升降电梯的PLC控制设计.doc

四川信息职业技术学院毕业设计（论文）绪 论对电梯市场调查分析可知，电梯行业主要面临以下问题：节能电梯的应用不广泛。全国每年电梯损失的电量达到上亿千瓦；异步电动机做驱动系统不够好。定子线圈很占空间，电机体积大、重量大；电梯信息化、网络化不强。不易对电梯进行监控以及实现网上交易；电梯安装期普遍比较长；主机和轿厢使用的材料不够先进；电梯的控制系统复杂。主要体现在内部的连锁和互动关系比较复杂，而用梯形图来编程显得非常繁琐，逻辑关系不够直观，难以优化程序。只要解决以上问题，将会对电梯行业的发展起到很大的作用。所以即便是自己可以解决其中的一个问题，也感到欣慰。解决以上问题，可以采用以下方法：发展节能技术，减少电能的损耗；驱动系统使用永磁同步无齿曳引机，减少定子线圈占用空间。用高能量密度的高剩磁感应和高矫顽力的钕铁硼制作永磁同步电机,其气隙磁密一般达到0.75T以上，可以减小电机的体积和重量；加大电梯信息化、网络化的应用；蓝牙技术的应用。它可以将电梯的安装期减少30以上；主机采用永磁材料、轿厢使用高强度铝合金材料等；模块化编程，使编程逻辑直观。本次主要解决电梯电气中编程方面的问题，采用模块化的设计方法来编程。主要包括以下内容：电梯主要的机械部分、电梯控制系统分析、电梯设计方案论证、电梯的电力驱动系统、系统资源分配、PLC模块化设计、电梯控制原理和控制流程、程序编写等。其中，设计重点是运用模块化的编程思想，控制整个电梯的运动。使电梯实现对信号的处理、以及上、下运动、平层开关门动作。本次设计因个人能力有限，设计中难免会存在不足之处，请不吝赐教，谢谢！第1章 电梯机械部分1.1 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-紧急终端开关；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 图 1.1 电梯的基本结构剖视图1.2 机械部件电梯是机、电紧密结合的复杂产品。其基本组成包括机械部分与电器部分，从空间上考虑一般划分为以下几部分：机房部分：电源开关、控制柜、曳引机、导向轮、限速器等。井道部分：导轨、导轨支架、对重装置、缓冲器、限速器、张紧装置、补偿链、随行电缆、底坑及照明装置等。层站部分： 层门、呼梯装置（召唤盒）、门锁装置、层站开关门装置、楼层显示装置等。轿厢部分：轿厢、轿厢门、安全钳装置、平层装置、安全窗、导靴、开门机、轿内操纵厢、指层灯、通讯及报警装置等。1.3 安全装置为防止安全事故发生，设置有专门的安全装置：1. 防止超越行程的保护防止越程的保护装置一般是由设在井道内上下端站附近的强迫换速开关、限位开关和极限开关组成。2. 防超速和断绳的保护防超速和断绳的保护装置是安全钳限速器系统。安全钳是一种使轿厢（或对重）停止向下运动的机械装置。凡是由钢丝绳或链条悬挂的电梯轿厢均应设置安全钳。限速器是限制电梯运行速度的装置，一般安装在机房。当轿厢上行或下行超速时，通过电气触点使电梯停止运行；当下行超速电气触点动作但仍不能使电梯停止时，速度达到一定值后，限速器机械动作，拉动安全钳，夹住导轨将轿厢制停；当断绳造成轿厢（或对重）坠落时，也由限速器的机械动作拉动安全钳，使轿厢制停在导轨上。3. 缓冲装置电梯由于控制失灵、曳引力不足或制动失灵等发生轿厢坠落时，缓冲器可以吸收轿厢的动能，延长电梯轿厢着地时间，减小冲击，从而保证电梯结构和乘客的生命安全。4. 