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毕业设计说明书题 目： 目 录引言1第一章概述1.1课题意义其目的 21.2课题介绍3第二章系统概要设计42.1 电梯的基本结构42.2 变频调速电梯系统722.1变频调速原理722.2 变频电梯拖动系统组成82. 2.3 变频调速电梯(VVVF)的优点.102.3 可编程控制器的介绍112.3.1 PLC的特点112.3.2 PLC与继电器的比较122.3.3 PLC的工作原理13第三章 系统详细设计1431 系统硬件设计143.1.1 设计分析 143.1.2 设计的基本原则143.1.3 控制系统实现的功能153.1.4梯形图设计153.1.5 通用变频器的设计 变频器的选择 VS616G5型变频器结构 VS616G5变频器的参数设置 变频器的容量选择203.1.6 PLC控制系统的设计20 曳引电机的选型 23 电梯控制系统硬件构成.24 旋转编码器的应用25 系统主电路图 25 电梯的工作过程.26 电梯门系统设计27 I/O接口电路设计28 电梯PLC设计外部接线图 303.2 系统软件设计323.2.1 指层控制回路.323.2.2 轿内指令与厅外召唤的登记和消号.333.2.3 选层、定向回路353.2.4 运行控制程序393.2.5 开关门控制程序403.2.6 消防运行回路41第四章 系统测试及评估434.1 调试前的基本检查.434.2 不挂曳引绳的通电试验43 4.3 慢速运行调整.444.4 正常速度试运行及调试.46结论展望48参考文献49致谢50附录A英文文献翻译51 附录B英文文献64 摘 要:电梯是高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。传统的电梯运行控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。采用这种控制方式，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术发展来看，这种系统将逐渐被淘汰。本设计在通用变频器的基础上，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，大大提高了电梯可靠性、可维护性以及灵活性，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。这种电梯控制系统较原有电梯控制系统可以更容易的完成更为复杂的控制任务，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。该电梯控制系统具有指层、厅召唤、选层、选向、消防等功能，并具有集选控制的特点。关键词：可编程控制器； 变频调速； 电梯Abstract: The elevator is a kind tool that is indispensability in the high-building perpendicular transportation. The traditional elevator adopt a relay-logical to control its circulation which the elevator become accident -proneness, short life-span, inconvenience in maintaining and this control circuit also takes up big space, etc. See from the eyes of technique development, this kind of system will be gradually eliminated. The design is based on the now-being general frequency converter, using PLC to control the elevator, the reliability is improved and the feeling of comfort is better through the reasonable selection and design, raises the elevators reliability, maintainability and flexibility consumedly, so the effect of control is more ideal. Competing to the traditional elevator, this kind of elevator can complete the more complicated mission more easily, and it can carry out many functions that traditional elevator control system can not. This elevator control system composes of a drive-movement control state and a non-drive-move control state, namely an auto function state and a manual function state. It still has some function, like indicating layer, invoking by hall, choosing layer and choosing direction etc. In addition, this system have a characteristics of congregate choose control.Keywords: Programmable controller； frequency conversion timing； elevator引言电梯作为现代智能建筑内的垂直交通工具，越来越显示出重要性。各种类型、规格繁多的电梯已在高楼内投入使用。为了确保电梯正常运行，安全使用，我们必须了解、熟悉电梯，不断改进，使其控制性能不断完善。第一章概要1.1课题意义及目的电梯是现代高层建筑中不可缺少的交通工具随着我国经济建设的迅猛发展，人们物质生活水平的迅速提高，电梯工业也随之日新月异的发展起来，电梯不仅是生产环节中的主要设备，更是人们生活中的必须设备。电梯是一种起重运输设备，广泛用于住宅、公共建筑、工厂仓库等场所，方便了人们的生活，节省了时间和体力。而随着高层建筑的不断增加，对电梯的控制要求也更高，从而对电气控制技术也越来越高。电气控制技术是随着科学技术的不断发展及生产工艺不断提出新的要求而得到飞速发展的。在控制方法上，主要是从手动控制到自动控制；在控制功能上，是从简单的控制设备到复杂的控制系统；在操作方式上，有笨重到轻巧；在控制原理上，从有触点的继电器式控制系统到以计算机为核心的“软”控制系统。随着新的电器元件的不断出现和计算机技术的发展，电器控制技术也在持续发展。现代电器控制技术正是综合了计算机，自动控制，电子技术和精密测量等许多先进科学技术成果，并得到飞速发展。可编程控制器就是在这个时候出现并加以应用的。可编程控制器，它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，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器控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购买到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。1.2课题介绍 课题所研究的内容主要是用可编程控制器（PLC）改造在用电梯自动控制系统。由于大部分老式电梯的电控系统可靠性欠佳，用户寻求对电梯的电控系统进行改造，以节约资金。因此，对电梯控制技术进行研究，找出一条适合国产老式电梯的改造之路，并进而提高国产电梯的技术水平和质量，具有十分重要的意义。 针对老式电梯采用的继电器逻辑控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺陷，提出采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器（PLC）来控制电梯。 PLC以其优越的性能，在很多领域中得到了广泛的应用。在电梯业也是如此，目前国内 7080 年代安装完成的电梯绝大部分是继电器控制，线路复杂，节点接线多，故障率高，系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大，严重地影响电梯运行质量。应对这些电梯进行更新和改造。但是更新需要大量资金，对使用单位来说有一定困难，所以对电梯进行局部改造是经济的、实际的。近年来，采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器（PLC）来控制电梯，取得了良好效果。利用 PLC 和变频器对旧电梯进行改造，不但可以增加电梯的舒适感、安全性、可靠性，还可以降低能耗，节约能源，减少运行费用。第二章系统概要设计2.1 电梯的基本结构电梯作为现代化交通工具，已不再是简单的机电结合体。而是由机电合一的相关部件和组合件安装设置在机房、井道、底坑内，构成垂直运行的交通工具，服务于规定楼层的固定式升降设备。电梯结构图如图1-1所示，其基本结构介绍如下。（1）曳引系统结构1）曳引机 包括电动机、减速器、制动器和曳引轮在内的靠曳引绳和曳引轮槽摩擦力驱动或停止电梯的装置。它有两种类型，有齿轮曳引机，即电动机通过减速齿轮箱驱动曳引轮的曳引机；无齿轮曳引机，即电动机直接驱动引轮的曳引机。2）曳引绳 连接轿厢和对重装置，与曳引轮槽的摩擦力驱动轿厢升降的专用钢丝绳。（2）导向系统结构1）导轨 供轿厢和对重运行的导向部件。2）导轨支架 固定在井道壁或横梁上，支持和固定导轨用的构件。3）导靴 装在轿厢和对重架上，与导轨配合，强制轿厢和对重的运动服从于导轨的直立部件。4）导向轮 为增大轿厢和对重间的距离，使曳引绳经曳引轮在导向装置或轿厢一侧而设置的绳轮。5）反绳轮 设置在轿厢架和对重框架上部的动滑轮。根据需要曳引绳绕过反绳轮可以构成不同的曳引比。反绳轮的数量可以是1个、2个或3个等，由曳引比而定。（3）轿厢系统结构1）轿厢架 固定和支撑轿厢的框架。有上梁、立柱、底梁和拉杆等组成的承重构件。2）轿厢体 具有与载重量和服务相适应的空间，是由轿厢底、轿厢壁、轿门和轿顶组成。（4） 门系统结构1）轿厢门 设置在轿厢入口的门。由门、门导轨架、轿厢地坎等组成。2）层门 设置在层门入口的门，又称厅门。由门、门导轨架、层门地坎、层门联动机构等组成。3）开门机 使轿厢门、层门自动开启或关闭的装置。4）门锁装置 设置在层门内侧，门关闭后，将门琐紧、同时接通控制电路，使轿厢方可运性的机电连锁装置。（5）重量平衡系统结构1）对重 由对重架和对重块组成，其重量与轿厢满载时的重量成一定的比例，与轿厢间的重量差具有一个恒定的最大值，又称平衡铁。2）重量补偿装置 在高层电梯中，补偿轿厢与对重侧曳引绳长度变化对电梯平衡设计影响的装置。（6）电力拖动系统结构1）曳引电动机 电梯的动力源，根据电梯配置可用交流电动机和直流电动机。2）供电装置 为电梯的电动机提供电源的装置。3）速度检测装置 检测轿厢运行速度，将其转变成电信号的装置。一般采用测速发电机或速度脉冲发生器，与电动机相联。4）电动机调速控制 交流调速电动机的速度控制方式，有交流变极调速、交流调压调速和变频变压调速；直流电动机具有调速性能好和调速范围大的特点，常用发电机构成的晶管励磁的发电机电动机、晶闸管直接供电的晶闸管电动机。（7）电气控制系统结构1）操纵装置 对电梯的运行实行操纵的装置。包括轿厢内的按纽操纵箱或手柄开关箱、层站召唤按纽箱、轿顶和机房中的检修或应急操纵箱。2）位置显示装置 设置在轿厢内和层站的指示灯，以灯光数字显示电梯运行方向或轿厢所在的层站。3）控制屏 安装在机房中，由各种电子器件和电器元件组成，对电梯实行电器控制的设备。 4）平层装置 在平层区域内，使轿厢达到平层准确度要求的装置。由磁感应器和遮磁板构成。5）选层控制器 对电梯运行的控制方式，由轿内开关控制、按纽控制、信号控制、集选控制、并联控制和梯群控制。（8）安全保护系统结构1）安全钳装置 轿厢应该有能在下行时动作的安全钳装置。在达到限速器动作速度时，甚至在悬挂装置断裂的情况下，安全钳装置应能夹紧导轨而使装有额定载重量的轿厢制停并保持静止状态。当安全钳装置作用时，装在它上面的一个电气安全装置应在安全钳装置动作以前或同时，使电动机停转。图3-1 电梯的基本结构剖视图1-减速箱；2-曳引轮；3-曳引机底座；4-导向轮；5-限速器；6-机座；7-导轨支架；8-曳引钢丝绳；9-开关碰铁； 10-紧急开关；11-导靴； 12-轿架；13-轿门； 14-安全钳；15-导轨； 16-绳头组合；17-对重； 18-补偿链；19-补偿链导轮； 20-张紧装置；21-缓冲器； 22-底坑；23-层门； 24-呼梯盒；25-层楼指示灯； 26-随行电缆；27-轿壁； 28-轿内操纵箱；29-开门机； 30-井道传感器；31-电源开关； 32-控制柜；33-曳引电机； 34-制动器；2）限速器 通常安装在机房内或井道顶部，是限制轿厢运行速度的装置。当轿厢运行速度达到限定值时，限速器动作，使轿厢两边安全钳的楔块同步提起，夹住导轨。3）缓冲器 设置在轿厢和对重的行程底部极限位置。如果缓冲器随轿厢或对重运行，则在行程末端应设有与其相撞的支座，支座高度至少要0 .5m。4）超速保护开关 在限速器机械动作之前，开关动作，切断控制回路，使电梯停止运行。5）上、下端站超越保护 在井道顶端、底端设置强迫减速开关、端站限位开关和终端极限开关。在轿厢或对重碰到缓冲器前切断控制电路。6）电气安全保护 电梯机械类安全装置多数设置相应的电气设备，构成电气安全保护线路。如供电系统断相、错相保护装置；轿顶、轿内和机房的检修运行装置等。2.2 变频调速电梯系统2.2.1变频调速原理交流电动机的转速公式为 n=60f(1-s)/p (2.1)公式中：f-定子供电频率； p-电动机极对数； s-电动机转差率；从式(21)中可知，若均匀连续不断的改变供电频率厂则可连续平滑的改变交流电动机的同步转速。但是电机学又告诉我们，电动机定子绕组的感应电势为 E1=4.44fw1k1 (2.2) 若略去电动机定子绕组中的阻抗压降，则定子绕组进线端点U1近似等于E1，即 U1E1=4.44fw1k1w (2.3) 由式（2.2）可知：若U1不变，则随着f的上升，将导致m下降；或随着f的降低，将导致m的上升。又由电机学可知，交流电动机的转矩为： M=CMMI2cosm (2.4) 由式（2.3）可见，当外加负载转矩M不变时（人数一定时，电梯属于恒转矩负载），m随着f的增加而减少，或m随f的减少而上升，将导致电动机转子电流有功分量（I2cos2）的变化，使得电动机的效率降低。同时电动机的最大转矩Mmax也将变化，严重时会使电动机堵转，而长时间堵转会烧坏电动机，或由于f的降低而使m增大，导致磁路饱和励磁电流增大，也使电动铁耗和铜耗增大。因此在许多场合下，要求在调速的同时，也要求改变电动机定子绕组的进行端电压U1从而保持m接近不变，即为了使电动机m为常数，调频时必须调压。2.2.2 变频电梯拖动系统组成 目前应用于各种建筑中的电梯一般均采用PLC可编程控制器控制，这种控制方式使电梯运行平稳舒适，利用变频器对电机进行驱动，系统的启动电流大大减小，避免了对居民用电和电网的冲击。由上述原理可知，交流异步电动机的转速是与供电电源频率成正比的，均匀和连续地改变定子绕组的供电频率，就可以平滑的改变电机的同步转速。但是对于电梯来，在电梯运行过程中，要保持电机的最大转矩不变，维持磁通不变。因此这就要求供电电压也要做相应的变化。这就是电梯电机要求的供电电源电压与频率成正比变化的原因。即通常所称的VVVF调速。 拖动系统是VVVF电梯的核心，对一个具体的电梯拖动系统来说，为了提高拖动系统的动态品质，减少电动机发热，节约能源和提高效率，必须在系统中应用矢量变换和PWM调制技术。现对其主要环节分别加以介绍。（1）整流回路 在低速电梯（0.45m/sv1.75m/s）中，整流器部分采用了三个二极管模块组成的三相桥式全波整流电路。在中、高速电梯（2m/sv12.5m/s）中整流器部分采用了由六个晶闸管模块组成的三相全控桥式整流电路。晶闸管的导通角开放大小由正弦波PWM控制，输出可调直流电压，事实上电梯在加速。恒速运行时，晶闸管的输出电压是恒定的，仅在减速时，晶闸管模块作为通路将来自于由电动机侧的再生能量反馈电网，此时，其输出电压是连续变化的。（2）充电回路 充电回路的主要作用是当主电源接通时，预先对大容量电解电容器进行充电，以便当主回路整流器开始工作时，不致形成一个很大的冲击电流，而使二极管模块损坏。充电回路中的变压器采用升压变压器，匝比为1比1.1。当电源电压输入为U的主电源合闸后，则充电回路的整流器输出 。当大容量电解电容器C充电到时，给控制微处理器发出充电结束信号，然后由开展微处理器发出电梯可以启动的信号。如果此时电梯不要求启动，则电容器C继续充电至。当电梯启动时，主回路整流器开始工作。其输出电压为而电容器C的电压从经电阻R2放电到。由于充电回路有一只隔离二极管D，所以主回路电流不能流向充电回路。（3）逆变回路 逆变器采用六只大功率晶体管模块，每个模块有一只GTR和一只续流二极管。因为大功率晶体管被导通时，相当于起一个开关的作用。当来自正弦波PWM控制回路的三相矩形系列脉冲经基极驱动回路放大后，按相序分别触发大功率晶体管基极，使其导通。由于三相系列脉冲每相相位差120度，所以逆变器中大功率晶体管S1、S3、S5分别在120度角滞后导通。而同一相上、下的大功率晶体管S1、S4、S3和S6以及S5和S2之间分别在各自的180度角区内导通。如S1在A相的正半周导通，S4在A相的负半周导通。并在每相之间输出电压为一个交变电压，线电压也为一个交变电压，线电压也为一个交变电压。（4）再生回路 再生回路仅用于采用二极管模块的整流器。当电梯运行由恒速状态变为减速状态，直至平层停车的这段时间，VVVF系统处于再生控制工作状态。再生电路就是提供VVVF系统再生能量释放的回路，其再生能量消耗在再生回路的电阻上。 电梯减速时，电动机的再生能量通过逆变器向直流侧的大容量电解电容器充电，当电容器的电压大于充电回路中整流器输出电压时，由基极驱动回路发出信号，驱动再生回路中大功率晶体管导通，然后电动机的再生能量以发热方式消耗在再生的电阻上。