plc畢業(yè)論文 機(jī)電一體化系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告

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1、機(jī)電一體化系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告班級(jí)三菱FX2N PLC在電梯控制中的應(yīng)用本文主要介紹可編程控制器（PL。在電梯電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方法和程序設(shè)計(jì)思路的介紹， 給出了 5層電 梯邏輯控制部分的方法。主要涉及5層電梯的PLC控制系統(tǒng)的總體設(shè) 計(jì)方案、組成及模塊化程序設(shè)計(jì)。三菱FX2N PLC在電梯控制中的應(yīng)用隨著人口的增加，科學(xué)技術(shù)日新月異地發(fā)展， 人們物質(zhì)文化生活水平的逐步提高，建筑業(yè)得以迅速發(fā)展，大批的高樓大廈拔地而起，十幾層至幾十層的賓館、飯店、辦公樓、住宅樓鱗次櫛比。伴隨建筑業(yè)的發(fā)展，為建筑內(nèi)提供上下交通運(yùn)輸?shù)碾娞莨I(yè)也在日新月異地發(fā)展著。電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重

2、要設(shè)備，更是一種工作和生活中的必需設(shè)備，完全可以預(yù)想到，隨著社會(huì)的發(fā)展，電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位將和汽車(chē)一樣，成為重要的運(yùn)輸設(shè)備之一。一、電梯的概述（一）電梯的發(fā)展簡(jiǎn)史據(jù)國(guó)外有關(guān)資料介紹，公元前 2800年在古代埃及，為了建筑當(dāng)時(shí)的金字塔，曾使用過(guò)由人力驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)械。公元1765年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)后，1858年美國(guó)研制出以蒸汽為動(dòng)力，并通過(guò)帶傳動(dòng)和蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)的電梯。1878年英國(guó)的阿姆斯特朗發(fā)明了水壓梯。并隨著水壓梯的發(fā)展，淘汰了蒸汽梯。后來(lái)又出現(xiàn)了液壓泵和控制閥以及直接柱塞式和側(cè)柱 塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯。這種液壓梯至今仍為人們所采用。但是，電梯得以興盛發(fā)展的根本原因在于采用了電

3、力作為動(dòng)力來(lái)源。18世紀(jì)末發(fā)明了電機(jī)，并隨著電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，19世紀(jì)初開(kāi)始使用交流異步單速和雙速電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力的交流電梯，特別是交流雙速電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，顯著改善了電梯的工作性能。在20世紀(jì)初，美國(guó)奧的斯電梯公司首先使用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動(dòng)的直流電梯， 從而為后來(lái)的高速度、高行程電梯的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)30年代美國(guó)紐約市的102層摩天大樓建成，美國(guó)奧的斯電梯公司為這座大樓制造和安裝了74臺(tái)速度為6.0m/s的電梯。從此以后,電梯這個(gè)產(chǎn)品，一直在日新月異地發(fā)展著。目前的電梯產(chǎn)品，不但規(guī)格品種多，自動(dòng)化程度高，而且安全可靠，乘坐舒適。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，可編程序控制器（PLC）和

4、電子計(jì)算機(jī)成功地應(yīng)用到電梯的電氣控制系統(tǒng)中去后，電梯產(chǎn)品的質(zhì)量和運(yùn)行效果顯著提高。（二）電梯的運(yùn)行工作情況一部電梯主要由轎廂、配重、曳引機(jī)、控制柜/箱、導(dǎo)軌等主要部件組成。電梯在做垂 直運(yùn)行的過(guò)程中，有起點(diǎn)站也有終點(diǎn)站。 對(duì)于三層以上建筑物內(nèi)的電梯，起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間還設(shè)有?？空?。起點(diǎn)站設(shè)在一樓，終點(diǎn)站設(shè)在最高樓。各站的廳外設(shè)有召喚箱， 箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕。一般電梯在起點(diǎn)站和終點(diǎn)站上各設(shè)置一個(gè)按鈕，中間層站的召喚箱上各設(shè)置兩個(gè)按鈕。而電梯的轎廂內(nèi)都設(shè)置有（雜物電梯除外）操縱箱，操縱箱上設(shè)置有手柄開(kāi)關(guān)或與層站對(duì)應(yīng)的按鈕，供司機(jī)或 乘用人員控制電梯上下運(yùn)行。召喚箱上的按鈕稱(chēng)外

5、召喚按鈕，操縱箱上的按鈕稱(chēng)指令按鈕。電梯的運(yùn)行工作情況和汽車(chē)有共同之處，但是汽車(chē)的起動(dòng)、加速、?？康热克緳C(jī)控制操作，而且在運(yùn)行過(guò)程中可能遇到的情況比較復(fù)雜，因此汽車(chē)司機(jī)必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核。而電梯的自動(dòng)化程度比較高，一般電梯的司機(jī)或乘用人員只需通過(guò)操縱箱上的按鈕向電氣控制系統(tǒng)下達(dá)一個(gè)指令信號(hào)，電梯就能自動(dòng)關(guān)門(mén)、定向、起動(dòng)、在預(yù)定的層站平層?？块_(kāi) 門(mén)。對(duì)于自動(dòng)化程度高的電梯， 司機(jī)或乘用人員一次還可下達(dá)一個(gè)以上的指令信號(hào)，電梯便能依次起動(dòng)和停靠，依次完成全部指令任務(wù)。盡管電梯和汽車(chē)在運(yùn)算工作過(guò)程中有許多不同的地方，但仍有許多共同之處， 其中乘客電梯的運(yùn)行工作情況類(lèi)似公共汽車(chē)，在起點(diǎn)站和終點(diǎn)

6、站之間往返運(yùn)行，在運(yùn)行方向前方的?？空旧嫌许樝虻闹噶钚盘?hào)時(shí)，電梯到站能自動(dòng)平層?？块_(kāi)門(mén)接乘客。而載貨電梯的運(yùn)行工作情況則類(lèi)似卡車(chē)，執(zhí)行任務(wù)為一次性的， 司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行時(shí)一般一次只能 下達(dá)一個(gè)指令任務(wù)，當(dāng)一個(gè)指令任務(wù)完成后才能再下達(dá)另一個(gè)指令任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中，從一個(gè)層站出發(fā)到另一個(gè)層站時(shí)，假若中間層站出現(xiàn)順向指令信號(hào)，一般都不能自動(dòng)停 2靠，所以載貨電梯的自動(dòng)化程度比乘客電梯低。本課題主要研究單臺(tái)五層電梯的PLC控制方法，分述其硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)程序要求完成電梯控制系統(tǒng)主要達(dá)到以下要求：1） PLC電梯控制系統(tǒng)應(yīng)具備：有司機(jī)、無(wú)司機(jī)、消防三種工作模式。2）系統(tǒng)應(yīng)

7、具備自動(dòng)響應(yīng)層樓召喚信號(hào)（含上召喚和下召喚）。3）具有轎廂層樓顯示（二進(jìn)制方式或十進(jìn)制方式）。能自動(dòng)顯示電梯運(yùn)行方向。4）具有電梯直駛功能和反向最遠(yuǎn)停站功能。具有消防應(yīng)急處理功能。5）電梯開(kāi)門(mén)時(shí)間設(shè)為 3秒，電梯關(guān)門(mén)時(shí)間也設(shè)定為 3秒。6）具有應(yīng)急手動(dòng)開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)按鈕。在單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討用一臺(tái)PLC控制多臺(tái)電梯協(xié)調(diào)運(yùn)行的實(shí)施方案。（三）電梯控制系統(tǒng)的組成電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動(dòng)部分和電氣控制部分組成。1 .電梯的電力拖動(dòng)部分電梯主拖動(dòng)類(lèi)型有直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、直流G M （即發(fā)電機(jī)一電動(dòng)機(jī)組供電）拖動(dòng)、晶閘管供電（SCR- M）的直流拖動(dòng)和交流雙速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流