报警装置和救援装置发生乘客被困在轿厢内时，通过报警装置或通信装置可以将情况及时通知管理人员，并通过救援装置将人员安全救出轿厢。（1）报警装置 电梯必须安装应急照明和报警装置，并由应急电源供电。（2）救援装置 救援装置包括曳引机的紧急手动操作装置和层门的人工开锁装置。人被困在电梯内时，以前救援主要采用自救的方法，即轿厢内的操纵人员从上部安全窗爬上轿顶将层门打开。随着电梯的发展，无人操纵电梯的广泛使用，采用自救的方法使用的很少。因此现在电梯从设计上就确定了救援必须从外部进行。5. 停止开关和检修运行装置（1）停止开关称急停开关，要求在轿顶、底坑和滑轮间必须装设停止开关。（2）检修运行装置是便于检修和维护而设置的装置，由安装在轿顶或其它地方的检修运行装置进行控制。1.4 安全保护1. 消防功能发生火灾时井道往往是烟气和火焰蔓延的通道。一般层门温度达到在70以上时，电梯就不能正常工作。为了乘客的安全，在火灾发生时必须使电梯停止对召唤信号的应答，直接返回并撤离层站，即具有火灾自动返基站功能。2. 防止机械伤害的保护人在操作、维护中不可以接近旋转部件，尤其是链条、皮带、齿轮、链轮、限速器、电动机轴等。所以通常都为它们安装上安全网罩或栅栏，以防止接触发生事故。曳引轮、盘车手轮、飞轮等光滑圆形部件可不加防护，但应该部分或全部涂上黄色，以示警告。3. 电气安全保护对电梯的电气装置和线路必须采取安全保护措施，以防止发生人员触电和设备损毁等事故。按GB7588-1995的规定，电梯应采取以下电气安全保护措施：（1）直接触电的保护。直接触电是指直接触及设备和线路正常运行时的带电体发生的触电（如误触接线端子发生的触电)，也称为正常状态下的触电。直接触电的保护一般可采用绝缘、防护罩、围栏、安全间距等措施。所谓安全间距是指在带电体与地面之间、带电体与其他设施、设备之间、带电体与带电体之间保持一定的安全距离。（2）间接触电的防护。间接触电是触及正常状态下不带电，而当设备或线路故障时意外带电的导体发生的触电(如触及漏电设备的外壳发生的触电)，也称为故障状态下的触电。防止间接触电的措施有：设备金属外壳保护接零和保护接地、采用安全电压、安装漏电保护装置等。其中保护接零和保护接地是防止间接触电最基本的措施。保护接地是限制设备漏电后的对地电压，使之不超过安全范围；保护接零是借助接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上的保护装置动作，以及切断故障设备的电源。 第2章 电梯控制系统分析2.1 设计内容针对电梯编程复杂等问题，采用模块化思想编程，设计一个4层电梯控制系统。2.2 控制要求电梯在静止时接到信号，按先后顺序执行。运行过程中收到信号，运行方向上的信号优先执行。电梯在运行中相反方向的信号暂时保存，且暂不响应。待电梯反向后再处理。电梯到达目标层后，行程开关消除该层的楼层信号，防止信号错乱。2.3 控制面板示意图和电梯结构示意图图 2.1 电梯控制面板示意图 图 2.2 电梯结构示意图2.4 电梯运行过程首先接通电梯的总电源及控制电源、照明电源，再打开电梯的层门和轿厢门，然后司机进入电梯轿厢内，并合上轿厢内应该合上的各种开关，最后点亮轿厢内的照明灯等待乘客进入。电梯在底层和顶层分别设一个向上或向下的召唤按扭，而在其它层站设向上、向下两个召唤按钮。轿厢操作面板上设有与楼层数相应的6个指令按钮。当进入轿厢的乘客按下指令按钮，指令信号就被登记。电梯按向上过程中登记的楼层停靠信号逐一停靠，直到运动到所登记信号的最高层为止，然后又反向向下（同向上处理信号的方法一样）处理向下的召唤信号。