PLC在电梯电气控制中的应用

1、本文由 leelichenghero 贡献doc 文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。PLC 在电梯电气控制中的应用 摘 要 电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂 直运输工具。 但由于电梯控制系统 的复杂性，使继电器接触控制系统的接线复杂，可能使 用成百上千的各式各样的继 电器， 由很多导线用复杂的方式连接起来， 这样如果某个继电器 损坏或者触点接触 不良，都会影响整个系统的正常运行。 随着科学技术的发展和计算机技术 的广泛应 用，人们对电梯的安全性、 可靠性的要求越来越高， 继电器控制的弱点就越来越明 显。鉴于 PLC 的种种优点，目前，电梯的

2、继电器控制方式已逐渐被 PLC 控制代替。 同时， 由于电机交流变频调速技术的发展， 电梯的拖动方式也有原来直流调速逐渐 过渡到了交流调 速。因此， PLC 控制技术加变频调速已成为现代电梯行业的一个热 点。 PLC 技术的应用于电 梯自动控制很好地解决了电梯控制系统过于复杂的问题。作为通用工业控制计算机， ( PLC)采用可以编制程序的存储器， 用来在其内部 存储执行逻辑运算、 顺序运算、 计时、 计数和算 术运算等操作的指令， 并能通过数 字式或模拟式的输入和输出， 控制各种类型的机械或生产 过程。 PLC 经过多年应用得到了不断的发展，具有显著的优点。由于内部电路采取了先进的抗干扰技术，

3、 具有很高的可靠性。 PLC 发展到今天已经形成了各种规模的系 列化产品， 可 以用于各种规模的工业控制场合。 PLC 用存储逻辑代替接线逻辑， 大 大减少了控制设备外部 的接线， 使控制系统设计及建造的周期大为缩短， 同时维护 也变得容易起来。 同时还具有体 积小，重量轻，能耗低等优点。正因为具有以上优 点 PLC 技术广泛的应用于工业控制的各 个领域， 本文中 PLC 技术实现四层电梯自动 控制便是很好的例证。 本系统设计就是采用三 菱PLC( FX2N作为电梯的控制装置。关键字：PLC电梯，控制PLC IN THE ELEVATOR IN THE APPLICATION OF ELECT

4、RIC CONTROL ABSTRACT Elevator, with the high-rise building construction and developed a kind of vertical transport. However, the complexity of the elevator control system, so that relay contact control system wiring complexity of the possible use of hundreds of kinds of relays, by a number of conduc

5、tors connected in complexways, so that if a relay damaged or contact their connections will affect the normal operation of the whole system. As science and technology development and wide application of computer technology, people elevator safety, reliability, have become increasingly demanding, rel

6、ay control weaknesses on the increasingly apparent. Given all the advantages of PLC, at present, the elevator relay control method has gradually been replaced by PLC control. At the same time, due to motor AC inverter technology, elevator drag ways have the original DC drive gradual transition to a

7、communication speed. Thus, PLC control technology increases frequency control industry has become a hot topic in modern elevator. PLC automatic control technology applied to lift a very good solution to the elevator control system is too complex issues. As a general-purpose industrial control comput

8、er, (PLC) can be programmed using the memory used in its internal memory implementation of the logical operations, sequence operations, timing, counting and arithmetic operations such as instruction, and can be digital or analog input and output to control various types of machinery or production pr

9、ocess. After years of application of PLChas been continuously developed, with significant advantages. Due to the internal circuitry to an advanced anti-jamming technology, with high reliability. PLC development today has formed a series of all sizes, product can be used for occasions of all sizes to

10、 industrial control. PLClogic with memory logic, instead of wiring, greatly reducing the control equipment external wiring, so that control system design and construction of the cycle is much shorter, while maintaining them becomes easier. It also has a small size, light weight, low power consumptio

11、n advantages. Because of these advantages PLC technology has a wide range of industrial control applications in various fields, this four-story elevator in the PLCtechnology to achieve automatic control is a good example. The system design is to use Mitsubishi PLC (FX2N) as an elevator control devic

12、e.Keywords: PLC, elevators, control目录1 绪 论 11.1电梯简史 11.2 电梯的分类 1 1.3 曳引式电梯的基本结构 2 2 方案的选 择8 2.1控制方式的选 择 8 2.2 拖动方案的选 择 8 2.3 输入部分说 明82.4 输 出 部 分 说 明 10 3 硬 件电路设 计 113.1 设 计 框 图 113.2 变 频 器 的 介绍 11 3.3 主电路设计 15 3.4PLC控制电路的设计 17 3.5 参数的 计算和元器件的选 择 224 软 件 设计 26 4.1电梯运行流程图 26 4.2 程 序初始化及说 明27 5 程序梯形 图

