四层电梯PLC控制系统.doc

四层电梯plc控制系统摘 要随着科学技术的发展，近年来我国的电梯生产技术得到了迅速发展。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电路控制系统(早期安装的电梯多位继电器控制系统)、plc控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而plc控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。 电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成。目前电梯设计使用可编程控制器(plc)，功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。按照我的设计要求：当乘员进入电梯，按下楼层按钮，电梯门自动关闭后控制系统进行下列运作：根据轿厢所处位置及乘员所处层数。判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速。将轿厢停在选定的楼层上；同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。关键词：plc控制；电梯；自动控制- 40 -four-storey elevator control system plcabstractalong with science and technologys development. the recent years. our countrys elevator production technology obtained the rapidly expand. some elevator factory unceasingly is also improving the design. the revision craft. the renewal production renewals elevator. the elevator mainly divides into the mechanical system and the control system two major parts. along with the automatic control theory and microelectronic technologys development. elevators dragging way and the control method has had the very big change. the exchange velocity modulation is the current elevator dragging main development direction. at present the lift control system mainly has three control modes: following electric circuit control system (early installment elevator many black-white control system). plc control system. microcomputer control system. because the black-white control system the failure rate is high. the reliability is bad. control mode not nimble as well as consumed power big and so on shortcomings. at present has been eliminated gradually.lift the electrical system from the drive system and control system composed of two parts. lift the current design plc (plc). function in a flexible. simple programming. less failure. low noise. facilitate maintenance. energy-saving in public. anti-interference capability and control box covers an area of less. when the crew entered the elevator. press the floor button. automatically shut down after the elevator door. control systems following the