PLC课程设计说明书五层电梯的PLC设计

1、changzhou institute of technology plc 课程设计说明书课程设计说明书 题目题目：五层电梯的 plc 设计 二级学院（直属学部）： 延陵学院 专业： 电气工程及其自动化 班级： 09 电 y2 学生姓名： 学号： 指导教师姓名： 职称： 副教授 2011 年 12 月 26 日 电器与可编程控制器课程设计任务书 延陵学院 专业：电气工程及其自动化 班级：09 电 y2 学生姓名指导老师职称副教授 课题名称课题：五层电梯的 plc 设计 指标及 要求 达到设计课题的控制要求，上机调试 plc 控制程序，打印 plc 程序，计算机绘图。 课题工 作内容 工作内容：

2、1、熟悉课题工作原理。 2、设计方案论证，系统建立，电气原理控制设计。 3、元器件选择，梯形图设计（控制分析）。 4、完成设计图纸，完成设计任务书。 5、设计测评。 进程 安排 第 1-2 天：下达任务，收集资料，设计准备，方案确定。 第 3-5 天：电气原理控制设计，元器件选择。 第 6-8 天：梯形图设计（控制分析），上机调试。 第 9-10 天：完成设计图纸，完成设计任务书，设计测评。 主要 参考 文献 可编程控制原理与应用北京理工大学出版社 范次猛 可编程控制应用技术实训指导化学工业出版社 李俊秀 电气控制与plc应用北京机械工业出版社 余雷生 方宗达 电气控制与可编程控制器技术化学工

3、业出版社 史国生 地点秋白楼 a308 教室 起止日期 2011.12.262012.01.6 目目 录录 1.绪论绪论.4 2.课题介绍课题介绍.5 3.设计内容及要求设计内容及要求.6 3.1 控制要求控制要求.6 3.1.1 电梯轿箱的控制要求：.6 3.1.2 电梯门的控制要求：.6 3.2 设计要求设计要求.6 3.2.1 拖动电机电路的设计.6 3.2.2 门电机电路的设计.7 3.3 控制方案控制方案.7 4.硬件设计硬件设计.8 4.1 元器件选择元器件选择.8 4.2 元器件清单元器件清单.8 4.3 硬件控制原理图硬件控制原理图.8 4.3.1 主电路.8 4.3.2 pl

4、c 外部接线图.9 5.软件设计软件设计.10 5.1 设计思想及程序框图设计思想及程序框图.10 5.2 i/o 地址表地址表.10 5.2.1 输入信号的确定.11 5.2.2 输出信号的确定.12 5.2.3 内部辅助继电器的确定.12 5.3 程序设计与说明程序设计与说明.13 5.3.1 外呼信号的登记与消除.13 5.3.2 电梯箱内选择停层与显示.16 5.3.3 电梯的定向环节.18 5.3.3(1)电梯上行环节.18 5.3.3(2)电梯下行环节.20 5.3.4 开门控制.21 5.3.5 关门控制.23 5.3.6 楼层信号的显示.23 5.3.7 电梯的起动环节.25

5、5.3.8 电梯的制动环节.27 5.3.9 电梯的待机状态.31 6.运行调试运行调试.32 7.结论结论.32 8.参考文献参考文献.32 附录：附录：.33 1.主电路主电路.33 2.控制电路控制电路.34 3.完整梯形图完整梯形图.35 1.绪论绪论 20 世纪 60 年代末，为了克服传统继电器的种种应用上的缺点，人们研制出了一种先 进的可编程序控制器 plc（programmable logic controller） ，由于 plc 具有优良的技术 性能，因此它一问世就很快得到了推广应用。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展， plc 在工业控制领域内得到广泛的应用愈加明显。 p

