1、一、總體設(shè)計(jì)方案1 PLC控制系統(tǒng)和其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較目前，電梯行業(yè)在我國(guó)迅速的發(fā)展，在一定程度上占有很大的市場(chǎng)。而在今天選擇控制 電梯運(yùn)動(dòng)的設(shè)備已經(jīng)從傳統(tǒng)的繼電器一接觸器轉(zhuǎn)變成可編程序控制器（PLC）。個(gè)人計(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能和圖形顯示功能，有豐富的軟件支持，但是它們是為 辦公室自動(dòng)化和家庭設(shè)計(jì)的，對(duì)環(huán)境要求很高，抗干擾能力不強(qiáng)，一般不適合在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng) 使用。單片機(jī)只是一片集成電路，不能直接將它和外部I/O信號(hào)相連。要將它用于工業(yè)控制， 還要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大， 要求設(shè)計(jì)者具有很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。繼電器控制

2、系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘 用人員帶來(lái)不便和驚憂。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還 可能出現(xiàn)人身事故。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱工控機(jī)）也是為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，目前比較流行的是P（總線工 控機(jī)，它和個(gè)人計(jì)算機(jī)兼容。工控機(jī)采用總線式結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品的兼容性強(qiáng)。工控機(jī)一 般是在通用微機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，因此在要求快速、實(shí)時(shí)性 強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域占有優(yōu)勢(shì)。工控機(jī)的價(jià)格較高，將它有和開關(guān)量控制以取代繼電器系 統(tǒng)有些大材小用。工控機(jī)的外部I/O接線一般都用多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷 電路板上引出，不如可編程序控制器的

3、接線端子那樣方便可靠。以上各種計(jì)算機(jī)用語(yǔ)控制的程序一般都是用匯編語(yǔ)言編寫的，不像可編程續(xù)控制器的梯 形圖語(yǔ)言那樣易于被工廠的電氣人員掌握。可編程序控制器是專為工廠現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)上采取整體密封或插件組合型， 對(duì)印刷電路板、電源、機(jī)架、插座的制造和安裝，均采用了嚴(yán)密的措施。可編程序控制器 由于具有前述的各種優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有不可比擬的競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)然在電梯的控制領(lǐng)域也具有重要的地位，把可編程序控制器用于電梯運(yùn)動(dòng)的核心部分 是很合理的選擇，而且可編程序控制器現(xiàn)在在市場(chǎng)上也是一種成熟的產(chǎn)品。總之，經(jīng)上述 比較可得，我確定選用PLC控制電梯的運(yùn)行。PLC是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，

4、 實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。PLC和普通微機(jī)一樣，以通用或?qū)Ｓ肅PU乍為字處理器，實(shí)現(xiàn) 通道(字)的運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另外還有位處理器，進(jìn)行點(diǎn)(位)運(yùn)算和控制。PLC控制一般具 有可靠性高、易操作、維修、編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。PLC控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)如下：(1) 在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。(2) 去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。(3) PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。(4) PLC可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。(5) 用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。(6) 更

5、改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。2電梯PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建(1) 機(jī)房機(jī)房用來(lái)安裝曳引機(jī)、電控屏、限速器等。機(jī)房可以設(shè)置在井道頂部，也可設(shè)置在井由 自部。當(dāng)機(jī)房設(shè)于井道底部時(shí)，即為曳引機(jī)下置式曳引方式。這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建筑物 承重大，對(duì)井道尺寸要求大，只有在機(jī)房無(wú)法頂置時(shí)才使用。對(duì)于絕大多數(shù)電梯，橢均設(shè) 于井道頂部。機(jī)房必須有足夠的面積，高度、承重能力及良好的通風(fēng)條件。(2) 曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪組成。曳引機(jī)由電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器、制動(dòng)器、 減速器、機(jī)座、曳引輪等組成，它是電梯的動(dòng)力源；曳引鋼絲繩的兩端分別連接轎廂和對(duì) 重裝置(或者兩端固定在機(jī)座房上)，依靠鋼絲繩和曳引輪繩

6、槽之間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)轎廂 的升降；導(dǎo)向輪的作用是分開轎廂和對(duì)重裝置的距離，采用復(fù)繞型時(shí)還可增加曳引能力。 導(dǎo)向輪安裝在曳引機(jī)架上或重梁上。當(dāng)鋼絲繩的繞繩比大于1時(shí)，在轎廂和對(duì)重架上應(yīng)增設(shè) 反繩輪。反繩輪的個(gè)數(shù)可以是1個(gè)、2個(gè)，甚至3個(gè)，這和曳引比有關(guān)。(3) 導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架等組成。它的作用是限制轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升 降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌架上；導(dǎo)軌架是支承導(dǎo)軌的組件，和井道壁聯(lián)接；導(dǎo)靴裝在轎廂 和對(duì)重架上，和導(dǎo)導(dǎo)軌配合，強(qiáng)制轎廂和對(duì)重的運(yùn)動(dòng)服從于導(dǎo)軌的直立方向。(4) 門系統(tǒng)門系統(tǒng)由轎廂門、層門、開門機(jī)、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、門鎖等組成。轎廂門社在轎廂入口，由門 扇、門導(dǎo)軌架、

