基于PLC电梯设计模板大学设计毕业论文.doc

摘 要PLC具有可靠性高，维护方便，开发周期短，与各种逻辑开关控制很好地结合，易于实现了对电梯控制的特性。论文基于此，采用三菱FX2N-128对五层楼梯控制系统进行设计。首先，在对电梯结构和工作原理做详细了解后，分析现代电梯要达到的控制要求，制定电梯控制系统硬件设计方案，方案包括电梯层门、轿厢及其主电路的设计。然后分析电梯系统的整体工作流程，分配PLC的I/O和根据工作流程制定层序，层序设计包括（开/关门控制，外呼信号的登记与消除，楼层信号的显示，电梯箱内选择停层与显示及电梯的定向、起步运行，制动）。最后用三菱模拟仿真软件仿真，科学的证明制定的设计方案可行。通过这次毕业设计，在提高理论知识的同时，增强了在分析，处理和解决实际问题的能力。并且促进了对电梯较系统的认识。关键词：五层电梯; PLC; 控制系统 ABSTRACTPLC has high reliability, easy maintenance, short development cycle, with a variety of well integrated switch control logic, easy to implement features of elevator control. Based on this thesis, the Mitsubishi FX2N-128 has been used to five stairs control system designer. First, the elevator in the structure and working principle of a detailed understanding, of the modern elevator control requirements to be achieved, development of the elevator control system hardware design, the program includes the elevator floor door, car and its main circuit. Then analyze the overall elevator system workflow, distribution of PLCs I/O and developed according to the workflow sequence, sequence design includes (open / close control, outbound registration and elimination of the signal, signal display floor, the elevator box choice stop layer and the display and lift the orientation, start running, braking).Finally, the Mitsubishi simulation software simulation, scientific proof of the design is feasible to develop. With this graduation project, in improving the theoretical knowledge, enhance the analysis, processing, and solve practical problems, and promoted a more systematic understanding of the elevator. Keywords：Five elevators; PLC; control system 目 录 1. 绪论11.1 课题的研究背景及意义11.2 电梯的国内外发展状况21.3 PLC在电梯控制中的应用以及发展前景31.4 课题研究的内容42. 电梯的结构52.1 电梯的结构52.2 电梯的工作原理63. 电梯控制系统的硬件设计73.1 电梯控制的要求73.1.1 电梯轿箱的控制要求73.1.2 电梯门的控制要求73.2 电梯模型结构73.2.1 电梯层门73.2.2 电梯轿厢内控制83.3 主电路的设计83.3.1 拖动电机电路的设计83.3.2 门电机电路的设计93.4 变频器调速93.4.1 变频器的结构和变频调速的特点93.4.2 变频调速的特点103.4.3 变频器的选型104. 