基于三菱plc的电梯控制系统设计

PAGEPAGEIV基于三菱plc的电梯控制系统设计摘要随着我国经济、科技的快速发展，加上人口的快速增长，建筑业发展迅速。一大批高层建筑拔地而起。电梯产品在人们的物质文化生活中发挥着越来越重要的作用。而评价一部电梯的好坏，无非“安全、可靠、舒适”这六个字，伴随着人们对生活品质的不断追求，人们越来越重视电梯的安全可靠运行问题。本次毕业设计的目的即仿制一部四层电梯，实现其可靠运行。通过各类传感器来判别当前电梯所在楼层，加之采集用户对到达指定楼层的需求信号，经过三菱PLC处理上述采集信号来控制变频器的动作，使其输出各种速度信号来控制三相交流电机的旋转，进而实现将用户送到指定楼层的需求。本次毕业设计采用的编程软件为三菱公司设计的NAPro编程软件，上位机也采用同一软件，通过软件与PLC的联机，在上位机上实时显示电梯当前运行状态，从而帮助电梯维护人员对电梯的实时监控与调试，最终实现四层电梯的稳定运行。关键词：电梯控制；三菱PLC；变频器

AbstractWiththerapiddevelopmentofChina'seconomy,scienceandtechnology,coupledwiththerapidincreaseofpopulation,theconstructionindustryhasdevelopedrapidly.Alargenumberofhigh-risebuildingshavesprungup.Elevatorproductsareplayinganincreasinglyimportantroleinpeople'smaterialandculturallife.Theevaluationofanelevatorisnothingmorethan"safe,reliableandcomfortable".Withthecontinuouspursuitofthequalityoflife,peoplepaymoreandmoreattentiontothesafeandreliableoperationofelevators.Thepurposeofthisgraduationprojectistoimitateafour-storeyelevatorandrealizeitsreliableoperation.Thecurrentflooroftheelevatorisjudgedbyvarioussensors,togetherwiththeacquisitionofuser'sdemandsignalsforreachingthedesignatedfloor,theaboveacquisitionsignalsareprocessedbyMitsubishiPLCtocontroltheactionofthefrequencyconverter,sothatitcanoutputvariousspeedsignalstocontroltherotationofthethree-phaseACmotor,andthenrealizethedemandofsendinguserstothedesignatedfloor.ThisgraduationprojectusestheNAProprogrammingsoftwaredesignedforMitsubishiCompany.Theuppercomputeralsousesthesamesoftware.ThroughthesoftwareandthePLCon-line,thecurrentrunningstatusoftheelevatorcanbedisplayedinrealtimeontheuppercomputer,thushelpingtheelevatormaintenancepersonneltomonitoranddebugtheelevatorinrealtime,andfinallyrealizingthestableoperationofthefour-storeyelevator.Keywords:elevatorcontrol;MitsubishiPLC;frequencyconverter

