电梯论文正文.doc

桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 30 页 共 30 页目 录引言21 可编程控制器（PLC）的概述及展望31.1 PLC的概述31.2 三菱PLC主要特点31.3 PLC未来展望42 电梯运行的PLC控制42.1电梯的组成42.2 电梯的工作原理42.3 电梯安全运行的控制要求53 PLC课题任务53.1 实训目的63.1.1实验目的63.2 实验内容与步骤及要求64 电梯控制系统及软件系统设计84.1 电梯控制方式84.2 PLC控制的电梯模型系统介绍84.3 I/O接口的电路设计94.4 电梯系统软件设计104.4.1 模型电梯模块设计思路104.4.2 软件设计过程115 硬件系统控制的设计145.1 底层与顶层电路及其原理145.1.1 数码管概述145.2 控制电梯门及轿厢L298驱动芯片155.2.1 L298描述155.2.2 L298应用156 检测与调试166.1 检测与调试设备和工具166.2 检测与调试过程166.2.1 电路板的调试166.2.2 PLC程序的模拟调试167 结论18谢 辞19附 录21引言60年代以前，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。信息时代装备制造的核心是什么？是自动化、信息化，而PLC则是整个装备自动化和信息化的核心部件。一个没有强大自动化产业做支持的制造大国是不可能长久的，低成本的人工是不可能长久的，只有通过加强自动化程度，加强信息化程度，我们才有可能进一步的降低成本提高性能提升附加值，成为一个名符其实的制造强国。所以历史赋予了我们一个很重要的使命，通过加强装备控制的水平来提升中国造的国际竞争力。随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。在许多交通设备中，电梯是自动化程度最高的先进设备的一种。以前的电梯主要采用单片机控制，其性能等各方面都不太完善，现在电梯控制系统多采用PLC，从电梯的性能、器件的灵活性及安全保障方面等都有了很大的提高。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。本次实训就是采用第二种控制方式用PLC控制模拟四层电梯的运行。1 可编程控制器（PLC）的概述及展望1.1 PLC的概述PLC，俗称“电力线上网”，英文全名为Power Line Communication，主要是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。PLC的英文全称是Power Line Communication，即电力线通信。通过利用传输电流的电力线作为通信载体，使得PLC具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.545Mbps的高速网络接入，来浏览网页拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据语音视频，以及电力于一体的四网合一！另外，可将房屋内的电话电视音响冰箱等家电利用PLC连接起来，进行集中控制，实现智能家庭的梦想。目前，PLC主要是作为一种接入技术，提供宽带网络最后一公里的解决方案，适用于居民小区，学校，酒店，写字楼等领域。 广义电力线通信(Power Line Communication,简称PLC)技术早在六十多年前就应用在输电线路上，用于发电厂及变电站的调度指挥通信。现在通常所说的PLC是指利用低压配电线路传输高速数据、语音、图象等多媒体业务信号的一种通信方式，主要应用于家庭Internet“宽带”接入和家电智能化联网控制，即高速数据PLC。PLC的技术原理 PLC利用1.6M到30M频带范围传输信号。在发送时，利用GMSK或OFDM调制技术将用户数据进行调制，然后在电力线上进行传输，在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5M45M之间。 