四层电梯plc控制及组态

1、仅供个人参考四层电梯PLC控制及组态为了提高人们的生活水平和工作效率，人们发明了电梯。现在，电梯成为生活中不可或缺的一部分。本次毕业设计的主要内容是开发基于 PLC的四层电梯系统程序，利用计算 机与可编程控制器的结合，设计电梯系统的梯形逻辑图，并利用组态软件进行了模拟运行。 围绕这个目标，本文首先介绍了电梯的基本结构，接着论述了各主要环节的控制部分以及 控制要求，然后着重介绍了基于 PLC的电梯系统程序开发过程，最后通过实训室装置反复 调试运行以及进行组态仿真。经过测试仿真运行，该于PLC的电梯系统程序实现了预期的功能。圆满完成了此次毕 业设计的任务。通过这次锻炼，我积累了宝贵的经验，又把以前

2、所学的都熟练应用了一遍， 为以后在电梯行业工作打下了良好的基础。关键词 可编程逻辑控制器(PLC)四层电梯 梯形图程序 组态模拟不得用于商业用途The PLC Control System For Four layers of lift controlAuthor： Ji yanchen Tutor：Lin weiAbstract Degree the building is embodied as human civilization sign , it not different with developing a period. In 21 centuries many-storied

3、buildings already can be seen everywhere today. Every big city building having self sign , develops being indicating modern civilization.For the living standard and availability improving people who has invented an electric elevator. Now, the electric elevator becomes the indispensable middle part l

4、iving. Main time of graduation practice content is the procedure developing PLC-based four tier of electric elevator system, Make use of computer and programming controller union, Design systematic electric elevator echelon logic picture, And, the simulation having been in progress with group state

5、software works.About that this target , the main body of a book have introduced electric elevator basic structure first,proceed to have discussed every key link's as well as control section controlling a request , emphasize the process having introduced PLC-based electric elevator system procedu

6、re develop , test operation finally by the fact that the experiment device changes over and over again for as well as the group state simulates and then.Procedure has realized the expected function as a result of testing simulated operation , owing the electric elevator in PLC system , has pulled a

7、long finally by assembling an experiment, mission having accomplished this graduation practice run success , perfect on board in experiment. By the fact that this time has taken precious experience exercise , I have accumulated,the job being a hereafter has laid down fine basis.【Keywords】Programming

8、 logic controller(PLC) Four layers of electric elevatorLadder diagram procedure The group state imitates目录绪论1第1章四层电梯控制系统的设计要求 3第2章电梯基本结构和构造 4第3章电梯各主要控制电路及控制环节 73.1 轿厢指令及厅外召唤电路 73.2 层显电路与定向控制电路 9第4章电梯的安全保护系统第5章 四层电梯控制系统的工作流程 11第6章 四层电梯控制系统设计过程 136.1 可编程序控制器的介绍 136.2 可编程序控制器的选型及地址分配 146.3 梯形图程序 17第7章硬

9、件设计 257.1 曳引电动机主电路及控制电路 257.2 PLC外部接线图 28第8章系统调试 29第9章组态仿真 309.1 MCGS组态介绍 309.2 通信连接 329.3 MCGS组态监控 33设计总结34致谢 35参考文献 36附录 37附件 38仅供个人参考绪论随着社会的发展和进步，在各大、 中城市， 几十层甚至上百层的高楼大厦已随处可见。电梯已成为生活中不可或缺的一部分。在繁忙的生活中，电梯的产生无疑提供给了我们一个便捷的工具。电梯还在不断的发展中，已经产生了适用于各种用途的专用电梯。乘客电梯、载货电梯，医用电梯，观光电梯，无机房电梯，杂物梯， 自动扶梯等都已出现在我们的日常生

10、活当中。现在城市楼房几乎全部覆盖了电梯，除了六层以下国家规定可以不用电梯，其他高层都有。可以说，与我们的生活特别密切相关。电梯服务于我们的生活。当我们享受着电梯给我们快捷方便的时候，我们是否想过电梯的运行过程是怎样的呢？在这篇关于四层电梯PLC 控制系统设计中我们将会很清楚的了解电梯了。此次设计应用了先进的可编程逻辑控制器。可编程逻辑控制器，简称 PLC（ Programmable Logical Controller） 是一种专门为适应工业环境而设计的工业控制计算机。它自1969 年问世以来，随着微电子技术、集成电路技术、微处理器技术和微计算机技术的发展，已经取得了巨大的进步。现在的 PLC

11、 不仅已经大大超过了设计的初衷（即替代继电接触器），用逻辑编程取代了硬连线逻辑，而且在容量、速度、功能和通信能力等方面有了大大的增强。现在的 PLC 由于采用了功能强大的高档微处理器（如16 位、 32 位微处理器），处理速度快，存储容量大大增加；由于采用了多种编程语言和先进的指令系统，增强了过程控制和数据处理的功能，如PID 控制、数据文件传送、浮点运算功能，同时，完善的输入/输出系统使得系统的处理能力和控制能力得到大大加强，足以满足绝大多数的控制要求。在这次毕业设计中我所设计的是交流双速集选控制电梯。电梯按其控制方式来分有信号控制电梯、按钮控制电梯集选控制电梯、下集选控制电梯群控电梯，微机