7、門靴和門刀等組成；層門社在層站入口，由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴和門鎖 裝置及開鎖裝置組成；開門機(jī)社在轎廂上，是轎廂門和層門啟閉的動(dòng)力源。（5）轎廂轎廂是用以運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件。它由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是轎廂體的 承重構(gòu)架。是由上橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成；轎廂體由轎廂底、轎廂壁、轎廂頂 及照明、通風(fēng)裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕等組成；轎廂體空間的大小由額定載重量 和額定載客量決定。門廳每一層電梯門口裝的門，門上帶有機(jī)器鎖及電氣接點(diǎn)。客梯多為自動(dòng)開關(guān)門，開關(guān)門由 轎廂門上的開門刀帶動(dòng)廳門上的橡皮勒轆來(lái)完成的，而轎廂門是由轎廂上的開關(guān)門裝置驅(qū) 動(dòng)的。（7）井道井道由圍壁、頂板及底坑圍

8、成一個(gè)在納電梯轎廂和對(duì)重的有限空間。為了出人，在每個(gè) 層站開有入口。（8）圍壁圍壁的作用是將電梯和外界分隔開，當(dāng)導(dǎo)軌架直接安裝在圍壁上時(shí)，它還應(yīng)承受費(fèi)切力。 圍壁的結(jié)構(gòu)分為封閉式和空格式。（9）頂板井道的頂部是機(jī)房，它是維修人員工作的地方。因此頂板必須是封閉型的，將井道和機(jī) 房完全隔離。頂板還具有阻止機(jī)房即傳向井道的作用。對(duì)于快、高速電梯，為了取得良好 的隔聲效果，常在井道頂部設(shè)隔音層，此時(shí)的井道頂成了雙層結(jié)構(gòu)。（10）底坑井道的底坑深入地面，用于安裝緩沖器、限速器、鋼絲繩漲緊裝置等。由于深人了地面， 因此要求防水，最好有排水設(shè)施。（11）重量平衡系統(tǒng)該系統(tǒng)由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。對(duì)重由對(duì)重

9、架和對(duì)重塊組成，對(duì)重將平衡轎廂自重 和部分的額定載重；重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂和對(duì)重側(cè)曳引鋼絲繩長(zhǎng)度變化對(duì) 電梯設(shè)計(jì)影響的裝置。(12) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)該系統(tǒng)由曳引機(jī)、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置和變頻器等組成。對(duì)電梯實(shí)行速 度控制。曳引電動(dòng)機(jī)是電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯的配置可用交流電動(dòng)機(jī)或直流電動(dòng)機(jī)；供 電系統(tǒng)是為電動(dòng)機(jī)提供電源的裝置；速度反饋裝置是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號(hào)， 一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器，和電動(dòng)機(jī)相連；調(diào)速裝置對(duì)曳引電動(dòng)機(jī)實(shí)行調(diào)速 控制；變頻器可以通過(guò)改變頻率的大小來(lái)控制其運(yùn)行速度的快慢。(13) 電器控制系統(tǒng)該系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層

10、裝置、選層器等組成，它起著操縱和 控制電梯運(yùn)行的作用。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作箱或手柄開關(guān)箱、層站召喚按鈕、 轎頂和機(jī)房中的檢修或應(yīng)急；位置顯示裝置是指轎內(nèi)和層站的指層燈；層站上一般能顯示 電梯運(yùn)行方向或轎廂所在的層站；控制屏安裝在機(jī)房中，由各類電氣控制元件(或板)組 成，是電梯實(shí)行電氣控制的集中組件；選層器能起到指示和反饋轎廂位置、決定運(yùn)行方向、 發(fā)出加減速信號(hào)等作用。它可由機(jī)械式、繼電器式或電子式組成。(14) 安全保護(hù)系統(tǒng)電梯上設(shè)有機(jī)械和電氣的各類保護(hù)系統(tǒng)，以保證電梯安全使用。機(jī)械方面的有限速器和 安全鉗，起超速保護(hù)作用；緩沖器，起沖頂和撞底保護(hù)作用；切斷總電源的極限保護(hù)。 3電梯控