8、調(diào)壓調(diào)速（AVCC拖動(dòng)、交流變頻調(diào)速（VVVF等。因直流電梯的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)有電刷和換相器，維護(hù)量較大， 可靠性低，現(xiàn)已被交流調(diào)速電梯所取代。為了得到較好的舒適感，要求曳引電動(dòng)機(jī)在選定的調(diào)速方式下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩總能達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求?？紤]到電壓的波動(dòng)、導(dǎo)軌不夠平直造成的運(yùn)動(dòng)阻力增大等因素，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩還應(yīng)有一定的裕度。2 .電梯的電氣控制部分電氣控制系統(tǒng)由控制柜、操縱箱、層樓指示、召喚箱及曳引電動(dòng)機(jī)等幾十個(gè)分散安裝在 電梯井道內(nèi)外和各相關(guān)電梯部件中的電器元件構(gòu)成。電氣控制系統(tǒng)通過(guò)電路控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)工作程序，完成各種電氣動(dòng)作功能，保證電梯安全運(yùn)行。電梯一般是由電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)的，其運(yùn)行過(guò)程大多包括啟

9、動(dòng)、正（反）轉(zhuǎn)、停止等，這整 個(gè)過(guò)程是由電氣控制系統(tǒng)來(lái)完成。具體地說(shuō)電梯的控制主要是指對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止、運(yùn)行方向、層樓指示、層站召喚、轎廂內(nèi)指令等進(jìn)行處理。其操縱是實(shí)行各個(gè)控制環(huán)節(jié)的方式 和手段。電梯電氣控制系統(tǒng)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)比較，變化范圍比較大。當(dāng)一臺(tái)電梯的類(lèi)別、額定載重量和額定運(yùn)行速度確定后，電力拖動(dòng)系統(tǒng)各零部件就基本確定了，而電氣控制系統(tǒng)則有比較大的選擇范圍，必須根據(jù)電梯安裝使用地點(diǎn)、乘載對(duì)象進(jìn)行認(rèn)真選擇，才能最大限度地發(fā) 揮電梯的使用效益。電氣控制系統(tǒng)決定著電梯的性能、自動(dòng)化程度和運(yùn)行可靠性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)引進(jìn)工作的進(jìn)一步開(kāi)展，電氣控制系統(tǒng)發(fā)展換代迅速。繼電器控制系統(tǒng)的電

10、梯故障率高，大大降低了電梯的運(yùn)行可靠性和安全性，所以基本上已經(jīng)被淘汰。而PLC以其體積小、功能強(qiáng)、故障率低、壽命長(zhǎng)、噪聲低、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)便、修改邏輯靈活、程序容易編制，易聯(lián)成控 制網(wǎng)絡(luò)等諸多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。二、三菱FX2N系列可編程序控制器介紹（一）可編程控制器的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)1. 三菱FX2N PLC的主要特點(diǎn)：一個(gè)程序包的單元型可編程控制器采用裝卸式端子臺(tái)內(nèi)裝RUN/STOPF關(guān)程序存儲(chǔ)器鐘表功能RUIN 入元件注解利用鍵盤(pán)保護(hù)程序（編程手冊(cè)，外圍設(shè)備手冊(cè)）豐富的輸出入擴(kuò)展設(shè)備豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備用SFC表現(xiàn)的編程簡(jiǎn)便的應(yīng)用指令群高速處理52. PLC的性能指標(biāo)和分類(lèi)1） PLC的主要性能指標(biāo)

11、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)（I/O點(diǎn)數(shù)）I/O點(diǎn)數(shù)是指可編程序控制器外部輸入、輸出端子數(shù)的總和。它標(biāo)志著可以接多少個(gè)開(kāi)關(guān)、按鈕和可以控制多少個(gè)負(fù)載。存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量是指可編程序控制器內(nèi)部用于存放用戶(hù)程序的存儲(chǔ)器容量，一般以步為單位，二進(jìn)制16位即一個(gè)字為一步。掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需時(shí)間來(lái)衡量，單位為ms/k步，也有以執(zhí)行一步指令所需時(shí)間來(lái)計(jì)算的，單位用 步。功能擴(kuò)展能力可編程序控制器除了主模塊之外，通常都可配備一些可擴(kuò)展模塊，以適應(yīng)各種特殊應(yīng)用的需要，如A/ D模塊、D/A模塊、位置控制模塊等。指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)是指一臺(tái)可編程序控制器指令的總和，它是衡量可編程序控制器功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。2）

12、PLC的分類(lèi)通常，PLC產(chǎn)品可按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模等進(jìn)行分類(lèi)。按結(jié)構(gòu)形式不同，可以分為整體式和模塊式兩類(lèi)。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型PLC三種類(lèi)型。3. PLC系統(tǒng)的組成PLC是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動(dòng)控制裝置，其硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相似。PLC也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。1） PLC的硬件結(jié)構(gòu)一套PLC系統(tǒng)在硬件上由基本單元（包含中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、內(nèi) 部電源）、I/O擴(kuò)展單元及外部設(shè)備組成。圖 2-1為PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖。主機(jī)現(xiàn)場(chǎng)輸入 信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)輸入 信號(hào)編程器 打印機(jī)內(nèi)部電源 各種外設(shè)接口輸入電路輸入電路|cPU EPROM

13、RAM I/O口基本單元輸出電路擴(kuò)展連接電纜擴(kuò)展單元輸出電路輸出信號(hào)輸出信號(hào)圖2-1 PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖圖2-2為三菱FX2N小型PLC產(chǎn)品主機(jī)示意圖。本課題中FX2N 48MR為基本單元，帶有48個(gè)I/O點(diǎn)（24入、24出），M表示主機(jī)、R表示該單元為繼電器輸出型。2） PLC的軟件PLC的軟件系統(tǒng)指PLC所使用的各種程序的集合，它由系統(tǒng)程序（系統(tǒng)軟件）和用戶(hù)程 序（應(yīng)用軟件）組成。系統(tǒng)程序：包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。用戶(hù)程序是 用戶(hù)根據(jù)控制要求，用PLC的編程語(yǔ)言（如梯形圖）編制的應(yīng)用程序。圖2-2 三菱FX2N小型PLC產(chǎn)品主機(jī)示意圖6（二）可編程序控制器的工作方式及編程語(yǔ)

14、言1.PLC的工作方式1)圖2-3 PLC的掃描過(guò)程可編程序控制器在進(jìn)入 RUN犬態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。從第一條指令開(kāi)始， 在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)的地址號(hào)遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描，并周而復(fù)始地重要進(jìn)行?？删幊绦蚩刂破鞴ぷ鲿r(shí)的掃描過(guò)程如圖 2-3所示，包括五個(gè)階段：內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。PLC完成一次掃描過(guò)程所需的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期。掃描周期的長(zhǎng)短與用戶(hù)程 序的長(zhǎng)度和掃描速度有關(guān)。2） PLC的程序執(zhí)行過(guò)程PLC的程序的執(zhí)行過(guò)程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)主要階段，如圖2-4所示

15、。輸入端子輸入采樣階段輸入映象寄存器輸出映像寄存器輸出鎖存器J*A輸出端子段 階 新 刷 出 輸圖2-4 PLC的程序執(zhí)行過(guò)程3） PLC的掃描周期在PLC的實(shí)際工作過(guò)程中，每個(gè)掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計(jì)算機(jī)）通信等處理。即一個(gè)掃 描周期還應(yīng)包含自診斷及與外設(shè)通信等時(shí)間。4） PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間PLC采用集中I/O刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映像寄存器區(qū)的內(nèi)容也不會(huì)改變，還會(huì)影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。輸出信號(hào)的變化滯后于輸入信號(hào)的變化，這產(chǎn)生了 PLC的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象， 最

16、大滯后時(shí)間為2-3個(gè)掃描周期。2. PLC的編程語(yǔ)言PLC的編程語(yǔ)言有梯形圖語(yǔ)言、助記符語(yǔ)言、順序功能圖語(yǔ)言等。其中前兩種語(yǔ)言用得較多，順序功能圖語(yǔ)言也在許多場(chǎng)合被采用。本課題所采用的編程語(yǔ)言為梯形圖語(yǔ)言。（三）可編程序控制器與繼電器、微機(jī)在電梯控制中的應(yīng)用比較在電梯的電氣系統(tǒng)中， 邏輯判斷起著主要的作用， 其控制系統(tǒng)必須起動(dòng)各種控制信號(hào)和 執(zhí)行元件（如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動(dòng)機(jī)以及電子元件、電力電子器件等），要達(dá)到這些控制目的，其方法有：1 .繼電器一接觸器控制系統(tǒng)這種控制系統(tǒng)是早期電梯多采用的一種控制系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：與其它控制系統(tǒng)比較，其簡(jiǎn)單、易于理解和掌握、價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：動(dòng)合觸點(diǎn)易