12、控制电梯等。按拖动系统来分有交流单速/双速拖动电梯、交流调压/调速电梯 （简称acvv） 、直流发电机电动机可控硅励磁拖动电梯、VVVF 变频调压调速电梯以及永磁同步电梯等。交流双速电梯是常用的一种电梯，它具有简单、经济等特点，舒适感也较好。由于传统电梯通常采用常规继电器控制，而且电梯的控制屏可靠性较差，并且接线相对复杂，故障率高，不易排查，并且接线复杂。采用 PLC 控制之后，由于 PLC 是采用程序控制，是软接线，故可靠性大大提高，接线比继电器的简单。但是PLC 控制与继电器控制相比，PLC 的成本较高但是特别实用，。还可以采用节省输入点的办法来解决成本高的问题。不过就现在来说， 这类梯已

13、经不流行，因为有更高性能的永磁同步电机，专用的微机板和变频器。在公司实习这一段，所见到的都是永磁同步电机，虽然造价高，但是好用，性能好， 体积小， 也便于矢量控制，微机板用的新时达的，变频器用日本安川的，总的来说已经淘汰了plc 控制的方式，但是经过对此类电梯的学习，了解到原理都是互通的，编程思想也一致，只是更先进。所以我根据在公司学到的，在加上两年在学校学习的plc 知识，综合运用，来完成这个设计。这次毕业设计所选择的是西门子 SIMATIC S7系列的PLC。在大学这几年学校实训室用的就是这一型号的PLC。 所用对它特别熟悉。平时的课程也都是围绕着它来学习编程以及实现控制。同时也对自动化控

14、制有了更深的认识。PLC所采用的CPU模板是CPU 22X系歹CPU 226。CPU 226集成24输入/16输出共40 个数字量I/O 点，可连接7 个扩展模块，最大扩展至248 路数字量I/O 或 35路模拟量I/O点，13KB程序和数据储存空间。CPU 22X系列的特点是：CPU 22X 主机的输入点为24V 直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流（MOS型）两种类型。并且，具有30KHz 高速计数器，20KHz 高速脉冲输出，RS-485通信 /编程口，PPI、 PMI 通信协议和自由通信口能力。CPU 222及以上还具有PID控制和扩展功能，内部资源及指令丰富，功能更加强大。可

15、编程控制器在工业上得到了特别广泛的应用。我们在设计、调试PLC程序时，实际被控制对象有时候还未制造完成，或者得先要了解控制效果能否达到，效果好不好，有没有错误，受到环境的局限，通常用一些按钮开关和指示灯来进行调试程序、排错，纠正更改。这时，我们通常用一个被控制对象的实物模型进行调试， 可以早期展示实际效果。使调试过程变得比较直观。实验台上有输入输出指示灯，可以直观的显示，上边的按钮开关可以用来代替实际中按钮控制。因此， 我们考虑用计算机仿真各种被控制对象，用图形动画形式，显示对象的主要动作，接受PLC的控制，并将动作引起的信号返回 PLC进行调试。和实 际物理对象相比，计算机仿真对象的特点为：

16、制作方便、成本低廉、功能组合灵活 直观显示；通过更换软件即可仿真控制对象，维护方便。在这次设计过程中，我利用了西门子S7-200 的编程软件和组态软件，并将这两种软件结合起来，达到了很好的效果。这篇毕业设计：第 1 章介绍了电梯的设计要求；第 2 章介绍了电梯的基本结构； 第 3 章又详细的介绍了各个控制环节。在第 3 章中主要介绍了2 大块： （ 1）轿厢指令及厅招换电路；（ 2） 指层电路与定向控制电路。第 4 章介绍了电梯安全保护系统。第 5 章介绍了流程图；第 6 章进行系统设计，设计前介绍了可编程控制器， 然后进行PLC 的输入/输出地址的分配，接着采用梯形图进行程序的编写。第 7

17、章介绍了硬件的设计；第 8 章为软、 硬件的调试过程；第 9 章介绍了利用组态软件以及运用组态软件进行模拟、监控运行。第 1 章 四层电梯控制系统的设计要求1.1 四层电梯控制系统的设计具体要求：1、接收并登记电梯所在楼层外边的所有指令信号，登记并输出登记信号。2、根据最早登记的信号，自动判断电梯是上行还是下行，这种逻辑判断称为电梯的定向。电梯的定向根据首先登记信号的性质可分为两种。一种是指令定向，指令定是把指令指出的目的地与当前电梯位置比较得出“上行”或“下行”结论。例如，电梯在二楼，指令为一楼则向下行；指令为四楼则向上行。第二种是呼梯定向，呼梯定向是根据呼梯信号的来源位置与当前电梯位置比较