目录摘要 IAbstract II第一章绪论 11.1课题背景 11.2课题意义 1第二章设计方案 32.1总体结构 32.2变频器的选择 32.2.1选择变频器品牌型号 32.2.2选择变频器规格 32.2.3选择的变频器应满足的条件 42.3通用变频器 42.3.1通用变频器概况 42.3.2VS—616G5型通用变频器 5第三章控制系统硬件的设计 83.1三菱PLC的选型与接线图 83.1.1输入输出点数统计 83.1.2PLC的选择 83.1.3PLC的接线 93.2四层电梯的总体硬件设计 11第四章控制系统软件的设计 154.1四层电梯软件实现的总设计框架 154.2四层电梯软件实现的分布设计 154.2.1楼层判断 154.2.2外呼响应 164.2.3内呼响应 174.2.4开关门操作 184.2.5上下行操作 19第五章系统的调试与排故 215.1硬件问题与排故 215.2软件问题与排故 22结束语 23致谢 24参考文献 25附录 27PAGE27第一章绪论随着“中国制造2025”的提出，我国将力求从“中国制造”向“中国智造”进行转变。而工业作为一个国家的基础命脉，也是本次智能制造的重点所在，因此此次工业自动化的发展将给PLC行业带来一个巨大的发展机遇。而国内PLC的市场主要被西门子和三菱垄断，随着国内自动化相关的产业不断发展进步，国产PLC将得到飞速的发展。而伴随着现在人口的不断增加，摩天大楼和高层小区的不断出现，电梯在人们生活中成了必不可少的工具。本文讲述通过国产PLC——三菱PLC实现对电梯的控制，来模拟和仿真现实社会中电梯的运行状态。1.1课题背景上世纪70年代，在工业控制的相关领域，继电器控制系统在其中得到很大应用，尤其是在制造业有关的行业。但是因为继电器控制系统自身存在许多不足之处，这使得其在实际应用中面临许多挑战。当时，计算机在许多行业中得到了广泛的应用。一些科研院所、大学和大型企业正在使用计算机不断提高生产效率。但是由于工业生产环境的恶劣程度，并且计算机本身具有价格昂贵等一系列特点，计算机一直没能在工业控制领域中得到巨大使用。我国应用PLC技术大约将近有五十年的时间，当PLC刚引进国内时，其价格非常昂贵，因此PLC主要应用在电力行业，煤炭冶金行业以及一些自动化的生产流水线，在引进国外产品的过程中，我国也在不断尝试使PLC国产化。伴随着我国PLC技术的不断进步，国产PLC也得到了国内市场的认可，并且国内PLC在使用方面与欧系和日系PLC大多相似或者互相兼容，在使用上具有很大的便捷性[2]。1.2课题意义随着中国经济由劳动密集型向知识密集型转变，中国的工业制造业也在升级。制造业是国民经济的主体，是中国建国的基础，振兴国家的工具，巩固国家的基础，建设具有国际竞争力的制造业，是加强中国的合作、增强综合国力、维护国家安全、建设强国的唯一出路。“中国制造2025”提出后，信息技术与工业化迅速融合，信息技术也加速了自动化产业的发展。PLC作为自动化工业中不可缺少的控制器，也将得到充分的发展。而伴随着国际自动化行业竞争愈来愈激烈，国产PLC企业也不断加入其中，并且也将其产品进行升级改造。我国想要在这轮制造产业的革命中获得胜利，就要不断实现工业控制领域的PLC国产化。所以本课题选择国产PLC——三菱PLC作为课题研究对象。相应的伴随着我国人口规模的不断扩大，人均土地使用面积的不断减少，这将不断导致建筑行业向高层发展，而这也势必会导致电梯行业的不断发展。而且伴随着各行各业的不断发展，电梯的发展也呈现出多样化，可有多种用途、多种速度、多种拖动方式以及曳引机有无减速器等多种分类，这也导致电梯在人们生活中占据着越来越重要的地位。而电梯运行的首要条件就是安全可靠，这也促使着电梯的安全系数不断提高。PLC作为自动化产业中的可靠控制器，也广泛使用在电梯的控制中，因此国产PLC将不断使用在各种工业控制和民用设施中，这将对我国的经济科技的发展起到非常重要的影响。而伴随着我国工业自动化技术的不断发展壮大，国产PLC也势必会不断使用在国内工业领域中的各个方面。

