plc电梯毕业设计基于plc的电梯联锁控制系统

1、毕业设计（论 文）说明书题 目 基于PLC的电梯联锁控制系统 学 号 0540030328 学生姓名 杨乐 专业班级 自动化051 指导教师 李自成 总评成绩 2009年 5 月 25 日目录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc231653595 摘要 PAGEREF _Toc231653595 h I HYPERLINK l _Toc231653596 ABSTRACT PAGEREF _Toc231653596 h II HYPERLINK l _Toc231653597 1 绪论 PAGEREF _Toc231653597 h 1 HYPERLINK l _

2、Toc231653598 2 电梯概述 PAGEREF _Toc231653598 h 2 HYPERLINK l _Toc231653599 2.1 电梯的起源与发展 PAGEREF _Toc231653599 h 2 HYPERLINK l _Toc231653600 3 电梯PLC控制系统的硬件设计 PAGEREF _Toc231653600 h 5 HYPERLINK l _Toc231653601 3.1 电梯的控制 PAGEREF _Toc231653601 h 5 HYPERLINK l _Toc231653602 PAGEREF _Toc231653602 h 5 HYPERL

3、INK l _Toc231653603 3.3 PLC控制系统的设计分析 PAGEREF _Toc231653603 h 7 HYPERLINK l _Toc231653604 3.4 电梯PLC控制系统的设计 PAGEREF _Toc231653604 h 9 HYPERLINK l _Toc231653605 3.5 PLC的选择 PAGEREF _Toc231653605 h 13 HYPERLINK l _Toc231653606 3.6 I/O分配对照表 PAGEREF _Toc231653606 h 15 HYPERLINK l _Toc231653607 3.7 安装图 PAGE

4、REF _Toc231653607 h 19 HYPERLINK l _Toc231653608 4 电梯PLC控制系统的软件设计 PAGEREF _Toc231653608 h 21 HYPERLINK l _Toc231653609 梯的正常工作状态 PAGEREF _Toc231653609 h 21 HYPERLINK l _Toc231653610 PAGEREF _Toc231653610 h 21 HYPERLINK l _Toc231653611 PAGEREF _Toc231653611 h 23 HYPERLINK l _Toc231653612 总 结 PAGEREF _

5、Toc231653612 h 29 HYPERLINK l _Toc231653613 致 谢 PAGEREF _Toc231653613 h 30 HYPERLINK l _Toc231653614 参考文献 PAGEREF _Toc231653614 h 31 TOC o 1-3 h z u 基于PLC的电梯联锁控制系统的设计摘要：随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧密相关，随着人们对其要求的提高，电梯得到了快速发展，其拖动技术已经发展到了调

6、频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。本文在已有的通用变频器的基础上，采用PLC对电梯进行控制，通过合理的选择和设计，提高了电梯的控制水平，使电梯达到了较为理想的控制效果。关键词：PLC控制；指令控制；电梯Based on PLC elevator interlock systems designABSTRACT：With the development of the economy, microelectronic technology, computer technology and the automatic theory are developed rapidly ,

7、the AC variable frequency technology has been in a new state. Its application is becoming more and more widely. But the elevator as an important traffic in skyscraper, it also has developed quickly with the improving requirement of the people. Its dragging technology has developed from DC timing to

8、AC variable frequency timing and its logic control- relay control also has been replaced by PLC.The article is based on the now-being general frequency converter, using PLC to control the elevator, the reliability is improved and the feeling of comfort is better through the reasonable selection and

9、design, so the effect of control is more ideal.Key word：PLC control； Point the layer control； elevator1 绪论可编程序控制器(PLC)最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制所代替。由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用PLC控制的电梯可靠性高，维护方便，开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务

10、，己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的。可编程序控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观，方便易学，调试和查错都很容易。电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前的几十年里，继电器控制系统为电梯控制的发展起到了

11、巨大的作用，然而其控制性能与自身的功能已无法满足与适应电梯控制的要求和发展，与PLC相比较，存在着质的差别。电梯使用继电接触器控制的时代，很难设计出质量优良的电梯控制系统，而现在，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳，可靠，抗干扰性能增强，机械与电气部件被有机地结合在一个设备内，把仪表，电子和计算机的功能综合在一起。因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。2 电梯概述2.1 电梯的起源与发展电梯属于垂直提升运输设备，起源于我国古代农业和建筑的原始提升工具。公