6、lc 是一种基于数字计算机技术，专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置， 它采用可编程程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出，完成一 系列逻辑、顺序、定时、记数、运算等确定的功能，来控制各种类型的机电一体化设备和 生产过程。具体来讲 plc 主要具有以下的特点： （1）可靠性高，抗干扰能力强； （2）编程方法简单、直观； （3）体积小、耗能低、重量轻； （4）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强； （5）系统的设计/安装、调试工作量少； （6）维修工作量小、维护方便； （7）接口模块功能强、品种多。 2.课题介绍课题介绍 plc 在电梯控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控

7、制功能。由于 plc 具有逻辑运 算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯控制过程中，各种逻辑开关控制与 plc 很好的结合，很好的实现了对电梯的控制。 本设计是以三菱广泛应用的整体中型机 fx2n-128 为背景机，详细介绍其系统配置， 兼顾介绍，指令系统，编程方法和控制系统设计方法，同时也介绍了模块式 plc 的一些 智能单元。本人设计的电梯包括电梯自动运行、plc 综合控制两个系统。此次课题对 plc 的结构、特点、性能以及与现场控制对象的连线进行了具体的研究，并通过 plc 实 现了电梯的自动控制。通过此次课程设计,提高了我运用理论知识，分析、处理和解决实 际问题的综合能力。 使用

8、模块如下： 图 1.实验面板图 3.设计内容及要求设计内容及要求 3.1 控制要求控制要求 3.1.1 电梯轿箱的控制要求：电梯轿箱的控制要求： (1)选向：根据电梯各层内选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼曾位置决定电梯 的运行方向。 (2)选层换速：指电梯能够根据轿内所选层而决定运行方向，而且遵守或一直向上， 或一直向下的原则。并且在每次平层的时候都能够换速。 (3)5 分钟内若没有人使用电梯，则自动停靠在中间层（本设计中为第三层） 。 3.1.2 电梯门的控制要求：电梯门的控制要求： 中间的情况，电梯会因为机械安全触板开关的作用而自动开门，也可以手动控制开门 和关门。要求当电梯平层的时候

9、，电梯门自动打开，经过 10 秒钟后电梯门自动关上。如 果遇到有人在门 3.2 设计要求设计要求 3.2.1 拖动电机电路的设拖动电机电路的设 本设计采用三相异步电机作为电梯的牵引电机，并且电机采用星-三角起动方式。 异步电机从静止状态过渡到稳定运行状态的过程称为异步电机的启动过程。如果在额 定电压下直接起动，由于最初起动瞬间主磁通约减小到额定值的 1/2，转子功率因数又很 低，造成了起动时堵转电流相当大而堵转转矩并不大（不像直流电机那样，起动转矩与起 动电流成正比）的结果，所以要采用星-三角降压起动方法。起动时，电机定子绕组接成 星形联结，起动后改接成三角形联结。起动时，电机定子绕组接成星形

10、联结，待转速升高 到一定程度后，定子绕组改成三角形联结，电机进入正常运行。 制动时采用能耗制动，电机在断开交流电源的同时，在定子两相上通入直流电流，直 流电流通过定子绕组，便在电机内建立一个位置固定、大小不变的恒定磁场。电机转子由 于惯性继续旋转，转子导体切割恒定磁场而产生感应电动势和电流，该电流和恒定磁场相 互作用产生相互作用产生电磁转矩，转矩的方向与转子实际旋转方向相反，起到了制动的 作用。在制动过程中，电机的转速不断下降，电机不断吸收系统存储的机械能，并把它转 换成电能消耗在转子电路的电阻上。 3.2.2 门电机电路的设计门电机电路的设计 门电机的驱动也采用三相异步电机，而起动时采用直接

11、起动的方式，因为门电机的功 率不大，直接起动对电源的影响不大。门电机正转，电梯门打开。门电机反转，电梯门关 闭。 3.3 控制方案控制方案 开始 置初始状态 输入外召唤信 号 输入指令信号 启动关门 关门结束 启动，满速运行 层楼到？ 减速 平层位置到？ 停层开门 停止运行？ 结束 图 2.流程图 4.硬件设计硬件设计 4.1 元器件选择元器件选择 (1)交流电机的选择 电梯功率的计算：p=mgv， （m 是质量，g 是重力加速度，v 是速度）设电梯载重 1000kg，电梯运动速度 1.5m/s，即：p=1000*9.8*1.5=14700w。本次设计中采用 y-160m- 22 异步电动机（