11、制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能(1) 一臺(tái)電機(jī)控制上升和下降。(2) 各層設(shè)上/下呼叫開關(guān)(最頂層和起始層只設(shè)一只)。(3) 電梯到位后具有手動(dòng)或自動(dòng)開門關(guān)門功能。(4) 電梯內(nèi)設(shè)有層樓指令鍵，開關(guān)門按鍵，警鈴風(fēng)扇及照明按鍵。(5) 電梯內(nèi)外設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號(hào)指示燈。待客自動(dòng)開門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時(shí)，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動(dòng)開門迎客。(7) 自動(dòng)關(guān)門和提早關(guān)門。在一般情況下，電梯停站4-6秒應(yīng)能自動(dòng)關(guān)門；在延時(shí)時(shí)間 內(nèi)，若按下關(guān)門按鈕，門將不經(jīng)延時(shí)提前實(shí)現(xiàn)關(guān)門動(dòng)作。(8) 按鈕開門。在開關(guān)過(guò)程中或門關(guān)閉后，電梯啟動(dòng)前，按下操縱盤上開關(guān)按鈕，門將打開。(9) 內(nèi)指令記憶。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上有多個(gè)

12、選層指令時(shí)，電梯應(yīng)能按順序自動(dòng)停靠車門, 并能至調(diào)定時(shí)間，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。(10) 自動(dòng)定向。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上，選層指令相對(duì)和電梯位置具有不同方向時(shí)，電梯 應(yīng)能按先入為主的原則，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。(11) 呼梯記憶和順向截停。電梯在運(yùn)行中應(yīng)能記憶層外的呼梯信號(hào)，對(duì)符合運(yùn)行方向 的召喚，應(yīng)能自動(dòng)逐一停靠應(yīng)答。(12) 自動(dòng)換向。當(dāng)電梯完成全部順向指令后，應(yīng)能自動(dòng)換向，應(yīng)答相反方向的信號(hào)。(13) 自動(dòng)關(guān)門待客。當(dāng)完成全部轎廂內(nèi)指令，又無(wú)層外呼梯信號(hào)時(shí)電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門在 調(diào)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉轎廂照明。4電梯的安全保護(hù)裝置(1) 電磁制動(dòng)器，裝于曳引機(jī)軸上，一般采用直流電磁制動(dòng)器，啟動(dòng)時(shí)通電松閘，停層

13、 后斷電制動(dòng)。(2) 強(qiáng)迫減速開關(guān)，其分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過(guò)端站換速未減速時(shí)，轎 廂上的撞塊就觸動(dòng)此開關(guān)，通過(guò)電器傳動(dòng)控制裝置，使電動(dòng)機(jī)強(qiáng)迫減速。(3) 限位開關(guān)，當(dāng)轎廂經(jīng)過(guò)端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動(dòng)作，切斷電源 并制動(dòng)，強(qiáng)迫停車。(4) 行程極限保護(hù)開關(guān)，當(dāng)限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過(guò)端站時(shí)，此開關(guān)動(dòng)作。(5) 急停按鈕，裝于轎廂司機(jī)操縱盤上，發(fā)生異常情況時(shí)，按此按鈕切斷電源，電磁制 動(dòng)器制動(dòng)，電梯緊急停車。廳門開關(guān)，每個(gè)廳門都裝有門鎖開關(guān)。僅當(dāng)廳門關(guān)上才允許電梯啟動(dòng)；在運(yùn)行中 如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。(7) 關(guān)門安全開關(guān)，常見(jiàn)的是裝于轎廂門邊的安全觸板，

14、在關(guān)門過(guò)程中如安全觸板碰到 乘客時(shí)，發(fā)出信號(hào)，門電機(jī)停止關(guān)門，反向開門，延時(shí)重新開門，此外還有紅外線開關(guān)等。(8) 超載開關(guān)，當(dāng)超載時(shí)轎底下降開關(guān)動(dòng)作，電梯不能關(guān)門和運(yùn)行。(9) 其它的開關(guān)，安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。5電梯控制系統(tǒng)原理圖電梯控制系統(tǒng)原理圖如圖2-2所示生電源圖2-2電梯控制系統(tǒng)原理圖6設(shè)計(jì)要求及選型可編程序控制器是由繼電器邏輯控制而來(lái)的，所以它在開關(guān)量處理、順序控制方面具有 一定的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展初期主要側(cè)重于開關(guān)量順序控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程序控 制器增加了數(shù)值運(yùn)算、PID閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，并開始和個(gè)人計(jì)算機(jī)或小型計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，它本身 也可以構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。可編程序控制器

