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1、自控课程设计报告学院 ： 专业 ： 班级 ： 指导老师： 姓名 ： 学号 ： 日期 ： 基于PLC的三层电梯系统的设计摘要PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可靠性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。 随着社会的不断发展，楼房越来越高，而电梯成为了高层楼房的必须设备。电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，为高层运输做出了不可磨灭的贡献。PLC
2、在电梯控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于PLC具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯控制过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对电梯的控制。 本文主要讨论研究利用西门子公司的可编程控制器对三层电梯的控制，形成电梯控制系统。关键词：plc 电梯； 控制系统； 电梯系统运行检修和调试The Design of Three Elevator System Based on PLCAbstract：PLC (Programmable Logical Controller) took one kind most important, the applica
3、tion situation most industries control microcomputer, it is convenient, operation simple in particular by its programming merit and so on redundant reliability, obtained the widespread application in the industrial production process. It applies the large scale integrated circuit, the miniature mach
4、ine technology and the communication technology development achievement, gradually formed had the many kinds of merits and miniature, medium, large-scale, ultra large-scale and so on each kind of specification series product, applied to monitors between the computer from the control system many cont
5、rols domain. Along with societys unceasing development, the building is more and more high, but the elevator became the high level building to have the equipment. After humanitys more than centuries unremitting endeavors, the elevator already from the handle switch operation elevator, the push-butto
6、n control elevator develops to the present group control elevator, has made the indelible contribution for the high level transportation. PLC in the control in the elevator the application mainly to manifest in its logical switch control function. This function enable PLC to have the logic operation