18、，得出 “上行”或“下行”结论。例如，电梯在二楼，三楼乘客要向下，则按AX3这个时电梯的运行应该是向上到三楼接该乘客，所以电梯应向上。3、电梯接收到多个信号时，采用首个信号定向，同向信号定向。同向信号先执行，一个方向任务全部完后再换向。例如，电梯在三楼，依次输入二楼指令信号、四楼指令信号、一楼指令信号。如用信号排队方式，则电梯下行至二楼上行至四楼下行至一楼。而用同向先执行方式，则为电梯下行至二楼上行至四楼。显然，第二种方式往返路程短，因而效率高。不得用于商业用途仅供个人参考4、要具有同向截车功能。例如，电梯在一楼，指令为四楼则上行，上行中 三楼有呼梯信号，如果该呼梯信号为呼梯向上（K5）,则当

19、电梯到达三楼时停站 并且开门载客；如果呼梯信号为呼梯向下（K4）,就不能停站，而是先到四楼后 再返回到三楼停站。5、一个方向的任务执行完要换向时，依据最远站换向原则。例如，电梯在 一楼根据二楼指令向上，此时三楼、四楼分别在呼梯向下信号。电梯到达二楼停 站，下客后继续向上。如果到三楼停站换向，则四楼的要求不能兼顾，如果到四 楼停站换向，则到三楼可顺向截车。6、采用MCGSS态软件监控系统运行。实现监控功能。第2章电梯的基本结构2.1 电梯的基本结构电梯的电气系统包括电力拖动系统和电气控制系统两部分。电力拖动系统 有各种交流的和直流的调速系统。电气控制现在逐渐采用可靠性高，通用性强的 可编程控制器

20、和微型计算机控制系统。交流双速电梯电气控制系统由拖动电路部 分、直流控制电路部分、交流电路控制部分、照明电路部分、厅外召唤电路部分，轿内召唤电路，以及指示灯信号楼层显示电路 等七部分组成。交流双速集选控制电梯电气控 制系统在单台运行的交流双速电梯中，性能完 善，使用效率高，所以多被利用在速度 v < 1.0m/s以下的乘客电梯上。交流双速集选控制电梯电气控制系统按 电路功能分为自动门的开关电路、轿厢指令控 制与外招呼控制电路、指层电路与定向控制电 路，电梯的起动加速与减速平层电路等。 电梯 各部分电路之间的控制关系如图2.1所示。正是上述电路的相互配合，曳引电机按指令起动、正转、反转、加

21、速、匀速、调速、 减速，制动、停止。实现电梯的各种工作状态运行。图2.1电梯各部分电路之间的控制关 系电梯从整体上分四大空间八大系统， 四大空间包括机房部分，井道和地坑，轿厢 部分，层站部分八大系统：曳引系统，导向系统轿 轿厢 门系统 重量平衡系统 电力拖动系统 电气控制系统安全保护系统功能主要构件与装置曳引系统前出与传递动力，驱动电梯运行曳引机、曳引钢丝绳、导向轮、反纯轮等导向系统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上、下 运动,承受安全钳工作时的制动力轿厢（对重）导轨、导靴及其导轨架等轿厢用以装运并保护乘客或货物的组 件，是电梯的工作部分轿厢架和轿厢体系统供乘客或货物进

22、出轿厢时用，运行 时必须关闭，保护乘客和货物的安 全轿厢门、层门、开关门系统及门附属零部件重量平衡系统相对平衡轿厢的重量，减少驱动功 率，保证曳引力的产生，补偿电梯 曳引绳和电缆长度变化转移带来 的重量转移对重装置和重量补偿装置电力拖动系统提供动力，对电梯运行速度实行控制曳引电动机、供电系统、速度反馈装置、 电动机调速装置等1气控制系统对电梯的运行实行操纵和控制操纵箱、召唤箱、位置显示装置、控制柜、 平层装置、限位装置等安全保护系统保证电梯安全使用，防止危及人身 和设备安全的事故发生机械保护系统：限速器、安全钳、缓冲器、端站保护装置等电气保护系统：超速保护装置、供电系统断 相错相保护装置、超越

23、上下极限工作位置的 保护装置、层门锁与轿门电气联锁装置等不得用于商业用途面层终端并於-4轿厢导轨时重导靴一X施转编码器对重导轨支架.机房配电板、控制相轿厢导软平层装置轿顶楂修箱极限开拦打板开门机开门JJ轿内探姒箱轿底品找装置发全钳钳体-1、安全触板（光幕）继头蛆件,轿厢门井道布线情（,线管）随行电雕底层极限开架-I屋门锁对币装置-济借装也r厅外召嗓竟时用想冲器层门装置窕膜装冏1-限速器铜”绳时前导轨.底坑检修装置 轿厢蝮冲器机房承就吊勾F 啮速箱、 曳引粒r 导向轮工曳用机承重大梁、 限速器轿墙早轨支架十 曳引钢丝绳、，一.曳引电动机，机房戕槽仅供个人参考2.1.1 机房部分机房设在顶层，在井

