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jl058
基于
plc
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节制
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【JL058】基于PLC的电梯控制,jl058,基于,plc,电梯,控制,节制
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毕业 任务书 一、题目 基于 电梯控制 二、指导思想和目的要求 电气控制技术是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业课，该课程不但有较高的理论基础要求，而且工程实践性很强。通过课程设计一方面可巩固已学过的理论知识，更重要的是给学生一次独立设计的实践机会，以培养其设计能力和实际工作能力 ， 使学生学生加深理解所学的理论知识，提高运用所学知识的能力，按照给定的设计资料和设计要求，使学生掌握电气控制系统设计的基本技能，增强独立分析与解决问题的能力。 认真复习有关基础理论和技术知识，认真对待每一 个设计环节，全身心投入，认真查阅资料，仔细分析被控对象 (电梯 )的工作过程、原理和控制要求，按计划完成毕业设计各阶段的任务，重视理论联系实际，写好毕业论文。 三、主要技术指标 梯运行平稳，动作合理。 制编程，一般梯形图，上位计算机做组态监控画面。 四、进度和要求 3 周：布置毕业设计及英译汉任务，学习组态软件组态王 阅资料，完成总体设计方案论证，确定控制系统框图。 周：研究电梯的升降运动的控制系统的组成、运动规律和控制方法。 周：确定控制系统 具体详细的方案。 7 周：对 行点的分配，用梯形图编程，组态王做上位监控画面。 9 周：实际调试，并按要求编写论文初稿，交指导老师审阅修改。 0 11 周：修改论文第二稿。 设计 论文 2 13 周：定最终稿打印，复印，交评阅。 4 15 周：准备答辩，评阅，答辩。 五、主要参考书及参考资料 1 王冬青 . 欧姆龙 列 理与应用 M 2011 2 常健生 . 检测与转换技术 M 2011 3 卢京朝 . 自动控制原理 M 2009 4 阎石 . 数字电子技术基础 M 2006 5 童诗白 ， 华成英 . 模拟电子技术基础 M 2011 6 陈隆昌 ， 阎治安 ， 刘新正 . 控制 电机 M 2009 7 徐爱钧 . 单片机原理及应用 M 2009 8 王宁侠 . 机械设计 M . 2011 9 李广第，朱月秀 . 单片机原理 M 2009 10 组态软件组态王 使用手册 11 穆亚辉 . 组态王软件实用技术 . 黄河水利出版社 1213基于 电梯控制设计要求 电梯设计方案 电梯地址分配 电梯内外程序设计 由可编程控制器控制的电梯运行系统，正以飞快的速度发展着。可编程逻辑控制器（ 一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。 采用 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，已成为电梯控制的发展方向，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现。通过可编程控制器可以实现由继电器实现的逻辑控制功能，而且最主要的是可编程控制器的“可编程”功能，使得当改变电梯的控制功能时，只要更改程序即可。 基于 设计要求 部有指示灯 层上，二层上，二层下，三层下。轿厢内部：一层按钮，二层按钮，三层按钮。 秒。 何反方向的下降呼叫信号无效；在电梯下降过程中，任何反方向的上升呼叫信号无效。 本次设计结合欧姆龙 并运用组态王 中涉及 能特点、发展及趋势、 件设计。各种指令及 I/块化程序设计，逻辑控制等。在结合了示意图、指令表和程序流程图的基础之上设计了电梯的控制梯形图。最后运用 结合组态王 电梯控制设计要求 设计方案 电梯外部控制 1 层。 （ 1）三层呼叫下和三层呼叫下后二层呼叫下（上）。 （ 2）二层呼叫下（上）和二层呼叫下（上）后三层呼叫下。 层。 （ 1）一层呼叫上后三层呼叫下。 （ 2）三层呼叫下后一层呼叫上。 层。 （ 1）一层呼叫上和一层呼叫上后二层呼叫下（上）。 （ 2）二层呼叫下（上）和二层呼叫下（上）后一层呼叫上。 电梯内部控制 （ 1）电梯停留在二层，内部呼叫下降至一层。 （ 2）电梯停留在三层，内部呼叫下降至一层。 （ 1）电梯停留在一层，内部呼叫上升至二层。 （ 2）电梯停留在三层，内部呼叫下降至二层。 （ 1）电梯停留在一层，内部呼叫上升至三层。 （ 2）电梯停留在二层，内部呼叫上升至三层。 实物及设备 输入设备 输出设备 三层内选按钮 层指示灯 层内选按钮 层指示灯 层内选按钮 层指示灯 层下呼按钮 梯下降 层下呼按钮 梯上升 层上呼按钮 层内选指示 层上呼按钮 层内选指示 层行程开关 层内选指示 层行程开关 层行程开关 ，用到了顺序功能图和梯形图编程语言 。 电梯在一层时，三层下呼叫和三层下呼叫后二层下（上）呼叫。 电梯在一层，三层下呼叫，则电梯上升，到达三层。 电梯在一层，三层下呼叫，则电梯上升。电梯到达 2层时，二层下（上）呼叫。电梯未停留继续上升到达三层。 电梯在一层，三层下呼叫，则电梯上升。电梯未到二层时，二层下呼叫（或二层上呼叫）。电梯到达二层，电梯停留 5s。时间到后，电梯上升至三层。 电梯外部顺序功能图 电梯内部程序设计 电梯内选信号二层呼叫。 （ 1）电梯停留在一层，内部呼叫上升至二层。 （ 2）电梯停留在三层，内部呼叫下降至二层。 组态王监控电梯的要求 组态王监控电梯的实现 监控实现 组态王监控电梯的要求 括内部和外部）的呼叫命令后，组态画面中电梯内外指示灯做出相应地响应。 层指示灯 来显示电梯在何处。使电梯外乘客清楚电梯所处位置，电梯外部呼叫中：出现呼叫请求时，组态画面中电梯指示灯 情况。电梯到达中转楼层时，楼层外部指示灯亮，并且电梯门开，短暂停留后电梯门关，停留时间为 5s。