PLC设备分局端和调制解调器，局端负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时，来自用户的数据进入调制解调器调制后，通过用户的配电线路传输到局端设备，局端将信号解调出来，再转到外部的Internet。1.2 三菱PLC主要特点 结构灵活，不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率，在移动性方面可与WLAN媲美。 传输质量高、速度快、带宽稳定，可以很平顺的在线观赏DVD影片，它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保证。最新的电力线标准HomePlug AV传输速度已经达到了200Mbps；为了确保QoS，HomePlug AV采用了时分多路访问（TDMA）与带有冲突检测机能的载体侦听多路访问（CSMA）协议，两者结合，能够很好地传输流媒体。 范围广，无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。虽然无线网络可以做到不破墙，但对于高层建筑来说，其必需布设N多个AP才能满足需求，而且同样不能避面信号盲区的存在。而电力线是最基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的。由此，运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一处有电力线的地方。这一技术一旦全面进入商业化阶段，将给互联网普及带来极大的发展空间。终端用户只需要插上电力猫，就可以实现因特网接入，电视频道接收节目，打电话或者是可视电话。 低成本。充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，节约了资源。无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏，同时也节省了人力。相对传统的组网技术，PLC成本更低，工期短，可扩展性和可管理性更强。目前国内已开通电力宽带上网的地方，其包月使用费用一般为50-80元/月左右，这样的价格和很多地方的ADSL包月相持平。 适用面广。PLC作为利用电力线组网的一种接入技术，提供宽带网络“最后一公里”的解决方案，广泛适用于居民小区，酒店，办公区，监控安防等领域。它是利用电力线作为通信载体，使得PLC具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.545Mbps的高速网络接入，来浏览网页拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据、语音、视频，以及电力于一体的“四网合一”。1.3 PLC未来展望21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。2 电梯运行的PLC控制2.1电梯的组成现代电梯主要由曳引轮（绞车）、导轨、对重装置、安全装置(如限速器、安全钳和缓冲器等)、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。这些部分分别安装在建筑物的井道和机房中。通常采用钢丝绳摩擦传动，钢丝绳绕过曳引轮，两端分别连接轿厢和平衡重，电动机驱动曳引轮使轿厢升降。电梯要求安全可靠、输送效率高、平层准确和乘坐舒适等。电梯的基本参数主要有额定载重量、可乘人数、额定速度、轿厢外廓尺寸和井道型式等。2.2 电梯的工作原理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。2.3 电梯安全运行的控制要求1）电梯的位置的确定与显示轿厢及门厅中设有楼层指示灯，使轿厢中的乘客及门厅中等待乘梯的人了解电梯的位置。