12、元前十一世纪，我国北方劳动人民发明了辘轳。公元前236年，希腊人阿基米德设计出一种人力驱动的卷筒式卷扬机，共造出三台，安装在妮罗宫殿里。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上第一台由亨利.沃特曼制作的以蒸汽机为动力的卷扬机。1852年美国人伊莱沙，格雷夫斯奥梯斯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。在此期间，英国的阿姆斯特朗发明了水压梯。随着水压梯的发展，蒸汽梯也就被淘汰了。后来发展为采用油压泵和控制阀的液压梯，而直到今天液压梯仍在使用。在1889年，美国奥梯斯升降机公司推

13、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，是将曳引绳缠卷在卷筒上来提升重物，而槽轮式也称为曳引式驱动，是在曳引绳一端提升重物，另一端为平衡重，依靠曳引绳和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，通过改进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

14、以使用多条曳引绳，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。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

15、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。在第二次世界大战以后，美国的建筑业得以快速发展，促使电梯也进入发展时期，新技术被广泛用于电梯。1949年研制出4-6台电梯的群控系统。1955年出现了真空电子管小型计算机控制的电梯。1962年在美国已出现了的超高速电梯。在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

16、机电动机组的同时，研制出了交流调压调速系统，是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，电梯的控制技术有了很大发展。进入50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系统。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。1985年日本生产出世界上第一台螺旋式自动扶梯，使其明显减少了占地面积。1993年日本生产的世界上最高速的交流变频调速电梯已投入运

17、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， 以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俩。电梯群控系统是现代电梯的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、大吨位的集装箱电梯等。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涡轮副减速装置外，其他均已采用圆柱斜齿轮曳引系统，使效率提

18、高了15%-25%。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。对现代化电梯性能的衡量，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演、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

19、且在彩色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。3 电梯PLC控制系统的硬件设计3.1 电梯的控制电梯控制原理框图如下图（图3-1）所示，主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。 图3-1 电梯控制原理图3.2电梯控制要求电梯的安全运行有以下一些主要控制要求：3.2.1 电梯位置的确定与显示轿厢中的乘客及门厅中等待电梯的人都需要知道电梯的位置，因而轿厢及门厅中都设有以楼层标志的电梯位置。

20、但这还不够，电梯的运行还需要更加准确的电梯位置信号，以满足制动停车等控制的需要。传统电梯的位置信号一般由设在井道中的位置开关，如磁感应器提供，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(见图3-2，右图)。3.2.2 轿厢内的运行命令及门厅的召唤信号司机及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的楼层，此为内选信号。按钮按下后，该信号应被记忆并使相应的指示灯点亮。在门厅等候电梯的乘客可以按门厅的上行或下行召唤信号，此为外唤信号。该信号也需记忆并点亮门厅的上行或下行指示灯，这些保持信号在要求得到满足时应能自动消号1。3.2.3 电梯自动运行时的信号响应电梯自动运行时

21、应根据内选及外唤信号，决定电梯的运行方向及在哪些站点停站。一般情况下电梯按先上后下的原则安排运送乘客的次序，而且规定在运行方向确定之后，不响应中途的反向呼唤要求，直到到达本方向的最远站点才开始返程。3.2.4 轿厢的启动与运行轿厢在运行方向确定，轿厢门已关好时启动运行，运行的初始阶段是加速运行阶段，其后是稳定运行阶段。3.2.5 轿厢的平层与停车轿厢运行后需确定在哪一层站停车，平层即是指停车时，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，先是减速，再是制动，以满足平层的准确性及乘客的舒适感。传统电

22、梯的平层开始信号由平层感应器发出。如图3-2所示，上平层感应器KR6及下平层感应器KR7装在轿厢顶部，隔磁板安装在井道壁上。上行时，KR6首先插入隔磁铁板，发出减速信号，电梯开始减速，至KR7插入隔磁铁板时，发出开门及停车信号，电动机停转，抱闸抱死；下行时KR7首先插入隔磁铁板，发出减速信号，电梯开始减速，至KR6插入隔磁铁板时，发出开门及停车信号。3.2.6 安全保护电梯的安全保护很多，如前边提到的冲顶与蹲底，断钢丝绳，轿厢内人员的跌落、逃生等保护，还有消防运行等多项。除了控制要求以外，电梯常见的工程问题还涉及电梯的拖动设备及拖动控制方式:电梯的提升机构，齿轮曳引机主要由驱动电动机、电磁制动

