基于PLC電梯控制設(shè)計.doc

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1、西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 目 錄 1 緒論1 1.1 電梯設(shè)計背景 .3 1.1.1 電梯的發(fā)展3 1.1.2 電梯的分類3 1.1.3 電梯的主要組成部分5 1.1.4 電梯的安全保護(hù)裝置5 1.2 電梯的設(shè)計平臺 .5 1.2.1 元器件總的選擇原則6 2 方案論證部分 .7 2.1 傳動方案論證 .7 2.1.1 卷繞式傳動7 2.1.2 電氣控制運(yùn)用 7 2.2 電梯控制方案 .8 2.2.1 常見的控制方法8 2.2.2 PLC 程序的設(shè)計.9 2.3 PLC 的基本概念9 2.3.1 PLC 的特點(diǎn).9 2.3.2 PLC 的基本結(jié)構(gòu)11 2.3.3 PLC 的工

2、作原理12 2.4 電梯控制系統(tǒng) 13 2.4.1 PLC 選型13 2.4.2 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn)13 2.4.3 電梯運(yùn)行圖.13 3 電梯結(jié)構(gòu)設(shè)計 16 3.1 電梯曳引機(jī)的選用 16 3.2 電梯轎廂的設(shè)計 16 3.3 電梯導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)計 17 3.4 電梯門系統(tǒng)的設(shè)計 17 3.5 鋼絲繩的選用 18 4 電梯信號控制系統(tǒng)的設(shè)計 19 4.1 電梯的功能概述 19 4.1.1 電梯基本功能.19 4.2 電梯信號要求 20 4.2.1 電梯上行功能.20 4.2.2 電梯下行功能.22 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 4.2.3 電梯門的自動功能.24 4.2.4 電

3、梯門的手動功能.24 4.2.5 顯示功能.24 4.3 電梯基本功能 24 4.3.1 電梯總功能模塊圖.24 4.3.2 電梯內(nèi)部件功能簡介.24 4.3.3 電梯外部件功能簡介.24 4.3.4 電梯初始狀態(tài)，運(yùn)行中狀態(tài)和運(yùn)行后狀態(tài)分析.25 4.4 電梯結(jié)構(gòu) 25 4.5 電梯 PLC 程序設(shè)計 25 4.5.1 PLC I/O 地址分配25 4.5.2 PLC 程序中的 I/O 點(diǎn)定義26 參考文獻(xiàn) 28 致謝 28 附 錄 A29 附 錄 B38 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 1 1 緒論緒論 1.11.1 電梯設(shè)計背景電梯設(shè)計背景 1.1.1 電梯的發(fā)展 隨著城市建

4、設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中 有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具，與人們的日常生 活密不可分。在許多交通設(shè)備中，電梯是自動化程度最高的先進(jìn)設(shè)備的一種。 以前的電梯主要采用單片機(jī)控制，其性能等各方面都不太完善，現(xiàn)在電梯控制 系統(tǒng)廣泛采用 PLC，從電梯的性能、器件的靈活性及安全保障方面等都有了很 大的提高。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼 叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏 輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。 目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機(jī)作為

5、信號控制單元，完成 電梯信號的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運(yùn)行功 能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代 微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號集選控制。 在現(xiàn)代社會和經(jīng)濟(jì)活動中電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志，特別是 在高樓層建筑中電梯是不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備。電梯作為垂直運(yùn)輸?shù)纳翟O(shè) 備，起特點(diǎn)是在高層建筑物中所占的面積很小，同時通過電氣或其它的控制方 式可以將乘客或貨物安全、合理、有效地送到不同樓層， 基于這些優(yōu)點(diǎn)，在建 筑業(yè)特別是在高層建筑飛速發(fā)展的今天，電梯行業(yè)也隨之進(jìn)入了新的發(fā)展時期。 生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯在進(jìn)步，電梯發(fā)展到今天,在使用需求

6、和新 技術(shù)應(yīng)用方面都進(jìn)入到全面發(fā)展時期，隨著智能化,信息化建筑的興起與完善, 要求電梯不只是完成垂直運(yùn)輸?shù)幕竟δ?還應(yīng)以人為本,提高舒適度,特別是從 電梯的控制智能化角度考慮電梯已經(jīng)不再是單一的“時間最短”問題,而是采用 模糊理論,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),專家系統(tǒng)等方法,以期實(shí)現(xiàn)單梯與群控管理的最佳模式,合 理的配置與使用,遠(yuǎn)程控制與故障診斷,節(jié)能以及減少環(huán)境污染等。 1.1.2 電梯的分類 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T70241997電梯，自動扶梯，自動人行道術(shù)語 ，電 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 梯的定義為：服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備，它具有一個轎廂，運(yùn)行在至 少兩列垂直的或傾斜角小于

7、15的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘 客出入或裝卸貨物。 雖然，電梯是一種間歇動作的，沿垂直方向運(yùn)動的，有電力驅(qū)動的，完成 方便載人或運(yùn)送貨物任務(wù)的升降設(shè)備。在建筑設(shè)備中屬于起重機(jī)械，而在機(jī)場、 車站、大型商夏等公共場所普遍使用的自動扶梯和自動人行道，按專業(yè)定義則 屬于一種在傾斜或水平方向上完成連續(xù)運(yùn)輸任務(wù)的輸送機(jī)械，他只是電梯家族 中的一個分支。目前美、日、英、法、等國家則習(xí)慣于將電梯自動扶梯和自動 人行道都?xì)w為垂直運(yùn)輸設(shè)備。 由于建筑物的用途不同，客、貨流量也不同，故需配置各種類型的電梯， 因此各個國家對電梯的分類也采用不同的方法。根據(jù)我國的行業(yè)習(xí)慣，大致歸 納如下： （1）按速度

8、分類 低速電梯 快速電梯 高速電梯 超高速電梯 （2）按用途分類 乘客電梯 住宅電梯 觀光電梯 載貨電梯 客貨兩用電 梯 醫(yī)用電梯 服務(wù)電梯 車輛電梯 自動扶梯 自動人行道 其他電梯 （3）按驅(qū)動方式分類 交流電梯 直流電梯 液壓電梯 齒輪齒條電梯 螺桿式 電梯 直線電動機(jī)驅(qū)動的電梯 （4）按有無司機(jī)分類 有司機(jī)電梯 無司機(jī)電梯 有/無司機(jī)電梯 （5）按控制方式分類 手柄操縱控制電梯 按鈕控制電梯 信號控制電梯 集選控 制電梯 5） 并聯(lián)控制電梯 群控智能電梯 微機(jī)控制電梯 （6）按曳引機(jī)結(jié)構(gòu)分類 有齒曳引機(jī)電梯 無齒曳引機(jī)電梯 （7）其他分類方式 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 5