每次停靠时，电梯自动进行减速、平层和开门。电梯必须满足：运行方向上的信号，按距电梯所在楼层位置由近到远逐一响应。并且记下相反方向的信号，等待电梯反向后逐一处理。电梯在向一个方向运行时，不相应相反方向的信号。除电梯已经运动到最低或者最高层外。2.5 电梯启动所需条件电梯要启动，首先必须保证系统安全正常，各个安全装置是否完好。防止在电梯运行中出现因电梯停电，行程开关又失效，使得电梯因重力自由下落，造成严重的事故。其次，电梯得电以后轿厢门必须是关闭的，然后才通过获得的召唤信号，并识别出当前电梯的位置，判断出具体的运行方向，然后电梯运行。2.6 电梯停车所需条件1.电梯必须到达要停车楼层的减速点2.电梯到达目标楼层的平层位置 2.7 电梯控制要求1.快速性 在保证乘客安全的前提下，提高电梯额定运行速度VN，主要通过电动机的转速控制。其次，采用变频调速器调速，提高调速的速度，从而减少电梯由启动到平稳的加速时间。2.舒适性舒适性主要体现在加减速时电梯的平稳性。既有比较合理的运行速度，也能保证不会产生过大的加速度。设计合理的轿厢的大小，避免电梯人多时拥挤。采用温度监控系统，保持电梯轿厢内恒温。3.稳定性稳定性是指系统重新恢复平衡的能力。通过称重系统测量出电梯轿厢内乘客重量的变化，调速系统给定一个合适的速度，通过调节使电梯匀速运行。4.准确性电梯通过每一层的行程开关自动判断出加减速点，并且在平层位置准确停车。5.抗干扰性能适应很强的噪声、电磁干扰、机械震荡等环境工作。2.8 电梯运行控制内容启动：系统一切正常后，轿厢门关闭，电动机得电正转或反转。加速：电梯根据称重系统得到的数据，电梯由静止到匀速运行的过程。减速：系统在得到停车楼层信号、减速点信号时，电梯减速为平层停车做准备。平层停车和开门：所谓平层位置指电梯减速运行至停车楼层时，轿厢底平面与楼层相平齐的位置。它是电梯停车制动准确位置，同时也是电梯自动开门的位置。第3章 电梯设计主要方案论证电梯的设计必须可以保证乘客的生命安全，同时乘客乘坐电梯也要舒适。所以通过方案论证主要为了找到适合电梯要求的设计方案。本次设计主要论证：便利方案、舒适方案、曳引方案、安全方案和调速方案。论证的重点是：安全方案和调速方案3.1 便利方案本设计方案主要考虑电梯安装位置的选择、磁卡技术的应用和红外线检测装置的应用。1把电梯布置在容易看见的地方，在轿厢里面安装整容镜、扶手、凳子和挂衣服钩等。2磁卡技术代替按钮：公司的电梯为方便员工上下班，用磁卡技术代替按钮，呼叫员工应该到达的楼层。原理是建立员工工作所在楼层字段数据库，将磁卡数据与员工数据库连接起来，用读卡器识别出磁卡后，自动在数据库里面搜索员工工作所在楼层作为输入信号，从而达到目标层。3红外线检测装置：当乘客还没有全部进入轿厢时，电梯门就关闭，这样很不方便。所以，在电梯外面安装红外线检测装置，确保乘客全部进入轿厢内。3.2 舒适方案舒适性主要体现在加减速时电梯的平稳性。1.减少噪声：降低电梯的噪声，除了从电梯设计、制造及安装上采取一定的措施外，还应从建筑设计的角度考虑。充分利用地形或建筑物的隔音屏障效应，使噪声降低至最低限度。2.温度和空气质量：电梯里安装空调，保证一个合适的温度。同时也使电梯中二氧化碳的含量合适。不会让乘客感到头晕，或者有缺氧的感觉。可以在电梯中安装音乐盒，给乘客一个爽快的心情。3. 缓冲装置：防止在停车的时候，产生冲击使乘客出现不适。除了考虑速度调节外，还应该合理使用缓冲装置。在结合处尽量使用弹性元件和饶性元件以减轻冲击和震动。