7、, counts with fixed time as well as the data feeds output function. Rises and falls in the process in the elevator, each logical switch control and PLC very good union, very good realization to fluctuation control. This article main discussion studies using sinmens Corporations PLC molding machine c
8、arries on the control to the 3-floor elevator fluctuation, forms the elevator control systemKey words: the PLC; control system; elevator systems operation overhauls and debugs目录前言第1章 PLC的基本知识1.1 PLC的定义1.2 PLC的组成和基本工作原理1.2.1 PLC的硬件组成1.2.2 PLC的工作原理1.3 PLC与变频器的连接程序第2章 电梯的概述112.1 电梯的定义112.2 电梯的分类112.2.1
9、 按速度分112.2.2 按用途分112.3 电梯的基本结构122.3.1 曳引系统122.3.2 导向系统122.3.3 门系统122.3.4 轿厢122.3.5 重量平衡系统132.3.6 电力拖动系统132.3.7 电气控制系统132.3.8 安全保护系统14第3章 力控组态软件的概述15第4章 电梯控制的要求及运行分析154.1 基本要求224.2 速度要求244.3电梯运行分析244.3.1 输入点分析244.3.2 输出点分析254.3.3 电梯运行分析254.3.4 输入输出关系对照表264.3.5 梯形图及程序29总结44心得体会45致谢46参考文献47前言电梯是垂直运行的电梯
10、(通常也简称为电梯)、倾斜方向运行的自动扶梯、倾斜或水平方向运行的自动人行道的总称。很久之前，人们就使用一些原始的升降工具运送人和货物。公元前1100年前后，我国古人发明了辘轳，它采用卷筒的回转运动完成升降动作，因而增加了提升物品的高度。这可称得上是电梯的鼻祖了。19世纪初，在欧美开始用蒸汽机作为升降工具的动力。1889年，升降机开始采用电力驱动，标志着电梯的出现。电梯在驱动控制技术方面的发展经历了直流电机驱动控制，交流单速电机驱动控制，交流双速电机驱动控制，直流有无齿轮、无齿轮调速驱动控制，交流调压调速驱动控制，交流变压变频调速驱动控制，交流永磁同步电机变频调速驱动控制等阶段。1900年，美
11、国奥的斯电梯公司通过代理商TullockCo.获得在中国的第1份电梯合同为上海提供2台电梯。从此，世界电梯历史上展开了中国的一页。1951年冬，党中央提出要在北京天安门安装1台我国自己制造的电梯，任务交给了天津（私营）从庆生电机厂。4个多月后，第1台由我国工程技术人员自己设计制造的电梯诞生了。该电梯载重量为1000kg，速度为0.70m/s，交流单速、手动控制。20世纪初，我国开始安装电梯，当时电梯是西方舶来品；新中国成立后，我国电梯行业艰苦创业，自行研制生产电梯；改革开放以来，国外电梯企业纷纷进入中国兴办三资企业，电梯行业飞速发展。近二十年来，电梯行业在我国得到长足的发展。特种电梯、双层矫箱
12、电梯、螺旋形自动扶梯、变频调速自动扶梯、倾斜段高速运行扶梯在我国相继产生。但由于我们我们起步较晚，跟国外一些发达国家在电梯行业还存在一定的差距。为了跟世界接轨，为了给人民生活，生产带来更大的方便，提高我们的综合国力。电梯的研究具有广阔的天地与具有巨大的意义。第1章 PLC的基本知识1.1 PLC的定义PLC是可编程序控制器（Programmable Logical Controller）的英文缩写，20世纪70年代诞生于美国。1987年2月，国际电工委员会（IEC）通过了对它的定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程的存储器，用于其内部存储程
13、序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入，输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计的。”但是，PLC只是一台没有键盘，没有显示器，没有硬盘。但有很多输入，输出电路，配有借口，可在工业现场实时使用的，模块化，小型化的特殊计算机。设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代中期以来，随着超大规模集成电路技术的发展，以16位和32位微处理器构成的微机化PLC得到了惊人的发展。随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示技术的