同时，大电容C上的电压通过该电阻放电至，此时再生回路中的大功率晶体管截止，则电动机的再生能量重新向大电容充电，重复前面过程，直至电梯完全停止为止。（5）基极驱动回路 由正弦波PWM控制回路的系列脉冲信号，必须经基极驱动回路放大后，才能控制逆变器中大功率晶体管的基极，使其导通。 在电梯减速时，VVVF系统的再生能量必须经过再生回路释放，因此，VVVF系统在减速再生控制时，主回路大电容的电压和充电回路输出电压在基极驱动回路比较后，经信号放大后驱动再生回路中大功率晶体管的导通。基极驱动回路除以上两个功能以外，还包含了主回路部分安全回路检测的功能：检测主回路直流侧的过电压，检测主回路直流侧的欠电压、基极驱动回路的逆变器大功率晶体管输出的欠电压、主回路直流侧充电电压的欠电压，检测主回路大容量电容器充电电压是否已达到，如达到则向控制微处理器发出充电结束信号。2.2.3 变频调速电梯(VVVF)的优点 VVVF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。由于系统采用高精度电光码盘，微机全数字化控制，使电梯平层精度达到毫米级，并且绝对保证电动机零速下闸，舒适感非常好。 VVVF控制的电梯相对于交流双速电梯、交流调压调速电梯（ACVV）都有十分突出的优点。下面与ACVV控制的电梯相比较。安全可靠。先进的电脑控制技术，完善的检测、自诊断、自保护功能，最大限度地考虑了电梯在任何情况下出现故障的可能性，设置了各种防故障和应急装置。 舒适感好。理想的电梯运行速度曲线，根据人体生理适应能力由高性能的微电脑设计而成，采用矢量控制技术对交流电动机进行精确调节，使电梯运行极其平衡、舒适。高速高性能。高速运行，最佳召唤应答处理和分配方式，根据乘客人流情况快速反应自动调节，使电梯运行迅速、合理，最大限度地缩短乘客候梯时间，使电梯运行效率得到充分发挥。 节约电能。全电脑控制的调节调频调速系统，不仅性能优异、功能齐全、质量可靠，而且具有优异的节能效果，与目前同规格的ACVV相比，节能约40%，并可使用户电源容量也大量减小。 节省机房空间。超小型的机房全电脑控制系统与传统的机房控制系统相比，体积减少1/2以上，重量大大减轻。因此，节省机房空间，减轻机房承重，提高建筑利用率，从而可节约建筑费用。利用率高。全电脑控制可以方便地使两台、三台、四台以上的电梯进行群控，合理安排，合理分配，提高电梯的运行效率。 准确的平层精度。经过电脑的高速、大量运算，采用高精度光电码盘，将速度转矩位置全闭环，停车时零速抱闸，平层精度在正负2mm以内。 自学习井道信息功能。自动学习电梯的提升高度、楼层间距，自动根据停靠距离选择运行曲线。 维护方便。现代化高科技设计，全电脑控制，大规模集成电路和半导体大功率模块在电梯控制中的应用，使现代电梯控制部份的可靠性、免维护性大大提高；新技术、新材料的应用，加强了电梯机械部件的耐磨损程度，提高了机械可靠性；自诊断能力和远程报警功能的实现，使得电梯维修保养工作越来越简单，越来越有针对性，越来越快速。无噪声机房和小噪声运行，大大降低了对环境的影响。 2.3 可编程控制器的介绍 PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。国际电工委员会（IEC）先后颁布了PLC标准的草案第一稿，第二稿,并在1987年2月通过了对它的定义。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有很丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力，有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和应用范围。这也是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。2.3.1 PLC的特点可编程控制器为了适应在工业环境中使用，有如下几个特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强 工业生产一般控制设备的可靠性提出很高的要求，应具有很强的抗干扰能力。PLC能在恶劣的环境中可靠的工作，平均故障间隔时间长，故障修复时间短。这是PLC控制优于微机控制的一大特点。PLC具有强烈的自诊断功能，保证在“硬核”都正常的情况下执行用户的控制程序。一旦出现CPU故障、RAM或I/O总线故障则立即给出CPU出错信号，并停止用户程序的执行，切断所有输出信号，等待修复。有些高档的PLC具有CPU并行操作，一旦某个CPU出现故障，系统仍能正常工作，并给出“带病工作信号”，要求修复出现故障CPU，这就增加了PLC的可靠性。另外，它在硬件、软件上也采取了提高可靠性的措施。（2）控制程序可变，具有很好的柔性这是PLC优于微机的另一个特点。目前，大多数PLC采用继电器控制形式的“梯形图编程方式”，既继承了传统控制线路的清晰直观，又考虑到大多数工矿企业电气技术人员的读图习惯和微机应用水平，因此易于接受，受到普遍欢迎。这种面向生产的编程方式与目前微机控制生产对象中常用的汇编语言相比，更容易被操作人员所接受。虽然在PLC内部增加了解释程序，从而增加了执行程序的时间，但对大多数的机电控制设备来说，这是微不足道的。为了进一步简化编程，当今的PLC还针对具体问题设计了诸如步进梯形指令、功能图及功能指令等。（3）功能强，性能价格比高 一台小型可编程序控制器内有成百上千个内部继电器、几十到几百个定时器和计数器、几十个特殊用途继电器，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器相比，它具有很高的性能价格比。一台可编程序控制器可以同时控制几台设备，也可以通过联网通信，实现分散控制，集中管理。（4）程序的设计、安装、调试工作量少可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。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，设计梯形图所花的时间比设计继电器系统电路图花的时间要少的多。可编程序控制器的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，输出信号的状态可以观察可编程序控制器上有关的发光二极管，调试好后再将可编程序控制器安装在现场统调。调试过程中发现问题一般通过修改程序就可以解决，调试的时间比继电器系统少的多。（5）维修工作量小，维修方便 可编程序控制器的故障率很低，并且有完善的自诊断和显示功能。可编程序控制器及外部的输入装置和执行装置机构发生故障时，可以根据可编程序控制器上的发光二极管或编程器提供的信息迅速的查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速的排除故障。（6）体积小，能耗低可编程序控制器的体积小、重量轻，很容易装在机械设备内部，是实现机电一体化的理想控制设备。可编程序控制器的配线比继电器控制系统的配线少的多，故可以省下大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时，加上开关柜体积的缩小，可以节约大量的费用。2.3.2 PLC与继电器的比较几十年来，继电器控制系统为工业控制的发展起到了巨大的作用，而且目前仍然在工业领域中大量地应用，然而其控制性能与自身的功能已无法满足与适应工业控制的要求和发展，与PLC相比较，存在着质的差别，表2.1给出了PLC与继电器控制系统功能与特点的比较。2.3.3 PLC的工作原理与普通微机类似，PLC也是由硬件和软件两大部分组成的。在软件的控制下，PLC才能正常地工作。软件分为系统软件和应用软件两部分。PLC的基本工作情况介绍如下：（1）输入处理：程序执行前，可编程序控制器的全部输入端子的通/断状态读入输入映像寄存器。在执行程序中，即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不变，直到下一扫描周期的输入处理阶段才表2.1 PLC与继电器控制功能与特点比较比较项目继电器控制PLC控制功能实现通过对继电器进行硬接线完成相应的控制功能对PLC进行编程实现所需控制要求对生产工艺变化的适应性需进行重新设计与接线，适应性差只需对程序进行修改，适应性强可靠性元器件多、触电多，容易出现故障采用大规模集成电路，绝大部分是软继电器，可靠性高柔韧性与灵活性差有种类齐全的扩展单元，扩展灵活控制的实时性机械动作时间常数大，实时性差微处理器控制，实时性非常好占用空间与安装控制柜体积大、笨重，安装施工工作量大体积小、重量轻，安装工作量小使用寿命易损，寿命短寿命长复杂控制能力极差很强价格较低较高维护复杂、工作量大工作量小读入这变化。另外，输入触点从“通”（ON）到“断”（OFF）或从“断”（OFF）到“通”（ON）变化到处于确定状态，输入滤波器还有响应延迟时间。 （2）执行程序：对应用户程序存储器所存的指令，从输入映像寄存器和其他软元件的映像寄存器中将有关软元件的通/断状态读出，从0步开始顺序运算，每次结果都写入有关的映像寄存器，因此各软件的映像寄存器的内容随着程序的执行在不断的变化。 输出继电器的内部触点的动作由输出映像寄存器的内容决定。 （3）输出控制信号：根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。 上述过程执行完后，又重新开始，反复地执行。每执行一遍所需的时间称为扫描周期。PLC的扫描周期通常为几十毫秒。在实际应用中，大多数机械设备的工作过程可以分为一系列不断重复的顺序操作，PLC的工作方式与此相似。因此，PLC的程序可与机器的动作要对应，程序编制简单、直观，不容易出错，而且容易修改，从而大大减少了软件的开发费用，缩短了软件的开发周期。为了提高工作的可靠性，及时接收外来的控制命令，PLC在每次扫描期间，除完成上述三步操作外，通常还要进行故障自诊断，完成与编程器等的通信。 每次扫描开始，先执行一次自诊断程序，对各输入输出点、存储器和CPU等进行两者一致，说明各部分工作正常，若不一致则认为有故障。此时，PLC立即启动关机程序，保留现行工作状态，并关断所有输出点，然后停机。诊断结束后，如没发现故障，PLC将继续往下扫描，检查是否有编程器等的通信请求，如果有则进行相应的处理。比如，接受编程器发来的命令，把要显示的状态数据、出错信息送给编程器显示等。处理完通信后，PLC继续往下扫描，输入现场信息，顺序执行用户程序，输出控制信号，完成一个扫描周期。然后又从自诊断开始，进行第二轮扫描。 PLC就这样不断反复循环，实现对机器的连续控制，直到接收到停机命令，或因停电、出现故障等才停止工作。第三章 系统详细设计31 系统硬件设计 电梯的设计主要包括硬件部分和软件部分的设计。本章对各个子系统进行分析然后选型，设计出总体框架，画出总设计原理图。3.1.1 设计分析 为了应用PLC实现对系统的预期控制，就必须对控制系统进行深入的分析与研究，根据系统的控制要求提出有效的总体控制方案与设计，在本节中主要介绍PLC控制系统的设计原则与控制模式的确定，下面根据近年来PLC的应用与发展情况对此加以简单的介绍。3.1.2 设计的基本原则 任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，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）PLC的选择除了应满足技术指标的要求之外，特别应指出的是还应重点考虑该公司的产品的技术支持与售后服务的情况，一般应选择在国内特别是在所设计系统本地有着较为方便的技术服务机构或较有实力的代理机构的公司产品，同时应尽量选择主流机型。 （2）最大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜集资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。（3）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。（4）保证控制系统的安全、可靠。 （5）考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有裕量。当然对于不同的用户要求的侧重点有所不同，设计的原则应有所区别，如何来提高产品产量和安全为目标，则应将系统可靠放在设计的重点，甚至考虑采用冗余控制系统。如果要求系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化。3.1.3 控制系统实现的功能 （1）一台电机控制上升和下降。 （2）各层设上/下呼叫开关（最顶层与起始层只设一只）。 （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，警铃。 （5）电梯内外设有方向指示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4-6秒应能自动关门；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，选层指令相对与电梯位置具有不同方向时，电梯应能按先入为主的原则，自动确定运行方向。 （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。 （13）自动关门待客。当完成全部轿厢内指令，又无层外呼梯信号时电梯应自动关门在调定时间内自动关闭轿厢照明。（14）自动返基站。当电梯设有基站时，电梯在完成全部指令后，自动驶回基站，停机待客。3.1.4梯形图设计 充分利用PLC提供的指令，根据模块化设计思想，依次对各控制功能设计梯形图。应尽量使结构清晰，程序简洁。梯形图设计完成后，可通过编程器将程序输人PLC。初次设计后可对程序进行模拟调试实际输入信号及反馈信号用按钮或开关模拟，输出不用接负载，可由PLC输出端的发光二极管显示负载状态。模拟调试时，按电梯的运行条件，依次设置输入信号，并观察输出信号正确与否，同时可通过编程器监控内部各点状态。控制流程图如下3-1图3-13.1.5 通用变频器的设计 变频器分为专用型变频器和通用型变频器。我们一般采用通用型变频器加PLC对电梯进行控制。本节主要讲述变频器的选型和设计过程。 变频器的选择 选择合适的变频器是电梯最关键的环节之一，必须根据电梯曳引电动机的各项参数，选择与之匹配的变频器。变频调速器在很大程度上决定电梯的主要性能，必须根据电梯对调速系统的性能要求，经过测试和科学分析，选择最佳变频器。 在选用变频器时，除了了解电梯的全面状况和电梯的各种参数及电动机的各种参数外，应重点考虑其矢量控制功能和速度闭环调节功能；变频器与电动机的容量适配；变频器电流的适配；PWM的调制频率；电压频率特性；调速范围；过载能力；跳跃频率及各种重要的保护功能等。 在变频器与电动机的匹配问题上，除了根据电动机和调速要求选择变频器外，变频器各项参数必须满足匹配电动和各项参数，必须准确测量电动机的各种参数，包括铜损、铁损、机械损等等，并将其设置在变频器中。根据各种特性本设计选择安川VS616G5型变频器。VS-616G5型变频器是安川电机公司面向世界推出的21世纪通用型变频器。这种变频器不仅考虑了V/F控制，而且还实现了矢量控制，通过其本身的自动调谐功能与无速度传感器电流矢量控制，很容易得到高起动转矩与较高的调速范围。包括电流矢量控制在内的四种控制方式均实现了标准化。并且有丰富的内藏与选择功能，能满足控制系统的需求。 VS616G5型变频器结构目前，在电梯行业中使用的变频器的品牌较多，其控制系统的结构也不尽相同。但就其总的控制思想却是大同小异。下面介绍用可编程序控制器控制的VS616G5变频器的结构特点。由于采用PLC作为逻辑控制部件，故变频器和PLC通讯时采用开关量而不用模拟量。由于616G5为通用型变频器，因而用在电梯控制上为了满足运行效率、舒适感、平层精度和安全性的要求，其参数设置比专用型变频器要复杂得多。为了保证平层精度及运行的可靠性，曳引电动机的转速控制应是闭环的。变频器其他常用参数可根据电网电压和电机铭牌参数直接输入。为使变频器工作在最佳状态，在完成参数设置后，需使变频器对所驱动的电动机进行自学习，其方法是：将曳引机制动轮与电动机轴脱离，使电动机处于空载状态，然后启动电动机，变频器便可自动识别并存储电动机有关参数，使变频器能对该电动机进行最佳控制。变频器的标准规格如表3.1所示。 VS616G5变频器的参数设置 VS-616G5变频器共有9组参数，每一组参数的设定都具有特定的含义。常用参数见表3.2。其中A组是用来确定控制模式；B组选择运行功能；C组确定加减速时间及转矩补偿时间；D组是选择频率；E组确定运行压频曲线；F组是保护装置；H组是确定偏差标准的设定。从表中可以看出，各参数是根据电梯运行舒适感的原则进行设计的，其中有些参数是根据电网和电机铭牌数据直接输入的。表3.1 616G5型变频器的标准规格电 压容 量 范 围200V400V1.2110kVA1.4460kVA电 源电压频率200V：三相200/208/220V400V：三相380/400/415/440/460V电压允许变动+10% -15%频率允许变动-5%+5%主 控 制 特 性控 制方 式正弦波PWM控制 V/F控制无传感器矢量控制（无PG）带传感器矢量控制（带PG）带传感器V/F控制（用参数切换）启动转矩150%/1Hz（无PG） 150%/0r/m（带PG）速度控制范围1：100 （无PG） 1：1000（带PG）速度控制精度0.2% （无PG） 0.02%（带PG）速度响应5Hz （无PG） 30Hz（带PG）转矩精度-5%+5%转矩响应20Hz（无PG）以上150Hz（带PG）以上频率控制范围0.1400Hz频率精度（温度变动）数字式指令0.01%（-10C+41C）模拟指令0.1%（-25C+10C）频率设定分辨率（运算分辨率）数字式指令0.01Hz/100Hz模拟指令0.03Hz/60Hz输出频率分辨率0.01Hz过载量额定输出电流150%1min频率设定信号-10V10V，010V，420mV加速度时间0.016000.0s制动转矩约20% 带制动选择150%主要控制功能瞬停再启动，下降控制，零点伺服控制等保护功能电机保护，变频器过载，瞬间过电流，电压下降过电压输入缺相表3.2 安川616G5变频器主要参数设置表参数名称设定值说明A102控制方式选择 2 不带PG矢量控制方式B101频率指令选择 1B102运行指令选择 1B103停止方法选择 0B104反转禁止选择 0B201零速电平选择0.1HzB204停止时直流制动时间 1.0SC103加速时间22.0SC104减速时间32.0SC201加速开始时S型曲线时间0.6SC202加速完了时S型曲线时间 0.6SC203减速开始时S型曲线时间0.6SC204减速完了时S型曲线时间0.6SC501ASR比例增益1 5C502ASR积分时间1 3SD109检修速度 200rpmE101输入电压设置 380vE104最高输出频率 50HzE105最大电压 380E106额定电压频率 50HzE201电机额定电流35A按电机铭牌设置E202电机额定滑差按电机铭牌设置E203电机空载电流29.5A按电机铭牌设置E204电机级数按电机铭牌设置F101PG常数根据旋转编码器铭牌设置F102PG断线检测时的动作选择 0F103超速时的动作选择 0F104超速偏差过大的动作选择 0F105PG分频比根据电机级数设置 变频器的容量选择变频器的功率可以根据曳引电动机功率，电梯运行速度，电梯载重与配重进行计算。