23、器（也称电磁抱闸）、减速器及曳引轮组成。驱动电机可以是直流电动机也可以是交流电动机。为了满足电梯运行过程中速度变化的要求，在应用变频器前，电梯交流拖动多使用多绕组变速电机，变频器诞生以来，已有越来越多的电梯采用变频驱动。采用变速电机时，电机的正反向运转使用接触器换相，启动调速采取改变电机绕组及切换电机绕组中所串电阻实现。采用变频调速时，电机换向及变速都通过变频器控制端子实现。在这两种拖动方式中，电磁抱闸都是很重要的，它是电机制动的主要设备，抱闸要求有足够的制动力，抱闸一般在通电时打开，断电时闸死。电梯还有一些高层次的性能指标，如电机加减速曲线控制及高准确度的平层控制要求等，前者涉及电梯运行过程

24、中的加速度大小，关系到乘客的舒适感，后者涉及乘客数量变化对准确平层的影响。总之，电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前，电梯使用继电接触器控制的时代，很难生产出质量优良的电梯，而现在，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的幸间。随着PLC应用技术的不断发展，它已经成为电梯运行中的关键技术。3.3 PLC控制系统的设计分析为了应用PLC实现对系统的预期控制，就必须对控制系统进行深入的分析与研究，根据系统的控制要求提出有效的总体控制方案与设计，在本节中主要介绍PLC控制系统的设计原则与控制模式的确定，下面根据近年来PLC的应用与发展情况对此加以简单的介绍。3.3.1 PLC控制系统的设计基本原

25、则设计的基本原则任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象(生产设备或生产过程)的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：（1）PLC的选择除了应满足技术指标的要求之外，特别应指出的是还应重点考虑该公司的产品的技术支持与售后服务的情况，一般应选择在国内特别是在所设计系统本地有着较为方便的技术服务机构或较有实力的代理机构的公司产品，同时应尽量选择主流机型。（2）最大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜集资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。（3）在满足控制要求

26、的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。（4）保证控制系统的安全、可靠。（5）考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有裕量2。当然对于不同的用户要求的侧重点有所不同，设计的原则应有所区别，如果以提高产品产量和安全为目标，则应将系统可靠放在设计的重点，甚至考虑采用冗余控制系统：如果要求系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化。3.3.2 PLC控制系统的设计的主要内容PLC控制系统是由PLC与用户输入、输入设备连接而成的，用以完成预期的控制目的与相应的控制要求。因比，PLC控制系统设计的基本内容应包括：（1）根据生产设备或生产过程的工艺要求，以及

27、所提出的各项控制指标与经济预算，首先进行系统的总体设计。（2）根据控制要求基本确定数字I/O点和模拟量通道数，进行I/O点初步分配，绘制I/O使用资源图。（3）进行PLC系统配置设计，主要为PLC的选择。PLC是PLC控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要的作用。选择PLC，应包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。（4）选择用户输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输出设备(继电器、接触器、信号灯等执行元件)，以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)，这些设备属于一般的电器元件。（5）设计控制程序。在深入了解

28、与掌握控制要求与主要控制的基本方式以及应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等方面情况之后。对较复杂的控制系统，可用状态流程图的形式全面地表达出来。必要时还可将控制任务分成几个独立部分，这样可化繁为简，有利于编程和调试。程序设计主要包括绘制控制系统流程图、设计梯形图、编制语句表程序清单。控制程序是控制整个系统工作的条件，是保证系统工作正常，安全、可靠的关键。因此，控制系统的设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止3。3 PLC控制系统程序设计的步骤在对一个控制系统进行设计之前，最重要的工作就是深入了解和分析系统的控制要求，只有这样才可能提出准确的、合理的系统总体设计方案，进而实

29、现各个阶段的设计任务。 PLC程序设计的主要步骤是：（1）对于较复杂的控制系统，需绘制系统控制流程图，用以清楚地表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，也可省去这一步。（2）设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。（3）根据梯形图编制语句表程序清单。（4）用编程器将程序键入到PLC的用户存储器中，并检查键入的程序是否正确。（5）对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。（6）待控制台(柜)及现场施工完成后，就可以进行联机调试。如不满足要求，再修改程序或检查接线，直到满足要求为止。（7）编制技术文件。（8