operation: cabin crew and the location in which layers. cars determine the direction of travel to ensure that car-layer slowdown. car will be parked in the selected on the floor at the same time. under floors of the calls. parking places. automatic switching gate. also in the cabin have both inside and outside lights show the direction of the lift and a few floors.keywords：plc；elevator; automatic control目录摘要abstract第1章 绪论1 1.1 选题的目的和意义1 1.2 电梯的发展2 1.3 课题研究的内容3第2章 可编程控制器与电梯控制系统设计5 2.1 plc的定义5 2.2 plc的特点5 2.3 plc的动向6 2.4 电梯控制系统分类7 2.4.1 电梯拖动控制系统分类7 2.4.2 电梯逻辑控制系统分类8 2.5 plc的发展趋势9第3章 电梯模型plc控制系统设计 11 3.1 设计要求11 3.2 plc实现的电梯控制系统主要构成12 3.3 方案选择13 3.4 输入/输出的分配13 3.5 plc控制系统的设计分析15 3.6 电梯控制系统实现的功能15 3.7 系统软件设计17 3.8 系统软件设计19第3章 安装与调试20 4.1 系统的安装20 4.2 系统的调试20结束语21参考文献22附录23致谢 41四层电梯plc控制系统第1章 绪 论二十一世纪的今天。随着经济生活水平的不断提高。高楼大厦的与日俱增。电梯成了人们不可缺少的代步工具。它是一种起重运输设备，广泛的应用于高层住宅，大型公共建筑，工厂仓库等场所，节省了人力和时间，提高了工作效率。人们对追求舒适、便利条件的要求更是越来越高。电梯作为现代智能楼宇内的代步工具。越来越显示出它的重要作用。影响其质量好坏的重要因数是它的控制系统。为了适应电梯的迅速发展。我们采用plc对电梯进行控制，通过合理的选择和设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。1.1 选题的目的、意义电梯的运行是一个复杂的过程。为了安全、方便、舒适地运行，除了需要良好的拖动系统外还必须有一套完善可靠的控制系统。可编程控制系统（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系统。它采用一种可编程的存储器，可执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等操作指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。传统的电梯自动控制由继电器接触器进行控制，其缺点是触点多，接线复杂，故障率高，可靠性差，维护工作量大，而采用plc组成的控制系统很好的解决了上述问题，它工作可靠性高，灵活性好，通用性高，编程简单，使用方便，而且它的抗干扰能力远远强于传统电梯的，它使电梯的运行更加安全，方便。本文主要通过提出电梯系统的基本功能要求，为实现这几种功能，我从硬件和软件两个方面入手，硬件方面，主要从plc的选型，内存容量计算，plc输入输出地址的分配和硬件的设计和选型方面考虑；软件方面，由于整个系统的程序设计相当复杂，为了便于设计，基于系统不同的功能要求，我将系统划分为电梯开门控制、电梯到层指示、层呼叫指示灯控制、箱内指令指示控制和电梯方向选择、启动控制、过载指示、限位保护等基本模块。系统功能划分有利于简化设计思想，提高设计效率。完成硬件和软件部分的设计，整体工程就完成了绝大部分，此后还需要程序的反复验证，现场调试，系统安装等等。 1.2 电梯的发展电梯进入人们的生活已经150年了。它是机电一体化的复杂垂直运输设备，是电子、精密加工、自动控制、计算机等技术综合的结晶。从电梯诞生至今，无论从机械结构，还是从电气控制方面，都取得了巨大的进展。目前，常规电梯机械部分大体上已经完善，电梯运行性能主要取决于电梯的控制系统。一个好的电梯控制系统能够以最少数量的电梯完成最大的客流运输量，并能够为乘客提供最佳的服务。 电梯的拖动系统经历了从简单到复杂的过程。目前用于电梯的拖动系统主要有：单、双速交流电动机拖动系统；交流电动机定子调压、调速拖动系统；直流发电机电动机、晶闸管励磁拖动系统；晶闸管直接供电动系统；vvvf变频变压调速拖动系统。 电梯技术发展趋势主要有：不断改进产品的设计，生产环保型低能耗、低噪声、无漏油、无漏水、无电磁干扰、无井道导轨油渍污染的电梯。电梯曳引采用尼龙合成纤维曳引绳，钢皮带等无润滑油污染曳引方式。