设电梯曳引电机功率为P1,电梯运行速度为v,电梯自重为W1，电梯载重为W2,配重为W3；重力加速度为g。变频器功率为P。在最大载重下，电梯上升所需曳引功率为P2： P2=（W1+W2-W3）g+F1v其中F1=K（W1+W2-W3）g+为摩擦力，可以忽略不计。 电机功率P1,变频器功率P应接近于电机功率P1,相对于P2留有安全裕度，可取P1.5P2。3.1.6 PLC控制系统的设计 为了应用PLC实现对系统的预期控制，就必须对控制系统进行深入的分析与研究，根据系统的控制要求提出有效的总体控制方案与设计，在本节中主要介绍PLC控制系统的设计原则与控制模式的确定，下面根据近年来PLC的应用与发展情况对此加以简单的介绍。 任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求,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）PLC的选择除了应满足技术指标的要求之外，特别应指出的是还应重点考虑该公司的产品的技术支持与售后服务的情况，一般应选择在国内特别是在所设计系统本地有着较为方便的技术服务机构或较有实力的代理机构的公司产品，同时应尽量选择主流机型。 （2）最大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜集资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。（3）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。（4）保证控制系统的安全、可靠。 （5）考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有裕量。当然对于不同的用户要求的侧重点有所不同，设计的原则应有所区别，如何来提高产品产量和安全为目标，则应将系统可靠放在设计的重点，甚至考虑采用冗余控制系统。如果要求系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化。（1）一台电机控制上升和下降。 （2）各层设上/下呼叫开关（最顶层与起始层只设一只）。 （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，警铃。 （5）电梯内外设有方向指示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4-6秒应能自动关门；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，选层指令相对与电梯位置具有不同方向时，电梯应能按先入为主的原则，自动确定运行方向。 （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。 （13）自动关门待客。当完成全部轿厢内指令，又无层外呼梯信号时电梯应自动关门在调定时间内自动关闭轿厢照明。 （14）自动返基站。当电梯设有基站时，电梯在完成全部指令后，自动驶回基站，停机待客。 充分利用PLC提供的指令，根据模块化设计思想，依次对各控制功能设计梯形图。应尽量使结构清晰，程序简洁。梯形图设计完成后，可通过编程器将程序输人PLC。 初次设计后可对程序进行模拟调试实际输入信号及反馈信号用按钮或开关模拟，输出不用接负载，可由PLC输出端的发光二极管显示负载状态。模拟调试时，按电梯的运行条件，依次设置输入信号，并观察输出信号正确与否，同时可通过编程器监控内部各点状态。 变频器分为专用型变频器和通用型变频器。我们一般采用通用型变频器加PLC对电梯进行控制。本节主要讲述变频器的选型和设计过程。 选择合适的变频器是电梯最关键的环节之一，必须根据电梯曳引电动机的各项参数，选择与之匹配的变频器。变频调速器在很大程度上决定电梯的主要性能，必须根据电梯对调速系统的性能要求，经过测试和科学分析，选择最佳变频器。 在选用变频器时，除了了解电梯的全面状况和电梯的各种参数及电动机的各种参数外，应重点考虑其矢量控制功能和速度闭环调节功能；变频器与电动机的容量适配；变频器电流的适配；PWM的调制频率；电压频率特性；调速范围；过载能力；跳跃频率及各种重要的保护功能等。 在变频器与电动机的匹配问题上，除了根据电动机和调速要求选择变频器外，变频器各项参数必须满足匹配电动和各项参数，必须准确测量电动机的各种参数，包括铜损、铁损、机械损等等，并将其设置在变频器中。根据各种特性本设计选择安川VS616G5型变频器。VS-616G5型变频器是安川电机公司面向世界推出的21世纪通用型变频器。这种变频器不仅考虑了V/F控制，而且还实现了矢量控制，通过其本身的自动调谐功能与无速度传感器电流矢量控制，很容易得到高起动转矩与较高的调速范围。包括电流矢量控制在内的四种控制方式均实现了标准化。并且有丰富的内藏与选择功能，能满足控制系统的需求。目前，在电梯行业中使用的变频器的品牌较多，其控制系统的结构也不尽相同。但就其总的控制思想却是大同小异。下面介绍用可编程序控制器控制的VS616G5变频器的结构特点。由于采用PLC作为逻辑控制部件，故变频器和PLC通讯时采用开关量而不用模拟量。由于616G5为通用型变频器，因而用在电梯控制上为了满足运行效率、舒适感、平层精度和安全性的要求，其参数设置比专用型变频器要复杂得多。为了保证平层精度及运行的可靠性，曳引电动机的转速控制应是闭环的。变频器其他常用参数可根据电网电压和电机铭牌参数直接输入。为使变频器工作在最佳状态，在完成参数设置后，需使变频器对所驱动的电动机进行自学习，其方法是：将曳引机制动轮与电动机轴脱离，使电动机处于空载状态，然后启动电动机，变频器便可自动识别并存储电动机有关参数，使变频器能对该电动机进行最佳控制。变频器的标准规格如表4-1所示。 VS-616G5变频器共有9组参数，每一组参数的设定都具有特定的含义。常用参数见表3.2。其中A组是用来确定控制模式；B组选择运行功能；C组确定加减速时间及转矩补偿时间；D组是选择频率；E组确定运行压频曲线；F组是保护装置；H组是确定偏差标准的设定。从表中可以看出，各参数是根据电梯运行舒适感的原则进行设计的，其中有些参数是根据电网和电机铭牌数据直接输入的。 变频器的功率可以根据曳引电动机功率，电梯运行速度，电梯载重与配重进行计算。设电梯曳引电机功率为P1,电梯运行速度为v,电梯自重为W1，电梯载重为W2,配重为W3；重力加速度为g。变频器功率为P。在最大载重下，电梯上升所需曳引功率为P2： P2=（W1+W2-W3）g+F1v其中F=K（W1+W2-W3）g+为摩擦力，可以忽略不计。 电机功率P1,变频器功率P应接近于电机功率P1,相对于P2留有安全裕度，可取P1.5P2。为了使变频器工作在最佳状态，在完成参数设置后，需使变频器对所驱动的电动机进行自学习，而616G5就具有曳引机参数自学习的功能，其方法是：将曳引机制动轮与电机轴脱离，使电动机处于空载状态，然后启动电动机，让变频器自动识别并存储电动机有关参数，变频器将根据识别到的结果调整控制算法中的有关参数。显然，这一组自学习到的参数，是和变频器匹配的最佳参数，使变频器能对该电动机进行最佳控制。通过编写自学习程序可以取得不同楼层脉冲数和各平层点的脉冲数。 为了适应电梯的迅速发展，利用PLC控制代替传统继电器控制已成为发展主流。PLC是集计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置，其控制精度高，适应性好，抗干扰能力强，能满足电梯各性能方面的要求。本节对PLC控制系统的进行具体的阐述。 曳引电机的选型本设计的电梯型号为：TKJ1000/1.6JX。表示为交流调速乘客客梯，额定载重量是1000KG，额定速度为1.0m/s，采用集选控制方式。现根据电梯要求来对曳引电动机选型。通过经验公式P=MGV,其中M为电梯额定载重,G为重力加速度，V为额定速度，计算可得知曳引电动机功率大小约为9.8 kW。从电机产品中的JTD系列的电梯专用交流电动机的规格表中选：JTD-430电动机。其基本参数介绍如下：功率：11.2kW电压：AC380V频率：50Hz 转速：1460rmp电梯控制系统硬件构成电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器调速系统构成，控制系统结构图如图3-2所示。图中变频器只完成调速功能，而逻辑控制部分是由PLC完成的。PLC负责处理各种信号的逻辑关系，从而向变频器发出起停信号，同时变频器也将本身的工作状态输送给PLC，形成双向联络关系。 图3-2 电梯控制系统结构图根据前面电梯对其拖动系统要求的分析可知，当电梯所需曳引力方向与运行方向相反时，电梯减速运行，电机处于发电制动状态，负载的位势能量将被转换成电能，并通过逆变器传送到变频器的中间直流环节中，如果不采取相应的措施，变频器中滤波电容的电压将上升。为了解决这个问题，通常有两种方案：一种是变频器外接一个制动器将这部分回馈的能量消耗在电阻上。这种方案虽然简单，但在电梯中使用时存在着两个缺点：一是在电梯运行过程中将有较大的能量损耗，使电梯运行的整体效率降低；二是所能产生的制动转矩较小，且不稳定，不能完全满足高性能电梯的要求。为此我们采用了第二种方案，即变频器外接一个能量再生反馈电路FRH，它能将电机制动时回馈到变频器中间直流环节的能量传送到电网中去，这样不仅可以节约能量，提高系统整体运行效率，而且还可获得足够的制动转矩，保证电梯的稳定运行。 旋转编码器的应用对于电梯的速度控制和平层精度问题，单靠开环变频器是很难准确实现的。因此有必要在开环变频器的外围增设速度反馈，构成闭环调速系统，以获得满意的平层精度和准确的速度控制。为此，系统还配置了与电动机同轴连接的旋转编码器及PG卡，完成速度检测及反馈，一起构成一个闭环的速度控制系统。从而满足了电梯大范围速度控制和准确平层精度的要求。 旋转编码器与主电动机同轴连接，通过PG卡（又名编码器连接板）对电动机测速和反馈电梯的位置。选用OMRON公司的1024脉动增量式光电脉冲旋转编码器。旋转编码器与电动机同轴连接，产生A，B两相脉冲。当A相脉冲超前于B相脉冲90度时，认为电动机处于正转状态；当A相脉冲滞后于B相脉冲90度时，认为电动机处于反转状态。根据A，B相脉冲的相序，可判断电动机的转向。根据A，B脉冲的频率（或周期）可测得电动机的转速。若以A，B相脉冲的前沿或后沿产生计数脉冲，可以形成代表正向位移和反向位移的脉冲序列。旋转编码器将此脉冲输出给PG卡，PG卡再将此反馈信号送给变频器，以便进行调节。为使PLC对变频器进行有效的速度闭环控制，PLC与变频器之间还存在如下的信号传输。（1）PLC发往变频器的控制信号，主要有：PLC检测电梯门连锁、安全回路和系统工作正常，允许变频器的工作信号；电梯运行方向信号（上行或下行）；电梯运行速度信号（检修运行、单层运行、多层运行、爬行等）；电梯减速和平层停车信号。（2）变频器反馈给PLC的信号。主要有：变频器正常工作状态；电梯有速度信号；速度一致（变频器上的速度指令与电动机实际运行速度相匹配）；减速及停车状态。旋转编码器可将电梯在井道中移动的距离转化为脉冲个数输出。将旋转编码器安装在曳引电机齿轮减速箱输出轴的轴端上，所以它能直接反映电梯的运行情况。随着曳引电机的转动而旋转，这样就可以从旋转编码器的脉冲输出端获得正比于电梯运行距离的脉冲个数。然后将此脉冲通往PLC的高速计数器的存储单位。运行前通过编程方式将各信号，如换速点位置、平层点位置、制动停车点位置等所对应的脉冲数，分别存人相应的内存单元。在电梯运行过程中，通过旋转编码器检测、软件实时计算以下信号：电梯所在层楼位置、换速点位置、平层点位置。从而进行楼层计数、发出换速信号和平层信号。用PLC的高速计数器对PG卡的输出脉冲进行计数，累加后与设定的脉冲数相比较。当高速计数器的计数值与换速点对应的脉冲数相等时，且目的层有有效的选层信号或呼梯信号，则发出换速信号，电梯转入爬行阶段。当轿厢到达各楼层计数点时，楼层数加1或减1。为防止计数脉冲高电平期间反复计数，采用楼层计数信号上沿触发楼层计数。当高速计数器的计数值与平层点的计数脉冲相等时发出平层信号则电梯平层。 系统主电路图 VVVF变频器构成的电梯曳引系统的结构图如图4-3所示。该系统由电动机IM，脉冲编码器PG，变频器VS616G5以及PG卡组成。能量再生反馈单元FRH。这些设备按图中接线连接起来就构成了一个能实现四象限运行的闭环交流变频调速系统，其本身的可靠性和保护功能已完全能满足电梯对其拖动系统的要求。拖动系统的功能可由变频器内部的参数来设定，而电梯的运行则由完成电梯集选控制的可编程序控制器来控制。 图3-3 系统主电路图 电梯的工作过程电梯一次完整的运行过程，就是曳引电动机从起动、匀速运行到减速停车的过程。PLC接收来自操作面板和呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算后实现电梯的集选控制，PLC在输出显示和监控信号的同时向变频器发出运行方向、启动、加速、减速、运行和制动停梯信号。电梯运行控制的过程可用图4-4加以说明。曳引电动机正转（或反转）控制及高速控制信号有效时，电动机开始从 0Hz到50Hz开始起动，STF与COM之间和RH与COM之间同时接通，起动时间在3s左右，电梯上行加速，加速到额定速度时，然后维持在50Hz的速度一直运行，完成起动及运行段的工作。当换速信号到来后，PLC撤消高速信号RH与COM之间断开，同时RL与COM之间接通时，电梯上行减速，减速到爬行速度时，电梯爬行上升。此时爬行的输出频率为6Hz。从50Hz到6Hz的减速过程在3s之内完成，当达到6Hz速度时电梯停止减速，并以此速度爬行。当平层信号到来后，STF与COM之间和RL与COM之间同时断开，PLC撤消爬行信号，同时发出停梯信号，此时电动机从6Hz减速到0Hz，电梯停梯。电梯下行的过程与上行类似，只是将控制端STF改成STR。正常情况下，在整个起动、运行、减速爬行段内，变频器的零速输出点一直是闭合的。减至0Hz之后零速输出点断开，通过PLC抱闸及自动开门。 图3-4 电梯运行过程 电梯门系统设计电梯门机设计是硬件设计的一个重要部分。本设计采用小型直流电动机作为自动门系统的驱动力。其电气控制线路原理图如图3-5 所示。其工作原理如下：当按下关门按钮，直流电源的正极经熔断器、GMJ再通过开门继电器常闭触点和R2电阻进行电枢分流而使门机M向关门方向转动，电梯开始关门。当门关至三分之二时，关门限位开关1GM动作，使R2电阻被短接一部分，使流经R2的电流增大，则总电流增大，从而使RD1上的压降增大，也就是使电动机的电枢端电压下降。此时电动机的转速随其端电压的降低而降低，也就是关门速度减慢，直至轻轻地平稳地完全关闭为止。此时关门限位开关动作，使GMJ失电复位。至此关门过程结束。对于开门情况完全与上述的关门情况一样。 图3-5 门系统原理图3.1.6 .7I/O接口电路设计I/O电路表示PLC与操纵盘、井道以及控制柜其他电器之间的连接，根据输人信号的作用和输出类型进行I/O地址分配。决定运行方式和运行条件等重要输人信号应排列在前面，如安全信号、门连锁、有/无司机、门机信号、检修、消防等输人信号。负载电压类型和等级相同的输出合为一组，利用同一公共输出点。对于PLC的输入输出设备必须进行I/O点的分配，即对每个I/O设备都给出一个I/O的分配号，以便PLC能识别它们。不同的PLC的I/O的点数是不同的，设计时对I/O总体点数要考虑留有10%15%的余量。经过上述分析后，根据所确定的电梯层站数、控制方式等，计算控制系统的输人信号及输出信号的数量，同时对输人、输出信号是模拟量还是数字量要分开考虑，然后分类统计出各输入、输出量的电压类型、等级、数量，共有输入36个，输出31个，考虑到要留有1015的扩充I/O接口，所以本设计按五层的电梯，采用三菱公司的FX2N-80MR系列可编程控制器（总共40个输入、40输出点）。根据选用的FX2N-80MR的输出、输人点数分配情况及计算的I/O点数的实际情况，经过综合分析，列出I/O分配表3.3。表3.3 I/O分配表序号输入序号输出X1门连锁电器Y0上行指示X2开门按钮Y1下行指示X3关门按钮Y2加速接触器X4上强迫换速开关Y3减速接触器X5下强迫换速开关Y4报警X6直驶、满载开关Y5抱闸继电器X7有/无司机开关Y10开门输出X10轿内一楼按钮Y11关门输出X11轿内二楼按钮Y12检修速度X12轿内三楼按钮Y14A段X13轿内四楼按钮Y15B段X14轿内五楼按钮Y16C段X16一楼上召按钮Y17D段X17二楼下召按钮Y20E段X20二楼上召按钮Y21F段X21三楼下召按钮Y22G段X22三楼上召按钮Y23上行指示方向灯X23四楼下召按钮Y24下行指示方向灯X24四楼上召按钮Y30一楼指令指示灯X25五楼下召按钮Y31二楼指令指示灯X27消防信号Y32三楼指令指示灯X30门区感应器Y33四楼指令指示灯X31上平层感应器Y34五楼指令指示灯X32下平层感应器Y35一楼上召指示灯X33一楼楼层感应Y36二楼上召指示灯X34二楼楼层感应Y37三楼上召指示灯X35三楼楼层感应Y40四楼上召指示灯X36四楼楼层感应Y41二楼下召指示灯X37五楼楼层感应Y42三楼下召指示灯X41上限位开关Y43四楼下召指示灯X42下限位开关Y44五楼下召指示灯X43检修开关M1M5楼层辅助继电器X44主接触点 M11M15轿内指令登记继电器X46检修上行开关M21M2414楼上召继电器X47检修下行开关 M32M3525楼下召继电器X0高速计数器 电梯PLC设计外部接线图 根据电梯的输入、输出端口的具体分配，利用软件画出PLC的外部接线图。如图3-6所示。