电梯控制系统毕业论文.doc 72页

'本科生毕业设计（论文）摘要随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术也已经进入一个新的时代，其应用越来越广。而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活日益紧密相关。随着人们对其要求的提高，电梯技术得到了快速发展，其拖动技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替了原来的继电器控制。电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。目前电梯设计使用可编程控制器(PLC)，要求功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。本文用PLC作控制器，完成对7层变频调速电梯的自动控制，从而提高了电梯控制的自动化程度。在采用PLC和通用变频器实现电梯常规控制的基础上，利用旋转编码器发出的脉冲信号构成位置反馈，实现电梯的精确位移控制。通过PLC程序设计实现电梯的安全保护功能、楼层信号自动检测、楼层选择、运行方向选择、开关门控制、运行控制及运行指示等功能。通过合理的选择与设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。关键词：PLC控制；变频调速；电梯；舒适感IV 本科生毕业设计（论文）AbstractWiththerapiddevelopmentoftheeconomy,microelectronictechnology,computertechnologyandtheautomatictheoryaredevelopedrapidly.TheACvariablefrequencytechnologyhasbeeninanewstate.It’sapplicationisbecomingmoreandmorewidely.Buttheelevatorasanimportanttrafficinskyscraper,italsohasdevelopedquicklywiththeimprovingrequirementofthepeople.It’sdraggingtechnologyhasdevelopedfromDCtimingtoACvariablefrequencytimingandit’slogiccontrol-relaycontrolalsohasbeenreplacedbyPLC.Theelevatorelectricalsystemiscomposedbythedraggingsystemandthecontrolsystemtwoparts.Thetraditionalelectricitycontrolsystemusesbecauserelaylogiccontrolelectroniccontactmany,failureratehigh,reliabilitybad,volumebigandsoonshortcomings,isbeingeliminatedgradually.Atpresenttheelevatordesignusesprogrammablecontroller(PLC),therequestfunctionchangeisnimble,theprogrammingissimple,thebreakdownarefew,thenoiseislow.Theservicemaintenanceisconvenient,theenergyconservationlaborsaving,antijammingability,thecontrolboxareaarefew.ThearticleusingPLCtocontrolelevator,hascompleted8-frequencyconversiongovernorliftsautomatic,therebyenhancingthedegreeofautomationoftheelevatorcontrol.ItisbasedontheuseofPLCandthegeneralfrequencyconverter,usingthepulse-codingdevicesissuedapositionfeedbacksignalstoachieveliftprecisiondisplacementcontrol.ProceduresdesignedtoachievetheadoptionofPLCliftsecurityprotectionfunctions,automaticsignaldetectionfloors,floorselection,thedirectionoftraveloptions,switchesdoorcontrol,operationalcontrolandoperationinstructions,andotherfunctions.Thereliabilityisimprovedandthefeelingofcomfortisbetterthroughthereasonableselectionanddesign,sotheeffectofcontrolismoreideal.Keywords：PLCcontrol；frequencyconversiontiming；elevator；feelingofcomfortIV 本科生毕业设计（论文）目录第1章绪论1第2章方案论证22.1基本方案概述22.1.1.电梯变频调速控制的特点32.1.2.PLC控制电梯的特点32.2变频器的选择42.2.1安川VS-616G5型变频器特点42.2.2安川VS-616G5型变频器配置52.3可编程控制器（PLC）选择5第3章系统硬件设计73.1概述73.1.1电梯PLC控制系统基本结构73.1.2电梯信号控制系统组成73.1.3电梯控制系统原理框图83.2电梯控制系统功能及速度曲线93.2.1电梯控制系统功能93.2.2电梯速度给定曲线93.3PLC输入输出信号及系统选型103.3.1PLC输入输出信号103.3.2PLC系统选型123.4控制系统I/O地址分配133.5PLC及扩展模块外部接线设计143.5.1PLC主机外部接线设计143.5.2扩展模块外部接线设计163.6电梯PLC系统控制电气设计17第4章系统软件设计184.1程序中使用的通用继电器及功能184.2计数脉冲的确定194.3基于高速计数器的相关设计19IV 本科生毕业设计（论文）4.3.1高速计数器初始化194.3.2轿厢所处楼层位置的确定224.3.3门厅及轿厢处楼层显示234.3.4减速信号的确定234.4开关门控制264.4.1开门控制264.4.2关门控制284.5内呼外唤及定向信号的获取294.5.1内指令信号处理294.5.2外召唤信号处理294.5.3内呼外唤及定向信号获取梯形图294.6选层定向及反向截梯324.7呼梯铃控制与故障报警35第5章结论37参考文献38致谢40附录Ⅰ41附录Ⅱ46IV 本科生毕业设计（论文）第1章绪论自1889年美国奥梯斯升降机公司推出世界第一部以电动机为动力的升降机以来，电梯在驱动方式上经历了卷筒式驱动、牵引式驱动等历程，逐渐形成了直流电机拖动和交流电机拖动两种不同的拖动方式。如今电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的代步工具；而且作为载人工具，人们在运行的平滑性、高速性、准确性、高效性等一系列静、动态性能方面对它提出了更高的要求。由于早期的电梯继电器控制方式存在故障率较高、可靠性差、接线复杂、一旦接收完成不易更改等缺点，所以需要开发一种安全、高效的控制方式。可编程控制器（PLC）既保留了继电器控制系统的简单易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺改变、易于与计算机接口、维修方便等诸多高品质性能。因此，PLC在电梯控制领域得到了广泛而深入的应用。可编程序控制器(PLC)最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的一种数字运算操作的电子系统。