为了满足制动停层等控制的需要，电梯运行中还需要更加准确的位置信号。电梯的位置信号一般由设在井道中的位置开关提供，当轿厢上设置的隔磁板插入感应器时，发出位置信号，并启动楼层指示。2）轿厢内的运行命令及门厅的召唤信号乘客可按下轿厢内操控盘上的选层按钮，选定电梯运行的目标楼层，称为内选信号，按钮按下后，该信号被记忆并点亮相应的指示灯。在门厅等候电梯的乘客可以按门厅的上行/下行召唤信号，称为外唤信号，该信号也被记忆并点亮门厅的上行/下行指示灯。这些信号在要求得到满足自动消号。3）电梯自动运行时的信号响应电梯自动运行时应根据内选及外唤信号决定电梯的运行方向及在哪层楼层停层。一般情况下，电梯自动登记所有内选信号和外唤信号，上行时顺向应答上行召唤，直至最高层自动反向应答下行召唤。在运行方向确定后，不应答中途的反向召唤要求，直到到达本方向的最远站点才开始返程。4）轿厢的启动与运行轿厢的运行方向确定且轿厢门已关好后启动运行，运行开始加速运行，达到最高转速后稳定运行。5）轿厢的平层与停车轿厢运行后需确定在哪一层站停车，平层是指停车时轿厢的底与门厅“地平面”应相平齐，一般有具体的平层误差规定，如平层时两平面相差不得超过5MM。平层停车过程需在轿厢底面与停车楼面相平之前开始。先减速后制动。以满足平层的准确性及乘客的舒服感。电梯的减速开始信号由平层感应器发出。上平层感应器及下平层感应器都装在轿厢顶部，距离较近，隔磁板安装在井道壁上，上行时，上平层感应器首先插入隔磁板，发出减速信号，电梯开始减速，至下平层感应器插入隔磁板时，发出停车及开门信号，电动机停转，下平层感应器首先插入隔磁板，发出减速信号，电梯开始减速，至上平层感应器插入隔磁板时，发出停车及开门信号。6）安全保护电梯的安全保护很多，如冲顶与蹲底，钢丝绳断裂、轿厢内人员的跌落、逃生等保护，还有消防运行等。3 PLC课题任务PLC控制功能是通过存放在存储器内的程序来实现的，主要对控制功能作必要地修改，只需改变软件指令即可，使硬件软件化。可编程序控制器采用易学易懂的梯形图语言，它是以计算机软件技术构成人们惯用的继电器模型，形成一套独具风格的以继电器梯形图为基础的形象编程语言，梯形图使用的符号和定义与常规的继电器展开图完全一致，电气操作人员使用起来得心应手，不存在计算机技术与传统电气控制技术之间的专业“鸿沟”。在了解PLC简要工作原理和它的编程技术之后，就可结合实际需要进行应用设计，进而将PLC用于实际控制系统中。该课程实训的任务是培养学生利用PLC应用技术，设计和开发自动化控制装置的综合运用能力。3.1 实训目的通过本次实训让同学们了解PLC的内部结构以及工作原理，掌握S7-200可编程控制器的指令系统，熟悉各个指令及其应用，培养学生利用PLC技术设计和开发控制装置的综合运用能力。重点是将PLC应用于实际，根据控制要求对PLC进行编程和使用。3.1.1实验目的（1）掌握PLC的基本指令、功能指令的综合应用。（2）掌握PLC与外围控制电路的实际接线方法。（3）掌握随机逻辑程序的设计方法。实验器材（1）编程器1台（PC机）；（2）可编程序控制实验装置1台；（3）四层电梯自动控制演示板1块；（4）连接导线若干。3.2 实验内容与步骤及要求图3.1 电梯平层、停层装置电梯实验动作要求如下：（1） 电梯上行设计要求a.当电梯停于1楼（1F）或2F、3F、4F、5F时，6楼呼叫，则上行到6楼碰行程开关后停止；b.电梯停于1F或2F，3F、4F时，5F呼叫时，则上行，到5F行程开关控制停止；c.电梯停于1F或2F，3F、4F呼叫，则上行，到4F行程开关控制停止；d.电梯停于1F或2F，3F呼叫，则上行，3 F行程开关控制停止；e.电梯停于1F,2F呼叫，则上行，到2F行程开关控制停止；f.电梯停于1F，2F、3F、4F、5F同时呼叫，电梯上行到2F，停5秒，到3F，停5秒，到4F，停5秒，到5F，停5秒，继续上行到6F停止；g.电梯停于1F，3F、4F、5F同时呼叫，电梯上行到3F，停5秒，到4F，停5秒，到5F，停5秒，继续上行到6F停止；h.