第二章设计方案2.1总体结构电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器、调速系统构成。控制系结构图如图2-1所示。轿厢操纵盘轿厢操纵盘厅门信号PLC变频器PG卡曳引电动机旋转编码器电源图2-1控制系统结构图图中，变频器仅完成调速功能，逻辑控制部分由PLC完成。PLC负责处理各种信号的逻辑关系，以便将启动和停止信号发送到变频器。同时，变频器还将其工作状态传送给PLC，形成双向接触关系。该系统还配有旋转编码器和PG卡，与电机同轴连接，完成速度检测和反馈，形成速度闭环和位置闭环。此外，系统还必须具有制动阻力。电梯减速时，电机处于再生发电状态，将电能反馈给变频器，抑制直流电压的上升。2.2变频器的选择为了确定转炉的品牌和型号以及转炉的规格，完成了转炉的选择。首先对变频器进行了分类，然后分别讨论了变频器的品牌、型号和规格。2.2.1选择变频器品牌型号变频器是变频调速系统的核心设备。它的质量对系统的可靠性有很大影响。在选择品牌时，质量，尤其是与可靠性相关的质量，显然是选择品牌时要考虑的重要因素。同时，设备的平均寿命也是一个重要参数，所以根据预期使用寿命选择品牌、经验和口碑仍是主要依据。在选择同一品牌的特定型号时，主要取决于变频调速方案、负载类型和应用所需的一些附加功能。2.2.2选择变频器规格逆变器的规格提高了额定功率数据，但实际上定子电流参数限制了转换器的功率。因此，根据转换器的额定功率，在实际中可能无法进行直接选择。根据具体的工程情况，有多种不同的方法来选择转换器的规格[4]。（1）名义功率选择：一般来说，它是初始投资估算的基础。（2）根据电机额定电流选择：主要是恒转矩负载的新设计方案。（3）根据电机的实际运行电流，主要应用于改造工程中。（4）根据转矩的过载能力。总之，根据工程实际情况选择合适的变频器是非常重要的。大多数情况下，转换器的额定功率与电机匹配，少数情况下需要放大。2.2.3选择的变频器应满足的条件（1）根据受控设备的负载特性选择通用变频器的类型。（2）所选通用变流器的类型与被控异步电动机的参数匹配。（3）为了降低电梯的成本，一般采用变频器。（4）电梯的起停应平稳。（5）变频器具有防止失速的功能。（6）逆变器具有优良的转矩特性。2.3通用变频器为了满足上述条件，本设计选择了通用变频器。采用通用变频器构成变频调速驱动系统的主要目的是为了：（1）满足提高劳动生产率、产品质量、设备自动化、生活质量和生活环境的要求。(2)为了节约能源，降低生产成本。2.3.1通用变频器概况20世纪80年代初，通用变频器开始商业化。在过去的20年里，它经历了两个主要的发展，从模拟控制到全数字控制，从BJT到IGBT。(1)提高能力八十年代初，采用BJTPWM变换器实现通用化。到90年代初，BJT通用变流器的容量已达到600KVA，BJT通用变流器的容量已串行化到400KVA以下。在过去的几年中，IGBT已经用于主要的开关器件。在短短的三四年内，IGBT变换器的单机容量已达到1800KVA。随着IGBT容量的扩大，通用变流器的容量也将随之扩大。(2)结构小型化控制电路采用主电路电源电路模块化、大规模集成电路（LSI）和全数字控制技术等一系列措施。结构设计采用了“平面安装技术”等一系列措施，促进了变换器的小型化。电源装置。此外，采用厚膜混合集成技术对功率桥、驱动电路、检测电路、保护电路等进行封装。它构成了属于绝缘金属基座结构的“智能模块”，具有较强的抗电磁干扰能力和保护能力。离子电路，检测电路和电源开关。栅极之间的距离尽可能小，因此保护快速可靠，并且传感信号非常快。(3)多功能与智能化随着电力电子器件和控制技术的不断发展，变频器正朝着多功能、高性能的方向发展。特别是微型计算机的应用为变频器的多功能和高性能提供了可靠的保证。随着电力电子技术的快速发展，变频器正朝着多功能、高性能的方向迅速发展。特别是微机的应用，为变频器的通用性和高性能提供了可靠的保证。