17、磨損，且電接觸不良；體積大；控制系統(tǒng)耗 能大、動(dòng)作噪聲大；維修保養(yǎng)工作量大、費(fèi)用高。因此這種控制系統(tǒng)僅用于速度不高、性能 要求也不高的電梯中。2 .微機(jī)控制系統(tǒng)電梯的微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是使控制算法不再由硬件邏輯完成，而是通過(guò)程序存貯器中的程序來(lái)完成的控制系統(tǒng)。因此對(duì)于有不同功能要求的電梯控制系統(tǒng)， 只要改變程序存貯器 中的程序指令即可， 而無(wú)需變更或增減硬件系統(tǒng)的元件或布線(xiàn)。 因此，十分方便于使用和管 理，并提高系統(tǒng)的可靠性，減小控制系統(tǒng)體積，降低了能耗及其維修保養(yǎng)費(fèi)用。雖然微機(jī)控8制的電梯，與繼電器控制的電梯比較，它具有較大的優(yōu)越性。但是，對(duì)一般的電梯而言，應(yīng) 用微機(jī)控制也有其局限性和不足之

18、處。其缺點(diǎn)是：微型計(jì)算機(jī)是按數(shù)字運(yùn)算的需要而設(shè)計(jì)的，功能比較齊全，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；而一般的電梯控制只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算方式多為“與”、“或”、“非”幾種，運(yùn)算位數(shù)只需 1位，即“ 1”與“0”。因此，使用微機(jī)就有“大 材小用”之嫌。此外，微機(jī)的接口電路沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)件，而且一般不控制強(qiáng)電。 但在電梯控制中，往往要求能直接控制 110V或220V的用電設(shè)備，如用戶(hù)專(zhuān)門(mén)配備接口電路既不方便又不可 靠。綜上所述，造成用微機(jī)控制的成本、運(yùn)行和維修費(fèi)用均較高，因此，如在一般的電梯上 使用微機(jī)控制在經(jīng)濟(jì)上不合算。3. PLC控制系統(tǒng)PLC充分利用了微型計(jì)算機(jī)的原理和技術(shù)，保留計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)，而克服了它

19、的缺 點(diǎn)。它具有強(qiáng)大的生命力，各工業(yè)部分紛紛用它來(lái)改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果?？傊琍LC是采用微機(jī)技術(shù)制造的通用自動(dòng)控制設(shè)備，它能控制開(kāi)關(guān)量、模擬量、具 有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、并具有完成邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)、運(yùn)算等功能， 可以取代繼電器為主的各種控制設(shè)備。它不僅能用于控制機(jī)械設(shè)備、流水線(xiàn)和各種設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程，將PLC用于控制電梯各種操作和處理相關(guān)信息也是可行的。三、PLC控制單臺(tái)電梯的分析電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電器控制、PLC控制、微機(jī)控制，其中繼電器控制系統(tǒng)故障率高，微機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾能力弱，而PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，

20、成為目前電梯系統(tǒng)中使用最多的控制方式，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。本課題采用三菱FX2N PLC對(duì)單臺(tái)五層電梯進(jìn)行邏輯控制。1. 電梯模型結(jié)構(gòu)1）電梯模型的主體結(jié)構(gòu)與控制柜圖3-1為五層電梯的簡(jiǎn)化模型和控制柜示意圖。電梯主體包括升降電機(jī)、轎廂、滑輪、 鋼絲繩、行程開(kāi)關(guān)等。升降電機(jī)為交流可逆電動(dòng)機(jī)，轎廂套在鋼絲繩上，電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩正 轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)，轎廂對(duì)應(yīng)上升或下降。每層樓均安裝行程開(kāi)關(guān)，利用機(jī)械碰撞，給出各樓層的 層信號(hào)。電動(dòng)機(jī)行程開(kāi)關(guān)RS2320 ILImTCP/IP電梯控制柜繼電器/接觸器FX2N W8MR PLCRS

21、422電梯控制柜圖3-1五層電梯的簡(jiǎn)化模型和控制柜示意圖電梯控制柜是電梯電氣控制系統(tǒng)完成各種主要任務(wù)，實(shí)現(xiàn)各種性能的中心。主要包括 FX2N-48MR PLC、繼電器/接觸器、顯示部分、開(kāi)關(guān)電源。LED顯示部分主要包括轎廂運(yùn)行方向顯示、樓層顯示。2）電梯層門(mén)電梯層門(mén)是為了確保安全，而在各層樓的?？空?，通向井道的入口處，設(shè)置供司機(jī)、乘 用人員和貨物等出入的門(mén)。圖3-2為電梯層門(mén)示意圖。 電梯層門(mén)旁裝有消防按鈕、 上召喚按鈕和下召喚按鈕 （最底 層只有上召喚按鈕、最高層只有下召喚按鈕），并有召喚登記指示燈。層門(mén)上方裝有 LED數(shù)碼管，以顯示轎廂所在層樓位置，另外還有轎廂上行和下行指示燈。圖3-2電

22、梯層門(mén)示意圖3）轎廂內(nèi)控制屏轎廂內(nèi)控制屏示意圖如圖 3-3所示。其中包括上行、下行顯示及LED層樓位置的顯示。另外還有1樓-5樓的指令按鈕及登記顯示和有司機(jī)/無(wú)司機(jī)的選擇按鈕。在有司機(jī)工作狀態(tài)下還有指令專(zhuān)用開(kāi)關(guān)，即只響應(yīng)指令信號(hào)，不響應(yīng)召喚信號(hào)。此外，還有消防按鈕，當(dāng)發(fā) 生火災(zāi)時(shí)，立即清除所有指令信號(hào)和召喚信號(hào)，電梯直達(dá)底樓后開(kāi)門(mén)。需要說(shuō)明的是，本實(shí)驗(yàn)裝置在無(wú)司機(jī)狀態(tài)下，利用定時(shí)器控制開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)和上下客時(shí)間；有司機(jī)狀態(tài)下，則直接 由司機(jī)控制開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)和上下客時(shí)間。一 V _ 人=: 3.21 :圖3-3 轎廂內(nèi)控制屏示意圖（二）PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)功能介紹2. PLC電梯控制系統(tǒng)三種工作方式

23、介紹電梯主要有三種工作方式一一有司機(jī)方式、無(wú)司機(jī)方式、消防方式。1）有司機(jī)方式是指由專(zhuān)職司機(jī)操縱電梯運(yùn)行。具有以下特點(diǎn)：電梯上行/下行啟動(dòng)由司機(jī)決定電梯開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)時(shí)間由司機(jī)控制電梯是否直駛（不再響應(yīng)外召喚）由司機(jī)決定2）無(wú)司機(jī)方式是指由乘客自己操縱電梯，這種電梯具有集選控制功能。 具有以下特點(diǎn): 電梯開(kāi)門(mén)/關(guān)門(mén)/上、下客時(shí)間均由定時(shí)器定時(shí)只要電梯門(mén)關(guān)閉后自動(dòng)定向3）消防方式是指大樓發(fā)生火災(zāi)時(shí)，電梯運(yùn)行控制的一種特殊工作方式。具有以下特點(diǎn): 正在運(yùn)行的電梯控制系統(tǒng)一旦收到消防信號(hào)：a）處于上行時(shí)立即返回底樓停站開(kāi)門(mén)b）處于下行時(shí)立即直駛底樓停站開(kāi)門(mén)c）處于底樓以外停站開(kāi)門(mén)的電梯立即關(guān)門(mén)返回底樓停