12、名牌：p=15kw，i=28.6a，n=2930r/s） (2)熔断器的选择 熔断器额定电流为 i=2*1.13+2*1.13=4.52a 根据表 4-1 型号额定电压 v熔断器额定 电流 a 熔体额定电流 a分断能力 rt14-20202,4,6,10,16,20 rt14-32322,4,6,10,16,20,25,32 rt14-63 380v 6310,16,20,25,32,40,50,63 100ka 表4-1 熔断器参数 为提高非常好的短路保护功能：所以可以选择 rt14-20 额定电压为 380v 熔断器电 流为 20a 熔体电流为 4a. (3)热继电器的选择 根据额定电流及

13、表 4-2，可选择 jr16-20/3(jr16-20/3d) 作为主电路的热继电器起到 过载保护功能。 型号额定电流 a热元件规格 jr16-20/3 jr16-20/3d 200.35,0.5,0.72 1.1,1.6,2.4,3.5 5.0,7.2,11,16,2 2 0.25-0.35,0.32-0.5 0.45-0.72,0.68-1.1 1.0-1.6,1.5-2.4 2.2-3.5,3.5-5.0 6.8-11,10-16, 14-22 表4-2热继电器参数 (4)接触器的选择 额定电流 a电流调节范 围 a i=p/ku 其中 i 为接触器主触头电流，p 为电动机额定功率，u

14、为电动机额定电压， k 为经验系数 一般为 1-1.4 且 p=750w ,u=380v ,k=1 所以 i=1.13a 切所选电机为三相异 步交流 所以根据表 4-3 可选择下面的继电器 可控制的三相异步 电动机最大功率 线圈消耗功率机械 寿命 型号额定 电压 额定 电流 220v380v500v 额定 操作 频率启动吸持 cj10-5380v5a1.2kw2.2kw2.2kw600 次/h 35v. a 6v.a 300 万次 表4-3 接触器参数 4.2 元器件清单元器件清单 序号 名称型号与规格单位数量备注 1可编程控制器fx2-48mr 或自定台1 2位置开关lx19-111个12

15、3熔断器及配套熔芯rt14-20套1 4三相异步电动机y-160m-22台2 5接触器cj10-5套4 6热继电器jr16-20/3(jr16-20/3d)套2 4.3 硬件控制原理图硬件控制原理图 4.3.1 主电路主电路 m 3 uv w fu km3 km4 fr2 km6 km5 + km7 rz dc m 3 km1 km2 fr1 拖动电机 门电机 图 3.主电路 4.3.2 plc 外部接线图外部接线图 l n y40 y46 y47 fx2n 128mr +24v com x00 x01 x02 x03 x04 x05 x06 x07 x10 x11 x12 x13 x14 x

16、15 x16 x17 x20 x21 x22 x23 x24 x25 x26 x27 x30 x31 x32 x33 x34 x35 x36 x37 x40 x41 x42 x43 x44 x45 1sb上 2sb上 2sb下 3sb上 3sb下 4sb上 4sb下 5sb上 sb门机械触板 sb手动开门 sb 手动关门 1sb箱内停层选择 2sb箱内停层选择 3sb箱内停层选择 4sb箱内停层选择 5sb箱内停层选择 l n 1上显示 2上显示 2下显示 3上显示 3 下显示 正转输出 反转输出 km3 km4 y00 y01 y02 y03 com yo4 y05 y06 y07 com