电梯PLC控制系统的设计104.1 PLC单台电梯控制系统的工作流程104.2 PLC I/O地址分配114.2.1 输入/输出信号的确定124.2.2 内部辅助继电器的确定144.3 PLC I/O硬件连接图145. PLC单台电梯控制系统基本功能梯形图分析165.1 外呼信号的登记与消除165.2 开门控制185.3 关门控制215.4 楼层信号的显示235.5 电梯箱内选择停层与显示255.6 电梯的定向环节275.6.1 电梯定向（上行）环节285.6.2 电梯定向（下行）环节305.7 电梯的起步、稳定运行环节315.8 电梯的制动环节336. 结论与展望39参考文献:40 1. 绪论1.1 课题的研究背景及意义电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求1。电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而，只有电梯的制造，安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量，才能全面保证电梯的最终高质量。在国外，已“法规2”实行电梯制造、安装和维修一体化，实行由各制造企业认可的、法规认证的专业安装队伍维修单位，承担安装调试、定期维修和检查试验，从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证。因此，可以说乘坐电梯更安全。美国一家保险公司对电梯的安全性做过认真地调查和科学计算，其结论是：乘电梯比走楼梯安全5倍。掘资料统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。目前，由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的发展方向。可编程序控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。自1969年针对工业自动控制的特点和需要而丌发的第一台PLC问世以来，迄今己30多年，它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变，但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易。用户买到所需PLC后，只需按说明书或提示，做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可灵活而方便地将PLC应用于生产实践。而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言知识。这样就破除了“电脑”的神秘感，推动了计算机技术的普遍应用。可编程序控制器PLC在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术。PLC现已成为现代工业控制三大支柱(PLC、CADCAM、ROBOT)之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能，易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能，同益取代由大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等组成的传统的继电一接触控制系统，在机械、化工、石油、冶会、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业德到广泛应用。PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。总之，电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。1.2 电梯的国内外发展状况在经济不断发展，科学技术日新月异的今天，楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来。作为建筑的中枢神经，电梯起着不可或缺的作用，电梯作为建筑物内的主要运输工具，像其他的交通工具一样，已经成为我们日常生活的一个不可缺少的组成部分。一个国家的电梯需求总量，主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、国家产业结构等综合因素的影响。在全球经济持续低迷的情况下，我国国民经济仍然以较高的速度持续增长，城市化水平不断提高。这从客观上导致了我国电梯行业的空前繁荣景象，我国已经成|为全球最大的电梯市场。