毕业设计（论文）-基于PLC的电梯控制系统.pdf

- i - 基于基于基于基于 plcplcplcplc 的电梯控制系统设计的电梯控制系统设计的电梯控制系统设计的电梯控制系统设计 摘要摘要摘要摘要 改革开放以来，随着国民经济的迅猛增长，电梯较频繁的日益的出现在我 们生活当中，用以提高人们的工作效率和生活质量。19491979 年我国的电梯 行业发展缓慢，30 年仅安装 1 万台电梯。到 2002 年，1 年内就安装了 6 万台。 如今，我国的再用电梯已达 60 多万台，并以每年 10%的速率增长。电梯作为建 筑物内的交通工具，给人们带来舒适、快捷的享受。 本文在设计电梯控制系统过程中先设计硬件部分，然后再根据硬件设计进 行软件设计。硬件部分包括系统各部件的选型、配型及系统参数设定等，并设 计出电梯控制系统的电路图。软件部分则采用 plc 进行逻辑控制、变频调速进 行拖动控制。采用模块化的设计思想，对电梯所需要完成的各部分功能分别设 计了梯形图。 通过合理的硬件软件设计大大提高了电梯的实用性、可靠性和灵活性，满 足了人们对其快速、舒适的要求，延长了电梯的使用寿命。 关键词关键词关键词关键词plc 控制系统;硬件电路图;变频调速;梯形图 哈尔滨理工大学学士学位论文 - ii - basedbasedbasedbased onononon plcplcplcplc elevatorelevatorelevatorelevator controlcontrolcontrolcontrol systemsystemsystemsystem designdesigndesigndesign abstractabstractabstractabstract since reform and open policy, along with national economy swift and violent growth, elevator frequent day-by-day appearance middle we live, with raises peoples working efficiency and the quality of life.19491979 year i elevator profession development has been slow, 30 years only install 10,000 elevators.to 2002, in 1 year has installed 60,000.now, our country uses the elevator to reach more than 60 ten thousand again, and grows by every year 10_ speed.elevators as building in transportation vehicle, brings, quick enjoyment comfortably to the people. this paper first designs the hardware in the design elevator control system process to be partial, then carries on the software design again according to the hardware design. the hardware partially including the system various parts shaping, matching and the system parameter hypothesis and so on, and designs the elevator control system the circuit diagram. software partial uses plc to carry on the logical control, and the frequency conversion velocity modulation carries on drives the control. useing modular the design thought, we need to complete each part of functions to the elevator separately to design the trapezoidal chart. greatly enhanced the elevator usability, the reliability and the flexibility through the reasonable hardware software design, satisfying peoples require of fast and comfort, lengthened the elevator service life. keywordskeywordskeywordskeywordsplc control system ； hardware circuit diagram ； frequency conversion velocity modulation；trapezoidal chart 哈尔滨理工大学学士学位论文 -iii- 目录目录目录目录 摘要.i abstractii 第 1 章 绪论1 1.1 电梯的定义1 1.2 