13、32 6致谢 497 参 考 文献 501 绪论 在寸土寸金的都市中，建造高层建筑是人类向地球索取更大活动空间的重要手段， 林立的高楼大厦已成为现代化都市的重要标志。而电梯是建筑高层建筑不可缺少的 运 输工具， 用于垂直运送货物， 是机械、 电气结合的机电一体化产品。 随着科学技术的发展和 人民生活水平的提高， 对电梯的安全性和自动控制水平的要 求越来越高。由早期的继电器 控制开始， 到当今微电子技术普及， 电梯的控制方式 与控制手段发生了重大的变化， 而交流 调速是当前电梯拖动的主要发展方向， 其控 制也日新月异， 有微机 PC 控制、 PLC 控制和单 片机控制。 本设计四层楼的电梯， 既

14、考虑到其现代化发展的趋势， 同时其安全可靠性和成本 也 是首要问题。采用 PLC 作为其控制器，通过 PLC 控制其外设的变频器和旋转编码器 来 实现其电梯的稳定运行和精确的位移控制， 其设计简单， 安全性高。 电梯作为建筑物的垂直 交通工具，每天都和千百万乘客打交道，它的性能好坏，直 接影响到人们的生产，生活，越 来越引起人们的关注。 国家， 地方和使用单位都制 定了一系列的标准和规定， 以确保电梯的 使用安全和可靠。 1.1 电梯简史 1852 年，世界上第一台在德国柏林电梯诞生了， 采用电动 机拖动。 以后， 美国出 现以蒸汽机为动力的客梯。 美国人奥的斯研究出电梯的安全装置， 开 创了

15、升降机工 业或者说电梯工业新纪元。 1857 年， 世界第一台载人电梯问世， 为不断升高 的高楼提供了重要的垂直运输工 具。 1889 年，奥的斯 （OTIS） 公司在纽约试制成功第一台电 力驱动蜗轮减速的电梯， 这 一设计思想为现代化的电梯奠定了基础， 它的基本结构至今仍被 广泛使用。 1.2 电梯的分类 电梯的定义为：用电力拖动的轿厢运行于铅垂的或倾斜不大于 15的两列刚性导 轨之间运送乘客或货物的固定设备。 习惯上不论其驱动方式如何， 将电梯 作为建筑 物内垂直交通运输工具的总称。根据建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，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。

16、1.2.1 按用途分类 乘客电梯 , 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。 载货电梯 , 主要为运送货物而设计 , 通常有人伴随 的电梯。 医用电梯 , 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。 杂 物电梯 , 供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。 观光电梯 , 轿厢壁 透明，供乘客观光用的电梯。 车辆电梯 , 用作装运车辆的电梯。 船舶电梯 , 船舶上使用的 电梯。 建筑施工电梯 , 建筑施工与维修用的电梯。 其它类型的电梯，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 电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用

17、电梯等。1.2.2 按驱动方式分类 交流电梯， 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、交流调压调速、交流变压变频调速等。 直流电梯，用直流电 动机作为驱动 .动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在 2.00m/s 以上。 液压电梯 , 一般利 用电动泵驱动液体流动， 由柱塞使轿厢升降的电梯。 齿轮齿条电梯 , 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 旋转使轿厢升降的电梯。 螺杆式电梯 , 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）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿 厢

18、上升或下降的电梯。 直线电机驱 动的电梯 , 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。 1.2.3 按速度分类 电梯无严格的速度分类，我国习惯上按下述方法分 类。低速梯，常指低于1.00m/s速度的电梯。 中速梯，常指速度在 1.002.00m/s的电 梯。 高速梯，常指速度大于 2.00m/s 的电梯。超高速，速度超过 5.00m/s 的电梯。 随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、 中、低速电梯的速度限值 也在相应地提高。 1.2.4 按电梯有无司机分类 有司机电 梯， 电梯的运行方式由专职司机操纵来完成。 无司机电梯， 乘客进入

19、电梯轿厢， 按下操纵盘 上所需要去的层楼按钮，电梯自动运 行到达目的层楼，这类电梯一般具有集选功能。 有 / 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 操纵。 1.2.5 按操纵控制方式分类 手柄开关操纵： 电梯司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关， 实现电梯的起动、上升、 下降、平层、停止的运行状态。 按钮控制电梯：是一种简单的自 动控制电梯，具有自动平层功能，常见有轿外按钮 控制、轿内按钮控制两种控制方式。 信 号控制电梯， 这是一种自动控制程度较高的有司机电梯。 除具有自动平层， 自动 开门功能外， 尚具有轿厢命令登记，层站召唤登记，自动停层，顺