PLC作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到广泛应用，从而使电梯控制由传统的继电器控制方式发展成为计算机控制的一个重要方向，成为当今电梯控制和技术改造的热点之一。通过PLC控制电梯，大大提高了电梯控制的自动化程度，给人们的生活带来便利。鉴于其种种优点，目前电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制所代替。同时，由于电机交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速。因此，PLC控制技术加变频调速技术己成为现代电梯行业的一个热点。本设计就是选用PLC控制技术加变频调速技术实现电梯的全集选控制的。67 本科生毕业设计（论文）方案论证1.1基本方案概述电气控制系统决定着电梯的性能，自动化程度和运行可靠性。随着科学技术的发展和技术引进工作的进一步开展，电气控制系统发展换代迅速。在国产电梯中，在拖动方面，除速度V≤0.63m/s的低速电梯仍有部分产品采用交流双速电动机变极调速外，对于速度V≥1.0m/s的各类电梯，均已采用交流调压调速和交流变频调速拖动系统。在中间逻辑控制方面，已淘汰继电器控制，采用PLC和微机控制。新电气控制系统和拖动系统的出现，不但改善了电梯的性能，而且提高了电梯的运行可靠性，使我国电梯工业提高到一个新的水平，基本实现乘用安全、可靠、舒适的愿望。目前电梯的控制普遍采用两种方式：一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程序控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高。虽然在智能控制方面微机控制系统有较强大的功能，但其存在抗干扰性差，系统设计较复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠，使用维修方便，抗干扰性强等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。本设计便是选用第二种方式实现电梯控制的。最终完成了电梯控制系统中变频器和可编程序控制器的选择。电梯控制系统主要由电力拖动部分和电气控制部分两部分组成。电力拖动部分（即主电路）由三相交流输入、变频驱动、曳引机和制动单元几部分组成。通过合理设计完成电梯的拖动任务。电气控制部分又称为控制电路，它是电梯控制系统的核心。本设计中由PLC作控制器，完成电梯的逻辑控制。用PLC控制变频器调速，PLC根据输入的轿内指令、响应信号、现行位置及其他相关信号，经运算后向变频器送去上行、下行、换速、平层等控制信号。最终实现电梯的信号全集选控制。67 本科生毕业设计（论文）2.1.1.电梯变频调速控制的特点随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的高速发展，交流变频调速技术也有了十分迅速的发展。其已成为当今节电,改善工艺流程以及提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速凭借着优异的调速性能和起制动平稳性能、高效率、高功率因数和节电效果、广泛的适用范围及其它许多优势，而被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。近年来，电梯调速系统很多采用变频调速控制。主要原因在于变频器不但可以提供良好的调速性能，并能节约大量电能。电梯属位能负载，并且要求频繁起停。随着载客量多少的变化、上下行的变换，要求电动机在四象限内运行。更重要的是要满足乘客的舒适感和保证平层精度(即准确停车)。这些要求是变频器在电梯中应用的特殊之处。变频调速电梯的特点如下:（1）变频调速电梯使用的是交流电动机，与同容量的直流电动机相比具有体积小、占空间小、结构简单、维护方便、可靠性高、价格低等优点。（2）变频调速电源采用先进的SPWM技术和SVPWM技术，使电梯运行质量和性能有了明显的改善；由于变频调速为无极调速，调速范围宽，因此电梯乘坐的舒适感也有了大大提高。（3）变频调速电梯控制精度高，且具有良好的动态响应、动态品质和抗负荷干扰能力，已逐渐取代直流电机调速。（4）变频调速电梯使用先进的SPWM和SVPWM技术，明显改善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因数，节能明显。2.1.2.PLC控制电梯的特点PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而设计。实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机一样，以通用或专用CPU作为微处理器，实现通道的运算和数据存储，另外还有位处理器(布尔处理器)，进行点(位)运算与控制。它采用了可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种机械的生产过程。PLC具有抗干扰能力强，可靠性高；控制系统结构简单，通用性强；编程方便易于使用；功能完善；设计、施工、调试周期短；体积小，维护操作方便等特点。其在电梯控制中更具有如下特点：（1）采用PLC控制电梯，用软件实现对电梯运行的自动控制，使系统的可靠性大大提高。67 本科生毕业设计（论文）（2）去掉了选层器及大部分继电器，使得控制系统结构简单，外部线路简化。（3）采用PLC控制电梯具有极强的灵活性，系统可方便地增加或改变控制功能，实现各种复杂的控制要求。（4）PLC可进行故障自动检测与报警显示，使运行安全性得以提高，并易于检修。（5）可用于群控调配和管理，提高了电梯的运行效率。（6）更改控制方案时系统硬件接线可不改动。1.1变频器的选择随着变频器性能价格比的提高，交流变频调速已应用到许多领域，由于变频调速的诸多优点，使得交流变频调速在电梯行业也得到了广泛应用。1987年，上海三菱电梯有限公司首先从日本三菱引进技术，在国内电梯行业率先推出了全计算机控制交流变频变压（VVVF）调速电梯(专用变频器控制)，在电梯行业引起轰动。十几年来，VVVF控制技术的电梯已成为电梯行业的追求，并得到了普遍运用。目前国内VVVF电梯拖动系统主要有两种类型：专用变频器控制和通用变频器+PLC(可编程序控制器)控制。专用变频器控制电梯，其功能较强，使用灵活，但其价格相对较贵。因此，本设计没有采用专用变频器，而是选用安川VS-616G5型全数字通用变频器，通过合理的配置、设计和编程，同样可以达到专用变频器的控制效果。这是本设计的特点之一。本设计选用的安川VS-616G5型全数字通用变频器，具有磁通矢量控制、转差补偿、负载转矩自适应等一系列先进功能，可以最大限度地提高电机功率因数和电机效率，同时降低电机运行损耗，特别适合电梯类负载频繁变化的场合。另外，VS-616G5型变频器的起动、制动具有可任意调节的S曲线和零频仍可输出150%力矩的特点，配以高精度的旋转编码器，控制精度可达0.01%—0.02%，使得电梯运行舒适感更好，零速抱闸、平层精度更高。无须配专用电机，可自学习所配电机的各个参数，精确控制任何品牌的电机。采用高性能IGBT，载波频率20KHz，从而使变频器输出一个不失真的正弦波波形，使电机始终运行于静噪音状态。1.1.1安川VS-616G5型变频器特点VS-616G5型变频器是安川电机公司面向世界推出的21世纪通用型变频器。是一种“多控制方式”的通用变频器。具有：无PG(速度传感器)U/f控制；有PGU/f控制；无PG矢量控制；有PG矢量控制等四种控制方式。这种变频器不仅考虑了U67 本科生毕业设计（论文）/f控制，而且还实现了矢量控制，通过其本身的自动调谐功能与无速度传感器电流矢量控制，很容易得到高起动转矩与较高的调速范围。VS-616G5型变频器的特点如下：（1）包括电流矢量控制在内的四种控制方式均实现了标准化。（2）有丰富的内存与选择功能。（3）由于采用了最新式的硬件，因此功能全、体积小。（4）保护功能完善、维修性能好。（5）通过LCD操作装置，可提高操作性能。1.1.1安川VS-616G5型变频器配置VS-616G5型变频器用在电梯调速系统中，必须配PG卡及旋转编码器，以供电动机测速及反馈。VS-616G5用在电梯调速系统中，还必须配置制动电阻。当电梯减速运行时，电动机处于再生发电状态，向变频器回馈电能。这时，同步转速下降，交-直-交变额器的直流部分电压升高，制动电阻的作用就是消耗回馈电能，抑制直流电压升高。