15、的使用領(lǐng)域，在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地使用在所 有的工業(yè)部門，隨著可編程序控制器的性能價(jià)格比的不斷提高，過(guò)去許多使用專用計(jì)算機(jī) 的場(chǎng)合也可以使用可編程序控制器。比如用在開關(guān)量的控制，這是可編程序控制器最基本 最廣泛的使用，它的輸入和輸出信號(hào)都是只有通、斷狀態(tài)的開關(guān)量信號(hào)，這種控制和繼電 器控制最為接近，可以用價(jià)格較低，僅有開關(guān)量控制的功能的可編程序控制器作為繼電器 控制系統(tǒng)的替代物。開關(guān)量邏輯控制可以用于單臺(tái)設(shè)備，也可以用于自動(dòng)線生產(chǎn)線，如機(jī) 床控制、沖壓、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)械的控制，同樣也可以用于電梯的控制。通過(guò)上述的簡(jiǎn)述，我希望在控制系統(tǒng)中能夠達(dá)到如下要求：（1）乘坐

16、舒適感根據(jù)人們生活中的經(jīng)驗(yàn)證明，在運(yùn)動(dòng)速度不變的情況下，速度值的大小對(duì)人們的器官基 本上沒(méi)有什么影響，這只是指人們沿地面或空中的沿和地面平行的任意方向運(yùn)動(dòng)的情況而 言的。高速的升降運(yùn)動(dòng)就和上述運(yùn)動(dòng)有所不同。這是由于在升降運(yùn)動(dòng)中，人體周圍氣壓的 迅速變化，對(duì)人們的器官產(chǎn)生影響。例如耳膜會(huì)感到壓力而嗡嗡響等等。只要采取一定措 施，這些影響是可以消除的。所以目前電梯的運(yùn)行速度雖已高達(dá)10m/s仍能使乘客無(wú)大的 不適感。（2）電梯理想運(yùn)行曲線根據(jù)大量的研究和實(shí)驗(yàn)表明，人可接受的最大加速度為am< 1.5m/s2,加速度變化率P m <3m/s3,電梯的理想運(yùn)行曲線按加速度可劃分為三角形、梯

17、形和正弦波形，由于正弦波形加 速度曲線實(shí)現(xiàn)較為困難，而三角形曲線最大加速度和在啟動(dòng)及制動(dòng)段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的加速度 變化率均大于梯形曲線，即p m跳變到-p m或由-p m跳變到p m的加速度變化率，故很 少采用，因梯形曲線容易實(shí)現(xiàn)并且有良好加速度變化率頻繁指標(biāo)，故被廣泛采用。變頻器構(gòu)成的電梯系統(tǒng)，當(dāng)變頻器接收到控制器發(fā)出的呼梯方向信號(hào)，變頻器依據(jù)設(shè)定 的速度及加速度值，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，達(dá)到最大速度后，勻速運(yùn)行，在到達(dá)目的層的減速點(diǎn)時(shí)， 控制器發(fā)出切斷高速度信號(hào)，變頻器以設(shè)定的減速度將最大速度減至爬行速度，在減速運(yùn) 行過(guò)程中，變頻器的能夠自動(dòng)計(jì)算出減速點(diǎn)到平層點(diǎn)之間的距離，并計(jì)算出優(yōu)化曲線，從 而能夠按

18、優(yōu)化曲線運(yùn)行，使低速爬行時(shí)間縮短至0.3s,在電梯的平層過(guò)程中變頻器通過(guò)調(diào)整 平層速度或制動(dòng)斜坡來(lái)調(diào)整平層精度。即當(dāng)電梯停得太早時(shí)，變頻器增大低速度值或減少 制動(dòng)斜坡值，反之則減少低速度值或增大制動(dòng)斜坡值，在電梯到距平層位置410cm寸，有 平層開關(guān)自動(dòng)斷開低速信號(hào)，系統(tǒng)按優(yōu)化曲線實(shí)現(xiàn)高精度的平層，從而達(dá)到平層的準(zhǔn)確可 靠。（其速度曲線如圖2-1所示）圖2-1拋物線一一直線綜合速度曲線拋物線一直線綜合速度曲線的加速時(shí)間的起始階段（ta/n ）和最末段（ta/n ）均為拋物 線形速度曲線，而中間段（n-2）ta/n為直線形的速度曲線；n為起動(dòng)時(shí)間系數(shù)。通過(guò)上述的分析可知，我所選擇的電梯載重量為1