4平稳性：控制好电梯的加减速，可以平稳的进入稳定的运行中，不要产生很大的冲击。这个主要通过调速系统控制。3.3 曳引方案电梯曳引系统的作用是输出动力，从而使电梯完成上下运动。这里主要对有齿曳引机和无齿曳引机的特点进行比较，以及对交流和直流电动的特点比较，最后选择交流无齿曳引机做为曳引方案的结果。 1. 有齿曳引机和无齿曳引机的比较：根据电动机与曳引轮之间是否有减速箱，分为有齿曳引机和无齿曳引机。有齿曳引机的技术比较成熟。其拖动装置的动力是减速器传递给曳引轮的。但是它的传动功率低、噪声大、传动平稳性不好，没有无齿曳引机控制方便。无齿曳引机由于没有减速箱这一传动环节，所以具有传动功率高、噪声小、传动平稳等特点。2直流电机和交流电机的比较：直流电机：在交流电机的调速问题未能得到很好的解决时，直流电机具有交流电机所不能比拟的调速性能和启动性能。但是由于直流电机不及交流电机结构简单、制造容易、维护方便、运行可靠而在电梯中被使用得越来越少。交流电机：交流电机是近几年才开始迅速发展，并且被认为是很有前途的动力源。调速性能已经被解决，并且具有结构简单、制造容易、维护方便和运行可靠等优点。所以，从传动功率高、噪声小、传动平稳应选择无齿曳引机。从调速性能、结构简单、制造容易、维护方便和运行可靠考虑，这里选择交流电机。3.4 安全方案为了防止由于电梯损坏或驾驶人员操作不当而发生事故，电梯必须有好的安全措施。国家规定必须要的安全防护装置 1.刹车：控制电梯曳引机部分起动停止的制动器。可使电梯的轿厢及时停止、上升或下降。2.限位开关：限止轿厢到最高位置或最低位置不能继续运行的装置。3.越程开关：轿厢行驶到最高位置或最低位置时，如果限位开关失去控制，轿厢就会继续上升或下降，为了防止轿厢冲顶或沉底，应安装越程开关用来切断电源。4.安全钳：安全钳系统，就是在电梯发生超速和断绳时起保护作用的安全装置。 5.限速器：限速器用来防止电梯运行速度过快的安全装置。一般是装在曳引轮上面，作为曳引机的一个部件。但是当悬挂轿厢的钢丝绳断裂时，那么轿厢就会以g为加速度向下运动。这样相当危险，如果在滚动导轨上安装限速器就能够预防这种情况发生。3.5 调速方案为了使电梯在升速和降速过程中，可以平稳地进入匀速阶段，本设计中选择变频调速来实现调速。交流感应电动机转速公式n=n0 (1-s)=60f1/P(1-s)1 （3-1）式中，n为电动机的转速，n0为同步转速，f1为定子电压频率，P为极对数、s为转差率.所以，由式3-1可知，交流感应电动机调速有改变极对数、改变转差率和改变频率三种方式。1. 变极调速变级调速就是通过改变电动机的磁极对数,从而实现电动机的有级调速的方法。感应电动机的极对数是由定子绕组的连接方式决定的。通过改变定子绕组的连接方式实现电动机的变极调速。2. 调压调速交流感应电动机调压调速属于转差功率消耗型调速。所谓调压调速，就是通过改变定子外加电压，来改变其机械特性的函数关系， 从而达到改变电动机在一定的输出转矩下的转速的目的。其中，调压调速又以晶闸管调压最好。它的体积小、重量轻、惯性小且控制方便，取代了笨重的电磁装置。晶闸管调压有通断控制和相位控制。但由于通断控制方式在通断周期内电动机承受的电压为额定值，而在间隙周期内电动机承受的电压为零。所以，加在电动机上的电压变化剧烈，低速时影响严重。电梯要求安全，所以不可以选择这种调速方式。相位控制输出的电压比较稳定，调速精确，快速性好，但是这种控制方式会有复杂的谐波，对电网造成谐波污染。所以，也不选择这种方式调速。3. 