电梯停于1F，4F、5F、6F同时呼叫，电梯上行到4F，停5 秒，到5F，停5 秒，继续上行到6F停止；i.电梯停于2F，3F、4F、5F同时呼叫，电梯上行到3F，停5秒，到4F，停5秒，到5F，停5秒，继续上行到6F停止；j.电梯停于3F，4F、5F同时呼叫，电梯上行到到4F，停5秒，到5F，停5秒，继续上行到6F停止；（2）电梯下行设计要求a.电梯停于6F或5F或4F或3F或2F，1F呼叫，电梯下行到1F停止；b.电梯停于6F或5F或4F或3F，2F呼叫，电梯下行到2F停止；c.电梯停于6F或5F或4F，3F呼叫，电梯下行到3F停止；d.电梯停于6F或5F，4F呼叫，电梯下行到4F停止；e. 电梯停于6F，5F、4F、3F、2F同时呼叫，电梯下行到5F，停5秒，到4F，停5秒，到3F，停5秒，到2F，停5秒，继续下行到2F停止；f. 电梯停于6F，5F、4F、3F、1F同时呼叫，电梯下行到5F，停5秒，到4F，停5秒，到3F，停5秒，继续下行到1F停止；（3）各楼层运行时间应在15秒以内，否则认为有故障；（4）电梯停于某一层，数码管应显示该层的楼层数；（5）电梯上、下行时，相应的标志灯亮。4 电梯控制系统及软件系统设计4.1 电梯控制方式电梯信号控制系统主要有继电器控制和计算机控制两种控制方式。由于计算机种类很多，根据计算机控制系统的组成方法及运行方式的不同，计算机控制可分为PC控制与微机控制两种方式。这些控制方式反映了电梯技术的不断发展，适用于不同层次的电梯设计、保养和维修人员，它们均具有自己的特点。继电器控制的优点：1） 所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和工人的现有水平。2） 系统的保养、维修及故障检查无需较高深的技术和特殊的工具、仪器。3） 大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格较便宜。4） 多年来我国一直生产这类电梯控制系统，技术成熟，已形成系列化产品，技术资料图纸、齐全，熟悉掌握的人员较多。继电器控制的缺点：电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的运行可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员的生活和工作带来了不便和惊忧。一旦冲顶蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故，因而传统的电梯控制系统的更新换代势在必行。用计算机控制方式取代继电器控制方式是保证和提高电梯运行可靠性和安全性的唯一途径。PLC机控制的特点1) PLC在设计和制造上采取了许多抗干扰措施，输入输出均有光电隔离能在较恶劣的各种环境里工作。2) PLC将CPU、存贮器、I/O接口等接成一体，使用方便，扩展容易。3) PLC使用梯形图和专用指令编程，沿用并发展了电气控制的概念和设计思想，对于熟悉电气控制的普通工程技术人员易于学习掌握，很适合于目前我国国情。4) PLC系统的成本与I/O点数，即层站数成正比，目前的价格比自己开发的同类计算机控制系统略高。综上所述，电梯PLC控制系统功能强、可靠性高、寿命长、噪音低、能耗小、维护保养简便。故这次采用了PLC控制电梯。4.2 PLC控制的电梯模型系统介绍 PLC控制的电梯模型系统介绍图，如图4.1：图4.1 四层电梯模型 4.3 I/O接口的电路设计I/O电路表示PLC与操纵盘、并道以及控制柜其它电器之间的连接，根据输入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入信号应排列在前面，如有/无司机、检修、消防、急停、门锁等到输入信号。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。如指示灯常用交流会24伏，可作为一组输出。如能使I/O点号与召唤层楼数尽量一致，就更便于调试和保养维护。