上世纪80年代以来，随着经济建设的持续高速发展，我国电梯需求量越来越大。总趋势是上升的，目自口进入了“第三次浪潮”，2004年总产量超过了8万台，而且目前还没有减速的迹象。从1949年建国以来全国共生产安装了6l万多台电梯。尽管如此，我国的电梯远未达到饱和的程度。全世界平均1000人有l台电梯，我国如果要达到这个水准，还需要增加70万台。到那时候，全国在用电梯将达到130万台，每年仅报废更新就需要6万台。到2005年，中国电梯的年产量达到13.5万台，与1980年相比，25年增长了59倍，产量每年平均增长17.8。2005年安装验收电梯124465台，截至05年底，我国的在用电梯总数已达651794台。如此庞大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台.我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。兴旺的电梯市场吸引了全世界所有的知名电梯公司，美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、同本三菱、日立、东芝、富士达等13家大型外商投资公司在国内的市场份额达到了74”。先进技术和先进管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用。苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海华立、昌华、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙和东南液压电梯等一批优秀的电梯品牌看清了自己的定位与出路。目前国内市场需要的电梯产品，我国电梯行业几乎全部可以生产，不但大量替代了进口，而且有一定的出口。国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高。自1985年我国参加了国际标准化组织ISOTCl78以来，先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准。标准的高起点使我国电梯行业在技术上居于有利地位。许多新技术和新产品，如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等，国际上也是刚刚出现，我国就有许多企业可以生产了。国产电梯以其高质量，低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户，为逐步进入国际市场创造了有利条件。中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置，每年销售量己达l万台左右，约占亚洲市场的1/50，一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献。当今世界，电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相当普遍。世界上有名的几家电梯公司，诸如：美国奥的斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等，其电梯的产量已占世界市场的51。其中，奥的斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。目前，国外除了以交流电梯取代直流电梯以外，在低层楼房越来越多的使用液压电梯。此外，家用小型电梯将成走电梯家族中新的组成部分。1.3 PLC在电梯控制中的应用以及发展前景目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PLC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作；又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。随着科技的进步，电梯也更加安全、舒适。然而，人们的追求并没有就此停止下来，仍在不断地进行研究改进。绿色是和平，绿色是天然，绿色是和谐。电梯是载人的机电设备，要实现“绿色”，也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服务，强调电梯与环境的协调与和谐。1.4 课题研究的内容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。