变频器 图3-6 PLC外部接线图3.2 系统软件设计3.2.1 指层控制回路本例中楼层信号是通过安装于每层井道内的感应器及安装在轿顶的隔磁板来实现，但由于获得的楼层信号不连续，因而需要通过程序实现。X33 X37分别为15层感应器在PLC的输入端地址。其实现程序见图3-7。 图4-7 连续层楼控制回路上述程序中M1M5为PLC内部辅助继电器，其作用相当于继电器控制线路中的15楼的楼层辅助继电器。取得楼层信号后，就要将楼层信息通过指示灯或七段数码管表示出来。若用指示灯表示层楼信号，程序非常简单。本例中采用七段数码管来表示楼层信号，其梯形图如图3-8。Y14，Y15, Y16, Y17, Y20, Y21, Y22为七段码中A, B, C, D, E, F, G各个笔画的PLC输出端地址。图3-8 楼层信号显示3.2.2 轿内指令与厅外召唤的登记和消号轿内指令和厅外召唤登记的条件是按下要登记的按钮，若此时电梯处在正常运行状态，而且电梯又不在登记的层楼，则该登记有效。轿内指令登记消号的条件是：当电梯正常运行至登记楼层时，指令登记即被消号。厅外召唤消号的条件是：当电梯正常运行至厅外召唤的楼层且电梯的运行方向与召唤按钮图3-9 轿内与厅外登记和消号的方向一致时，厅外召唤即被消号。当在安全回路继电器动作、轿内电锁断开、检修等状态下指令信号不予登记，登记的信号即刻消号。下列程序中X10X14为15轿内指令按钮在PLC输入端的地址，M11M15为PLC内部辅助继电器，表示15楼的轿内指令登记继电器。X0为安全回路继电器常开触点在PLC的输入端地址，X3为轿内电锁在PLC的输人端地址，X43为检修开关在PLC的输人端地址。轿内指令登记与消号的程序如图4-9。在电梯楼层转换时厅外召唤才消号。内指令登记后，需要对登记的指令用指示灯输出显示，图3-10可实现这种功能，其中Y30Y34为15楼内指令指示灯在PLC输出端的地址。 图3-10 轿内登记按钮指示灯显示厅外召唤登记、消号与指示灯输出的程序见图4-11。其中X 16 , X20 , X22 ,X24为14楼上召唤按钮在PLC输人端的地址，M21 M24为PLC内部辅助继电器，表示14楼的上召唤继电器，Y35Y37, Y40为1-4楼上召唤指示灯在PLC输出端的地址；X 17 , X21, X23 , X25为25楼下召唤按钮在PLC输人端的地址，M32M35为PLC内部辅助继电器，表示25楼的下召唤继电器，Y41 Y44为25楼下召唤指示灯在PLC输出端的地址。M30, M40为PLC内部辅助继电器，分别代表电梯的上行和下行方向辅助继电器。3.2.3 选层、定向回路电梯的定向是综合考虑电梯的运行方式、轿内指令、厅外召唤及电梯所处楼层的位置的基础上，确定电梯的运行方向。选层是在有轿内指令或厅外召唤信号的情况下，电梯应响应哪个信号；电梯即将到达有轿内指令登记或与电梯运行方向相同的厅外召唤信号的楼层时，发出换速信号。在有司机正常运行 图3-11 厅外登记消号与指示灯输出图3-12 电梯的选层、定向（上行）状态下，由轿内指令及电梯所处的位置来确定电梯的运行方向；在无司机正常运行状态下，厅外召唤信号根据电梯的所处位置来参与电梯的定向。电梯的上行方向的确定程序如图3-12。电梯下行方向的确定程序如图3-13。程序中M 100为PLC内部辅助继电器，代表电梯的上行方向继电器，M101为PLC内部辅助继电器，代表电梯的上行方向继电器；X7为有/无司机开关在PLC输人端的地址；X46 , X47为检修上行和下行按钮在PLC输人端的地址。Y23 , Y24为上行、下行方向指示灯在PLC输出端的地址。图3-13 电梯的选层、定向（下行）电梯的选层换向程序如图3-14。图3-14 电梯的选层换向3.2.4 运行控制程序电梯的运行控制主要是在保证电梯安全回路及门联锁正常工作的前提下，对电梯的启动加速、稳速运行、减速、停车等的控制。实际上，表现为对电梯的上行、下行和加速、减速的控制。该部分功能实现的程序如下：其中Y0, Y1分别为上行和下行接触器在PLC输出端的地址；Y2, Y3分别为加速和减速接触器在PLC输出端的地址；X4, X5分别为上行、下行端站强迫减速开关在PLC输入端的地址；X31, X32, X30分别为上下平层感应器和方向保持感应器在PLC输入端的地址。M 120为PLC内部辅助继电器，代表运行回路的启动继电器。运行控制梯形图如图3-14。图3-15 电梯的运行控制程序3.2.5 开关门控制程序下列程序主要完成电梯的手动开门、无司机状态下的本层开门、电梯运行到达目的层站时的自动开门、手动关门、无司机状态下的自动延时关门、基站外启动时的开关门等功能。电梯开关门运行回路梯形图如图3-15。 图3-16 电梯开关门运行回路3.2.6 消防运行回路 电梯的消防运行包括两种状态：消防返基站和消防员专用，当位于基站或消防中心的消防开关动作，消防信号X27输人PLC，并由其产生一个上升沿微分输出信号M400，并由M400接通M405，由M405将所有内选外呼消号。此时，若电梯上行，通过消防信号X27、上行继电器X100、消防员专用继电器M402常闭触点接通换速继电器M110，电梯换速停车，停车后接通一楼内指令登记继电器M11，电梯自动返基站；若此时电梯下行或处于停车状态，则电梯消号的同时自动接通M11并自动返基站。 当电梯自动返回基站停车开门后，消防员专用继电器M402接通，电梯转入消防员专用功能，在此状态下，恢复自动开关门和内选模块功能，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，在每次运行停止，由M40发出下降沿微分输出信号，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。图3-17为消防运行控制程序。图3-17 消防运行回路第四章系统测试及评估 电梯调试是电梯安装过程中不可缺少的一个重要环节。调试工作分为机械调试和电气调试两大部分。电梯调试是对电梯安装质量的全面检查和精心调整。 认真、仔细的调试，可以修正和弥补产品设计过程中存在的某些缺陷和安装的不足，使电梯系统稳定、安全、可靠地工作，达到国家标准对电梯的要求。4.1 调试前的基本检查 调试前首先拆下控制盘内地线与接线柱的跨接线，然后进行以下检查。（1）低压绝缘：低压回路（光电装置，电子控制回路）使用低压绝缘试验计（工作电压小于15V）或用数字万用表来测试绝缘电阻。低压绝缘试验在大地与被测端子间进行。传送信号线的绝缘试验（拆卸控制盘内的按钮电源保险丝，10VDC与100VDC；拆卸控制盘内的按钮连接器）确认插人控制盘的按钮连接器的100VDC插头与其他插头的电阻值为无限大。如电阻值在0.5M欧以下，属异常现象，要检查接线情况。 （2）高压绝缘：（用电池式绝缘试验计，严禁用手摇式）：由于PLC控制的电梯，电子板上使用了大量的半导体元件，高压很可能使它们损坏。所以在实施高压绝缘试验前，首先要拔掉PLC控制板，然后再进行测试。高压绝缘试验在控制盘内主回路（自动断路器二次侧，电动机三个接线端U, V, W），熔断器，电源低压侧与大地之间进行。在电动机接线端子盒内拆卸电动机端线U，V，W，应用电工胶带将各端子缚住（防止短路），并拆卸制动器电线的连接器。检查小型继电器、主接触器安装基板的连接状态、各保险丝安装情况。（3）绝缘电阻：控制柜中应检查各导体之间、导体与地之间的绝缘电阻，其值必须大于1000，且不得小于下述规定：动力电路和电气安全装置电路为0.5M欧；其它控制电路（控制、照明、信号等）为0.25M欧。（4）检查门回路当门锁开关不起作用时（有的可能尚未安装），可以在保证各厅门安全的情况下，用短接线暂时将轿厢操作盘中的门短路跨接端子短路。4.2 不挂曳引绳的通电试验为确保安全，在电梯负载试验前必须进行本试验工作，其实验步骤如下：（1）将原已挂好的曳引钢丝绳按顺序取下，并作好顺序标记。（2）暂时断开信号指示和开门机电源的熔断保险器。取下各熔断器的熔断芯而用3A的熔断丝临时代替。（3）在控制屏的接线端子上用临时线短接门锁电接点回路、限位开关回路及安全保护接点回路和底层的电梯投入运行开关接点。（4）合上总电源开关，用万用表检查控制屏中大型接线端子上的三相电源端子的电压是否为380V，各相电压是否一致，如电压正常则应观察相位继电器是否工作，若未工作，说明引入控制屏的三相电源线相序不对，应调换其中两根电源线的位置。（5）用万用表的直流电压档检查整流器的直流输出电压是否正常，与控制屏上原已社顶的极性是否一致，不一致应更正。（6）检查和观察安全回路继电器是否吸合，令其吸合。（7）用临时线短接控制屏接线端子的检修开关接点端子，断开来自轿厢部分的有司机或自动运行接线，这时控制屏上的检修状态继电器应吸合，使电梯处于检修状态。（8）手动上行方向开车继电器，此时电磁制动器松闸张开，曳引电动机慢速想某一方向旋转，如不是向上运行方向，应调换引入曳引电动机的电源线顺序，使其转为上行方向。在手动按下下行方向开车继电器，再次检查曳引电动机的转向。（9）在轿内操纵箱上，操纵上行和下行开车按钮，曳引机应转动运行，直至运行方向正确，如不能令曳引机转动，则说明控制屏内的方向辅助继电器未吸合，应仔细检查，直至动作正确为止。上述各项实验结束后才可以进行下面的调试工作。4.3 慢速运行调整 电梯慢速运行的调试步骤如下。（1）上电准备电梯在未试车前，应首先切断曳引电动机负载线，并把它们用绝缘胶带包起来。对控制柜和电气线路进行通电实验，先做好以下准备：把控制拒、轿顶操纵箱的手动一自动（AUTO-HAND）开关放在手动侧（HAND）；把轿顶操纵箱的电源（POWER）开关合上，把运行停止（RUN/STOP）开关拨到RUN位置；把轿内的RUN/STOP开关拨到RUN一端；分离从曳引机制动装置上引出的控制电缆，并用胶带包好。 （2）电源及控制电压检测VVVF电梯，对供电电源质量要求较高，尤其是给PLC提供的电源电压要求更高。供电系统提供的电源电压波动应该在额定电压的士5%以内。各相间电压在额定电压下的不平衡度要在士3%以内（如果不平衡度大于3%会引起电梯运行振动和曳引电动机噪声大）。 控制电压的确认设定：供给PLC电源电压误差不大于5%，以各检测端子测定在控制回路的电压为准。 （3）无负载模拟试车无负载模拟试车就是使电梯在检修状态下，只进行控制柜的控制程序检查。所以要从控制柜上将曳引电动机甩开，只实验电梯的电气控制程序。确保断开电动机电源连接线和电梯松闸回路后，接通电源。 首先检查安全回路，安全回路是电梯安全、可靠运行的重要保证，必须绝对确保此回路完全正常。对安全回路的每个安全开关都要逐一检查，断开任一安全开关，安全回路都应断开。安全回路无误后，检查电梯控制运行程序，模拟各种操作，检查程序运行是否正确。 （4）用手点动，慢车运行 断开电梯总电源。连接电动机电缆在接线盒上的U，V，W外部线及制动器上的电源引出线。再次确认AUTO/HAND开关放在HAND（手动，即检修状态）位置。接通电源，强制点动按下机房控制柜上的上行按钮UP，观察控制柜各电气部件的工作程序是否正确。如果没问题，轿厢应该慢车向上运行。同样，强制点动按下下行按钮DN，电梯就应该向下慢车运行。当电梯轿厢慢车进人门区时，机房控制柜中的发光二极管DZ就亮。如果把DOOR开关拨到ON位置，进行正常的慢车运行，轿厢进入门区后，门会自动打开。如果不再操作，电梯会一直保持开门状态。按下UP或DN开关，此时电梯门开着，会自动关门，然后启动加速运行。松开按钮，电梯会立即停止运行，如果在门区，电梯会自动开门。上下点动慢车运行几次，无误后再分别操纵轿顶、轿内的UP或DN开关，以同样的步骤点动运行。如果都正确，说明电梯慢车运行正常。 （5）制动器的临时设定 制动器在电梯运行时，应动作灵活、制动可靠、张开时闸瓦与制动轮之间的间隙均匀，且在0.20.5mm之间。制动器弹簧调整到200 %（如果无刻度，就调整到极限位置）。确认制动器在电梯上行或下行时，都是可以开放的。将制动器冲程设定到约2mm。 （6）带负载慢车试运行首先打开制动器，人工手动盘车，让电梯上下运行一段距离，无误后方可上电慢车试运行。试运行前，一定要注意曳引电动机重新接线以后，电动机的运行方向应该与实际要求方向一致，否则要立即调整过来。负责指挥的主管人员改在轿顶指挥，其余二人一个在轿内，一个在机房。试运行仍然采用检修状态慢速度进行。操纵由轿顶人员负责，其他人员只负责观察。如果轿顶AUTO/HAND开关打到HAND侧，此时的轿内UP, DN按钮应全部失效。我们应观察以下部件的运行情况：机房控制柜工作情况；导轨与导靴配合情况；平层感应器安装位置及与隔磁板的结合尺寸；上、下终端开关与打板配合尺寸；上、下极限开关与打板配合尺寸；门锁滚轮与轿厢地坎尺寸；观察电动机、减速箱、导轨、制动器、限速器及其它机械部件的润滑情况。然后以限速器绳轮测定手动运行速度，检验检修速度符合国家标准要求：电梯运行速度不超过0.63m/s。慢车最好不要连续运行超过30s，防止电动机过热而保护停车。4.4 正常速度试运行及调试（1）正常运行前的准备在检修状态下写楼层数据：把AUTO/HAND开关打到HAND位置；首先将电梯轿厢移到底层门区内；打下写电梯层数据开关，然后松开，控制柜中的楼层显示器会闪烁，说明此时可以进行楼层写人；按UP按钮，使电梯从底层以慢车直达顶层，中间不许停车，到顶层后电梯停车，此时楼层显示器停止闪烁，楼层显示器显示顶层楼层数据。楼层数据写人完毕后使电梯进入正常运行状态：电梯机房将电梯以检修速度移动到提升高度的中间某层，然后将AUTO/HAND开关打到AUTO位置；将机房控制柜或轿顶操纵箱上的门开关打到关闭，使电梯到站时不能开门（防止调试过程中他人进人轿厢）；将轿厢顶操纵箱、轿厢内操纵板上的AUTO/HAND开关全部打到AUTO位置。此时，电梯处于全自动状态。 （2）正常速度试运行及调试 电梯的试运行：在电梯自动运行方式打人单层指令，这时轿厢会自动运行到指令的楼层，就这样使电梯逐层上（或下）运行，试完每一层。再跳过一层、跳过两层以同样方式运行，观察电梯在运行时无异常现象发生，如果有问题，必须先排除后再进行。 调整制动器：在制动器的弹簧被等同的压缩后，调整左右两个螺栓到同样的刻度，保证柱塞的行程在2 +0.5mm为止。 电梯自动运行各功能确认：首先，将电梯中所有AUTO/HAND开关打到AUTO(自动)位置；将DOOR开关打到“开”位置；所有的RUN/STOP开关打到RUN（运行）位置。调试人员可以进人轿厢内进行操作电梯。 轿内指令验证：按下轿内操纵板上的每一个按钮，除本层以外，其它按钮都必须亮；电梯自动运行，正确响应轿内指令，准确在有指令的楼层平层并自动开门。每到一层，该层的按钮灯便自动熄灭。确认轿内的开、关门按钮动作有效。轿内层站显示器显示数据与实际层楼数相符。 厅外层站召唤验证：派一人在各层站按下每层的按钮，各按钮灯必须都能点亮；当电梯自动到达本层时，相应(同)方向上的按钮灯熄灭，不同方向按钮灯仍然保持亮着。此时，电梯自动平层，自动开门；在前方无厅外召唤时，电梯应能在本层自动停车，换向去响应反方向的召唤，召唤灯熄灭；本层开门功能验证：当电梯自动停在本层时，按下本层上(或下)层站按钮，除非在此前电梯已经有相反的运行方向，否则，电梯会自动重新开门。观察厅外每个楼层显示器显示是否正确，并应该与轿内显示器的显示内容相一致。 安全触板功能验证：电梯在关门过程中，安装在轿门边上的左右两个安全触板任意一个碰到阻挡物后，电梯都会自动重新把门打开。如果轿门上还安装有红外光电发射接受器，当光线被遮挡时，电梯也会自动重新把门打开。 载重调整：当电梯载重超过额定载重的110%时，电梯超载保护装置应该起作用，使轿内超载蜂鸣器响，超载灯亮，电梯不关门，当然也不能运行。直到载重低于额定载重的110%时，电梯才会自动恢复到正常运行状态。使电梯按正常运行程序运行，在轿内综合观察其启动、加速、运行、乘梯的舒适感、换速、停车时的平层精度、开关门噪声、制动可靠性等是否正常。停梯时到站钟是否响。电梯运行一段时间后，还要注意观察机房内曳引电动机和减速箱的温升。 紧急停止的动作确认：确认无负荷时电梯自动运行，当按下任一紧急停止按钮，电梯应立即停止运行。终端位置开关的动作确认：当轿厢上行时上行终端开关动作，轿厢要立即停车。当轿厢下行开关动作，轿厢也要立即停止运行。 每层层站门锁电气开关：电梯运行时所有厅门必须全部关闭好，一旦有任何一个门被打开，门锁电气开关断开，电梯应立即停止运行。 快速楼层数据的写人（自动状态下的写人）：如果电梯不平层调整了井道内隔磁板位置，或因为曳引钢丝绳伸长，或在电梯运行一段时间以后，都要对楼层数据进行重新写人。楼层写入可以在电梯处于自动状态下进行。具体步骤如下： 使电梯轿厢自动地停靠在最低层，并平层；把层高写入开关推向上侧（或下侧），使手离开，轿厢立即自动向上运行直达最顶层（中间不能停止，否则本此写人失效），其间机房控制柜内的层楼指示器不断闪光。如轿厢停止在最顶层开门区内，确认层楼指示与轿厢位置一致后，写人数据程序完成。且层楼指示器能正常地显示。 自动低速运行返平层：由于在检修状态使得电梯不平层、或在突然停电以后造成电梯不平层以及电磁抱闸设定不好，弹簧力不足引起电梯不平层时，当电梯一旦处于自动状态时，它会自动以慢速运行到距离最近的某层找回平层位置。本功能的具体验证步骤如下：在某层平层区内把AUTO/HAND开关放在HAND（手动）置位，即检修位置，点动上行按钮（或下行按钮）使电梯上行（或下行），使轿厢离开平层区一段距离，停止在层楼之间；再把AUTO/HAND开关打在AUTO（自动）位置，此时轿厢能自动地向与手动运行方向相反方向运行，返回并停止在平层区内开门后再关门，说明返平层功能正常。至此调试完毕。通过调试，对电梯各部分进行基本检查，能及早发现问题，加以解决，避免事故的发生。所以在电梯安装后进行调试是一个重要的环节，不能忽视。总结与展望 经过近三个月的研究工作，通过在图书馆查阅有关资料，了解了电梯的起源和发展过程，并且加深了对电梯的运行过程、控制系统的认识。熟悉了可编程控制器在电梯控制系统中的运用。并且在所学知识的基础上利用已有的电梯控制系统的设计，尝试了对电梯控制系统的研究。并且，使我将原来所学的知识系统化、理论化、实用化，对如何使用已有知识及获取相关资料方面的能力又有了提高。通过这次设计，我还认识到无论做什么，都需要踏实、勤奋、严谨的工作态度这对我以后的工作产生深远的影响。设计达到了预定的设计目的，利用可编程控制器（PLC）控制技术改造旧电梯，充分利用了现代电力电子技术、计算机原理和检测技术，达到了对电梯的可靠控制。通过合理的设备选型、参数设置和软件设计，提高了电梯的运行可靠性。采用PLC改造后的电梯结构紧凑、维修简单、故障率低。如果PLC与交流变频调速（VVVF）控制技术结合将提升电梯的效率和舒适感，有利于电梯的节能。具有一定的经济效益和社会效益。改造时要注意改造后的电梯控制系统运行可靠，减少维护费用和电梯的能耗。但仍有许多要改进的地方，如：1.