在分配了I/O地址后，应画出I/O接口线路图，列写I/O及内部辅助继电器、定时器等地址分配表，以便进行梯形图设计。梯形图设计见表4-1：地址功能地址功能输入X0开门限位开关X9X1关门限位开关X161层轿厢内指令按钮X2红外线传感器X172层轿厢内指令按钮X3上极限开关X183层轿厢内指令按钮X4下极限开关X194层轿厢内指令按钮X5上平层感应器X20X6开门按钮X21X7关门按钮X221层上召唤按钮X8X232层上召唤按钮X101层感应器X242层下召唤按钮X112层感应器X253层上召唤按钮X123层感应器X263层下召唤按钮X134层感应器X274层下召唤按钮X145层感应器X156层感应器输出Y0上行继电器Y14运行位置数码管eY1下行继电器Y15运行位置数码管fY2减速信号Y16运行位置数码管gY31层内选指示灯Y17Y42层内选指示灯Y201层上召唤信号灯Y53层内选指示灯Y212层上召唤信号灯Y64层内选指示灯Y222层下召唤信号灯Y7Y233层上召唤信号灯Y10运行位置数码管aY243层下召唤信号灯Y11运行位置数码管bY254层下召唤信号灯Y12运行位置数码管cY26上行指示灯Y13运行位置数码管dY27下行指示灯表4-1 电梯I/O口设计及功能地址功能地址功能地址功能MM0开门辅助M201层内选辅助M40停层开门M1关门辅助M212层内选辅助M41上平层感应器信号M2运行中开门禁止M223层内选辅助M42下平层感应器信号M3定向上行M234层内选辅助M43上行辅助M4定向下行M24M44上行M5停车M25M45下行辅助M6减速信号M26M46下行M7停层辅助M27M47M101层轿厢运行位置M301层上行辅助M501层停车M112层轿厢运行位置M312层上行辅助M512层停车M123层轿厢运行位置M322层下行辅助M523层停车M134层轿厢运行位置M333层上行辅助M534层停车M14M343层下行辅助M54M15M354层下行辅助M55M16M36M56TT0停层时间定时器表4-2 程序涉及的软元件地址和功能4.4 电梯系统软件设计PLC梯形图软件的设计与普通计算机程序设计有许多不同点，但为了使用梯形图结构清晰、程序简洁，也就遵循一定的软件工程设计方法。下面为电梯PLC控制软件的设计要点。a) 据不同控制功能，梯形图采用模块化设计。模块化程序结构清晰、便于调试。b) PC为循环扫描工作方式，要注意各条指令间或各模块间的时序关系。c) 梯形图中的内部辅助继电器（下面简称内辅）和定时器统一分配编号，列出内辅功能分配表。d) 需进行单点（位）或通道（字）运行处理的数据划分于不同的内辅区域。e) 需要调整的参数，如自动关门时间、换速时间、起制动切换时间等与程序分离，设置在数据区，或存放于保持继电器。f) 同一种控制功能，可有不同的软件实现方法，应根据具体情况采用简单实用的方案，并应充分利用不同机型所提供的编程指令，使程序尽量简洁。4.4.1 模型电梯模块设计思路设计思路是：启动电梯登记与消号关门/开门停层PLC编程设计流程图见图4.2:图4.2 PLC编程设计流程图本方案是通过PLC控制电梯的运作，如启动电梯、登记与消号、开/关门信号、停层。4.4.2 软件设计过程1） 轿厢楼层位置的确定与显示环节 当电梯位于某一层时，相应楼层感应器产生该楼层的位置信号，控制七段数码管显示楼层状态；离开该楼层时，该楼层信号应被新的楼层信号所取代。PLC输出端直接与七段数码管相连，无需外部硬件译码器译码，直接通过PLC软件进行七段译码，驱动数码管显示所在楼层位置。七段数码管真值表如表4-3所示：其中部分梯形图如图所示：显示楼层数字输出状态PLC内部楼层信号abcdefg10110000M1021101101M1131111001M12表4-3 七段数码管真值表图4.3 轿厢楼层位置部分梯形图说明：当按下按钮X10时，轿厢楼层位置M10得电、自锁，当电梯置该层楼时，电梯碰到层楼感应器X11，X11动作，断开电路，此时轿厢位于1层。2) 内选与外唤信号的登记与消除记忆乘客在轿厢内或厅外呼梯时，内选与外唤信号应被接受和记忆。