24、站開(kāi)門(mén) 電梯返回底樓并在底樓開(kāi)門(mén)后，電梯處于消防工作狀態(tài)。此時(shí)，電梯不再響應(yīng)外召喚信號(hào)，電梯的關(guān)門(mén)起動(dòng)運(yùn)行和準(zhǔn)備前往層站由消防員控制操作。當(dāng)電梯就近到達(dá)某層站后，立即清除其它所有指令信號(hào)登記，是否繼續(xù)上行依火勢(shì)大小決定。3. PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)的工作流程12圖3-4為PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)工作流程圖，從圖中可知控制一臺(tái)電梯正常工作，主要需要如下信號(hào)：控制信號(hào)、層樓信號(hào)、指令信號(hào)、召喚信號(hào)和消防信號(hào)。這些信號(hào)分別來(lái) 自轎廂控制面板、井道行程開(kāi)關(guān)、層面控制俊鈕和層面火警開(kāi)關(guān)。來(lái)自井道行程開(kāi)關(guān)的層樓信號(hào)進(jìn)行層樓定位并參與自動(dòng)定向，同時(shí)顯示所在層樓位置。 來(lái)自轎廂控制面板的指令信號(hào)和來(lái)自層面控制按

25、鈕的召喚信號(hào)分別進(jìn)行指令登記和召喚登記，同時(shí)進(jìn)行信號(hào)登記顯示。 這兩種信號(hào)也參與自動(dòng)定向， 和層樓信號(hào)一同對(duì)電梯進(jìn)行運(yùn)行控制，包括開(kāi)/關(guān)門(mén)、上/下行和停站。當(dāng)來(lái)自層面的火警開(kāi)關(guān)發(fā)出消防控制信號(hào)時(shí)，立即消除指令登記和召喚登記，直接控制電梯下行至底樓并開(kāi)門(mén)。此外，當(dāng)有來(lái)自轎廂控制面板發(fā)出控制信號(hào)，如：有司機(jī)直駛 狀態(tài)，則略過(guò)召喚信號(hào)，直接響應(yīng)指令信號(hào)。 運(yùn)行控制電梯的同時(shí)進(jìn)行運(yùn)行顯示和驅(qū)動(dòng)電動(dòng) 機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，即電梯上行或下行。來(lái)自轎廂來(lái)自轎廂來(lái)自井道來(lái)自層面來(lái)自層面控制面板控制面板控制按鈕行程開(kāi)關(guān)火警開(kāi)關(guān)圖3-4 PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)工作流程圖（三）PLC控制單臺(tái)電梯方案PLC電梯控制系統(tǒng)的控制

26、核心是PLG哪些信號(hào)需要輸入 PLC, PLC需要輸出哪些信號(hào)，以及采用何種編程方式都需要仔細(xì)推敲。輸入輸出點(diǎn)的確定是設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)的首要問(wèn) 題，決定系統(tǒng)的程序及硬件線(xiàn)路的方案。1. PLC I/O地址分配根據(jù)電梯操作的工藝過(guò)程及對(duì)控制系統(tǒng)的要求，首先歸納本系統(tǒng)中所有輸入信號(hào)和輸出信號(hào)；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(gè)輸入信號(hào)對(duì)應(yīng) PLC內(nèi)部的 輸入繼電器，每個(gè)輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC內(nèi)部的輸出繼電器。1） PLC輸入信號(hào)的確定先考察電梯轎廂內(nèi)的操作。操作面板上應(yīng)有各層的選層指令按鈕，5層共有5個(gè)。有司機(jī)時(shí)，應(yīng)有司機(jī)直駛專(zhuān)用開(kāi)關(guān)和上行、下行按鈕，需3點(diǎn)輸入。各樓層乘客召喚時(shí)

27、，除底層和頂層只有一個(gè)召喚按鈕，其它各層均設(shè)上下兩個(gè)召喚按鈕，5層共需8個(gè)輸入按鈕。5層電才需5個(gè)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制是否到了某一層，因此需5點(diǎn)輸入。其它輸入有消防、有司機(jī)/無(wú)司機(jī)方式選擇等開(kāi)關(guān)或觸點(diǎn)。經(jīng)以上分析，可知共需 23點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入端口。表3-1輸入地址分配表輸入信號(hào)名稱(chēng)PLC輸入地址含義AYSX000向上行駛按鈕AYXX001向卜行駛按鈕JSJX002有/無(wú)司機(jī)選擇開(kāi)關(guān)1YCX003一樓行程開(kāi)關(guān)2YCX004二樓行程開(kāi)關(guān)3YCX005三樓行程開(kāi)關(guān)4YCX006四樓行程開(kāi)關(guān)5YCX007五樓行程開(kāi)關(guān)A1JX010一樓指令按鈕A2JX011F指令按鈕A3JX012三樓指令按鈕A4JX013四樓

28、指令按鈕A5JX014五樓指令按鈕AJX015指令專(zhuān)用開(kāi)關(guān)（直駛）ZXFX016置消防開(kāi)關(guān)A1SX017一樓上召喚按鈕A2SX020二樓上召喚按鈕A2XX021二樓下召喚按鈕14A3SX022三樓上召喚按鈕A3XX023三樓卜召喚按鈕A4SX024四樓上召喚按鈕A4XX025四樓卜召喚按鈕A5XX026五樓卜召喚按鈕2） PLC輸出信號(hào)的確定控制電梯的上行、下行（即電機(jī)正、反轉(zhuǎn)）需 2點(diǎn)輸出。上、下行指示燈2點(diǎn)輸出。開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)、門(mén)關(guān)閉、運(yùn)行顯示需4點(diǎn)輸出。由于采用二進(jìn)制顯示方式，LED七段顯示器需3點(diǎn)輸出。電梯轎廂內(nèi)輸出各層的指令信號(hào)登記顯示，共5點(diǎn)輸出。各樓層乘客召喚時(shí)，除底層和頂層只有一個(gè)

29、召喚登記顯示，其它各層均設(shè)上下兩個(gè)召喚登記顯示，5層共需8個(gè)輸出顯示。經(jīng)分析共需24點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出端口。表3-2輸出地址分配表輸出信號(hào)名稱(chēng)PLC輸出地址含義KMY000開(kāi)門(mén)顯示GMY001關(guān)門(mén)顯示MGBY002門(mén)關(guān)閉顯示DCSY003上行顯示DCXY004下行顯示SY005上行繼電器XY006下行繼電器YXY007運(yùn)行顯示AY010LED七段顯示器A段發(fā)光二極管GY011LED七段顯示器G段發(fā)光二極管DY012LED七段顯示器D段發(fā)光二極管1DJAY013一樓指令信號(hào)登記顯示2DJAY014一樓指令信號(hào)登記顯示3DJAY015三樓指令信號(hào)登記顯示4DJAY016四樓指令彳聲號(hào)登記顯示5DJAY0

30、17五樓指令信號(hào)登記顯示IDASY020一樓上召喚信號(hào)登記顯示2DASY021二樓上召喚信號(hào)登記顯示2DAXY022二樓卜召喚信號(hào)登記顯示3DASY023三樓上召喚信號(hào)登記顯示3DAXY024三樓卜召喚信號(hào)登記顯示4DASY025四樓上召喚信號(hào)登記顯示4DAXY026四樓卜召喚信號(hào)登記顯示5DAXY027五樓卜召喚信號(hào)登記顯示3）內(nèi)部繼電器的確定表3-3內(nèi)部繼電器地址分配表PLC內(nèi)部繼電器地址功能M0指令優(yōu)于召喚M1停站信號(hào)M2本站廳外開(kāi)門(mén)M3消防時(shí)到過(guò)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)且在任意層樓停過(guò)M4消防時(shí)到過(guò)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)或非消防時(shí)M5關(guān)門(mén)條件M6淮-樓指令登記M7清一樓指令登記M8清三樓指令登記M9清四樓指令登