19、000kg,速度為1m/s,四層四站。電動(dòng)機(jī) 選用交流三相異步電動(dòng)機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)和操作簡(jiǎn)便、價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐用、工 作可靠等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)是調(diào)速性差、概率因數(shù)低。變頻器選用安川變頻器（616G5，它作 為通用變頻器適合任何使用場(chǎng)合，在低速下能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)（1%額定轉(zhuǎn)速），并且極其精 確地運(yùn)行。它的自動(dòng)調(diào)整功能可使世界各地生產(chǎn)的電動(dòng)機(jī)達(dá)到高性能運(yùn)行。具有如下優(yōu)點(diǎn)： 低速大轉(zhuǎn)矩和全頻域平穩(wěn)加、減速；驅(qū)動(dòng)普通電機(jī)能達(dá)到最佳的控制效果；操作簡(jiǎn)單靈活； 具有擴(kuò)展功能，既可單機(jī)使用也可聯(lián)網(wǎng)使用；設(shè)計(jì)平均無(wú)故障時(shí)間：250000、時(shí)。二、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)1電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸(1) 額定載重量(k

20、g):制造和設(shè)計(jì)規(guī)定的電梯載重量。(2) 轎廂尺寸(mm：寬x深x高。(3) 轎廂形式：有單或雙面開門及其它特殊要求等，以及對(duì)轎頂、轎底、轎壁的處理， 顏色的選擇，對(duì)電風(fēng)扇、電話的要求等。(4) 轎門形式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。(5) 開門寬度(mm：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。(6) 開門方向：人在廳外面對(duì)廳門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開 門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱為中分門。(7) 曳引方式：常用的有半繞1:1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。半繞 2： 1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲運(yùn)行速度的一半。全繞1:

21、1吊索法，轎廂的運(yùn)行速 度等于鋼絲的運(yùn)行速度。(8) 額定速度(m/s):制造和設(shè)計(jì)所規(guī)定的電梯運(yùn)行速度。(9) 電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動(dòng)系統(tǒng)的形式等。如交流電機(jī)拖動(dòng)或直流電機(jī)拖 動(dòng)，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。(10) 停層站數(shù)(站)：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點(diǎn)均稱為站。(11) 提升高度(mm：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。(12) 頂層高度(mm :由頂層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直 距離。電梯的運(yùn)行速度越快，頂層高度一般越高。(13) 底坑深度(mm：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越 快，底坑一般越深。(14)

22、 井道深度(mm：由井道底面至機(jī)房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的垂直 距離。(15) 井道尺寸(mm：寬x深。為了加強(qiáng)對(duì)電梯產(chǎn)品的管理，提高電梯產(chǎn)品的使用效果，國(guó)家曾于1974年頒布了JBI435-74、JBI816-74、JB/Z110-74 等一批電梯產(chǎn)品的部標(biāo)準(zhǔn)。電梯的主要參數(shù)是電梯制造廠和設(shè)計(jì)和制造電梯的依據(jù)。用戶選用電梯時(shí)，必須根據(jù)電 梯的安裝使用地點(diǎn)、載運(yùn)對(duì)象等，按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，正確選擇電梯的類別和有關(guān)參數(shù)和尺寸， 并根據(jù)這些參數(shù)和規(guī)格尺寸，設(shè)計(jì)和建造安裝電梯的建筑物。否則會(huì)影響電梯的使用效果。 2可編程控制器的選型2.1 PLC的概述可編程控制器，英文稱Programmabl

23、e Logic Controller簡(jiǎn)稱PLC。PLC是用于工業(yè)現(xiàn) 場(chǎng)的電控制器。它源于繼電器制造技術(shù)，但基于電子計(jì)算機(jī)。它通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)在其內(nèi)存中 的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過(guò)程得到的輸入信息，變換成為要求輸出的信息，進(jìn)而在通 過(guò)輸出電路的物理過(guò)程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。PLC有豐富的指令系統(tǒng)有各種各樣的I/O接口，通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠 的自身監(jiān)控系統(tǒng)因而具有以下基本功能： 邏輯處理功能； 數(shù)據(jù)運(yùn)算功能； 準(zhǔn)確定數(shù)功能； 高速計(jì)算功能； 中斷處理功能； 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能； 自檢測(cè)，自診斷功能；可以說(shuō)，凡是小型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能，PLC也幾乎都可以做到。像PLC這樣，集豐富功能于一身，

24、是別的電控器所沒(méi)有的，更是傳統(tǒng)繼電控制電路所 無(wú)法比擬的。豐富的功能為PLC的廣泛使用提供了可能，同時(shí)也為自動(dòng)化行業(yè)的遠(yuǎn)程化， 信息化及智能化創(chuàng)造了條件。2.2 PLC的選型PLC的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳的性價(jià) 比。電梯PLC控制系統(tǒng)不再使用繼電器控制系統(tǒng)中模擬轎廂運(yùn)動(dòng)的機(jī)械選層器。電梯運(yùn)行 過(guò)程中，轎廂所處樓層位置如何檢測(cè)，PLC軟件如何根據(jù)給定輸入信號(hào)及運(yùn)行條件判斷或 計(jì)算樓層數(shù)，是電梯正常運(yùn)行的首要問(wèn)題，是正確定向和選層換速的必要前提。PLC是種算 操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境使用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi) 部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯

25、運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò) 數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。綜合所述PLC具有以下特點(diǎn)：(1) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代 大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具 有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使 用冗余CPU勺PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。(2) 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)。PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī) 模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 P

26、LC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌 現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增 強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。(3) 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè) 的工控設(shè)備它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)和表 達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn) 繼電器電路的功能。(4) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯， 大大減少了控

27、制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變 得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品 種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPI根據(jù) 用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)(或地址號(hào))作周期性 循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。 然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信 號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。(1) FX系列是新一代微型程序控制器具有以下特點(diǎn)： 程序模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，

28、使得編程更加快速和靈活，提供了最先進(jìn)的軟件開發(fā)環(huán)境， 指令系統(tǒng)為同等類型PLC中最豐富、功能最強(qiáng)大。 每毫秒29K步處理速度確保完成高性能、高精度的控制；最大I/O控制8192點(diǎn) 可以構(gòu)成多CPU系統(tǒng)，提供PC-CPU模塊 體積小，價(jià)格低廉，性能價(jià)格比最高。 先進(jìn)美觀的外部結(jié)構(gòu)。 提供多種子系列供用戶選用。 靈活多變的系統(tǒng)配置。 功能強(qiáng)、使用方便。（2）除此之外，F(xiàn)X還具有以下優(yōu)點(diǎn)： 配置靈活，除主機(jī)單元外，還可擴(kuò)展I/O模塊、A/D模塊、D/A模塊和其他特殊功能 模塊。 指令功能豐富，指令執(zhí)行速度快。 可用于內(nèi)部輔助繼電器M狀態(tài)繼電器S,定時(shí)器T,寄存器D,計(jì)數(shù)器C,其功能和 數(shù)量滿足了系統(tǒng)

29、控制要求的需要，尤其是高速計(jì)數(shù)器（C251等）能接受脈沖編碼器脈沖。 編程可用編程器，也可以在PC機(jī)上使用三菱公司的專用編程軟件包MELSMEDO來(lái) 進(jìn)行。編程語(yǔ)言可以梯形圖或指令表。可用PC機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，為調(diào)試和維護(hù)提供了極 大的方便。根據(jù)以上特點(diǎn)以及要求可編程控制器必須具有高數(shù)計(jì)數(shù)器。又因?yàn)殡娞菔请p向運(yùn)行的， 所以PLC還需具有可逆計(jì)數(shù)器。綜合考慮后，本設(shè)計(jì)選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的FX系列機(jī)。 3 I/O地址的分配表3-1 I/O地址的分配輸入地址輸出地址一層限位行程開關(guān)（SQ1X000電梯上行Y000一層限位行程開關(guān)（SQ2X001電梯下行Y001三層限位行程開關(guān)（SQ3X002電梯

30、開門Y002四層限位行程開關(guān)（SQ4X003電梯關(guān)門Y003開門完畢檢測(cè)開關(guān)（SQ5X004超重報(bào)警Y004關(guān)門完畢檢察開關(guān)（SQ6X005壓力傳感器Y005一層指令按鈕X006二層指令按鈕X007三層指令按鈕X010四層指令按鈕X011一層上行呼梯按鈕X012二層上行呼梯按鈕X013二層下行呼梯按鈕X014三層上行呼梯按鈕X015三層下行呼梯按鈕X016四層下行呼梯按鈕X017限重傳感器X022壓力傳感器X023矯箱內(nèi)開門按妞X020矯箱內(nèi)關(guān)門按妞X0214七段數(shù)碼管顯示此數(shù)碼管顯示是由PLC控制，具體說(shuō)是由行程開關(guān)控制，數(shù)碼管分為七段，每一段由 一個(gè)中間繼電器控制，當(dāng)行程開關(guān)被壓住，樓層就

31、顯示幾樓。例如：電梯碰到一樓的行程 開關(guān)，則一樓的中間繼電器帶電并且中間繼電器的輔助觸頭帶動(dòng)丫006、丫007帶電從而使b、c段顯示，從而顯示1。（如圖3-1所示）Y006YOO?Y010Y011Y012Y013Y014圖3-1七段數(shù)碼管顯示5主回路原理圖根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主要回路原理圖如3-2圖所示。圖中M1,M2 為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器KM1-KM4通過(guò)控制兩臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制轎廂和廳門， 從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。FR1,FR2為己過(guò)載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過(guò)載是斷開主電路。FU1為熔斷器，起過(guò)電流保護(hù)作用L1L2L3CCCFR2 C C CasxFy曳