论文的主要内容如下：首先对电梯系统及可编程控制器（PLC）作了比较全面的总结和介绍。接着阐述了电梯控制系统的分类及特点，电梯的控制系统分为调速和信号控制两大部分。确定了系统的总体结构，由 PLC 来实现电梯信号控制，有双速电机实现调速，完成了电机和可编程控制器（PLC）的选择。然后是系统硬件开发，完成了 PLC 的选型、I/O 点数分配与 PLC 的连接。在分析了电梯系统的软件设计方法基础上，设计出了软件流程图，提出了模块化编程思想，介绍了系统的软件开发。最后对改造后的电梯系统进行模拟调试。2. 电梯的结构2.1 电梯的结构（1）曳引系统:曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。（2）导向系统:导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。（3）轿厢:轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。轿厢由轿厢架和轿厢体组成。（4）门系统:门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成。(5) 重量平衡系统:系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装置组成。(6) 电力拖动系统:电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置3，电动机调速装置等组成。(7) 电气控制系统:电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层器等组成。(8) 安全保护系统:保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。由限速器，安全钳，缓冲器，端站保护装置组成218。2.2 电梯的工作原理整流滤波电路三相电源主接触器运行接触器RSTM开关门楼层图示及远行方向开关门按钮门锁及其安全回路弃道保护功能输入检修消防及泊梯FX2N-128RM准备就绪运行中零速故障上行速度编码复位使能楼触器控制抱闸控制厅外召唤载荷数字信息矫内召唤及控制信号下行变频器A700曳引机矫箱抱闸控制旋转编码器编码器反馈矫内操重系统对重图2-1电梯的工作原理图如图2-1电梯的工作原理图7，曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置218用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。3. 电梯控制系统的硬件设计3.1 电梯控制的要求3.1.1 电梯轿箱的控制要求(1)选向：根据电梯各层内选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼曾位置决定电梯的运行方向。(2)选层换速：指电梯能够根据轿内所选层而决定运行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原则。并且在每次平层的时候都能够换速。(3)楼层位置的指示：选用七段LED数码管显示的方法9。3.1.2 电梯门的控制要求要求当电梯平层的时候，电梯门自动打开，经过10秒钟后电梯门自动关上。如果遇到有人在门中间的情况，电梯会因为机械安全触板开关的作用而自动开门，也可以手动控制开门和关门。3.2 电梯模型结构3.2.1 电梯层门图3-1 电梯层门示意图电梯层门是为了确保乘客安全，而在各层楼的停靠站，通向井道的入口处，设置供司机、乘用人员和货物等出入的门。图3-1为电梯层门示意图20。电梯层门旁装有消防按钮、上行召唤按钮和下行召唤按钮（最底层只有上行召唤按钮、最高层只有下行召唤按钮）,并有召唤登记指示灯。层门上方装有LED数码管，用以显示轿厢所在层楼位置，另外还有轿厢上行和下行指示灯。红色圆圈是消防按钮，向下按导致X10接通。按下该按钮的同时向左转是消防关门开关，X14触点闭合，电梯门关闭；向右转是消防开门开关，X11触点闭合，电梯门打开。呼梯按钮按下时，相应的按钮变成青绿色，表示该呼梯按钮已按下。电梯楼层显示采用7段LED数码管显示，图中显示电梯目前处于三楼的位置。电梯运行方向用红色箭头表示，图中箭头向上表示电梯正处于上行状态中。543213.2.2 电梯轿厢内控制图3-2 轿厢内控制屏示意图屏轿厢内控制屏示意图如图3-2所示。其中包括上行、下行显示及LED层楼位置的显示。另外还有1楼5楼的指令按钮及登记显示按钮。此外，还有手动开门和关门按钮，以满足乘客的需求。