电梯的发展趋势1 1.3 电梯的分类2 1.4 电梯的基本结构4 1.5 电梯的运行工作情况7 第 2 章 电梯的控制系统8 2.1 电梯控制系统的组成.8 2.1.1 电梯的电力拖动系统.8 2.1.2 电梯的电气控制系统9 2.2 电梯 plc 控制系统的基本结构10 2.3 电梯 plc 控制系统结构框图10 第第 3 3 3 3 章章 电梯控制系统的硬件设计电梯控制系统的硬件设计12 3.1 控制系统的硬件配置.13 3.2plc 的选型25 3.3 系统线路设计.26 第第 4 4 4 4 章章 电梯控制系统的软件设计电梯控制系统的软件设计38 4.1 开关门控制.39 4.2 楼层计数及显示.40 4.3 内指令外召唤信号的登记消除及显示.41 4.4 选层定向及反向截梯.44 4.5 呼梯铃控制与故障报警.47 4.6 消防运行.47 4.7 本章小结.48 结论49 致谢50 参考文献51 附录 a52 附录 b 60 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 1 - 第第第第 1 1 1 1 章章章章 绪论绪论绪论绪论 随着我国经济建设事业的迅猛发展，电梯作为一种重要的垂直交通运输工具， 其需要量还会随着房地产业的迅猛发展而日益大幅度增长。电梯已不仅是生产环节 中的重要设备，更是人们工作和生活中的输工具。但必需运由于电梯是一种相当复 杂的机电综合产品，且产品换代非常迅速，给人们全面掌握和熟悉电梯的设计、安 装、使用、维修等造成了一定的困难，尤其是电梯的电力拖动系统和电气控制系 统，更是决定了电梯的性能、自动化程度和运行可靠性。因此，为了适应电梯行业 迅速发展的需要，我们有必要学习一类工作性能完善、应用较为广泛的电梯的控制 系统设计方法，以其能使该方法普遍适用于其它类型电梯的控制系统设计中，用以 给人们创造更舒适、安全和方便的生活环境。 1.11.11.11.1 电梯的定义电梯的定义电梯的定义电梯的定义 电梯是服务于规定楼层的固定式提升设备，包括一个轿厢。轿厢的尺寸与结构 形式可使乘客方便地进出。轿箱在两根垂直的或与垂直方向成倾斜角小于 15 度的 两根钢性导轨之间运行。 电梯是一种用电力拖动的特殊升降设备，是现代省市生活中必不可少、且应用 最广泛的垂直交通运输工具。追溯电梯的发展史，可从人类古代农业、水利业和建 筑业的生产劳动中找到电梯的起源。 1.21.21.21.2 电梯的发展趋势电梯的发展趋势电梯的发展趋势电梯的发展趋势 在我国，电梯的使用也是历史悠久。1908 年上海安装了国内第一批进口电 梯，到新中国成立前，我国已相继建立了多家电梯修配厂，从事电梯的安装和维修 业务。建国后，先后在上海、天津、沈阳、西安、北京、广州等地建立了电梯制造 厂，使我国的电梯工业从无到有、从安装维修到研发制造逐渐发展起来，并从 50 年代开始批量生产电梯。到了 80 年代中期，随着技术引进工作的进一步开展，在 国内建立了一批合资和独资的电梯生产厂，使我国的电梯工业又取得巨大发展，电 梯批量推向市场。一批具有国际水平的电梯制造标准的颁布，又进一步促进了建筑 业和电梯业的发展。现在，我国电梯工业蓬勃发展的局面已经形成。 电梯的普及的确给人们的生活带来的极大的优越性。展望未来，电梯的发展趋 势将有以下几点： 1、将重视电梯调度和交通分析等理论的研究。 2、进一步开展对大功率晶体管矢量、标量调速、微机应用等控制理论的研 究。 3、交流调速特别是变压变频调速广泛的被应用，并向标准化、模块化、系列 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 2 - 化方向发展。 4、随着大功率半导体电路的负载能力不断加大，直流无齿轮电梯的电气控制 系统将向更高要求发展，直流高速电梯中的发电机组将普遍地被晶闸管供 电系统所替代。 5、改进工艺技术方面，将采用斜齿轮的新式曳引机，以提高传动效率和使用 寿命；使用冷轧或金属加工以及钢板液压成型的导轨，以提高各种导轨的 速度等级；用激光测试技术代替挂铅垂直，采用安装平台代替脚手架安装 电梯。 6、广泛应用电子计算机、开发智能化电梯，节约原材料和能源；大力推广新 技术，采用新材料，研发更加人工智能化电梯；发展和完善直线电机电 梯；针对特殊建筑研究斜行电梯；发展防火电梯、双层电梯等。 随着各种科学技术的不断进步，电梯必将紧跟新技术的发展步伐不断改进、不 断创新。 1.31.31.31.3 电梯的电梯的电梯的电梯的分类分类分类分类 1.3.11.3.11.3.11.3.1 电梯按用途分类：电梯按用途分类：电梯按用途分类：电梯按用途分类： 1、乘客电梯：要求舒适感好，集选控制，无司机操作自动运行；载重量在 1.35 吨以下。 2、载货电梯：控制简单，载重量大，运行速度不高。要求电梯结实、耐用， 价格便宜。 3、客货两用电梯：要求电梯舒适感好，还要能独立自动运行，有司机、自动 双重功能。 4、病床电梯：这类电梯是专为医院设计的，它的轿厢窄而深，主要能使手术 车方便出入，一般为单向开关门。电梯速度不是很高，但要求电梯舒适感 好，平层精度高。 5、杂货电梯：此类电梯不能载人，专供图书馆运输书籍或餐馆运菜。 6、船用电梯：安装在船舶上的电梯，要求控制简单，运行可靠，防潮，结实 耐用。 7、观光电梯：观光电梯与客梯基本相同，但要比客梯舒适、宽敞，轿箱为一 半透明，外形为圆形、棱形等，外观造型美观。 8、消防电梯：将消防启动和消防管制结合在一起的普通电梯，电梯内设消防 开关，实现消防功能控制。 