其基本配置如下：（1）616G5变频器。（2）PG卡。（3）旋转编码器。（4）制动电阻。（5）电梯运行曲线输入板（可选配）。1.2可编程控制器（PLC）选择本设计轿厢位置检测利用旋转编码器实现。目前，PLC一般都有高速脉冲输入端或专用计数单元，计数准确，使用方便，因此在电梯PLC控制系统中，可用编码器测取电梯运行过程中的准确位置，编码器可直接与PLC高速脉冲输入端相连，电源也可利用PLC内置24V直流电源，硬件连接简单方便。用旋转编码器检测轿厢位置，要求可编程序控制器必须具有高数计数器。又因为电梯是双向运行的，所以PLC还需具有可逆计数功能。综合考虑后，本设计选择了德国西门子（SIEMENS）公司S7系列SIMATICS7-200第二代产品CPU22*系列。S7-200系列SIMATIC简介德国西门子（SIEMENS）公司是欧洲最大的电气、电子制造商，一直以品质精良的电气、电子产品闻名于世，也是国际上较早研制和生产PLC67 本科生毕业设计（论文）产品的主要厂家之一。西门子最早的PLC产品为S3系列，1975年投放市场。1979年西门子推出SIMATICS5系列取代了S3，以后一直主推S5系列并获得巨大成功。20世纪90年代初，西门子公司开始组织力量研制出了新一代PLC产品S7系列SIMATIC，它比S5系列PLC在功能上有了许多发展和改进。西门子公司的自动化产品在各个领域都得到广泛应用是因为它的PLC产品系列能够满足自动化方面的需求。它具有的各种功能，各种尺寸，各种结构适用于许多应用场合。有适用于起重机械或各种气候条件的坚固型；有适用于狭小空间具有高速处理性能的密集型；有运行速度极快且具有优异的扩展能力的机型，可配置种类繁多的输入/输出模块、智能模块、编程软件、过程通信和显示部件等，所以在逻辑控制、运动控制﹑过程控制以及工厂全自动化系统中均得到广泛的应用。微型S7-200系列可编程序控制器是德国西门子公司研制的一种新型可编程序控制器。SIMATICS7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能、价格比。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测、自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。S7-200系列出色表现在以下几个方面：（1）极高的可靠性。（2）极丰富的指令集。（3）易于掌握。（4）便捷的操作。（5）丰富的内置集成功能。（6）实时特性。（7）强劲的通讯能力。（8）丰富的扩展模块。67 本科生毕业设计（论文）系统硬件设计1.1概述1.1.1电梯PLC控制系统基本结构电梯PLC控制系统和其他类型的电梯控制系统一样，主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。图3.1为电梯PLC控制系统基本结构框图。主要硬件包括PLC主机及扩展单元、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。输入接口输出接口PLC主机CPU存储器井道装置安全装置指层器调速装置拖动装置轿厢操纵盘厅外呼梯盘门机系统图3.1电梯PLC控制系统基本结构框图系统控制核心为PLC主机。操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器，向召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统等发出控制信号。1.1.2电梯信号控制系统组成电梯PLC信号控制系统框图如图3.2所示。输入到PLC的控制信号有：运行方式选择(如自动、有司机、检修等)、运行控制、安全保护信号、轿内指令、厅外召唤、旋转编码器光电脉冲信号、开关门及限位信号、门区或平层信号等。67 本科生毕业设计（论文）输入接口PLC输出接口安全保护信号运行方式选择运行控制信号内指令信号外召唤信号光电脉冲信号开关门信号门区或平层信号拖动控制系统呼梯信号指示楼层指示运行方向指示开关门控制呼梯报警铃图3.2电梯PLC信号控制系统1.1.1电梯控制系统原理框图电梯控制系统原理框图如图3.3所示，主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、起动运行线路、开关门控制线路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。平层感应器平层拖动减速减速点信号定向平层轿内指令厅门召唤楼层信号位置信号指层起动图3.3电梯控制系统原理框图67 本科生毕业设计（论文）1.1电梯控制系统功能及速度曲线1.1.1电梯控制系统功能电梯控制系统功能较多，根据实际要求的不同控制系统需实现的功能略有差异。本设计中电梯为7层变频调速全集选客梯设计，其可实现电梯控制系统的基本要求，具体实现的功能如下：（1）两台电机：一台作为拖动电机控制电梯上升和下降。另一台作为门机实现开关门控制。（2）电梯操作方式采用全集选，即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召唤和轿厢召唤。（3）电梯具有自动运行、有司机运行、检修运行三种运行方式。（4）电梯到位后具有手动和自动开关门功能。（5）电梯对轿内指令信号、厅外呼梯信号具有记忆功能。并能及时对轿内和厅外召唤信号作出响应。（6）电梯内、外设有运行方向指示灯及楼层信号指示灯，以显示电梯运行位置。（7）电梯具有自动定向、自动换向等功能。（8）电梯具有满载直驶；超载停驶；端站强迫换速及其它安全保护等功能。1.1.2电梯速度给定曲线电梯的工作特点是频繁起制动，为了提高工作效率、改善舒适感，要求电梯能平滑减速至速度为零时，准确平层，即“无速停车抱闸”，不要出现爬行现象或低速抱闸，即直接停止。要做到这一点关键是准确发出减速信号，在接近层楼面时按距离精确的自动矫正速度给定曲线。本设计采用旋转编码器检测轿厢位置，只要电梯运行，计数器就可以精确地确定走过的距离，达到与减速点相应的预制数时即可发出减速命令。旋转编码器的转轴直接与拽引电动机转轴相连接。当电动机转动时，旋转编码器输出与转角对应的脉冲数。利用变频器PG卡输出端，将脉冲信号引入PLC的高速计数器输入端，构成位置反馈。通过累计脉冲数可直接算出轿厢相应位置行程，进而算出电梯运行过程中轿厢所处层楼位置、确定换速点、提前开门区、平层停车点等。为了满足舒适感提高运输效率及正确平层要求，电梯的速度给定曲线是一个关键环节。人们对于速度变化的敏感度主要是加速度的变化率，舒适感就意味着要平滑的加速和减速。根据大量的研究和试验表明，人可接受的最大加速度amax≤1.5m/s267 本科生毕业设计（论文），加速度变化率ρm≤3m/s3，电梯的理想运行曲线按加速度可划分为三角形、梯形和正弦波形，由于正弦波形加速度曲线实现较为困难，而三角形曲线的最大加速度和在启动及制动段的转折点处的加速度变化率均大于梯形曲线，即+ρm跳变到-ρm或由-ρm跳变到+ρm的变化率，故很少采用。因梯形曲线容易实现并且具有良好加速度变化率频繁指标，故被广泛采用。本设计便是采用此种梯形加速度曲线。采用梯形加速度曲线的电梯理想运行速度给定曲线如图3.4所示（图中a为加速度，v为速度）。a.v0t1t2t3t4t5t6avT图3.4电梯理想运行速度给定曲线1.1PLC输入输出信号及系统选型1.1.1PLC输入输出信号由于采用PLC作为逻辑控制部件，故变频器和PLC通讯时采用开关量而不用模拟量。为了完成PLC选型，首先确定PLC的输入/输出点数。PLC需要的I/O点数随电梯层数的不同而不同。本设计中电梯为7层，按电梯各个功能部分分类统计，PLC的输入信号有：l变频器与PLC通讯：变频器“运转”与“故障”信号共占2个输入点。l67 本科生毕业设计（论文）旋转编码器与PLC：旋转编码器向PLC送入A、B两相高速脉冲信号，A、B两相脉冲输入各占1个输入点。l运行方式选择开关：有/无司机操作方式转换开关；检修开关；急停按钮各占一个输入点。其中检修运行又有检修向上运行与检修向下运行按钮。l轿内指令按钮：位于轿内的操纵箱上，每层各一个，7层共占7个输入点。l门厅召唤按钮：位于电梯的厅门口，除顶层7层只有下召，底层1层只有上召外，其余每层均有上、下呼梯两个按钮，这样门厅召唤共占12个输入点。