3.3 主电路的设计M3L1L2L3FUKM3KM4FRKM6KM5U11VW1U2V2W2+ KM7RZDC3.3.1 拖动电机电路的设计图3-3电梯拖动电机电路论文设计采用三相异步电机10作为电梯的牵引电机，并且电机采用星-三角起动方式。功率设为1.5KW。异步电机从静止状态过渡到稳定运行状态的过程称为异步电机的启动过程。如果在额定电压下直接起动，由于最初起动瞬间主磁通约减小到额定值的1/2，转子功率因数又很低，造成了起动时堵转电流相当大而堵转转矩并不大（不像直流电机那样，起动转矩与起动电流成正比）的结果，所以要采用星-三角降压起动方法。起动时，电机定子绕组接成星形联结，起动后改接成三角形联结，如图3-3所示。起动时，接触器KM3、KM5触点闭合，电机定子绕组接成星形联结，待转速升高到一定程度后，接触器KM5触点断开，接触器KM6触点闭合，定子绕组改成三角形联结，电机进入正常运行。M3L1L2L3FUKM1KM2FR制动时采用能耗制动，接触器KM3触点断开、KM7闭合，电机在断开交流电源的同时，在定子两相上通入直流电流，直流电流通过定子绕组，便在电机内建立一个位置固定、大小不变的恒定磁场。电机转子由于惯性继续旋转，转子导体切割恒定磁场而产生感应电动势和电流，该电流和恒定磁场相互作用产生相互作用产生电磁转矩，转矩的方向与转子实际旋转方向相反，起到了制动的作用。在制动过程中，电机的转速不断下降，电机不断吸收系统存储的机械能，并把它转换成电能消耗在转子电路的电阻上。3.3.2 门电机电路的设计图3-4 电梯门拖动电机门电机4-11的驱动也采用三相异步电机，而起动时采用直接起动的方式，因为门电机的功率（0.75kW）不大，直接起动对电源的影响不大，门电机电路如图3-4所示。接触器KM1闭合，门电机正转，电梯门打开。接触器KM2闭合，门电机反转，电梯门关闭。3.4 变频器调速3.4.1 变频器的结构和变频调速的特点1、变频器主要有以下几部分组成：（1）整流单元，即三相桥式不可控整流电路。（2）逆变单元，即由六个大功率开关管组成的三相桥式电路。大功率开关多为IGBT模块。（3）滤波环节，即电阻与电解电容器11。（4）计算机控制单元，用于控制整个系统的运行，是变频器的核心。（5）主电路接线端子，即电源、电动机、直流电抗器、制动单元和制动电阻等外接单元的接线端子。（6）控制电路接线端子，用于控制变频器的启动、停止、外部频率信号给定及故障报警输出等。（7）操作面板，用于变频器的功能与频率的设定，以及控制操作等。（8）冷却风扇，用于变频器的通风。3.4.2 变频调速的特点交流电动的变频调速是在现代微电子技术基础上发展起来的新技术。在变频调速中使用最多的变频调速器是电压型变频调速器12，由整流器、滤波系统和逆变器三部分组成。在其工作时首先将三相交流电经桥式整流为直流电，脉动的直流电压经平滑滤波后在微处理器的调控下，用逆变器将直流电再逆变为电压和频率可调的三相交流电源，输出到需要调速的电动机上。由电工原理可知电机的转速与电源频率成正比，通过变频器可任意改变电源输出频率从而任意调节电机转速，实现平滑的无级调速。它不但比传统的直流电机调速优越，而且也比调压调速、变极调速、串级调速等调速方式优越。它的特点是调速平滑、调速范围宽、效率高特性好、结构简单、机械特性硬、保护功能齐全，运行平稳安全可靠，在生产过程中能获得最佳速度参数，是理想的调速方式。3.4.3 变频器的选型综合电梯对电机控制的要求，变频器的工作环境，选用三菱 A700 系列通用型变频器12。4. 电梯PLC控制系统的设计4.1 PLC单台电梯控制系统的工作流程图4-1为PLC单台电梯控制系统工作流程图，从图中可知控制一台电梯正常工作，主要需要如下信号：控制信号、层楼信号、指令信号、召唤信号和消防信号。来自轿厢控制面板来自井道行程开关来自轿厢控制面板来自层面控制按钮来自层面火警开关控制信号层楼信号指令信号召唤信号层楼定位指令登记召唤登记显示显示显示自动定向运行控制（开/关门、上/下行、停站）运行显示电动机驱动控制消防控制置位置位清除清除图4-1 PLC单台电梯控制系统工作流程图这些信号分别来自轿厢控制面板、井道行程开关、层面控制铵钮和层面火警开关。来自井道行程开关的层楼信号进行层楼定位并参与自动定向，同时显示所在层楼位置。来自轿厢控制面板的指令信号和来自层面控制按钮的召唤信号分别进行指令登记和召唤登记，同时进行信号登记显示。这两种信号也参与自动定向，和层楼信号一同对电梯进行运行控制，包括开关门、上下行和停站。当来自层面的火警开关发出消防控制信号时，立即消除指令登记和召唤登记，直接控制电梯下行至底楼并开门。