9、汽车用电梯：汽车电梯是专门用于运输汽车的大载重量地电梯。 1.3.21.3.21.3.21.3.2 电梯按控制方式分类：电梯按控制方式分类：电梯按控制方式分类：电梯按控制方式分类： 1、信号控制：就是有司机电梯。厅外需要乘梯的乘客，不能直接要梯，首 先通过控制柜在轿内登记，然后经过轿内司机进行操作。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 3 - 2、集选控制：集选控制就是将通向截车、满载直驶、端站返回、轿内厅外厅 同等登记集于一身的控制系统。 3、并联群控：能够使两台电梯进行高效率运行。 4、群控管理：将两台以上电梯进行统一控制。 5、梯群控制和微处理机集选控制：如果一栋大楼内配置了多部电梯进行群控 基础上，还可以采取多种其它形式进行控制。 1.3.31.3.31.3.31.3.3 电梯按额定速度分类：电梯按额定速度分类：电梯按额定速度分类：电梯按额定速度分类： 1、低速电梯：电梯的运行速度 v=4.0m/s,如果电梯提升高速大于 50m 以上， 对大厦内电梯又进行了分区控制。 1.3.41.3.41.3.41.3.4 电梯按机房的位置分类：电梯按机房的位置分类：电梯按机房的位置分类：电梯按机房的位置分类： 1、机房上置式：电梯控制机房设在电梯井道的上方。 2、机房下置式：电梯控制机房设在电梯井道的下方，此种方法较少用。 3、机房侧置式：控制机房放在距离电梯井道 50m 以内的任何地方。 4、无机房电梯：将机房与机械部件融为一体，安装在电梯井道的上方导轨 上。 5、无机房、无底坑电梯：适用于较低层的民宅、别墅。 1.3.51.3.51.3.51.3.5 电梯按拖动方式分类：电梯按拖动方式分类：电梯按拖动方式分类：电梯按拖动方式分类： 1、直流电梯：最早的直流电梯采用直流发电机直流发电机驱动方式。 2、交流双速电梯：采用交流双速电动机。 3、交流调压调速电梯：同时采用交流双速电动机，启动时用快速绕组，与交 流双速电梯一样。 4、交流变压变频调速电梯：采用交流单速电动机，通过对交流电动机调节供 电电压、供电频率来调节电动机的转速达到线性化，将交流电动机转速运 行曲线线性段区域扩大。 5、液压电梯：是靠油压驱动电梯升降。 1.3.61.3.61.3.61.3.6 电梯按驱动形式分：电梯按驱动形式分：电梯按驱动形式分：电梯按驱动形式分： 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 4 - 1、曳引钢丝绳驱动：现用的电梯几乎全部采用钢丝绳驱动。 2、齿轮齿条式驱动：有些特殊电梯采用齿轮齿条式驱动，优点是驱动简单。 3、用钢带拖动：用钢带拖动电梯。 1.41.41.41.4 电梯的基本结构电梯的基本结构电梯的基本结构电梯的基本结构 电梯是一种较为复杂的机电一体化设备。它由许多机械构件和电子、 电 气、大规模集成电路组成的微型计算机系统所组成。许多高科技术产品如网络技 术、光纤通信技术、遥控技术灯都已在电梯得到广泛应用。为了分区、认识和掌握 电梯，人们通常将电梯分为电梯机房电梯机房、电梯井道电梯井道、电梯轿厢电梯轿厢、电梯层站电梯层站等四大部 分。 1.4.11.4.11.4.11.4.1 电梯机房电梯机房电梯机房电梯机房 电梯机房一般被设在电梯井道顶部。机房内装有曳引机、导向轮、控制屏、限 速器、极限开关、总电源控制盒等设备。 1、曳引机 分有齿轮曳引机和无齿轮曳引机两类。它由电动机、制动联轴器、制动 器、减速箱、曳引轮和底座等组成，是电梯轿厢升降的主拖动机械。在此文中 我们应注意曳引轮，曳引轮的缠绕方式可分半绕式、和全绕式。半绕式也称 1：1 绕法，最大包角，故在本电梯控制系统中必须采用高速计数单元。 c200h plc 的高速计数单元有两种型号： c200h-ct001-v1 和 c200h- ct002。这两种型号的计数单元功能和操作基本相同。我们选择计数频率较低的 c200h-ct001-v1 就足够满足要求。 高速计数单元的外部输入有三种形式： 1、相位差输入。相位差输入是用两个输入之间相位上的差别来决定计数器作 增量还是减量计数，其与旋转编码器的连接如图 3-9（a）所示。当相位 a 超前 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 36 - 时，作增量计数，反之作减量计数。 2、正、反向计数脉冲输入。正、反向计数脉冲输入的连接如图 3-9（b）所 示。输入 a 用作增量计数输入，输入 b 用作减量计数输入。在增量脉冲的上升 沿，计数器加 1；在减量脉冲的上升沿，计数器减 1。 3、计数脉冲和计数方向输入。计数脉冲和计数方向输入的连接如图 3-9（c） 所示。随着脉冲和其方向的输入，计数器在其脉冲的上升沿可能作增值计 编 码 器 相 位a 相 位b 相 位z（复 位 输 入） 根 据 计 数 方 向 接 线 计 数 单 元 输 入a 输 入b 输 入z (a) 相位差输入 编码器或传感器 计 数 单 元 输 入a 输 入b 输 入z 编码器或传感器 编码器或传感器 增 量 脉 冲 减 量 脉 冲 复 位 输 入 (b) 正、反向计数脉冲输入 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 37 - (c) 计数脉冲和计数方向输入 图 3-9 高速计数单元的外部信号输入方式 其与高速计数单元连接，只能采用计数脉冲和计数方向输入方式。数或减值计数。 