增加与微机通讯的接口，实现联网控制，多台电梯的综合控制有微机完成。2.优化电梯的选向功能，使之随客流量的变化而改变，打到高效运送乘客的目的。3.增加出现紧急情况时的电梯处理办法。以上三条都是有待改进的。参考文献1 张汉杰.现代电梯控制技术M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999.2 李良仁.变频调速技术与应用M.成都：电子工业出版社，2004.3 现代电梯构造与使用M.北京：清华大学出版社，2004.4 雷小锋.PLC在VVVF调速电梯控制系统中的应用J.电气传动，1999，（2）：11-14.5 YASKAWA公司.VARISPEED-616G5说明手册，S.1996.6 徐世许.PLC控制电梯的研究J.青岛大学学报，1997,9（3）：1-3.7 崔纳新.变频调速器在电梯改造中的应用J.电气传动自动化，2000，12（10）：12-14.8 梁宾.关于电梯运行舒适感的调试J.广船科技，2002，（4）：29-32.致谢在本次毕业设计以及论文编写过程中，我得到了李卫老师的大力支持。从项目的选定、和理性分析到最后的论文编排，李老师都给了我许多指导和帮助。同时也感谢我的指导教师李老师，在设计项目的开始阶段，也是我最迷茫的阶段，李老师给了我跟多方向上的建议和指导，使我明确了设计目的。毕业设计是一个系统化的工程，在这个过程中我遇到了很多无法靠自己能力以及知识储备来解决的问题，尽管付出了很多努力，但是仍然无法没有明显的进展，这使我明白了协同工作的重要性。一个人的知识面永远都是有限的，在接触到一个全新的领域时，都会遇到很多棘手的问题，这是就要不断地想别人请教和咨询。这次的毕业设计不进是我了解了很多新的知识，更重要的是我检索和获取知识的能力的到了很大的提高，这跟老师们给我的指导也是分不开的。最后，还要感谢湘潭大学以及机械工程学院的所有老师在这大学四年中给我的培养。四年的培育，不仅使我学到了很多新知识，更重要的是，使我建立起了一套完整的科学思考观，正是有了这样科学的分析和思考问题的方式，才能使我解决毕业设计中遇到的一系列问题，同时这在我以后的生活、学习和工作中也将起到举足轻重的作用附录A 英文文献PLC IntroducePlc Introduction Programmable controller is the first in the late 1960s in the United States, then called Plc programmable logic controller (Programmable Logic Controller) is used to replace relays. For the implementation of the logical judgment, timing, sequence number, and other control functions. The concept is presented Plc General Motors Corporation. Plc and the basic design is the computer functional improvements, flexible, generic and other advantages and relay control system simple and easy to operate, such as the advantages of cheap prices combined controller hardware is standard and overall. According to the practical application of target software in order to control the content of the user procedures memory controller, the controller and connecting the accused convenient target. In the mid-1970s, the Plc has been widely used as a central processing unit microprocessor, import export module and the external circuits are used, large-scale integrated circuits even when the Plc is no longer the only logical (IC) judgment functions also have data processing, PID conditioning and data communications functions. International Electro technical Commission (IEC) standards promulgated programmable controller for programmable controller draft made the following definition: programmable controller is a digital electronic computers operating system, specifically for applications in the industrial design environment. It used programmable memory, used to implement logic in their internal storage operations, sequence control, timing, counting and arithmetic operations, such as operating instructions, and through digital and analog input and output, the control of various types of machinery or production processes. Programmable controller and related peripherals, and industrial control systems easily linked to form a whole, to expand its functional design. Programmable controller for the user, is non-contact equipment, the procedures can be changed to change production processes. The programmable controller has become a powerful tool for factory automation, widely popular replication. Programmable controller is user-oriented industries dedicated control computer, with many distinctive features.high reliability, anti-interference capability; programming visual, simple; adaptability good; functional improvements, strong functional interface.Programmable Logic Controllers (PLC), a computing device invented by Richard E. Morley, have been widely used in industry including manufacturing systems, transportation systems, chemical process facilities, and many others. At that time, the PLC replaced the hardwired logic with soft-wired logic or so-called relay ladder logic (RLL), a programming language visually resembling the hardwired logic, and reduced thereby the configuration time from 6 months down to 6 days. Although PC based control has started to come into place, PLC based control will remain the technique to which the majority of industrial applications will adhere due to its higher performance, lower price, and superior reliability in harsh environments. Moreover, according to a study on the PLC market of Frost and Sullivan, an increase of the annual sales volume to 15 million PLCs per year with the hardware value of more than 8 billion US dollars has been predicted, though the prices of computing hardware is steadily dropping. The inventor of the PLC, Richard E Morley, fairly considers the PLC market as a 5-billion industry at the present time. Though PLCs are widely used in industrial practice, the programming of PLC based control systems is still very much relying on trial-and-error. Alike software engineering, PLC software design is facing the software dilemma or crisis in a similar way. Morley himself emphasized this aspect most forcefully by indicating: If houses were built like software projects, a single woodpecker could destroy civilization.” Particularly, practical problems in PLC programming are to eliminate software bugs and to reduce the maintenance costs of old ladder logic programs. Though the hardware costs of PLCs are dropping continuously, reducing the scan time of the ladder logic is still an issue in industry so that low-cost PLCs can be used. In general, the productivity in generating PLC is far behind compared to other domains, for instance, VLSI design, where efficient computer aided design tools are in practice. Existent software engineering methodologies are not necessarily applicable to the PLC based software design because PLC-programming requires a simultaneous consideration of hardware and software. The software design becomes, thereby, more and more the major cost driver. In many industrial design projects, more than 50% of the manpower allocated for the control system design and installation is scheduled for testing and debugging PLC programs. In addition, current PLC based control systems are not properly designed to support the growing demand for flexibility and reconfigurability of manufacturing systems.PLC ConceptsPLC continuously cycles through the control logic in your program, reading and writing data.The FX2N Relates Your Program to the Physical Inputs and Outputs. The basic operation of the FX2N is very simple:（1）The FX2N reads the status of the inputs.（2）The program that is stored in the FX2N uses these inputs to evaluate the control logic. As the program runs, the FX2N updates the data.（3）The FX2N writes the data to the outputs.The FX2N Executes Its Tasks in a Scan CycleThe FX2N executes a series of tasks repetitively. This cyclical execution of tasks is called the scan cycle. The FX2N performs most or all of the following tasks during a scan cycle:(1) Reading the inputs: The FX2N copies the state of the physical inputs to the process-image input register.(2)Executing the control logic in the program: The FX2N executes the instructions of the program and stores the values in the various memory areas.(3) Processing any communications requests: The FX2N performs any tasks required for communications.(4)Executing the CPU self-test diagnostics: The FX2N ensures that the firmware, the program memory, and any expansion modules are working properly.