当电梯到达该楼层且定向方向与目的地方一致（基站和顶站除外）时，应满足呼梯要求并同时消除该信号。图4.4和图4.5分别为3层的内选与外唤梯形图，1-6层的梯形图与其类似，只需将相应输入、输出和中间继电器地址改变即可。 图4.4 3层内选信号的登记与消除说明：当按下按钮X20时，轿厢楼层位置M22得电、自锁，M22驱动Y32输出，3层内选指示灯亮。当电梯置该层楼时，电梯碰到层楼感应器M12，M12动作，断开电路，此时轿厢消除记忆。图4.5 3层外唤信号的登记与消除说明：当按下按钮X24时，轿厢楼层位置M32得电、自锁，M32驱动Y22输出，3层上行指示灯亮。当电梯置该层楼时，电梯碰到层楼感应器M11，M11动作，断开电路，定向上行按钮M3保护。此时消除记忆。3）停层信号的登记与消除环节 电梯在停车制动之前，应首先确定其停层信号，即根据电梯的运行方向与内选和外唤信号的位置比较后得出确定的停靠楼层。图为其2层停车梯形图，其他楼层停车梯形图与之类似。图4.6 2层停车说明：当辅助继电器M31和M44得电或当辅助继电器M32和M46得电时，并启动M11,轿厢楼层位置对M51置1、自锁，实现2层停车。停层时间定时器T0开始计时5秒，时间到对M51复位，电梯又开始运行。4）电梯的定向环节自动运行状态下，电梯首先应确定运行方向，即定向。电梯的定向只有两种情况：定向上行和定向下行。电梯处于待命状态，接收到内选和外唤信号时应将电梯所处的位置与内选和外唤信号进行比较，确定是上行还是下行。一旦电梯定向后，内选与外唤信号对电梯进行顺向运行的要求没有满足的情况下，无需定向。图为定向上行梯形图，定向下行梯形图与之类似。图4.7 定向上行梯形图 说明：当1层辅助继电器M20得电后，驱动M3,电梯开始上行。驱动上行辅助M30，定向信号不能消除，当驱动到M11或驱动4层辅助继电器M13或驱动下行M46,它们常闭触电断开，轿厢停止上行。下行与此类似！ 5）电梯的运行与减速环节 电梯运行的条件是运行方向已确定，门已关好。停层信号产生后，与上下平层感应器配合进行减速停车。其部分梯形图如图所示。图4.8 电梯的运行与减速 说明：当辅助继电器M6得电后，减速信号Y2得电输出，当M6被驱动时，M7得电、自锁，M7驱动T0定时计数器开始计时40秒，时间到停层辅助断开，当上行和下平层感应器信号被驱动时或下行和上平层感应器信号被驱动时，M40得电，停层开门。 6）开关门环节 电梯的开关门存在以下几种情况：（1） 电梯投入运行前的开门。此时电梯位于基站，将开关梯钥匙插入基站钥匙开关（X13）内，旋转至开梯位置，电梯应自动开门。（2） 电梯自动运行停层门时的开门。电梯运行至平层位置，应自动开门。（3） 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之间，由红外感应器控制重新开门。（4） 呼梯开门。电梯到达某层后，如果没有人继续使用电梯，电梯该停靠在该层站待命，若有人在该层站呼梯，电梯将首先开门，满足用梯的要求。（5） 电梯使用后的关门。此时电梯到达基站，乘客离开轿厢，电梯自动关门，将开关梯钥匙插入基站钥匙开关（X13）。旋转至关梯位置，电梯被关闭。（6） 电梯自动运行时的关门。停层时间继电器T0延时结束，电梯应自动关门。停层时间未到，可通过关门按钮实现提前关门。 开关门环节的梯形图如图所示。 图4.9 开关门说明：当按下上行继电器Y0， M2得电、下行继电器Y1自锁。表示为电梯运行时禁止开门。5 硬件系统控制的设计此次实训其硬件部分较为复杂，我们是按6层电梯来设计的，因此制作的电路板共有10块之多。如一层的外部显示板，二层、三层、四层、五层六层外部显示板，轿厢内部显示电路板，控制电梯门开的电路板，顶层拖动轿厢的板，及每层楼控制外部门的电路板等。故在其制作过程中有一些复杂，因此要求我们必须小心，认真的去出图，去焊接，主要是要先弄清思路。才能在有限的时间完成任务。5.1 底层与顶层电路及其原理 由于底层和顶层的电路原理图类似，只是其中的接线有所不同，即与PLC的输出按钮的接线区别，底层的只有向上，而顶层的只有向下。