20、向截停和自动换 向等功能。 集选控制 电梯，是一种在信号控制基础上发展起来的全自动控制的电梯， 与信 号控制的主要区别在于 能实现无司机操纵。 并联控制电梯，23台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制，共用 层站外召唤按 钮， 电梯本身都具有集选功能。 群控电梯， 是用微机控制和统一调度多台集 中并列的电梯。 群控有梯群的程序控制、 梯群智能控制等形式。 1. 3 曳引式电梯的基本 结构 曳引式电梯是垂直交通运输工具中使用最普遍的一种电梯，现将其基本结构介绍如下： 1 、曳引系统 曳引系统由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮及反绳轮等组成。曳引机由电动机、联轴器、制动器、减速箱、机座、曳引轮等组成，它是

21、电梯的动力源。 曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重（或者两端固定在机房上） ，依靠钢丝绳与曳引绳槽之间的摩擦力来驱动轿厢升降。 导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距， 采用 复绕型时还可增加曳引能力。导向轮 安装在曳引机架上或承重梁上。 当钢丝绳的绕绳比大 于 1 时，在轿厢顶和对重架上应增设反绳轮。 反绳轮的个数可 以是 1 个、2 个甚至 3 个， 这与曳引比有关。图 1.1 1 曳引机曳引系统 2 反绳轮 3 机座 4 曳引钢丝绳 5 反绳轮2 、导向系统 导向系统由导轨、 导靴和导轨架等组成。 它的作用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。导轨固定在导轨架

22、上，导轨架是承重导轨的组件， 与井道壁联接。 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 方向。图 1.2 3 、门系统导向系统门系统由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成。轿厢门设在轿厢入口，由门 扇、门导轨架、门靴和门刀等组成。 层门设在层站入口，由门扇、门导轨架、门靴、门锁装 置及应急开锁装置组成。 开门机设在轿厢上，是轿厢门和层门启闭的动力源。图 1.3 4 、轿厢门系统 轿厢用以运送乘客或货物的电梯组件。它是由轿厢架和轿厢体组成。的承重构架，由横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成。轿厢体由轿厢底、轿厢壁、 明、 通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮板

23、等组成。轿厢体空间的大轿厢架是轿厢 体 轿厢顶及照 小由额定载重量或额定载客人数决定。图 1.4轿厢5 、重量平衡系统 重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组 成。对重将平 衡轿厢自重和部分的额定载重。 重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧 曳引 钢丝绳长度变化对电梯平衡设计影响的装置。图 1.5重量平衡系统6 、电力拖动系统 电力拖动系统由曳引电机、供电系统、速度反馈装置、调速装置等组 成，对电梯实 行速度控制。 曳引电机是电梯的动力源，根据电梯配置可采用交流电机或直 流电机。 供电系统是为电机提供电源的装置。 速度反馈装置是为调速系统提供电梯运行速 度信号。 一般

24、采用测速发电机或速度脉 冲发生器， 与电机相联。 调速装置对曳引电机实行 调速控制。图 1.6电力拖动系统7 、电气控制系统 电气控制系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层 器等组成 , 它 的作用是对电梯的运行实行操纵和控制。 操纵装置包括轿厢内的按钮操作箱或 手柄开关箱、 层站召唤按钮、 轿顶和机房中的 检修或应急操纵箱。 控制屏安装在机房中， 由 各类电气控制元件组成， 是电梯实行电气控制的集中组件。 位置显示是指轿内和层站的指 层灯。 层站上一般能显示电梯运行方向或轿厢所在的 层站。 选层器能起到指示和反馈轿厢 位置、决定运行方向、发出加减速信号等作用。图 1.7电气控制

25、系统8 、安全保护系统 安全保护系统包括机械和电气的各类保护系统， 可保护电梯安全使用。 机械方面的有： 限速器和安全钳起超速保护作用； 缓冲器起冲顶和撞底保护作用； 还有切断 总电源的极限保护等。电气方面的安全保护在电梯的各个运行环节都有。图 1.8 1 轿厢 安全保护系统 2 缓冲器 3 安全钳 图 1.9 曳引式电梯的基本结构2 方案的选择 2.1 控制方式的选择 电梯的运行是一个复杂的过程。为了安全、方便、 舒适地运行，除了需要良好的拖 动系统外还必须有一套完善可靠的控制系统。 电梯的控制 方式有：（1）、电磁继电控制系统（2）、微机（PC控制系统（3）、可编程控制器（PLC）控 制系

26、统（4）、单片机控制系统等。目前电梯的控制普遍采用以下两种方式。一种是以微机（PC作为信号控制单元， 完成电梯信号的采集、 运行状态和功能设定， 实现电梯的自动高度和 集选运行功能， 拖动控制则由变频器来控制的微机控制。另一种是用可编程控制器（PLC）取代微机 （PC实现信号的集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种控制方法没有太多 的区别。 国内大多的电梯厂家选用第二种控制方法， 其原因在于生产规模小， 自己 设计制造 微机控制装置成本高，而 PLC 可靠性高，成本低廉，程序设计方便灵活、使用维护简单、等优点正好弥补了微机控制系统的不足。 2.2 拖动方案的选择 方案选择：电梯的控制包括 控