(4)应用领域的不断扩展通用变频器经历了模拟控制、数字控制和数模混合控制的发展直至全数字控制。它逐步实现了多功能、高性能，使其更适应于各种生产机械和生产过程。首先，通用变频器仅用于化纤工业中风机和泵负载的节能调速和高速绕组机的协调运行。到目前为止，其应用领域已经大大扩展[3]。2.3.2VS—616G5型通用变频器（1）VS-616G5型通用变频器除了一般工业控制的静态和动态性能外，电梯的舒适性指标往往是选择的重要组成部分。在本设计中，驱动速度控制系统的关键是保证电梯按照理想的给定速度曲线运行，以提高电梯运行的舒适性。此外，建筑中的电梯能耗在建筑总能耗中占有相当大的比例，因此，电梯的节能越来越受到重视。考虑到上述因素，本设计选用了安川VS-616G5全数字转换器。它具有磁通矢量控制、滑差补偿、负载转矩自适应等一系列功能，可以最大限度地提高功率因数和电机效率，同时降低电机运行损耗，特别是在电梯负载频繁变化的场景。此外，VS-616G5变流器的起动和制动具有任意可调的S曲线特性和150%转矩的零频输出特性。采用高精度旋转编码器，控制精度可达0.01-0.02%，使电梯运行舒适，零速制动，精度高。没有特殊的电机，我们可以自己学习配电机的参数，并精确控制任何品牌的电机。VS-616G5变频器是四川电机公司为世界推出的21世纪通用变频器。该变换器不仅考虑了V/f控制，而且实现了矢量控制。通过自校正功能和无传感器电流矢量控制，易于获得高起动转矩和高速范围[4]。VS—616G5型变频器的标准规格如表2。VS-616G5变频器的特点如下：①包括电流矢量控制在内的四种控制方式均实现了标准化②有丰富的内藏与选择功能。③由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、体积小。④保护功能完善、维修性能好。（2）VS—616G5型通用变频器电梯调速系统通用变频器VS-616G5可直接控制交流异步电动机的电流，保持较高的输出转矩。适用于各种场合，低速启动平稳，操作极其准确，其自动调节功能能使各种电机实现高性能控制。VS-616G5集成了U/f控制、矢量控制、闭环U/f控制和闭环矢量控制四种控制方式，其中闭环矢量控制最适合于电梯控制。VS-616G5变频器在电梯速度控制系统中应用时，必须配备PG卡和旋转编码器，为电机速度测量和反馈提供电源。旋转编码器与电机同轴连接，测量电机的速度。旋转编码器输出两相A和B脉冲。当A相脉冲比B相脉冲提前90度时，可以认为电机处于正旋转状态。表2-1VS—616G5型变频器的标准规格电压200V400V容量范围1.2~110KVA1.4~460KVA电源电压频率200V：三相200/208/220V400V：三相380/400/415/440/460V电压允许变动-15%~+10%频率允许变动-5%~+5%控制特性控制方式正弦波PWM控制：无传感器矢量控制（无PG）带传感器矢量控制（有PG）V/f控制带传感器V/f控制速度控制范围1：100（无PG）1：1000（带PG）速度控制精度±0.2%（无PG）±0.02%（带PG）速度响应5HZ（无PG）30HZ（带PG）转矩极限有转矩精度±5%转矩响应20HZ（无PG）150HZ（带PG）频率控制范围0.1~400HZ输出频率分辨率0.01HZ过载量额定输出电流的150%/min频率设定信号-10~10V0~10V4~20mA加减速时间0.01~6000.0s制动转矩约20%主要控制功能瞬停再启动，下降控制，转矩控制，零点伺服控制操作装置16字×2线日语液晶显示器接通插件板可选择16种（最多可装3块）保护功能电机保护，变频器过载，瞬间过电流，电压下降，过电压，输入缺相