9、按轎廂尺寸的大小時，經(jīng)常使用“小型” ， “超大型”等詞來描述電梯。按 機(jī)房位置不同可分為：機(jī)房位于井道頂部的上置電梯，機(jī)房位于井道底部或底 部旁側(cè)的下置電梯。近些年來還出現(xiàn)了小機(jī)房電梯和無機(jī)房電梯。 1.1.3 電梯的主要組成部分 （1）曳引部分通常由曳引機(jī)和曳引鋼絲繩組成。電動機(jī)帶動曳引機(jī)旋轉(zhuǎn)使 轎廂上下運(yùn)動。 （2）轎廂和廳門轎廂由轎架、轎底、轎壁和轎門組成;廳門一般有封閉式、 中分式、雙折式、雙折中分式和直分式等。 （3）電器設(shè)備及控制裝置有曳引機(jī)，選層器傳動及控制柜、轎廂操縱盤、 呼梯按鈕和廳站指示器組成。 （4）其它裝置對重裝置、補(bǔ)償裝置等。 1.1.4 電梯的安全保護(hù)裝置 （1）

10、電磁制動器，裝于曳引機(jī)軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通 電松閘，停層后斷電制動。 （2）強(qiáng)迫減速開關(guān)，其分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過端站換速 未減速時，轎廂上的撞塊就觸動此開關(guān)，通過電器傳動控制裝置，使電動機(jī)強(qiáng) 迫減速。 （3）限位開關(guān)，當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動 作，切斷電源并制動，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)過端站時，此開關(guān) 動作。 （5）急停按鈕，裝于轎廂司機(jī)操縱盤上，發(fā)生異常情況時，按此按鈕切斷 電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。 （6）廳門開關(guān)，每個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;在 運(yùn)行中如出

11、現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。 （7）關(guān)門安全開關(guān)，常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門過程中如 安全觸板碰到乘客時，發(fā)出信號，門電機(jī)停止關(guān)門，反向開門，延時重新開門， 此外還有紅外線開關(guān)等。 （8）超載開關(guān)，當(dāng)超載時轎底下降開關(guān)動作，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。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 1.21.2 電梯的設(shè)計平臺電梯的設(shè)計平臺 我們所設(shè)計的電梯是一種用 PLC 控制信號的電梯，在信號控制上，我們采 用計算機(jī)與 PLC 連接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)利用可編程控制器軟件編程，利用梯形圖等手 段觀察語句點(diǎn)的邏輯運(yùn)行情況，同時也做到了計算機(jī)觀測和

12、控制整個系統(tǒng)的信 號，改變了手工編程的諸多不便。在編程上我們增加了鎖定按鈕功能，單行控 制，門的開關(guān)控制部分，樓層顯示功能，運(yùn)行狀態(tài)顯示，內(nèi)請求按鈕功能等， 改變了以前單純的一點(diǎn)控點(diǎn)的設(shè)計思想，讓我們的產(chǎn)品更接近現(xiàn)實(shí)生活中的是 用電梯。 1.2.1 元器件總的選擇原則 （1）體積小、重量輕、整體的協(xié)調(diào)性好； （2）精度和靈敏度高、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、信噪比高； （3）安全可靠、壽命長； （4）便于接線和控制； （5）不容易受其他元件影響，也不影響外部環(huán)境； （6）經(jīng)濟(jì)性好； （7）可靠性。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 2 2 方案論證部分方案論證部分 2 2. .1 1 傳動方案

13、論證傳動方案論證 2.1.1 卷繞式傳動 卷繞式如圖 2-1 所示，常用電梯的拖動方式有：卷繞式和對重式兩種。對 重式雖然可以大大減小電動機(jī)的額定功率，從而減少投資，降低能耗；但是對 重系統(tǒng)的平衡性要求比較高，在設(shè)計時計算也比較復(fù)雜，對曳引輪，減速器， 曳引鋼絲繩都有特殊的處理要求，所需的元器件也不容易購買，同時也不容易 用別的器件來代替。而卷繞式原理簡單直觀，計算也比較方便。 圖 2-1 卷繞式拖動圖 2.1.2 電氣控制運(yùn)用 二極管和數(shù)碼管：樓層顯示器和狀態(tài)顯示器是電梯模型的基本功能之一， 實(shí)際生活中是當(dāng)乘客到電梯前一方面要了解電梯當(dāng)前的位置，另一方面還要了 解電梯的運(yùn)行狀態(tài)；而我們的電梯

14、模型是從數(shù)碼管顯示器上得知電梯轎廂當(dāng)前 位置，從二極管的發(fā)光來判斷電梯轎廂的運(yùn)行情況。 行程開關(guān)：行程開關(guān)是電梯模型的關(guān)鍵器件之一，當(dāng)轎廂到達(dá)某樓層后碰 它，它將傳送一個信號給 PLC。 點(diǎn)動按鈕：點(diǎn)動按鈕是乘客呼叫的請求工具，乘客可以通過按請求按鈕把 相應(yīng)的信號傳輸個 PLC 讓電梯模型作出相應(yīng)的動作響映。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 繼電器：因?yàn)槲覀兯m用的電壓是 220V，非安全電壓，所以我們在設(shè)計時 盡量以安全為前提，采用遠(yuǎn)程控制換相。 2.22.2 電梯控制方案電梯控制方案 2.2.1 常見的控制方法 （1）采用繼電器 所需繼電器繁多 假設(shè)我們采用繼電器作為信號控制，

15、一個五層樓的電梯有，十個行程開關(guān) （包括五個樓層的行程開關(guān)，開門關(guān)門的行程開關(guān)，上下極限行程開關(guān)） ，十四 個按鈕（包括五個樓層的八個上下請求按鈕，轎廂內(nèi)五個樓層的五個請求按鈕 和開關(guān)門的兩個請求按鈕） ， 我沒有去算過到底需要多少個繼電器，但我們都 學(xué)過數(shù)學(xué)，當(dāng)電梯停于不同樓層時必須用不同的繼電器來表示它的信號，期間 還需開門和關(guān)門等信號也需要不同的繼電器來控制，但我們可以想象所需的繼 電器一定不少。 排線困難 假設(shè)我們采用繼電器控制，數(shù)百個繼電器，要把它的信號分別按要求接出 來除了需要一定的時間和精力外，還有就是這樣繁多的線路不僅所占空間龐大， 而且所要接的線也很多，很容易出錯，由于又沒有