27、制系统和拖动系统。 电梯的拖动系统经历了从简单到复杂的过程。目前用于电梯的拖动系统主要有： 单、 双速交流电动机拖动系统；交流电动机定子调压、调速拖动系统；直流 发电机电 动机、 晶闸管励磁拖动系统； 晶闸管直接供电动系统； VVVF 变频变压调速拖 动系统。 直流发电机一电动机、晶闸管励磁拖动系统具有调速性能好，调速范围大的特点， 因此， 很早就应用于电梯的拖动系统， 它控制的速度可达 4m/s 。但是这种机组结构 体积大、 耗电大、维护工作量大且造价高，常用于对速度、舒适感都要求比较高的场合。 交流单、双速交流电动机拖动系统具有结构紧凑、 维护方便。 线路简单、 成本较低 的优点， 但舒适

28、感 较差（尤其反映在减速上） 。涡流制动、能耗制动的应用使其获得了较好的舒适感和平层精度， 因而得到了广泛的应用。 晶闸管直接供电动系统与直流 发电机电动机、 晶闸管励磁拖动系统相比有以下优 点：机房占地节约 35%、重量减轻 40%、 节能 25%-35%、调速比可达 1 ：1200。缺点 是：速度、舒适感都要求比较差。 VVVF 系统虽 然采用交流电动机驱动，却可以达到直流电机的水平。它体积小，重 量轻，效率高，节省能 源，几乎包括了以往所有拖动系统的优点，已成为目前最新 的电梯拖动系统。 本设计采用 VVVF 变频调速拖动系统， 整个拖动系统由一台 YTD-7.5KW6/24 电动机 作

29、主驱动电机， 一台 0.125KW 电动机作开关门驱动电机。 其中主电动机双速正转运 行， 减速和加速运行， 门电机 正反转运行。 本设计采用 PLC 控制变频器调速系统，实现电流、速度、位移三闭环控制。 具有一 定的代表性和普遍性。 2.3 输入部分说明 1 、工作方式选择： 电梯的运行状态有自 动，司机，检修三种本设计采用了的工作方式有：自动、手动 和检修三种功能选择。 自动 工作方式： 由 PLC 控制， 自动检测信号再由 PLC 程序做出控制。 检修工作方式： 当电梯出 现故障时， 电梯可由人工控制， 以慢车方式上下运行 2 、电梯运行中位置信号的检测： 本系 统应用相对计数方式运行前

30、将各信号所对应的脉冲数， 分别存入相应的内存单 元，在电梯 运行过程中， 通过位置信号检测， 软件实时计算各信号。 作为一种载人 工具，在位势负载下， 除要求安全可靠还必须运行平稳、 乘坐舒适、 停靠准确。 采 用变频器调速双闭环控制可基本 满足要求， 但和国外高性能的电梯相比还需要进一 步改进。 3、开/ 关门到位信号： 与开关 到位的行程开关并接，作为一个输入点， 可以用开关到位的常开触点并联在 输入点上来区 别开/关到位信号。 4、上/ 下极限位置： 在电梯井道的上端和下端各装有一个极限开关， 在 电梯运行到极限位置的时候，电 梯将停止运行 5 、采用基站钥匙：在电梯的基站装一个钥匙开关

31、， 也就是电梯的一楼安装钥匙开关， 通过钥匙开关控 制电 梯电源，来控制其运行和停止。 6 、外呼： 在顶层和基站各需一个外呼按钮（顶层下呼基站 上呼），其它各层既有上呼又有下 呼。因此我们设计外呼设有 6 个输入点。 7 、内选： 本 设计是四层电梯， 必须每层配有一个内选按钮。 8 、保护措施： 其中任何一个信号就发出就 必须立即就近停车，切断电源。 a 、 主电路及控制电路的短路保护：在主电路和控制电路 的三相电源上装有熔断 器，以防在发生短路的时候，及时切断电源，保护电机。 b 、过载 保护：在主电路上装有继电器。 c 、开/ 关门的安全保护：在轿门上装有安全触板，当有物 体触及安全触

32、板时，带 动门电机运行，使轿门开门。 d 、相序保护（相序调整） ：采用三相 保护器， 保护相序以及对相序的调整。 e 、超载，超速， 过热，欠压保护措施： 设超载开关， 当开关被触及，则门电机运 行开门，同时接通报警装置，电梯停止。设限速器，为光电检测 装置，当速度过快 时，限速器动作， 电机停止。 设热继电器， 防止过热。 9 、相序纠正： 为 了防止相序发生错误， 我们选用一个相序继电器， 一旦发生差错， 就输入一个信 号，通过 PLC 程序自动调整相序。 10 、无信号自动停机： 在没有内选和外呼的信号下，通过延时程序将 电梯的工作状态由运行转为停止状 态，当有信号的时候，电机将恢复运