变频调速感应电动机的变频调速原理: 交流电动机的同步转速 n0 =60f/P2 (式3-2),感应电动机的转速 n=n0 (1-s)=60f1/P(1-s)由此可见，若能连续的改变感应电动机的供电频率f1 ,即定子电压频率，可以改变电动机的同步转速和相应的电动机的转速,实现了感应电动机的无级调速。变频调速的最大的优点: 电动机从高速到低速,其转差率始终保持最小值,因此变频调速时,电动机的功率因数很高,从而使变频调速成为一种理想的调速方式. 只是需要一个特殊的变频装置供电,在调节定子电压频率f1 同时调节定子电压U1 ,通过f1和U1 协调控制,实现不同类型的变频调速.3.6 调速方案最终选择变极调速调速范围有限，在电梯上不适用。调压调速中的相位控制方式有复杂的谐波，对电网造成谐波污染，这样对电网不利。在电梯中也不被广泛使用。而变频调速时，电动机从高速到低速,其转差率始终保持最小值。因此变频调速时,电动机的功率因数很高。只需要一个特殊的变频装置供电,调节定子电压频率f1 同时调节定子电压U1 ,通过f1和U1 协调控制,实现不同类型的变频调速.变频调速节省了中间变速机构，同时也充分的利用了电能，减小了损失。调速方便可靠。所以，设计中选择变频调速控制电梯的速度。第4章 电力驱动系统4.1 电力驱动系统的选择电梯设计中选择交流驱动系统控制电梯的动力。主要是因为：交流电的使用方便、应用广泛、容易获得。使用交流电时不需要增加设备将交流电转化为直流电。采用交流驱动系统可以利用变频调速技术控制三相交流感应电动机。从而更好的控制电梯的上下运动。4.2 电梯的电力驱动系统的构成图 4.1 电梯的电力驱动系统的构成三相电源一部分传输到曳引机上带动电机转动。另一部分传到自动系统内，然后根据自动系统发出的信号，控制电动机的正反转、停止和转速。再由电动机将动力传给传动装置，拖动电梯轿厢的运动。获得电梯轿厢的信号后再传给自动系统，进行循环控制。第5章 系统资源分配5.1 PLC的选型由于三菱PLC进入国内市场较早且技术比较成熟、资料较多且功能强的原因，使用它完成电梯对控制系统数据的处理。三菱PLC编程软件GX Developer功能强大，有好的中文界面易学易用。GX Simulator是与GX Developer配套的三菱PLC仿真软件。可以在不连接实际PLC设备基础上，进行PLC的开发调试，缩短程序编写和调试时间。综上所述PLC选择三菱FX系列。5.2 外部设备由于输入、输出电器设备都有专门的厂家生产，但不同厂商生产的设备基本上没有区别，选择时主要考虑与电梯所在的建筑的协调性。5.3 PLC容量估计和I/O分配表 5.1 电梯实际输入点数表表 5.2 输出点数表I/O点数估算。根据输入和输出的总点（25+9=34），考虑到今后调整和扩充，加上10%15%的备用量(37.439.1)。在FX系列PLC中有64M比较合适，有34个输入接口（X000X042），有32个输出接口（Y000Y037），所以选择FX2N-64M机型。用户存储器容量估算。应用程序占用内存多少与I/O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等有关。因此在程序设计前进行粗略的估算。根据经验，每个I/O点及有关功能器件占用的内存：开关量输入：所需存储器字节数=输入点数10；开关量输出：所需存储器字节数=输出点数8；定时计数器：所需存储器字节数=定时/计数器数2；根据存储器的总字节数再加上一定的备用量。所以总存储字节数大约为：2510+98+72= 336(字节)4。