如果方向输入为 off，计数器增量计数；如果方向输入为 on，则计数器减量计 数。方向输入仅当脉冲输入为 off 时在 on 和 off 之间切换。 由于前两种计数方式都需要旋转编码器至少具有 a、b 两相输出脉冲，而我们 所选用的 e6a2-cs5c 型可逆旋转编码器只产生一相脉冲输出，因此要将 高速计数单元的复位条件有输入 z、输入 in1 及内部复位位，可以用三者之一或其 中任意两者、三者的组合来作为计数器的复位条件。在我们所设计的控制系统中， 高速计数单元采用内部复位位进行复位，输入 z 和输入 in1 均无效，这是通过高 速计数单元底部的 8 位 dip 开关进行设置的。dip 开关的 13 位输入方式的选 择，4、5 位用于对输入 z 进行设置，6、7 位用于设置控制输 in1，第 8 位用于设 置内部复位位。根据高速计数单元的复位条件，dip 开关的设置 情况如表 3-8 所示。 表 3-8 高速计数单元的 dip 开关设置 位号12345678 开关状态ononoffoffon 功能输入方式选择为计数 脉冲和计数方向输入 z 输入 不工作 控制输入 in1 无效 复位位在 上升沿有效 3.3.63.3.63.3.63.3.6 照明电路设计照明电路设计照明电路设计照明电路设计 电梯轿顶箱和轿厢内都需要照明，轿顶箱可用 220v 照明电路，但为了安全起 见，轿厢内的照明电路应采用 36v 安全电压。另外，由于警铃和风扇都需用 220v 交流电，所以可将它们与 220v 照明灯并联，220v 和 36v 照明电路分别如图 3-10 （a）和（b）所示。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 38 - m z k 5 # 6 # 220vac 8 r d 9 r d 1 2 #1 3 # 照 明 电 源 闸 刀 开 关 插 座 插 座 警 铃 按 钮警 铃 j l 轿 顶 照 明 灯 开 关 j z kdj z dd 轿 顶 照 明 灯 f s k 风 扇 开 关 f s 风 扇 （a）220v 照明电路 220vac 1 2 #1 3 # 7 r d j z kn j z kn j z dn j z dn 插 座 插 座 36v变 压 器 轿内照明灯开关 轿 内 照 明 灯 （b）36v 照明电路 图 3-10 电梯照明电路 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 39 - 第四章第四章第四章第四章 电梯控制系统的软件设计电梯控制系统的软件设计电梯控制系统的软件设计电梯控制系统的软件设计 在完成了电梯控制系统硬件部分的设计后，我们要进行软件设计。而在以 plc 为控制核心的控制系统中，软件设计指的就是 plc 的梯形图设计。 电梯的运行方式有自动运行、司机运行、消防运行和检修运行四种，运行方式 的选择是由功能开关设置的。电梯要开始运行，plc 首先需判断电梯的运行方 式，然后根据运行方式执行相应的运行程序，这就是系统主程序所要完成的功能。 系统主程序流程图见图 3-11。 开 始 系 统 初 始 化 功能开关状态读入 出 错 ？ 自 动 运 行 ？ 司 机 运 行 ？ 消 防 运 行 ？ 执行检修运行程序 y n 电 动 机 停 转 y n y n y n 执行自动运行程序 执行司机运行程序 执行消防运行程序 tim00 #0030 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 40 - 在软件设计过程中我们采用模块化设计，这些功能模块包括开关门控制、层 楼计数及显示、内指令外召唤信号处理、选层定向及反向截梯、平层等。 4. 4. 4. 4.1 1 1 1 开关门控制开关门控制开关门控制开关门控制 4. 4. 4. 4.1.11.11.11.1开门控制开门控制开门控制开门控制 1 本层开门 本层开门是指电梯在停车状态和非检修状态下，当轿厢所在层楼有上召唤且 没有下方向，或有下召而没有上方向时，电梯自动开门。电梯本层开门的条件也可 简化为，在停车状态下当轿厢所在层楼有厅外召唤时，电梯自动开门，若假设轿厢 现停在二层，则 01001 为 on，当二层厅外上有召唤信号时 00201 为 on，在没有 下方向，且停车状态下，01309 为 on，发出本层开门控制信号。梯形图如图 3-12 所示。 0020001000 0020101001 01303 01309 图 3-12 本层开门梯形图 2 开门控制及安全保护 正常情况下，开门条件有以下几种：本层开门、停车开门按轿内开门按钮、 关门过程中有红外线检测信号、正常运行换速平层停车自动开门。 开门到位后，若没有碰到开门限位开关，或限位开关失灵，则由于开门继电 器吸合，门电机会发生堵转，时间一长电极可能烧毁，为此设计了门电机保护程 序，当开门动作时间超过正常开门时间 3 秒后，通过定时器计时自动断开开门信 号，停止开门。如没有外界开门信号，即 00002 和 01309 为 on，则定时器 tim00 开始计时，当计时时间到，如限位开关仍未动作，则通过 tim00 闭点断开 00502，停止关门。并由 tim00 开点使定时器自锁，00502 维持 off，当有开门信 号时 00002 或 01309 为 on，其闭点 off，定时器复位，tim00 闭点为 on，可再 次进行开门控制。梯形图如图 3-13 所示。 