l开关门：有厅门、轿门电气触点开关（用于保证电梯厅、轿门都关好，开关接通时才能运行）、开门限位开关、关门限位开关、手动开关门按钮，共占12个输入点。l其他：有超载、上/下极限开关、上/下强迫换速开关、警铃按钮、底层钥匙开关、红外线传感开关、直驶开关共占9个输入点。PLC的输出信号有：l指示灯：1-6层的上召指示灯；2-7层的下召指示灯；轿内内选指示灯；轿内上/下运行指示灯共占21个输出点。l电梯运行位置指示：电梯运行位置指示采用七段码显示，由PLC软件实现译码。占7个输出点。l其他：上/下行接触器；开/关门继电器；检修继电器；换速信号继电器；平层停车继电器；蜂鸣器共占8个输入点。综上可知，系统所有输入/输出均为开关量。共有开关量输入点48个，开关量输出点36个。输入/输出信号及对应的电气符号如表3.1所示。表3.1输入/输出信号及对应的电气符号表输入部分信号名称电气符号信号名称电气符号A相高速脉冲输入信号—底层钥匙开关DYKB相高速脉冲输入信号—红外线传感开关HWK变频器“运转”信号—上极限开关SXK变频器“故障”信号—下极限开关XXK有/无司机操作方式SYK开门按钮KMA轿门锁开关JMS关门按钮GMA开门限位开关KMX急停按钮JTA关门限位开关GMX上行强迫换速开关SHK67 本科生毕业设计（论文）超载触点CZK下行强迫换速开关XHK直驶开关ZSK1-6层上召按钮1-6SZA检修开关JXK2-7层下召按钮2-7XZA警铃按钮JLA1-7层轿内指令按钮1-7NLA检修向上运行按钮MSA1-7层厅门锁开关1-7TMK检修向下运行按钮MXA续表3.1输出部分信号名称电气符号信号名称电气符号1-6层上召指示灯1-6SZD开门继电器KMJ轿内上行指示灯NSD关门继电器GMJ2-7层下召指示灯2-7XZD上行接触器SXC轿内下行指示灯NXD下行接触器XXC1-7层内选指示灯1-7NCD换速信号继电器HSJ电梯运行位置指示CZS平层停车继电器PCJ蜂鸣器FM点动检修继电器JXJ1.1.1PLC系统选型S7-200系列小型可编程序控制器，发展至今经历了两代产品。其第二代产品的CPU模块为CPU22*，是在21世纪初投放市场的。它的运算速度很快，且具有极强的通讯能力。其五种不同结构配置的CPU单元如下：（1）CPU221本机集成6输入/4输出，I/O共计10点。无I/O扩展能力。程序和数据存储容量较少，有一定的高速计数处理能力，非常适合于少点数控制系统。（2）CPU222本机集成8输入/6输出，I/O共计14点。和CPU221相比，它可以进行一定的模拟量控制和2个模块的扩展，因此是应用更为广泛的全功能控制器。（3）CPU224本机集成14输入/10输出，I/O共计24点。和前两者相比，存储容量扩大了一倍，它可以连接7个扩展模块，有内置时钟，它有更强的模拟量和高速计数处理能力，是使用最多的S7-200产品。（4）CPU22667 本科生毕业设计（论文）本机集成24输入/16输出，I/O共计40点。和CPU224相比，增加了通讯口的数量，通信能力大大增强。它可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。（5）CPU226XM这是西门子公司后来推出的一种增强型主机，它在用户程序存储容量和数据存储容量上进行了扩展，其他指标和CPU226相同。由于系统所需开关量输入点51个，开关量输出点37个，系统I/O点数较多，S7-200系列PLC硬件系统的配置方式采用整体式加积木式，即主机包含一定数量的输入/输出（I/O）点，同时可以扩展I/O模块和各种功能模块。所以选用主机为CPU226（24入/16继电器输出）一台，再加上两个扩展模块EM223（16入/16继电器输出）。这样配置可以满足系统需求而且比较经济。整个PLC系统配置框图如图3.5所示。主机单元CPU226AC/DC继电器扩展单元EM223（A）AC/DC继电器扩展单元EM223（B）AC/DC继电器图3.5PLC系统配置框图1.1控制系统I/O地址分配根据控制系统输入/输出信号进行I/O地址分配，其中A/B两相高速脉冲输出信号I/O地址分别为I0.0、I0.1。变频器“运转”和“故障”信号I/O地址分别为I0.3、I0.4。I/O地址分配如表3.2所示。表3.2I/O地址分配表输入部分电气符号I/O地址电气符号I/O地址SYKI0.4HWKI2.0JMSI0.5SXKI2.1KMXI0.6XXKI2.2GMXI0.7KMAI2.367 本科生毕业设计（论文）CZKI1.0GMAI2.4ZSKI1.1JTAI2.5JXKI1.2SHKI2.6JLAI1.3XHKI2.7MSAI1.41-6SZAI3.0-I3.5MXAI1.52-7XZAI4.0-I4.5DYKI1.61-7NLAI5.0-I5.61-7TMKI6.0-I6.6续表3.2输出部分电气符号I/O地址电气符号I/O地址1-6SZDQ0.0-Q0.5KMJQ4.0NSDQ0.7GMJQ4.12-7XZDQ1.0-Q1.5SXCQ4.2NXDQ1.7XXCQ4.31-7NCDQ2.0-Q2.6HSJQ4.4CZSQ3.0-Q3.6PCJQ4.5FMQ3.7JXJQ4.61.1PLC及扩展模块外部接线设计3.5.1PLC主机外部接线设计根据I/O地址分配进行PLC及扩展模块外部接线，PLC外部接线如图3.6所示，67 本科生毕业设计（论文）图3.6PLC外部接线图67 本科生毕业设计（论文）3.5.2扩展模块外部接线设计扩展模块外部接线如图3.7所示。图3.7扩展模块外部接线图67 本科生毕业设计（论文）3.6电梯PLC系统控制电气设计电梯系统接线图如图3.8所示。图3.8电梯系统接线图其中：Q1——三相电源断路器K1——变频器电源控制接触器K2——负载电机通断控制接触器JKM——开门继电器JGM——关门继电器RZD——制动电阻M——门机（380V交流电动机）M3～——主拖动曳引电机（三相笼型异步电动机）编码器和变频器之间用屏蔽电缆相连，该电缆连接于变频器速度卡PG-B2的TA1端子上，1、2为编码器供电电源。屏蔽线接于TA3端子。选用高速计数器HSC0作为轿厢的定位计数器，配置为A/B相正交计数器，工作模式9。HSC0工作模式9的A、B两相脉冲的输入端子分别为I0.0和I0.1，无启动/复位端子，所以TA2端子的两相脉冲输出分别接于PLC的I0.0和I0.1输入端。PLC的I0.2和I0.3输入端接变频器的“运转”和“故障”信号输出端。67 本科生毕业设计（论文）系统软件设计1.1程序中使用的通用继电器及功能在本梯形图设计中使用了许多PLC内部通用继电器。所使用的通用继电器及功能如表4.1所示。表4.1程序中使用的通用继电器及功能表通用继电器功能通用继电器功能M0.0-M0.6楼层位置信号通道M6.7换速信号中间继电器M1.0-M1.6轿内指令登记信号通道M7.0门联锁信号通道M2.0-M2.6选层信号通道M7.1关门信号通道M3.0-M3.6呼梯信号通道M7.2本层开门中间信号通道M4.0-M4.5上召登记信号通道M7.3定上向信号通道M5.0-M5.5下召登记信号通道M7.4定下向信号通道M6.0上召唤直驶和反向信号M7.5检修定上向信号通道M6.1下召唤直驶和反向信号M7.6检修定下向信号通道M6.2上行顺向截梯M7.7人员进出红外信号信号通道M6.3下行顺向截梯M10.0-M10.51-7层减速中间信号通道M6.4无司机选层中间信号VB5层楼当前值存储单元M6.5上行最远反向截梯通道SM0.4产生1min时钟脉冲M6.6下行最远反向截梯通道SM0.5产生1s时钟脉冲T37开门限位开关失效，定时使开门停T38定时断开红外线检测电路T39自动关门定时T40关门限位开关失效，定时使关门停T41自动开门定时67 本科生毕业设计（论文）1.1计数脉冲的确定旋转编码器每转脉冲数的选择取决于PLC允许输入的频率、梯速、计数精度等。S7-200系列CPU226允许脉冲输入频率为20KHz，记为f0。选择梯速V=1.5m/s，电机转速n=1000r/min，若取每转脉冲数p=100，则脉冲当量（mm/脉冲）脉冲频率＜f0故可选每转100个脉冲的编码器。此时每个脉冲相当于轿厢运行0.9mm，每转一圈电梯运行0.09m。本设计中脉冲计数方式采用绝对计数方式，从一层平层点开始计数到七层平层点，然后改变计数方向，直到返回一层平层点计数器复位。HSC0在电机正转（上行）时，自动加计数。在电机反转（下行）时，自动减计数。高速计数器复位通过程序实现。