31、記M10清五樓指令登記M40膏-樓上召喚登記M41清二樓上召喚登記M42清二樓卜召喚登記M43清三樓上召喚登記M31轎廂到二樓M33轎廂到四樓M35中間繼電器M44清三樓卜召喚登記M45清四樓上召喚登記M46清四樓卜召喚登記M47清五樓卜召喚登記M13消防到過(guò)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)M14轎廂小在任何層樓卸上M15轎廂位于某層樓面后，延遲 1秒斷開(kāi)M16有司機(jī)直駛狀態(tài)M17關(guān)門(mén)時(shí)間（3秒）M20開(kāi)門(mén)時(shí)間（3秒）M18無(wú)司機(jī)上、下客時(shí)間（4秒）M19到站延時(shí)時(shí)間（1秒）一一形成停站脈沖用M21未定向M22未定向M30轎廂到一樓M32轎廂到三樓M34轎廂到五樓164)轎廂層樓位置顯示方式的確定目前常用的轎廂層樓

32、位置的顯示方式有：二進(jìn)制顯示、直接位置顯示、十進(jìn)制顯示。但由于三菱FX2N-48MR PLC的I/O點(diǎn)數(shù)只有24點(diǎn)輸入和24點(diǎn)輸出。由于其硬件的限制，故 采用二進(jìn)制的顯示方式。即“ 1”表示亮，“0”表示暗。共可顯示 23種，即07 ( 000111), 應(yīng)用在電梯轎廂層樓顯示中，即可顯示第1層 7層，本系統(tǒng)顯示第15層。5） PLC控制程序的編制方法PLC梯形圖的編制采用模塊化設(shè)計(jì)。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試。如：定時(shí)器控制 開(kāi)/關(guān)門(mén)、外召喚、指令登記、上行、下行等。模塊間不完全獨(dú)立，它們之間存在著有機(jī)聯(lián) 系，且編程時(shí)要考慮各條指令間的邏輯關(guān)系。2. PLC I/O硬件連接圖三菱FX2N系

33、列PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)的硬件接線(xiàn)圖見(jiàn)圖3-5。(四)PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)基本功能梯形圖分析1 .召喚信號(hào)登記響應(yīng)及清除功能位于層樓面的乘客欲前往任意一層樓，可通過(guò)按下電梯層門(mén)旁的上/下召喚按喚來(lái)召喚電梯。當(dāng)電梯到達(dá)乘客所召喚的那一層樓面時(shí)，立即清除該召喚信號(hào)。圖3-6為一樓上召喚登記響應(yīng)及清除功能梯形圖。當(dāng)在非消防狀態(tài)下，即常閉 X016得 電。X017為一樓上召喚按鈕輸入常開(kāi)觸點(diǎn)，若此時(shí)有人按下此開(kāi)關(guān)，X017得電，同時(shí)線(xiàn)圈Y020得電，常開(kāi)Y020自保，即一樓上召喚信號(hào)登記顯示。若電梯此時(shí)就在一樓時(shí)，直接清 除一樓上召喚登記顯示。若電梯不在一樓，則下行到達(dá)一樓后， 一樓行程開(kāi)關(guān)X003

34、得電后，線(xiàn)圈M40得電，常閉M40變常開(kāi)，線(xiàn)圈Y020就失電，清除一樓上召喚登記顯示。若在消防 狀態(tài)下，常開(kāi) X016變常閉得電，直接清除一樓上召喚登記顯示。圖3-6一樓上召喚信號(hào)登記響應(yīng)及清除功能梯形圖2 .指令信號(hào)登記響應(yīng)及清除功能當(dāng)司機(jī)/乘客/消防人員進(jìn)入到電梯轎廂中時(shí)，就要用到轎廂內(nèi)控制屏上的指令按鈕。當(dāng)電梯到達(dá)乘客所要去的那一層樓面時(shí)，立即清除該指令登記信號(hào)。圖3-7為一樓指令登記及清除梯形圖。從圖中可知，要使指令登記信號(hào)有效必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件：1）消防到過(guò)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)；2）非消防時(shí)；當(dāng)電梯處于非消防狀態(tài)時(shí)，線(xiàn)圈M4直接得電，滿(mǎn)足指令登記信號(hào)有效的條件。當(dāng)電梯處于消防狀態(tài)時(shí)，常開(kāi) X01

35、6變常閉。電梯到達(dá)一樓時(shí)，一樓行程開(kāi)關(guān)X003得電，此時(shí)線(xiàn)圈M13得電，與開(kāi)門(mén)信號(hào)相配合，電梯此時(shí)處于消防到過(guò)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)的狀態(tài)。常開(kāi) M13變 常閉，線(xiàn)圈M4得電，也滿(mǎn)足使指令登記信號(hào)有效的條件。18圖3-7一樓指令信號(hào)登記響應(yīng)及清除功能梯形圖此時(shí)，電梯開(kāi)始接收指令登記信號(hào)。如果此時(shí)電梯不在一樓時(shí)，按下到一樓指令按鈕,一樓指令按鈕X010得電，線(xiàn)圈Y013得電，常開(kāi)Y013自保，完成一樓指令登記顯示。電 梯下行到一樓時(shí)，一樓行程開(kāi)關(guān)X003得電，線(xiàn)圈M6得電，常閉M6變常開(kāi)，即清除了一樓指令登記。如果此時(shí)電梯就在一樓，按下一樓指令按鈕的同時(shí)就清除一樓指令登記，因?yàn)殡娞荽藭r(shí)就在一樓。電梯處于消防

36、工作狀態(tài)且沒(méi)有到達(dá)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)，常開(kāi) X016變常閉，線(xiàn) 圈M6也得電，電梯也清除指令登記，只有當(dāng)電梯到達(dá)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)后，線(xiàn)圈 M13得電，常 閉M13變常開(kāi)，才不清除指令登記。需要說(shuō)明的是當(dāng)常開(kāi) M3得電變常閉時(shí)，電梯也清除 指令登記。M3是消防到達(dá)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)并在任何層樓面停過(guò)站且有停站信號(hào)，就清除所有指 令登記。這樣做是為了當(dāng)電梯到達(dá)某層后，消防人員可以依火勢(shì)大小決定是否繼續(xù)上行，如果不及時(shí)清除所有指令登記，電梯會(huì)繼續(xù)上行，這樣就不是非常安全。圖3-8為實(shí)現(xiàn)此功能的梯形圖。M3(則清除所有指令登記功能梯形圖圖3-8消防到達(dá)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)并在任何層樓面停站3 .自動(dòng)定向功能電梯的換向即改變電梯的運(yùn)行

37、方向，實(shí)際就是改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。電梯在無(wú)司機(jī)工作狀態(tài)下，由程序決定上行或下行。當(dāng)電梯發(fā)出召喚信號(hào)或指令信號(hào)時(shí)，PLC自動(dòng)根據(jù)轎廂目前所在層樓位置，來(lái)判定是上行還是下行。若 召喚或指令要到的層樓 轎廂目前所在層樓電梯上行召喚或指令要到的層樓V轎廂目前所在層樓電梯下行召喚或指令要到的層樓=轎廂目前所在層樓無(wú)法定向圖3-9為電梯自動(dòng)定向功能（部分）梯形圖。無(wú)司機(jī)工作狀態(tài)下，當(dāng)三樓有指令信號(hào)Y015或上下召喚信號(hào) Y023、Y024發(fā)出時(shí)，PLC首先判斷轎廂當(dāng)前是否在三樓，如果就在三樓，則轎廂在三樓的常閉M32變常開(kāi)，線(xiàn)圈 Y003、Y004都不得電，電梯既不上行也不下行。如果電梯在一樓或二樓，則

38、轎廂在三樓、四樓、五樓的常閉觸點(diǎn)M32、M33、M34不得電，仍為常閉，且在非消防狀態(tài)下，X016常閉得電，則線(xiàn)圈 Y003得電，電梯定向?yàn)樯闲小Ｈ绻娞菰谒臉腔蛭鍢?，則轎廂在一樓、二樓、三樓的常閉觸點(diǎn)M30、M31、M32不得電，仍為常閉，則線(xiàn)圈 Y004得電，電梯定向?yàn)橄滦小Ｓ兴緳C(jī)工作狀態(tài)下，X002變常閉，這時(shí)需由司機(jī)按下X000上行啟動(dòng)按鈕，電梯才能上行。同樣若司機(jī)按下 X001下行啟動(dòng)按鈕，電梯則下行。在消防工作狀態(tài)下，常閉 X016變常開(kāi)，電梯停止上行；常開(kāi)X016變常閉，線(xiàn)圈Y004得電，電梯下行到底樓。當(dāng)電梯消防時(shí)到達(dá)底樓且開(kāi)過(guò)門(mén)后M13常閉變常開(kāi)，電梯不再下行。上行和下行同時(shí)