若未有中转楼层，则电梯直接到达终点呼叫楼层，外部指示灯亮。 个内选指示灯 梯内部呼叫中：发出内选呼叫时，组态中相应的内选指示灯亮，显示被呼叫电梯的楼层，直至到达该楼层，内选指示灯灭。电梯外部指示灯亮，显示到达楼层。 组态王监控电梯的实现 1、创建工程 2、设置串口 3、设备的配置 4、新建画面 5、新建数据库 6、建立动画连接 运行系统中的组态画面 动态演示 1 停 3， 1内呼 停 2， 3下 1上 在设计正式开始之前，我通过书籍以及互联网查找了很多相关的资料，搜集了所需要的信息。通过这些资料，我对于本次设计有一个大概的构思，但是并未做详细的计划，且资料繁多，所以在设计过程中遇到很多问题。但在老师的指导下，理清了思路。在设计的中后阶段，我开始着手于程序设计和动态仿真。程序设计中，将电梯的设计分为两大部分进行，分别是电梯的外部控制和内部控制。而内、外控制又分情况讨论。对于电梯外部，分为电梯在一层、二层、三层三种情况下各层对其呼叫后的电梯运行。对于电梯内部，分为电梯内选信号一层、二层、三层呼叫时，电梯的运行。 整个设计清晰明了，使得电梯控制的复杂程序易于解读。后期的组态王仿真阶段，将程序与动态画面连接，使得电梯能够按照基本要求平稳运行。经过不懈的努力，让我自己在专业知识方面和动手能力方面进步颇大。同时，我知道了学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 师恩难忘！ 我会继续努力！ 谢谢老师！ 谢谢同学！ 英 文 翻 译 系 别 自动化系 专 业 自动化 班 级 191003 学生姓名 陈晨 学 号 103659 指导教师 冯超 1 or is of as of on or is in LC is to to to in or A is a be in to a it to . to of is a of is to s is on a be in a of to . a to on of of so as a of in As it to be as is a A is to in a 2 of 2. he of LC to of to , a to in of it is to in on is to of to as In to of do to to in or in as is in as in is In by in a (a in a is in a by by of to of 2 4 up is 3 3 of a to of a a of at a by an to of to a to S - 232 S - 485 so to a CD is a of 3. LC is a of If (a in a of ; be of A of , or A to as as a on a LC a in F1 is as of 4 be in of a to as a a or in (of a to to MI as LC in a on a by a or a to is in LC in AM or a LC be to of 1131-3 be A is on a as of 1131-3 to to of LC is I/O, 5 LC a be 4. or a a on or 1 , or is to or a is n a 4 V , 2 V DC n, ( of on of to 6 an 2768 2767. by or a to of a v mA be to an 6 可编程逻辑控制器 可编程逻辑控制器（ 可编程序控制器是 用于机电过程自动化的数字计算机 ， 例如控制机械厂生产线、游乐设施或照明装置 。可编程控制器在许多工业和机器中使用。与通用的计算机不同的是， 专为多个输入和输出管理，扩展温度范围、不受电磁噪音影响、抗震动和冲击所设计 。控制器的操作程序通常存储在电池供电或非易失性的内存中。 实时的系统，因为系统产生的输出结果必须在有限的时间内回馈到输入，否则会导致错误操作。 早期的可编程控制器是设计来取代继电器逻辑系统。这些可编程控制器的 “阶梯逻辑 ”是与继电器逻辑示意图非常类似的。选择此程序表示法的目的是为了减少对现有技术人员的培训需求。其他早期的可编程控制器使用指令列表编程，基于一个堆栈编程逻辑求解器进行求解。 现代可编程控制器在各种各样的方式可以被编程，从梯形逻辑语言到更加传统的编程语言例如 语言 。另一个方法是状态逻辑，被设计的一种非常高级编程语言根据状态转换图的可编程控制器编程。 很多早期可编程控制器没有可编程终端的逻辑图形表示法，逻辑反而是被描绘成一系列在一些版本的布尔格式的逻辑表达式，类似于布尔代数。随着编程码发展，由于上述原因它变成更常见的梯形逻辑语言。更新的格式如国家逻辑和功能块（这是类似的逻辑描述使用数字逻辑集成电路时的方式）的存在，但它们仍没有梯形逻辑语言流行。一个主要原因是可编程控制器解决问题用一个可预测和重复的序列的逻辑，并且梯形逻辑语言可以用其他格式让程序员（写逻辑）的人看到逻辑 的时间，所有问题更加容易地程序化。 括连续的继电器控制，运动控制，过程控制，分布式控制系统和网络。一些现代 储，处理能力和通信能力相当于台式电脑。 程结合远程 I/O 硬件，一台通用台式计算机允许在某些应用中重叠使用某一可编程控制器。在重工业中 为 7 并且，因为台式计算机硬件没有被设计成耐温度、湿气、振动和耐用作为可编程控制器的处理器。除桌面基于逻辑的硬件 局限之外，例如 果是 尽管如此， 这样桌面逻辑被应用在较不重要情况 ，像实验室自动化和小型设施中使用该应用程序的要求不高，因为他们的价格一般都远远低于昂贵的 在最近数年，小产品称为 编程逻辑继电器），并且因为名字相似，变得更常见并被接受。这些很像 只有少部分的输入 /输出（例如一些真实的输入输出信号）参与，低成本，很理想。这些小设备尺寸和形状比较普通 地几位制造商制作，并且由更大的 名包括 米 数这些控制器有在 8到 12数字输入、 4到 8数字输出，多达 2个模拟输入。尺寸通常是 4英寸宽、 3英寸高、3英寸深。