24、道上方，机房部分包括曳引机、控制柜、限速器和极限开关 等。1曳引机曳引机是电梯的驱动主 机、 电磁制动器、减速器和曳引轮。曳 引电动机为电梯专用的YTD系列双速电动机，高速时p=3,ni=250r/min.电机极对数为3电磁制动器是直流的电磁抱闸，当曳引电动机通电时松闸，停机时制动器断电抱闸制动。减速器采用蜗轮蜗杆减速，这样有较大的减速比，并且涡轮蜗杆的减速器成本低，也便于维护。另一头通过导向轮挂着对重（对重的重量=轿厢自重+额定载重量X 50%）,当轿厢上升时，对重下降；反之当轿厢下降时对重上升。轿厢与对重下端用补偿链连接，用于平衡钢丝绳运动时产生的不平衡力。轿厢与对重在井道中沿着各自的导轨

25、上滑动。导轨有导向和固定作用。对重里边放了很多块对重铁，平衡了轿厢的重量，降低了能耗，使轿厢在空载和满载状态都得到平衡。这也是曳引式电梯的一大特点。2限速器限速器是电梯专用的一种安全保护装置，它的作用是限制轿厢和对重下降的速度，当出现超速下降时，厢速度大于等于电梯额定速度115%时，限速器动作将限速安全钳的钢丝绳夹住而使安全钳动作，将轿厢夹在导轨上，或至少使其速度下降至对重缓冲器的许用范围。 限速器分为摆锤式和离心式，前者多用于低速梯，后者多用于高速梯所以这里选择摆锤式2.1.2 井道部分井道是电梯轿厢垂直运动的通道，在井道里安装有轿厢和对重的导轨、缓冲器，以及各种控制和保护用的电器极限开关、

26、楼层感应器、平层隔磁板，井道灯等。2.1.3 轿厢部分电梯的轿厢部分包括轿厢体、安全钳、轿厢门的自动开关门门机装置、平层和楼层信号装置，以及轿厢内的操作屏和指示灯，轿内检修盒等。1 轿厢体轿厢是指电梯用来载运乘客或货物的装置，包括厢架、厢体、厢门。在厢架上装有保证厢体沿着导轨滑行的导靴分为滑动导靴和滚动导靴。这里选择滚动导靴， 优点是减少运行时候的平稳，在轿厢运行时候，如果导轨没安装好或者距离不一致， 会影响到乘坐的舒适感，这时候滚动的就可以平衡这种震动，安全钳也装在厢架夏凉上边。当轿厢下行超速时候，或者电梯出故障无法控制，出现冲顶或者蹲地时，会对里边乘客造成很大危险，安全钳就是为了防止这种情

27、况。当轿厢超速时候，安全钳动作，把电梯卡在导轨上，然后出发安全回路开关，整梯断电， 抱闸。 厢门有一个的，也有两个的客梯一般就一个前门，货梯大部分有两个，前后是贯通的，便于运送货物。在厢门上端装有门电动机及自动开关门的控制装置。 现在的门机都是交流变频一体的，买的时候都是一套，只用装上简单调试就可以用了。所以门机虽然复杂，但是也好设计。电梯平层装置和楼层信号的感应装置装在厢顶上。平层装置用的是干簧管磁感应装置，分上下两个，当经过固定在导轨支架上的隔磁板时候就会动作，然后回馈信号。当不平层时候，可以上下调隔磁板来调整。在轿厢内有按钮和信号指示灯，此外还有轿厢内照明、通风设备和安全窗等。1）开关门

28、电机及自动开关门控制装置轿厢门由门电动机拖动，能自动开关。开关门电动机采用直流电动机，通过带传动系统带动轿厢门开和关，并由行程开关控制开关门的位置和速度。形成开关两边各四个，分为关门到位，开门加速，开门减速，关门到位开关。2）开关门电机及自动开关门装置不得用于商业用途仅供个人参考矫厢门由电机拖动，能自动开关。开关门的电机采用直流电动机，通过链 轮传动系统带动轿厢门开关，并由行程开关控制开关门的位置和速度。3)平层和楼层信号感应装置平层是指电梯到达规定楼层时候，轿厢地坎与层站地坎地面在同一水平面 上，这样便于乘客的进出，可以有5毫米内的误差但是不能超过，超过了就不符 合国家标准，并且进出轿厢时候