30、）交付使用。3.4 电梯PLC控制系统的设计电梯控制系统的硬件结构如下图（3-3）所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器、发光二极管记忆灯电路、调速电路、轿箱开关电路、显示电路及一些其他辅助电路等。图3-3 硬件结构框图3.4.2 PLC的选择PLC容量包括两个方面：一是I/O的点数，二是用户存储器的容量。（1）I/O点数的估算：根据被控对象的输入信号和输出信号的总点数，并考虑到今后调整和扩充，一般应加上10%-15%的备用量。（2）用户存储器容量的估算：用户应用程序占用多少内存与许多因素(如I/O。点数、控制要求、运算处理量、程序结构等)有关，存储器容量的选择一般有两种方法：a.根据编程实际

31、使用的节点数计算：这种方法可精确地计算出存储器实际使用容量，缺点是要编完程序之后才能计算。b.估算法：用户可根据控制规模和应用目的，按下面给出的公式进行估算。开关量输入：所需存储器字数=输入点数*10开关量输出：所需存储器字数二输出点数*8定时器/计数器：所需存储器字数=定时器了计数器数量*2模拟量：所需存储器字数二模拟量通道数.100通信接口：所需存储器字数=接口个数*300根据存储器的总字数再加上一个备用量。生产企业通常为其每个产品提供一条经验法则公式，可用于对存储容量做近似的估计。这个公式是(输入点数+输出点数)*(20-10)二指令语句数。3.4.3 PLC规模的估算（1）输入、输出点

32、的估算根据电梯运行系统的调查，电梯控制系统的输入有轿内指令选层按钮、上下行厅召唤指令按钮、上下行防超越开关、上下行换速开关、检修时轿顶轿内上下慢行按钮、轿顶轿内开关门按钮、门安全触板开关、超载开关、应急按钮、直驶按钮以及信号输入等。估计需要47个输入点，41个输出点。考虑在实际安装、调试和应用中，还可能会发现一些估算中未预见的因素，故输出点增加4个。（2）存储容量的估算用户程序占用内存的多少与多种因素有关4。例如：输入、输出点的数量和类型，输入、输出量之间关系的复杂程度，需要进行运算的次数，处理量的多少，程序结构的优劣等，都与内存容量有关。因此，在用户程序编写、调试好以前，很难估算出PLC所应

33、配置的存储容量。这里只对其进行简单估算即可，也就是根据输入、输出的点数及其类型、控制的繁简程度加以估算。估算方法采用生产企业为产品提供一条经验法则公式：(输入点数+输出点数)*(20-10)=指令语句数故本系统粗略估算为(47+45) 10=9203.4.4 PLC输入/输出模块的选择（1）数字I/O点数与模块的确定：确定I/O点数是系统设计的最重要的问题。一旦已确定使用某一类型的机型和详细的控制要求，就可以基本确定系统所配的PLC需要的I/O点数。应该注意的是在确定I/O点数时，一定要考虑到系统的扩充与备用需要，一般应留有10%-20%的裕量。根据选取不同的PLC，相应的I/O模块的I/O容

34、量不尽相同，需要依据需要确定I/O模块的数量。（2）输入模块的确定：PLC的输入模块用来检测来自现场(按钮、行程开关、温控开关、压力开关等)的高电平信号，并将其转换为PLC内部的低电平信号。各类PLC所提供的输入模块，其点数一般有8点、12点、16点、32点等不同规格，用户可根据系统所需点数加以选择5。其工作电压常用的有直流12，24V，交流110，220V等，其中以直流24V最为普遍。选择输入模块主要考虑模块的输入电压等级。根据现场输入信号(按钮、行程开关)与PLC输入模块距离的远近来选择不同电压规格的模块。一般24V以下属低电平，其传输距离不宜太远，如12V电压模块一般不超过10m距离较远