39、有互鎖常閉Y003和常閉Y004。在有司機(jī)工作狀態(tài)下，如果電梯有運(yùn)行信號(hào)Y007,則不再接收上行或下行信號(hào)。M0是一個(gè)特殊中間繼電器，要求在無(wú)司機(jī)、門(mén)未關(guān)閉、既非上行也非下行條件下，指令優(yōu)于召喚參加定向，這是為了在既有召喚信號(hào)也有指令信號(hào)的情況下，優(yōu)先滿(mǎn)足轎廂內(nèi)的乘客需要。圖3-9 自動(dòng)定向功能（部分）梯形圖4 .停站控制功能圖3-10為停站及1秒停站脈沖形成功能（部分）梯形圖。從圖中可知，停站信號(hào)形成有幾種情況:1）非消防及非有司機(jī)直駛時(shí)一樓到；2）非消防及非有司機(jī)直駛時(shí)五樓到；3）非消防時(shí)指令信號(hào)或召喚信號(hào)所指的層樓到;4）非上行也非下行時(shí)，即未定向時(shí)；5）消防時(shí)下行到達(dá)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)；6）運(yùn)

40、行中且沒(méi)有到達(dá)任何一層面;22圖3-10 停站及1秒停站脈沖形成功能（部分）梯形圖非消防時(shí)，當(dāng)上行繼電器 Y005和二樓上召喚按鈕 Y021或下行繼電器 Y006和二樓下 召喚按鈕Y022或二樓指令登記顯示有任意一組同時(shí)滿(mǎn)足時(shí)，且轎廂到達(dá)二樓時(shí)，二樓行程 開(kāi)關(guān)常開(kāi)X004變常閉，1秒停站停沖脈沖形成后，停站信號(hào)線(xiàn)圈M1得電。消防時(shí)，電梯下行到底樓開(kāi)過(guò)門(mén)后，常開(kāi)M13變常閉，一樓行程開(kāi)關(guān)常開(kāi) X003變常閉，1秒停站脈沖形成后，停站信號(hào)線(xiàn)圈 M1得電。同時(shí)如果一樓到 X003變常閉，五樓到 X007變常閉，未定 向時(shí)，停站信號(hào)線(xiàn)圈 M1也得電。1秒停站脈沖形成過(guò)程是這樣的：如果轎廂既不在一樓、二

41、樓、三樓、四樓、五樓時(shí)， 線(xiàn)圈M14得電，常開(kāi)M14變常閉，線(xiàn)圈M15得電，常開(kāi)M15自保，啟動(dòng)定時(shí)器 T3,定時(shí) 1秒鐘后，線(xiàn)圈 M19得電，常閉M19變常開(kāi)，M15失電。這樣做的目的是，如果在停站信 號(hào)中直接使用不延時(shí) 1秒鐘的常開(kāi) M15, 一旦電梯到達(dá)某一層面時(shí)，線(xiàn)圈 M14失電，線(xiàn)圈 M15失電，停站線(xiàn)路中仍為常開(kāi)M15,與前面的任何層面的行程開(kāi)關(guān)變常閉有所矛盾，這樣線(xiàn)圈M1無(wú)法得電，電梯也就無(wú)法停站。因此，采用延時(shí)1秒鐘的辦法，讓任何層面的行程開(kāi)關(guān)先得電，M19也得電，延時(shí)1秒鐘后再斷開(kāi)，讓線(xiàn)圈 M1能夠得電，這樣電梯就能順 利的停站。5 .廳外開(kāi)門(mén)功能所謂廳外開(kāi)門(mén)是指在無(wú)司機(jī)狀態(tài)

42、下，轎廂既非上行也非下行（未定向）且停在某層時(shí)， 如果這層恰好有召喚登記信號(hào)，則自動(dòng)開(kāi)門(mén)。X020X004Y003Y004-M-M20X002*M2)X021圖3-11二樓廳外開(kāi)門(mén)功能梯形圖圖3-11為二樓廳外開(kāi)門(mén)功能梯形圖。在非上行顯示常閉Y003、非下行顯示常閉 Y004、無(wú)司機(jī)常閉X002、無(wú)上/下客常閉 M20都得電時(shí)，二樓有向上或向下召喚登記，則電梯定向到達(dá)二樓，二樓行程開(kāi)關(guān)常開(kāi) X004得電變常閉，廳外開(kāi)門(mén)M2線(xiàn)圈得電，實(shí)現(xiàn)廳外開(kāi)門(mén)。6 .開(kāi)門(mén)時(shí)間、上/下客時(shí)間、關(guān)門(mén)時(shí)間、門(mén)關(guān)閉控制功能電梯到站后，首先開(kāi)門(mén)3秒，然后上/下客4秒，最后關(guān)門(mén)3秒。時(shí)間均為定時(shí)器控制。1）開(kāi)門(mén)時(shí)間控制功

43、能M1M2Y000X016 9 X003 T卜 M13 T卜M20Y0001)T1 K30 JT1M20圖3-12開(kāi)門(mén)時(shí)間控制功能梯形圖24圖3-12為開(kāi)門(mén)時(shí)間控制功能梯形圖。在無(wú)司機(jī)狀態(tài)下，由定時(shí)器控制開(kāi)門(mén)時(shí)間。從圖中可知，滿(mǎn)足開(kāi)門(mén)條件有以下幾種情況： 非消防時(shí)有停站開(kāi)門(mén)信號(hào)； 非消防時(shí)有廳外開(kāi)門(mén)信號(hào)；消防時(shí)到達(dá)底樓；在非消防態(tài)時(shí)，PLC 一旦發(fā)出停站開(kāi)門(mén)信號(hào)或廳外開(kāi)門(mén)信號(hào)，即常開(kāi) M1變常閉或 常開(kāi)M2變常閉，開(kāi)門(mén)信號(hào)線(xiàn)圈 Y000得電，常開(kāi)Y000自保，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器 T1,定時(shí)時(shí) 間為3秒，3秒后線(xiàn)圈M20得電，常閉M20變常開(kāi)，定時(shí)器復(fù)位，取消開(kāi)門(mén)信號(hào)。在消防狀態(tài)時(shí)，電梯下行至底樓開(kāi)

44、門(mén)， 一樓行程開(kāi)關(guān)X003得電，常開(kāi)M13得電，PLC 發(fā)出開(kāi)門(mén)信號(hào)。2）上/下客時(shí)間控制功能圖3-13為上/下客時(shí)間控制功能梯形圖。在無(wú)司機(jī)狀態(tài)下，由定時(shí)器控制上/下客時(shí) 間。K40圖3-13上/下客時(shí)間控制功能梯形圖在無(wú)司機(jī)態(tài)下，X002常閉；無(wú)開(kāi)門(mén)顯示， Y000常閉；非關(guān)門(mén)顯示， Y001常閉；門(mén) 未關(guān)閉：Y002常閉；定時(shí)器線(xiàn)圈T2得電，定時(shí)時(shí)間為4秒，4秒后，M18線(xiàn)圈得電，上/ 下客時(shí)間結(jié)束，啟動(dòng)關(guān)門(mén)信號(hào)。3)K30圖3-14 關(guān)門(mén)時(shí)間控制功能梯形圖圖3-14為關(guān)門(mén)時(shí)間控制功能梯形圖。從圖中可知，滿(mǎn)足關(guān)門(mén)條件有以下幾種情況：無(wú)司機(jī)狀態(tài)下，消防未到過(guò)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)，上/下客4秒鐘后；