其特点是每个位置检测点对应的脉冲数均不相同。按梯速1.5m/s，电机转速1000r/min，层高3米，旋转编码器每转脉冲数100设计。对于7层7站电梯，则需19998个脉冲。理想情况（忽略电梯运行之初调试及维修时修正机械误差原因带的计数器定位误差）下，电梯从一层分别到二、三、四、五、六、七层对应的脉冲数为定值，依次为3333、6666、9999、13332、16665、19998。1.2基于高速计数器的相关设计1.2.1高速计数器初始化S7-200系列CPU226的高速计数器型号为HSC0～HSC5六种，均为32位双向计数器。其高速计数器指令格式如表4.2所示。67 本科生毕业设计（论文）表4.2S7-200系列CPU高速计数器指令格式梯形图语句表HDEFHSC，MODEHSCN其中定义高速计数器指令（HDEF）用于定义某高速计数器的工作模式。高速计数器指令（HSC）用于计数的执行。高速计数器的初始化除了要选定工作模式，安排输入端口外，在程序中还需为规定的存储单元送入高速计数器的控制字及初始值、设定值。初始化安排在PLC上电时刻，程序完成的任务有：（1）为HSC0的控制字SMB37送入16#F8，其功能为：定义计数方向为增；允许更新计数方向；允许写入新当前值；允许写入新设定值；允许执行HSC指令。（2）设置HSC0工作模式为9。（3）将断电保持电梯位置用存储单元中的电梯现实位置值送入HSC0的初值存储单元SMD38。（4）将50000送HSC0的预置值存储单元SMD42。（层高3米，正常计数范围为0～23333，HSC0初始化设定预置值为50000是因为程序中不打算用当前值等于预置值事件，便设了一个永远不可能达到的数字。）（5）安排计数方向改变中断，并编写一段中断程序重置SMB37为16#F0。（6）使能中断程序并激活高速计数器HSC0。本设计用高速计数器HSC0初始化程序如图4.1所示。67 本科生毕业设计（论文）图4.1高速计数器HSC0初始化程序67 本科生毕业设计（论文）1.1.1轿厢所处楼层位置的确定高速计数器HSC0经以上初始化后，在编码器的驱动下完成计数工作。当轿厢上升时增计数，当轿厢下降时减计数。高速计数器的当前值是轿厢在井道中的准确位置。轿厢位置的确定有多重用处。其一，实现门厅及轿厢内楼层数字指示；其二，用于运行定向；其三，用于确定平层制动时刻。当前楼层位置信号获取梯形图如图4.2所示。M0.0～M0.7为轿厢所处楼层位置信号通道。图4.2当前楼层位置信号获取梯形图67 本科生毕业设计（论文）1.1.1门厅及轿厢处楼层显示当轿厢楼层位置中间信号M0.0～M0.6为ON时，将轿厢当前位置数据送到当前值存储单元VB5保存，VB5中的数值即用来作为门厅及轿厢处楼层显示的数据。门厅及轿厢处楼层显示梯形图如图4.3所示。1.1.2减速信号的确定按理想情况设计，由数据传送指令将电梯从一层分别到二、三、四、五、六、七层对应的脉冲数依次分别送入存储单元VD100、VD102、VD104、VD106、VD108、VD110，作为正常运行时PLC实现测距和控制减速的参考信号。设换速距离对应的脉冲数为1500。当电梯在一、二层之间上行时，通过比较指令将HSC0当前值与1500比较，相等时M10.0为ON，发出一层减速信号。当电梯在一、二层之间下行或二、三层之间上行时，通过减法指令或加法指令将二层距一层的脉冲数减或加1500，然后送到VD201、VD200中，紧接着将其和HSC0当前值比较，相等时M10.1为ON，发出二层减速信号，同理，M10.2、M10.3、M10.4、M10.5、M10.6为三、四、五、六、七层减速信号。轿厢路过确定减速点时，发出减速信号，但电梯是否减速并停止取决于选层信号是否有效。减速信号获取梯形图如图4.4所示。67 本科生毕业设计（论文）图4.3门厅及轿厢处楼层显示梯形图67 本科生毕业设计（论文）图4.4减速信号获取梯形图67 本科生毕业设计（论文）1.1开关门控制1.1.1开门控制1.本层开门本层开门是指电梯在停车状态和非检修(有/无司机)条件下，当轿厢所在层楼有上召唤且没有定下方向，或有下召唤而没有定上方向时，电梯自动开门。电梯本层开门的条件也可简化为，在停车状态下当轿厢所在层楼有厅外召唤时，电梯自动开门。如假设轿厢现停在二层，则M0.1为ON，当二层厅外有上召唤信号时I3.1为ON，在没有定下方向，且停车状态下，M7.2为ON，发出本层开门控制信号。本层开门信号获取梯形图如图4.5所示。图4.5本层开门信号获取梯形图2.开门控制及安全保护正常情况下，开门的条件有以下几种：本层开门、停车状态按轿内开门按钮、关门过程中有红外线检测信号(这种情况下将重新开门)、正常运行换速平层停车自动开门。67 本科生毕业设计（论文）开门到位后，若没有碰到开门限位开关，或限位开关失灵，则由于开门继电器吸合，门电机会发生堵转，时间一长电机可能烧毁。为此设计了门电机保护程序，当开门动作时间超过正常开门时间2-3秒后，通过定时器计时自动断开开门信号，停止开门。开门过程中若没有外界开门信号，则定时器T37开始计时，当计时时间到，如限位开关仍未动作，则通过T37闭点断开Q4.0，停止开门。并由T37开点使定时器自锁，Q4.0维持OFF。当有开门信号时I2.3或M7.2为ON，其闭点OFF，定时器复位，T37闭点为ON，可再次进行开门控制。开门控制及安全保护梯形图如图4.6所示。图4.6开门控制及安全保护梯形图67 本科生毕业设计（论文）1.1.1关门控制关门的条件有以下几种：停车状态下按关门按钮、无司机状态下自动关门时间到、锁梯时钥匙开关断开。停止关门或不关门的条件：关门到位碰关门限位开关、有开门信号、开门继电器吸合、超载开关动作。如锁梯时，底钥开关I1.6闭点为ON，可使Q4.1为ON,执行关门动作；而超载时，闭点I1.0为OFF,Q4.1也为OFF，不能关门运行。在关门梯形图中也设置了关门安全保护，因为关门限位开关若不动作或失灵，同样容易将门电机烧毁。与开门过程保护一样，可在开始关门后通过定时器计时，超过正常关门时间，自动停止关门，以保护门电机。关门控制及安全保护梯形图如图4.7所示。图4.7关门控制及安全保护梯形图67 本科生毕业设计（论文）1.1内呼外唤及定向信号的获取1.1.1内指令信号处理内指令信号的处理包括信号的登记，显示基本层(停车)消息。信号的登记采用自锁原理，不论电梯上行或下行，当轿厢运行至有内指令的楼层时，均要换速停车，并消除登记信号，不消反向信号。将1-7层轿内指令按钮信号输入到PLC的I5.0-I5.6端子，M0.0-M0.6为1-7层楼层位置信号，M1.0-M1.6为内指令登记信号。如有人想到4层时，按下4层的内指令按钮，则I5.3为ON；若轿厢不在4层，则M0.3闭点为ON，所以M1.3为ON，信号被登记。当轿厢到4层时M0.3闭点为OFF，起消号作用。1.1.2外召唤信号处理厅外召唤信号同样需要进行登记、显示本层停车信号，此外还具有反向运行保号功能。当M6.0或M6.1为ON时，分别进行上召唤和下召唤信号的直驶和反向运行保号。如当下行时，Q4.3为ON，则M6.0为ON；或上行时Q4.2为ON，如按直驶I1.1为ON，则M6.0为ON。此时在运行过程中，上召唤梯形图中的层楼信号M0.0-M0.6的各点被M6.0并联，不能起消号作用，因而实现了反向运行保号和直驶保号。1.1.3内呼外唤及定向信号获取梯形图内呼外唤及定向信号获取梯形图如图4.8所示。67 本科生毕业设计（论文）图4.8内呼外唤及定向信号获取梯形图（1）67 本科生毕业设计（论文）图4.8内呼外唤及定向信号获取梯形图（2）67 本科生毕业设计（论文）1.1选层定向及反向截梯1.司机内选定向有司机操作时I0.4开点为OFF，则M6.4为OFF，因而M6.2、M6.3均为OFF。此时只有内指令信号登记通道M1.0-M1.6能对选层信号通道M2.0-M2.6对应位置位，而厅外上下召唤信号登记通道M4.0-M4.5、M5.0-M5.5的信号不能对M2.0-M2.6置位。当M2.0-M2.6中有选层信号后，是定上行方向还是定下行方向，取决于内指令信号在轿厢所处楼层的上方还是下方。即位置通道M0.0-M0.6中某一位为ON时，其闭点OFF，将定向梯形图中M2.0-M2.6的各点分为两部分，若M2.0-M2.6中选层信号的最高位低于M0.0-M0.6中状态为ON的位，则定下方向，M7.4为ON；反之，M2.0-M2.6选层信号位高于M0.0-M0.6中状态为ON的位，则定上方向，M7.3为ON。