33、行。 11 、手动开关 门： 在电梯的内部设有一个手动开、关门。 本设计经上统计：输入部分共占用 27 个输入 点。 2.4 输出部分说明 1 、控制电梯： 通过 PLC 控制变频器来控制电梯的上行和下行。 2 、 控制电源站：控制电梯供电主接触器。 3 、报警信号输出： 故障报警：在电梯非正常运行情况下，接 通报警装置，同时断开安全回路，使电梯 停止运行。 4 、控制门电机控制： 控制其门电梯 的正反转接触器。 5 、内选应答： 每层对应一个内选应答信号。 6 、层楼指示： 每层对应 一个层楼信号。 7 、换速： 即快速、慢速、稳速、爬行等转台的控制。 8 、外部异常和异常 复位： 通过 P

34、LC 控制变频器的来实现。 9、BB 封锁： 当碰到外部异常信号，变频器错漏 脉冲信号，接通报警器的同时接通 BB 封锁，变 频器停止输出。 经统计输出占 18 个点。3 硬件电路设计 3.1 设计框图 图 （ 3.1 ）硬件设计框图 3.2 变频器的介绍 3.2.1 变 频器的分类 变频器分为交 - 直- 交变频和交 - 交变频两种形式。 交-交变频器可将工频交流直 接变 换成频率、电压均可控制的交流，又称直接变频器。而交-直- 交变频器则是先把工 频交流电通过整流器变成直流电， 然后再把直流电变换成频率、 电压均可控制的交 流电， 称为间接变频器。 变频器主要由主电路 （包括整流器、 中间

35、直流环节、 逆变器） 和控制电路组成： 图 （3.2 ）所示图（3.2 ）变频器的基本组成 本设计采用间接变频器控制， 按控制方式可分为 U/F 控制、 转差频率控制、 矢量控 制。 上述的 U/F 控制方式和转差率控制方式的控制思想都建立的异 步电动机的静态数 学模型上， 因此， 动态性能指标不高， 对于动态性能比较高的可采用矢量 控制变频 器。 采用矢量控制的目的：主要是为了提高变频器的动态性能。根据交流电动机对电 动机的磁场的动态 数学模型、利用坐标变换的手段， 将交流电动机的定子电流分解成磁场分量电流和 转 矩分量电流， 并分别加于控制， 即模仿自然解耦的直流电动机的控制方式，3.2.

36、2 变频器的输入 / 输出和转矩分别进行控制，以获得类似于直流调速系统的动态性能。及其引脚 1 主电路 R， S， T T1 ，T2，T3 为三相交流电源输入端，接 L1 ，L2，L3 变频器的三相输出，接电机 U，V，W 端。2 变频器数字量输入 引脚1 （ FWD-CM正转/停止 接通：电动机正相运转，轿箱牵引。断开：电动机减速停止，轿箱减速停止。引脚2（ REV-CM反转/停止 接通：电机反向运转，轿箱下引。断开：电动机减速停止， 轿箱减速停止。 引脚 3 引脚 4 引脚 5（X5-CM） 引脚 6（ X6-CM） 引脚 7（X7-CM） 引脚 8（ X8-CM） 外部异常信号输入。异常

37、复位信号输入。 快车 爬行 慢车 接通：电机高速运行，轿箱快速运行。 接通：电机低速运行，轿箱爬行状态。 接通：电 机低速运行，轿箱慢速运行（检修） 。BB 封锁信号输入。接通：变频器停止输出。同时变频器也将本身引脚 11 ： 18 共同端。 3.2.3 电梯变频器调速系统的构成： 图（3.3）电梯变频器调 速系统构成 PLC 负责处理各种逻辑关系， 从而向变频器发出起停信号的 工作状态信号送到 PLC，形成双向联络线。324 工作原理：1 正常运行状态的调速过程。 电梯一次完整的运行过程， 就是拽引电动机从起动、 匀速运行到减速停车过程 起动（正常运行的起动）当正转（或反转）或高速信号有效时

38、，电动机开始从 0Hz 到 50Hz 开始起动， 起动 时间在 3s 左右。 起动时间可通过参数设置： 令 C1-01=3S 运行 快车运行的速度对应频率为 50Hz ，只要换速信号位到来， 就一直保持 50Hz的速度运行， 快车运行可通过参数设置： 令 D1-02=50Hz 爬行 当换速信号到来后， PLC 撤 消高速信号，同时输出爬行信号，爬行的输出频率为6Hz（也可以用4Hz ）。爬行分为两段： a:当换速信号到来， 从50Hz到6Hz的减速过程在3s内完成。b :以6Hz速度的爬行过 程。 当减速到 6Hz 以后，电梯爬行，只要平层信号没有到来，就一直保持 6Hz 爬行。 减 速时间可