14、发展，PLC向过程控制方向发展。1.2 PLC的组成和基本工作原理PLC是以微处理器为核心的计算机控制系统，虽然PLC的种类很多，功能和指令都存在差异，但其组成和基本原理也都大致相同。本控制系统采用的是西门子生产的S7200，S7200采用的是整体式结构。从大的方面来分PLC可以分为两大部分即硬件和软件。1.2.1 PLC的硬件组成PLC的硬件系统一般主要由中央处理器，输入/输出接口，I/O扩展接口，编程器接口，编程器和电源等组成。PLC的一般结构1、主机单元又称为CPU，是PLC的核心部分，它的主要任务是运算和控制功能。S7200的主机单元包括CPU2、I/O扩展单元扩展单元是指主机单元的I
15、/O点数不能满足控制要求时，通过I/O扩展接口增加的I/O模块。3、用户可以根据需要扩展各种I/O模块，扩展单元的数量和能够实际使用的I/O点数是由多种因素决定的。4、输入输出组件（I/0模块）I/0模块是CPU与现场I/0装置或其它外部设备之间的连接部件。PLC提供了各种操作电平与驱动能力的I/0模块和各种用途的I/0组件供用户选用。如输入/输出电平转换、电气隔离、串/并行转换数据、误码较验、A/D或D/A转换以及其它功能模块等。I/0模块将外界输入信号变成CPU能接受的信号，或将CPU的输出信号变成需要的控制信号去驱动控制对象（包括开关量和模拟量），以确保整个系统正常工作。输入的开关量信号
16、接在IN端和0V端之间，PLC内部提供24V电源，输入信号通过光电隔离，通过R/C滤波进入CPU控制板，CPU发出输出信号至输出端。PLC输出有三种型式：继电器方式、晶体管方式和晶闸管方式。5、编程器编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视等。还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。它通过通讯端口与CPU联系，完成人机对话连接。编程器上有供编程用的各种功能键和显示灯以及编程、监控转换开关。编程器的键盘采用梯形图语言键符式命令语言助记符，也可以采用软件指定的功能键符，通过屏幕对话方式进行编程。编程器分为简易型和智能型两类。前者只能连机编程，而后者既可连机编程又可脱机编
17、程。同时前者输入梯形图的语言键符，后者可以直接输入梯形图。根据不同档次的PLC产品选配相应的编程器。6、电源PLC的外部工作电源一般是交流电源，也有直流电源。外部工作电源为交流电的PLC，其内部开断电源为PLC的CPU，存储器等电路提供的5V，12V，24V，等直流电源，使PLC正常工作。1.2.2 PLC的工作原理S7-200的工作模式S7-200有STOP、RUN、TERM三种工作模式，通过工作模式选择开关切换，发光二极管显示当前工作模式。工作模式选择开关如果设置在STOP或TERM位置，则S7-200上电时自动进入STOP工作模式；如果开关设置在RUN位置，则S7-200上电时自动进入R
18、UN工作模式在RUN工作模式下，S7-200的工作过程是周期性顺序扫描和集中批处理。扫描周期依次为输入处理、执行程序、处理通讯请求、CPU自诊断、输出处理5个阶段。1.3 PLC与变频器的连接程序在这个程序I2.2定义为“启动/停止”按钮，I2.3定义为“反转”按钮。当按下I2.2后，变频器带动电机向上运行，同时按下I2.3后，电机先慢慢停车，再反方向运行，其中停车的时间与P1120和P1121有关。运行速度与P1040有关。梯形图如图1-1所示图1-1 PLC与变频器的连接程序在这个程序I2.2定义为“正向启动/停车”按钮，I2.3定义为“反向启动/停车”按钮。I2.4仍为“急停”控制按钮。
19、当按下I2.2后，变频器带动电机向上欲行，松开按钮后，电机自由停车。按下I2.3后，变频器带动电机向下运行，松开按钮后，电机自由停车。当运行时按下I2.4时，电机急停。其中停车的时间与P1120和P1121有关，急停的时间与P1135有关，运行速度与P1040有关。梯形图如图1-2所示图1-2 PLC与变频器的连接程序 第2章 电梯的概述2.1 电梯的定义电梯是采用电力拖动方式，是服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的倾角小于15度的刚性导轨之间。桥厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。它适用于装置在两层以上的建筑内，是输送人员或货物的垂直提升设备的交通工具。2
20、.2 电梯的分类2.2.1 按速度分l 低速梯（低于1.0m/s）l 快速梯（1.0到2.0m/s）l 高速梯（2.0到3.5m/s）l 超高速梯（大于3.5m/s）2.2.2 按用途分(1)客梯代号K为运行乘客而设计的电梯,有完善的安全装置.(2)货梯代号H为运送货物而设计的电梯,通常有人操作,有必备的安全装置.(3)客货梯代号L主要用作运送乘客,但也可运送货物,它与客梯的区别在于轿厢内部装饰结构不同.(4)病床电梯代号B为运送病床而设计的电梯,具有轿厢长而窄的特点.(5)住宅电梯代号Z供住宅楼使用的电梯,一般采用下集选控制方式,轿厢内部装饰较简单.(6)杂物电梯代号W供图书馆,办公楼,饭店