运行控制电梯的同时进行运行显示和驱动电动机正转或反转，即电梯上行或下行14。4.2 PLC I/O地址分配根据电梯操作的工艺过程及对控制系统的要求，首先归纳本系统中所有输入信号和输出信号；然后根据PLC的输入点和输出点进行I/O地址分配，使每个输入信号对应PLC内部的输入继电器，每个输出信号对应PLC内部的输出继电器。4.2.1 输入/输出信号的确定名称：输入点：名称：输入点：一层上行召唤按钮X00一楼楼层信号触点X20二层上行召唤按钮X01二楼楼层信号触点X21二层下行召唤按钮X02三楼楼层信号触点X22三层上行召唤按钮X03四楼楼层信号触点X23三层下行召唤按钮X04五楼楼层信号触点X24四层上行召唤按钮X05轿箱内一层呼钮X30四层下行召唤按钮X06轿箱内二层呼钮X31五层下行召唤按钮X07轿箱内三层呼钮X32消防按钮X10轿箱内四层呼钮X33消防开门按钮X11轿箱内五层呼钮X34门机械感应触点（门自动重开）X12一楼减速触点X40轿箱内开门开关X13二楼减速触点X41消防关门按钮X14三楼减速触点X42轿箱内关门开关X15四楼减速触点X43开门极限触点X16门闭合触点X44关门极限触点X17表4-1 输入信号地址先考察电梯轿厢内的操作。操作面板上应有各层的选层指令按钮，5层共5个。还有手动开门和关门按钮，2个。各楼层乘客召唤时，除底层和顶层只有一个召唤按钮，其它各层均设上下两个召唤按钮，5层共需8个输入按钮。5层电梯需5个行程开关来控制是否到了某一层，因此需5点输入。一层到四层中间的减速触发触点，4个。消防按钮1个，消防开门按钮1个，关门1个。机械触板触点151个，门闭合触点1个，开门极限1个，关门1个，总共31个输入点，如表4-1所示。名称：输入点：名称：输入点：一层上行召唤指示Y00五楼楼层信号显示Y16二层上行召唤指示Y01轿厢内一楼按钮显示Y20二层下行召唤指示Y02轿厢内二楼按钮显示Y21三层上行召唤指示Y03轿厢内三楼按钮显示Y22三层下行召唤指示Y04轿厢内四楼按钮显示Y23四层上行召唤指示Y05轿厢内五楼按钮显示Y24四层下行召唤指示Y06电梯上行指示Y26五层下行召唤指示Y07电梯下行指示Y27电梯开门Y10拖动电机星形联结Y30电梯关门Y11拖动电机三角形联结Y31一楼楼层信号显示Y12拖动电机正转Y46二楼楼层信号显示Y13拖动电机反转Y47三楼楼层信号显示Y14拖动电机减速Y40四楼楼层信号显示Y15表4-2输出信号地址各楼层乘客召唤时，按下的呼梯按钮需显示，所以有8个输出点。开门、关门输出各1个。楼层信号显示5个，轿厢内楼层按钮显示5个，电梯上行、下行指示输出各1个，拖动电机星形、三角形联结输出各1个，拖动电机正转、反转输出各1个，拖动电机减速输出1个，共27个，如表4-2所示。4.2.2 内部辅助继电器的确定见表4-3表4-3 内部辅助继电器地址分配表名称：内部辅助继电器：名称：内部辅助继电器：一楼五楼楼厅呼梯信号辅助M00M07拖动电机减速辅助M43上行辅助M08开门辅助M100下行辅助M09关门辅助M101一楼五楼楼层信号辅助M10M14电梯运行禁止开门辅助M102箱内停层选择信号辅助M20M24停层辅助M200拖动电机正转辅助M41电梯制动环节中辅助继电器M301M306拖动电机反转辅助M424.3 PLC I/O硬件连接图FX2N 128MR+24VCOMCOMX00X01X02X03X04X05X06X07X10X11X12X13X14X15X16X17X20X21X22X23X24X25X26X27X30X31X32X33X34X35X36X37X40X41X42X43X44X451SB上2SB上2SB下3SB上3SB下4SB上4SB下5SB上SB消防SB消防开门SB门机械触板SB手动开门SB消防关门SB手动关门SB开门极限SB关门极限1SB楼层触点2SB楼层触点3SB楼层触点4SB楼层触点5SB楼层触点1SB箱内停层选择2SB箱内停层选择3SB箱内停层选择4SB箱内停层选择5SB箱内停层选择1SB减速触点2SB减速触点3SB减速触点4SB减速触点SB门闭合触点LN1上显示2上显示2下显示3上显示3下显示4上显示4下显示5下显示开门输出关门输出1楼层显示2楼层显示3楼层显示4楼层显示5楼层显示停层1显示停层2显示停层3显示停层4显示停层5显示上行指示下行指示电机星形联结电机三角联结减速输出正转输出反转输出KM1KM2KM5KM6KM3KM4KM7AC220VLNY00Y01Y02Y03Y04Y05Y06Y07COMY10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17COMY20Y21Y22Y23Y24Y25Y26Y27COMY30Y31Y32Y33Y34Y35Y36COMY40Y46Y47 图4-2 五层电梯硬件连接图根据上面I/O地址分配X01M0M0X10M1M1M11X10M8M2X02M2M11X10M9M3X03M3M12X10M8M4X04M4M12X10M9M5X05M5M13X10M8M6X06M6M13X10M9M7X07M7M14X10Y00M0M1Y01M2Y02X00M4Y04M5Y05M6Y06M7M3Y07Y03M10的分析和第五章关于中PLC选型的要求，本设计采用三菱公司的PLC，型号为FX2N-128，输入输出节点各为64个。