39、在运行前设置，令 C1-02 = 3s 爬行速度可在运行前设置，令 D1-03 = 6Hz 停车 当平层信号到来时， PLC 撤消正转（或反转）信号及爬行信号， 此时电动机从 6Hz 减速到 0Hz。 电梯运行曲线如下图所示： 图（ 3.4）电梯运行曲线图 在正常情况下，在整个启动、运行、 及减速爬行段内，变频器的零速输出点及异常 输出一直是闭合的，减速至 0Hz 后，零速输 出点断开。 注：图中运行曲线可通过变频器进行设置， 也可以配置运行曲线输入板， 则将此 板 的模拟输出量送给变频器的频率指令模拟量送给变频器的频率指令模拟量输入端 口，则 整个运行速度就完全有曲线板的输出为理想曲线自适应

40、调速运行。 2 慢车 慢车用于电梯调 速及检修过程。 当工作方式开关打到检修档，则 PLC 发出慢车信号，电梯以 10Hz 慢车速 度运行。 慢车速度可在变频器上设置；令 D1 - 09 = 10 Hz o 3电动机制动控制的处理1 ）当启动信号从PLC输出给变频器时，变频器开始运行，控制端子9 - 10信 号立 即输出给PLC,但PLC要在9 - 10信号有效0.8s左右后再送开制动闸， 而 在减速平层 后，要在速度完全为 0时 及9- 10 信号无效 后，再 把制动器闸关紧。2 ） BB基极封锁 应和制动信号同时从 PLC输出，及电梯停在某层时，一直处于 BB封锁状态，以防误动作。由呼梯信

41、号及轿厢位置信号产生。 停：由平层信号产生 外部异常信号的产生。 由各种安 全保护信号产生。 异常复位 由外部异常及变频器异常消除产生。 快车 由呼梯信号， 工作方式开关信号产生。 慢车 由工作方式开关信号产生。 爬行 由换速信号产生。 本 设计的换速信号不是采用位置开关检测， 而是事先把换速点对应的脉冲数存入数 据寄存器 中，用高速计数器记数电梯运行中当前位置的脉冲数， 当计数器的数值与 换速点对应的脉冲 数相等时，且有有效的选层信号或呼梯信号，则发出换速信号 平层信号 本设计中的平层 信号也不是由位置开关检测， 而是事先把平层点的记数脉冲数存入 数据寄存器中，用高速 计数器来记数电梯运行中

42、当前位置脉冲数，当计数器的记数 值与平层点的脉冲相等时，则 PLC产生平层信号，使电梯平层。电梯运行中位移的计算。H = SI式中：S :脉冲量；T:累计的脉冲数；H:电梯位移。S = n入D/P pD :拽引轮直径；P : PG卡的分频比；入：减速器的减速比；P:旋转编码器每转对应的脉冲数。本设计中：入=1/32 ;D= 580mm Ned =1450 r/min ；P = 1024 ；p = 1/18 = 1 mm/ 脉冲则S = nX（ 1/32 ）X 580/1024 X（ 1/18 ）本设计中层高为 4米。则由上得：平层信号:一层平层信号: 0 二层平层信号: 4000 三层平层信号

43、:8000 脉冲 脉冲 脉冲四层平层信号 : 12000 脉冲 下行换速信号点:一层换速信号 : 1600 二层换速信号 :5600 三层换速信号 : 9600 上行换速信号点:二层换速信号 : 2400 三层换速信号 : 6400脉冲 脉冲 脉冲 脉冲 脉冲四层换速信号 : 10400 脉冲 3.3 主电路设计 主电路如图（ 3.6 ） 图（ 3.6 ）电梯主控 制图 主控制图简单说明：主要包括PLC、变频器及附属元器件。变频器直接控制主电机的正反转和启动运行 的方式即高速启动运行、 匀还运行、 低速运行、 低速启动运行。 同时也通 过 PG 卡对 电梯（轿厢） 的运行速度和位置进行监测和控

44、制。 PLC 通过向变频器输出各种信 号 对主电机进行控制。 PLC 还负责接受来自各种开关的状态信号和来自系统的各种信号，并发出相应的信号进行控制。 1 ）电机 M1 的正反转控制着轿厢的上行与下行，其正反转由 变频器的信号控制。 当变频器的 X1-FWDCM 接通时， 电动机正向运转， 轿厢上行； 断开时， 电动机减 速停止，轿厢也减速停止。 当变频器的 X2-REVCM 接通时，电动机反向运转， 轿厢下行，断开时，电动机减 速停止，轿厢也减速停止。当变频器的 X5 CM 接通时， 电动机高速运行， 轿厢快速运行； 当变频器的 X6CM 接 通时，电动机低速运行，轿厢进入爬行运行状态；当变