17、y08 y09 y10 y11 com y12 y13 y14 y15 com y16 y17 y18 y19 com y20 y21 y22 y23 com y24 y25 y26 y27 com y28 y29 y30 y31 com 开门输出 km1 关门输出 km2 4上显示 4下显示 5下显示 1楼层显示 2楼层显示 3 楼 层显示 4楼层显示 减速输出 km7 电机星形联结 电机三角联结 km5 km6 com 上行指示 下行指示 停层 5显示 停层 1显示 停层 2显示 停层 3显示 停层 4显示 5楼层显示 1sb 减速触点 2sb 减速触点 3sb 减速触点 4sb 减速触点

18、 sb门闭合触点 sb开门极限 sb关门极限 1sb 楼层触点 2sb 楼层触点 3sb 楼层触点 4sb 楼层触点 5sb 楼层触点 220 图 4.plc 外部接线图 5.软件设计软件设计 5.1 设计思想及程序框图设计思想及程序框图 图 5 为 plc 单台电梯控制系统工作流程图，从图中可知控制一台电梯正常工作，主 要需要如下信号：控制信号、层楼信号、指令信号、召唤信号和消防信号。 来自轿厢 控制面板 来自井道 行程开关 来自轿厢 控制面板 来自层面 控制按钮 控制信号 层楼信号 指令信号 召唤信号 层楼定位 指令登记 召唤登记 显 示 显 示 显 示 自动定向 运行控制 （开/关门、

19、上 / 下行、停站） 运行显示 电动机驱动控制 置位 置位 清 除 清 除 图 5 plc 电梯控制系统工作流程图 这些信号分别来自轿厢控制面板、井道行程开关、层面控制铵钮和层面火警开关。来 自井道行程开关的层楼信号进行层楼定位并参与自动定向，同时显示所在层楼位置。来自 轿厢控制面板的指令信号和来自层面控制按钮的召唤信号分别进行指令登记和召唤登记， 同时进行信号登记显示。这两种信号也参与自动定向，和层楼信号一同对电梯进行运行控 制，包括开关门、上下行和停站。运行控制电梯的同时进行运行显示和驱动电动机正 转或反转，即电梯上行或下行。 5.2 i/o 地址表地址表 根据电梯操作的工艺过程及对控制系

20、统的要求，首先归纳本系统中所有输入信号和输 出信号；然后根据 plc 的输入点和输出点进行 i/o 地址分配，使每个输入信号对应 plc 内部的输入继电器，每个输出信号对应 plc 内部的输出继电器。 5.2.1 输入信号的确定输入信号的确定 操作面板上应有各层的选层指令按钮，5 层共有 5 个。还有手动开门和关门按钮，2 个。各楼层乘客召唤时，除底层和顶层只有一个召唤按钮，其它各层均设上下两个召唤按 钮，5 层共需 8 个输入按钮。5 层电梯需 5 个行程开关来控制是否到了某一层，因此需 5 点输入。一层到四层中间的减速触发触点，4 个。 。机械触板触点 1 个，门闭合触点 1 个， 开门极

21、限 1 个，关门 1 个，总共 28 个输入点，如表 1 所示。 表 1 输入信号地址 名称：输入点：名称：输入点： 一层上行召唤按钮x00一楼楼层信号触点x20 二层上行召唤按钮x01二楼楼层信号触点x21 二层下行召唤按钮x02三楼楼层信号触点x22 三层上行召唤按钮x03四楼楼层信号触点x23 三层下行召唤按钮x04五楼楼层信号触点x24 四层上行召唤按钮x05轿箱内一层呼钮x30 四层下行召唤按钮x06轿箱内二层呼钮x31 五层下行召唤按钮x07轿箱内三层呼钮x32 门机械感应触点 （门自动重开） x12 轿箱内四层呼钮 x33 轿箱内开门开关x13轿箱内五层呼钮x34 轿箱内关门开关