2.无司机内选外呼定向无司机状态下I0.4开点为ON。当满足轿门锁I0.5为ON的条件时，M6.4为ON。在停车状态下M6.2和M6.3均为ON，所以厅召唤信号M4.0-M4.6、M5.0-M5.6中各位可对M2.0-M2.7置位，发出选层信号，即而可进行定向。其原理与有司机定向相同。3.反向截梯无论在有司机还是无司机状态，对内指令，电梯均需换速平层停车，并且直驶时只停内选层站。当外召唤方向与电梯运行方向相同时电梯换速停车，即顺向截梯。只有在无司机运行状态，电梯才对反向召唤信号应召服务。当有多个反向呼梯信号时，先应召最远的反向呼梯信号，即最远反向截梯，然后再以顺向截梯方式应召其他外召唤信号。外召唤信号的作用主要在于顺向截梯与最远反向截梯。梯形图中，电梯上行时M6.2为ON，因而厅外上召唤信号M4.0-M4.5可对M2.0-M2.6置位，M6.2起上行顺向截梯的作用。同理，M6.3用于下行顺向截梯。反向截梯时，若轿厢向上运行，位置通道M0.0-M0.6中数据为1的位逐位上移，其闭点为OFF，所有下召唤信号不能对M2.0-M2.6置位，即反向呼梯信号不能选层换向停车。只有当轿厢运行到较高位，M6.5为OFF，则其闭点为ON，M6.3为ON，下召唤信号才能对M2.0-M2.6置位，进行最远反向截梯。选层定向及反向截梯梯形图如图4.9所示。67 本科生毕业设计（论文）图4.9选层定向及反向截梯梯形图（1）67 本科生毕业设计（论文）图4.9选层定向及反向截梯梯形图（2）图4.9选层定向及反向截梯梯形图（3）67 本科生毕业设计（论文）1.1呼梯铃控制与故障报警在司机运行方式下I0.4为ON，当有厅外召唤时，蜂鸣器发出声音向司机提示有呼梯信号。当某层站有上召唤或下召唤信号时，均使Q3.7为ON，由该点输出接通呼梯铃。超载时，利用PLC的特殊功能继电器SM0.5，使蜂鸣器发出周期为1s的报警声；按下警铃时利用SM0.4产生周期为1min的报警声。呼梯铃控制与故障报警梯形图如图4.10所示。67 本科生毕业设计（论文）图4.10呼梯铃控制与故障报警梯形图67 本科生毕业设计（论文）第1章结论本设计基本上达到了设计目的与要求。系统基于电气集选控制原则，利用通用变频器和PLC实现了对电梯的控制。采用脉冲计数方法，用脉冲编码器取代井道中原有的位置检测装置，实现位移控制。用软件代替部分硬件功能，既降低系统成本，又提高了系统的可靠性和安全性，改善了电梯运行的舒适感，并节约了电能。实现了电梯的全数字化控制。通过本次设计，我的知识领域得到进一步扩展，专业技能得到进一步提高，同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。另外，也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。当然，本次设计还存在一些不足之处，例如:对于变频器的参数设置和使用说明没有作以说明，仅限于实现PLC与变频器间的信号控制。另外，由于实际条件的限制，本设计不能进行调试，这也是不足之处。当然，设计中肯定还有其他不足和纸漏之处，请各位专家和老师指正。67 本科生毕业设计（论文）参考文献[1]毛宗源等.微机控制电梯.北京：国防工业出版社，1996：220-234[2]叶安丽.电梯技术基础.北京：中国电力出版社，2004：113-130[3]常路德，张晓明.常见电梯电路注解图集.北京：人民邮电出版社，2004：114-121[4]陈家盛.电梯结构原理及安装维修.北京：机械工业出版社，2000：149-159[5]袁任光.交流变频调速器选用手册.广州：广东科技出版社，2002：439-446[6]赵海峰.变频变压调速技术在电梯中的应用.新技术新工艺，1997，(4)：9-10[7]崔纳新.变频调速器在电梯改造中的应用.电气传动自动化，2000，22(2)：12-14[8]张万忠.可编程控制器入门与应用实例：西门子S7-200系列.北京：中国电力出版社，2005：134-143[9]殷洪义.可编程序控制器选择设计与维护.北京：机械工业出版社，2004：1-57[10]王永华.现代电气控制及PLC应用技术.北京：北京航空航天大学出版社，2003：250-275[11]高丽丽.PLC控制交流变频调速电梯系统的研究.山东科技大学硕士学位论文.2003：1-56[12]肖工赠，蒋胜泉.VVVF变频器在电梯系统改造中的应用.华东地学院学报.2003(9)：264-266[13]唐勇奇，赵葵银.PLC在变频调速电梯系统中的应用.湖南工程学院电气工程系(411101)论文.电工技术2001，9[14]李刚，沈大威.变频调速技术在电梯改造中的应用.哈尔滨工业大学.节能技术.2003，7[15]万健如，邓旋，林志强，禹华军.PLC在电梯位移控制中的应用.佳工机电网http://www.newmaker.com/disp_art/1240007/8666.html[16]杨长能，张兴毅.可编程控制器(PC)基础及应用.重庆大学出版社.1992，8：279-287[17]王平，崔纳新.PLC在电梯控制中的应用．微计算机信息．1999．(2)[18]SIMATICs7—200可编程序控制器系统手册，西门子公司[19]DietfriedKollmorgen.Remoteelevatormonitoring-benefitsandexperiencetodate.LIFT-REPORT，1999(25)[20]Ing.C.ErdemImdekandDr.Eur.Ing.G.C.Bamey.NeuralNetworksandTrafic67 本科生毕业设计（论文）Controlsystems.Elevatori，1997[21]HiroshiKubotaandShin"ichiroKawanoNEWELEVATORMAINTENANCESYSTEMEMPLOYINGDIAGNOSTICTECHNOLOGYHERIOS.ElevatorWorld.1999(8)[22]Dpl.-IngGerhardThumm.Telservice-thehotlinetothelift.LIFT-REPORT,1998(24)[23]G.F.NEWELL,Strategiesforservingelevatortraffic,inTranspnRes.-BVol.32No.81998pp.583-588.67 本科生毕业设计（论文）致谢本设计在老师和同学的帮助下顺利地完成了。在这里我要对他们的帮助表示由衷的感谢。首先，我要感谢我的指导教师梅丽凤老师。因为有了她的细心指导和耐心答疑，及时地对我设计中的不足与错误予以指正并加以修改，本设计才能得以顺利完成。其次，要感谢的是教研室的其他老师对我的帮助，尤为感谢的是单片机实验室的马老师为我们提供了良好的实践空间。最后，要感谢帮助过我的同学们，感谢他们对我设计过程中给予的种种帮助。最后，我再一次对给予过我帮助的所有老师及同学表示深深的感谢。感谢你们的支持。67 本科生毕业设计（论文）附录Ⅰ英文文献及译文TheElevatorControlSystemBasedonPLCElevatormanufacturerscontrolsystemsaredevelopedindependently,butforcurrentproducts,andexpensive.Inaddition,astechnologycontinuedtoemergeliftitstowingandcontroltechnologyhasacceleratedthepaceofelimination,manyoldmodelsofliftsfacingtechnologytransformation,thetransformationapproachistheuseofcommonfrequencyconversionreplacerubbergovernorandgovernorchangedverymechanics.ReplacerelayswithPLCcontrolsystems.Thetransformationoftheelevatorcontrolsystemprovidesgreaterspaceforthecontrolunit,basedonthePLCcontrolsystemissuitableforthetransformationofthelift.1.ElevatorcontrolsystemElevatorcontrolsystemforbothday-to-daymanagementcontrolelevatorscancompletefromthemodulefunctionscanbedividedinto;Failureliftstate;Eachcycleofdataaggregation;Day-to-daymanagementinformation.Liftsinoperation,alargenumberofinformationneededtomonitor,roughclassifications:openspacingswitches,closespacingswitches,safetytouchpanels,screenprotection,theOfficedoorlockscircuit,sedanchairdoorlockscircuit;Safetycircuit,emergencystopcircuit,limitswitches,spacingswitchingstate;Driveninformation,locationinformationcalledstaircase,withgatesstate;Traveltime,frequency,parttime,maintenancehistory.Failuretoliftthemonitoringenablesland.Itiswellknownthattheliftdoorsystemisthefailure-pronecomponents,thefailuretostoptheliftbeforealwayshassomeglitchesfrequent,buttheseglitchesareoftenoverlookedbecausetheydonotcauseliftdecommissioning.Officedoorlocksanddoorstoadjustknifegapimproper,forexample,theloadunevencircumstancesoperationwilloccurwithopendoorskniferoundcollisionspossibletolifttheemergencyparking,butbecauseoftheliftsincecalibrationfunctionautomaticallyliftsinafewminutesoftheresumptionofnormal.Suchfailuresrandomnatureveryoftennotistheattention,especiallytheoperationofautomaticlift.However,astheywillleadtotheaccumulationofsmallfailuresinthe67 本科生毕业设计（论文）majorfailuresandevenaccidents.Controlsystemwillnotmissanyofthesefailures,oreventothefloorpositioningfailure,thussavingmaintenancepersonnelidentifyfailurepointsoftimeintheeventoffailure,thebreakdownofinformationcollectionwillhelpthejudgeandaccidentprevention.Aslongasaspecificinstallation,allnecessaryinformationcanbecollected.Formanagersneedstatisticalcontentcontrolsystemdisaggregatedaggregationofdifferentdata,suchasthejudgeliftstheoperation,mainlythroughthefailureratetojudge,andabreakdownratecommonlyusedoperatingcyclefailuretocalculatethenumberofdifferentbuildingsanddifferentusesliftsoperatingfrequencyandoperatinghoursvary.Thisfailurerateisusedasthebasisformeasuringtheliftoperation.Andtheuseoftraveltimeorfrequencyofoperationofthefailuretomeasure,tothecompletionoftheoperationalstatusindication.Statisticalmonitoringsystemscanaccuratelytolifttheworkingtime,thenumberofoperationaldata;itiseasytosolvethisproblemmore.Day-to-daymanagementofinformation,includingannualtime,maintenancecosts,theuseofaccessories.Basedontheaboveinformationinthecontrolmoduleforthecollectionandtransmissionsystemveryeasily,andtheyareswitchingvolumecontrolproceduresareusedtocalculateandcomparetheinternalvariables.Aslongasaspecificmodulewithasimple,functionalnetworkcanbeusedtocompletethedatacollectionandtransmissionsite.2.PLCnetworkingfunctionsintroductionIthasstrongnetworkingfunctionstooneseries,forexample,throughextensionofitsmodulesmultiplenetworkcardsandsmartstructures,suchastheinterfacewithRS232/RS422form.Theformationofamulti-layerednetwork,thelargestnumberupto100TaiwanasTaiwannetworking.UsingUTP,coaxialcable,opticalfibercable,andothertransmissionmedium,acomputercardadapters,modulesormodulewithhigherplaneconnectivityandexchangeofinformation.Atthesametimecanusethemodulelevelofnetworkmobility,aflexibleZuwangfangshifortheformationofamulti-Taiwanelevatorcontrolsystemprovidedtechnicalbasis.3.PLCcontrolsystemPLCcontrolsystembasedonthetwodifferenttypesofelevators:againstmanufacturersdesigncontrolsystems;Inresponsetothetransformationoftheelevator.Thefirstformofcontrolsystemsuseboardstructure,withmanyfanseitherdigitalcontrol,orcompositionofthematrixdisplaysysteminformation,inordernottoaffect67 本科生毕业设计（论文）theoriginalcontrolsystemsafetyperformance,theboardneedstoshowthatinformationintoPVmodulescantransmitvariables,accordingtoinformationonthecontentofvariablesFusil,theuseofasecondformofcontrol.Forthesecond,thenetworkfunctionsasadirectuseofthesystemcontrolmodule,forexample,OmronCorporationC200Hseriesproducts,bothusingasacontrolcomponents,andtouseitsnetworkmonitoringfunctionsfordatatransmissionsystem.Andthedevelopmentofthelatter"suseofverysmall,greatwasteofresources.Constructionofthecontrolsystembasedonthefollowing:(1)Accordingtothenumberandlocationoftheliftandtheownershavetherighttochoosetheformofanetworkconditions,andthenproceedtonetwork.