35、的设备选用较高电压模块比较可靠。（3）输出模块的确定：输出模块的任务是将PLC内部低电平的控制信号，转换为外部所需电平的输出信号，以驱动外部负载。输出模块有三种输出方式:继电器输出、双向晶闸管输出、达林顿晶体管输出6。这几种输出形式均有各自的特点，用户可根据系统的要求加以确定。继电器输出价格便宜，使用电压范围广，通电压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，且有隔离作用。但继电器有触点，寿命较短，且响应速度较慢，适用于动作不频繁的交直流负载。当驱动感性负载时，最大操作频率不得超过1Hz。晶闸管输出(交流)和晶体管输出(直流)都属于无触点开关输出，适用于通断频繁的感性负载。感性负载在断开瞬间会产

36、生较高的反向电压，必须采取抑制措施。另外，这两种形式的输出均不具备明确的输出开关断点，因此对于有此要求的使用场合会受到限制。输出电流的选择：模块的输出电流必须大于负载电流的额定值，如果负载电流较大，输出模块不能直接驱动时，应增加中间放大环节。对于电容性负载、热敏电阻负载，考虑到接通时有冲击电流，要留有足够的裕量。允许同时接通的输出点数：在选用输出模块时，不但要看一个输出点的驱动能力，还要看整个输出模块的满负载能力，即输出模块同时接通点数的总电流值不得超过模块规定的最大允许电流。（4）模拟量输入/输出单元的选择：模拟量输入/输出接口是用来感知传感器产生的信号，这些接口测量流量、温度和压力的数量值

37、，并用于控制电压或电流输出设备。典型接口量程为-10+10V，0+10V， 420mA或1050mA。一些制造厂家提供特殊模拟接口用来接收低电平信号(如电阻式温度计(RTD),热电偶等)。一般来说这类接口模块将接收同一模块上的不同类型热电偶或RTD的混合信号，用户应根据具体条件确定使用类型。模拟量输入/输出单元一般有多种规格可供选用，其中，最主要的是通道数量，如一入一出、三入一出等，应根据需要确定，由于模拟量单元一般价格较高，应准确确定所需资源，不宜留有太多的裕量。在确定模拟量输入/输出单元时，另一个重要：指标就是精度问题，应根据系统控制精度恰当地选择单元精度，模拟量输入/输出单元一般精度较高

38、，通常可达到12位左右。3.5 PLC的选择下面以模拟十层电梯装置的电梯控制系统为例说明该电梯的技术参数和技术要求。3.5.1 技术要求该模拟电梯由模拟十层电梯装置、变频器及电梯控制系统等组成，其中模拟电梯高3m，每层高。由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，因此，系统控制应采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。另外，基于电梯实用性对该电梯控制系统提出以下要求：（1）轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定，并送PLC的计数器来进行控制。同时，每层楼设置一个接

39、近开关以利平层。（2）为便于观察，对电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示，我们采用LED和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示(开关上带有指示灯)。（3）为了提高电梯的运行效率和平层的精度，系统要求PLC能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的控制。根据轿厢的实际位置以及交流调速系统的控制算法来实现。（4）为了电梯的运行安全，系统应设置可靠的故障保护和相应的显示。3.5.2 技术指标外形尺寸：高*长*宽=500*245*216净重量：160kg载重量：10kg调速器型号：SJT -B1输入电压：380V输入频率：50Hz调速方式：交流变频调速结构形式：十层站电梯平层机构基于对以上技

40、术参数及技术要求得考虑，该系统选用具有逻辑运算、定时器、计数器等基本功能的小型PLC。电梯采用SJT-B1调速器进行半闭环调速控制，根据以上对PLC容量，输入/输出模块，以及输入端和输出端现场设备情况，决定本系统采用日本OMRON C60P型PLC机。3.5.3 OMRON C60P型PLC机的参数表3-1 一般规格项目 型号C60P电源电压-A AC100240V 50/60HZ -D DC24V容许电压范围型号末尾-A耗电40VA以下60VA以下型号末尾-A耗电20W以下20W以下DV24V输出端子使用环境温度055oC使用环境湿度3585%RH(不结露)保存环境温度-2065oC表3-2

41、 性能规格项目 型号C60P控制方式存储程序编程语言梯形图方式指令长度每条指令一步，每指令占16字指令种类37种(基本指令12种，应用指令25种)处理时间平均10us/1指令(RAM)，13us/1指令(ROM)程序容量1194步输入输出继电器60120点(C60P)内部辅助继电器136点(10001807)使用高速计数命令时，1807为其专用特殊辅助继电器1,6点(18081907)保持继电器160点(HR000915)暂时记忆寄存器8点(TR07)续表3-2性能规格项目 型号C60P数据存储器64字(DM0063)使用高速计数命令时，DM3263为其专用定时器/记数器TIM，TIMH，CN