45、频器的 X7CM 接通时， 电动机低中速运行， 轿厢进入慢车运行状态 （用于检修） 。 当变频器外部 BB X8 -CM 接通，变频 器停止输出。 2 ）电机 M2 的正反转控制着轿厢门的开关，其正反转的控制由接触器 KM2、 KM3 实 现（ KM2 正转、 KM3 反转）。 在运行中当电梯到达目的层， 需进行平层停靠服务停 靠完毕时或电梯停靠服务延时 到正在进行关门动作但电梯尚未启动运行时有开门要求即手 动开门按钮被按下， KM2 得电接通，门电机正转，轿厢门打开； 当电梯平层停靠服务完毕 即停梯服务延时到或在停梯延时服务期间有关门要求即手动关门按钮被按下且没有开门要求手动开门按钮没有按下

46、时，KM3 得电接通， 门 电机反转， 轿厢进行关门动作。 3.4 PLC 控制电路的设计 3.4.1PLC 选型 PLC 的选择要选择其控制功能， 输入输出的点数， 输入输出 模块以及存储容量等等。 1 、选用三菱公司的 FX2N 系列产品。三菱公司的 FX2N 系列是当 今新， 颇具特色， 极有代表性具应用广泛的超小型可编程序控制器。 它有多种模块， 功能齐 全，性能 价格比高 2 、根据以上统计可知在本系统中所需的 I/O 点数为 51 点（其中输入 占 27 点、输 出占 18 点）为留有一定的裕量先用FX2N64 3、容量粗略估算程序所需程序步为（27+ 18）X 12=540步。F

47、X2 64的程序为8K步，满足要求。4、输出形式：FX2N 系列有晶体管输出、 可控硅输出和继电器输出。 继电器输出规 格如下表（3.1 ） 表 3.1 FX2N 系列继电器输出规格表 项目 继电器输出 AC250V/DC30 以下外部电源 最 大 负载 响应电阻负载 感性负载 灯负载OFFt on on off2A/ 点 80VA100W 约 10ms 约 10ms本系统中负载为交流负载且系统的响应和动作的快速性不是很高，为避免高快速性 带来的不便，甚至引起误动作，本系统选用继电器输出形式。即选用FX2N64MR。 5、功能：本设计中要求 PLC 除具有一般的开关逻辑运算和控制功能以外还应具

48、有 高数计数和算术比 较运算功能。FX2 64MR具有上述功能。 综上所述本系统中 PLC选用FX2N 64MR其中FX2 表示系列代号 M 表示基本单元 64 表示总的输入输出点数 R 表示继电器输出形式3.4.2 输入输出分配 输入分配 输出分配 PLC 地址 外部设备 功能说明 PLC 地址 外 部设备 功能说明 X0 X1 高速计算器 C246 输入端 Y0 高速计算器 C246 输入端 Y1 上行 下行X2 SB0 轿外呼梯 Y2 外部异常 X3 SB1 轿外呼梯 Y3 异常复位 X4 SB2 轿外呼梯 Y4 快 车 X5 SB3 轿外呼梯 Y5 慢车 X6 SB4 轿外呼梯 Y6

49、爬行 X7 SB5 轿外呼梯 Y7 BB 封锁 X10 SB6 轿内选层 Y10 KM1 电源 X11 SB7 轿内选层 Y11 KM2 门电机正转 X12 SB8 轿内选层 Y12 KM3 门电机反转 X13 SB9 轿内选层 Y13 HL1 上升指示 X14 SQ1 上极限位 Y14 HL2 下行指 示 X15 下极限位 Y20 HL3 层楼指示X16 X17 X20相序纠正输入 Y21 HL4 层楼指示 错编脉冲输入 Y22 HL5 层楼指示 异常信号输入 Y23 HL6 层楼指示X21 QS1 自动 Y24 报警信号 X22 QS1 手动 X23 QS1 检修 X24 SB10 开门按

50、钮 X25 SQ2 开 / 关门到位 X26 XB1 基站钥匙 X27 XB2 复位开关 X30 SB11 上行按钮 X31 SB12 下行按钮 X32 SB13 故障信号 X33 SB14 关门按钮343 PLC控制图 图（3.7 ） PLC控制图3.4.4 门电路：a ,开关门和制动电路图（3.8A） 说明：ML1:自动门电动机励磁线圈 KJ :开门继电器KK :开门行程开关 MR:自动门电机 串接电阻ML2:反转励磁线圈FR :开关门分路电阻GJ : 关门继电器 GK: 关门行程开关 PK: 平层开关 LK: 自动开关b, 安全电路和门电联锁电路图（3.8B）其中，TAD为：井底急停开关