16、專門的排線工具，所以給排 線也帶來極大困難。 信號不穩(wěn)定 由于繼電器較多難以保證接觸的穩(wěn)定性，所以造成信號的不穩(wěn)定。 （2）采用微機(jī)控制 技術(shù)難以保證； 經(jīng)濟(jì)性不好。 如果我們采用微機(jī)控制，的確可以方便觀察整個流程的動態(tài)情況，但由于 我們所學(xué)知識所限，和現(xiàn)階段的硬件條件不成熟，所以很難做到。同時采用微 機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)也不是很理想，所以采用微機(jī)控制不是最佳選擇。 （3）采用 PLC 作為信號控制 優(yōu)點(diǎn)： 可靠性高； 編程簡單； 通用性好； 功能強(qiáng)大； 體積小、功 率底； 缺點(diǎn)： 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 可編程控制器 PLC 經(jīng)濟(jì)性不好。 綜合以上兩種信號控制的特點(diǎn)：考慮現(xiàn)有的條

17、件和可操作性，采用 PLC 控制電梯母性信號。 2.2.2 PLC 程序的設(shè)計 PLC 編程的方法有：（1）順序控制； （2）選擇分支控制； （3）并行 分支控制。 電梯作為一個多信號的控制系統(tǒng)，如果采用單一的方法編輯程序是根本不 可能實(shí)現(xiàn)它的功能。首先我們分析電梯的流程，簡意流程圖如圖 3- -2 所示。從 電梯的簡意流程圖來看，當(dāng)按下命令按鈕后，PLC 要處理的信號是多種的，經(jīng) 過判斷后，要執(zhí)行的命令就只有四種；（1）是曳引電機(jī)正轉(zhuǎn)（電梯的轎廂上行） ；（2）是曳引電機(jī)反轉(zhuǎn)（電梯的轎廂下行） ；（3）開關(guān)門電機(jī)正轉(zhuǎn)（開門） ； （4）開關(guān)門。 電機(jī)反轉(zhuǎn)（關(guān)門） ，而且這四種情況在一定條件下

18、還不成并列關(guān)系，為此我 們使用選擇分支控制步進(jìn)程序。 按命令按鈕 經(jīng) PLC 處理 曳引電機(jī)正轉(zhuǎn)電梯上行曳引電機(jī)反轉(zhuǎn)電梯下行 開關(guān)門電機(jī)正轉(zhuǎn)（開門） 開關(guān)門電機(jī)反轉(zhuǎn)（開門） 停 5s 圖 2-2 電梯動作流程簡意圖 結(jié) 束 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 2.32.3 PLCPLC 的基本概念的基本概念 2.3.1 PLC 的特點(diǎn) （1）可靠性高 可編程控制器采用了微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無接觸點(diǎn)的半導(dǎo)體集 成電路完成，內(nèi)部處理過程不依靠與機(jī)械觸點(diǎn)，而是通過對存儲器的內(nèi)容進(jìn)行 讀或?qū)憗硗瓿桑虼瞬粫霈F(xiàn)繼電接觸器控制系統(tǒng)的接線老化，觸點(diǎn)接觸不良， 觸點(diǎn)電弧等現(xiàn)象，此外，在制造

19、工藝上加強(qiáng)了抗干擾措施。如在輸入，輸出端 口均采用了光電隔離電路，使外部電路與內(nèi)部電路之間避免了直接電的聯(lián)系， 可有效的控制外部電磁干擾。PLC 還具有完善的自診斷功能，檢查判斷故障方 便，因而便于維修。PLC 特殊的外殼封裝結(jié)構(gòu)，使其具有良好的密封、防塵、 抗震等的作用，因此可以工作在環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場。由于 PLC 具有高可靠性， 其平均故障時間約為 25 萬個小時。 （2）編程簡單 PLC 的最大特點(diǎn)是采用了易學(xué)易懂的梯形語言。它是以計算機(jī)軟件技術(shù)構(gòu) 造成人們已習(xí)慣的繼電器模型，形成一套獨(dú)立具有風(fēng)格的以繼電器線路圖為基 礎(chǔ)的形象編程語言。梯形圖語言的電路符號和表達(dá)式與繼電接觸器電路接線圖

20、 相當(dāng)接近，只用 PLC 的幾十條開關(guān)量邏輯指令就可以實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。 只要通過如閱讀 PLC 的實(shí)用手冊或接收短信期培訓(xùn)，電氣操作人員就可以編制 用戶程序。梯形圖語言實(shí)際是一種面向用戶的高級語言。PLC 在執(zhí)行梯形圖時， 通過解釋程序?qū)⑺胺g”成匯編語言去執(zhí)行。與直接用匯編語言編寫相比， 雖然執(zhí)行時間要長些，但對大多數(shù)自動控制系統(tǒng)來說是微不足道的。 （3）通用性好 PLC 是通用軟件來實(shí)現(xiàn)控制的，同一臺 PLC 可用于不同的控制對象，只需 改變軟件就可以實(shí)現(xiàn)不同的控制要求，充分體現(xiàn)了靈活性，通用性。各種 PLC 都有各自的系列產(chǎn)品，不同機(jī)型功能基本相同，可以互換，可以根據(jù)控制要求 進(jìn)

21、行擴(kuò)展，包括容量擴(kuò)展，功能擴(kuò)展，可以進(jìn)一步滿足控制需要。 （4）功能強(qiáng)大 PLC 不僅可以完成邏輯運(yùn)算，計數(shù)，定時功能，還可以完成算術(shù)運(yùn)算以及 A/D、D/A 轉(zhuǎn)換等。PLC 最廣泛的應(yīng)用場合是對開關(guān)量進(jìn)行邏輯運(yùn)算和順序控制， 同時還可以應(yīng)用對模擬量的控制。PLC 可以控制一臺單機(jī)，一條生長線，還可 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 以可控制一個機(jī)群，多條生產(chǎn)線，可以現(xiàn)場控制，也可以遠(yuǎn)距離控制，可控制 簡單系統(tǒng)，也可以控制復(fù)雜系統(tǒng)。在大系統(tǒng)控制中，PLC 可以作為下位機(jī)與上 位機(jī)或同級的 PLC 之間進(jìn)行通信，完成數(shù)據(jù)的處理和信息交換，實(shí)現(xiàn)對整個生 產(chǎn)過程的信息控制和管理。 （5）

