IPLC 在電梯自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用摘 要隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制電路，這種控制易出故障，維護(hù)不便，運(yùn)行壽命短，占地空間大，正逐步被淘汰。為了提高自動控制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效率，以 PLC 為核心控制器的電梯自動控制系統(tǒng)，正在取代以往的復(fù)雜的繼電器-接觸器控制。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心部分（控制部分）使用了日本三菱公司生產(chǎn)的 FX2N-80MR 型 PLC，因?yàn)樵诤诵牟糠植捎玫氖擒浖绦蚩刂疲瑥亩ＷC電梯正常運(yùn)這個要求的情況下，大大的提高了電梯故障檢查與維修的方便性和容易性，同時還克服了手動操作所帶來的人為因素，能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。關(guān)鍵詞：電梯， PLC ， 控制系統(tǒng)IIPLC APPLICATION IN AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF ELEVATORABSTRACTWith the continuous development of urban construction, the high rise building increases unceasingly too. Elevator as a vertical transport operation in the high rise building, it was closely related to the people’s daily life. The traditional elevator system uses logic of the relay to control circuit, this king of controls easily to be crash, maintains inconveniently, the movement life is short, and that occupying a large area of space, it being eliminated gradually.For raising the credibility of the automatic control system and the work efficiency of the equipments, design a set of take PLC as the core controller of the elevator auto control system, using to replace former more complicated of after electric appliances the contact machine control. The design of the core of the system (control section) uses the Japanese Mitsubishi company's FX2N-80MR-type PLC, because the core of the software used in process control, thus ensuring the normal operation of the lift required in the circumstances, greatly improve the elevator troubleshooting and maintenance of the convenience and easy peculiarity, but also overcome the manual brought human factors, can achieve good economic and social benefits.KEY WORDS: Elevator, PLC, Control systemIII目 錄前 言 .1第 1 章 電梯概述 .21.1 電梯的發(fā)展和由來 .21.2 電梯的組成 .31.3 電梯的分類 .41.4 我國電梯的現(xiàn)狀及發(fā)展前景 .7第 2 章 可編程控制器（PLC）的概述 92.1 PLC 的產(chǎn)生和發(fā)展 92.2 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 112.3 PLC 控制系統(tǒng)和其他控制方式的比較 112.3.1 PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)比較 .112.3.2 PLC 控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)比較 .13第 3 章 電梯電氣控制的選擇和設(shè)計(jì) .153.1 交流雙速電梯的主電路 .153.２ 電梯的主要電氣設(shè)備 .163.3 電梯控制系統(tǒng)原理框圖設(shè)計(jì) .183.4 電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 .193.5 電梯 PLC 及網(wǎng)絡(luò)控制示意圖 19第 4 章 電梯 PLC 控制程序說明 214.1 PLC 的選擇 214.2 輸入/輸出電路的設(shè)計(jì) 224.2.1 PLC 的電源控制電路 .224.2.2 輸入設(shè)備 224.2.3 輸出設(shè)備 224.3 電梯梯形圖設(shè)計(jì)及程序說明 .244.3.1 電梯的開門環(huán)節(jié) 244.3.2 電梯的關(guān)門環(huán)節(jié) 254.3.3 開關(guān)門保護(hù)及故障顯示電路 26IV4.3.4 樓層信號的產(chǎn)生和清除環(huán)節(jié) 284.3.5 內(nèi)選信號的登記、清除和顯示環(huán)節(jié) 294.3.6 外呼信號的登記、清除和顯示環(huán)節(jié) 304.3.7 電梯的定向環(huán)節(jié) 324.3.8 停層信號的產(chǎn)生和消除環(huán)節(jié) 344.3.9 停車制動環(huán)節(jié) 354.3.10 自動運(yùn)行時啟動加速和穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)節(jié) 36結(jié) 論 .37謝 辭 .38參考文獻(xiàn) .39外文資料翻譯 .401前 言電梯是一種大型機(jī)電產(chǎn)品，作為現(xiàn)代化的運(yùn)輸工具已廣泛的進(jìn)駐到人們的生活中。當(dāng)今世界，電梯的使用量已成為衡量現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一，它必須具有高度的安全性和科學(xué)性，因此它的控制系統(tǒng)就受到了廣泛的關(guān)注。早期的國產(chǎn)電梯控制系統(tǒng)中，電梯信號的邏輯控制一般是繼電器電路來實(shí)現(xiàn)的。繼電器控制系統(tǒng)故障率高，降低了電梯的運(yùn)行可靠性與安全性。傳統(tǒng)的繼電器控制方式已經(jīng)被計(jì)算機(jī)控制方式所代替，其控制方式有：單片機(jī)控制、單板機(jī)控制、單微機(jī)控制、多微機(jī)控制以及可編程控制器（PLC）控制等多種方式。