51、 AQK安全钳开 关TAG: XJ:轿内急停开关 相序继电器ACK:安全窗开关 DSK:限速器断绳开关 TAK JSK: 检修急停开关 轿门锁电联开关1TSK4TSK:14 厅门电联锁开关图（3.8B ）安全电路和门电联锁电路 3.4.5 控制面板： 一楼控制面板，设有一个呼梯 按钮（向上、带指示灯） ，当按钮按下时指示灯亮， 若电梯未在一楼，指示灯一直亮着，呼 梯信号一直保持， 直到电梯在一楼平层停靠 进行服务才消失。 在此这前， 若再次按呼梯按钮 系统作无效呼梯处理。 当有呼梯信 号时， 电梯若处于自动工作方式下， 则电梯在一楼平层停 靠后，自动开门起先服务 ; 设有六盏指示灯， 其中四盏

52、与面板楼层相对应指示电梯所在楼层， 一楼控制面板两 盏为电梯运行方向指示，指示电梯的运行方向。另设一基站钥匙。图（3.9 ） 门厅面板 二楼控制面板设有两个呼梯按钮， 一个向上即呼梯的目的层位于三、 四楼；一个向 下即呼梯目的层为一楼。四盏指示灯。工作原理与一楼控制面板相同。三楼控制面板设有两个呼梯按钮，一个向上即呼梯目的层为四楼；一个向下既呼梯目的层为一、二楼。 四盏指示灯。 工作原理与一楼控制面相同。 四楼控制面板设有一个呼梯按钮， 向下即 目的层为一楼。 四盏指示灯。 工作原理与 一楼控制面相同。 3.4.6 轿厢控制面板: 轿厢内 设置了开关门按钮， 用于手动开关门。 为了乘客的安全，

53、 开关门按钮只在电 梯平层停靠进行 服务的情况下才有效。 开门按钮同时也做安全触板用。 设有手动上、 下行控制按钮， 以供乘 客使用、 设置四个内选按钮， 对应着各楼层， 以便乘客选取 自己目的层。 当某一内选按钮被 按下时，它将保持到到达目的层后才消失（带有指 示灯）、设有工作方式选择开关，用以电 梯的工作方式是自动、 还是检修。 设有两 盏是电梯运行方向指示灯， 用以指示电梯的运行方 向。另一盏是当电梯超载和出现 故障时用来的报警指示灯。 图（ 3.10 ） 轿厢控制面板3.5参数的计算和元器件的选择3.5.1主电机的容量计算及选择功率：P=（ 1 K）*Q*V/102* n式中：K= 0

54、.5 Q = 1000kg V = 1m/s n = 0.75 所以 P = 6.536kw选用 YTDT225M1 6/24 交流异步电动机 , 为强迫通风型鼠笼式异步电动机。具有振 动 小、噪声低、运行平稳等特点。 表（3.2） YTDT225M1 6/24 的技术参数 堵转转矩倍数 堵转 电流倍数 高速 低速 2.2 1.6 4 1.5 额定电压： 380V 满足要求。额定功率： 7.5KW 额定电流： 23A 3.5.2 门电机 选用 YDF211 r=1300r/min 额定功率 PN=0.125KW 堵转电流 /额定电流 =7额定电流 IN=0.6A堵转转矩 /额定转矩 =33.5

55、.3 变频器参数设置 选用安川 G7A 变频器 参数 说明 设定值 备注 A1-00 语种选 择0 01-03 频率指令选择4 B1-03 停止方法选择1 B1-06 控制端子扫描2次时间选择0B2-01零速电平0.1 B3-01启动时速度寻找选择 1 C1-01加速时间1 1 C1-02减速时间1 1 C1-03 加速时间 2 2.0 C1-04 减速时间2 2 C2-01 加速开始时的 S 特性时间 0 C2-02 加 速完了时的 S 特性时间 0 C2-03 减速开始时的 S 特性时间 0C2-04 减速完了时的 S 特性时间 0 C5-01 ASR 比例增益1 10 C5-02 ASR

56、 积分时间1 0.35 E1-01 变频器输入电压 380 E1-04 最高输出频率 50 E1-05 最大电压 380 E1-06 基本 频率 50 E1-09 最小输出频率 0 E2-01 电机额定电流 23 E2-03 电机空载电流 9 E2-11 电 机功率 7.5 F1-03 过速度发生时动作选择 0 F1-04 速度偏差过大检出时动作选择 0 F1-10 速度偏差过大的检出标准 30 F1-11 速度偏差过大检出延迟时间 1.0 H1-01 选择端子 S3 的 功能 24 H1-02 选择端子 S4 的功能 14 H1-03 选择端子 S5 的功能 F H1-04 选择端子 S6 的功能 F H1-05 选择端子 S7 的功能 F H1-06 选择端子 S8 的功能 9 H1-07 选择端子 S9 的功能 F 多功能接点输入 7 H1-08 选择端子 S10 的功能 F 多功能接点输入 8 H1-09 选择 端子 S11 的功能 F 多功能接点输入 9 H1-10 选择端子 S12 的功能 F 多功能接点输入 10 H2-01