第三章控制系统硬件的设计3.1三菱PLC的选型与接线图三菱PLC有NA200小型PLC，NA300中型PLC和NA400大型PLC，并且还有一系列数字量扩展模块来扩展CPU的输入输出点数。下面通过分析四层电梯的控制要求来判断选用具体哪种PLC以及外部扩展模块。3.1.1输入输出点数统计由于电梯的控制系统在运行前需要确定一系列的信息，如当前电梯所在楼层，门是否关好，以及用户所要到达某特定楼层的需求，这些信号都要通过安装在电梯上的各类传感器进行采集，并把采集到的信号通过PLC的输入点传送到PLC内部进行处理，所以需要事先确定PLC所需的输入点数，通过计算得出需要输入点数为29点。PLC在采集各种信号时，通过CPU的处理，发出各种控制信号，控制各种继电器和接触器的开闭，电梯相应楼层灯的亮灭，以及控制变频器以不同频率的电压信号进行输出，所以也要事先统计PLC所需的输出点数，而通过计算得出输出点数为25点。3.1.2PLC的选择随着PLC多年的发展，其技术日趋成熟，型号也越来越多。每个厂商的生产都有一定的差异，每个重点的发展方向也不同。因此，我们必须考虑如何根据自己的设计需求进行选择。在中国，三菱的业务活跃于中国信息通信、自动化与控制、电力、交通、医疗、照明、家电等行业。其核心业务领域是基础设施建设和工业解决方案。三菱FR-FX2N系列可编程控制器是国内外最新、最具特色和最具代表性的微型PLC。在FR-FX2N中，除了基本的指令表编程方法外，还可以使用梯形土程序和与机械作用流相对应的SFC序列函数图编程进行顺序设计，并且这些程序可以相互转换。在FR-FX2N系列PLC中，通过设置高频计数器，中断特定输入继电器的高频脉冲，扩大了PLC的应用范围。FR-FX2N2N可编程序控制器也可作为扩展设备的硬件计数器，可获得高达50kHz的高速脉冲。综上所述，与其他控制系统相比，PLC系统更加经济有效，易于使用和维护；所选PLC主机及其配置、控制功能等必须能够满足被控对象的各种控制要求；所选PLC主机及其配置必须是新一代PLC模型，具有功能强大，一般最好不要选择旧的。如果采用三菱PLC，则选用FR-FX2N系列代替F1系列。同时，我们也应该考虑未来的工艺变化和扩展，除了满足确定的要求，留出一定的余地，以确保整个控制系统的可靠性。还要考虑对产品的熟悉程度以及容易理解编程说明。这里，我选择三菱FR-FX2N作为控制核心。三菱FR-FX2N系列PLC是三菱近年来推出的一种高性能小型可编程控制器。它性价比高，应用广泛，采用集成化、模块化的重叠结构。3.1.3PLC的接线由于我们在原有电梯的基础上设计和仿真了电梯控制系统，即用三菱PLC代替原有教学电梯上的三菱PLC，因此只需将三菱PLC接线端子上的接线引出，再结合我们采用的三菱公司的CPU201-1102模块和DXM201-1602模块基本接线要求，即可完成PLC的接线。在接线时，通过把原三菱PLC上的输入输出端子的接线引出，接到三菱公司的CPU201-1102模块和DXM201-1602模块上，下面的表3-1和表3-2说明三菱PLC和三菱PLC的对应端子的连线及相应端子的含义。表3-1三菱PLC输入端子接线CPU三菱端子含义输入X0编码器AX1编码器BX21PG减速感应器X3GU上减速X4GD下减速X5DYJ电压继电器X6MSJ门联锁继电器X7MK检修X10SW上限X11XW下限X12RUN变频器X13KMJ开门继电器X14KAB安全触板/KA开门X15AG关门X16CH超载X20内一层X21内二层X22内三层X23内四层X24一上X25二上X26三上X27二下X30三下扩展模块1输入X31四下X32HK开关/数字转换X33PU门驱双稳态X34EDP门感应器X35PKS锁梯表3-2三菱PLC输出端子接线CPU三菱端子含义输出Y0QC主继电器Y4RH多段速中的高速Y5RL多段速中的低速Y6STF正转上行Y7STR反转下行Y10一层内指示灯Y11二层内指示灯Y12三层内指示灯Y13四层内指示灯Y14一层上指示Y15二层上指示Y16三层上指示Y17数码AY20数码BY21数码CY22驻停扩展模块1输出Y23数码上Y24数码下Y25超载Y26开门Y27关门Y30二层下指示Y31三层下指示Y32四层下指示扩展模块2输出Y33照明风扇3.2四层电梯的总体硬件设计通过将天煌教仪的三菱PLC端子的接线引出，再通过排线接到三菱PLC，实现三菱PLC对电梯信号的采集和对电梯运行机构的控制，具体硬件实物如下所示。