大多数这样的设备有一个小邮票大小的液晶屏幕来观看简化梯子逻辑的输入 /输出点（只有一小部分程序被可见于给定的时间）和状况，并且这些屏幕由一个电磁四通摇臂按钮操纵加上四个不同的用于浏览和编辑的逻辑电钮，类似于录像机遥控按钮。控制器大多数有一个小插座为通过连接 计算机，以便程序员可能为编程使用简单的窗口应用而不是被迫使用微小的 像普通 常是模块化，大大扩展 ,控制器通常不会取模块化并且不是可扩展的，但是他们提供稳健设计的确定性和执行逻辑的价值比 一个小的 果基础模型具有足够的 I/ 模块化可编程控制器有一个机箱（也称为机架）在其中放置具有不同的功能模块。处理器和 I/O 模块的选择被定制为特定的应用程序。几个机架可以有一个单个的 处理器，可能会有成千上万的输入和输出。一种特殊的高速串行 I/O 环节是机架减少多个线路使用分布式离散处理器。 可编程控制器的配置、报警报告或日常控件可能需要与人进行交互。 8 一个简单的系统可能使用按钮和指示灯与用户进行交互。可以用图形触摸屏文本显示。更复杂的系统使用 可编程控制器被建于通常的 9针 可以选择 485或以太网的通信端口由环境影响评估。协议、 其中。其它选项包括各项如构架或现场总线。在自动化协议的列表中列出了其他可能使用的通信协议。 最现代的可编程控制器可以通过一个网络，以一些其它的系统（例如，运行监控、监测控制与数据采集 系统）或网络浏览器的计算机进行通信。 可编程控制器在较大的 I/O 系统中使用可能会有处理器之间的对等，这允许独立的部分是一个复杂的过程 ,同时让独立的控制子系统的沟通联系协调。这些通信链接也经常用于人机界面设备（例如键盘或 序通常是个人的计算机上写入一个特殊的应用程序， 然后通过连接电缆或以上 程序存储在 常，一个单一的 替换数以千计的继电器。 根据 在某些可编程控制器上调用顺序功能图图形编程表示法。最初大多数可编程控制器利用阶梯逻辑图的模式，模拟机电控制面板设备（如继电器与线圈的联系）。此模型今天仍然是常见的。 能块图）形图）、 结构化文本，类似于帕斯卡尔的编程语言）、 学列表，类似于汇编语言）和 序功能图）。这些技术强调逻辑组织的行动。 虽然 程的基本概念是共同所有的生产商， I/O 处理、内存组织和指令集不同设置 使在同一个单一的制造商产品线内不同的模型可能不直接兼容。 数字或离散信号就像二进制开关，创造出一个简单的开或关信号（分别为 1 9 或 0，真或假）。按钮、限制的交换机和光电传感器都是提供一个离散的信号的设备。离散信号发送使用电压或电流，在特定的范围 ，对指定，另一个为关闭。例如 能 24V 直流 I/O，使用值为以上 22表上， 2面的值表示关闭，和中间值未定义。最初，可编程控制器只有离散的 I/O。 模拟信号就像音量控制范围从 0开始。这些通常被解释为整数值（计数）， 编程控制器通常使用 16位二进制符号的处理器，范围 32767 之间的整数值。通常由模拟信号表示压力、温度、流量和重量。模拟信号可以使用大小成比例电压或电流过程信号的值。例如一个模拟 0入将转换为一个整数值 0 本科毕业设计论文 题 目 基于 专业名称 自动化 学生姓名 陈 晨 指导教师 冯 超 毕业时间 2014 年 6 月 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 1 摘 要 随着社会和科学技术的发展，在 现代社会中，电梯已经成为不可缺少的 运输设备 。由可编程控制器控制的电梯运行系统，正以飞快的速度发展着。 本次设计结合欧姆龙 并运用组态王 中 涉及 工作原理、功 能特点、发展及趋势、 制电梯的软、硬件设计。 各种指令及内存单元分配， I/O 分配，模块化程序设计，逻辑控制等一系列专业知识。 在结合了示意图、指令表和程序流程图的基础之上设计了电梯的控制梯形图。 最后运用 现程序运行，并结合组态王 现动态画面效果。 采用 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，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，也 可以使电梯运行更加安全、方便、舒适。 关键词： 编程控制器，电梯，欧姆龙 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 2 of to be an by of is at a in of It is of , a of is on of to of is in is to be in 北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 3 目 录 第一章 绪论 . 5 梯的起源、发展、分类及主要参数 . 5 义及基本结构 . 11 作原理和功能特点 . 12 务设计综述 . 14 第二章 电梯的 控制要求 . 16 梯设计要求 . 16 层电梯工作示意图及 机箱界面图 . 16 型规则及型号选择 . 17 部接线图 . 22 机的选型 . 23 第三章 电梯的程序设计 . 24 梯控制系统流程图 . 24 号请求分析 . 24 梯设计方案 . 26 址分配 . 26 程软件介绍 . 27 层电梯功能图及梯形图 . 28 第四章 组态画面设计 . 37 态王介绍 . 37 梯的逻辑功能控制 . 38 梯内外部结构及功能简介 . 38 态王监控电梯的要求 . 39 态王监控电梯的过程 . 39 第五章 系统调试及运行 . 46 序编写中的问题及解决 . 46 拟调试和现场运行中的问题及解决 . 47 态画面演示 . 47 参考文献 . 50 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 4 致 谢 . 51 毕业设计小结 . 52 附 录 . 53 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 5 第一章 绪论 梯的起源、发展、分类及主要参数 梯的起源 电梯在我们的工作生活中占有如此重要的地位。它 是集机械原理应用、电气控制技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术分支于一体的机电设备，它是建筑物中的永久性垂直交通工程。 