(5) Writing to the outputs: The values stored in the process-image output register are written to the physical outputs.The execution of the user program is dependent upon whether the FX2N is in STOP mode or inRUN mode. In RUN mode, your program is executed; in STOP mode, your program is not executed.Reading the InputsDigital inputs: Each scan cycle begins by reading the current value of the digital inputs and then writing these values to the process-image input register.Analog inputs: The FX2N does not update analog inputs from expansion modules as part of the normal scan cycle unless filtering of analog inputs is enabled. An analog filter is provided to allow you to have a more stable signal. You can enable the analog filter for each analog input point.When analog input filtering is enabled for an analog input, the FX2N updates that analog input once per scan cycle, performs the filtering function, and stores the filtered value internally. The filtered value is then supplied each time your program accesses the analog input.When analog filtering is not enabled, the FX2N reads the value of the analog input from expansion modules each time your program accesses the analog input.Analog inputs are updated every scan with the most recent result from the analog-to-digital converter. This converter is an averaging type (sigma-delta) and those values will usually not need software filtering.TipAnalog input filtering is provided to allow you to have a more stable analog value. Use the analog input filter for applications where the input signal varies slowly with time. If the signal is a high-speed signal, then you should not enable the analog filter.Do not use the analog filter with modules that pass digital information or alarm indications in the analog words. Always disable analog filtering for RTD, Thermocouple, and AS-Interface Master modules.Executing the ProgramDuring the execution phase of the scan cycle, the FX2N executes your program, starting with the first instruction and proceeding to the end instruction. The immediate I/O instructions give you immediate access to inputs and outputs during the execution of either the program or an interrupt routine.If you use interrupts in your program, the interrupt routines that are associated with the interrupt events are stored as part of the program. The interrupt routines are not executed as part of the normal scan cycle, but are executed when the interrupt event occurs (which could be at any point in the scan cycle).Processing Any Communications RequestsDuring the message-processing phase of the scan cycle, the FX2N processes any messages that were received from the communications port or intelligent I/O modules.Executing the CPU Self-test DiagnosticsDuring this phase of the scan cycle, the FX2N checks for proper operation of the CPU and for the status of any expansion modules.Writing to the Digital OutputsAt the end of every scan cycle, the FX2N writes the values stored in the process-image output register to the digital outputs. (Analog outputs are updated immediately, independently from the scan cycle.)Programming Concepts, Conventions, and FeaturesThe FX2N continuously executes your program to control a task or process. You use GX-Developer to create this program and download it to the FX2N. GX-Developer provides a variety of tools and features for designing, implementing, and debugging your program.Guidelines for Designing a Micro PLC SystemThere are many methods for designing a Micro PLC system. The following general guidelines can apply to many design projects. Of course, you must follow the directives of your own companys procedures and the accepted practices of your own training and location.Partition Your Process or MachineDivide your process or machine into sections that have a level of independence from each other. These partitions determine the boundaries between controllers and influence the functional description specifications and the assignment of resources.Create the Functional SpecificationsWrite the descriptions of operation for each section of the process or machine. Include the following topics: I/O points, functional description of the operation, states that must be achieved before allowing action for each actuator (such as solenoids, motors, and drives), description of the operator interface, and any interfaces with other sections of the process or machine.Design the Safety CircuitsIdentify equipment requiring hard-wired logic for safety. Control devices can fail in an unsafe manner, producing unexpected startup or change in the operation of machinery. Where unexpected or incorrect operation of the machinery could result in physical injury to people or significant property damage, consideration should be given to the use of electro-mechanical overrides which operate independently of the FX2N to prevent unsafe operations. The following tasks should be included in the design of safety circuits:(1)Identify improper or unexpected operation of actuators that could be hazardous.(2)Identify the conditions that would assure the operation is not hazardous, and determine how to detect these conditions independently of the FX2N.(3)Identify how the CPU and I/O affect the process when power is applied and removed, and when errors are detected. This information should only be used for designing for the normal and expected abnormal operation, and should not be relied on for safety purposes.(4)Design manual or electro-mechanical safety overrides that block the hazardous operationindependent of the CPU.(5)Provide appropriate status information from the independent circuits to the FX2N so thatthe program and any operator interfaces have necessary information.(6)Identify any other safety-related requirements for safe operation of the process.Specify the Operator StationsBased on the requirements of the functional specifications, create drawings of the operator stations. Include the following items:(1)Overview showing the location of each operator station in relation to the process or machine(2)Electrical drawings with the associated I/O of the FX2N CPU or expansion moduleCreate the Configuration DrawingsBased on the requirements of the functional specification, create configuration drawings of the control equipment. Include the following items:(1)Overview showing the location of each FX2N in relation to the process or machine(2)Mechanical layout of the FX2N and expansion I/O modules (including cabinets and other equipment(3)Electrical drawings for each FX2N and expansion I/O module (including the device model numbers, communications addresses, and I/O addresses)Create a List of Symbolic Names (optional)If you choose to use symbolic names for addressing, create a list of symbolic names for the absolute addresses. Include not only the physical I/O signals, but also the other elements to beused in your program.Basic Elements of a ProgramA program block is composed of executable code and comments. The executable code consists of a main program and any subroutines or interrupts routines. The code is compiled and downloaded to the FX2N; the program comments are not. You can use the organizational elements (main program, subroutines, and interrupt routines) to structure your control program. Main ProgramThe main body of the program contains the instructions that control your application. The FX2N executes these instructions sequentially, once per scan cycle.SubroutinesThese optional elements of your program are executed only when called: by the main program, by an interrupt routine, or by another subroutine. Subroutines are useful in cases where you want to execute a function repeatedly. Rather than rewriting the logic for each place in the main program where you want the function to occur, you can write the logic once in a subroutine and call the subroutine as many times as needed during the main program. Subroutines provide several benefits:(1)Using subroutines reduces the overall size of your program.(2)Using subroutines decreases your scan time because you have moved the code out of the main program. The FX2N evaluates the code in the main program every scan cycle, whether the code is executed or not, but the FX2N evaluates the code in the subroutine only when you call the subroutine, and does not evaluate the code during the scans in which the subroutine is not called.