图3-7电梯运行机构实物图图3-7所示即为电梯轿厢运行的实物图，通过手动触发电梯内外触板上的不同按键，实现用户到达指定楼层的需求，进而电梯在导轨上进行上下运行，并在相应的楼层停止并进行开关门操作。图3-8控制柜的接线图3-8所示即为将控制柜上的三菱PLC的端子接线引出，并通过并口线将接线外接，方便接到下面的三菱PLC的接线端子上，而原控制柜上的各类继电器、接触器和变频器等元件的接线保持不变。图3-9三菱PLC接线图3-9所示即为将三菱PLC的端子接线引出，连接到上述的并口线上，实现三菱PLC对电梯信号的采集和电梯执行机构的控制。

第四章控制系统软件的设计4.1四层电梯软件实现的总设计框架四层电梯的总设计框架如图4-1所示：图4-1电梯总设计框架图当乘客对内外按钮进行触发时，电梯首先要进行判断当前电梯所在楼层与用户所在楼层是否一致，倘若用户所在楼层即为电梯所在楼层，那么电梯将进行开关门操作，如果电梯所在楼层与用户所在楼层不一致，那么就要判断电梯所在楼层与用户所在楼层之间的关系，如果电梯的楼层高于用户楼层，电梯将执行反向下行操作。如果电梯的楼层低于用户的楼层，电梯将向前向上运行，直到电梯到达用户楼层。当电梯到达用户楼层时，电梯将自动执行开门操作。当电梯的轿门和层门关闭好后，电梯将再次采集用户内外按钮触发信号，并执行相应的开关门或者上下行动作[7]。4.2四层电梯软件实现的分布设计电梯要想实现将人员或者货物送到指定楼层，主要要实现楼层判断，外呼响应，内呼响应，开关门操作和上下行操作这五个基本任务[8]。4.2.1楼层判断要实现电梯的运行操作，首先要判断当前电梯的所在楼层，只有确定了电梯的楼层信息，才能为电梯的上下行和开关门提供依据[9]。电梯通过上强返减速开关判断当前电梯是否在第四层，通过下强返减速开关判断当前电梯是否在第一层，四层电梯中的每一层都有减速感应器，并且每一层的减速感应器都并联在一起，而当电梯上行或者下行时，通过减速感应器来实现PLC内部楼层数据的移位，再将移位后的数据发送给单片机处理，实现相应楼层的显示[10]。第一和第四层的楼层判断图4-2一四层楼层判断程序图图4-2所示即通过上强返减速开关或者下强返减速开关的值向PLC内部的中间变量输入不同的值，从而使轿厢在楼层的最高处和最低处实现楼层判断，并且当电梯运行故障出现楼层显示错误时，提供楼层显示复位功能。中间楼层的判断图4-3中间楼层判断程序图图4-3表示要想实现电梯在中间楼层的判断，首先需要确定当前电梯是正转上行还是反转下行，当确定了电梯是上行或者下行状态时，每当轿厢检测到减速感应器的开关量时，再将PLC内部的楼层判断中间变量进行左移或者右移操作，移位后的值再输送给单片机进行处理，即可显示当前电梯所在楼层。4.2.2外呼响应当乘客在某一楼层的电梯外部按下上下行按钮时，电梯的外部安全触板要显示乘客所按信息，来表明当前用户的需求。图4-4外呼响应程序图图4-4表明当用户按下上下行按钮时，而此时电梯所在楼层即为当前用户所在楼层，那么电梯外部安全触板将不显示用户所按按钮信息。4.2.3内呼响应当乘客已经在轿厢内部时，这时乘客所按按钮即为用户需要到达楼层的信息，轿厢内部触板按钮将显示用户所要达到的楼层。车内有一个车门开关按钮。当电梯停在某一楼层时，用户触发轿厢内的门开关按钮。然后电梯将执行门开关操作。图4-5即为内呼响应的程序描述。图4-5内呼响应程序图图4-5表明当用户和电梯所在楼层一致时，这时内部触发按钮也不显示当前电梯所要达到楼层信息，当电梯达到用户指定楼层后，这时内部触发按钮上的指示灯将会熄灭，表明已经达到指定楼层。4.2.4开关门操作电梯的开门操作主要由以下几个方式触发：当轿厢停止运行时，按电梯内部开门触发按钮。当轿厢运行到指定楼层时，并且轿厢平稳停住时，这时电梯自动执行开门操作。当轿厢外部人员触发外部安全触板上的上下行按钮时，而此时电梯所在楼层即为当前用户所在楼层，这时电梯也将执行开门动作。当电梯检测到轿厢超载时，这时电梯会主动执行开门操作，直至内部人员总重量小于电梯的载重量。当电梯关门时检测到有物品夹持在轿厢门上，这时电梯也将执行开门操作。