然而，电梯家族并没有悠久的历史，电梯面世至今不过一百多年。 与 电梯相类似的这种升降设备，起源于古代农业和建筑业中的原始起重升降机械，如我国古代周朝时期（公元前 1100 年）就出现提水用的辘轳，是由木制（或竹制）的支架、卷筒、贡柄和绳索组成的卷筒式卷扬机。据说在希腊，也曾于公元前 236 年由阿基米德设计出下种人力驱动的卷筒式卷扬机，安装在妮罗宫殿里三台。而这三台卷扬机被称为电梯的“鼻祖”。 在瓦特发明了蒸汽机之后，于 1850 年，在美国纽约市出现了世界第一台由亨利活特曼制作的以蒸汽机为动力的卷扬机。 1852 年美国人伊沙格雷夫斯奥梯斯（ 1811发明了世界上第 一部以蒸汽机为动力、配有安全装置的载人升降机。这便是世界上第一部备有安全装置的客梯，在 1857 年被安装在纽约市豪华商厦里。在 1889 年，美国奥梯斯升降机公司推出了世界第一部以电动机为动力的升降机，这才开始出现了名副其实的电梯，同年在纽约市的马累特大厦安装成功。在 1903 年，又将卷筒式（即鼓轮式）驱动方式改进为槽轮式（即曳引式）驱动。所谓卷筒式驱动，是将引绳缠卷在卷筒上来提升重物，而槽轮也称为曳引式驱动，是在曳引绳一端提升重物，另一端为平衡重，依靠曳引绳与曳引轮的绳槽之间的摩擦来驱动重物作垂直运动。因此，只要 在曳引系统的容量和强度允许范围内，通过改变曳引绳长度就可适应不同的提升高度，而不再像卷筒式那样受卷筒长度限制。此外，当重物或平衡重碰底时，曳引绳与曳引槽会由于摩擦力减小而打滑，从而避免了像卷筒式那样，在失控时造成的曳引绳断裂等严重事故的发生。曳引式驱动可以使西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 6 用多条曳引绳，而卷筒式驱动方式使用的曳引绳条数却受到限制。曳引式驱动方式为长行程并具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。 当时的电梯使用直流电动机驱动，用改变串接在电枢回路中的电阻值的方法来调节电梯运行速度。后来发明了交流感应电动机，在 1900 年开始用于驱 动电梯。最初的交流电动机只是单速的，电梯运行性能很不理想。直到发明了交流双速电动机，才基本满足了电梯的运行要求。 梯的发展 随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多。所以，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。尽管交流电动机结构简单，造价便宜，但在调速性能方面却难以满足更高的要求，而对直流电动机来讲，由于后来采用了发电机 电动机组调速系统，能较好地满足电梯调速的高要求。因此，在 20 世纪前半叶，电梯的电力拖动，尤其是高层建筑物中的电梯速度的调节，几乎都是采用直流调速 系统来实现的。 1900 年美国奥梯斯电梯公司制造出世界上第一台自动扶梯。 1915 年已设计成功电梯自动平层控制系统。 1933 年美国制造出 6m/s 的高速电梯。 1949 年研制出 4电梯的群控系统。 1955 年出现了真空电子管小型计算机控制的电梯。 1962 年在美国已出现了 s 的超高速电梯。 1967 年将固体晶闸管用于电梯拖动系统。随着电力电子技术的发展，在用晶闸管取代直流发电机电动机组的同时，研制出了交流调压调速系统，使交流电梯的调速性能得到了明显改善。 1976 年将微处理器应用于电 梯。 1977 年日本三菱电机株式会社开发出了 10m/s 的超高速电梯。 至此，电梯的控制技术已有了很大发展。 进入 80 年代，电梯控制技术又有了新的变化。由于固体功率器件的不断发展和完善以及微机技术的应用，出现了交流变频调速（ 统。 1984 年在日本已将其用于 2m/s 以上的高速电梯。 1985 年以后，又将其延伸到中、低速交流调速电梯。交流变频调速技术被认为是电梯行业的当代技术。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 7 1985 年日本生产出世界上第一台螺旋式自动扶梯，使其明显减小了占地面积。 1993年日本生产的 频调整电梯已投入运行。 当前，在电梯电力拖动方面，除了大容量电梯还采用直流拖动系统以外，用交流变频调速方式取代直流调速方式，已成为高速电梯的主流。 应用微机全面取代继电器控制逻辑实现闭环控制，可进一步提高电梯的性能和可靠性，并可降低现场调试要求，是电梯控制技术的方向。现代电梯技术，更加强调运行质量和降低噪声，电梯控制将趋向多微机分散分层控制。 电梯群控系统是现代电梯技术的又一重要组成部分。它不但有完善的分区服务、运行监控、客流交通统计分析等功能，还具备故障诊断功能。 在电梯品种方面，出现了双层电梯、大吨位 的集装厢电梯等。 为适应摩天大楼对电梯的特殊要求，目前正在研制无绳直线驱动电梯。 对于电梯的曳引机，目前除了中、低速范围的电梯还采用蜗轮副减速装置外，其他均已采用圆柱斜齿轮曳引系统，使效率提高了 15% 此外，用电子位置传感器取代机械选层器、用更先进的装置取代门安全触板、增设轿厢内通信设施以及轿厢非安全门区语音提醒和运行状态语音报告等装置，也是电梯技术现代化的体现。 对现代电梯性能的衡量，主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。此外，对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应要求。随着时代 的发展，对人在与外界隔离封闭的电梯轿厢内心理上的压抑感和恐惧感也应有所考虑。因此，提倡对电梯进行豪华性装修，比如：轿厢内用镜面不锈钢装潢、在观光电梯井道设置宇宙空间或深海景象；进而主张电梯、扶梯应与大自然相协调，在扶梯的周围种植花草；在轿厢壁和顶棚装饰某些图案，甚至是有变化的图案，并且在色彩调配上要令人赏心悦目；在轿厢内播放优美的音乐，用以减少烦躁；在轿厢内播放电视节目，乘客可收看天气预报、新闻等。时至今日，电梯已进入了全面发展的新时期。 梯的分类 根据建筑物的高度、用途及客流量（或物流量）不同 ，而设置不同类型的电梯。