电梯装璜将采用无（少）环境污染材料。电梯空载上升和满载下行电机再生发电回收技术。安装电梯将无需安装手脚架。电梯零件在生产和使用过程中对环境没有影响（如刹车皮一定不能使用石棉）并且材料是可以回收的。（1）环保：绿色理念是电梯发展总趋势。有专家预言“谁最先推出绿色产品并抢占市场，谁就掌握市场竞争主动权”（2）蓝牙技术在电梯上应用。安装过电梯的人都知道放线、对线是费时、费力、极容易错的工作。如果控制屏与召唤系统通过蓝牙技术连接起来实现无线召唤将会是电梯控制的另一场革命同时为我们带来巨大好处。a安装期将减少30以上，其直接好处是降低安装成本，客户也因从订梯到使用电梯周期费用减少和提高现金周转率。b在电梯上使用蓝牙技术一定会使电梯控制系统大量使用最新最快微机，这将会进一步提高电梯整机可靠性，故障率大大降低，控制精度也进一步提高，带来的结果是电梯更加舒适，平层更加准确。c很好地解决了电梯控制与外围设备的兼容和联系。特别是可以把电梯和扶梯归纳到大楼管理系统或智能化管理小区系统中。国内外电梯的发展也是与日俱增，它聚集了节约化，智能化，远程化，集成化和可视化于一身。省去了独立机房，节约了建筑成本，增大了大楼的有效面积，提高了建筑美学的设计自由度。另外，中国的电梯行业从市场规模上已经有了很大提高，一些自主品牌也逐步提升了自己的产品质量和技术含量。我国政府提出的节约型社会正好让电梯行业进一步发展。同时，国外用户更多的青睐中国的产品也是电梯行业的崛起。此外，房地产市场的迅猛发展，机场，商场，地铁等大型公共设备建筑的增多也推动的当代电梯行业的发展。所以，电梯行业的未来是十分可观的。1.3 课题研究的内容本设计研究的是四层电梯，虽然是模型，却达到了实际的效果。它能准确的完成电梯运行、平层、楼层显示等设计。电梯的运行依据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而呼叫均是随机的，因此系统控制采用随机逻辑可编程控制。轿厢内设有升降指示灯、召唤按钮、开关门按钮及指示灯，轿厢外设有上呼和下呼按钮，方便乘客上、下楼的内外召唤指令。所以，我的设计可达到以下几点：（1）一台点击控制上升或下降（2）各层设上/下呼叫开关（3）电梯到位后具有手动或自动开门关门功能（4）电梯内设有层楼指令键，开关门按键（5）电梯内外设有方向指令灯及电梯当前层号指示灯（6）待客自动开门，当电梯在某层停梯待客时按下层外召唤按钮，应能自动开门迎客（7）自动关门与提早关门。在一般情况下，电梯停站3秒左右应能自动关门；在延时时间内，若按下关门按钮，门将不经延时提前实现关门动作。（8）按钮开门。在开关过程中或门关闭后电梯启动前，按下操纵盘上开关按钮门将打开。（9）内指令记忆，当轿厢内操纵盘上有多个选层指令时，电梯应能按顺序自动停靠车门，并能至调定时间，自动确定运行方向。（10）自动定向。当轿厢内操纵盘上，选层指令相对与点体位置具有不同方向时，电梯应能按先入为主的原则，自动确定方向。（11）呼梯记忆与顺向截停。电梯在运行中应能记忆层外的呼梯信号，对符合运行方向的召唤，应能自动逐一停靠应答。（12）自动换向。当电梯完成全部顺向指令后，应能自动换向，应答相反方向的信号。本控制系统有轿厢、开关门机构、拽引机构、控制系统等组成。举例说明：若电梯在一楼，二楼和三楼向上外呼叫，则电梯顺应上升，到达二楼层时，延时3秒开门，若此时出现一楼层的向上外呼叫，电梯仍然向上响应三楼的上升呼叫，完成上升指令后，在下降到一楼完成呼叫。若下降过程中出现二楼、三楼的下呼响应，则先执行下降，一切按照定向的原则完成指令。此外，电梯运行过程中或未平层时均不响应开、关门指令。轿厢内外均有楼层指示灯,可让乘客了解电梯的运行方向和平层状态。第2章 可编程控制器与电梯控制系统设计2.1 plc的定义可编程控制器简称pc（英文全称：programmable controller），它经历了可编程序矩阵控制器pmc、可编程序顺序控制器psc、可编程序逻辑控制器plc（英文全称：programmable logic controller）和可编程序控制器pc几个不同时期。为与个人计算机（pc）相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个老名字。1987年国际电工委员会（international electrical committee）颁布的plc标准草案中对plc做了如下定义：“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。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。”2.2 plc的特点1. 可靠性高，抗干扰能力强传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。plc用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。