图4-6即开门操作的程序实现。图4-6开门操作程序图上述各个条件都是在电梯停止运行的情况下执行开门操作的，所以都要进行判断轿厢是否平稳停住。而电梯的关门操作主要是由以下几个方式触发：轿厢执行完开门操作后。当轿厢停止运行时，按电梯内部关门触发按钮。图4-7即关门操作的程序实现。图4-7关门操作程序图4.2.5上下行操作电梯要实现上下行操作首先要判断当前电梯所在楼层和用户所要到达楼层之间的关系，即确定电梯接下来要执行上行还是下行操作。上行状态和下行状态的检测如图4-8和图4-9所示。图4-8上行状态检测程序图图4-9下行状态检测程序图将用户所按楼层信息与当前电梯所在楼层进行比较，从而得出电梯是要进行向上运行还是向下运行操作[11]。当电梯确定了需要进行上行或者下行操作，这时再进行检测门联锁继电器是否闭合，即轿厢门是否关好，倘若门已经关好，这时电梯就开始执行上下行操作。其上下行动作的实现如图4-10所示。图4-10上下行动作程序图电梯的上下行操作要进行互锁操作，以及用上限开关和下限开关限制轿厢在导轨上的运行区间[12]。实际电梯通过上述五个基本任务操作来实现其可靠运行，在PLC的梯形图程序中，PLC不断进行检测此时电梯是否有内呼相应或者外呼相应，当有内呼相应或者外呼相应时，此时电梯再行判断当前电梯所在楼层，从而得出当前电梯是执行上行操作还是下行操作或者不动作，当电梯执行上行或者下行操作并到达用户指定楼层时再执行开关门操作，接着PLC再次不断执行将乘客送到指定楼层的需求，如此循环往复，实现电梯的可靠运行[13]。

第五章系统的调试与排故电梯系统的调试与排故主要分为硬件问题上的排故和软件问题上的排故。硬件问题排故主要是检测接线是否正确以及元器件是否有损坏，而软件问题上的排故主要是通过上位机对程序进行监控。5.1硬件问题与排故在调试过程中出现电压继电器一直不动作，从而导致主接触器一直不闭合，而三相交流电机也不会拖动轿厢进行上下行操作。但这时变频器是动作的，并且热继电器也是闭合。经过检查硬件设备发现电压继电器不闭合主要由两个原因导致，一是断相与相序保护继电器外接的相序错误，导致断相与相序保护继电器里面的常闭触点断开，二是由于电梯井道上的一个行程开关闭合导致电压继电器断开。这个问题的解决办法：一是将相序保护继电器外接的电线进行换相，二是打开电梯井道上的行程开关。图5-1电源相序错误图图5-2电源相序正确图如图5-1所示，当电源相序出现问题时，相序保护继电器的灯为红色，电压继电器的灯不亮，表示电流电压继电器未通电。相序正确时，如图5-2所示，相序保护继电器指示灯为绿色，电压继电器指示灯常亮，表示电流电压继电器通电。在电梯运行的过程中发现电梯经常会停止运行，而此时电梯还未运行到指定楼层，经过检查发现这是由于门联锁继电器在运行时断开，导致主接触器在运行时也断开，所以出现了电梯运行突然停止的现象。导致门联锁继电器断开的主要原因是当电梯在运行时，电梯的轿门触碰到了位于层门上的门联锁开关，而门联锁开关打开的状态表明电梯已经到达指定楼层并且停止运行。问题的解决办法：使电梯的轿厢在运行时不要偏离轨道位置，或者更换电梯的轿门。5.2软件问题与排故当电梯位于第二或者第三层时，我们断开PLC电源并且再次打开电源，这时就会发现电梯的楼层显示错误，而当电梯在一四层时断电重启将不会出现楼层显示错误的问题。通过上位机对程序的监控，发现由于一四层有上强返减速和下强返减速开关的作用，电梯在这两个楼层时会复位楼层显示，而当电梯在二三层时由于只有减速感应器的作用，而减速感应器只是使PLC内部的楼层信息中间变量产生移位作用，并不直接指示当前楼层信息，所以在二三层掉电重启后不能指明当前电梯所在楼层。问题解决办法：采用掉电保持字寄存器存储楼层信息，这样当PLC掉电重启时能够重新读取掉电保持字寄存器中的内容，从而得出上次掉电时电梯所在的楼层。当电梯执行开门动作时，当电梯开门到位时，这时电梯就会立刻执行关门动作，不会延时一段时间。通过上位机对程序运行的监控发现开门继电器定时时间过短，导致电梯刚开门到位就执行关门操作。问题解决办法：增加开门继电器定时时间。