22、體積小，功率底 由于 PLC 采用半導(dǎo)體集成電路，因此具有體積小，質(zhì)量輕，功率底的特點(diǎn)， 而且設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊堅固，易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想設(shè) 備。 2.3.2 PLC 的基本結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算 機(jī)相同，如圖 1 所示： 圖 2-3 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 中央處理單元(CPU)是 PLC 的控制中樞。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接 收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O 以及警戒 定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時，首先它 以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)

23、據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然 后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行 邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí) 行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性， 近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。 這樣，即使某個 CPU 出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 2.3.3 PLC 的工作原理 PLC 是采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的方

24、式進(jìn)行工作的。即 PLC 運(yùn)行時， CPU 根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號 （或地址號）作周期性循環(huán)掃描。如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條 順序執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束，然后重新返回第一條指令，開始下一輪新 的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新 等工作周而復(fù)始。 PLC 的掃描工作過程可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段，并進(jìn)行 周期性循環(huán)。 （1）輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將 它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行 和輸出刷新

25、階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象 區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該 脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能 被讀入。 （2）用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯 形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控 制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn) 算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中對應(yīng)位的 狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要

26、執(zhí) 行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn) 在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映 象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯 形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作 用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 （3）輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出

27、鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動 相應(yīng)的外設(shè)，這時，才是 PLC 的真正輸出。 2.42.4 電梯控制系統(tǒng)電梯控制系統(tǒng) 2.4.1 PLC 選型 對 PLC 選型，首先確定 PLC 的輸入輸出點(diǎn)數(shù)。PLC 需要的 I/O 點(diǎn)數(shù)隨電梯 層數(shù)的不同而不同。經(jīng)過對本次設(shè)計的內(nèi)容以及世界眾多廠家生產(chǎn)的各種型號 PLC 的對比，決定選用德國西門子生產(chǎn)的 S7-200 系列的 PLC 產(chǎn)品。S7-200 可編 程控制器是德國西門子公司研制的一種可編程控制器,它工作可靠功能強(qiáng)大，編 程方便，輸出端可直接驅(qū)動 2A 的繼電器或接觸器的線圈，抗干擾能力強(qiáng)，因此， 能夠滿足電梯對電氣控制系統(tǒng)的要求。S7-200 系列小

28、型 PLC(MicroPLC)可應(yīng)用 于各種自動化系統(tǒng),緊湊的結(jié)構(gòu)。低廉的成本, S7-200PLC 成為各種小型控制任 務(wù)理想的解決方案。利用西門子 S7-200 可編程序控制器編寫一個五層電梯的控 制系統(tǒng)。分別完成橋廂內(nèi)指令。廳外召喚指令，樓層位置指示，平層換速控制， 開門控制等控制任務(wù)。STEP-Micro/WIN32 是 S7-200 系統(tǒng)的 PLC 的編程軟件， 該軟件在 Windows 平臺上運(yùn)行?；静僮髋c once 等標(biāo)準(zhǔn) Windows 軟件相類似， 簡單易學(xué)。其基本功能是有助用戶完成應(yīng)用軟件任務(wù)。例如創(chuàng)建用戶程序修改 和編輯過程中編輯具有簡單語法檢查功能。 2.4.2 PL

29、C 控制電梯的優(yōu)點(diǎn) （1）在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)行的自動控制，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)簡單，外部線路簡化。 （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)行故障自動檢測與報警顯示，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）更改控制方案時不需改動硬件接線。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 2.4.3 電梯運(yùn)行圖 電梯上行和下行運(yùn)動流程圖如圖 2-4 所示。 電梯運(yùn)行總流程圖 2-5 所示。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 15

30、圖 2-4 電梯上升下降運(yùn)動流程圖 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 初始化 是否有門廳呼 是否目標(biāo) 確認(rèn)本層與目標(biāo)層 電梯選向 電梯啟動，加速運(yùn)有 電梯勻速運(yùn)行 樓層檢測 是否有驕廂呼 電梯減速 平層檢測 開門 電梯制動 延時 關(guān)門 是否停止運(yùn)行 N Y N Y N Y Y N 停止 圖 4-2 電梯運(yùn)行總流程圖 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 3 3 電梯結(jié)構(gòu)設(shè)計電梯結(jié)構(gòu)設(shè)計 通過對真實(shí)電梯的運(yùn)行情況及結(jié)構(gòu)組成的觀察和分析后，我們并考慮到設(shè) 計產(chǎn)品的可實(shí)現(xiàn)性及市場調(diào)研的具體情況。對本次電梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計作如下設(shè)計。 3.13.1 電梯曳引機(jī)的選用電梯曳引機(jī)的選用 （1

31、）我們根據(jù)實(shí)際要求，立足市場，考慮實(shí)現(xiàn)性和經(jīng)濟(jì)性，采用可逆減速 電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的普通電機(jī)和減速器。 （2）由于不采用電機(jī)和減速器進(jìn)行傳輸動力和進(jìn)行減速，怎樣實(shí)現(xiàn)動力傳 輸使轎廂上下運(yùn)行也是一個關(guān)鍵的問題。經(jīng)過設(shè)計和指導(dǎo)老師的指點(diǎn)我們選用 卷繞式曳引機(jī)，用卷筒代替曳引輪，卷筒卡在與電機(jī)相連的軸上，在卷筒上繞 線通過導(dǎo)向輪帶動轎廂。其形狀如圖 3-1 所示。 圖 3-1 卷繞式曳引機(jī)圖 3.23.2 電梯轎廂的設(shè)計電梯轎廂的設(shè)計 電梯的轎廂主要是能直觀的顯示電梯的運(yùn)行情況，因此，我們只做了一轎 廂的框架，用 25 號角鋼焊接而成（如圖 3-2 所示） 。主要是因?yàn)椋?（1）用角鋼焊接容易在上面加工安