29、踩着也有台阶感，我在维保现场发现好多台电梯 平层不准确，没有调好，这是调试员不负责任。为了保证电梯的平层准确度。通 常在轿厢顶设置平层器。平层器由三个干簧感应器构成，由上至下分别为上平层 感应器，门区感应器和下平层感应器。隔磁铁反触点1 0 触点1。(a)中旬龙融疆橱中硼牖疏炯趴图2.2 干簧感应器结构原理示意图干簧感应器的结构和工作原理图如图 2.2所示，它由干簧管和永久磁铁组成， 干簧管是一个装有触点的真空管，其动触点 2是用导磁的簧片制成，触点1 2 之间相当于一组动断触点，23之间相当于一组动合触点。由于干簧管装在永 久磁铁的旁边，在磁场的作用下簧片动作，其动断触点12断开，而动合触点

30、23闭合如图a当隔磁铁板插入干簧管与磁铁之间如图 b时，簧片复位，具动断 触点12闭合，动合触点23断开。用永磁干簧感应器作位置控制的主令电器， 不但具有动作迅速可靠的优点，而且不易磨损。4)轿厢内操纵屏和指示灯在轿厢内的厢壁上装有操纵屏，上面有选层按钮，开门按钮，关门按钮，报 警按钮，五方通话按钮。在轿厢门上有指层灯，用以指示轿厢所在的楼层数和运行状态。1.1.4 厅门部分厅门部分主要有厅门、厅门外的召唤按钮和指示灯，楼层显示。1、厅门厅门是指每一楼层的电梯外边进入的门, 厅门平时应是关闭的, 而且从外面不能打开。 必须有专业人员用三角钥匙打开。比如轿厢困人的时候就用此方法。2、厅门外的呼唤

31、按扭和楼层信号指示灯在厅外只能向操纵者发出呼梯的信号, 而不能控制电梯的运行。在厅门门框上方装有一排指示灯, 用以指示所在楼层及运行方向。第 3 章 电梯各主要部分控制电路及控制环节3.1 轿厢指令及厅招换电路轿内指令是乘坐人员按下索取的楼层按钮，然后控制器登记并运行到该楼层厅外召唤电路是在外边。3.1.1 轿厢指令控制图3.1为轿厢指令与记忆灯电路。图中SB1SB4是带有指示灯的轿内指令 按钮，安装在轿内操作箱上，KA19KA22的指令继电器，R为消号电阻，HL1 HL5 为轿内指令记忆灯。下面以乘客正在2 楼欲去 3 楼为例来说明轿厢指令按钮控制过程：乘客在 2楼进入轿厢，按下轿厢指令按钮

32、SB3， 3 楼指令继电器KA21 通电吸合，并经KA1 自保， 同时 3 楼记忆 HL3 灯亮， 完成信号登记和记忆。当电梯到达3 楼后，通过层楼干簧感应器KR3S 使楼层位置继电器KA17 通电吸合，（见指层电路）KA17 触头闭合，将KA21 线圈断接而使其断电释放，将去四楼指令消除，图中R 电阻起限流作用。由于 KA10 是在电梯进入平层区之后才断电释放，其常闭触头才复位闭合，这就保证了电梯减速，进入平层区后才消除轿内指令。0VKA1图3.1轿内指令及记忆灯a）轿内指令电路b）记忆灯电 路3.1.2 厅外招唤控制图3.2为厅招唤电路和厅招唤信号电路。图中SB1S SB3s为厅上行招唤按

33、钮,SB2XSB4W厅下行召唤按钮，KA23、KA25 KA27为上行召唤继电器，KA24、 KA26 KA28为下行召唤继电器，HL1S- HL3s为上行厅招唤信号灯，HL2XH HL4X 下行信号召唤灯若电,$在3楼以下层楼，而乘客在3楼厅外，欲向上召唤电梯。此时，按下 楼上召唤按钮SB3S,召唤继电器KA28马上通电吸合并且自保，指示灯HL3s亮， 完成召唤信号登记。电梯按照上招唤指令到3楼后，隔磁板KR3s触点复位，层楼位置继电器 KA17通电吸合，进而使 3楼层换位继电器 KA13通电吸合（见指层电路）KA13 常开触头闭合，经图中KA13二极管、KA31、KA10触头将KA27线圈

34、短接而释放， 指示灯HL3s熄灭，召唤信号消除。不得用于商业用途仅供个人参考pr；X.L+ KAKA28KA27KA26KA25KA24SB3sSB2sSB1SKA13KA12KA14KA13KA12SB3XeSB4XeSB2XKA23L-8 KA31 KA11 1/1 TA30r-KA1012VKV24KA23b)图3.2厅招换电路和厅招唤信号电路KA28 KA27 KA26 KA25 KA24 KA23a)28 KA2726KA250S 2HLX 1HLSa）厅招换电路b）厅招唤信号电路3.2 指层电路与定向控制电路电梯层显电路是电梯在连续运行中， 发出连续的轿厢位置信号，指示出轿厢 所在