(3)Using subroutines creates code that is portable. You can isolate the code for a function in a subroutine, and then copy that subroutine into other programs with little or no rework.Interrupt RoutinesThese optional elements of your program react to specific interrupt events. You design an interrupt routine to handle a pre-defined interrupt event. Whenever the specified event occurs, the FX2N executes the interrupt routine. The interrupt routines are not called by your main program. You associate an interrupt routine with an interrupt event, and the FX2N executes the instructions in the interrupt routine only on each occurrence of the interrupt event.TipBecause it is not possible to predict when the FX2N might generate an interrupt, it is desirableto limit the number of variables that are used both by the interrupt routine and elsewhere in theprogram. Use the local variable table of the interrupt routine to ensure that your interrupt routine uses only the temporary memory and does not overwrite data used somewhere else in your program. There are a number of programming techniques you can use to ensure that data is correctly shared between your main program and the interrupt routines. Installing the PLCThe FX2N equipment is designed to be easy to install. You can use the mounting holes to attach the modules to a panel, or you can use the built-in clips to mount the modules onto a standard (DIN) rail. The small size of the FX2N allows you to make efficient use of space.Guidelines for Installing FX2N DevicesYou can install an FX2N either on a panel or on a standard rail, and you can orient the FX2N either horizontally or vertically.Separate the FX2N Devices from Heat, High Voltage, and Electrical NoiseAs a general rule for laying out the devices of your system, always separate the devices that generate high voltage and high electrical noise from the low-voltage, logic-type devices such as the FX2N.When configuring the layout of the FX2N inside your panel, consider the heat-generating devices and locate the electronic-type devices in the cooler areas of your cabinet. Operating anyelectronic device in a high-temperature environment will reduce the time to failure.Consider also the routing of the wiring for the devices in the panel. Avoid placing low voltage signal wires and communications cables in the same tray with AC power wiring and high-energy, rapidly-switched DC wiring.Provide Adequate Clearance for Cooling and WiringFX2N devices are designed for natural convection cooling. For proper cooling, you must provide a clearance of at least 25 mm above and below the devices. Also, allow at least 75 mm of depth.Caution For vertical mounting, the maximum allowable ambient temperature is reduced by 10 degrees C. Mount the FX2N CPU below any expansion modules.When planning your layout for the FX2N system, allow enough clearance for the wiring and communications cable connections. For additional flexibility in configuring the layout of the FX2N system, use the I/O expansion cable.Power BudgetAll FX2N CPUs have an internal power supply that provides power for the CPU, the expansion modules, and other 24 VDC user power requirements.The FX2N CPU provides the 5 VDC logic power needed for any expansion in your system. Pay careful attention to your system configuration to ensure that your CPU can supply the 5V power required by your selected expansion modules. If your configuration requires more power than the CPU can supply, you must remove a module or select a CPU with more power capability. All FX2N CPUs also provide a 24 VDC sensor supply that can supply 24 VDC for input points, for relay coil power on the expansion modules, or for other requirements. If your power requirements exceed the budget of the sensor supply, then you must add an external 24 VDC power supply to your system. Refer to Appendix A for the 24 VDC sensor supply power budget for your particular FX2N CPU.If you require an external 24 VDC power supply, ensure that the power supply is not connected in parallel with the sensor supply of the FX2N CPU. For improved electrical noise protection, it is recommended that the commons of the different power supplies be connected.Guidelines for Grounding and WiringProper grounding and wiring of all electrical equipment is important to help ensure the optimum operation of your system and to provide additional electrical noise protection for your application and the FX2N.PrerequisitesBefore you ground or install wiring to any electrical device, ensure that the power to that equipment has been turned off. Also, ensure that the power to any related equipment has been turned off.Guidelines for IsolationFX2N AC power supply boundaries and I/O boundaries to AC circuits are rated 1500 VAC.These isolation boundaries have been examined and approved as providing safe separation between AC line and low voltage circuits.All low voltage circuits connected to an FX2N, such as 24V power, must be supplied from an approved source that provides safe isolation from AC line and other high voltages. Such sources include double insulation as defined in international electrical safety standards and have outputs that are rated as SELV, PELV, Class 2, or Limited Power according to various standards.Guidelines for Grounding the FX2NThe best way to ground your application is to ensure that all the common and ground connections of your FX2N and related equipment are grounded to a single point. This single point should be connected directly to the earth ground for your system.For improved electrical noise protection, it is recommended that all DC common returns be connected to the same single-point earth ground. Connect the 24 VDC sensor supply common to earth ground.All ground wires should be as short as possible and should use a large wire size, such as 2 mm2 (14 AWG).When locating grounds, remember to consider safety grounding requirements and the properoperation of protective interrupting devices.Guidelines for Wiring the FX2NWhen designing the wiring for your FX2N, provide a single disconnect switch that simultaneously removes power from the FX2N CPU power supply, from all input circuits, and from all output circuits. Provide over current protection, such as a fuse or circuit breaker, to limit fault currents on supply wiring. You might want to provide additional protection by placing a fuse or other current limit in each output circuit.Install appropriate surge suppression devices for any wiring that could be subject to lightning surges.Avoid placing low-voltage signal wires and communications cables in the same wire tray with AC wires and high-energy, rapidly switched DC wires. Always route wires in pairs, with the neutral or common wire paired with the hot or signal-carrying wire.Use the shortest wire possible and ensure that the wire is sized properly to carry the required current. The connector accepts wire sizes from 2 mm2 to 0.3 mm2 (14 AWG to 22 AWG). Use shielded wires for optimum protection against electrical noise. Typically, grounding the shield at the FX2N gives the best results.When wiring input circuits that are powered by an external power supply, include an over current protection device in that circuit. External protection is not necessary for circuits that are powered by the 24 VDC sensor supply from the FX2N because the sensor supply is already current-limited.Most FX2N modules have removable connectors for user wiring. (Refer to Appendix A to determine if your module has removable connectors.) To prevent loose connections, ensure that the connector is seated securely and that the wire is installed securely into the connector. To avoid damaging the connector, be careful that you do not over-tighten the screws. The maximum torque for the connector screw is 0.56 N-m (5 inch-pounds).To help prevent unwanted current flows in your installation, the FX2N provides isolation boundaries at certain points. When you plan the wiring for your system, you should consider these isolation boundaries. Isolation boundaries rated less than 1500 VAC must not be depended on as safety boundaries.GT Designer - the interface between man and machineGT Designer is an industry- and technology-neutral system for solving visualization- and controls-related tasks in production and process automation. It offers function modules for the display of graphics, providing messages, archiving, and reporting which are suitable for use in