该PLC既能满足输入输出节点的需求，而且还留有一定的冗余量16，为以后电梯系统的扩展提供方便，具体的硬件连接图17-18如图4-2所示。5. PLC单台电梯控制系统基本功能梯形图分析5.1 外呼信号的登记与消除乘客在楼厅门外呼叫电梯时，呼梯信号应被接收和保持，并用指示灯显示出来。当电梯运行到呼梯楼层，而且外呼信号的方向与电梯运行方向一致时图5-1 外呼信号登记与消除环节梯形图基层和顶层不必考虑，因为它们的运行方向是确定的，即一楼只能选择上行，五楼只能选择下行，电梯将停靠在该楼层，同时外呼信号应被消除，相应的指示灯也被熄灭。外呼信号登记与消除环节梯形图如图5-1所示，指令见表5-1。当按下某一外呼按钮时，相对应的外呼辅助继电器M0M7接通并自锁，同时与外呼按钮对应的指示灯亮，表示该呼梯要求已被电梯接收并保持。比如，当二楼厅外有人按下上行按钮X01时，外呼信号辅助继电器M1得电并自锁，二楼上行的呼梯信号被接受并保持，同时二楼上行指示灯Y01得电显示。外呼信号的消除环节是由楼层信号辅助继电器20的常闭触点与电梯运行方向辅助继电器的常闭触点并联构成的（M8为上行辅助继电器，M9为下行辅助继电器）。当电梯运行方向与外呼信号的方向一致且电梯到达呼梯楼层时，电梯将停止在该楼层，同时楼层信号辅助继电器的常闭触点M10M14与电梯运行方向辅助继电器的常闭触点都断开，导致外呼辅助继电器失电断开，呼梯信号被消除且指示灯熄灭。而当外呼信号的方向与电梯运行方向相反时，虽然电梯到达该楼层的时候，楼层信号辅助继电器的常闭触点断开，但电梯运行方向辅助继电器的常闭触点未断开，外呼辅助继电器仍得电，外呼信号仍有效不会被清除。比如，电梯从一楼向上运行（上行），而呼梯要求从二楼向下时，若有去三楼以上的箱内内选层要求及外呼要求，电梯到达二楼时（无二楼上行要求）不停梯，呼梯要求没有满足，呼梯信号不能消除，电梯要先运行到三楼或以上楼层，待电梯下行到二楼时，呼梯信号才能被消除；若三楼以上无用梯要求，电梯将停在二楼，但是呼梯信号（二楼下行）也不能立即被消除，而是待乘客进入轿厢并选层（去一楼）后，这时电梯定向为向下运行，则二楼下行呼梯信号已满足，呼梯信号被消除。X10的常闭按钮是消防按钮，当消防按钮按下时，所有的外呼登记与显示信号都被清除。表5-1 楼厅外呼信号的登记与消除环节的指令表一楼上行登记：ANI X10OR M5输出显示：LD X00OUT M2LDI M13LD M0OR M0三楼上行登记：ORI M8OUT Y00ANI M10LD X03ANBLD M1ANI X10OR M3ANI X10OUT Y01OUT M0LDI M12OUT M5LD M2二楼上行登记：ORI M8四楼下行登记：OUT Y02LD X01ANBLD X06LD M3OR M1ANI X10OR M6OUT Y03LDI M11OUT M3LDI M13LD M4ORI M8三楼下行登记：ORI M9OUT Y04ANBLD X04ANBLD M5ANI X10OR M4ANI X10OUT Y05OUT M1LDI M12OUT M6LD M6二楼下行登记：ORI M9五楼下行登记：OUT Y06LD X02ANBLD X07LD M7OR M2ANI X10OR M7OUT Y07LDI M11OUT M4ANI M14ORI M9四楼上行登记：ANI X10上ANBLD X05OUT M75.2 开门控制本设计考虑以下5种开门的条件20，只要满足其中之一，那么电梯门就将自动或手动开启。（1）电梯自动运行停层时的开门。电梯在运行到指定楼层时，电梯应开始开门。（2）电梯关门过程中的重新开门。在电梯关门的过程中，若有人或物夹在两门的中间，需重新开门。目前大多数电梯采用光幕或机械安全触板进行检测，自动发出重新开门信号，以达到重新开门的目的。（3）手动重新开门。有时电梯外乘客未进入电梯，而电梯却在关门过程中，这时箱内的人可以手动控制开门，让电梯外的乘客进入。（4）呼梯开门。