其中單片機(jī)控制具有成本低，通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但它不適于較復(fù)雜的控制算法和故障診斷等要求；微機(jī)控制的配件使系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試更加復(fù)雜，它必須用性強(qiáng)，因此電梯控制系統(tǒng)利用 PLC 控制是一個最佳的選擇。具有相應(yīng)的大型開發(fā)系統(tǒng)；可編程控制器可靠性強(qiáng)，功能完善，設(shè)計(jì)周期短通本課題主要是對 PLC 的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、性能以及與現(xiàn)場控制對象的連線進(jìn)行具體的研究，并通過 PLC 實(shí)現(xiàn)電梯的自動控制。本課題，通過以五層電梯為模型，詳細(xì)分析電梯控制，來深入的了解 PLC，并更好的使用它，以及熟悉掌握電梯的運(yùn)行控制。2第 1 章 電梯概述1.1 電梯的發(fā)展和由來電 梯 進(jìn) 入 人 們 的 生 活 已 經(jīng) 150 年 了 。1854 年 ， 在 紐 約 水 晶 宮 舉 行 的 世 界 博 覽 會 上 ， 美 國 人 伊 萊 沙 ·格 雷 夫 斯·奧 的 斯 第 一 次 向 世 人 展 示 了 他 的 發(fā) 明 。 他 站 在 裝 滿 貨 物 的 升 降 梯 平 臺 上 ， 命令 助 手 將 平 臺 拉 升 到 觀 眾 都 能 看 得 到 的 高 度 ， 然 后 發(fā) 出 信 號 ， 令 助 手 用 利 斧砍 斷 了 升 降 梯 的 提 拉 纜 繩 。 令 人 驚 訝 的 是 ， 升 降 梯 并 沒 有 墜 毀 ， 而 是 牢 牢 地固 定 在 半 空 中 ——奧 的 斯 先 生 發(fā) 明 的 升 降 梯 安 全 裝 置 發(fā) 揮 了 作 用 。 “一 切 安全 ， 先 生 們 。 ”站 在 升 降 梯 平 臺 上 的 奧 的 斯 先 生 向 周 圍 觀 看 的 人 們 揮 手 致 意 。誰 也 不 會 想 到 ， 這 就 是 人 類 歷 史 上 第 一 部 安 全 升 降 梯 。 人 類 利 用 升 降 工 具 運(yùn) 輸 貨 物 、 人 員 的 歷 史 非 常 悠 久 。 早 在 公 元 前 2600年 ， 埃 及 人 在 建 造 金 字 塔 時 就 使 用 了 最 原 始 的 升 降 系 統(tǒng) ， 這 套 系 統(tǒng) 的 基 本 原理 至 今 仍 無 變 化 ： 即 一 個 平 衡 物 下 降 的 同 時 ， 負(fù) 載 平 臺 上 升 。 早 期 的 升 降 工 具基 本 以 人 力 為 動 力 。 1203 年 ， 在 法 國 海 岸 邊 的 一 個 修 道 院 里 安 裝 了 一 臺 以 驢子 為 動 力 的 起 重 機(jī) ， 這 才 結(jié) 束 了 用 人 力 運(yùn) 送 重 物 的 歷 史 。 英 國 科 學(xué) 家 瓦 特 發(fā) 明蒸 汽 機(jī) 后 ， 起 重 機(jī) 裝 置 開 始 采 用 蒸 汽 為 動 力 。 緊 隨 其 后 ， 威 廉 ·湯 姆 遜 研 制出 用 液 壓 驅(qū) 動 的 升 降 梯 ， 液 壓 的 介 質(zhì) 是 水 。 在 這 些 升 降 梯 的 基 礎(chǔ) 上 ， 一 代 又 一代 富 有 創(chuàng) 新 精 神 的 工 程 師 們 在 不 斷 改 進(jìn) 升 降 梯 的 技 術(shù) 。 然 而 ， 一 個 關(guān) 鍵 的 安 全問 題 始 終 沒 有 得 到 解 決 ， 那 就 是 一 旦 升 降 梯 拉 升 纜 繩 發(fā) 生 斷 裂 時 ， 負(fù) 載 平 臺 就一 定 會 發(fā) 生 墜 毀 事 故 。 奧 的 斯 先 生 的 發(fā) 明 徹 底 改 寫 了 人 類 使 用 升 降 工 具 的 歷 史 。 從 那 以 后 ， 搭 乘升 降 梯 不 再 是 “勇 敢 者 的 游 戲 ”了 ， 升 降 梯 在 世 界 范 圍 內(nèi) 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 。 1889 年 12 月 ， 美 國 奧 的 斯 電 梯 公 司 制 造 出 了 名 副 其 實(shí) 的 電 梯 ， 它 采 用 直 流 電 動機(jī) 為 動 力 ， 通 過 蝸 輪 減 速 器 帶 動 卷 筒 上 纏 繞 的 繩 索 ， 懸 掛 并 升 降 轎 廂 。 1892年 ， 美 國 奧 的 斯 公 司 開 始 采 用 按 鈕 操 縱 裝 置 ， 取 代 傳 統(tǒng) 的 轎 廂 內(nèi) 拉 動 繩 索 的 操縱 方 式 ， 為 操 縱 方 式 現(xiàn) 代 化 開 了 先 河 。 生 活 在 繼 續(xù) ， 科 技 在 發(fā) 展 ， 電 梯 也 在 進(jìn)步 。 150 年 來 ， 電 梯 的 材 質(zhì) 由 黑 白 到 彩 色 ， 樣 式 由 直 式 到 斜 式 ， 在 操 縱 控 制 方3面 更 是 步 步 出 新 ——手 柄 開 關(guān) 操 縱 、 按 鈕 控 制 、 信 號 控 制 、 集 選 控 制 、 人 機(jī) 對話 等 等 ， 多 臺 電 梯 還 出 現(xiàn) 了 并 聯(lián) 控 制 ， 智 能 群 控 ； 雙 層 轎 廂 電 梯 展 示 出 節(jié) 省 井道 空 間 ， 提 升 運(yùn) 輸 能 力 的 優(yōu) 勢 ； 變 速 式 自 動 人 行 道 扶 梯 的 出 現(xiàn) 大 大 節(jié) 省 了 行 人的 時 間 ； 不 同 外 形 ——扇 形 、 三 角 形 、 半 菱 形 、 半 圓 形 、 整 圓 形 的 觀 光 電 梯則 使 身 處 其 中 的 乘 客 的 視 線 不 再 封 閉 。 如 今 ， 以 美 國 奧 的 斯 公 司 為 代 表 的 世 界各 大 著 名 電 梯 公 司 各 展 風(fēng) 姿 ， 仍 在 繼 續(xù) 進(jìn) 行 電 梯 新 品 的 研 發(fā) ， 并 不 斷 完 善 維 修和 保 養(yǎng) 服 務(wù) 系 統(tǒng) 。 調(diào) 頻 門 控 、 智 能 遠(yuǎn) 程 監(jiān) 控 、 主 機(jī) 節(jié) 能 、 控 制 柜 低 噪 音 耐 用、 復(fù) 合 鋼 帶 環(huán) 保 ——一 款 款 集 納 了 人 類 在 機(jī) 械 、 電 子 、 光 學(xué) 等 領(lǐng) 域 最 新 科 研 成果 的 新 型 電 梯 競 相 問 世 ， 冷 冰 冰 的 建 筑 因 此 散 射 出 人 性 的 光 輝 ， 人 們 的 生 活 因此 變 得 更 加 美 好 。 1.2 電梯的組成1． 曳 引 系 統(tǒng)曳 引 系 統(tǒng) 的 主 要 功 能 是 輸 出 與 傳 遞 動 力 ， 使 電 梯 運(yùn) 行 。曳 引 系 統(tǒng) 主 要 由 曳 引 機(jī) 、 曳 引 鋼 絲 繩 ， 導(dǎo) 向 輪 ， 反 繩 輪 組 成 。2． 導(dǎo) 向 系 統(tǒng)導(dǎo) 向 系 統(tǒng) 的 主 要 功 能 是 限 制 轎 廂 和 對 重 的 活 動 自 由 度，使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動。導(dǎo) 向 系 統(tǒng) 主 要 由 導(dǎo) 軌 ， 導(dǎo) 靴 和 導(dǎo) 軌 架 組 成 。3． 轎 廂轎 廂 是 運(yùn) 送 乘 客 和 貨 物 的 電 梯 組 件 ， 是 電 梯 的 工 作 部 分 。轎 廂 由 轎 廂 架 和 轎 廂 體 組 成 。4． 