结束语经过几个月的研究和学习，三菱PLC的使用做了很多探索，电梯控制系统也做了很多研究。总结本研究的结果，得出以下主要结论：1、三菱PLC相比其他厂商的PLC产品具有一些创新点和优点，描述如下：（1）价格方面：三菱在产品研发，生产制造以及市场销售方面具有很大的成本优势，而这种成本优势直接变为市场竞争中的价格优势。所以三菱的小型PLC相对于三菱、西门子的小型PLC价格更加便宜，当然在性能方面也达到了一样的水平。（2）技术服务方面：三菱的技术服务由公司相关人员去实施，相当于PLC生产厂商可以直接面向最终用户。由于公司技术人员充分了解自己的产品，能够迅速解决实际应用中发现的问题，因而能显著提高服务水平和服务质量。另外，三菱公司在PLC的售前、售中和售后中为用户提供免费增值服务。（3）编程方面：NA200PLC可以采用工业以太网进行下载与调试，而传统的PLC采用485串口连接和短距离监控来进行工业制造，而采用工业以太网技术不仅实现了工业控制所需的实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性、本质安全性等基本要求，还可以使通信速率加快，通信距离延长，倘若今后控制系统要进行规模上的扩大，将为其提供便捷性。2、电梯模型是仿照现实社会中的电梯进行设计的，通过此次毕业设计，主要给自己灌输了今后做工业控制要牢记“安全、可靠”四字，只有满足安全可靠的设备才能真正投入现场应用。3、由于电梯的控制系统需要一系列的操作步骤，通过此次实践操作，锻炼了自己面对独立项目时的处理分析问题的能力。由于各种原因，在系统的设计过程中也存在着许多不足，还有一些问题需要解决：主要是电梯的门联锁开关出现故障，导致电梯在运行过程中会突然停止。由于门联锁开关是厂家单独制造的，现在厂家目前没有存货，导致故障的门联锁开关没有及时得到更换，所以这个故障一直没有得到解决。

致谢本文是在导师的指导和指导下完成的，从选题、构思到定稿，都渗透了导师的辛勤努力和汗水；导师的深邃学识和严谨的学习作风使我终生受益。我表示深深的尊敬和感激。写这篇论文的经历也将使我终生受益。我觉得写论文真的是我真正想做的事情。这是我自己学习和研究的真实过程。没有认真的学习和研究，就不能有研究的能力，就不能有自己的研究，就不能得逞。我希望这次经历将继续激励我今后的学习和生活。此外，我要感谢我的家人，他们一直关心我，为我提供学习的机会，总是激励我，为我加油，然后促进我的不断成长和进步。同时，我还要感谢我的宿舍室友和所有关心我的朋友。我要感谢他们陪伴我度过了许多美好的时光。他们关心我，在我遇到困难时帮助我。在完成毕业论文的过程中，许多朋友给予了我无私的帮助和支持。在此，我谨表示衷心的感谢。最后，由于我的水平有限，论文中一定有很多不足之处。我敦促教师批评和纠正。我希望我能有机会继续进步，我会继续努力充实自己。

参考文献[1]苏国栋.基于PLC的五层楼电梯控制系统分析[J].科技风,2018(03):99-101.[2]刘影,周勇,肖跃.基于WinCC的电梯监控系统设计[J].电子设计工程,2018,26(05):129-132+136.[3]张忍.基于PLC电梯控制系统设计[J].科技创新与应用,2018(11):74-75.[4]苏述鑫,张含叶.货物电梯PLC控制系统设计[J].制造业自动化,2018,40(05):123-125.[5]郭志冬.变频调速电梯PLC控制系统设计分析[J].江西电力职业技术学院学报,2018,31(02):3-4+7.[6]余国兆,熊瑛.PLC控制变频调速电梯电气控制系统分析[J].通信电源技术,2018,35(05):134-135.[7]赵亮.现代程控电梯的智能化发展探讨[J].南方农机,2018,49(19):186+203.[8]王晓瑜.基于SIMATICS7-1200PLC、WINCC和VVVF的电梯监控系统设计与仿真[J].自动化技术与应用,2018,37(09):81-85.[9]滕敦波,韩翠红,李英华.基于PLC对电梯控制的研究[J].南方农机,2016,47(04):93-94