电梯到达某层站后，如果没有人继续使用电梯，电梯将停靠在该层站待命，若有人在该层站呼梯，电梯将首先开门，以满足用梯的要求。若其他层站有人呼梯，电梯将首先定向，并起动运行，到达呼梯楼层时再开门，此时的开门按停层开门处理。（5）电梯消防时的开门。消防状态下，开门均为手动状态，由开门按钮实施开门。开门环节梯形图如图5-2所示，其中Y46、Y47分别为电梯拖动电机正反转输出，只要电梯在运行过程中，那么电梯门就不能打开。本设计中用辅助继电器M102的常闭触点来实现该保护措施，只要Y46、Y47中的任何一个导通，辅助继电器M102就得电，M102的常闭触点断开，M100（开门辅助继电器）无法得电，电梯门就不能打开。X11是消防开门按钮，它与消防按钮X10串联组成消防开门环节，两者同时按下时电梯门打开。M200是停层开门辅助继电器（该信号的产生将在电梯制动环节中论述），当电梯运行到指定楼层时M200得电，使得M100也得电并自锁，开门输出Y10导通使得电梯门自动打开。X12是电梯自动重开门触点，因为有时乘客未进入电梯，而电梯已在关门过程中，为了防止乘客被夹在门中，在门上安装机械安全触板，当安全触板使得X12接通时，M100得电并自锁，电梯门又重新打开。X13是电梯手动重开门触点，有时电梯内的乘客需要离开电梯，此时可以按下手动开门按钮，使得X13接通，M100得电并自锁，电梯门重新打开。其他都属于呼梯开门，电梯到达某层后，如果没有人继续使用电梯，电梯将停靠在该层站待命，若有人在该层站呼梯，电梯将首先开门，X11X10M101Y46Y47M102X14X16M102M100M200X12X13X00M10X01M11X02X03M12X04X05M13X06X07M14M100X10M100Y10K100 T0图5-2 开门控制环节梯形图以满足用梯的要求。如乘客在二楼，而电梯也停留在二楼(这将使得楼层信号辅助继电器的常开触点M11接通)，所以只要二楼有呼梯信号（无论是上行信号还是下行信号），都将使得M100得电并自锁，电梯门打开。 其中时间继电器T0是用来控制关门的，电梯门打开的同时T0开始计时，时间为10S，也就是说10S后电梯门将自动关闭。M101是关门辅助继电器，它的常闭触点与M100互锁，保证电梯在关门的过程中不能开门。X14是消防关门常闭触点，在这里作用与M101相同。X16是开门极限触点，当电梯门打开到一定程度时X16接通， X16的常闭触点断开，使得M100失电，电梯门将停止继续打开，以免损坏电梯门板。其整个流程指令表见表5-2表5-2 开门控制环节的指令表LD Y46；电梯运行时禁AND M11LD M100 ；开门自锁OR Y47 止开门ORBANI X10OUT M102LD X03 ；三层上行开门ORBLD X11 ；消防开门OR X04 ；三层下行开门ANI M101 ；关门常闭AND X10AND M12ANI X14OR M200；停层开门ORBANI X16OR X12 ；自动重开LD X05 ；四层上行开门ANI M102OR X13 ；手动重开OR X06 ；四层下行开门OUT M100LD X00 ；一层上行开门AND M13LD M100AND M10ORBOUT Y10 ；开门输出ORBLD X07 ；五层下行开门OUT T0 K100；启动延时LD X01 ；二层上行开门AND M14关门OR X02 ；二层下行开门ORB5.3 关门控制设计中考虑以下3种关门的条件，只要满足其中之一，那么电梯门就将自动或手动关闭。（1）电梯消防时的关门。消防状态下，关门均为手动，由关门按钮实施关门。（2）关门延时时间到时自动关门。当上面开门环节中的T0延时时间一到，电梯门将自动关闭。X14X10M100X11X17M101T0X15M101X10M101Y11图5-3 关门控制环节梯形图（3）提前关门（手动关门）。有时电梯内的乘客想提前关门，可电梯门自动关闭的时间还没到，可以按该按钮来提前关门。关门环节梯形图如图5-3所示，其中X14是消防关门按钮，它与消防按钮X10串联组成消防关门环节，两者同时按下时电梯门关闭。T0为延时 表5-3关门控制环节的指令表LD X14 ；消防关门ANI X11AND X10ANI X17OR T0 ；延时关门OUT M101OR X15 ；提前关门 LD M101 ；关门输出LD M101 ；关门自锁OUT Y11ANI X10ORBANI M100 ；开门常闭关门常开触点，延时时间一到T0导通，关门辅助继电器M101得电并自锁，关门输出Y11导通使得电梯门自动关闭。X15是提前关门（手动关门）触点，如果电梯内乘客想在电梯自动关门前就