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。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plc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硬件配套齐全，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，并且已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。plc的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。plc有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，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。4系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造plc的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。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为缩短，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，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2-1/10。它的重量小于150g，功耗仅数瓦。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。2.3 plc可编程控制器的动向发展迅速，产品更新换代；开发各种智能化模块，不断增强过程功能；plc与个人计算机（pc）结合；通信联网功能不断增强；发展新的编程语言，增强容错功能。 在plc系统结构不断发展的同时，plc的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数plc使用的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言。多种编程语言的并存、互补与发展是plc进步的一种趋势。为了提高plc的处理能力，要求plc具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的plc的扫描速度可达0.1ms/k步左右。plc的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。当前中小型plc比较多，为了适应市场的多种需要，今后plc要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有i/o点数达14336点的超大型plc，其使用32位微处理器，多cpu并行工作和大容量存储器，功能强。为满足各种自动化控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程i/o模块、通信和人机接口模块等。这些带cpu和存储器的智能i/o模块，既扩展了plc功能，又使用灵活方便，扩大了plc应用范围。2.4 电梯控制系统分类电梯控制是电梯运行的核心，完美的控制是人们不懈追求的目标。电梯控制系统种类繁多，无论是采用传统的控制力法还是现代新兴的控制方法，电梯控制系统实现的整体功能是相同的。主要集中体现在两个方面，一方面是对电梯拖动系统的控制，另一方面是对电梯逻辑系统的控制。电梯拖动控制部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要影响，而电梯逻辑控制部分则是电梯安全可靠运行的关键，是电梯控制系统自动化程度的重要标志。电梯的拖动系统控制主要以电梯运行速度为控制目标，以给定速度曲线作为依据，利用模拟或数字控制装置，针对曳引电动机的不同调速方式构成闭环或开环的速度控制系统，从而实现电梯运动状态的控制。电梯的逻辑系统控制主要以电梯操纵调度为控制日标，以电梯空间距离和时间间隔的严密配合为依据，利用直接或间接控制手段，完成电梯运行过程的协调动作，实现电梯服务运行的安全、高效、舒适。2.4.1 电梯拖动控制系统分类1按电梯控制驱动方式划分(1)交流电梯:曳引电动机由交流电源驱动。(2)直流电梯:曳引电动机由直流电源驱动。(3)液压电梯:由液压传动驱动电梯，通常分为柱塞直顶式和柱塞侧置式两种：柱塞直顶式液压电梯：油缸柱塞直接支撑轿厢底部，使轿厢升降。 柱塞侧置式液压电梯：油缸柱塞设置在井道侧面，借助曳引绳通过滑轮组与轿厢连接，使轿厢升降。(4)齿轮齿条式电梯:由齿轮齿条驱动电梯。齿条固定在构架上，电动机一齿轮传动机构装在轿厢上(23套)，靠齿轮在齿条上的爬行来驱动轿厢，一般为工程电梯。