32、裝其它部件的孔。 （2）角剛重量較輕。 （3）價格比較適中，經(jīng)濟(jì)性較好。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 3-2 電梯轎箱圖 3.33.3 電梯導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)計電梯導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)計 在設(shè)計中，我們考慮到采用槽鋼做導(dǎo)軌，但經(jīng)濟(jì)性不好。由于要在轎廂和 各樓層安裝按鈕和樓層顯示器，會在框架上加工孔，同時為了方便我們的安裝 和排線工作，我們?nèi)圆捎?25 號角鋼焊接一矩形框架，并在導(dǎo)軌架的兩邊鉆孔， 用木條把鎖住導(dǎo)軌，我們根據(jù)真實(shí)電梯導(dǎo)軌的功能選用窗簾導(dǎo)軌作為導(dǎo)軌。用 窗簾導(dǎo)軌相配的滑輪作為導(dǎo)靴，連接時，我們用頂部有孔的螺釘連接滑輪與轎 廂。整個設(shè)計過程都采用滿足功能要求的物件代替，整個結(jié)構(gòu)體

33、現(xiàn)了簡單、經(jīng) 濟(jì)、合理等特點(diǎn)。 3.43.4 電梯門系統(tǒng)的設(shè)計電梯門系統(tǒng)的設(shè)計 電梯門系統(tǒng)從形式上分為中分門和旁開兩種。本設(shè)計選用的是中分門系統(tǒng)。 電梯的門系統(tǒng)主要包括轎門（轎廂門） ，廳門（層門） ，開門關(guān)門機(jī)構(gòu)，安 全裝置以及附屬的零部件，對于電梯特別是乘客電梯來講，門系統(tǒng)是不可缺少 的安全保護(hù)設(shè)施，它可有效地防止候梯人員和物品墜落井道或是轎內(nèi)人員和物 品與井道相碰闖而發(fā)生危險。如圖 3-3 所示。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 3-3 中分門形狀圖 由于經(jīng)費(fèi)的欠缺和門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，在制作的時候我們簡化了門系統(tǒng) 只做了一個控制面板來代替演示門系統(tǒng)的功能。 3.53.

34、5 鋼絲繩的選用鋼絲繩的選用 鋼絲繩的種類：鋼絲繩的分類方法較多，各國的分法不同，常見的有按鋼 繩結(jié)構(gòu)、捻向、表面、用途、強(qiáng)度等分類。品種的多樣，反映了用途的多樣。 電梯鋼絲繩的選擇：鋼絲繩由繩股、繩股鋼絲和繩芯組成。電梯鋼絲繩是 以單繩股圍繞繩芯呈螺旋狀捻制而成。通常采用 5065 號優(yōu)質(zhì)碳素鋼或 60Si2Mn 鋼絲。為了安全，電梯鋼絲繩用特號或 1 號鋼絲，其鋼絲直徑限制在 0.31.3mm 之間。常用的電梯曳引鋼絲繩有西魯式（X 型）和瓦靈吞式（W 型） 。 目前，國產(chǎn)電梯普遍使用西魯式 8 或 6 鋼絲股的鋼絲繩，其中 8X（19）應(yīng)用較 多。 電梯上專用的鋼絲繩稱為曳引鋼絲繩，也稱

35、為曳引繩。它繞過曳引輪，導(dǎo) 向輪后，一端與轎廂連接，另一端與電機(jī)連接。 正確選擇、使用和維護(hù)電梯曳引鋼絲繩不僅關(guān)系到電梯的安全和正常運(yùn)行， 而且對延長使用壽命也是至關(guān)重要的。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 4 4 電梯信號控制系統(tǒng)的設(shè)計電梯信號控制系統(tǒng)的設(shè)計 4.14.1 電梯的功能概述電梯的功能概述 電梯是把實(shí)現(xiàn)電梯按一定比例縮小或精簡而設(shè)計的，而我們所設(shè)計的電梯 是實(shí)現(xiàn)電梯的一個縮影。它由 PLC 控制轎廂內(nèi)具有指令按鈕登記的電梯，隔層 站上設(shè)有上下召喚按鈕（頂、底層只有向上或向下的按鈕） ，轎廂的操縱箱上設(shè) 有選層按鈕。PLC 依照進(jìn)入轎廂你欲去的層站，按下選層按鈕，登記

36、指令信號。 廳站乘客按下招呼按鈕時，操縱向上的召喚燈亮 PLC 可跟據(jù)閃亮的順序向召喚 燈按下選層按鈕，登記順向呼梯信號。電梯轎廂在從基站向上行駛的過程中按 登記信號逐一?？恐敝恋怯浶盘柕淖罡邔诱尽Ｈ缓?，PLC 依然轎廂內(nèi)向下指令 和閃亮的向下召喚信號燈，按下選層按鈕登記所有向下信號，電梯轎廂在向下 的到行程中逐一依靠每次?？繒r轎廂自動減速，平層開門，關(guān)門并起動運(yùn)行。 4.1.1 電梯基本功能 （1）電梯的顯示功能 電梯的顯示功能分樓層顯示功能和狀態(tài)顯示功能。樓層顯示功能轎廂當(dāng)前 所處的位置。從數(shù)碼管上可以顯示轎廂所處層樓；狀態(tài)顯示功能是顯示轎廂的 運(yùn)行狀態(tài)，其上可以顯示轎廂是上行，下行還是停

37、止。狀態(tài)顯示功能里還有按 鈕狀態(tài)顯示功能，它可以判斷該按鈕是處于請求狀態(tài)，還是空閑狀態(tài)。 （2）電梯的記憶功能 電梯的記憶功能是電梯處于繁忙時的處理命令的功能，當(dāng)電梯處于一種狀 態(tài)，而另一種狀態(tài)呼叫時，當(dāng)它完成前一任務(wù)，再接著完成后一任務(wù)。 （3）電梯的上行功能 電梯的上行功能是電梯的最基本功能。就是當(dāng)電梯的轎廂處于呼叫層之下 時，轎廂能運(yùn)行到呼叫層。 （4）電梯的下行功能 電梯的下行功能是電梯的最基本功能。就是當(dāng)電梯的轎廂處于呼叫層之上 時，轎廂能運(yùn)行到呼叫層。 （5）電梯的開關(guān)門功能 電梯的開關(guān)門功能是當(dāng)電梯的轎廂?？磕硨雍缶哂虚_門，關(guān)門的功能。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 2

38、1 4.24.2 電梯信號要求電梯信號要求 4.2.1 電梯上行功能 （1）當(dāng)轎廂停于 1F 或 2F，3F 時，4F 時，在 5F 呼叫時，則轎廂上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門，碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 （2）當(dāng)轎廂停于 1F 或 2F 時，3F 時，在 4F 呼叫時，則轎廂上行到 4F 碰 4F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后 關(guān)門，碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 （3）當(dāng)轎廂停于 1F 或 2F 時，在 3F 呼叫時，則轎廂上行到 3F 碰 3F 的行 程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程