5.4 I/O配线1. PLC外部接线图图 5.1 PLC外部接线图2. 主拖动电机接线简图5.2图 5.2 主拖动电机接线简图启动：按SB12， 自锁触点KM1闭合， 线圈KM1得电， 主触点KM1闭合， 电机正转 。按SB13，常闭触点SB13断开， KM1线圈失电； 自锁触点KM2闭合，线圈KM2得电， 主触点KM2闭合，电机反转。 按SB11电机停止。第6章 PLC模块化设计6.1 模块化程序设计思想PLC模块化设计思想出现的原因：复杂的控制系统，内部的连锁和互动关系比较复杂，用梯形图来编程显得非常繁琐，逻辑关系不直观，难以将程序进行优化。同时小型的PLC只可以用来逻辑运算，不具备系统管理的能力。就出现用PLC模块化设计思想编程。模块化设计思想的特点：将计算机高级语言的编程算法、模块化和结构化的程序思想用到PLC中。6.2 模块化设计思想原理系统软件由主程序和子程序构成。主程序利用PLC的内部核心单片机的强大的位运算功能和逻辑比较功能，将可位寻址的内存单元做为控制对象，采用地址虚拟技术，将可位寻址单元的每一个位映射为一个唯一的子程序。主程序做为控制台，只需要对所选位单元控制，可实现对模块子程序的全局控制。主程序采用扫描方式，按分配的位地址和权限，对各子程序进行调试。子程序完成单一的任务，为一个独立的模块，与其它子程序和主程序共享系统资。6.3 模块化设计思想在电梯中的使用本系统是集选式控制系统，控制比较复杂，适合采用模块化编程方法。系统软件大致分为六个模块，即为6个子程序：P0停止状态子程序标号、P1上升状态子程序标号、P2下降状态子程序标号、P3电梯上升运行子程序标号、P4电梯平层运行子程序标号、P5电梯下降运行子程序标号。第7章 电梯控制原理和控制流程7.1 电梯控制原理框图图 7.1 控制系统原理框图7.2 电梯控制流程图图 7.2 电梯控制流程图第8章 电梯软件部分8.1 编程方法编程方法有经验法、解析法、图解法三种。1.经验法是利用增加或减少别人的经验进行程序设计。前提是编程者熟悉常用基本电路，掌握梯形图设计的基本原则。2.解析法是根据组合逻辑或时序逻辑的理论，运用相应的解析方法，求解其逻辑关系，根据求解的结果，画成梯形图或直接编写指令的一种编程方法。3.图解法是通过画图的方法进行PLC程序设计。可分为波形图法和流程图法。波形图法比较适合时间控制系统，它先把对应信号的波形画出，再依据时间用逻辑关系去组合，就可很容易把系统设计出来。流程图法是用框图表示PLC程序的执行过程，以及输入条件与输出间的关系，再逐一写出对应梯形图。8.2 编程语言为了使PLC有广泛的应用领域，PLC具有很多的编程语言。根据编程人员的个人编程的习惯，可以自由的选择编程语言。目前编程常用的表达方式：1.继电器梯形图梯形图与传统的继电器控制原理电路非常相似。只是它们的特定元件和构图规则不同。梯形图比较直观、形象对于熟悉继电器-接触器控制系统的编程人员讲易于接受。继电器梯形图比较适合简单的控制功能的编程。2.逻辑功能图逻辑功能图基本上沿用了半导体逻辑电路的逻辑图的表达形式。这种方式易于描述较为复杂的控制功能，表达直观，查错找纰漏都比较容易，因此，它是编程时常使用的一种方式，但它必须采用带有显示屏的编程器才能描述。3.逻辑代数表达式可以与前两种方式相配合写出输出信号或中间变量的逻辑表达式，这是一种辅助的程序设计方法。4.指令语句表采用类似计算机汇编语言的指令语句表来编程，对熟悉汇编语言的编程者，特别易于接受，且编程方便，编程设备简单。