(5)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，然后通过电动机经减速器(或皮带传递)带动大螺母旋转，从而使螺杆顶起轿厢上升或下降。(6)直线电动机驱动电梯：用直线电动机作为动力源，是目前最新电梯驱动方式。2按电梯控制的运行速度划分 单速电梯：控制系统使曳引电动机单速运行，速度一般不高于05n/s。 双速电梯：控制系统使曳引电动机双速运行，速度一般不高于1m/s。 调速电梯：控制系统使曳引电动机按要求实现调速运行。3按驱动控制装置结构划分 调压调速电梯：电动机具有调压调速装置，速度一般高于175m/s。 调频调压电梯(简称vvvf控制电梯)：电动机具有调压调频调速装置，速度可高于6m/s。2.4.2电梯逻辑控制系统分类1按有无司机操纵控制划分 (1)有司机电梯。由专门司机操纵的电梯。 (2)无司机电梯。由乘客自己操纵的电梯，具有集选功能。 (3)有无司机电梯。设有可变换的控制电路，平时由乘客操纵，客流量大时或必要时改由司机操纵的电梯。2按电梯操纵控制方式划分 (1)手柄开关控制。这是一种简单的自动控制系统，电梯运行状态由轿内选层按钮和层站呼梯按钮控制。当乘客按下呼梯按钮后，电梯自动应答，接送乘客；在电梯运行过程中，其他乘客在其他层站按下呼梯按钮，电梯只登记呼梯信号，并不应答，也不能截梯。只有上一次运行过程结束后，才去应答其他呼梯指令。 (2)轿外按钮控制。电梯由安装在各楼层厅门口的操纵按钮箱控制。一般为服务梯采用。 (3)轿内按钮控制。操纵按钮箱安装在轿厢内，由司机根据轿厢内操纵盘的某层召唤指示灯(呼梯记忆灯)的燃亮，操纵电梯到达该层而使用电梯，厅门外侧的呼唤按钮既不能截停也不能操纵电梯，只作发出信号之用，货梯常采用此种控制方式。 (4)信号控制。这是一种自动化程度较高的有司机的电梯控制系统。控制系统把所有呼梯信号收集起来，将厅层上、下召唤信号，轿内选层信号及各种专用信号加以分析判断后，自动决定轿厢运行方向及目的。电梯运行由司机操作，但停靠目的层站由系统根据内外呼梯信号自动决定。往返运行一周后，完成全部指令。 (5)集选控制。是在信号控制电梯基础上发展起来的一种自动化程度较高的控制系统，它与信号控制电梯的主要区别在于集选控制电梯一般都设有无司机操纵转换。系统能够自动决定停靠时间、自动应答呼梯、自动换向。采用这种方式的多为宾馆、饭店、办公楼的客梯。集选控制电梯又分为全集选控制和下集选控制。全集选控制电梯是指将各层站的全部召唤信号全部收集起来，进行自动控制，这种控制多用于宾馆和办公楼；下集选控制电梯是只在电梯下行时才能被截梯的集选控制电梯，此种控制多用于无司机的住宅电梯中。3按电梯控制台数划分 (1)单台控制电梯。控制系统只控制一台电梯。 (2)并联控制电梯。控制系统同时对23台电梯一起控制，共用厅门外侧召呼信号的电梯，它本身具有集选功能。以两台电梯为例：在无任务时，一台电梯停在基站，称为基梯；另一台电梯停在中间楼层称为自由梯。当基梯离开基站时，自由梯自动返回墓站，替补基梯，应答或完成其他楼层的召唤信号及运输任务，在自由梯运行时出现与其运行方向相反的召唤信号时，基梯自动起动前往应答，先完成任务的电梯返回基站充当基梯。2.5 plc的发展趋势1 产品规模向大、小两个方向发展。大方向是指i/o点数达14336点、32位为微处理器、多cpu并行工作、大容量存储器、扫描 速度高速化。小方向是指由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。2 plc在闭环过程控制中应用日益广泛。3 不断加强通讯功能。4 新器件和模块不断推出。高档的plc除了主要采用cpu以提高处理速度外，还有带处理器的eprom或ram的智能i/o模块、高速计数模块、远程i/o模块等专用化模块。5 编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的plc指令系统。6 发展容错技术采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。7追求软硬件的标准化。 第3章 电梯模型plc控制系统设计3.1 设计要求实现以下功能1开始时，电梯处于任意一层。2当有外呼信号到来时，电梯响应外呼信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3s后自动关门。3当有内呼信号到来时，电梯响应该呼信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3s后自动关门。4在电梯运行过程中，电梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，则电梯响应该外号，但不响应二层向下外呼梯信号。同时，如果电梯到达三层，如果四层没有任何呼梯信号，则电梯可以响应三层向下外呼梯信号。5电梯应具有最远反向外梯响应功能。