42、T合计48点高速记数器1点停电保持机能保持继电器、计数器、数据存储器内容电池寿命25oC条件下为5年自诊断技能CPU异常(时钟、监视、定时器)3.6 I/O分配对照表表3-3 输入接点分配序号名称符号编号1钥匙开关：检修SYK00002钥匙开关：有司机操作SYK00013直驶按钮和满载开关ZA和MZK00024门连锁开关JML00035应急按钮YJA00046门安全触版开关1ABK，2ABK00057轿内轿顶开关按钮KMA1，KMA200068超载开关CZK00079轿内轿顶关门按钮GMA1，GMA2000810检修轿内轿顶向上慢行按钮SA1，SA2000911检修轿内轿顶向下慢行按钮XA1，

43、XA2001012检修开关JZK0011续表3-3输入接点分配序号名称符号编号13速度信号JL001214复位信号RS001315制动应答信号RT001416上行换速双稳态开关SHG001517下行换速双稳态开关XHG010018上行防超越开关SFK010119下行防超越开关XFK010220轿内指令按钮：停一层1ZLA010321轿内指令按钮：停二层2ZLA010422轿内指令按钮：停三层3ZLA010523轿内指令按钮：停四层4ZLA010624轿内指令按钮：停五层5ZLA010725轿内指令按钮：停六层6ZLA010826轿内指令按钮：停七层7ZLA010927轿内指令按钮：停八层8ZL

44、A011028轿内指令按钮：停九层9ZLA011129轿内指令按钮：停十层0ZLA011230一楼门厅呼唤按钮：上升1SZA011331二楼门厅呼唤按钮：上升2SZA011432三楼门厅呼唤按钮：上升3SZA011533四楼门厅呼唤按钮：上升4SZA020134五楼门厅呼唤按钮：上升5SZA020235六楼门厅呼唤按钮：上升6SZA020336七楼门厅呼唤按钮：上升7SZA020437八楼门厅呼唤按钮：上升8SZA020538九楼门厅呼唤按钮：上升9SZA020639二楼门厅呼唤按钮：下降2XZA0207续表3-3输入接点分配序号名称符号编号40三楼门厅呼唤按钮：下降3XZA020841四楼门

45、厅呼唤按钮：下降4XZA020942五楼门厅呼唤按钮：下降5XZA021043六楼门厅呼唤按钮：下降6XZA021144七楼门厅呼唤按钮：下降7XZA021245八楼门厅呼唤按钮：下降8XZA021346九楼门厅呼唤按钮：下降9XZA021447十楼门厅呼唤按钮：下降0XZA0215表3-4 输出接点分配序号名称符号编号1开门驱动信号05002关门驱动信号05013电梯上行接触器SC05024电梯下行接触器XC05035快加速接触器KJC05046快速接触器KC05057慢速接触器MC05068直流能耗制动接触器ZC05079与调速器相连的信号050810与主拖动相连的信号050911楼层显示

46、060012上行显示060113下行显示060214轿内指令显示：一楼1ZLD060315轿内指令显示：二楼2ZLD0604续表3-4 输出接点分配序号名称符号编号16轿内指令显示：三楼3ZLD060517轿内指令显示：四楼4ZLD060618轿内指令显示：五楼5ZLD060719轿内指令显示：六楼6ZLD060820轿内指令显示：七楼7ZLD060921轿内指令显示：八楼8ZLD061022轿内指令显示：九楼9ZLD061123轿内指令显示：十楼0ZLD061224门厅呼叫显示：一楼向上1SZD061325门厅呼叫显示：二楼向上2SZD061426门厅呼叫显示：三楼向上3SZD061527门

47、厅呼叫显示：四楼向上4SZD070028门厅呼叫显示：五楼向上5SZD070129门厅呼叫显示：六楼向上6SZD070230门厅呼叫显示：七楼向上7SZD070331门厅呼叫显示：八楼向上8SZD070432门厅呼叫显示：九楼向上9SZD070533门厅呼叫显示：二楼向下2XZD070634门厅呼叫显示：三楼向下3XZD070735门厅呼叫显示：四楼向下4XZD070836门厅呼叫显示：五楼向下5XZD070937门厅呼叫显示：六楼向下6XZD071038门厅呼叫显示：七楼向下7XZD071139门厅呼叫显示：八楼向下8XZD071240门厅呼叫显示：九楼向下9XZD071341门厅呼叫显示：