32、引電機(jī)門電機(jī)圖3-2主回路原理圖6 I/O接線圖SQ1和01YOOQX002Y001TO 32X0047003皿Y00bX006XC07X01Q P xon lX012X013 CX014X015血1£X017X030X021X022X023COMCOMm航SQ2 *£ 02SQ3分呂KK3SQ4 pCAR耳KM冷KM5'QBSQ6 *二 K1I6SB1 &1AC11(<SB2 £5B3£SB4 占SB5 £SB6 £SB7 云SB8 -SB9 云SB1O USB11 也cz YYL”IV圖3-3 I/O接線圖三

33、、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1電梯開關(guān)運(yùn)行回路（1）開關(guān)門控制開關(guān)門控制程序是按照雙開門有/無(wú)司機(jī)控制來(lái)設(shè)計(jì)的。主要完成電梯的手動(dòng)開門、無(wú) 司機(jī)狀態(tài)下的本層開門、電梯運(yùn)行到達(dá)目的層站時(shí)的自動(dòng)開門、手動(dòng)關(guān)門、無(wú)司機(jī)狀態(tài)下 的自動(dòng)延時(shí)關(guān)門、基站外啟動(dòng)時(shí)的開關(guān)門等功能。 本層開門本層開門是指電梯在停車狀態(tài)和非檢修（有/無(wú)司機(jī)）條件下，當(dāng)轎廂所在層樓有上召 喚且沒(méi)有定下方向，或有下召喚而沒(méi)有定上方向時(shí)，電梯自動(dòng)開門，電梯本層開門的條件 也可簡(jiǎn)化為：在停車狀態(tài)下，當(dāng)轎廂所在層樓有廳外召喚時(shí)，電梯自動(dòng)開門。 開門控制及安全保護(hù)正常情況下，開門的條件有以下幾種：本層開門、停車狀態(tài)按轎內(nèi)開門按鈕、關(guān)門過(guò) 程中有紅外線檢測(cè)信

34、號(hào)（這種情況下將重新開門）、正常運(yùn)行換速平層停車自動(dòng)開門。開門到位后，若沒(méi)有碰到開門限位開關(guān)，或限位開關(guān)失靈，則由于開門繼電器吸合， 門電機(jī)會(huì)發(fā)生堵轉(zhuǎn)，時(shí)間一長(zhǎng)可能燒毀電機(jī)。為此，設(shè)計(jì)了門電機(jī)保護(hù)程序，當(dāng)開門動(dòng)作 時(shí)間超過(guò)正常開門時(shí)間23S后，通過(guò)定時(shí)器計(jì)時(shí)自動(dòng)斷開開門信號(hào)，停止開門。關(guān)門控制關(guān)門的條件有以下幾種：停車狀態(tài)下按關(guān)門按鈕、無(wú)司機(jī)狀態(tài)下自動(dòng)關(guān)門、時(shí)間到、 鎖梯時(shí)鑰匙開關(guān)斷開。停止關(guān)門或不關(guān)門的條件：關(guān)門到位碰到關(guān)門限位開關(guān)、有開門信號(hào)、開門繼電器吸 合、超載開關(guān)動(dòng)作。在關(guān)門梯形圖中也設(shè)置了關(guān)門安全保護(hù)，因?yàn)殛P(guān)門限位開關(guān)若不動(dòng)作或失靈，同樣容 易將電機(jī)燒毀。在開始關(guān)門后通過(guò)定時(shí)器計(jì)時(shí)

35、，超過(guò)正常關(guān)門時(shí)間，自動(dòng)停止關(guān)門，以保 護(hù)電機(jī)。2電梯的外召喚信號(hào)登記消除及顯示回路轎內(nèi)指令和廳外召喚登記的條件是按下要登記的按鈕，若此時(shí)電梯處在正常運(yùn)行狀態(tài)， 而且電梯又不在登記的層樓，則該登記即為有效。轎內(nèi)指令登記消號(hào)的條件是當(dāng)電梯正常 運(yùn)行至登記樓層時(shí)，指令登記即被消號(hào)。廳外召喚消號(hào)的條件是當(dāng)電梯正常運(yùn)行至廳外召 喚的樓層且電梯的運(yùn)行方向和召喚按鈕的方向一致時(shí)，廳外召喚即被消號(hào)。當(dāng)在安全回路 繼電器動(dòng)作、轎內(nèi)電鎖斷開、檢修等狀態(tài)下指令信號(hào)不予登記，登記的信號(hào)即刻消號(hào)。(1) 內(nèi)指令信號(hào)處理內(nèi)指令信號(hào)的處理包括信號(hào)的登記、顯示基本層(停車)消息。信號(hào)的登記采用自鎖 原理，不論電梯上行或下行