門 系 統(tǒng)門 系 統(tǒng) 的 主 要 功 能 是 封 住 層 站 入 口 和 轎 廂 入 口 。門 系 統(tǒng) 由 轎 廂 門 ， 層 門 ， 開 門 機(jī) ， 門 鎖 裝 置 組 成 。5． 重 量 平 衡 系 統(tǒng)系 統(tǒng) 的 主 要 功 能 是 相 對 平 衡 轎 廂 重 量 ， 在 電 梯 工 作 中 能 使 轎 廂 與 對 重 間 的重 量 差 保 持 在 限 額 之 內(nèi) ， 保 證 電 梯 的 曳 引 傳 動 正 常 。系 統(tǒng) 主 要 由 對 重 和 重 量 補(bǔ) 償 裝 置 組 成 。46． 電 力 拖 動 系 統(tǒng)電 力 拖 動 系 統(tǒng) 的 功 能 是 提 供 動 力 ， 實(shí) 行 電 梯 速 度 控 制 。電 力 拖 動 系 統(tǒng) 由 曳 引 電 動 機(jī) ， 供 電 系 統(tǒng) ， 速 度 反 饋 裝 置 ， 電 動 機(jī) 調(diào) 速 裝 置等 組 成 。7． 電 氣 控 制 系 統(tǒng)電 氣 控 制 系 統(tǒng) 的 主 要 功 能 是 對 電 梯 的 運(yùn) 行 實(shí) 行 操 縱 和 控 制 。電 氣 控 制 系 統(tǒng) 主 要 由 操 縱 裝 置 ， 位 置 顯 示 裝 置 ， 控 制 屏 (柜 )， 平 層 裝 置， 選 層 器 等 組 成 。8． 安 全 保 護(hù) 系 統(tǒng)保 證 電 梯 安 全 使 用 ， 防 止 一 切 危 及 人 身 安 全 的 事 故 發(fā) 生 。由 電 梯 限 速 器 、 安 全 鉗 、 緩 沖 器 、 安 全 觸 板 、 層 門 門 鎖 、 電 梯 安 全 窗 、電 梯 超 載 限 制 裝 置 、 限 位 開 關(guān) 裝 置 組 成1.3 電梯的分類1． 按 用 途 分 類乘 客 電 梯 ， 為 運(yùn) 送 乘 客 設(shè) 計(jì) 的 電 梯 ， 要 求 有 完 善 的 安 全 設(shè) 施 以 及 一 定 的 轎內(nèi) 裝 飾 。載 貨 電 梯 ， 主 要 為 運(yùn) 送 貨 物 而 設(shè) 計(jì) ， 通 常 有 人 伴 隨 的 電 梯 。醫(yī) 用 電 梯 ， 為 運(yùn) 送 病 床 、 擔(dān) 架 、 醫(yī) 用 車 而 設(shè) 計(jì) 的 電 梯 ， 轎 廂 具 有 長 而 窄 的特 點(diǎn) 。雜 物 電 梯 ， 供 圖 書 館 、 辦 公 樓 、 飯 店 運(yùn) 送 圖 書 、 文 件 、 食 品 等 設(shè) 計(jì) 的 電 梯。觀 光 電 梯 ， 轎 廂 壁 透 明 ， 供 乘 客 觀 光 用 的 電 梯 。車 輛 電 梯 ， 用 作 裝 運(yùn) 車 輛 的 電 梯 。船 舶 電 梯 ， 船 舶 上 使 用 的 電 梯 。建 筑 施 工 電 梯 ， 建 筑 施 工 與 維 修 用 的 電 梯 。其 它 類 型 的 電 梯 ， 除 上 述 常 用 電 梯 外 ， 還 有 些 特 殊 用 途 的 電 梯 ， 如 冷 庫 電梯 、 防 爆 電 梯 、 礦 井 電 梯 、 電 站 電 梯 、 消 防 員 用 電 梯 等 。2． 按 驅(qū) 動 方 式 分 類5交 流 電 梯 ， 用 交 流 感 應(yīng) 電 動 機(jī) 作 為 驅(qū) 動 力 的 電 梯 。 根 據(jù) 拖 動 方 式 又 可 分 為交 流 單 速 、 交 流 雙 速 、 交 流 調(diào) 壓 調(diào) 速 、 交 流 變 壓 變 頻 調(diào) 速 等 。 直 流 電 梯， 用 直 流 電 動 機(jī) 作 為 驅(qū) 動 力 的 電 梯 。 這 類 電 梯 的 額 定 速 度 一 般 在 2.00m/s 以上 。液 壓 電 梯 ， 一 般 利 用 電 動 泵 驅(qū) 動 液 體 流 動 ， 由 柱 塞 使 轎 廂 升 降 的 電 梯 。齒 輪 齒 條 電 梯 ， 將 導(dǎo) 軌 加 工 成 齒 條 ， 轎 廂 裝 上 與 齒 條 嚙 合 的 齒 輪 ， 電 動 機(jī)帶 動 齒 輪 旋 轉(zhuǎn) 使 轎 廂 升 降 的 電 梯 。螺 桿 式 電 梯 ， 將 直 頂 式 電 梯 的 柱 塞 加 工 成 矩 形 螺 紋 ， 再 將 帶 有 推 力 軸 承 的大 螺 母 安 裝 于 油 缸 頂 ， 然 后 通 過 電 機(jī) 經(jīng) 減 速 機(jī) （ 或 皮 帶 ） 帶 動 螺 母 旋 轉(zhuǎn) ， 從 而使 螺 桿 頂 升 轎 廂 上 升 或 下 降 的 電 梯 。直 線 電 機(jī) 驅(qū) 動 的 電 梯 ， 其 動 力 源 是 直 線 電 機(jī) 。電 梯 問 世 初 期 ， 曾 用 蒸 汽 機(jī) 、 內(nèi) 燃 機(jī) 作 為 動 力 直 接 驅(qū) 動 電 梯 ， 現(xiàn) 已 基 本 絕跡 。3． 按 速 度 分 類電 梯 無 嚴(yán) 格 的 速 度 分 類 ， 我 國 習(xí) 慣 上 按 下 述 方 法 分 類 。低 速 梯 ， 常 指 低 于 1.00m/s 速 度 的 電 梯 。中 速 梯 ， 常 指 速 度 在 1.00～ 2.00m/s 的 電 梯 。高 速 梯 ， 常 指 速 度 大 于 2.00m/s 的 電 梯 。超 高 速 梯 ， 速 度 超 過 5.00m/s 的 電 梯 。隨 著 電 梯 技 術(shù) 的 不 斷 發(fā) 展 ， 電 梯 速 度 越 來 越 高 ， 區(qū) 別 高 、 中 、 低 速 電 梯 的速 度 限 值 也 在 相 應(yīng) 地 提 高 。4． 按 電 梯 有 無 司 機(jī) 分 類有 司 機(jī) 電 梯 ， 電 梯 的 運(yùn) 行 方 式 由 專 職 司 機(jī) 操 縱 來 完 成 。無 司 機(jī) 電 梯 ， 乘 客 進(jìn) 入 電 梯 轎 廂 ， 按 下 操 縱 盤 上 所 需 要 去 的 層 樓 按 鈕 ， 電梯 自 動 運(yùn) 行 到 達(dá) 目 的 層 樓 ， 這 類 電 梯 一 般 具 有 集 選 功 能 。有 /無 司 機(jī) 電 梯 ， 這 類 電 梯 可 變 換 控 制 電 路 ， 平 時 由 乘 客 操 縱 ， 如 遇 客 流量 大 或 必 要 時 改 由 司 機(jī) 操 縱 。5． 按 操 縱 控 制 方 式 分 類手 柄 開 關(guān) 操 縱 ， 電 梯 司 機(jī) 在 轎 廂 內(nèi) 控 制 操 縱 盤 手 柄 開 關(guān) ， 實(shí) 現(xiàn) 電 梯 的 起 動、 上 升 、 下 降 、 平 層 、 停 止 的 運(yùn) 行 狀 態(tài) 。6按 鈕 控 制 電 梯 ： 是 一 種 簡 單 的 自 動 控 制 電 梯 ， 具 有 自 動 平 層 功 能 ， 常 見 有轎 外 按 鈕 控 制 、 轎 內(nèi) 按 鈕 控 制 兩 種 控 制 方 式 。信 號 控 制 電 梯 ， 這 是 一 種 自 動 控 制 程 度 較 高 的 有 司 機(jī) 電 梯 。 除 具 有 自 動 平層 ， 自 動 開 門 功 能 外 ， 尚 具 有 轎 廂 命 令 登 記 ， 層 站 召 喚 登 記 ， 自 動 停 層 ， 順 向截 停 和 自 動 換 向 等 功 能 。集 選 控 制 電 梯 ， 是 一 種 在 信 號 控 制 基 礎(chǔ) 上 發(fā) 展 起 來 的 全 自 動 控 制 的 電 梯 ，與 信 號 控 制 的 主 要 區(qū) 別 在 于 能 實(shí) 現(xiàn) 無 司 機(jī) 操 縱 。并 聯(lián) 控 制 電 梯 ， 2～ 3 臺 電 梯 的 控 制 線 路 并 聯(lián) 起 來 進(jìn) 行 邏 輯 控 制 ， 共 用 層站 外 召 喚 按 鈕 ， 電 梯 本 身 都 具 有 集 選 功 能 。