48、十楼向下0XZD071442蜂鸣器控制0800续表3-4 输出接点分配序号名称符号编号43换速定位信号080144换速定位信号080245超载信号指示灯08033.7 安装图见下页（图3-4）4 电梯PLC控制系统的软件设计4.1电梯的正常工作状态4.1.1 电梯完成一个呼叫响应（1）电梯在检测到门厅或轿厢的呼叫信号后将此楼层信号与轿厢所在楼层信号比较，通过选向模块进行运行选向。（2）电梯通过拖动调速模块驱动直流电机拖动轿厢运动。轿厢运动速度要经过低速转变为中速再转变为高速，并以告诉运行至减速点。（3）当电梯检测到目标层楼层检测点产生的减速点信号时，电梯进入减速状态，由中速变为低速，并以低速运

49、行至平层点停止。（4）平层后，经过一定的延时后开门，直至碰到开关到位行程开关；再经过一定延时后关门，直到碰到关门到位行程开关。电梯控制系统始终实时实现轿厢所在楼层。4.2软件流程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式。首先要将各个输入信号的属性分类，模块与模块之间的衔接可以用中间寄存位来传递信息。如：门厅呼叫电路和轿厢指层电脑均要求读入按钮呼叫信号，并保持至呼叫被响应完成为止。将门厅呼叫按钮，厢内指层按钮，厢内开关门按钮，报警按钮等编码电路编码后输入PLC，在软件上就形成了读按钮编码电路模块。楼层检测电路模块只要是读入楼层编码并将该记忆信号存入对应的中间寄存位，直到楼层改

50、变为止。电梯的选向模块主要是完成电梯在响应呼叫时做出的向上运行还是向下运行的判断。该模块有两个对系统来说特别重要的中间量输出，即上行中间寄存位和下行中间寄存位。电梯控制主程序流程图4-1（下页） 图4-1 电梯控制主程序流程图系统正常工作状态及电机调速拖动电路模块将系统初始化过程，强制工作过程及电机调速拖动过程合并为一个模块。减速点信号产生电路模块完成将减速点信号同志系统的任务。电梯在运行到目标楼层检测点时要进入减速状态，而电梯在运行过程中会碰到很多的楼层检测点，只有到目标楼层的检测点时才会发出减速通知，电梯在经过目标楼层检测点时接到这个信号就开始减速了。4.3运行状态电梯的运行由乘梯人员自己

51、操纵。电梯除了仍然自动平层自动开门以外，还在开门之后，按设定的延时时间自动关门原地待命。4.3.1 电梯的启动当乘客通过轿内按钮选层登记并已自动选向时，电梯自动关好门之后，电梯才能启动运行7。于是，由乘客按关门按钮GMA1，使PLC输出继电器0008闭合，图4-1上的内部辅助继电器1008闭合，其接点1008驱动“KEEP1004”闭合，其接点又驱动输出继电器0500闭合，从而使关门继电器GMJ吸合，电梯关门。门关好以后，门联锁开关JMK，1-5CMK使0003闭合，经TIM00 延时之后，使输出继电器0505闭合(接点1501己经闭合)，由此驱动快速接触器KC吸合。以电梯上行为例：当接点15

52、01，TIM00和0505闭合时，便驱动输出继电器0502闭合，使上行方向接触器SC吸合。同时，触点SC接通电磁制动线圈的电源，使电磁制动器松闸，曳引电动机降压启动。当KC吸合时，经其触点向调速器SJT-B1输入一启动信号QJ，调速器应立即输出速度信号JL。通常将信号QJ与JL的响应关系称为握手关系。为了提高系统运行的可靠性，通过接点0505驱动定时器TIM05，对QJ与JL的响应关系进行监视。本系统将调速器SJTB1的速度信号JL输出线227连接到PLC的输入继电器0012，用其接点0012驱动继电器1010，并用其常闭接点1010驱动定时器TIM05，设定时间为，如果在启动之后内没有出现这