目前电梯的基本分类方法大致如下： 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 8 一、按驱动方式分类 用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调速电梯。 用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度都在2m/s 以上。 一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。 将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机带动齿轮旋转便轿厢升降的电梯。 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，然后通过电机经减速机（或皮带）带动大螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。 它是目前具有最新驱动方式的电梯，其动力源是直线电机。电梯问世初期，曾用蒸汽机、内燃 机作为动力直接驱动电梯，现已基本绝迹。 二、按用途分类 为运送乘客设计的电梯，要求有完善的安全设施以及一定的轿内装饰。 主要为运送货物而设计的、通常有人伴随的电梯，有司机载货电梯允许司机及装卸人员随同上下；无司机载货电梯仅允许装卸人员在装卸货物时出入轿厢，但不允许随货物一同上下，更不 准运载乘客。 梯） 。为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。 物梯） 。供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。这类电梯无安全设施，轿厢内严禁载人。 轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。 用作装运车辆的电梯。 船舶上使用的电梯。 建筑施工与维修用的电梯。 除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 9 梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。 三、按速度分类 电梯无严 格的速度分类，我国习惯上按如下方法分类： （ 1）低速梯，常指低于 s 速度的电梯； （ 2）中速梯，常指速度在 s 的电梯； （ 3）高速梯，常指速度大于 s 的电梯； （ 4）速度超过 5m/s 的电梯几乎都装在楼高超过 100m 的建筑物内。由于这类建筑物叫做“超高层”建筑，所以与之相应的电梯也多被称为“超高速”电梯。 随着电梯速度系列的扩展和提高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。 四、按电梯有无司机分类 电梯的运行方式由专职司机操纵来完成。 机电梯。 乘客进入电梯轿厢，按下操纵箱上所需要去的层楼按钮，电梯自动运行到达目的层楼。这类电梯具有集选功能。 无司机电梯。这类电梯可变换控制电路，平时由乘客操纵，如遇客流量大或必要时改由司机操作。 五、按操纵控制方式分类 六、其他分类方式 如果按机房位置分类，则有机房在井道顶部的电梯及机房在井道底部旁侧的电梯。 如果按轿厢尺寸分类，则经常使用“小型”、“超大型”等抽象词汇表示。 随着大型建筑物的 兴起，双层电梯也相继出现，这类电梯有两个电梯轿厢，一个轿厢在另一个之上，同时运行。人们一进入大楼的大厅，如果要去单数层楼，西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 10 即入下面轿厢。如要去双层楼，则先乘自动扶梯到大厅的夹层楼面，然后进入上面轿厢内。下楼时可以乘坐任一轿厢离开建筑物。 如果按电梯载重量分类，则有“小吨位”与“大吨位”之分，习惯上把载重量在 3000上的电梯称为大吨位电梯。 七、特殊电梯 斜行电梯也是集观光和运输于一体的输送设备。特别是由于土地紧张而将住宅移至山区后，斜行电梯发展迅速。 在现代化的大城 市中，汽车数量几乎每年在增长，这样必然会产生一个停车空间增加的问题。为了不致于更多地占用道路，需要设置立体停车场。各类汽车梯是停车场内的必需设备。根据不同的停车场，可选配不同类型的电梯。 工升降机） 。施工电梯是一种采用齿轮齿条啮合方式（包括销齿传动与链传动，或采用钢丝绳提升），使吊笼作垂直或倾斜运动的机械，用以输送人员或物料，主要应用于建筑施工与维修。它还可以作为仓库、码头、船坞、高塔、高烟囱的长期使用的垂直运输机械。 梯的主要参数 客人数）。即指制造和设计 规定的电梯载重量。对于客用电梯，还有轿厢乘客人数的限定（包括电梯司机在内）。 制造和设计所规定的电梯运行速度。 宽 深 高，是指轿厢内部的尺寸。 封闭式中分门和双折门、旁开式双折门或三扇门、前后两面开门、栅栏门，自动门、手动门等，并包括开门方向。 轿厢门和层门完全开启后的净宽。 建筑物内各楼层用于出入轿厢的地点数量。 指从底层端站楼面至顶层端站楼面之间的垂直距离。 由顶层端站楼面至机房楼板或隔 层楼板下最突出构件的垂直距离。该参数与电梯的额定速度有关，梯速越高，顶层高度一般就越高。 由底层端站楼面至井道底平面之间的垂直距离。它同样与梯速有关，速度越快，底坑一般则越深。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 11 由井道底平面至机房楼板或隔层楼板之间的垂直距离。 宽 深，是指井道内部的尺寸。 交流电机拖动、直流电机拖动等。 手柄控制、按钮控制、集选控制，有 /无司机控制等。 呼梯按钮、层灯指示的方向和位置、呼叫方式等。 饰要求。轿厢装置通常是指照明灯、电风扇、电话、扶手等。装饰则包括轿厢和层门、门套的材质、颜色，轿顶装饰的特定要求等。 义及基本结构 义 可编程逻辑控制器（ 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。 