群 控 電 梯 ， 是 用 微 機(jī) 控 制 和 統(tǒng) 一 調(diào) 度 多 臺 集 中 并 列 的 電 梯 。 群 控 有 梯 群 的程 序 控 制 、 梯 群 智 能 控 制 等 形 式 。6． 其 它 分 類 方 式按 機(jī) 房 位 置 分 類 ， 則 有 機(jī) 房 在 井 道 頂 部 的 （ 上 機(jī) 房 ） 電 梯 、 機(jī) 房 在 井 道 底部 旁 側(cè) 的 （ 下 機(jī) 房 ） 電 梯 ， 以 及 有 機(jī) 房 在 井 道 內(nèi) 部 的 （ 無 機(jī) 房 ） 電 梯 。按 轎 廂 尺 寸 分 類 ， 則 經(jīng) 常 使 用 “小 型 ”、 “超 大 型 ”等 抽 象 詞 匯 表 示 。此 外 ， 還 有 雙 層 轎 廂 電 梯 等 。7． 特 殊 電 梯斜 行 電 梯 ， 轎 廂 在 傾 斜 的 井 道 中 沿 著 傾 斜 的 導(dǎo) 軌 運(yùn) 行 ， 是 集 觀 光 和 運(yùn) 輸 于一 體 的 輸 送 設(shè) 備 。 特 別 是 由 于 土 地 緊 張 而 將 住 宅 移 至 山 區(qū) 后 ， 斜 行 電 梯 發(fā) 展 迅速 。立 體 停 車 場 用 電 梯 ， 根 據(jù) 不 同 的 停 車 場 可 選 配 不 同 類 型 的 電 梯 。建 筑 施 工 電 梯 ， 是 一 種 采 用 齒 輪 齒 條 嚙 合 方 式 （ 包 括 銷 齒 傳 動 與 鏈 傳 動 ，或 采 用 鋼 絲 繩 提 升 ） ， 使 吊 籠 作 垂 直 或 傾 斜 運(yùn) 動 的 機(jī) 械 ， 用 以 輸 送 人 員 或 物 料， 主 要 應(yīng) 用 于 建 筑 施 工 與 維 修 。 它 還 可 以 作 為 倉 庫 、 碼 頭 、 船 塢 、 高 塔 、 高煙 囪 的 長 期 使 用 的 垂 直 運(yùn) 輸 機(jī) 械 。1.4 我國電梯的現(xiàn)狀及發(fā)展前景我 國 電 梯 年 產(chǎn) 量 1986 年 達(dá) 到 10000 臺 ， 1993 年 突 破 20000 臺 ， 從 1996年 起 連 續(xù) 4 年 穩(wěn) 定 在 3 萬 臺 以 上 ， 1999 年 則 達(dá) 到 3． 25 萬 臺 。 應(yīng) 該 說 ， 隨 著7我 國 經(jīng) 濟(jì) 的 增 長 ， 電 梯 市 場 一 直 保 持 著 旺 盛 的 需 求 。 其 次 表 現(xiàn) 在 企 業(yè) 的 規(guī) 模 效益 逐 步 展 現(xiàn) 。 上 海 三 菱 、 廣 州 電 梯 企 業(yè) 集 團(tuán) 、 天 津 OTIS、 中 國 迅 達(dá) 等 四 家 企業(yè) 產(chǎn) 量 均 超 過 2000 臺 ， 西 子 電 子 集 團(tuán) 公 司 和 蘇 州 迅 達(dá) 也 在 1000 臺 以 上 ， 廣州 OTIS、 上 海 崇 友 東 芝 、 沈 陽 東 芝 、 通 力 、 華 升 富 士 達(dá) 的 年 產(chǎn) 量 也 已 達(dá) 到 500－ 1000 臺 。 在 整 機(jī) 廠 不 斷 上 規(guī) 模 的 同 時 ， 一 些 專 業(yè) 化 的 配 套 件 生 產(chǎn) 企 業(yè) 逐步 形 成 ， 如 上 海 南 洋 電 機(jī) 、 寧 波 欣 達(dá) 、 寧 波 申 菱 、 蘇 州 西 爾 康 、 首 鋼 塞 維 拉 、張 家 港 潤 發(fā) 導(dǎo) 軌 等 ， 為 電 梯 產(chǎn) 品 產(chǎn) 量 和 質(zhì) 量 的 提 高 都 做 出 了 貢 獻(xiàn) 。 再 次 是 產(chǎn) 品結(jié) 構(gòu) 趨 于 合 理 ,質(zhì) 量 明 顯 提 高 。 在 結(jié) 構(gòu) 上 ， 隨 著 中 國 住 宅 產(chǎn) 業(yè) 的 不 斷 發(fā) 展 ， 住宅 電 梯 、 公 用 扶 梯 脫 穎 而 出 ， 觀 光 梯 、 貨 梯 、 送 用 梯 等 也 逐 漸 貼 近 市 場 。 與 4年 前 相 比 ， 全 行 業(yè) 有 32 家 企 業(yè) 通 過 了 ISO／ 9000 系 列 質(zhì) 量 認(rèn) 證 ； VVVF 變頻 調(diào) 壓 調(diào) 速 技 術(shù) 已 基 本 普 及 ， 梯 速 達(dá) 4m／ S 的 高 速 電 梯 、 自 主 開 發(fā) 的 微 機(jī) 控制 系 統(tǒng) 、 全 露 天 自 動 扶 梯 、 電 梯 遠(yuǎn) 程 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 等 相 繼 通 過 國 家 組 織 的 技 術(shù) 鑒 定。 有 一 大 批 新 型 電 梯 配 件 產(chǎn) 品 申 請 了 國 家 專 利 ， 我 國 電 梯 行 業(yè) 已 經(jīng) 有 能 力 提 供一 流 水 準(zhǔn) 和 一 流 質(zhì) 量 的 電 梯 產(chǎn) 品 。 國 產(chǎn) 電 梯 、 自 動 扶 梯 不 但 較 好 地 滿 足 了 國 內(nèi)經(jīng) 濟(jì) 建 設(shè) 的 需 求 ， 而 且 有 了 批 量 的 出 口 ， 初 步 顯 示 了 他 們 在 國 際 市 場 上 的 競 爭力 。雖 然 目 前 我 國 電 梯 業(yè) 取 得 了 長 足 的 進(jìn) 步 ， 但 產(chǎn) 品 結(jié) 構(gòu) 、 企 業(yè) 結(jié) 構(gòu) 的 矛 盾 依然 存 在 ， 表 現(xiàn) 在 超 高 速 電 梯 、 超 大 高 度 的 自 動 扶 梯 行 業(yè) 還 不 能 生 產(chǎn) ， 我 們 每 年還 須 進(jìn) 口 5000 臺 電 梯 。 而 國 內(nèi) 企 業(yè) 生 產(chǎn) 能 力 相 對 過 剩 、 中 小 電 梯 企 業(yè) 過 多 、市 場 競 爭 不 規(guī) 范 ， 過 多 采 用 降 價 政 策 ， 影 響 了 行 業(yè) 的 正 當(dāng) 競 爭 。 特 別 需 要 指 出的 是 ， 電 梯 安 裝 維 修 保 養(yǎng) 的 力 量 還 較 薄 弱 ， 企 業(yè) 自 己 承 擔(dān) 安 裝 和 維 修 保 養(yǎng) 的 比例 比 較 低 ， 影 響 了 電 梯 的 使 用 壽 命 并 給 行 業(yè) 的 發(fā) 展 帶 來 負(fù) 面 影 響 。 此 外 ， 技 術(shù)開 發(fā) 力 量 有 待 加 強(qiáng) ， 即 使 是 幾 家 大 的 合 資 企 業(yè) ， 產(chǎn) 品 開 發(fā) 依 然 是 以 引 進(jìn) 為 主 。隨 著 我 國 經(jīng) 濟(jì) 平 穩(wěn) 持 續(xù) 的 發(fā) 展 ， 尤 其 是 住 宅 產(chǎn) 業(yè) 作 為 國 民 經(jīng) 濟(jì) 新 增 長 點(diǎn) 的提 出 ， 為 電 梯 業(yè) 的 發(fā) 展 提 供 了 良 好 的 機(jī) 遇 。 今 后 幾 年 ， 我 國 將 年 建 住 宅 3．5 億 平 方 米 ， 公 建 項(xiàng) 目 1． 2 億 平 方 米 。 隨 著 城 市 向 大 型 化 、 高 層 化 的 發(fā) 展 ，我 國 每 年 將 需 要 電 梯 在 40000 臺 以 上 ， 5 年 后 將 達(dá) 到 50000 臺 ， 如 此 大 的 市場 需 求 ， 將 是 電 梯 業(yè) 再 創(chuàng) 輝 煌 的 最 好 契 機(jī) 。