35、的层站位置。定向电路是按指令确定电梯是上行还是下行。 而电梯运行方向 的决定是由电梯位置信号与各层楼召唤信号比较后确定的。3.2.1 指层控制电路图2.3为电梯指层电路。图中为KR1SKR4X为干簧感应器，KA15KA18 为层楼位置继电器，KA11KA14为各层楼换位继电器。电梯平层时，轿厢上的 隔磁板正好进入该层干簧感应器空隙中， 干簧管内触头复位，于是接通该层位置 继电器。位置继电器触头闭合，层楼厅门上方及轿厢内位置信号灯亮， 表示轿厢位置。而当轿厢再次运行，隔磁板离开干簧感应器时，干簧管内触头动作，层楼 位置继电器断电释放。所以，位置继电器发出的轿厢位置信号是间断的。1KA30KA11

36、KA31HL1HLSHLX图3.3电梯指层电路3.2.2 定向控制电路图3.4是电梯的定向控制电路。电路由各楼层的换位继电器提供两对常闭触头，并且按层楼顺序连接起来，两头分别与上行和下行方向继电器相接，组成一个定向链。而在每层楼换位继电器两对常闭触头的中间连接处与各层楼的轿内指 令继电器的常开触头相接，组成指令链。定向原理：设电梯在3楼，3楼位置继电器KA17、3楼换位继电器KA13相继 通电吸合，KA13两对常闭触头断开，使定向链在此处断开。若 4楼有指令，则 KA22通电吸合电路接通上行方向继电器，电梯上行。若 2楼有指令，则KA20 通电吸合，电路接通下行方向继电器，电梯下行。第4章四层

37、电梯安全保护系统4.1电梯可能发生的事故和故障1、轿厢失控、超速运行电磁制动器失灵；减速器轮齿、轴、销、键等折断；曳引绳严重打滑。正常的制动手段无法使电梯停止运动，轿厢失去控制，造成运行速度超过 额定速度。2、终端越位平层控制电路故障，轿厢运行到顶或底层端站不停车， 继续运行超越正常的 平层位置。3、冲顶或蹲底不得用于商业用途仅供个人参考终端限位装置失灵，轿厢或对重冲向井道顶部构成冲顶。终端限位装置失灵或电梯失控，轿箱或对重跌落井道底坑，称为蹲底。4、不安全运行限速器失灵、层门和轿门未关闭或关闭不严、轿厢超载运行、曳引电动机缺错相等，此状态下的电梯运行。5、非正常停止控制电路故障、安全钳误动作

38、、制动器误动作或电梯停电等原因，造成运行中的电梯突然停止。6、关门障碍关门过程中门扇受到人或物体的阻碍，使门无法关闭。4.2 电梯安全保护系统的组成1、超速（失控）保护装置：限速器、安全钳；2、终端限位保护装置：强迫减速开关、限位开关、极限开关，上述三个开关分别起到强迫减速、切断控制电路、切断动力电源三级保护；3、撞底（与冲顶）保护装置：缓冲器；4、层、轿门门锁电气联锁装置：确保门不可靠关闭电梯不能运行；5、近门安全保护装置：层、轿门光电或超声波检测装置、安全触板等，保证关门时不夹伤乘客或货物，受阻时保持开门状态；6、电梯不安全运行防止系统：轿厢超载控制、限速器断绳开关、安全钳误动作开关、轿顶

39、安全窗和轿厢安全门开关等；7、供电系统断、错相保护装置：相序保护继电器等；8、停电或电气系统发生故障时，轿厢慢速移动装置；9、报警装置：轿厢内呼救警铃、电话等。其他安全装置有轿顶安全护栏、轿厢护脚板、底坑对重侧防护栏等设施。电梯安全保护系统一般由机械安全装置和电气安全装置两大部分组成，机械安全装置也需要电气方面的配合和联锁，才能保证电梯运行安全可靠。第 5 章 四层电梯控制系统的工作流程在进行系统设计时必须先认真阅读毕业设计任务书，了解其具体工作流程。再根据流程图所表示的逻辑关系进行编程。4.1 工作流程图根据任务书设计要求分析可以得出：选择目的楼层和运行方向-自动关门-曳引电动机M1起动-到

40、达停层位置-自动开门电梯的自动控制工作流程图，如下图5.1 所示不得用于商业用途仅供个人参考不得用于商业用途YY开关门电动机M2停转，控制过程结束*图5.1电梯的自动控制过程的流程图第6章四层电梯控制系统设计过程6.1 可编程序控制器的介绍早期的可编程序控制器(Programmable Logic Controller , PLC),主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着计算机技术、通信技术和自动控制技术的迅速发展， 可编程序控制器将传统的继电器控制技术与新兴的计算机技术和通信技术融为一体， 具有可靠性高、功能强、 应用灵活、编程简单、使用方便等一系列优点，以及良好的工业环境工作性能和自动控制目

41、标实现性能，在工业生产中得到了广泛的应用。1969年，美国数字设备公司(DECX制出世界上第一台可编程控制器。早期的可编程控制器由分离元件和中小规模集成电路组成，主要功能是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。70 年代初期，体积小、功能强和价格便宜的微处理器被用于PLC使得PLC的功能大大增强。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程 I/O 模块和各种特殊功能模块。在软件方面，PLC采用极易为电气人员掌握的梯形图编程语言，除了保持原有的逻辑 运算等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。进入 80 年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的