21、运送图书,文件,食品等.不容许人员进入电梯,结构简单,无乘人必备的安全装置.(7)船舶电梯代号C用于船舶上的电梯,能在船舶摇晃中正常工作.(8)观光电梯代号G轿厢壁透明供乘客观光之用.(9)还有一些专用电梯.2.3 电梯的基本结构电梯主要曳引系统，导向系统，门系统，轿厢，重量平衡系统，电力拖动系统，电气控制系统，安全保护系统等组成。下面做一下详细的介绍：2.3.1 曳引系统曳引机由电动机、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），依靠钢丝绳与曳引轮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，
22、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。2.3.2 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。2.3.3 门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
23、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。2.3.4 轿厢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。轿厢架是轿厢体的承重构架，由横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成。轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定载重量或额定载客人数决定。2.3.5 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。2.3.6 电力拖动系统电力拖动系统由曳引
24、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。2.3.7 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
25、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。2.3.8 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。第3章 力控组态软件的概述组态就是用应用软件中提供的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过程。工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。力控组态软件具有以下特点：方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、大大降低了组态开发的工作量；高性能实时、历史数据库，快速访问接口在数据库4万点
26、数据负荷时，访问吞吐量可达到20000次/秒；强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；强大的ACTIVEX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板；完整的网络冗余及软件容错解决方案设备控制层力控软件支持大型的PLC的冗余方式如SIEMENS公司的S7400H，GE的GE9070系列PLC的冗余模
27、式，也支持专用的DCS控制站的冗余，若冗余的设备损坏或者通讯出现故障，软件会根据设备故障标识或者网络状态自动进行切换；力控支持与控制站通过多条物理链路进行网络通讯，当其中任意一条网络中断时，力控会自动切换到其它网络通讯，保证了系统的稳定。管理监控层力控软件可以组成一个分布式的网络结构，不同节点的力控可以互相通讯，可以互为服务器和客户端，客户端有标准的C/S网络方式客户端，也有“瘦”客户端；主、从服务器的切换可以是自动或手动2种方式，根据控制规模的大小可以配置客户端来保证操作人员监控、操作的需要，小规模的控制系统可以不需要配置客户端；力控软件的标准客户端支持服务器、网络冗余方式，即主服务器因为故