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8第 2 章 可編程控制器（PLC）的概述2.1 PLC 的產(chǎn)生和發(fā)展20 世紀(jì) 60 年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于工業(yè)控制了，但由于其價格高、輸入/輸出電路不匹配、編程困難大以及難于適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境等原因，未能在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了第一臺可編程控制器 PDP-14，在美國通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功并取得了滿意的效果，可編程控制器自此誕生。可編程控制器（PLC ）是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理為核心，把自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置，在近 40 年來它得到了迅猛的發(fā)展，至今已成為工業(yè)生產(chǎn)自動化三大技術(shù)支柱（機(jī)器人技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)和 PLC 技術(shù)）之一，被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)過程的自動化控制中。PLC 的應(yīng)用在工業(yè)界產(chǎn)生了巨大的影響。自第一臺 PLC 誕生以來，PLC 共經(jīng)過了五個發(fā)展時期：1． 從 1969 年 到 20 世 紀(jì) 70 年 代 初 期 。 主 要 特 點(diǎn) ： CPU 由 中 、 小 規(guī) 模數(shù) 字 集 成 電 路 組 成 ； 存 儲 器 為 磁 芯 存 儲 器 ； 控 制 功 能 比 較 簡 單 ， 能 完 成 定 時 、計(jì) 數(shù) 及 邏 輯 控 制 。2． 20 世 紀(jì) 70 年 代 初 期 到 末 期 。 主 要 特 點(diǎn) ： CPU 采 用 微 處 理 存 儲 器 采用 半 導(dǎo) 體 存 儲 器 ， 這 樣 不 僅 使 整 機(jī) 體 積 減 小 ， 而 且 數(shù) 據(jù) 處 理 能 力 獲 得 很 大 提 高 ；增 加 了 數(shù) 據(jù) 運(yùn) 算 、 傳 送 、 比 較 等 功 能 ； 實(shí) 現(xiàn) 了 對 模 擬 量 的 控 制 ； 軟 件 上 開 發(fā) 出自 診 斷 程 序 ， 使 PLC 得 可 靠 性 進(jìn) 一 步 提 高 ； 初 步 形 成 系 列 ， 結(jié) 構(gòu) 上 開 始 模 塊式 和 整 體 式 的 區(qū) 分 ， 整 機(jī) 功 能 從 專 用 向 通 用 過 度 。3． 20 世 紀(jì) 70 年 代 末 期 到 80 年 代 中 期 。 主 要 特 點(diǎn) ： 大 規(guī) 模 集 成 電 路 的發(fā) 展 極 大 的 推 動 了 PLC 的 發(fā) 展 ， CPU 開 始 采 用 8 位 和 16 位 微 處 理 器 ， 是 數(shù)據(jù) 處 理 能 力 和 速 度 大 大 提 高 ； PLC 開 始 具 有 一 定 的 通 信 能 力 ， 為 實(shí) 現(xiàn) PLC分 散 控 制 、 集 中 管 理 奠 定 了 基 礎(chǔ) ； 軟 件 上 開 發(fā) 了 面 向 過 程 的 梯 形 圖 語 言 ， 為洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9PLC 的 普 及 提 供 了 必 要 條 件 。 在 這 一 時 期 ， 發(fā) 達(dá) 的 工 業(yè) 化 國 家 在 多 種 工 業(yè) 控 制領(lǐng) 域 開 始 使 用 PLC。4． 20 世 紀(jì) 80 年 代 中 期 到 90 年 代 末 期 。 主 要 特 點(diǎn) ： 超 大 規(guī) 模 集 成 電 路促 使 PLC 完 全 計(jì) 算 計(jì) 化 ， CPU 開 始 采 用 32 位 微 處 理 器 處 理 速 度 得 到 很 大 提高 ， 高 速 計(jì) 數(shù) 、 中 斷 PID 運(yùn) 動 控 制 等 功 能 引 入 了 可 編 程 控 制 器 ； 由 于 互 聯(lián) 網(wǎng)能 力 增 強(qiáng) ， 即 可 和 上 位 計(jì) 算 機(jī) 聯(lián) 網(wǎng) ， 也 可 以 下 掛 智 能 控 制 器 或 遠(yuǎn) 程 I/O， 從而 組 成 集 散 控 制 系 統(tǒng) （ DCS） 已 無 困 難 ； 梯 形 圖 語 言 和 語 句 表 語 言 完 全 成 熟 ，并 且 已 基 本 上 實(shí) 現(xiàn) 標(biāo) 準(zhǔn) 化 ， SFC（ 順 序 功 能 圖 ） 語 言 逐 步 普 及 ； 專 用 的 編 程 器已 被 個 人 計(jì) 算 機(jī) 和 相 應(yīng) 編 程 軟 件 所 代 替 ， 人 機(jī) 界 面 裝 置 日 趨 完 善 ， 已 能 進(jìn) 行 對整 個 工 廠 的 監(jiān) 控 、 管 理 ， 并 發(fā) 展 了 冗 余 技 術(shù) ， 大 大 加 強(qiáng) 了 可 靠 性 。5． 進(jìn) 入 21 世 紀(jì) 后 PLC 仍 保 持 旺 盛 的 發(fā) 展 勢 頭 。 目 前 PLC 主 要 兩 個 方向 擴(kuò) 展 ： 一 是 綜 合 化 控 制 系 統(tǒng) ， 將 工 廠 生 產(chǎn) 過 程 控 制 與 信 息 管 理 系 統(tǒng) 密 切 結(jié) 合起 來 ， 甚 至 向 上 為 MES(制 造 執(zhí) 行 系 統(tǒng) (manufacturing execution system， 簡稱 MES） 是 美 國 AMR 公 司 (Advanced Manufacturing Research， Inc． )在 90年 代 初 提 出 的 ， 旨 在 加 強(qiáng) MRP 計(jì) 劃 的 執(zhí) 行 功 能 ， 把 MRP 計(jì) 劃 同 車 間 作 業(yè) 現(xiàn)場 控 制 ， 通 過 執(zhí) 行 系 統(tǒng) 聯(lián) 系 起 來 。 這 里 的 現(xiàn) 場 控 制 包 括 PLC 程 控 器 、 數(shù) 據(jù) 采集 器 、 條 形 碼 、 各 種 計(jì) 量 及 檢 測 儀 器 、 機(jī) 械 手 等 。 MES 系 統(tǒng) 設(shè) 置 了 必 要 的 接口 ， 與 提 供 生 產(chǎn) 現(xiàn) 場 控 制 設(shè) 施 的 廠 商 建 立 合 作 關(guān) 系 。 )和 ERP(ERP 是 針 對 物資 資 源 管 理 （ 物 流 ） 、 人 力 資 源 管 理 （ 人 流 ） 、 財(cái) 務(wù) 資 源 管 理 （ 財(cái) 流 ） 、 信 息資 源 管 理 （ 信 息 流 ） 集 成 一 體 化 的 企 業(yè) 管 理 軟 件 。 )系 統(tǒng) 準(zhǔn) 備 了 技 術(shù) 基 礎(chǔ) ， 這種 發(fā) 展 趨 勢 將 使 得 舉 步 維 艱 的 ERP 系 統(tǒng) 具 有 堅(jiān) 實(shí) 的 技 術(shù) 基 礎(chǔ) ， 從 而 帶 來 工 業(yè)控 制 的 一 場 變 革 ， 實(shí) 現(xiàn) 真 正 意 義 上 的 電 子 信 息 化 工 廠 ； 二 是 微 型 可 編 程 控 制 器體 積 如 手 掌 大 小 ， 功 能 可 覆 蓋 單 體 設(shè) 備 及 整 個 車 間 的 控 制 ， 并 具 備 聯(lián) 網(wǎng) 功 能 ，這 種 微 型 化 的 PLC 使 得 控 制 系 統(tǒng) 將 觸 角 延 伸 到 工 廠 的 各 個 角 落 。 