通常都先用以上集中方式表达，然后改写成相应的语句表。5.功能流程图功能流程图类似于计算机常用的程序框图。但它有自己的规则，描述控制过程比较详细具体，包括每一框前的输入信号，框内的判断和工作内容，框后的输出状态。梯形图语言方便、直观、易学易懂、适用于逻辑控制领域。这里电梯设计也主要用梯形图语言编程。8.3 编程工具GX Developer是一种基于Windows操作系统，并支持三菱Q系列、QnA系列、A系列、FX系列等设备的全系列编程软件。它可以采用梯形图、指令表、SFC及功能块等多种方法编程，可以方便地在现场进行程序在线更改，具有丰富的监控、诊断及调试功能，能迅速排除故障。GX Developer还可进行网络参数的设定，并通过网络实现诊断及监控。GX Developer具有功能如下：制作程序对可编程控制器CPU的写入/读出监视及调试功能PLC诊断功能可以采用多种方法连接PLC8.4 程序编写程序的编写是按流程图来编写的，为了方便读程序，下面对程序分块进行解释。8.4.1 读取电梯所处的位置采用行程开关与MOV指令将电梯所在层位置（一个变化的常数用K来表示）放到电梯楼层数据寄存器D300中，实现对电梯位置的识别。三菱PLC数据寄存器有D200D511共312点。这里选择的是D300。8.4.2 电梯运行状态的读入和判定电梯运行状态由电机运行状态得到。有三个运动状态：电梯上升电梯下降电梯平层电梯上升状态的读入：如果为Y005（电动机正转）为ON时，用MOV指令将电梯上升状态（用常数K1来表示）放到电梯运行状态数据寄存器D0中。电梯下降状态的读入：如果Y006（电动机反转）为ON时，用MOV指令将电梯下降状态（用常数K2来表示）放到电梯运行状态数据寄存器D0中。电梯平层状态的读入：如果Y005（电动机正转）和Y006（电动机反转）同时为OFF时，用MOV指令将电梯平层状态（用常数K0来表示）放到数据寄存器D0中。电梯运行状态的判定：首先，用ZRST指令对位寄存器（M0，M1，M2）复位，保证其数据准确。然后比较电梯运动状态的数据寄存器D0的值和常数K1的大小。电梯的三态：平层用0表示，上升用1表示，下降用2表示。若电梯运动状态的数据寄存器D0K1，即D0=2，表示为电梯下降状态，所以调用P2（电梯下降运行状）子程序。8.4.3 电梯停止状态子程序(P0)1信号读取将电梯每层的呼叫信号用MOV指令放到数据寄存器D1（即电梯停止时呼叫登记数据寄存器）中。电梯停止时只需要一个信号来判断电梯运动方向即可。2.电梯动作判断用呼叫信号D1与电梯所在层信息D300进行比较来实现运动的判断。若呼叫信号D1所在层信息D300，表示为电梯应该上升，所以调用P3电梯上升子程序。8.4.4 电梯上升状态子程序(P1)1.上升信号输入电梯在向上运行过程中，只响应大于或等于电梯当前层位置的楼层信号。所以这里将1-4层的所有上升呼叫信号用M1001-M1004来登记，以便电梯能尽快响应这些呼叫。当电梯达到所在楼层后必须将该信号清除。达到楼层后行程开关的常闭触点消除呼叫信号；信号保持用继电器的自锁来实现。 2.电梯动作控制若M1001-M1004登记的信号有一个接通，就调用P3（电梯上升子程序）。然后电梯到达目标楼层后，就用P4（平层动作子程序）来停止电梯并开、关门。8.4.5 电梯下降状态子程序(P2)1.下降信号输入电梯在向下运行过程中，只响应小于或等于电梯当前层位置的楼层信号。所以将1-4层的所有下降呼叫信号用M2001-M2004来登记，以便电梯能尽快响应这些呼叫。