本结构 可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的 计 算机 ，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为： 可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在 +10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将 接连接到交流电网上去 。 中央处理单元 (可编程逻辑 控制器 的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、 I/O 以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程 逻辑 控制器投入运行时，首先它 以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入 I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将 I/O 映象区的各输出状态西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 12 或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此 循环 运行，直到停止运行。 为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，对大型可编程逻辑控制器还采用双 成冗余系统，或采用三 表决式系统。这样，即使某个 现故障，整个系统仍能正常运行。 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 口 电路 (1)现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。 (2)现场输出接口电路由输出数据 寄存器 、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 如计数、定位等功能模块。 作原理和功能特点 作原理 当可编程 逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段， 即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的 一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入 I/O 映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化， I/此，如果输入是脉冲信号，则该 脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 13 在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序 (梯形图 )。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据 逻辑运算 的结果，刷新该逻辑线圈在系统 储区中 对应位的状态；或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该 梯形图 所规定的 特殊功能 指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在 I/O 映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在 I/储区内 的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 在程序执行的过程中如果使用立即 I/O 指令则可以直接存取 I/O 点。即使用I/O 指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从 I/O 模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。 当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。 能特点 可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点 ： 程简单 。 采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。 能价格比高 。 一台小型 有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统 相比，具有很高的性能价格比。 以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。 户使用方便，适应性强 。 品已经标准化、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西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 14 统配置，组成不同功能、不同规模的系统。 安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。 较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。 硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。 干扰能力强 。 传统的继电器控制系统使用了大量的 中间继电器、时间继电器，由于触点接触不良，容易出现故障。 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元件，接线可减少到继电器控制系统的 1/1000，因触点接触不良造成的故障大为减少。 