例如：电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。6电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮电梯门打开，按关门电梯门关闭。电梯的运行是一个复杂的过程。为了安全、方便、舒适地运行，除了需要良好的拖动系统外还必须有一套完善可靠的控制系统。开/关门到位信号： 与开关到位的行程开关并接，作为一个输入点，可以用开关到位的常开触点并联在输入点上来区别开/关到位信号。 上/下极限位置：在电梯井道的上端和下端各装有一个极限开关，在电梯运行到极限位置的时候，电梯将停止运行。外呼：在顶层和基站各需一个外呼按钮（顶层下呼基站上呼），其它各层既有上呼又有下呼。因此我们设计外呼设有6个输入点。内选：本设计是四层电梯，必须每层配有一个内选按钮。手动关门：在电梯的内部设有一个手动关门。输出部分内选应答：每层对应一个内选应答信号。 层楼指示：每层对应一个层楼信号。3.2 plc实现的电梯控制系统主要构成由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，因此，系统控制采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。另外，轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定，并送plc的计数器来进行控制。同时，每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号。为便于观察，对电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示，采用led和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示(开关上带有指示灯)。为了提高电梯的运行效率和平层的精度，系统要求plc能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的控制。根据轿厢的实际位置以及交流调速系统的控制算法来实现。为了电梯的运行安全，系统应设置可靠的故障保护和相应的显示。电梯信号控制基本由plc软件实现。输入到plc的控制信号有：运行方式选择、运行控制、轿内指令、层站召唤、开关门及限位信号、门区和平层信号等。采用plc实现的电梯控制系统由以下几个主要部分构成如图3-1所示:plc输入接口输出接口运行方式选择运行控制信号楼层显示运行方向显示呼梯信号指示开关门控制拖动控制系统门区或平层信号开关门信号外指令信号内指令信号平层信号图3-1 系统结构框图3.3 方案选择电梯的控制方式有：（1）电磁继电控制系统（2）微机（pc）控制系统（3）可编程控制器（plc）控制系统（4）单片机控制系统等。目前电梯的控制普遍采用以下两种方式。一种是以微机（pc）作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能设定，实现电梯的自动高度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来控制的微机控制。另一种是用可编程控制器（plc）取代微机（pc）实现信号的集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种控制方法没有太多的区别。国内大多的电梯厂家选用第二种控制方法，其原因在于生产规模小，自己设计制造微机控制装置成本高，而plc可靠性高，成本低廉，程序设计方便灵活、使用维护简单、等优点正好弥补了微机控制系统的不足。 根据选择的轿厢层位检测方法要求可编程控制器必须有高速计数器。又因为电梯是双向运行的，所以plc还必须具有可逆计数器。综合考虑后，本设计选择欧姆龙cpm2ah型系列，cpm2ah型系列具有体积小，功能较强，价格便宜，使用灵活、方便等优点。3.4 输入/输出的分配表3-1 i/o口地址分配表序号名 称输入点序号名 称输出点1一层内呼000019一层内呼指示11002二层内呼000120二层内呼指示11013三层内呼000221三层内呼指示11024四层内呼000322四层内呼指示11035一层外呼上000423一层外呼上指示11046二层外呼下000524二层外呼下指示11057二层外呼上000625二层外呼上指示11068三层外呼下000726三层外呼下指示11079三层外呼上000827三层外呼上指示100010四层外呼下000928四层外呼下指示100111开门开关001029电梯上行100212关门开关001130电梯下行100313一层平层10031门电机开100414二层平层10132门电机关100515三层平层10233电梯上行指示100616四层平层10334电梯下行指示100717开门限位10435电梯上升极限位10618关门限位10536电梯下降极限位107下附i/o点接线图:图3-2 i/o点接线图3.5 plc控制系统的设计分析任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计plc控制系统时，应遵循以下基本原则：1.