39、開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門， 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 （4）當(dāng)轎廂停于 1F 時，在 2F 呼叫時，則轎廂上行到 2F 碰 2F 的行程開關(guān) 后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門，碰關(guān)門 行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 （5）當(dāng)轎廂停于 1F，若在 2F，3F，4F，5F 同時呼叫時，則轎廂先上行到 2F 碰 2F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。然后上行到 3F 碰 3F 的行程開關(guān) 后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門，碰關(guān)門 行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。再繼續(xù)上

40、行到 4F 碰 4F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開 門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門，碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 最后上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束， 開門后待 5s，然后關(guān)門，碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 （6）當(dāng)轎廂停于 1F，若在 2F，3F，5F 同時呼叫時，則轎廂先上行到 2F 碰 2F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s， 然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。關(guān)門結(jié)束，繼續(xù)上行到 3F 碰 3F 的行 程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)

41、束。再繼續(xù)上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門， 碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門 結(jié)束。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 （7）當(dāng)轎廂停于 1F，若在 2F，4F，5F 呼叫時，則轎廂先上行到 2F 碰 2F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān) 門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。繼續(xù)上行到 4F 碰 4F 的行程開關(guān)后停止，開 門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)， 關(guān)門結(jié)束。再繼續(xù)上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān) 后開門結(jié)束

42、，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 （8）當(dāng)轎廂停于 1F，若在 3F，4F，5F 呼叫時，則轎廂先上行到 3F 碰 3F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān) 門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。繼續(xù)上行到 4F 碰 4F 的行程開關(guān)后停止，開 門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)， 關(guān)門結(jié)束。再繼續(xù)上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān) 后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 （9）當(dāng)轎廂停于 1F，若在 3F, 5F 呼叫時，則轎廂先上行到 3F

43、碰 3F 的行 程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。再繼續(xù)上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門， 碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門 結(jié)束。 (10) 當(dāng)轎廂停于 1F，若在 2F, 5F 呼叫時，則轎廂先上行到 2F 碰 2F 的行 程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。再繼續(xù)上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門， 碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門 結(jié)束。 (11)

44、當(dāng)轎廂停于 1F，若在 4F，5F 呼叫時，則轎廂先上行到 4F 碰 4F 的行 程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。再繼續(xù)上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門， 碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門 結(jié)束。 (12) 當(dāng)轎廂停于 2F，若在 3F，4F,5F 同時呼叫時，則轎廂上行到 3F 碰 3F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān) 門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束，繼續(xù)上行到 4F 碰 4F 的行程開關(guān)后停止，開 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)

45、計（論文） 23 門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)， 關(guān)門結(jié)束。再繼續(xù)上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān) 后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 (13) 當(dāng)轎廂停于 2F，若在 3F, 5F 呼叫時，則轎廂先上行到 3F 碰 3F 的行 程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。再繼續(xù)上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門， 碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門 結(jié)束。 (14) 當(dāng)轎廂停于 2

46、F，若在 4F，5F 呼叫時，則轎廂先上行到 4F 碰 4F 的行 程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。再繼續(xù)上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門， 碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門 結(jié)束。 (15) 當(dāng)轎廂停于 3F，若在 4F, 5F 呼叫時，則轎廂先上行到 4F 碰 4F 的行 程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。再繼續(xù)上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門， 碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，

47、然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門 結(jié)束。 (16) 當(dāng)轎廂停于 4F，則轎廂上行到 5F 碰 5F 的行程開關(guān)后停止，開門， 碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門 結(jié)束。 4.2.2 電梯下行功能 （1）當(dāng)轎廂停于 5F 或 4F,3F，2F 時，在 1F 呼叫時，則轎廂下行到 1F 碰 1F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后 關(guān)門，碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 （2）當(dāng)轎廂停于 5F 或 4F, 3F 時，在 2F 呼叫時，則轎廂下行到 2F 碰 2F 的 行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s

48、，然后關(guān)門， 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 （3）當(dāng)轎廂停于 5F,4F 時，在 3F 呼叫時，則轎廂下行到 3F 碰 3F 的行程開 關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門， 。碰 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 （4）當(dāng)轎廂停于 5F 時，在 4F 呼叫時，則轎廂下行到 4F 碰 4F 的行程開關(guān) 后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門， 。碰關(guān) 門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 （5）當(dāng)轎廂停于 4F，若在 3F，2F 同時呼叫時，則轎廂下行到 3F 碰 3F 的 行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門

49、結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。繼續(xù)下行到 2F 碰 2F 的行程開關(guān)后停止，開門， 碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門，碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門 結(jié)束。 （6）當(dāng)轎廂停于 4F，若在 3F，1F 同時呼叫時，則轎廂下行到 3F 碰 3F 的 行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。關(guān)門后繼續(xù)下行到 1F 碰 1F 的行程開關(guān)后停止， 開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)， 關(guān)門結(jié)束。 （7）當(dāng)轎廂停于 4F，若在 2F，1F 同時呼叫時，則轎廂下行到 2

50、F 碰 2F 的 行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。關(guān)門后繼續(xù)下行到 1F 碰 1F 的行程開關(guān)后停止， 開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)， 關(guān)門結(jié)束。 （8）當(dāng)轎廂停于 4F，若在 3F，2F，1F 同時呼叫時，則轎廂下行到 3F 碰 3F 的行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān) 門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。關(guān)門后繼續(xù)上行到 2F 碰 2F 的行程開關(guān)后停 止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程 開關(guān)，關(guān)門結(jié)束

51、。關(guān)門結(jié)束后再繼續(xù)上行到 1F 碰 1F 的行程開關(guān)后停止，開門， 碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門 結(jié)束。 （9）當(dāng)轎廂停于 3F，若在 2F，1F 同時呼叫時，則轎廂下行到 2F 碰 2F 的 行程開關(guān)后停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程開關(guān)，關(guān)門結(jié)束，關(guān)門結(jié)束后繼續(xù)上行到 1F 碰 1F 的行程開關(guān)后停 止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門, 碰關(guān)門行程 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 開關(guān)，關(guān)門結(jié)束。 （10）當(dāng)轎廂停于 2F 時，1F 呼叫時，則轎廂下行到 1F