36、，當(dāng)轎廂運(yùn)行至有內(nèi)指令的樓層時(shí)，均要換速停車，并消除登 記信號(hào)，不需反射信號(hào)。(2) 外召喚信號(hào)的處理廳外召喚信號(hào)同樣需要進(jìn)行登記，顯示本層停車信號(hào)，此外還具有反向進(jìn)行保號(hào)功能。3電梯上行(1)當(dāng)電梯停于1樓(1F)或2F、3F時(shí)，4樓呼叫(X011、X017)，當(dāng)電梯門關(guān)上再上 行，上行到4樓碰到行程開關(guān)(X003)后停止并自動(dòng)或手動(dòng)開門。 電梯停于 仆或2F，3F呼叫(X010、X015)，當(dāng)電梯門關(guān)上再上行，碰到3樓行程開 關(guān)(X002)后停止并自動(dòng)或手動(dòng)開門。(3) 電梯停于1F，2F呼叫(X007、X013)，當(dāng)電梯門關(guān)上再上行，碰到2F(X001行程開 關(guān)后停止并自動(dòng)或手動(dòng)開門。

37、電梯停于1F，2F(X007、X013)，3F(X010、X015)同時(shí)呼叫，當(dāng)電梯門關(guān)上再上行， 碰到2F行程開關(guān)(X001)后停5秒，并自動(dòng)或手動(dòng)開門，當(dāng)電梯門關(guān)上再上行，繼續(xù)上行到 碰到3F行程開關(guān)(X002)后停止并自動(dòng)或手動(dòng)開門。(5) 電梯停于1F，3F(X010、X015)、4F(X011、X017)同時(shí)呼叫，當(dāng)電梯門關(guān)上再上行， 電梯上行到3樓碰到行程開關(guān)(X002)后，停5秒并自動(dòng)或手動(dòng)開門，當(dāng)電梯門關(guān)上再上行， 繼續(xù)上行到碰到4F行程開關(guān)(X003)后停止并自動(dòng)或手動(dòng)開門。(6) 電梯停于1樓，2樓(X007、X013)、4(X011、X017)樓同時(shí)呼叫，當(dāng)電梯門關(guān)上再

38、上行，電梯上行到2樓碰到行程開關(guān)(X001)后停5秒并自動(dòng)或手動(dòng)開門，當(dāng)電梯門關(guān)上再上 行，繼續(xù)上行到4樓行程開關(guān)(X003)停止并自動(dòng)或手動(dòng)開門。(7) 電梯停于 1 樓，2(X007、X013)、3(X010、X015)、4(X011、X017)樓同時(shí)呼叫，當(dāng) 電梯門關(guān)上再上行，電梯上行到2樓碰到行程開關(guān)(X001)后停5秒并自動(dòng)或手動(dòng)開門，當(dāng)電 梯門關(guān)上再上行，繼續(xù)上行到3樓碰到行程開關(guān)(X002)后停5秒并自動(dòng)或手動(dòng)開門，當(dāng)電梯 門關(guān)上再上行繼續(xù)上行到4樓碰到行程開關(guān)(X003)后停止并自動(dòng)或手動(dòng)開門。(8) 電梯停于2樓，3(X010、X015)、4(X011、X017)樓同時(shí)呼叫，當(dāng)電梯門關(guān)上再上行， 電梯上行到3樓碰到行程開關(guān)(X002)后停5秒并自動(dòng)或手動(dòng)開門當(dāng)電梯門關(guān)上再繼續(xù)上行到 4樓碰到行程開關(guān)(X003)后停止并自動(dòng)或手動(dòng)開門。4電梯下行(1)電梯停于4樓或3樓或2樓，1樓呼叫(X006、X012)，當(dāng)電梯門關(guān)上再下行，電梯 下行到1樓碰到行程開關(guān)(X000)后停止并自動(dòng)或手動(dòng)開門。 電梯停于4樓或3樓，2樓呼叫(X007、X014)，當(dāng)電梯門關(guān)上再下行，電梯下行到 2樓碰到行程開關(guān)(X001)后停止并自動(dòng)或手動(dòng)開門(3)電梯停于4樓，3樓呼叫(X010、X016)，當(dāng)電梯門關(guān)上再下行，電梯下行到3樓碰 到行程開關(guān)(X002)后停止并自動(dòng)或手動(dòng)開