4.1.24.1.24.1.24.1.2关门控制关门控制关门控制关门控制 关门的条件有以下几种：停车状态下按关门按钮、无司机状态下自动关门时间 到、锁梯时钥匙开关断开。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 41 - 停止关门或不关门的条件：关门到位碰关门限位开关、有开门信号、开门继电 器吸合、超载开关动作。如锁梯时，0014 闭点为 on，可使 0503 为 on，执行开 关动作；而超载时，闭点 0007 为 off，0503 也为 off，不能关门运行。 0000201303tim00000050050300502 01314 tim04 01309 00014 00502 00512000020130301309tim00 tim00 图 3-13 开门控制及安全保护的梯形图 在关门梯形图中也设置了关门安全保护，因为关门限位开关若不动作或失灵，同样 容易将门电机烧毁。与开门过程保护一样，可在开始关门后通过定时器计时，超过 正常关门时间，自动停止关门，以保护门电机。如图 3-14 所示。 00011000070130301308 tim02 00014 01308 01308000060131400502 00002 01309tim0300503 图 3-14 关门控制及安全保护的梯形图 tim00 #0030 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 42 - 4.24.24.24.2 楼层计数及显示楼层计数及显示楼层计数及显示楼层计数及显示 plc 输出端直接与七段数码管连接，无需外部硬件译码器，有 plc 软件进行 七段译码，直接驱动数码管显示层楼数。表 3-9 为七段译码真值表：当输出笔段状 态为 1 时表示该段亮，当输出笔段状态为 0 时表示该段灭。 表 3-9七段译码真值表 显示数字 输出笔段状态内部层楼信 号 1 a 1 b 1 c 1 d 1 e 1 f 1 g 2 b 2 c 101100000001000 211011010001001 311110010001002 401100110001003 510110110001004 610111110001005 711100000001006 811111110001007 911100110001008 1011111101101009 按上真值表可以画出梯形图如 3-15 所示。 00604 00608 01000 01003 01004 01005 01001 01000 0100301006 01008 01005 0100701010 0100101002 01006 0100601009 01009 a1 b1 c1 d1 e1 f1 g1 b2 c2 00601 00602 00603 00605 00606 00607 00609 01001 01000 01000 0 1 01 0 图 3-15 七段码显示管梯形图 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 43 - 4.34.34.34.3 内指令外召唤信号的登记消除及显示内指令外召唤信号的登记消除及显示内指令外召唤信号的登记消除及显示内指令外召唤信号的登记消除及显示 4.3.14.3.14.3.14.3.1 内指令信号处理内指令信号处理内指令信号处理内指令信号处理 内指令信号的处理包括信号的登记，显示基本层消息。信号的登记采用自锁原 理，不论电梯上行或下行，当轿厢运行至有内指令的楼层时，均要换速停车，并消 除等级信号，不需反向信号。将 110 层轿内指令按钮信号输入到 plc 的 0010000109 端子，0100001009 为 110 层楼层位置信号，0170001709 为内指令 登记信号。若轿厢不在 4 层，则 01003 闭点为 on，所以 01703 为 on，信号被登 记；当轿厢到 4 层时 01003 为 off，起消号作用。如图 3-16 是内指令信号处理梯 形图所示。 4.3.24.3.24.3.24.3.2 外召唤信号处理外召唤信号处理外召唤信号处理外召唤信号处理 厅外召唤信号同样需要进行登记、显示本层停车信号，此外还具有反向运行保 号功能。 当 01214 或 01215 为 on 时，分别进行上召唤和下召唤信号的直驶和反向运行 保号，如当下行时，00501 为 on，则 01214 为 on；或上行时 00500 为 on，如按 直驶 00008 为 on，则 01214 为 on。此时在运行过程中，上召唤梯形图中的层楼 信号 010ch 各点被 01214 并联，不能起消号作用，因而实现了反向运行和直驶保 号功能。如图 3-14 外召唤信号处理梯形图所示。 在图 3-17 中(a)是电梯外召唤信号的登记处理，图（b）是电梯厅外上召唤信号 处理，图（c）是电梯厅外下召唤信号处理。