52、碰 1F 的行程開關(guān)后 停止，開門，碰開門行程開關(guān)后開門結(jié)束，開門后待 5s，然后關(guān)門。 4.2.3 電梯門的自動功能 當(dāng)轎廂撞到某層的行程開關(guān)后 ，門自動打開，待 5s 后自動關(guān)閉。如果有 請求繼續(xù)運(yùn)行，如果沒有請求就停于該層。 4.2.4 電梯門的手動功能 當(dāng)轎廂停于某層時 ，按門的打開按鈕，門自動打開，如果需要長時間停于 該層，可以一直按住開門按鈕，則門將一直開著，如果需要關(guān)門方法有兩種： （1）松開開門按鈕，等待 5s 門將自動關(guān)閉。 （2）按關(guān)門按鈕，則門立即自動 關(guān)閉。為應(yīng)急在門上設(shè)有開門觸動按鈕，主要用于在關(guān)門過程中，因人或物被 卡在門上，當(dāng)人或物觸動該按鈕時門則自動退回將繼續(xù)開

53、著。 以免人或物被門 卡住，同時也是電梯在裝載時不允許裝載體的任何部位伸出轎廂以外。 4.2.5 顯示功能 不管是在轎廂里還是在轎廂外，你都可以了解到轎廂當(dāng)前的位置和運(yùn)行情 況（停或上行或下行） ，因?yàn)檗I箱里和每層電梯的門口右側(cè)我們都設(shè)有顯示裝置， 能從顯示器上看到當(dāng)前轎廂的位置，同時也可以判斷轎廂是停，上行或下行， 根據(jù)箭頭來判斷轎廂是上行還是下行，箭頭向上轎廂上行，箭頭向下轎廂下行， 如果指示燈不亮那么說明轎廂停于該層。設(shè)備選型：PLC 控制器選用西門子 S7-200,CPU 選擇 221XP。 4.34.3 電梯基本功能電梯基本功能 4.3.1 電梯總功能模塊圖（見附錄） 4.3.2 電

54、梯內(nèi)部件功能簡介 在電梯轎廂內(nèi)，我們設(shè)置有 5 個樓層（15 層）按鈕，開門和關(guān)門樓層顯 示器，上升和下降顯示燈。轎廂內(nèi)設(shè)有能讓你按下的代表其要去的目的地的樓 層按鈕，轎廂停下時，我們設(shè)置具有開門，關(guān)門的功能，即轎廂門可以自動打 開，經(jīng)過 5s 的延時后，又可自動關(guān)閉。而且，在轎廂內(nèi)部也設(shè)有控制電梯開門， 關(guān)門的按鈕，使你可以在轎廂停下時隨時地控制轎廂門的開與關(guān)。轎廂內(nèi)部我 們也設(shè)置了指示燈，用來顯示轎廂現(xiàn)在所處的狀態(tài)，即轎廂是上升還是下降以 及轎廂所處的樓層數(shù)，這樣可以使轎廂里的你清楚地知道自己所處的位置，離 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 自己要到的樓層還有多遠(yuǎn)，轎廂是上升還

55、是下降等。 4.3.3 電梯外部件功能簡介 電梯外部共分 5 層，每層都設(shè)置有呼叫按鈕，上升和下降指示燈及樓層顯 示器。呼叫按鈕是乘客用來發(fā)出呼叫的工具，5 層樓電梯中，1 層只有上呼叫按 鈕，5 層只有下呼叫按鈕，其余 3 層都同時具有上呼叫和下呼叫按鈕。而上升， 下降指示燈以及樓層顯示器，5 層電梯我們都設(shè)為相同。 4.3.4 電梯初始狀態(tài)，運(yùn)行中狀態(tài)和運(yùn)行后狀態(tài)分析 （1）電梯初始狀態(tài) 為了方便分析，假設(shè)轎廂位于 1 層待命，各層顯示器都被初始化，電梯處 于以下狀態(tài)： 電梯內(nèi)部以及外部各樓層顯示器顯示均為“1” 。 電梯內(nèi)部及外部各層的狀態(tài)顯示燈都應(yīng)該不亮。 電梯內(nèi)部及外部各層廳門均關(guān)。

56、 （2）電梯在運(yùn)行過程中： 按下某層呼叫按鈕（15 層）后，電梯響應(yīng)該層呼叫。 轎廂上行或下行直至該層。 各樓層顯示隨電梯移動而改變，各層指示燈也隨之而改變。 運(yùn)行中轎廂的門始終關(guān)閉，到達(dá)指定層時，門才打開。在電梯運(yùn)行過程中， 支持其它呼叫。 （3）電梯運(yùn)行后狀態(tài) 在到達(dá)指定樓層后，轎廂會繼續(xù)待命，直至新命令產(chǎn)生。 轎廂在到達(dá)指定樓層后，轎廂門會自動打開，經(jīng)延時 5s 后自動關(guān)閉， 在此過程中，支持手動開門或關(guān)門； 各樓層顯示值為該層所在位置，且上行與下行指示燈均滅。 4.44.4 電梯結(jié)構(gòu)電梯結(jié)構(gòu) 開關(guān)及信號燈說明如下: L1L5 分別是 15 層位置指示燈；1F5F 分別是電梯轎廂到 15

57、 層的到 位開關(guān)；AN1AN12 是各層呼叫電梯上下的按鈕。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 4.54.5 電梯電梯 PLCPLC 程序設(shè)計程序設(shè)計 4.5.1 PLC I/O 地址分配 根據(jù)電梯操作的工藝過程及對控制系統(tǒng)的要求，首先歸納本系統(tǒng)中所有輸 入信號和輸出信號；然后根據(jù) PLC 的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)進(jìn)行 I/O 地址分配，使每 個輸入信號對應(yīng) PLC 內(nèi)部的輸入繼電器，每個輸出信號對應(yīng) PLC 內(nèi)部的輸出繼 電器。 4.5.2 PLC 程序中的 I/O 點(diǎn)定義 PLC 程序中的 I/O 點(diǎn)定義請參見表 4-3。 輸入定義輸入點(diǎn)輔助點(diǎn)輸出定義輸出點(diǎn)輔助點(diǎn) 內(nèi)呼一層 AN1 I

58、0.0M0.0 一層指示燈 L1 Q0.0M1.2 內(nèi)呼二層 AN2 I0.1M0.1 二層指示燈 L2 Q0.1M1.3 內(nèi)呼三層 AN3 I0.2M0.2 三層指示燈 L3 Q0.2M1.4 內(nèi)呼四層 AN4 I0.3M0.3 四層指示燈 L4 Q0.3M1.5 內(nèi)呼五層 AN5 I0.4M0.4 五層指示燈 L5 Q0.4M1.6 一層上呼 AN6 I0.5M0.5 一層上呼燈 L6 Q0.5M0.5 二層下呼 AN7 I0.6M0.6 二層下呼燈 L7 Q0.6M0.6 二層上呼 AN8 I0.7M0.7 二層上呼燈 L8 Q0.7M0.7 三層下呼 AN9 I1.0M1.0 三層下呼