22、x15一楼减速触点x40 开门极限触点x16二楼减速触点x41 关门极限触点x17三楼减速触点x42 四楼减速触点x43 门闭合触点x44 5.2.2 输出信号的确定输出信号的确定 各楼层乘客召唤时，按下的呼梯按钮需显示，所以有 8 个输出点。开门、关门输出各 1 个。楼层信号显示 5 个，轿厢内楼层按钮显示 5 个，电梯上行、下行指示输出各 1 个， 拖动电机星形、三角形联结输出各 1 个，拖动电机正转、反转输出各 1 个，拖动电机减速 输出 1 个，共 27 个，如表 2 所示。 表 2 输出信号地址分配表 名称：输入点：名称：输入点： 一层上行召唤指示y00 五楼楼层信号显示y16 二层

23、上行召唤指示y01轿厢内一楼按钮显示y20 二层下行召唤指示y02轿厢内二楼按钮显示y21 三层上行召唤指示y03轿厢内三楼按钮显示y22 三层下行召唤指示y04轿厢内四楼按钮显示y23 四层上行召唤指示y05轿厢内五楼按钮显示y24 四层下行召唤指示y06电梯上行指示y26 五层下行召唤指示y07电梯下行指示y27 电梯开门y10拖动电机星形联结y30 电梯关门y11拖动电机三角形联结y31 一楼楼层信号显示y12拖动电机正转y46 二楼楼层信号显示y13拖动电机反转y47 三楼楼层信号显示y14拖动电机减速y40 四楼楼层信号显示y15 5.2.3 内部辅助继电器的确定内部辅助继电器的确定

24、 见表 3 表 3 内部辅助继电器地址分配表 名称：内部辅助继电器：名称：内部辅助继电器： 一楼五楼楼厅呼梯信号辅助m00m07拖动电机减速辅助m43 上行辅助m08开门辅助m100 下行辅助m09关门辅助m101 一楼五楼楼层信号辅助m10m14 电梯运行禁止开门辅助m102 箱内停层选择信号辅助m20m24停层辅助m200 拖动电机正转辅助m41电梯制动环节中辅助继电器m301m306 拖动电机反转辅助m42 5.3 程序设计与说明程序设计与说明 5.3.1 外呼信号的登记与消除外呼信号的登记与消除 乘客在楼厅门外呼叫电梯时，呼梯信号应被接收和保持，并用指示灯显示出来。当电 梯运行到呼梯楼

25、层，而且外呼信号的方向与电梯运行方向一致时（基层和顶层不必考虑， 因为它们的运行方向是确定的，即一楼只能选择上行，五楼只能选择下行） ，电梯将停靠 在该楼层，同时外呼信号应被消除，相应的指示灯也被熄灭。 外呼信号登记与消除环节梯形图如图 7 所示。当按下某一外呼按钮时，相对应的外呼 辅助继电器 m0m7 接通并自锁，同时与外呼按钮对应的指示灯亮，表示该呼梯要求已 被电梯接收并保持。外呼信号的消除环节是由楼层信号辅助继电器的常闭触点与电梯运行 方向辅助继电器的常闭触点并联构成的（m8 为上行辅助继电器，m9 为下行辅助继电器） 。 当电梯运行方向与外呼信号的方向一致且电梯到达呼梯楼层时，电梯将停

26、止在该楼层，同 时楼层信号辅助继电器的常闭触点 m10m14 与电梯运行方向辅助继电器的常闭触点都 断开，导致外呼辅助继电器失电断开，呼梯信号被消除且指示灯熄灭。当外呼信号的方向 与电梯运行方向相反时，电梯到达该楼层的时候，楼层信号辅助继电器的常闭触点断开， 但电梯运行方向辅助继电器的常闭触点未断开，外呼辅助继电器仍得电，外呼信号仍有效 不会被清除。 图7 外呼信号登记与消除环节梯形图 5.3.2 电梯箱内选择停层与显示电梯箱内选择停层与显示 当乘客进入电梯后，首先选择要去的楼层，乘客通过对轿厢内操作盘上的 15 层选 层按钮进行操作，选层信号被登记后，选层按钮下的指示灯亮，表示选层信号已被接