45、有司機(jī)狀態(tài)下，在上行/下行顯示情況下，按下上行/下行駛按鈕，； 消防到過(guò)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)后，響應(yīng)指令登記信號(hào)，由消防人員控制電梯上行；關(guān)門(mén)條件線(xiàn)圈 M5得電后，關(guān)門(mén)顯示線(xiàn)圈 Y001得電，開(kāi)門(mén)Y000和門(mén)關(guān)閉Y002互鎖, 同時(shí)定時(shí)器線(xiàn)圈 T0得電，定時(shí)3秒后，線(xiàn)圈M17得電，常閉M17變常開(kāi)，關(guān)門(mén)顯示線(xiàn)圈 Y001失電，定時(shí)器復(fù)位。消防且未到過(guò)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)的情況下，也要進(jìn)行關(guān)門(mén)。4）門(mén)關(guān)閉控制功能關(guān)門(mén)3秒后，電梯門(mén)關(guān)閉。圖 3-15為門(mén)關(guān)閉控制功能梯形圖。關(guān)門(mén) 3秒后M17得電變 常閉，且無(wú)開(kāi)門(mén)信號(hào)，關(guān)閉線(xiàn)圈 Y002得電，常開(kāi) Y002自保。M17Y000Y002hh-thT_（）Y00227圖3

46、-15門(mén)關(guān)閉控制功能梯形圖7.有司機(jī)直駛控制功能圖3-16為有司機(jī)直駛控制功能梯形圖。有司機(jī)狀態(tài)下，常開(kāi)X002變常閉；指令狀態(tài)下,常開(kāi)X015變常閉，有司機(jī)直駛線(xiàn)圈M16得電，即只響應(yīng)指令召喚。X002X015T卜M16圖3-16有司機(jī)直駛控制功能梯形圖8 .轎廂定位功能轎廂由行程開(kāi)關(guān)給出所在層樓位置信號(hào)。X004X003X005竹M31M31圖3-17轎廂定位在二樓功能梯形圖X004得電，轎廂在二樓線(xiàn)圈圖3-17為轎廂定位在二樓功能梯形圖。當(dāng)二樓行程開(kāi)關(guān)M31得電，常開(kāi) M31自保。轎廂在一樓、三樓行程開(kāi)關(guān)X003、X005互鎖。9 .層樓位置顯示功能由于三菱FX2N-48MR PLC輸入

47、輸出點(diǎn)數(shù)的限制，層樓位置顯示采用二進(jìn)制顯示方法。利用LED七段顯示器的 A、D、G三段發(fā)光二極管來(lái)顯示一至五樓層樓位置，如圖3-18 所示。A段G段D段一樓001一樓010三樓011四樓100五樓101一樓三樓四樓五樓28，常開(kāi)M33得電；或轎廂到五樓，常Y010)Y006圖3-18 LED數(shù)碼管顯示層樓位置示意圖圖3-19為L(zhǎng)EDA段顯示功能梯形圖。當(dāng)轎廂到四樓 開(kāi)M34得電，則LED A段發(fā)光二極管線(xiàn)圈 Y010得電。M33T卜M34圖3-19 LED A段顯示功能梯形圖10 .馬達(dá)上行/下行、運(yùn)行顯示控制功能圖3-20 馬達(dá)上行/下行、運(yùn)行顯示控制功能梯形圖圖3-20為馬達(dá)上行/下行、運(yùn)

48、行顯示控制功能梯形圖。在門(mén)關(guān)閉Y002得電為常閉情況 下，且非停站，M1常閉，有上行顯示 Y003得電，則線(xiàn)圈 Y005得電，馬達(dá)上行；有下行顯 示Y004得電，則線(xiàn)圈Y006得電，馬達(dá)下行。馬達(dá)上行和下行均有互鎖。在馬達(dá)上行或下行過(guò)程中，電梯運(yùn)行顯示線(xiàn)圈Y007得電。四、PLC控制多臺(tái)電梯的分析隨著高層、大型建筑的發(fā)展，一座建筑物內(nèi)往往需要裝多臺(tái)電梯，將多臺(tái)電梯集中起來(lái) 形成群梯。對(duì)這種梯群進(jìn)行統(tǒng)一的控制，采取合理的調(diào)度方式，可以大大提高電梯的運(yùn)行效 率、節(jié)省能源、減少乘客的等待時(shí)間。本課題將實(shí)現(xiàn)采用一臺(tái)可編程序控制器同時(shí)控制兩臺(tái) 五層電梯的功能。（一）PLC控制兩臺(tái)電梯協(xié)調(diào)運(yùn)行的原則兩臺(tái)電

49、梯同時(shí)運(yùn)行，共同享用一套外召喚按鈕和外召喚信號(hào)登記顯示以及底樓的消防開(kāi) 關(guān)。如果沒(méi)有協(xié)調(diào)控制好，有可能出現(xiàn)以下情況：某一大樓內(nèi)并排設(shè)置了兩臺(tái)電梯均獨(dú)自運(yùn) 行、則當(dāng)某一層有乘客需向下至底樓，按下兩臺(tái)電梯在這一層的兩個(gè)召喚按鈕箱中的向下召喚按鈕，則兩臺(tái)電梯均會(huì)同時(shí)響應(yīng)而到達(dá)該層站。此時(shí)可能其中一臺(tái)先行到站，把乘客接走,而另外一臺(tái)電梯在失去的召喚登記信號(hào)后，可能會(huì)一下子停在井道任意一處，而沒(méi)有準(zhǔn)確平層，這是絕對(duì)不允許出現(xiàn)的。因此，要使PLC控制兩臺(tái)電梯協(xié)調(diào)運(yùn)行， 必須滿(mǎn)足一個(gè)原則： 當(dāng)兩臺(tái)電梯同時(shí)去響應(yīng)外 召喚信號(hào)登記時(shí)，兩臺(tái)電梯自動(dòng)定向啟動(dòng)前往相應(yīng)樓層，當(dāng)某一臺(tái)電梯先行到達(dá)指定層樓時(shí)，另外一臺(tái)電梯

50、必須就近?？科綄?，不得懸空在中間。當(dāng)?shù)讟怯邢佬盘?hào)時(shí)，兩臺(tái)電梯必須同時(shí)立即下行至底樓開(kāi)門(mén)。（二）PLC控制兩臺(tái)電梯協(xié)調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)的功能1 .兩臺(tái)電梯各自獨(dú)立控制的部分1）兩臺(tái)電梯各自有兩種工作方式 -有司機(jī)工作方式、無(wú)司機(jī)工作方式。這兩種工作方式各自獨(dú)立控制， 不受任何約束和影響。 包括有/無(wú)司機(jī)選擇開(kāi)關(guān)以及有 司機(jī)工作方式中司機(jī)專(zhuān)用的向上行駛按鈕、向下行駛按鈕和指令專(zhuān)用開(kāi)關(guān)這些輸入信號(hào)也各自擁有一套。這兩種工作方式的控制要領(lǐng)與 PLC單臺(tái)電梯控制的工作方式中的有司機(jī)方式、 無(wú)司機(jī)方式一樣。2）指令信號(hào)登記的響應(yīng)兩臺(tái)電梯的轎廂內(nèi)各自有 15層樓的指令按鈕與指令信號(hào)登記顯示。兩臺(tái)電梯各自響 應(yīng)各自

51、的指令信號(hào)登記，前往指定樓層，滿(mǎn)足各自轎廂內(nèi)司機(jī)和乘客的需要。3） LED顯示及其它兩臺(tái)電梯各自有開(kāi)門(mén)顯示、關(guān)門(mén)顯示、門(mén)關(guān)閉顯示、上行顯示、下行顯示、運(yùn)行顯示、 LED七段顯示器顯示層樓位置也各自擁有一套，獨(dú)立運(yùn)行，相互不受影響。兩臺(tái)電梯各自 有1 5樓的行程開(kāi)關(guān)、上行繼電器、下行繼電器。2 .兩臺(tái)電梯協(xié)調(diào)運(yùn)行控制的部分1）消防信號(hào)的共同響應(yīng)當(dāng)?shù)讟堑闹孟篱_(kāi)關(guān)為 ON時(shí)，即電梯處于消防工作狀態(tài)， 兩臺(tái)電梯共同響應(yīng)消防信號(hào)， 均下行至底樓開(kāi)門(mén)。2）召喚登記信號(hào)的共同響應(yīng)雖然有兩臺(tái)電梯同時(shí)工作，但在每一層樓面只安裝一套召喚按鈕及召喚信號(hào)登記顯示。 當(dāng)層樓面的乘客欲前往某一層樓時(shí)，按下該層樓面的外召