59、燈 L9 Q1.0M1.0 三層上呼 AN10 I1.1M1.1 三層上呼燈 L10 Q1.1M1.1 四層下呼 AN11 I1.0M1.0 四層下呼燈 L11 Q1.0M1.0 四層上呼 AN12 I1.1M1.1 四層上呼燈 L12 Q1.1M1.1 一層到位 1F I1.3M1.3 轎廂下降 KM1 Q2.1M3.0 二層到位 2F I1.4M1.4 轎廂上升 KM2 Q2.2M3.1 三層到位 3F I1.5M1.5 四層到位 4F I1.6M1.6 輔助點(diǎn)定義 M2.0 上升時二層呼停記憶輔助點(diǎn) M2.1 上升時三層呼停記憶輔助點(diǎn) M2.2 上升時四層呼停記憶輔助點(diǎn) M2.3 下降時

60、二層呼停記憶輔助點(diǎn) M2.4 下降時三層呼停記憶輔助點(diǎn) M2.5 下降時四層呼停記憶輔助點(diǎn) M2.6 下降時四層有呼停屏蔽輔助點(diǎn) M2.7 下降時三層有呼停屏蔽輔助點(diǎn) M2.8 下降時二層有呼停屏蔽輔助點(diǎn) M2.0 下降時屏蔽輸出 M4.1 上升時二層有呼停屏蔽輔助點(diǎn) 輸入定義輸入點(diǎn)輔助點(diǎn)輸出定義輸出點(diǎn)輔助點(diǎn) M4.2 上升時三層有呼停屏蔽輔助點(diǎn) M4.3 上升時四層有呼停屏蔽輔助點(diǎn) 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 M4.4 上升時屏蔽輸出 定時器 T37 上升時二層停延時 T38 上升時三層停延時 T39 上升時四層停延時 T40 下降時二層停延時 T41 下降時三層停延時 T

61、42 下降時四層停延時 表 4-3 I/O 分配表 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 廖常初主編.PLC 編程及應(yīng)用.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2007 2 陳立定主編.電氣控制與可編程控制器.廣州: 華南理工大學(xué)出版社,200l 3 廖常初主編.S7-200 PLC 編程及應(yīng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 4 周美蘭，周封.王岳宇編著.PLC 電氣控制與組態(tài)設(shè)計.北京科學(xué)出版社，2003 5 王曙光，魏秋.張高記編著.S7-200PLC 應(yīng)用基礎(chǔ).北京：人民郵電出版社，2007 6 廖常初主.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用.重慶：重慶大學(xué)出版社，2001

62、 7 汪曉平主編.可編程控制器系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例導(dǎo).北京：人民郵電出版社，2004 8 余國亮主編.PLC 原理與應(yīng)用.北京: 清華大學(xué)出版社，2005 9 劉載文主編.電梯控制技術(shù).北京: 電子工業(yè)出版社, 1996 10 陳立定主編.電氣控制與可編程控制器.廣州: 華南理工大學(xué)出版社, 2001 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 致謝致謝 經(jīng)過為期四月的資料收集、整理，設(shè)計書得到完成, 在畢業(yè)設(shè)計過程中由 于自身的學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)的不足，在畫圖中遇到不少的問題,在這里我衷心感謝我的 指導(dǎo)教師覃智廣老師！在本次畢業(yè)設(shè)計中從開始到最終的全過程都一絲不茍地 悉心指導(dǎo)和教誨。在做畢業(yè)設(shè)計的這兩個多

63、月來，覃老師在學(xué)習(xí)，研究和生活 上給予了我極大的指導(dǎo)和關(guān)懷，我所取得的每一點(diǎn)成績，無不滲透著覃老師的 心血和汗水，從而使我順利的完成畢業(yè)設(shè)計。 同時也要感謝教 PLC 的毛老師，因?yàn)樗趲e班的實(shí)習(xí)的時候，我向毛老 師請求一起實(shí)習(xí) PLC，同時她為我的畢業(yè)設(shè)計提出的要求和建議，同時也要感 謝對我學(xué)業(yè)的支持和生活上的關(guān)心和照顧的老師和同學(xué)。謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給他們！ 由于時間比較緊，水平有限在編寫過程中難免會有缺點(diǎn)和錯誤，懇請各位 審核領(lǐng)導(dǎo)提出批評和指導(dǎo)。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 附附 錄錄 A A 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文

64、） 33 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自考畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 附附 錄錄 B B 序號助記符操作數(shù)序號助記符操作數(shù) 01LDI0.041ALD 02OM0.042=M0.7 03ANM1.243LDM0.7 04=M0.044=Q0.7 05LDI0.145LDI1.0 06OM0.146ANM1.4 07ANM1.347OM1

65、.0 08=M0.148LDNT42 09LDI0.249OM3.1 10OM0.250ONM1.4 11ANM1.451ALD 12=M0.252=M1.0 13LDI0.353LDM1.0 14OM0.354=Q1.0 15ANM1.555LDI1.0 16=M0.356ANM1.4 17LDI0.457OM1.1 18OM0.458LDNM1.4 19ANM1.659OM3.2 20=M0.460ALD 21LDI0.561=M1.1 22OM0.562LDM1.1 23ANM1.263=Q1.1 24=M0.564LDI1.2 25LDM0.565ANM1.5 26=Q0.566OM1

66、.2 27LDI0.667LDNM1.5 28ANM0.368ONM3.3 29OM0.669ALD 30LDNM0.370LDM1.2 31OM3.171=Q1.2 32ALD72LDI1.3 33=M0.673ANM1.6 34LDM0.674OM1.3 35=Q0.675LDNM1.6 36LDI0.776ONM3.4 37ANM0.377ALD 38OM0.778=M1.3 39LDNM0.379LDM1.3 40OM3.080=-Q1.3 81LDI1.2124=M1.4 82OM1.2125LDM1.4 83LDNM1.3126=Q0.2 84OM3.0127LDM3.3 85ALD128AI1.5 86ANM1.4129OM1.5 87ANM1.5130LDNM1.4 88ANM1.6131OM3.1 89=M