取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场， 被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。 装、调试工作量少 。 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来设计。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少得多。 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，通过 成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。 修方便 。 故障率很低，且有完善的 自诊断和显示功能。 外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据 的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除 故障。 务设计综述 本次毕业设计是基于 计中 将结合欧姆龙 并运用组态王 论文第一章介绍了电梯的起源、发展、分类及主要参数，并 涉及了 15 义、基本结构、工作原理和功能特点。第二章是本次设计要 求以及电梯控制中 三章依照设计要求，绘制了信号请求流程图，制定 了详细的设计方案，并说明了电梯控制系统 所需 I/第四章 在电梯的指令表、程序流程图和控制梯形图的基础之上，结合组态王 后，第五章会涉及本次设计调试及运行中出现的问题及解决方案。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 16 第二章 电梯的 控制要求 梯设计要求 梯停留在某一层时，有指示灯显示。 一层 1 个：上； 二层 2 个：上，下； 三层 1 个：下。 厢内部呼叫按钮分配： 3 个按钮 ,分别为一层按钮，二层按钮，三层按钮。 秒。 何反方向的下降呼叫信号无效；在电梯下降过程中，任何反方向的上升呼叫信号无效。 层电梯工作示意图及 机箱界面图 图 2层电梯工作示意图 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 17 图 2箱界面图 如图 2示为三层电梯的工作示意图，图 2机箱界面图，其中包括了设计要求中的电梯外部指示灯 部按钮 梯内部指示灯 选按钮 及各层的行程开关 型规则及型号选择 型规则 可编程逻辑控制器及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用可编程逻辑控制器应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，可编程逻辑控制器的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间 ，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定可编程逻辑控制器西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 18 的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的可编程逻辑控制器和设计相应的控制系统。 I/O）点数的估算 I/O 点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10% 20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容 量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量 I/O 点数的 10 15 倍，加上模拟 I/O 点数的 100 倍，以此数为内存的总字数（ 16 位为一个字），另外再按此数的 25%考虑余量。 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。 （ 1） 运算功能 简单可编程逻辑控制器的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通可编程逻辑控制器的运算功能还包括数据移位、 比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型可编程逻辑控制器中还有模拟量的 算和其他高级运算功能。 （ 2） 控制功能 控制功能包括 制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。可编程逻辑控制器主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能 。 （ 3） 通信功能 大中型可编程逻辑控制器系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如P），需要时应能与工厂管理网（ P）相连接。通 信协议应符合 是开放的通信网络。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 19 可编程逻辑控制器系统的通信接口应包括串行和并行通信接口、 信口、常用 口等；大中型可编程逻辑控制器通信总线（含接口设备和电缆）应 1： 1 冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要求。 可编程逻辑控制器系统的通信网络中，上级网络通信速率应大于 1信负荷不大于 60%。可编程逻辑控制器系统的通信网络主要形式有下列几种： 1） 主站，多台同型号可编程逻辑控制器为从站，组成简易可编程逻辑控制器网络； 2） 1 台可编程逻辑 控制器为主站，其他同型号可编程逻辑控制器为从站，构成主从式可编程逻辑控制器网络； 3）可编程逻辑控制器网络通过特定网络接口连接到大型 作为 子网； 4）专用可编程逻辑控制器网络（各厂商的专用可编程逻辑控制器通信网络）。 