應(yīng)模塊,并將人體感應(yīng)模塊的輸出信號(hào)連接到輸入點(diǎn)I4.1上,I4.1的常開觸點(diǎn)串聯(lián)在二樓呼梯信號(hào)的保持線圈上。當(dāng)在二樓等電梯的乘客離開,I4.1復(fù)位,從而取消二樓呼梯信號(hào),電梯就不再此停留。將上述層樓信號(hào)的產(chǎn)生與消除、停層信號(hào)的登記與消除、外呼信號(hào)的登記與消除、電梯的定向、停車信號(hào)、起動(dòng)、穩(wěn)速運(yùn)行、制動(dòng)減速、開關(guān)門環(huán)節(jié)、智能判斷控制等模塊有機(jī)的聯(lián)接起來(lái),就可以得到電梯PLC控制的梯形圖。驗(yàn)證本設(shè)計(jì)通過S7—200CPU226實(shí)驗(yàn)平臺(tái)已基本得到了驗(yàn)證,能夠正常的運(yùn)行。采用S7—200CPU226與一個(gè)擴(kuò)展模塊EM223,共有24點(diǎn)輸入加16點(diǎn)輸入與16點(diǎn)輸出加上16點(diǎn)輸出,基本可以滿足五層樓的電梯控制系統(tǒng)。電梯硬件選擇方面：由于本系統(tǒng)采用的是交流雙速控制電梯的正反轉(zhuǎn)、加減速控制和制動(dòng)過程,雖然它與變頻器作為拖動(dòng)系統(tǒng)有一定的差異,但是對(duì)于一般的電梯控制系統(tǒng)都是可以滿足的,采用繼電器控制有利于降低成本,由其是在一些小型的電梯控制系統(tǒng)中,控制精度不是很高的場(chǎng)合,本系統(tǒng)都是可以滿足。電梯軟件控制方面：采用PLC控制的系統(tǒng),可以用軟件代替硬件節(jié)約資源,降低生產(chǎn)成本,PLC控制能使工廠一線工人都能夠看懂,有利于機(jī)器的維護(hù),縮短工人的培訓(xùn)時(shí)間,增加公司的效益。本設(shè)計(jì)采用了上下行限位感應(yīng)器,避免了電梯沖頂?shù)目赡苄?抱閘系統(tǒng)采用的KM1、KM2在通電時(shí),抱閘系統(tǒng)通電,抱閘放開,只要電梯停止運(yùn)行時(shí),KM1、KM2失電,抱閘抱緊,有效的保證了乘客的安全。電梯還設(shè)計(jì)了智能判斷功能,雖然占用多占用了五個(gè)接口,但是有效的防止了電梯不必要的停車,提高了電梯的運(yùn)行效率。小結(jié)系統(tǒng)采用德國(guó)西門子PLCCPU226加擴(kuò)展模板EM223,雖然本系統(tǒng)采用的是交流雙速作為電梯的主電路,但是由于采用了R、L的串聯(lián)制動(dòng),并用繼電器控制接入阻抗的大小,同樣可以用來(lái)控制制動(dòng)過程的強(qiáng)度,搞高停車制動(dòng)的舒適度,同時(shí)降低了電梯的成本。在實(shí)際生活中具有一定的實(shí)際意義。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)〔一減少PLC接口數(shù)1.將所有廳、轎門開關(guān)串聯(lián)在一起,控制門鎖繼電器KA1,實(shí)現(xiàn)全部門關(guān)閉正常后電梯才能運(yùn)行的控制。這樣即可以減少占用PLC的輸入口,又便于檢修。2.將安全窗開關(guān)、安全鉗開關(guān)、限速器開關(guān)、轎內(nèi)急停開關(guān)、上下行強(qiáng)迫停止開關(guān)、基站開關(guān)、梯開關(guān)以及熱繼電器觸點(diǎn)FR1、FR2串聯(lián)在一起,構(gòu)成安全回路,控制安全運(yùn)行繼電器KA2,用KA2的觸點(diǎn)控制PLC的RUN口,只有當(dāng)該KA2吸合時(shí),才允許PLC處于運(yùn)行狀態(tài)。這樣可以節(jié)省PLC的輸入口,又可以實(shí)現(xiàn)在多種緊急情況下的立即停車?！捕悄芘袛嗫刂颇０鍖⒃诿恳粚訕窃O(shè)計(jì)一個(gè)紅外線傳感器,將收到的信號(hào)傳給PLC的輸入端,這樣就可以避免當(dāng)有人按下外呼按鈕時(shí),而同時(shí)有因其它事件離開,電梯在此樓就不停止,節(jié)約了時(shí)間,提高了電梯的運(yùn)行效率。參考文獻(xiàn)[1]胡學(xué)林.可編程控制器教程<基礎(chǔ)版>[M].北京海定區(qū):電子工業(yè)出版社.20XX9月第6次印刷[2]吳中俊黃永紅.可編程序控制器原理及應(yīng)用[M].機(jī)械工汪出版社.20XX10月第二版[3]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