隨 著 世 界 經(jīng)濟(jì) 一 體 化 進(jìn) 程 的 加 快 ， 在 技 術(shù) 發(fā) 展 的 同 時 ， 發(fā) 達(dá) 國 家 更 加 注 重 了 對 可 編 程 控 制器 的 知 識 產(chǎn) 權(quán) 的 保 護(hù) ， 國 際 大 型 可 編 程 控 制 器 制 造 商 紛 紛 加 入 了 可 編 程 控 制 器的 國 際 化 標(biāo) 準(zhǔn) 組 織 ， 并 利 用 許 多 技 術(shù) 標(biāo) 準(zhǔn) 建 立 了 符 合 他 們 經(jīng) 濟(jì) 利 益 的 技 術(shù) 保 護(hù)壁 壘 。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）102.2 PLC 的基本結(jié)構(gòu)PLC 的生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也各不相同，但其基本構(gòu)成是一樣的，都采用了計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，如圖 2-1 所示，都以微處理器為核心通過硬件和軟件的共同作用來實(shí)現(xiàn)其功能。PLC 主要有六部分組成，CPU、存儲器、輸入/輸出（I/O）接口電路、電源、外設(shè)接口、輸入/輸出（I/O）擴(kuò)展接口。編 程 器中央處理單元（CPU）PU輸入電路 輸出電路系統(tǒng)程序存儲區(qū) 用戶程序存儲區(qū)電源圖 2-1 PLC 結(jié)構(gòu)示意圖2.3 PLC 控制系統(tǒng)和其他控制方式的比較2.3.1 PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)比較繼 電 器 組 成 的 順 序 控 制 系 統(tǒng) 是 最 早 的 一 種 實(shí) 現(xiàn) 電 梯 控 制 的 方 法 。 但 是 ， 進(jìn)入 九 十 年 代 ， 隨 著 科 學(xué) 技 術(shù) 的 發(fā) 展 和 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 的 廣 泛 應(yīng) 用 ， 人 們 對 電 梯 的 安全 性 ， 可 靠 性 越 來 越 高 ， 繼 電 器 控 制 的 弱 點(diǎn) 就 越 來 越 明 顯 ?？?編 程 控 制 器 （ PLC） 最 早 是 根 據(jù) 順 序 邏 輯 控 制 的 要 求 而 發(fā) 展 起 來 的 ， 是專 門 為 工 業(yè) 環(huán) 境 應(yīng) 用 而 設(shè) 計(jì) 的 數(shù) 字 運(yùn) 算 操 作 的 電 子 裝 置 。 鑒 于 其 種 種 優(yōu) 點(diǎn) ， 目前 ， 電 梯 的 繼 電 器 控 制 已 逐 步 被 PLC 控 制 所 替 代 。 同 時 。 由 于 點(diǎn) 擊 交 流 變 頻洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11調(diào) 速 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 電 梯 的 拖 動 方 式 由 原 來 的 直 流 調(diào) 速 過 渡 到 交 流 變 頻 調(diào) 速 。 因此 ， PLC 控 制 技 術(shù) 加 變 頻 調(diào) 速 技 術(shù) 已 成 為 現(xiàn) 代 電 梯 行 業(yè) 的 一 個 熱 點(diǎn) 。電 梯 及 電 氣 控 制 系 統(tǒng) 的 優(yōu) 點(diǎn) ： 所 控 制 功 能 及 信 號 處 理 均 由 硬 件 實(shí) 現(xiàn) ， 線 路直 觀 ， 易 于 理 解 掌 握 ， 適 合 于 一 般 技 術(shù) 人 員 和 技 術(shù) 工 人 所 掌 握 ； 系 統(tǒng) 的 保 養(yǎng) 、維 修 及 故 障 檢 查 無 需 較 高 的 技 術(shù) 和 特 殊 的 工 具 、 儀 器 ； 大 部 分 電 器 均 為 常 用 控制 電 器 ， 更 換 方 便 ， 價 格 便 宜 ； 多 年 來 我 國 一 直 生 產(chǎn) 這 種 電 梯 ， 技 術(shù) 成 熟 ， 已形 成 系 列 化 產(chǎn) 品 ， 技 術(shù) 資 料 圖 紙 齊 全 ， 熟 悉 、 掌 握 的 人 員 較 多 。但 是 ， 電 梯 繼 電 器 控 制 系 統(tǒng) 存 在 很 多 的 問 題 ： 系 統(tǒng) 觸 點(diǎn) 繁 多 ， 接 線 線 路 復(fù)雜 ， 且 出 點(diǎn) 容 易 燒 壞 磨 損 ， 造 成 接 觸 不 良 ， 因 而 故 障 率 較 高 ； 普 通 控 制 電 器 及硬 件 接 線 方 法 難 以 實(shí) 現(xiàn) 較 復(fù) 雜 的 控 制 功 能 ， 使 系 統(tǒng) 的 控 制 功 能 不 已 增 加 ， 技 術(shù)水 平 難 以 提 高 ； 電 磁 機(jī) 構(gòu) 及 觸 電 動 作 速 度 表 較 快 ， 機(jī) 械 和 電 磁 慣 性 大 ， 系 統(tǒng) 控制 精 度 難 以 調(diào) 高 ； 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 龐 大 ， 能 耗 較 高 ， 機(jī) 械 動 作 噪 聲 大 ； 由 于 線 路 復(fù) 雜， 易 出 現(xiàn) 故 障 ， 因 而 保 養(yǎng) 維 修 工 作 量 大 ， 費(fèi) 用 高 ， 而 且 檢 查 故 障 困 難 ， 費(fèi) 時 費(fèi)工 。PLC 是 一 種 用 于 工 業(yè) 自 動 化 控 制 的 專 用 計(jì) 算 機(jī) ， 實(shí) 質(zhì) 上 屬 于 計(jì) 算 機(jī) 控 制 方式 。 PLC 與 普 通 微 機(jī) 一 樣 ， 以 通 用 或 專 用 CPU 作 為 處 理 器 ， 實(shí) 現(xiàn) 運(yùn) 算 和 數(shù) 據(jù)存 儲 ， 另 外 還 有 位 處 理 器 （ 布 爾 處 理 器 ） ， 進(jìn) 行 點(diǎn) （ 位 ） 運(yùn) 算 與 控 制 。 PLC控 制 具 有 可 靠 性 高 ， 易 操 作 ， 維 修 、 編 程 簡 單 靈 活 性 強(qiáng) 等 特 點(diǎn) 。為 了 比 較 PLC 控 制 系 統(tǒng) 與 繼 電 器 控 制 系 統(tǒng) 優(yōu) 缺 點(diǎn) 現(xiàn) 列 表 如 下 ， 詳 如 表 2-1：表 2-1 PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)比較項(xiàng)目 繼電器控制系統(tǒng) PLC 控制系統(tǒng)控制功能實(shí)現(xiàn) 有許多繼電器，采用接線的方式來完成控制功能各種控制功能通過編制的程序來實(shí)現(xiàn)對控制要求變更適應(yīng)性 適應(yīng)性差，需要重新設(shè)計(jì)，改變繼電器和接線適應(yīng)性強(qiáng)，只需針對程序進(jìn)行修改控制速度 低，靠機(jī)械動作實(shí)現(xiàn) 極快，靠微處理器進(jìn)行處理特殊功能 一般沒有 有安裝、施工 連線多，施工繁 安裝容易，施工方便洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12可靠性 差，觸點(diǎn)多，故障多 高壽命 短 長可擴(kuò)展性 困難 容易維護(hù) 工作量大，故障不易查找 有自診能力，維護(hù)工作量小從表 2-1 可以看出，PLC 控制系統(tǒng)具有繼電器控制系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)逐漸被 PLC 控制系統(tǒng)所取代是大勢所趨。