42、迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使彳# PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。 而且，为了进 一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还研制开发了专用逻辑处理芯片， 大大提 高了 PLC软、硬件功能。在发达工业国家，PLC已经广泛的应用在所有的工业部门。据“美国市场信 息”的世界PLC以及软件市场报告称，1995年全球PLC及其软件的市场经济规 模约50亿美元。随着电子技术和计算机技术的发展 PLC的功能得到大大的增强， 具有以下特点：1、可编程控制器具有很高的可靠性，可靠性指的是可编程控制器平均无故障工作时间。通常的平均无故障时间都在30 万小时以上。可编程控制器在设计、制作、元器件的选

43、取上，采用了精选、高度集成化和冗余量大等一系列措施，延长元器件的工作寿命，提高系统的可靠性。2、编程能力强。可编程控制器最大优点之一就是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，直观易懂，极易被现场电气工程技术人员掌握，并且易于现场调试，进行系统仿真，监控运行，直观、 方便。3、抗干扰能力强，采取了软、硬件多重抗干扰措施。目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的可编程控制器。4、具有丰富的I/O接口模块。PLC针对不同的现场信号，有相应的I/O模 块与现场的器件或设备直接连接。另外为了提高操作性能，

44、它还有多种人机对话的接口模块；为了组成局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块。5、采用模块化结构。为了适应各种控制需要，除了单元式的小型PLC以外, 绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU电源、I/O等均 采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。6、可编程控制器采用交流供电模式，在实际应用中容易获得交流电，从而使可编程控制器在交通灯系统中使用方便。7、安装简单，维修方便。PLC 不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。 由于采用模块化结构，因此一旦某模

45、块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。由于PLC功能强大，稳定性良好，使用调试方便，用于电梯自动控制系统非 常合适。6.2 可编程序控制器的选型及地址分配6.3 可编程序控制器选型1. 根据设计分析可以知道，这个系统共有开关量输入点14个，输出点16个，如果选用CPU224PLC也需要扩展单元PLC,参照西门子S7-200产品目录 及市场实际价格，选用主机为CPU22（6 24输入 /16 继电器输出）。根据我们的实仅供个人参考际情况，这里我们设计选用CPU226其外形图如下图6.2所示:图6.2 PLC结构图6.2.2输入输出地址分配表如下：(1)、输入表6.1 输入地

46、址分配名称代码地址编码名称代码地址编码一层位置开关XK1I0.0一层上行呼梯K1I1.0二层位置开关XK2I0.1二层上行呼梯K2I1.1三层位置开关XK3I0.2三层上行呼梯K3I1.2四层位置开关XK4I0.3二层卜行呼梯K4I1.3一层指令开关K7I0.4三层卜行呼梯K5I1.4二层指令开关K8I0.5四层卜行呼梯K6I1.5三层指令开关K9I0.6四层指令开关K10I0.7电梯输入信号及意义：1）位置信号 位置信号由安装于电梯停靠位置的四个传感器 XK1XK4产 生。平时为OFF当电梯运行到该位置是为 ON2）指令信号 指令信号有4个，分别由“一四” （K7K10） 4个指令 按钮产生

47、。按呼梯按钮，表示乘客欲往相应楼层。3）呼梯信号 呼梯信号有6个，分别由K1K6这6个呼梯按钮产生。按 下呼梯按钮，表示乘客欲乘电梯。例如，按 K3表示二楼乘客欲往上，按则 K4 表示三楼乘客欲往下。（2）、输出表6.2输出地址分配名称代码地址编码名称代码地址编码上行指示HLSQ0.0一层上行呼梯HL1Q1.0下行指示HLXQ0.1二层上行呼梯HL2Q1.1上行驱动KM1Q0.2三层上行呼梯HL3Q1.2下行驱动KM2Q0.3二层卜行呼梯HL4Q1.3一层指令登记HL11Q0.4三层卜行呼梯HL5Q1.4二层指令登记HL12Q0.5四层卜行呼梯HL6Q1.5三层指令登记HL13Q0.6开门模拟

48、KM3Q1.6四层指令登记HL14Q0.7关门模拟KM4Q1.7电梯输出信号及意义：1）运行方向信号 运行方向信号有两个，由两个箭头指示灯组成，显示电 梯运行方向。2）指令登记信号 指令登记信号有4个，分别HL11HL14由组成，表示 相应的指令被接受（登记）。当指令执行完后，信号消失（消号）。例如，电梯在 二楼。按三楼指令，表示乘客欲往 3楼，则HL12亮表示该要求已被接受。电梯 向上运行到三楼停靠，此时 HL12灭。3）呼梯登记信号 呼梯登记信号有6个，分别由HL1HL6这6个指示灯 组成，其意义与指令登记信号类似。4）楼层显示信号 该信号表示电梯目前所在楼层的位置。由七段数码显示不得用于