27、收并 保持，当电梯运行到所选的楼层后，箱内的停层信号即被消除，相应的指示灯也应熄灭 电梯箱内选择停层与显示环节梯形图如图 8 所示，其中 x30x34 是一楼到五楼的停 层信号选择按钮，y20y24 是指示灯输出。当按下其中某一停层按钮时，相对应的停层 信号辅助继电器 m20m24 接通并自锁，同时与停层按钮对应的指示灯亮，表示该停层要 求已被电梯接收并保持。 与外呼信号的消除环节不同，电梯箱内停层信号的消除只由楼层信号辅助继电器的常 闭触点构成，而外呼信号的消除环节是由楼层信号辅助继电器的常闭触点与电梯运行方向 辅助继电器的常闭触点并联构成的，这里不需要考虑电梯的运行方向问题，因为乘客在进

28、入电梯前，电梯的运行方向是定的（由外呼信号产生） ，所以电梯到达箱内乘客所选楼层 时，电梯都将停留在该层，停层信号同时被消除，对应的指示灯熄灭。 图 8 电梯箱内选择停层与显示环节梯形图 5.3.3 电梯的定向环节电梯的定向环节 在自动运行状态下，电梯首先应确定运行方向，即定向。电梯的定向只有两种情况， 即上行和下行。电梯处于待命状态，接到内选或外呼信号时，首先应将电梯所处的位置与 内选和外呼信号进行比较，确定是上行还是下行,原则如下： （1）召唤或指令要到的楼层 轿厢目前所在楼层 电梯上行 （2）召唤或指令要到的楼层 轿厢目前所在楼层 电梯下行 （3）召唤或指令要到的楼层 轿厢目前所在楼层

29、无法定向 一旦电梯定向后，内选或外呼信号对电梯运行方向的要求没有满足的情况下，定向信 号不能消除。故电梯的定向环节梯形图如图 9、10 所示。图中 m8 及 m9 分别为定向上行 和定向下行辅助继电器，它们线圈的得电条件是由内选信号、外呼信号以及电梯所处的位 置信号组成。前文所说的“比较”是通过电梯位置信号对内选信号和呼梯信号的“屏蔽” 实现的。 5.3.3(1)电梯上行环节电梯上行环节 在本设计中定向上行采用高层决定电梯运行方向的原则，即只要有高层呼梯信号或内 选信号，电梯就先满足高层的需要，电梯运行方向定为上行。 电梯上行环节的梯形图如图 9 所示，其中 m1m7 是外呼信号辅助继电器，m

30、21m24 箱内停层信号辅助继电器，m11m14 是楼层信号辅助继电器，m8 及 m9 分别为定向上行和 定向下行辅助继电器。其中，五楼的外呼信号和箱内停层信号的优先级最高，从五楼到二 楼优先级逐渐下降。只要有五楼的呼梯信号，电梯就已定向为上行，无论其他楼层的呼梯 信号是什么样的。当电梯运行到五楼时，五楼的楼层信号辅助继电器 m14 常闭触点断开， 使得 m08 失电，无法定向为上行。 电梯箱内停层信号确定电梯运行方向的原理与外呼信号相同。另外，这里 m09 的常闭 触点是用来起互锁作用的，保证电梯不会既定为上行又定为下行。 图 9 电梯上行环节的梯形图 5.3.3(2)电梯下行环节电梯下行环

31、节 在本设计中定向下行采用低层决定电梯运行方向的原则，即只要有低层呼梯信号或内 选信号，电梯就先满足低层的需要，将电梯运行方向定为下行。 电梯下行环节的梯形图如图 10 所示，其中 m0m6 是外呼信号辅助继电器，m20m23 箱内停层信号辅助继电器，m10m13 是楼层信号辅助继电器，m8 及 m9 分别为定向上行和 定向下行辅助继电器。其中，一楼的外呼信号和箱内停层信号的优先级最高，从一楼到四 楼优先级逐渐下降。只要有一楼的呼梯信号，电梯就已定向为下行，无论其他楼层的呼梯 信号时什么样的。当电梯运行到一楼时，一楼的楼层信号辅助继电器 m10 常闭触点断开， 使得 m09 失电，无法定向为下