为减轻 信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、）通信处理器。 （ 4） 编程功能 离线编程方式：可编程逻辑控制器和编程器公用一个 程器在编程模式时， 为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式， 现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式： 编程器有各自的 机 责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型可编程逻辑控制器中常采用。 五种标准化编程语言：顺序功能图（ 梯形图（ 功能模块图（ 种图形化语言和语句表（ 结构文本（ 种文本语言。选用的编程语言应遵 守其标准（ 同时，还应支持多种语言编程形式，如 C， 满足特殊控制场合的控制要求。 （ 5） 诊断功能 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 20 可编程逻辑控制器的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对 过软件对可编程逻辑控制器的 外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。 （ 6） 处理速度 可编程逻辑控制器采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则可 编程逻辑控制器将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。 处理速度与用户程序的长度、 理速度、软件质量等有关。可编程逻辑控制器接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约 此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型可编程逻辑控制器的扫描时间不大于 ；大中型可编程逻辑控制器的扫描时间不大于 。 可编程逻辑控制器按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按 长分为 1 位、 4 位、 8 位、 16 位、 32 位、 64 位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。 整体型可编程逻辑控制器的 I/O 点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型可编程逻辑控制器提供多种 I/O 卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的 I/O 点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。 入 /输出类型 （ 1） 数字量 在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。把表示数字量的信号叫数字信号。把工作在数字信号下的电子电路叫数字电路。 （ 2） 模拟量 在时间上或数值上都是连 续的物理量称为模拟量。把表示模拟量的信号叫模拟信号。把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟电路。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 21 （ 1） 数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的系统，一般用低通滤波即可以实现。数字信号先进行解码，即把数字码转换成与之对应的电平，形成阶梯状信号，然后进行低通滤波。 （ 2） 模数转换器是将模拟信号转换成数字信号的系统，是一个滤波、采样保持和编码的过程。模拟信号经带限滤波，采样保持电路，变为阶梯形状信号，然后通过编码器 ， 使得阶梯状信号中的各个电平变为二进制码。 号选择 由电梯工作要求 以及示意图可分析得知：本次设计有 10 个输入， 8 个输出。对于电梯控制系统，可以选用一些小型 实现，本次选用欧姆龙列 图 2 机面板 现将 组成部分功能逐一简要说明如下： 电池盖。打开盖可将电池放入，用做 后备电源。 工作指示 示 工作状态。主机面板的中部有 6 个工作状态显示别为： 外围设备 口。与计算机连接，由安装在上位机的软件 行编程及监控。 7 段 示。在 2 位的 7 段 显示 元的异常信息及模拟电位器操作时的当前值等 元的状态。 模拟电位器。通过旋转电位器，可使 值在 0围内任意更变。 外部模拟设定输入连接器。通过外部施加 0压，可将 值在西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 22 0围内任意更变。 拨动开关。 内置模拟输入 /输出端子台。模拟输入 4 点，模拟输出 2 点。 内置模拟输入切换开关。 存储器卡槽位。 电池、接地 、输入端子台。 选件板槽位。 输入指示 置 24 点输入端子 应的指示灯。输入端子的接点为 ，指示灯亮。 扩展 I/O 单元连接器。 输出指示 置 16 点输出端子 应的指示灯。输出端子的接点为 ，指示灯亮。 外部电源供给、输出端子台。对外部提供 大 300电源。可作为输入设备或现场传感器的服务电源。 元适配器用连接器。位于 元的侧面。 部接线 图 图 2部接线图 如图 2示为硬件部分 部接线图，设计中的输入 0 通道和输出 100通道分别于三层电梯的机箱界面输入输出设备相连接。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论 文 23 机的选型 电机选择的主要包括如下内容 ： 一方面要根据生产机械对电机的机械特性、起动性能、调速性能、制动方法、
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