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 44 - 01303 00501 00107 01701 01702 01703 01704 00109 01706 01709 0001501407 00100 01000 01700 00101 00102 00103 00104 00105 00106 00108 01705 01707 01708 01001 01002 01003 01004 01005 01006 01007 01008 01009 01700 01701 01702 01703 01704 01705 01706 01707 01708 01709 图 3-16 内指令信号处理梯形图 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 45 - 005000000801214 00501 （a） 0000201500 0100001500 01214 （b） 0030001600 0100101600 01215 （c） 图 3-17 外召唤信号处理梯形图 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 46 - 4.44.44.44.4选层定向及反向截梯选层定向及反向截梯选层定向及反向截梯选层定向及反向截梯 4.4.14.4.14.4.14.4.1 司机内选定向司机内选定向司机内选定向司机内选定向 有司机操作时 00003 开点为 off,则 01300 为 off，因而 01301、01302 均为 off。此时只有内指令信号登记通道 017ch 能对选层信号通道 014ch 对应位置， 而厅外上下召唤信号登记通道 015ch、016ch 的信号不能对 014ch 位置。 当 014ch 中有选层信号后，时顶上行方向还是下行方向，取决于内指令信号 在轿厢所处楼层的上方还是下方。即位置通道 010ch 中某一位为 on 时，其闭点 off，将定向梯形图中 14ch 的各点分为两部分，若 014ch 中选层信号的最高位 低于 010ch 中状态为 on 的位，则定下方向 01311 为 on；反之 014ch 选层信号 位高于 010ch 中状态为 on 的位，则定上方向 01310 为 on.梯形图如 3-18 所示。 00003000040000801300 0131000003 01311 005010130001301 0130300500 01304 015010130101401 0160101302 01701 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 47 - 01313 01310 01401 01001 01402 01002 01403 01003 01404 01405 01406 01407 01408 01409 01004 01005 01006 01007 01008 0100900501 图 3-18 司机内选定向梯形图 4.4.24.4.24.4.24.4.2 无司机内选信号外呼定向无司机内选信号外呼定向无司机内选信号外呼定向无司机内选信号外呼定向 无司机状态下 00003 为 on，当满足门锁 00004 为 on 的条件时，01300 为 on，在停车状态下 01301 和 01302 均为 on，所以厅召唤信号 015ch、016ch 中 的各位可对 014ch 置位，发出选层信号。即而可进行定向，其原理与司机定向相 同。 4.4.34.4.34.4.34.4.3 反向截梯反向截梯反向截梯反向截梯 无论在有司机或无司机运行状态，对内指令，电梯均需换速平层停车，并且直 驶时只停内选层站，当外召唤方向与电梯运行方向相同时，电梯换速停车，即顺向 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 48 - 截车，只有在无司机运行状态，电梯才对反向召唤信号应招服务。当有多个反向呼 梯信号时，先应招最远的反向呼梯信号，即最远反向截梯，然后再以顺向截车方式 应招其他外召唤信号。 外召唤信号的作用主要在于顺向截梯与最远反向截梯。梯形图中，电梯上行时 01301 为 on，因而厅外上召唤信号 015ch 可对 014ch 置位，01301 起上行顺向截 梯的作用，同理，01302 用于下行顺向截梯。 反向截梯时，若轿厢向上运行，位置通道 010ch 中数据为 1 的位逐位上移， 其闭点为 off。档呼梯信号通道 12ch 中最高位有外呼信号时，则 01304、01305 为 on，01305 为 off，则 01302 为 off,所有下召唤信号不能对 014ch、置位，即 反向呼梯信号不能选层换向停车。在无司机状态下，只有当轿厢运行到最高位， 01006 为 on，其闭点为 off，则 01305 为 off，其闭点为 on，01302 为 on，下 召唤信号才能对 014ch 置位，进行最远反向截梯。梯形图如图 3-19 所示。 01304 01200 01001 01201 01002 01202 01003 01203 01204 01205 01206 01207 01208 01004 01005 01006 01007 01008 01009 00501 图 3-19 电梯顺向截梯梯形图 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 49 - 4.54.54.54.5 呼梯铃控制与故障报警呼梯铃控制与故障报警呼梯铃控制与故障报警呼梯铃控制与故障报警 在司机运行方式下 0003 为 on，当有厅外召唤时，蜂鸣器发出声音向司机提 示有呼梯信号。当某层站有上召唤信号或下召唤信号时，均使 00706 为 on，由该 点输出接通呼梯铃。超载时，利用 plc 的特殊功能继电器 01902，使蜂鸣器发出 周期为 1s 的报警声；当 plc 备用电池电压过低时，特殊功能继电器 01808 为 on，利用 01901 是蜂鸣器发出周期为 0.2s 的报警声；按下警铃时利用 01900 产生 周期为 0.1s 的报警声。