28、障，从服务器接管时，客户端能自动切换到从服务器上，同时也适应不同网段的多重网络的切换。易于集成的图形开发系统方便友好的开发环境、面向对象的设计，使组态工作量大大降低，用户可以打造自己的开发环境和操作风格；单独的进程管理器管理力控所有的的后台进程，具备自诊断和自恢复功能；预制图形模板、工程模板，提供上千种丰富的工业图形元素，支持多达几百种过度色和渐进色调色板，动画连接可以构成逼真强大的动画效果，可以提供多种工业标准的复合图形组件来完成过程的监控；支持HMI图元的对象图层，通过脚本可灵活控制图元对象图层的显示与隐藏；提供自定义图库开发工具，用户可以方便地生成自己的自定义图库；支持大画面漫游功能、支
29、持单机多屏和系统自定义菜单功能；方便的变量管理，可以查找、批量替换、定位、重命名变量等；可嵌入各种格式（BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等）的图片，方便画面制作；灵活、强大的报表解决方案报表开发工具提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，比如利用报表函数可以在报表上同时显示实时数据和任意时刻的历史数据，并加以统计处理，例如取行平均、列平均，统计出最大最小值。报表文件格式兼容Excel工作表文件，提供类Excel的绝大部分功能，包括：编辑功能、计算功能、图表功能等。支持图表显示自动刷新，可输出多种文件格式： Excel、TXT、PDF、HTML、CSV等。可
30、实现多层表头，可以实现报表嵌套，可以制作复杂的报表格式。具备打印、打印预览、页眉页脚打印功能，支持逐行打印。报表数据源支持实时数据库和各种关系数据库，可显示、处理实时和历史数据，可直接遍历关系数据库数据。提供灵活报表设计器，可以设计多套报表模板，方便报表制作。强大的对象容器和组方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、大大降低了组态开发的工作量；。强大的对象容器和组件全新的面向对象的设计， HMI的对象容器重新定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性。支持力控OCX容器的事件型脚本功能，支持更多类型的OCX控件。增强的SQL脚本：可根据
31、SQL脚本函数返回值判断执行结果、支持模糊查询、支持时间类型字段的处理等。全新的图形组件及图形库强大的多媒体支持，播放各种格式的视频、音频文件，如Flash、幻灯片等，可以有效的集成视频监控；复合的趋势曲线、XY曲线、报警、报表、总貌、温控曲线等组件，所有复合组件相比以前版本增加了大量的方法和属性，通过脚本可以在后台进行灵活的控制。多功能图片显示组件可支持GIF透明动画、CAD图形等实用图形格式。所有的标准的WINDOWS控件如文本输入、下拉框、列表框、复选框、多选按钮、起始时间、时间范围、历史追忆等都增加了大量的方法和属性。大量的矢量子图如PID调节器、手操器等方便您构建控制工程。灵活、强大
32、的“脚本”编译系统变量支持间接寻址功能，系统内置间接变量、中间变量、数据库变量等多种变量方式；系统变量可自动提取IO通讯状态，报警信息、系统时钟等；函数及方法强大的系统函数、友好的在线帮助，方便您快速构建SCADA系统；内置的组件具备大量的方法和属性，在脚本环境中可任意调用；支持自定义函数；编译开发环境面向对象设计的脚本编译环境，“所见即所得”，方便引用方法和变量；类“Basic”的语言环境，提供面向对象编程方式；脚本类型和触发方式多样，支持条件动作、数据变化动作、窗口动作、循环动作等；脚本支持多种结构，支持数组运算和FOR循环结构；报警与事件系统软件在运行时可以自动记录系统状态变化、操作过程
33、等重要事件，一旦发生事故，可就此作为分析事故原因的依据，为实现事故追忆，提供基础资料；操作人员可以根据生产需要将生产重要画面、曲线实时抓拍并存放到本地保存；报警和事件记录可以存放关系型数据库中，便于分析、查询和统计；报警方式：提供多种报警检查方式，使您轻松构建报警系统；支持传统的声光报警，语音文件报警，支持操作人员报警确认管理机制；支持GSM方式短信报警，生产出现问题的时候，通过移动网络可以将报警信息及时的发送到管理者的手机上；支持电话语音报警、E-MIAL通知方式报警；报警自诊断：支持内部自诊断、对IO通讯故障、网络通讯故障都可以进行报警提示完善的用户安全管理：力控提供了完备的安全保护机制，
34、以保证生产过程的安全可靠，力控的用户管理具备多个级别，并可根据级别限制对重要工艺参数的修改，以有效避免生产过程中的误操作；力控提供了安全区的概念，同级别，不同安全区的数据不可以互相操作，保证了数据的分布式的管理。提供基于远程的用户管理，增加更多的用户级别及安全区，管理所有用户的远程登陆信息；加密管理：支持工程加密，用户可以通过加密琐自己定义工程密码，没有此加密锁任何非法用户无法侵入，保护了自己的工程结构；操作事件：可以详细的记录操作事件和系统事件，方便事故追忆；开机自动运行设置、有效的屏蔽系统键盘，可以防止非法用户入侵；高效的数据处理高效能的实时历史数据库软件内嵌分布式实时数据库，数据库是整个