52、喚按鈕，兩臺(tái)電梯均要及時(shí)響應(yīng)， 并投入運(yùn)行，前往指定樓層，當(dāng)某一臺(tái)電梯先行到達(dá)指定樓層時(shí)，另外一臺(tái)電梯就近?？俊? . PLC兩臺(tái)電梯控制系統(tǒng)的工作流程圖4-1為PLC兩臺(tái)電梯控制系統(tǒng)工作流程圖。 從圖中可以看出，兩臺(tái)電梯只有消防和外 召喚是合用一套的，其它均各自獨(dú)立工作。 各自獨(dú)立工作的部分與 PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)中 的工作流程一模一樣，這里不再做介紹。在此主要分析兩臺(tái)電梯共用部分， 即消防和外召喚 的工作過(guò)程。當(dāng)來(lái)自層面控制按鈕發(fā)出召喚信號(hào)后，兩臺(tái)電梯同時(shí)進(jìn)行召喚登記，并顯示。召喚登記信號(hào)與兩臺(tái)電梯各自的指令信號(hào)與層樓定位信號(hào)共同參與各自的定向，驅(qū)動(dòng)電梯前往指定的層樓，當(dāng)兩臺(tái)電梯中的任意

53、一臺(tái)先行抵達(dá)后，立即清除召喚登記信號(hào)，并進(jìn)行停站、開(kāi)門(mén)3秒、上下客4秒、關(guān)門(mén)3秒、門(mén)關(guān)閉這一系列動(dòng)作。而此時(shí)另一臺(tái)電梯雖然也在同一時(shí)刻失 去了召喚登記信號(hào)，但是不能立即停站，必須經(jīng)過(guò)最近的行程開(kāi)關(guān)后，就近平層靠站。當(dāng)來(lái)自底樓層面控制開(kāi)關(guān)發(fā)出消防信號(hào)后，立即清除兩臺(tái)電梯各自的指令登記信號(hào)和共用的召喚登記信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電梯下行至底樓開(kāi)門(mén)?？刂菩盘?hào)層樓信號(hào)指令信號(hào)共用部分2#電梯來(lái)自層面 控制按鈕 工 召喚信號(hào)來(lái)自層面火警開(kāi)關(guān)來(lái)自轎廂 控制面板來(lái)自井道行程開(kāi)關(guān)來(lái)自轎廂 控制面板控制信號(hào)30圖4-1 PLC兩臺(tái)電梯控制系統(tǒng)工作流程圖(三)PLC控制兩臺(tái)電梯協(xié)調(diào)運(yùn)行方案1. PLC I/O地址分配根據(jù)兩臺(tái)電

54、梯協(xié)調(diào)控制的工藝過(guò)程及對(duì)控制系統(tǒng)的要求，首先歸納本系統(tǒng)中所有輸入信號(hào)和輸出信號(hào)；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(gè)輸入信號(hào)對(duì)應(yīng) PLC內(nèi)部的輸入繼電器，每個(gè)輸出信號(hào)對(duì)應(yīng) PLC內(nèi)部的輸出繼電器。1) PLC輸入信號(hào)的確定在上一章節(jié)經(jīng)過(guò)對(duì) PLC控制單臺(tái)電梯系統(tǒng)的輸入信號(hào)的分析可知，單臺(tái)電才共需23點(diǎn)開(kāi)關(guān)量的輸入，其中包括兩臺(tái)電梯共用的置消防開(kāi)關(guān)和1 5樓的外召喚按鈕9點(diǎn)。這樣可知，PLC控制兩臺(tái)電梯系統(tǒng)的輸入共需 37點(diǎn)。但三菱FX2N 48MR只有24點(diǎn)輸入，因此， 需加擴(kuò)展模塊，選用 FX2N-32ER,增加16點(diǎn)輸入，這樣一共有 40點(diǎn)輸入和40點(diǎn)輸出， 滿(mǎn)足系

55、統(tǒng)37點(diǎn)輸入的要求。2) PLC輸出信號(hào)的確定在上一章節(jié)經(jīng)過(guò)對(duì) PLC控制單臺(tái)電梯系統(tǒng)的輸出信號(hào)的分析可知，單臺(tái)電才共需24點(diǎn)開(kāi)關(guān)量的輸出，其中包括兩臺(tái)電梯共用的 1 5樓外召喚信號(hào)登記顯示 8點(diǎn)。這樣可知，PLC 控制兩臺(tái)電梯系統(tǒng)的輸出共需 40點(diǎn)。表4-1 輸入地址分配表輸入符號(hào)|1#電梯2#電梯含義AYSX000X030向上行駛按鈕AYXX001X031向卜行駛按鈕JSJX002X032有/無(wú)司機(jī)選擇開(kāi)關(guān)1YGX003X033一樓行程開(kāi)關(guān)2YGX004X034二樓行程開(kāi)關(guān)3YGX005X035三樓行程開(kāi)關(guān)4YGX006X036四樓行程開(kāi)關(guān)5YGX007X037五樓行程開(kāi)關(guān)A1JX010X

56、040一樓指令按鈕A2JX011X041F指令按鈕A3JX012X042三樓指令按鈕A4JX013X043四樓指令按鈕A5JX014X044五樓指令按鈕AJX015X045指令專(zhuān)用開(kāi)關(guān)（直駛）ZCFX016置消防開(kāi)關(guān)A1SX017一樓上召喚按鈕A2SX020二樓上召喚按鈕A2XX021二樓下召喚按鈕A3SX022三樓上召喚按鈕A3XX023三樓卜召喚按鈕A4SX024四樓上召喚按鈕A4XX025四樓卜召喚按鈕A5XX026五樓卜召喚按鈕表4-2輸出地址分配表輸出符號(hào)1#電梯2#電梯含義KMY000Y030開(kāi)門(mén)顯示GMY001Y031關(guān)門(mén)顯示MGBY002Y032門(mén)關(guān)閉顯示DCSY003Y033

57、上行顯示DCXY004Y034下行顯示SY005Y035上行繼電器XY006Y036下行繼電器YXY007Y037運(yùn)行顯示AY010Y040LED七段顯示器A段發(fā)光二極管GY011Y041LED七段顯示器G段發(fā)光二極管DY012Y042LED七段顯示器D段發(fā)光二極管1DJAY013Y043一樓指令信號(hào)登記顯示2DJAY014Y044一樓指令信號(hào)登記顯示3DJAY015Y045三樓指令信號(hào)登記顯示4DJAY016Y046四樓指令彳聲號(hào)登記顯示5DJAY017Y047五樓指令信號(hào)登記顯示IDASY020一樓上召喚信號(hào)登記顯示322DASY021二樓上召喚信號(hào)登記顯示2DAXY022二樓卜召喚信號(hào)登記顯示3DASY023三樓上召喚信號(hào)登記顯示3DAXY024三樓卜召喚信號(hào)登記顯示4DASY025四樓上召喚信號(hào)登記顯示4DAXY026四樓卜召喚信號(hào)登記顯示5DAXY027五樓卜召喚信號(hào)登記顯示3) PLC內(nèi)部繼電器的確定表4-3內(nèi)部繼電器地址分配表1#電梯2#電梯含義M0M50指令優(yōu)于召喚M1M51停站信號(hào)M2M52本站廳外開(kāi)門(mén)M3M53消防時(shí)到過(guò)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)且在任意層樓停過(guò)M4M54消防時(shí)到過(guò)底樓開(kāi)過(guò)門(mén)或非消防時(shí)M5M55關(guān)門(mén)條件M6M564樓指令登記M7M57清一樓指令登記M8M58清三樓指令登記M9M59清四樓指令登記M10M60清五樓指令登記M40M90泮-樓上召喚