梯形图如 3-20 所示。 0 1500 00003 0 1501 0 000701902 000100 1900 01808 01901 00706 图 3-20 电梯呼梯铃控与故障报警 4.64.64.64.6 消防运行消防运行消防运行消防运行 4.6.14.6.14.6.14.6.1 消防自动返回下基站消防自动返回下基站消防自动返回下基站消防自动返回下基站 当接通消防开关 000015 为 on，并由其产生一个上升微分信号 01408，该信号 用于将所有内选外呼信号 01407 接通，并自保。同时切断消防上行强迫换速 00504 和自动内选一层 01700 程序，在消防员专用状态下，恢复内选功能。由消防员内选 关门后，电梯只按内选指令正常运行换速平层停车，且在每次运行停止，由 01409 发出下降沿微分信号，用于每次运行停车后消除所有登记信号。如需再次运行，必 须再次选择内指令信号。 4.6.24.6.24.6.24.6.2 消防员专用消防员专用消防员专用消防员专用 电梯自动返回下基站停车后，01000 为 on，并使开门信号 00502 为 on，则 消防员专用信号 01407 接通，并自保。同时切断消防上行强迫换速 00504 和自动内 选一层 01700 程序，在消防员专用状态下，恢复内选功能。由消防员内选关门后， 电梯只按内选指令正常运行换速平层停车，且在每次运行停止，由 01409 发出下降 沿微分信号，用于每次运行停车后消除所有登记信号。如需再次选择内指令信号。 系统梯形图如 3-21 所示。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 50 - d if u(1 4) 01411 d if u(1 4) 01412 00015 00500 00501 00502013030100000015 01410 01303 01410 图 3-21 电梯消防运行梯形图 4.74.74.74.7 本章小结本章小结本章小结本章小结 在本章中，我们分别介绍了电梯控制系统的硬件设计和软件设计，从分析电梯 控制系统总体功能入手，确定系统参数，并进行硬件配置。对控制系统的核心 plc 和变频器、旋转编码器、曳引电动机等关键部件，不仅详细介绍了它们的结 构、在控制系统中的作用，还阐述了为何要选用这些部件、如何根据技术数据进行 匹配选型、如何进行参数的设定、如何在电路中对它们进行连接等问题，并绘制了 系统主电路图。 然后我们又根据硬件设计做出了软件设计。在设计软及时我们采用模块化设 计，这样可以便于设计与修改。根据电梯控制系统的功能我们分别设计了电梯的开 关门控制、内选外呼信号处理、选层、定向及反向截梯、单多层运行的判断、高速 脉冲计数、层楼计数及显示、换速、平层等。并画出各模块的梯形图。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 51 - 参考文献参考文献参考文献参考文献 1 孟少凯，尚贵林.电梯技术与工程实务.宇航出版社，2002：370 2 彭登峰. plc 在电梯控制系统中的应用. 南昌航空工业学院学报， 2000，14 （2） ： 6366 3 陈家盛. 电梯结构原理与安装维修. 第 2 版. 机械工业出版社，2004： 18 40 4 谢克明. 可编程控制器原理与程序设计. 电子工业出版社，2002：177248 5 原魁，刘伟强. 变频器基础及应用. 冶金工业出版社，1997：244245 6 常路德，张晓明. 常见电梯电梯注解图集. 人民邮电出版社，2004：114 121 7 多功能全数字变频器 v5-616g5 使用说明. 日本安川电机株式会社，2001 8 张福恩. 交流调速电梯原理设计及安装维修. 机械工业出版社，2000 9 王平，崔纳新. plc 在电梯控制中的应用. 微计算机信息，1999，15（2） 10 张汉杰. 现代电梯控制技术. 哈尔滨工业大学出版社，1994：2045 11 c 系列cqm1 编程及安装手册. omron，1997 12 omron crop.sysmac c200hanalog i/o units operation manual.1990 13omroncrop.sysmacc200hhigh-speedcounter unitsoperation guide.1990 14 omron crop. sysmac c200h high-density i/o units operation manual.1990 15 omron crop. sysmac c200h ov-001voiceunit operation manual.1990 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 52 - 附录附录附录附录 a a a a elevatorselevatorselevatorselevators maintenancemaintenancemaintenancemaintenance andandandand maintenancemaintenancemaintenancemaintenance in the use elevator, should carry on the regular cycle check maintenance, can guarantee elevators safe operation