2.3.2 PLC 控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)比較計(jì) 算 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 在 工 業(yè) 控 制 領(lǐng) 域 中 ， 其 主 機(jī) 一 般 采 用 能 夠 在 工 業(yè) 環(huán) 境 下 可靠 運(yùn) 行 的 工 控 機(jī) 。 工 控 機(jī) 有 通 用 微 機(jī) 應(yīng) 用 發(fā) 展 而 來 ， 在 硬 件 結(jié) 構(gòu) 方 面 總 線 標(biāo) 準(zhǔn)化 程 度 高 ， 品 種 兼 容 性 強(qiáng) ， 軟 件 資 源 豐 富 ， 能 夠 提 供 實(shí) 時 操 作 系 統(tǒng) 的 支 持 ，故 對 要 求 快 速 ， 實(shí) 時 性 強(qiáng) ， 模 型 復(fù) 雜 的 工 業(yè) 對 象 的 控 制 占 有 優(yōu) 勢 。 但 是 ， 它 的使 用 和 維 護(hù) 要 求 工 作 人 員 應(yīng) 具 有 一 定 的 專 業(yè) 知 識 ， 技 術(shù) 水 平 較 高 ， 且 工 控 機(jī) 在整 機(jī) 水 平 上 尚 不 能 適 應(yīng) 惡 劣 工 作 環(huán) 境 。 可 編 程 控 制 器 對 此 進(jìn) 行 了 改 進(jìn) ， 變 通 用為 專 用 ， 有 利 于 降 低 成 本 ， 縮 小 體 積 ， 提 高 可 靠 性 等 特 性 ， 更 適 應(yīng) 過 程 控 制 的要 求 ， PLC 控 制 系 統(tǒng) 與 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 比 較 如 表 2-2： 表 2-2 PLC 控制系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較比較項(xiàng)目 通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) PLC 控制系統(tǒng)工作目的 科學(xué)計(jì)算 工業(yè)自動控制工作環(huán)境 對工作環(huán)境要求高 對工作環(huán)境要求低，可在惡劣的工作現(xiàn)場工作工作方式 中斷處理方式 循環(huán)掃描方式系統(tǒng)軟件 需配備功能較強(qiáng)的系統(tǒng)軟件 一般只需簡單的監(jiān)控程序采用的特殊措施 斷電保護(hù)等一般措施 采用多種抗干擾措施，自診斷，斷電保護(hù)，可在線維修編程語言 匯編語言，高級語言，如 B 語言， C 語言梯形圖，助記符語言，SFC 標(biāo)準(zhǔn)語言對操作人員的要求 需專門培訓(xùn)，并且具有一定 一般的技術(shù)人員，稍加培洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 訓(xùn)即可對內(nèi)存的要求 容量大 容量小價格 價格高 價格低其他 若用于控制一般需自行設(shè)計(jì) 機(jī)種多，模塊種類多，易于集成系統(tǒng)從表 2-2 可見，在控制功能方面，PLC 與通用計(jì)算機(jī)相比，工作更穩(wěn)定可靠，而且編程簡單，使用方便，應(yīng)用設(shè)計(jì)和調(diào)試周期可大大縮短，加之有能在惡劣的工作環(huán)境下和強(qiáng)電一起工作，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。第 3 章 電梯電氣控制的選擇和設(shè)計(jì)3.1 交流雙速電梯的主電路如圖 3-1 為交流雙速電梯的主電路圖。圖中，M1 為 YYYD 系列電梯專用型雙速籠型異步電動機(jī)（4/16 極） ，KM1、KM2 為電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯上、下行控制；KM3、KM4 為電梯高、低速運(yùn)行接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯的高速或低速運(yùn)行；KM5 為啟動加速接觸器；KM6、KM7、KM8 為減速制動時洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14的接觸器；L1、L2 與 R1、R2 為串入電動機(jī)定子電路中的電感與電阻，與KM5－KM 8 配合實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的加、減速控制。當(dāng) KM1 或 KM2 與 KM3 通電吸合時，電梯將上行或下行啟動，延時后 KM5 通電吸合，KM3 斷電釋放，KM4 通電吸合，電動機(jī)轉(zhuǎn)為低速接法，傳入阻抗制動，實(shí)現(xiàn)上升與下降的低速運(yùn)行，且KM6－KM 8 依次通電吸合，用來控制制動過程的強(qiáng)度，提高停車制動的舒適度，至平層位置時，接觸器全部斷電釋放，機(jī)械抱閘，電梯停止運(yùn)行，在檢修狀態(tài)時，電梯只能在低速接法下點(diǎn)動運(yùn)行。圖 3-1 交流雙速電梯的主電路圖3.２ 電梯的主要電氣設(shè)備1．曳引電動機(jī)曳引電動機(jī)作為電梯的提升機(jī)構(gòu)，主要由驅(qū)動電動機(jī)，電磁制動器（也稱電磁抱閘） ，減速器及曳引輪組成。2．自動門機(jī)用來完成電梯的開門與關(guān)門：電梯的門有廳門（每層站一個）和轎門（轎廂中一個） 。只有當(dāng)電梯?？吭谀硨诱緯r，此層廳門才允許開啟（有門機(jī)拖動轎門，轎門帶動廳門完成） ；也只有當(dāng)廳門，轎門全部關(guān)閉后才允許啟動送行。3．樓層指示洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15層樓指示也叫層顯，過去常有低壓燈泡構(gòu)成，安裝在每層站廳門的上方和轎門內(nèi)轎門的上方；現(xiàn)由數(shù)碼管或 LED 點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)組成，與呼梯盒，運(yùn)行方向指示做成一體結(jié)構(gòu)。4．呼梯盒呼梯盒用以在每層站召喚電梯。常安裝在廳門外，離地面 1 米左右的墻壁上?；竞晚斦居幸粋€按鈕，中間層站由上呼和下呼兩個按鈕組成。按鈕帶有呼梯記憶燈，燈亮?xí)r表示呼梯號已被接受并記憶；當(dāng)電梯滿足呼梯要求并停層開門時，呼梯記憶燈熄滅?；镜暮籼莺猩希３Ｓ需€匙開關(guān)，供電梯管理員開關(guān)電梯。5．操縱箱操縱箱安裝在轎廂內(nèi)，供司機(jī)及乘客對電梯發(fā)布動作指令。操縱箱上設(shè)有與電梯層站數(shù)相同的內(nèi)選層按鈕，上下層啟動按鈕（帶有上、下行指示燈，檢修時用） ，開關(guān)門按鈕，急停按鈕，電梯運(yùn)行狀態(tài)鑰匙開關(guān)（選擇電梯是自動運(yùn)行，還是檢修狀態(tài)）以及風(fēng)扇，照明等控制開關(guān)。