35、软件的核心，负责将采集的实时数据进行处理、发布；分布在网络的实时数据库节点可以充当为IO通讯服务器、报警服务器、历史服务器等；实时数据库完成历史数据的存储、归档，报警的检查，报警数据的存储等功能；数据库具备强大的数据处理功能，丰富的参数类型，内置的多种功能块，可实现累计、统计、控制、线形化、PID控制、各种运算等功能；数据库对数据按区域、单元、子单元管理，分为6层结构，方便数据的管理；用户可根据实际需要自定义自己的各类数据库结构，方便对数据的管理和查找。良好的开放性与国际化开放性：软件为开放式体系结构，全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、OLE DB XML、ActiveX等标准。以OL
36、E、COM/DCOM、动态链接库等多种形式提供外部访问接口，便于用户利用各种常用开发工具（如：VC+、VB等）进行深层的二次开发。数据服务：支持以串口、网络、MODEM、GPRS、CDMA等方式将数据主动上传及转发；提供标准的ACTIVEX标准的开放控件，通过它，第三方开发工具（如：VC+、VB等）可以通过网络或本地方式可以来访问实时数据库的实时和历史数据；力控软件是标准的OPC、DDE SERVER，第三方软件可遍历数据库的各种参数；可以和常见的各种关系数据库如 SQL SERVER、ORACLE等进行数据交互。通讯驱动接口：提供串口对象，用户无须掌握高级编程就可以在编译环境下就可以写自己的
37、设备驱动程序；I/O驱动程序的体系结构为开放式结构，其接口部分源代码完全公开，用户可以自行开发新的驱动程序，可以提供SDK开发包。国际化：产品面向国际化设计，支持多语言环境 ，同时具有英文版、繁体版，在英国、荷兰、中亚、东南亚等很多国家都有力控软件的应用实例。第4章 电梯控制的要求及运行分析应用可编程控制器(PLC)实现智能化控制核心，设计完成电梯控制中各输入信号、输出信号,以及输入、输出信号之间复杂的逻辑关系，实现电梯安全、可靠、平稳、准确运行。4.1 电梯模型PLC控制系统设计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，系统控制采用随机逻辑
38、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，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，每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号。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，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)。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。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。根据电梯所处的位置
39、和运行方向，在编程中，采用了四个优先级队列，即上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列、下行次优先级队列。其中，上行优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以上楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的阵列。上行次优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以下楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的队列。控制系统在电梯运行中实时排列的四个优先级陈列，为实现随机逻辑控制提供了基础。 当电梯以某一运行方向接近某楼层的减速位置时，判别该楼层是否有同向的呼叫信号(上行呼叫标志寄存器、下行呼叫标志寄存
40、器、有呼叫请求时，相应寄存器为l，否则为0)，如有，将相应的寄存器的脉冲数与比较寄存器进行比较，如相同，则在该楼层减速停车：如果不相同，则将该寄存器数据送入比较寄存器，并将原比较寄存器数据保存，执行该楼层的减速停车。该动作完毕后，将被保存的数据重新送入比较寄存器，以实现随机逻辑控制。4.1.1电梯控制系统实现的功能(1)一台电机控制上升和下降 (2)各层设上/下呼叫开关(最顶层与起始层只设一只) (3)电梯到位后具有自动开门关门功能 (4)电梯内设有层楼指令按键 (5)待客自动开门，当电梯在某层停梯待客时，按下层外召唤按钮，应能自动开门 (7)自动关门与提早关门.在一般情况下，电梯停站4-6秒