and the extension service life. usually has certain request in elevators regular circulation maintenance inspection cycle aspect, divides into the date to examine, the month roughly to examine, ji jian, the annual inspection, to examine and so on specially 6 ways, carries on has the plan, to have the goal, to have orderliness regular circulation maintenance inspection. each kind of maintenance inspection system, in the way, has its respective key point and the concrete content; on the around link, is threads up mutually with is relating closely, the maintenance crews also want to act according to this unit elevator use frequent degree, formulates this elevator concrete maintenance way, then, has the maintenance system which earnestly the rhythm execution formulates. which does each kind of maintenance system have to distinguish, maintains has any key spot, maintains the spot has what characteristic specifically, the situation is as follows: 1 daily inspection maintenance system daily inspection maintenance system: the request service maintenance crews, every day to elevators use and the operational aspect, to the elevator operator inquired earnestly whether to have the question, then inspects personally, finally after inspecting various spots situation finishes the date record. maintenance key spot: should place the elevator movement movement the accuracy, places the elevator running rate in the stability.if discovered that has the question promptly to solve, guaranteed the elevator movement does not have the breakdown safety handling the daily inspection system works concrete spot situation is as follows: 1.1 inspect the following project in the elevator movement movement accurate 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 53 - aspect (1) on the sedan inside control kneading board various switches, the button, the signal instructed whether correctly; (2) the hall outer layer station summons, the level building to demonstrate whether correctly; (3) the sedan theater box stops the level planimetric position to be whether accurate; whether (does 4) control the screen to accept the instruction and the control actual movement movement coordination; (5) in sedan in net load and sedan rated load to be whether consistent 1.2 should make the following inspection in the elevator running rates stable aspec