(2)Requiredtopreparethenecessaryprocedures(withoutsomeformofnetworkprogramming),themonitoringandcollectionofdatastoredinadesignatedareaforhigherplaneandothervisits.(3)Failuretocarryoutreal-timemonitoring,interruptedbyelevatorbreakdownsassourceswhendoorlockscircuitaccidentsbreakapart,doorshoursovertime;Variousspacingswitchesunusual,variousprotectionswitchunusual,security,causingcircuitbreakapart,theabnormalstateofdriven,locationinformationerrors;SuchfailuresoccurwithabnormalGate,interruptedbyarequestelevatorfailures,higherplaneresponse,thefailuretocollectinformation,Alaircraftcontrolsystembyacorrespondingfailurereport,andthenbythepre-setautomaticproceduresformaintenancepersonnel.(4)Thetimeandfrequencyofoperation,astheworkofinformationregularlyinfixedtime(networkyet)upwardspacesmachinetransmission.(5)Inalmostcomputer,preparingZhuchengxuandsoftwareusedZutaistatesimulationprominentlydisplayedfailuretypesandfailure.Productiondatabaseinformationtocompletework,suchasthebreakdownforstatistical,analysis,productionstatements,andotherprintwork.67 本科生毕业设计（论文）基于PLC的电梯监控系统电梯生产厂家的监控系统都是自主开发的，只能用于本厂产品，并且价格昂贵。另外，随着电梯技术的不断推陈出新，其拖动和控制技术的淘汰速度也加快，许多旧型号的电梯面临着技术的改造，常见的改造方式是用变频调速取代调压调速和变极调速。用PLC取代继电器控制系统。这些改造为电梯监控系统的控制部件提供了更大的空间,基于PLC的监控系统尤为适合电梯的改造。1.电梯监控系统电梯监控系统要求既能监控电梯又能完成日常管理，从模块功能上可分为；故障时电梯状态；每个周期的数据汇总；日常管理信息。电梯在运行时有大量信息需要监测，粗略分类有：开门限位开关、关门限位开关、安全触板、光幕保护、厅门锁回路、轿门锁回路；安全回路、紧急停车回路、极限开关、限位开关状态；驱动信息、呼梯位置信息、抱闸状态；运行时间、次数、年检时间、维修历史等。对电梯的监控可以使故障一览无余。众所周知，门系统是电梯故障多发部件，电梯发生故障停车前总会有一些小故障频繁发生，但这些小故障常常被忽略，因为它们不会造成电梯停运。以厅门锁和门刀间隙调整不当为例，载荷不均匀情况下运行，会发生门刀与开门轮碰撞的可能，导致电梯紧急停车，但因为电梯的自校正功能，电梯会在几分钟内自动恢复正常。这类故障随机性很强，所以经常不被注意，特别是自动运行的电梯。但随着小故障的累积终究会酿成大故障甚至事故。监控系统不会漏掉这些故障，甚至能定位发生故障的层楼，从而节省检修人员查找故障点的时间，在出现故障时，各类信息的收集将有助于故障的判断和事故的预防。只要进行针对性的设置，所有需要的信息都可以采集到。对于管理人员需要的统计内容，监控系统分门别类的汇总出不同的数据，诸如判别电梯的运行状态，主要通过故障率来判断，而故障率常用一段运行周期内出现故障的次数来计算，不同的建筑内和不同用途电梯的运行次数和运行时间差异很大，很难用这种故障率作为衡量电梯运行状态的依据。而用运行时间或运行次数内出现故障的多少来衡量，则能完成对运行状态的判别。监控系统可以准确地统计到电梯的工作时间、运行次数等数据，解决这一问题就容易多了。日常管理信息包括年检时间、维修费用、配件使用等。上述信息在基于为控制单元的系统中非常容易收集和传输，它们有的是开关量，有的是控制程序用于计算和比较的内部变量。只要加装简单的特定模块，既可利用的网络功能完成现场数据的采集和传输工作。67 本科生毕业设计（论文）1.PLC联网功能的介绍具有很强的联网功能，以1系列为例，它可以通过适配卡和智能模块组成多重网络结构，提供RS232/RS422等接口形式。组成多层次的网络，最多联网台数可达100台之多。利用双绞线、同轴电缆、光纤电缆等传输媒质，以计算机适配卡、模块或模块与上位机联接和交换信息。同时又可以用模块在层次上进性组网，具有灵活的组网方式，为组成多台电梯监控系统提供了技术基础。2.基于PLC的监控系统基于PLC的电梯监控系统有2种形式：针对生产厂家设计的控制系统；针对用于改造的电梯。第一种形式的控制系统多采用板结构，板上设有许多七段数码管，或组成的矩阵显示系统信息，为了不影响原控制系统的安全性能，需要把板上显示信息用光电元件转换成可传递的变量，再根据信息所代表的内容对变量赋值，利用第二种形式进行监控。对于第二种，直接选用有网络功能的作为系统的控制单元，例如OMRON公司的C200H等系列产品，既利用其作为控制元件，又利用其网络功能为监控系统传输数据。而现今对后者的开发利用非常少，资源浪费很大。基于的监控系统构造如下：（1）根据电梯数量和位置以及业主具有的条件选择合适的网络形式，然后进行组网。（2）需要时编制必要的程序（有的网络形式下不需编程），把监控和收集的数据存放于指定的区域内供上位机和其他访问。（3）对故障进行实时监控，由电梯故障作为中断源，当门锁回路意外断开、门时间超时；各类限位开关异常、各类保护开关异常、安全、急停回路断开、驱动状态异常、位置信息错误；抱闸异常等故障发生时，由故障电梯发出中断请求，上位机响应后，收集故障信息，由上位机的监控系统作出相应的故障报告，然后按预先设定的程序自动派人维修。（4）对于像运行时间和次数等通用工作信息，定时在固定时间（网络闲时）向上位机传输。（5）在上位计算机上，编制主程序，同时用组态软件进行状态模拟，醒目地显示故障类型和故障点。制作数据库完成对工作信息、故障等作统计、分析、制作报表、打印等工作。67 本科生毕业设计（论文）附录Ⅱ程序67 本科生毕业设计（论文）67 本科生毕业设计（论文）67 本科生毕业设计（论文）67 本科生毕业设计（论文）67 本科生毕业设计（论文）67 本科生毕业设计（论文）67 本科生毕业设计（论文）67 本科生毕业设计（论文）67 本科生毕业设计（论文）67 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