32、行。 电梯箱内停层信号确定电梯运行方向的原理与外呼信号相同。另外，这里 m08 的常闭 触点是用来起互锁作用的，保证电梯不会既定为上行又定为下行。 图 10 电梯下行环节的梯形图 5.3.4 开门控制开门控制 本设计考虑以下 3 种开门的条件，只要满足其中之一，那么电梯门就将自动或手动开 启。 （1）电梯自动运行停层时的开门。电梯在运行到指定楼层时，电梯应开始开门。 （2）电梯关门过程中的重新开门。在电梯关门的过程中，若有人或物夹在两门的中 间，需重新开门。目前大多数电梯采用光幕或机械安全触板进行检测，自动发出重新开门 信号，以达到重新开门的目的。 （3）手动重新开门。有时电梯外乘客未进入电梯

33、，而电梯却在关门过程中，这时箱 内的人可以手动控制开门，让电梯外的乘客进入。 开门环节梯形图如图 11 所示，其中 y46、y47 分别为电梯拖动电机正反转输出，只要 电梯在运行过程中，那么电梯门就不能打开。本设计中用辅助继电器 m102 的常闭触点来 实现该保护措施，只要 y46、y47 中的任何一个导通，辅助继电器 m102 就得电，m102 的 常闭触点断开，m100（开门辅助继电器）无法得电，电梯门就不能打开。m200 是停层开 门辅助继电器（该信号的产生将在电梯制动环节中论述） ，当电梯运行到指定楼层时 m200 得电，使得 m100 也得电并自锁，开门输出 y10 导通使得电梯门自

34、动打开。x12 是电梯自 动重开门触点，因为有时乘客未进入电梯，而电梯已在关门过程中，为了防止乘客被夹在 门中，在门上安装机械安全触板，当安全触板使得 x12 接通时，m100 得电并自锁，电梯 门又重新打开。x13 是电梯手动重开门触点，有时电梯内的乘客需要离开电梯，此时可以 按下手动开门按钮，使得 x13 接通，m100 得电并自锁，电梯门重新打开。其他都属于呼 梯开门，电梯到达某层后，如果没有人继续使用电梯，电梯将停靠在该层站待命，若有人 在该层站呼梯，电梯将首先开门，以满足用梯的要求。 （无论是上行信号还是下行信号） ， 都将使得 m100 得电并自锁，电梯门打开。 其中时间继电器 t

35、0 是用来控制关门的，电梯 门打开的同时 t0 开始计时，时间为 10s，也就是说 10s 后电梯门将自动关闭。m101 是关 门辅助继电器，它的常闭触点与 m100 互锁，保证电梯在关门的过程中不能开门。x16 是 开门极限触点，当电梯门打开到一定程度时 x16 接通， x16 的常闭触点断开，使得 m100 失电，电梯门将停止继续打开，以免损坏电梯门板。 图 11 开门控制环节梯形图 5.3.5 关门控制关门控制 本设计考虑以下 2 种关门的条件，只要满足其中之一，那么电梯门就将自动或手动关 闭。 （1）关门延时时间到时自动关门。当上面开门环节中的 t0 延时时间一到，电梯门将 自动关闭。

36、 （2）提前关门（手动关门） 。有时电梯内的乘客想提前关门，可电梯门自动关闭的时 间还没到，可以按该按钮来提前关门。 关门环节梯形图如图 12 所示，t0 为延时关门常开触点，延时时间一到 t0 导通，关 门辅助继电器 m101 得电并自锁，关门输出 y11 导通使得电梯门自动关闭。x15 是提前关 门（手动关门）触点，如果电梯内乘客想在电梯自动关门前就将门关上，那么可以按该键， x15 按下使得 m101 得电并自锁，关门输出 y11 导通，电梯提前关门。m100 是开门辅助继 电器，它的常闭触点与 m101 互锁，保证电梯在开门的过程中不能关门。x17 是关门极限 触点，当电梯门闭合到一定