industry. Its high-performance process coupling, fast picture updating, and reliable data archiving ensure high availability.In addition to these system functions, GT Designer provides open interfaces for user solutions. This makes it possible to integrate GT Designer into complex, company-wide automation solutions. Archive data access via ODBC and SQL, as well as the linking of objects and documents via OLE2.0 and ActiveX Controls, are integrated. These mechanisms make GT Designer a competent, communicative partner in the Windows world.The foundation for GT Designer is the Windows NT 32-bit operating system. Windows NT features preemptive multitasking, which ensures fast reactions to process events and provides a great deal of protection against data loss. Windows NT also offers functions which focus on safety. GT Designer software is itself a 32-bit application which was developed using modern, object-oriented software programming techniques.If GT Designer is started via the Start Menu, the GT Designer Explorer is opened first. From here, the various editors can be accessed in which the various specialized tasks of a given operating and monitoring system are performed.The GT Designer EditorsGraphics DesignerThe Graphics Designer is a vector-oriented drawing program for creating process pictures. Numerous graphic objects, which are contained in an object and styles palette, can also be used to create complex process pictures. Dynamics can be added to individual graphic objects by means of action programming. Wizards provide support by automatically generating frequently used dynamics and linking them to objects. You can store your own graphic objects in a library.Alarm LoggingAlarm Logging provides displays and operating options for acquiring and archiving results. You can freely select the message blocks, the message classes, the message type, the message is play, and the report. The System Wizard and the configuration dialogs provide support during configuration. To display messages in runtime, the Alarm Control which is contained in the object palette of the Graphics Designer is used.Tag LoggingTag Logging is used for acquiring data from running processes and for preparing them for display and archiving. The data formats of the archives and the acquisition and archiving timers can be freely selected. The display of the process values is made via the GT Designer Online Trend and Table Controls, which display the data in trend and table form, respectively.Report DesignerThe Report Designer is an integrated reporting system for timer- or event-controlled documentation of messages, operations, archive contents, and current or archived data in the form of user reports or project documentation in freely selectable layouts. It provides a comfortable user interface with tool and graphic palettes and supports the various report types. Various standard system layouts and print jobs are available. Global ScriptGlobal Script is the generic term for C functions and actions which, depending on type, can be used within a given project or within numerous projects. Scripts are used to configure actions to objects. They are processed using a system-internal C compiler. Global Script actions are used at runtime in process execution. Their execution is initiated by a trigger.Text LibraryIn the Text Library, you can edit texts which are used in runtime by the various modules. The foreign language output texts are defined in the Text Library for the configured texts. These are then output in the selected runtime language.User AdministratorThe User Administrator is used for allocating and controlling access authorizations of the users for the individual configuration- and runtime-system editors. When a user is set up, the access rights for the GT Designer functions are set and individually assigned to the respective user. Up to 999 different authorizations can be allocated. User authorizations can be allocated at system runtime.Cross ReferenceCross Reference is used to find and display all points of use for objects, e.g. tags, pictures, and functions. With the Linking function tag names can be changed without causing inconsistencies in the configuration.GT Designer Basic OptionsClient ServerWith its client-server functionality, GT Designer can be used to operate several coordinated operating and monitoring stations in a common interconnection with networked automation systems. Up to 64 subscribers can theoretically be integrated in a single project.RedundancyGT Designer Redundancy offers the possibility to operate two coupled server-PCs in parallel so that they can monitor one another. Should one of the two server computers fail, the second server assumes control of the entire system. After the server which failed is brought back into service, the contents of all message and process archives are copied to the server which was out of service.User ArchivesGT Designer User Archives is a database system which the user can configure himself. Data from technical processes can in this way be continuously stored on a server PC and displayed online in runtime. Moreover, recipes and set point assignments for the connected controls can be stored in the User Archives and passed on to the controls as necessary.GT Designer Process Control OptionsStorageThe storage functions support the automatic swapping of data from the hard disk to long-term data media as well as the deleting of data on the hard disk.Picture Tree ManagerThe Picture Tree Manager is used to manage a hierarchy of systems, subsystems, function names, and Graphics Designer pictures.Life beat MonitoringLife beat Monitoring is used to constantly monitor the individual systems (operator station and automation system) and visualizes the results as screen displays in the runtime system, automatically triggers the horn component, and generates the automation system messages.Base DataBase Data is used for configuring the basic GT Designer data by means of Wizards.Split Screen WizardThe Split Screen Wizard is a component of the Split Screen Manager. This is used for configuring and initializing the monitor and screen settings for the current GT Designer project. You should perform this initialization immediately after creating a project, as other applications (runtime, group display, etc.) access these data.Alarm Logging WizardThe Alarm Logging Wizard is used for configuring and initializing the message window, messages, message classes and systems of the automation system messages, and the horn signaling device for the current GT Designer project附录B英文文献翻译PLC简介 可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用来取代继电器。以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。提出PLC概念的是美国通用汽车公司。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。 70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC已不再是仅有逻辑(Logic)判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。国际电工委员会(IEC)颁布的可编程控制器标准草案中对可编程控制器作了如下的定义：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、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。 可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。 可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。 可靠性高，抗干扰能力强； 编程直观、简单； 适应性好； 功能完善，接口功能强。可编程逻辑控制器（ PLC ）的计算模块是由理查德.e.莫雷在1968年发明的，现在已广泛应用于工业中的制造系统，运输系统，化工过程控制，以及许多其他领域。PLC使用软连线逻辑或所谓的梯形图取代硬接线逻辑，采用编程语言和可视化的模拟硬接线逻辑设计，这样使的系统的配置时间从以前的6个月减少到了6天。虽然现在基于PC的控制系统已经开始进入工业控制领域，但是基于PLC的控制系统凭借其高性能，低廉的价格，优越的可靠性以及适应恶劣环境的能力，仍占领工业控制系统的大片领域。此外，一项关于PLC市场的研究报告中指出，当时的PLC硬件市场价值已超过8亿美元，并且亿年销售增长量15万美元的速度快速发展。PLC的发明者理查德.e.莫雷当时已经预言，尽管硬件价格在不断地下降，但是客观地估计PLC产业的市场价值将达到50亿美元。虽然现在PLC已经被广泛地应用于工业领域，但是PLC控制系统的发展仍然处于不断摸索阶段。就好像软件工程一样，PLC的软件设计目前也面临着类似于软件危机一样的两难境地。莫雷用自己的一句话非常形象地说明了这个危机：“如果把一个软件项目比作一个楼房的话，那么一只啄木鸟就可以毁掉它。”尤其严重的问题是，只有不断地在实际中遇到问题，才能有效地限制程序中的错误和维护原有的梯形图程序的成本。虽然PLC的硬件成本在不断地下降，但是如何有效地减少梯形图执行的扫描时间仍然是一个问题。一般来说，PLC的生产制造的发簪速度是落后于其他领域的。例如VLSI（超大规模集成电路）的设计，就可以依靠计算机辅助设计工具，高效率地进行。但是现有的软件工程设计方法，却不一定适用于PLC的软件设计领域，因为PLC的编程需要同时考虑硬件和软件因素。因此，PLC软件设计中就被加入越来越多的主观成分。在许多工业设计项目中，在整个PLC程序系统的测试和调试人员中，有超