6．平層及開門裝置該裝置由上下平層感應(yīng)器 1KR、2KR 組成。上行時，1KR 首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號，電梯開始減速，至 2KR 插入隔磁鐵板時，發(fā)出停車及開門信號，電機(jī)停轉(zhuǎn)，機(jī)械抱閘；下行時，2KR 首先插入隔梯鐵板，發(fā)出減速信號至 1KR插入隔梯鐵板時，發(fā)出停車及開門信號。7．停層指示在電梯的井道內(nèi)每層站安裝有一只磁鐵板，當(dāng)轎廂運(yùn)行到相應(yīng)層站時，磁鐵板插入平層感應(yīng)器內(nèi)，以此檢測電梯所處位置和平層信號。8．開關(guān)裝置安全窗及其開關(guān)，安全鉗及其開關(guān)，限速器及其開關(guān)，上、下限位開關(guān)，上、下強(qiáng)迫停止開關(guān)，極限開關(guān)。電梯的轎廂頂部開有安全窗，供緊急情況下疏散乘客，當(dāng)安全窗打開時，電梯不允許運(yùn)行，安全鉗是為了防止電梯曳引鋼繩斷裂及超速運(yùn)行的機(jī)械裝置，限速器是用以檢測電梯運(yùn)行速度的機(jī)械裝置，當(dāng)電梯超速運(yùn)行時，限速器動作，帶動安全鉗使電梯停止運(yùn)行。為了便于對電梯的工作原理及 PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，現(xiàn)列出 5 層 5 站電梯電氣元件表如表 3-1：洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16表 3-1 5 層 5 站電梯電氣元件表元件符號 名稱及作用 元件符號 名稱及作用KM1 上行接觸器 1SB1-4SB1 1-4 樓上行外呼按鈕KM2 下行接觸器 2SB2-5SB2 2-5 樓下行外呼開關(guān)KM3 高速接觸器 1HL-5HL 1-5 樓指示燈KM4 低速接觸器 6HL、7HL 上、下行指示燈KM5 啟動加速接觸器 HL6、HL7 操縱箱上、下行指示燈KM6- KM8 制動減速接觸器 HL8 1 樓外呼指示記憶燈KM9 開門接觸器 HL9 2 樓上呼指示記憶燈KM10 關(guān)門接觸器 HL10 2 樓下呼指示記憶燈SQ5 基站開關(guān) HL11 3 樓上呼指示記憶燈SQ6 開門到位開關(guān) HL12 3 樓下呼指示記憶燈SQ7 關(guān)門到位開關(guān) HL13 4 樓上呼指示記憶燈SQ8 開門調(diào)速開關(guān) HL14 4 樓下呼指示記憶燈SQ9- SQ10 關(guān)門調(diào)速開關(guān) HL15 5 樓下呼指示記憶燈SQ11- SQ15 1-5 樓廳門鎖開關(guān) SA1 狀態(tài)運(yùn)行選擇鑰匙開關(guān)SQ16 轎門關(guān)閉到位開關(guān) SA2 基站開關(guān)梯鑰匙開關(guān)SQ17 上限位開關(guān) SQ1 安全窗開關(guān)SQ18 下限位開關(guān) SQ2 安全鉗開關(guān)SQ19 上行強(qiáng)迫停止開關(guān) SQ3 限速器開關(guān)SQ20 下行強(qiáng)迫停止開關(guān) SQ4 轎內(nèi)急停開關(guān)SB1 開門按鈕 1KR 上平層感應(yīng)器SB1 關(guān)門按鈕 2KR 下平層感應(yīng)器SB1 上行啟動按鈕 3KR 開門感應(yīng)器SB1 下行啟動按鈕 SQ 電源開關(guān)SB1- SB1 1-5 樓內(nèi)選層按鈕3.3 電梯控制系統(tǒng)原理框圖設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)原理框圖如圖 3-2 所示，主要由轎廂內(nèi)指令電路，門廳呼叫電洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17路，主拖動電機(jī)電路，開關(guān)門電路，樓層顯示電路，按鈕記憶燈電路，樓層檢測電路與平層檢測傳感器及 PLC 電路等組成。拖動平層平層感應(yīng)器 減速 減速點(diǎn)信號起動定向平層轎內(nèi)指令、廳內(nèi)召喚樓層信號位置信號指層圖 3-2 電梯控制系統(tǒng)原理框圖3.4 電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)由曳引機(jī)構(gòu)、開、關(guān)門機(jī)構(gòu)、轎廂、控制系統(tǒng)等組成，如圖 3-3 所示。門系統(tǒng)的功能是封住層站入口和轎廂入口，而轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的主要工作部分。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18PLC變頻器曳引機(jī) 門機(jī) 顯示電源PG現(xiàn)場信號圖 3-3 電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖3.5 電梯 PLC 及網(wǎng)絡(luò)控制示意圖電梯 PLC 及網(wǎng)絡(luò)控制示意圖設(shè)計(jì)如圖 3-4 所示：洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19圖 3-4 電梯 PLC 及網(wǎng)絡(luò)控制示意圖洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20第 4 章 電梯 PLC 控制程序說明4.1 PLC 的選擇傳統(tǒng)的控制方法是采用繼電器-接觸器控制。這種控制系統(tǒng)較復(fù)雜，并且大量的硬件接線使系統(tǒng)可靠性降低，也間接地降低了設(shè)備的工作效率。采用可編程控制器較好的解決了這一問題，可編程控制器是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合在一起的新型自動化控制設(shè)備。因此可編程控制器應(yīng)用于電梯控制，完全能滿足控制要求。且具有操作簡單、運(yùn)行可靠、工藝參數(shù)修改方便、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)。在本控制系統(tǒng)中，所需的開關(guān)總量輸入為 32 點(diǎn)，開關(guān)輸出為 29 點(diǎn)，考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維修的方便性，選擇模塊式 PLC。由于本系統(tǒng)的控制是順序控制，選用日本三菱公司生產(chǎn)的 FX2N-80MR 的 PLC 來控制整個系統(tǒng)。之所以選擇這種 PLC，主要考慮 FX 些列 PLC 有以下優(yōu)點(diǎn)：1．可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) PLC 是為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，除了對器件的嚴(yán)格篩選外，在硬件和軟件兩個方面還采用可屏蔽、濾波、隔離、故障診斷和自動恢復(fù)等措施，是可編程控制器具有很強(qiáng)的抗干擾能力，其平均無故障時間達(dá)到30000h 以上。2．編程直觀簡單?？紤]到大多數(shù)電氣人員熟悉電氣控制線路的特點(diǎn)，PLC沒有采用微機(jī)控制中常用的匯編語言，而是采用了一種面向過程的梯形語言，梯形圖語言