最大限度地满足被控对象的控制要求充分发挥plc的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计plc控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。2.保证plc控制系统安全可靠保证plc控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证plc程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。3.力求简单、经济、使用及维修方便一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。 3.6 电梯控制系统实现的功能（1）一台点击控制上升或下降（2）各层设上/下呼叫开关（3）电梯到位后具有手动或自动开门关门功能（4）电梯内设有层楼指令键，开关门按键（5）电梯内外设有方向指令灯及电梯当前层号指示灯（6）待客自动开门，当电梯在某层停梯待客时按下层外召唤按钮，应能自动开门迎客（7）自动关门与提早关门。在一般情况下，电梯停站3秒左右应能自动开门；在延时时间内，若按下关门按钮，门将不经延时提前实现关门动作。（8）按钮开门。在开关过程中或门关闭后电梯启动前，按下操纵盘上开关按钮门将打开，（9）内指令记忆，当轿厢内操纵盘上有多个选层指令时，电梯应能按顺序自动停靠车门，并能至调定时间，自动确定运行方向。（10）自动定向。当轿厢内操纵盘上，选层指令相对与点体位置具有不同方向时，电梯应能按先入为主的原则，自动确定方向。（11）呼梯记忆与顺向截停。电梯在运行中应能记忆层外的呼梯信号，对符合运行方向的召唤，应能自动逐一停靠应答。（12）自动换向。当电梯完成全部顺向指令后，应能自动换向，应答相反方向的信号。10本控制系统有轿厢、开关门机构、拽引机构、控制系统等组成。plc拽引机门机电源显示现场信号图3-3 硬件接线图3.7 系统软件设计1.电梯上行a. 当电梯停于1楼（1f）或2f、3f时，4f呼叫，则上行到4f碰到行程开关后停止。b. 电梯停于1f或2f，3f呼叫，则上行，碰到3f行程开关后停止。c. 电梯停于1f，2f呼叫，则上行碰到2f行程开关后停止。d. 电梯停于1f，2f、3f同时呼叫，则电梯上行到2f后，停3s，继续上行到3f后停止。e. 电梯停于1f，3f、4f同时呼叫，则电梯上行到3f后，停3s，继续上行到4f后停止。f. 电梯停于1f，2f、4f同时呼叫，则电梯上行到2f后，停3s，继续上行到4f后停止。g. 电梯停于1f，2f、3f、4f同时呼叫，则电梯上行到2f后，停3s，继续上行到3f，停3s，再继续上行到4f后停止。h. 电梯停于2f，3f、4f同时呼叫，则电梯上行到3f后，停3s，继续上行到4f后停止。2. 电梯下行。a. 电梯停于4f或3f或2f时，1f呼叫，电梯下行到1f后停止。b. 电梯停于4f或3f，2f呼叫，电梯下行到2f后停止。c. 电梯停于4f，3f呼叫，电梯下行到3f后停止。d. 电梯停于4f，3f、2f同时呼叫，电梯下行到3f，停3s，继续下行到2f后停止。e. 电梯停于4f，2f、1f同时呼叫，电梯下行到2f，停3s，继续下行到1f后停止。f. 电梯停于4f，3f、2f、1f同时呼叫，电梯下行到3f，停3s，继续下行到2f，停3s，在到1f后停止。上电等待确认本层与目标层目标层与本层是否同层门厅呼叫初始化电梯选向电梯起动电梯加速电梯高速运行楼层检测是否目标层电梯减速平层检测电梯制动开门延时关门是否停止运行停止轿厢呼叫是否是否是否是否否是 图3-3 流程图3.8 部分程序及解析外部呼叫：外部呼叫就是乘客在电梯的外部，通过外部指示灯来操作电梯的上下运行，它包括外呼上、下指示，无论电梯与乘客是否同层，外呼后，电梯上升、下行到外部呼叫所在层。此程序表达的是：乘客在四层，电梯在一层，乘客按四层下呼按钮d4，电梯下行指示灯down亮，20004线圈通电，继电器自锁，当电梯到达四层，四层行程开关sq4断开。下行指示灯down熄灭。达到外呼程序指示。 指示灯显示：电梯内部均设有内呼叫指示，无论电梯在几层，乘客一旦进入电梯，按下内呼叫按钮后，内部指示均指示楼层信息，当电梯平层后，内部指示灯熄灭。若乘客内呼叫四楼，则按下四层内选s4，线圈通电，1103自锁，四层内呼指示sl4显示。第4章 安装与调试4.1系统的安装1、接通电梯模型及plc主机的电源，观察电梯模型、plc主机供电是否正常，然后关闭电源开关。2、将电梯模型中的： 电梯内按钮信号1、2、3、4、 、 、与plc主机的0000、0001、0002、0003、0010、0011相连； 电梯外按钮信号1、2、2、3、3、4与plc主机的0004、000