53、种响应关系，即调速器没有收到信号JL，则为非常状态。这时，常闭接点1010不开断，定时器TIM05延时闭合。于是由TIM05常闭接点驱动0502，0503或0505开断，致使SC或XC和KC释放，电磁制动器施闸，电梯立即停靠。之后手动开门。若在内出现了QJ与JL的正常响应关系，则定时器TIM05不动作，电梯继续加速，由接点0505驱动TlM06，经2s延时后0504闭合，使快加速接触器KJC吸合，其触点将主回路中的启动电阻短路，曳引电动机便在额定电压下继续加速，直至满速运行，电梯便完成了时间原则启动加速过程。4.3.2 电梯的换速用PLC控制的电梯在到达停靠层站换速点时，位于轿厢顶部的换速开关

54、与PLC控制系统配合产生换速信号。为了保证电梯的停车准确度，必须使换速信号有较好的重复性，要求换速信号的响应时间误差小于1ms。为此，要求从电梯到达换速点的瞬间起，到调速器收到换速信号时的滞后时间必须足够短。然而，PLC的程序扫描周期会引起换速信号滞后。因此，在电梯到达停靠层站换速点之前，需要先进行预换速处理，即先使预换速继电器闭合，以便在电梯到达实际换速点时，使调速器能够立即收到换速信号，从而保证换速信号在响应时间上的一致性。其预PLC控制图4-3-1所示。在图中“KEEP1403”是预换速控制继电器，其置位控制回路按如下方式构成：在回路中的接点0603-0612为一层至十层的轿内指令登记信

55、号，接点0613-0705为一层至九层的上行厅；召唤信号，接点0706-0714为二层至十层的下行厅召唤信号，接点1601-1610为一层至十层的指层信号。将每层上、下行厅召唤选层登记信号接点分别与上、下行方向控制信号接点1501, 1502串联后，与其同层轿内指令登记信号接点并联，再与其上、下行层站的指层信号接点的并联支路相串联。本系统换速控制工作过程如下：现设有三楼的轿内选层指令登记信号0605，电梯由一楼上行。当电梯到达二楼上换速点时，位于轿顶的换速开关SHG闭合，经前述的计数指层环节产生二层指层信号1602，驱动“KEEP1403”置位，发出预换速控制系统信号，从而使预换速继电器080

56、1闭合，使该系统提前一层站进行了上行预换速，给调速器SJT-B1提供实际换速信号IT做准备。当电梯再到达三楼换速点时，换速开关SHG闭合，PLC通过图3-4中的换速开关SHG,233(即COM)和输出继电器0801经327线将-24V换速定位信号JT立即送到调速器SJT-B1，调速器在收到JT信号时立即进行自适应负载校正，并在内调速器输出制动应答信号RT，将RT送到图3-4中PLC的输入继电器0014。由于接点1403和0014闭合，驱使内部辅助继电器1009闭合，由常闭接点1009的作用，使图4-2上的0505开断，由此使快速接触器KC释放，使电梯曳引电动机快速绕组脱离三相电源，电梯便依靠机

57、械系统的惯性滑行，同时由常闭接点0505的作用，驱使0507闭合驱动直流能耗制动接触器ZC吸合，向曳引电动机慢速绕组输入能耗制动电流。此时，电梯实际换速，并启动调速器投入工作，开始对电梯的制动减速运行过程进行闭环控制，使其跟踪给定速度曲线，实现按距离原则制动减速零直接停靠。为了保障系统工作的可靠性，采用定时器TIM07监视换速定位信号JT与制动应答信号RT之间的响应关系。若在调速器收到JT信号后的0.8s内，调速器没有输出RT信号，便确认为调速器处于不正常状态。此时应作如下处理：让电梯以慢速继续行驶到端站停靠开门。因为RT信号未出现，所以0014开断，1009不能闭合。这样，定时器TIM07在1403闭合时，立即开始延时。当延时到设定时间时，其常闭接点就会驱使0505开断，由此使快断接触器KC释放；同时由接点TIM07驱使图4-3-1的“KEEP1405”置位，在0505己开断情况下，接点1405立即使0506闭合，驱动慢速接触器MC吸合；而在定时器TIM07动作时，其常闭接点使“KEEP1404”不能置位，由此，其常闭接点1404使0502继续闭合，使上行接触器SC继续保持吸合状态。此时电梯便以慢速继续