其原理图主要是一个数码管和按钮。5.1.1 数码管概述数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。（实物参照图片） 数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。图5.1 数码管实物图5.2 控制电梯门及轿厢L298驱动芯片 5.2.1 L298描述 在L298是一个集成的单片电路在15导致Multiwatt和PowerSO20包。这是一个 高电压，大电流双全桥驱动器去签署接受standardTTL逻辑水平和驱动器。电感负载，如继电器、电磁阀、直流和步进电机。两个enableinputs提供启用或禁用deviceindependentlyof的在把信号.的排放较低的晶体管每一个连接在一起的桥梁和对应 sponding外部终端可用于约束nectionof一个externalsensing电阻。额外供应提供投入，使工程在逻辑低电压.应用信息。 图5.2 L298实物图5.2.2 L298应用 双向直流电动机控制图式马蒂奇图只有一个桥是必要的。外部桥二极管D1至D4类是由4个快速恢复元素表示，必须选择一个室颤尽可能低的水平上最坏情况下的负载电流。感outputvoltage可用于控制电流幅值的砧板的投入，或亲视频过流保护开关低的恩能够输入。制动功能（快速电机停止）要求，在绝对最大额定二安培必须从来没有被克服。当重复峰值电流需要负荷高于二安培，一个平行配置法可以选择外部二极管桥时需要在 ductive加载驱动，当投入的IC是切碎; Shottkydiodeswould较为可取。这个解决方案可以驱动，直到三安培在DC操作直到三点五安培的一个重复的峰值电流。 OnFig 8它是shownthe驾驶业务基金twophasebipolar 步进电机;所需要的信号来驱动的，所以有提出的L298产生。下为引脚图和原理图。图5.3 L298引脚图及原理图本次实训就是利用L298的功能来实现一块芯片控制两个电机的正反转，6层楼则需3块芯片，加上顶部控制轿厢的L298芯片，共要4块芯片就够了。取代了用二极管的搭建电路，大大减少了电路的复杂性。6 检测与调试6.1 检测与调试设备和工具 AGILENT34401A 万用表 LPS-105AMRFL 直流电源 HAKO926 电烙铁 PLC一台 FX-20P-E编程器 一台 连接导线 若干 PLC调试仿真软件等6.2 检测与调试过程6.2.1 电路板的调试在第一次制板成功后，接通5V直流电源，发现各板之间的的数码管显示不正确，及L298不能正常工作，各电极间的接通与截止无法使继电器正常工作，经过电路分析发现，由于粗心，数码管封装画错了。继电器管脚弄反了。必须加以修改。经过反复调试修改后。在第二次接通5V直流电源后，全部正常工作。6.2.2 PLC程序的模拟调试具体举一套方案调试，调试之前必须将程序输入PLC中，再将对应的输入输出口与硬件接好。绍入程序即可调试。方案如下：“电梯位于1层，2层外呼，4层内唤”。如下表：按钮动作按钮动作X1开X21开关X5开（等10秒）X5关X10开X11关X23开关X12开关X10关X5开关X11开（门自动打开）X13开X5开X5开X1关X1关X0开X0开X7开关X7开关X0关X0关X1开X1开表6-1 动作顺序初始状态电梯处于一层，并为关门状态，故按钮X1（关门限位开关）需打开，上平层感应器按钮X5为打开状态。等待10秒后。1层感应器X10打开，2层开始外呼，此时1层感应器X10关闭。2层感应器X11触发，电梯开始上升。当至第二层时，门自动打开，上平层感应器按钮X5为打开状态，保护轿厢的停层位置。此时关门限位开关X1关闭，开门限位开关X0打开，电梯开门，人进去，按关门按钮X7，门关闭。4层轿厢指令按钮X21触发，即内呼，上平层感应器按钮X5关闭，2层感应器X11关闭，3层感应器X12触发立刻关闭。上平层感应器按钮X5开-关（瞬间）。因为3层楼没人