当电梯到达目标层后必须将该层呼叫信号清除。信号保持用继电器的自锁来实现。 2.电梯动作控制若M2001-M2004登记的信号有一个接通，就调用P5（电梯下降子程序）。然后电梯到达目标楼层后，就用P4（平层动作子程序）来停止电梯并开、关门。8.4.6 电梯下降运行子程序（P5）电梯下降的条件是电梯不能上升且电梯关好门。为了保证安全，在电梯停止到电梯下降运行之前，应有延时动作，延时2秒，然后Y006得电，电动机反转实现下降。8.4.7 电梯平层动作子程序（P4）电梯平层动作的条件是电梯停止运行。即电动机正转（Y005）和电动机反转（Y006）的常闭触电串联来取得。由于没有在电梯门的相应位置安装限位开关（行程开关）所以使用多个计时器通过时间来确定电梯门的位置。各个计时器定时的具体时间（既K值）由测量来取定。8.4.8 电梯上升运行子程序（P3）电梯能上升运行的条件是不下降运行并且处于关门状态。在电梯停止到电梯上升运行之前，应有延时动作，用T6计时，取延时时间为2秒，然后Y005得电，电动机正转实现上升。8.5 电梯编程结果电梯PLC控制梯形图见附录1 ，电梯PLC指令语句见附录2，PLC软元件使用列表见附录3，编程的方法见:附录4 GX Developer编程软件的使用。设计总结本次主要应用模块化设计思想来实现电梯4层楼的控制。电梯系统的主要的工作过程是：首先是将系统上电、初始化；然后使用楼层行程开关读取电梯所在层位置；再读取电梯的状态（平层、上升、下降）；然后通过比较电梯运动状态的数据寄存器D0的值和常数K1的大小，判断电梯的运动状态；再调用相应的电梯运动状态子程序。将运动状态分为3类后，在分别在平层、上升、下降三中状态下读取乘客的呼叫信号，进行处理。这种模块化的编程方法，解决了因呼叫信号的同时性、互锁性、先后性而使电梯逻辑复杂、编程困难等问题。使得电梯控制中逻辑关系更加直观、易懂。应用模块化的编程方法可以很方便的控制更多层电梯的运动。模块化设计同时也减少了程序开发的成本，其柔性化很好，体现在可以根据需要，修改参数实现不同楼层的控制需求，所以其实用性比较强。设计中存在的不足：因个人能力有限，电梯的速度控制过程（速度测量、反馈、处理、调整）比较复杂，没有用PLC的编程来处理。解决方法：可以通过变频调速电动机实现或者利用旋转编码器测量出曳引机的转速，将转速信号转化为PLC可识别的模拟量，再用PLC控制。通过这次设计我对PLC有了更深刻的了解，也为以后的学习打下基础。致谢本文是在导师杨老师悉心指导下完成的。导师严谨的治学态度和一丝不苟的工作作风，孜孜不倦的求索精神和工作态度，使我获益非浅，为我树立了光辉的榜样，将成为我学习和工作的动力。在此谨向恩师致以最崇高的敬意和最诚挚的感谢！在整个论文期间，自始自终得到了杨老师无私的大力支持和热情帮助。在此谨向方老师表示衷心的谢意！同时，在完成论文的过程中，还得到了众多同学的热情帮助，在此一并表示感谢！参考文献1 郑凤翼 主编. 电力拖动系统电路.北京:人民邮电出版社，20062 邓星钟 主编. 机电传动控制. 华中科技大学出版社，20073 李道霖 主编. 电气控制与PLC原理及应用. 北京: 电子工业出版社，20054 李惠昇 主编. 电梯控制技术. 北京: 机械工业出版社，20055 皮壮行、宫振鸣、李雪华等编著. 可编程控制器的系统设计与应用实例 北京:机械工业出版社, 20006 高钦和 编著. 可编程控制器应用技术与设计实例. 北京:人民邮电出版社，20047 刘剑 等编