41、应能自动关门;在延时时间内，若按下关门按钮，门将不经延时提前实现关门动作. (8)按钮开门。在开关过程中或门关闭后，电梯启动前，按下操纵盘上开关按钮，门将打开。 (9)内指令记忆。当轿厢内操纵盘上有多个选层指令时，电梯应能按顺序自动停靠车门，并能至调定时间，自动确定运行方向。 (10)自动定向。当轿厢内操纵盘上，选层指令相对与电梯位置具有不同方向时，电梯应能按先入为主的原则，自动确定运行方向。 (11)呼梯记忆与顺向截停。电梯在运行中应能记忆层外的呼梯信号，对符合运行方向的召唤，应能自动逐一停靠应答。 (12)自动换向。当电梯完成全部顺向指令后，应能自动换向，应答相反方向的信号。 (13)自动
42、关门待客。当完成全部轿厢内指令，又无层外呼梯信号时电梯应自动关门在调定时间内自动关闭轿厢照明。4.1.2 电梯操作方式 1)单轿厢下集选控制登记所有轿厢和厅门下行召唤;轿厢上行是只答应轿厢召唤，直至最高层;自动改变运行方向为下行，应答厅门下行召唤。 2)单轿厢全集选登记所有厅门和轿厢召唤;上行时顺应答轿厢和厅门上召唤。直至最高层自动反向应答下行召唤和轿厢召唤。4.1.3 控制系统流程图4.2三层电梯控制的功能要求 4.2.1控制要求 （1）电梯停在1层或2层时，按3F（3层呼叫，或在电梯内按3层），按钮指示灯亮，则电梯上升至3层停，延时1秒门开3秒钟，关门3秒，按钮指示灯灭。（2）电梯停在3层
43、或2层时，按1F（1层呼叫，或在电梯内按1层），按钮指示灯亮，则电梯下降至1层停，延时1秒门开3秒钟，关门3秒，按钮指示灯灭。（3）电梯停在1层时，按2F（2层呼叫，或在电梯内按2层），按钮指示灯亮，则电梯上升至2层停，延时1秒门开3秒钟，关门3秒，按钮指示灯灭。（4）电梯停在3层时，按2F（2层呼叫，或在电梯内按2层），按钮指示灯亮，则电梯下降至2层停，延时1秒门开3秒钟，关门3秒，按钮指示灯灭。（5）电梯停在1层，2F、3F均有呼叫时，对应指示灯亮，则电梯上升至2F暂停（外部呼叫向下不暂停），延时1秒门开3秒后关门3秒，门关好后对应指示灯灭，继续上升至3F停，延时1秒门开3秒钟关门3秒，对
44、应指示灯灭。（6）电梯停在3层，1F、2F均有呼叫时，对应指示灯亮，则电梯下降至2F暂停（外部呼叫向上不暂停）门开3秒后关门3秒，门关好后对应指示灯灭，继续下降至1F停，门开3秒钟关门3秒，按钮指示灯灭。（7）当电梯停在二层，F3呼叫（内外按）、F1呼叫（内外按），则先按先行。（8）电梯上升或下降过程中上行或下行指示灯亮。（9）电梯停于某一层，相应的呼叫指示灯灭，（10）当电梯在上升、下降途中，任何反方向的按钮均无效。（11）电梯平层停止由各层位置开关控制。4.3论述方案的各部分工作原理 4.3.1 I/O分配表输入名称输入地址输出名称输出地址一层上呼U1I0.1一层上呼指示UP1Q0.0二层
45、下呼D2I0.2二层下呼指示DN2Q0.1二层上呼U2I0.3二层上呼指示UP2Q0.2三层下呼D3I0.4三层下呼指示DN3Q0.3至一层S1I0.5一层指示灯SL1Q0.4至二层S2I0.6二层指示灯SL2Q0.5至三层S3I0.7三层指示灯SL3Q0.6一层到位SQ1I1.0电梯上升KM1Q1.0二层到位SQ2I1.1电梯下降KM2Q1.1三层到位SQ3I1.2开门指示灯Q0.0复位按钮I0.0关门指示灯Q0.14.3.2中间继电器辅助继电器状态表示辅助继电器状态表示M0.1一楼全部按钮M1.5至一、三联锁M0.2二楼双重按钮M1.6开门脉冲信号M0.3三楼全部按钮M1.7关门脉冲信号M
46、0.4二楼全部按钮M2.0关门停信号M0.5一楼外部按钮M2.1一楼上信号M0.6二楼向下按钮M2.2二楼上信号M0.7二楼向上按钮M2.3三楼下信号M1.0三楼外部按钮M2.4二楼下信号M1.1至一楼按钮M2.5停车脉冲信号M1.2至二楼按钮M2.6升降任通M1.3至三楼按钮M5.0三下一上联锁M1.4至三、一联锁M5.1一上三下联锁4.3.3端口分配图图1 电梯控制系统的模拟实验面板4.3.4 运行过程分析1电梯在一、二、三层楼分别设置一个呼叫按钮和一个行程开关。在行程开关SQ1、SQ2、SQ3都断开的情况下，呼叫不起作用。2用指示灯来模拟电梯的运行过程： （1）轿厢停在楼层一：接通I1.0即接通SQ1，表示轿厢原来停在楼层一，按D3，即I0.4接通，表示楼层三下呼叫，则Q0.5接通，楼层三下呼叫指示灯亮，Q1.0接通，表示电梯上升，上升指示灯L3 亮，手动（表示轿厢离开底层，释放行程开关）SQ1断开；SQ2接通，SQ2断开，直至SQ3接通，Q1.0断开，L3灭，表示电梯到达三层，一秒后Q0.0接通（开门），三秒后Q0.0断开、Q0.1接通（关门），Q0.5断开，楼层三下呼叫指示灯灭。