49、商业用途仅供个人参考构成。6.4 梯形图程序根据设计任务所做的要求，经过反复的研究调试，得出如下梯形图：从网络1网络4为轿内指令按钮，输入登记指令后通过自锁，记忆登记指 令。直到到达该楼层后，楼层位置继电器动作，进行消号。第 7 章 硬件设计硬件设计分为主电路的主拖动电机的主电路及其控制电路和利用PLC 控制的自动控制电路（包括指令登记、呼梯信号登记、自动定向和同向截车功能等）。7.1 曳引电动机主电路及其控制电路电梯在起动过程中，为限制起动电流，减少电网的波动以及减少起动时的加速度， 改善乘客乘坐的舒适感和防止对机件的冲击，一般在定子电路中串入电抗、电阻或电抗与电阻的组合体，进行降压起动。随

50、着速度的提高，逐级将电阻或电抗器短接切除，使电梯逐步加速，最后进入稳速运行阶段。通过调整串联电阻或电抗器的大小，以及控制逐级短接电阻和电抗的时间，可改变加速度和减速度，以满足加、减速度和舒适感的要求。电梯从某层站起动运行，到某层站停层。其运行过程是：电梯曳引电动机松闸起动、加速、快速稳定运行、进入停站楼层区域的减速，进入平层区的制动停车、 抱闸、 停层。 抱闸原理是得电松闸，失电抱闸，这样也是一种安全保护。在外界突然断电时候保证安全。7.1.1 电梯的起动加速和减速图 6.1 所示为交流双速电梯主电路图。图中 KM1 为上行接触器，KM2 为下行接触器，KM3 为快速接触器，KM4 为慢速接触

51、器，KM5 为快速加速接触器，KM6、 KM7、 KM8 为慢速第一、二、三减速接触器。在曳引电动机轴上装有电磁制动线圈，制动线圈为YB 。L1L2 -L3图6.1交流双速电梯主电路图电梯的起动加速过程：起动时串入阻抗，经一段时间之后为快速加速接触器 KM5接通，电动机转入固有特性运转。 减速时快速接触器KM3断开，慢速接触 器KM4接通，慢速绕组用组抗运行，延时一定时间后， KM6接通，短接一部分 电阻；再延时一定时间后，KM7接通，短接电阻；又经过一定时间的延时，KM8 接通，电动机在慢速固有特性上运行。直至上、下行接触器KM1、KM2断开，电动机停止运转。7.1.2 曳引电动机控制电路图

52、6.2、图6.3分别为交流双速电梯的直流控制电路和交流控制电路图6.2直流控制电路图7.3交流控制电路电梯是在轿厢门和各楼层厅门均已关闭，行驶方向确定之后起动加速的。由 于门已关闭，门开关SQ1SQ5均已压合，门锁继电器 KA9通电吸合。此时， 若电梯行驶方向确定，则上行方向继电器KA32或下行方向继电器KA29通电吸 合，起动继电器KA10、快速接触器KM3、快速辅助继电器KT5相继通电吸合。 使上行或下行接触器KM1或KM2通电吸合并自保。并分成两路接通 KM1 （或 KM2）线圈。由于KM1 （或KM2）、KM3接触器通电吸合，电磁抱闸线圈 YB 通电，电磁制动器松闸。7.2 PLC外部

53、接线图PLC外部整体设计图如下图7.4所示:亲弼匚冰莓匚乐旧海那薛口忆F1TEI rllL 铜整陈 kj_ff111 巴如舞传仁卜明11 nJ一铜爨普仁F噢1 roL南艰露口仁一噢川 ru.据候群口仁1-嘤1 1 rLJL蛔帙蒸口心一噢1 白制鱼叫日 四铜净空1T111 用如牛靶噢1 1 胆湖由空映1不得用于商业用途N L1LL d o o d 2L o o o o 3L i1 i i cy o cy o 0 口 d a ooooo ocyoPLC S720(l/CPUI2601mg 寸 6 9K oi ZE 寸4IaiIbI*1M* Q O Q QQiO lri口 = U = 口 = U I I IflII诏而Tff吊趣矫苗 Bl加T3苗港涛苗 H斓Fff国能滞苗 mji-t星琳薄苗 H油什寸口塞地耕苗 I而bT邙思淑薄苗 启油迸冷隶 皿而彘e中淋 海迸e能 瞪湎彘4中港 I而声跚中冲 以而商懈隶 I1涮前障41淋 ！而评阿图7.4 PLC外部整体设计图第8章系统调试8.1 硬件调试硬件调试包括控制电路的调试和主拖动电路的调试。这两部分先分开调试，分别调试成功后，再进行综合调试。硬件在模拟电路板上按电路图仿制电梯的模式接好元件，将所有公共端相连，输出端口 1L、2L、3L连在一起，并将PLC的L+端连起来；分别引出 来接到PLC对应