37、程度时 x17 接通， x17 的常闭触点断开，使得 m101 失电，电 梯门将停止继续关闭，以免损坏电梯门板。 图 12 关门控制环节梯形图 5.3.6 楼层信号的显示楼层信号的显示 当电梯在运行过程中，需要实时地显示出电梯箱体所在的位置或楼层，那样无论是电 梯内的乘客还是楼厅外等待电梯的乘客都能及时了解到电梯的运行状态，所以本设计中加 入了楼层信号的显示模块。 当电梯位于某一楼层时，该楼层的触点产生该楼层的信号，以控制指层灯的状态，而 离开该楼层并到达另一楼层时，该楼层的信号应被新的楼层信号所取代，相应的指示灯状 态也发生变化。每一层的楼层辅助继电器是由其上层或下层的楼层触点关断的（一楼的

38、楼 层辅助继电器由二楼的楼层触点关断，五楼的楼层辅助继电器由四楼的楼层触点关断） 。 楼层信号显示环节梯形图如图 13 所示，x20x24 是每个楼层的楼层信号触点， m10m14 是每个楼层的楼层信号辅助继电器，y12y16 是楼层信号的显示输出触点。电 梯在一楼时，一楼楼层信号触点 x20 闭合，相应的楼层信号辅助继电器 m10 得电并自锁， 楼层信号的显示输出 y12 导通，显示此时的楼层为一楼；当电梯运行到二楼时，电梯箱体 接触到二楼楼层信号触点 x21，使得 x21 的常闭触点断开，于是 m10 失电，同时楼层显示 状态由一楼变为二楼（因为此时 x21 闭合，使得二楼的楼层信号辅助继

39、电器 m11 得电并自 锁 ） 。二楼到四楼的楼层信号显示与消除原理是一样的。现已二楼为例说明，当电梯运行 到二楼时 x21 闭合，m11 得电并自锁，楼层信号的显示输出 y13 导通，显示当前楼层为二 楼。而该显示信号的消除分为两种情况，一种是电梯上行时由三楼的楼层信号触点 x22 消 除，电梯到达三楼时 x22 的常闭触点断开，使得 m11 失电断开，楼层信号由二楼变为三楼。 另一种是电梯下行时由一楼的楼层信号触点 x20 消除，电梯到达一楼时 x20 的常闭触点断 开，使得 m11 失电断开，楼层信号由二楼变为一楼。 图 13 楼层信号显示环节梯形图 5.3.7 电梯的起动环节电梯的起动

40、环节 乘客进入电梯选择好要去的楼层，且电梯门关闭的情况下电梯的拖动电机开始工作， 拖动电梯向上或向下运行。电梯的旋转方向由定向环节中的定向上行和定向下行辅助继电 器 m8 和 m9 决定的。 在本设计中，拖动电机选用三相异步电机，采用 y-降压起动的方法，起动时电动 机定子绕组接成 y 形联结，起动后改接成形联结。因为如果直接启动，起动电流将很大， 这样可以降低启动电流。 电梯的起动环节的梯形图如图 14 所示，其中 m8、m9 是前面提到的运行方向辅助继电 器，m41、m42 分别是电机的正转和反转辅助继电器。y46、y47 分别为电机正、反转输出， y30、y31 分别为星形接法和三角形接

41、法的输出，t01 是星形起动的时间继电器，x44 是电 梯门关闭触点。 当电梯定向为上行（下行）且电梯门已经关闭时，即辅助继电器 m8（m9）闭合，x44 也闭合，此时电机正转辅助继电器 m41(m42)得电，m41(m42)闭合使得电机正转输出 y46(y47)得电，控制电机为正转方式。确定了电机的转向后，电机开始起动。首先 m41(m42)闭合导致星形接法输出 y30 得电，电机此时在星形联结下起动，时间继电器也开 始计时。本设计中，星形起动时间为 2s，所以时间常数为 20。当计时到两秒时，时间继 电器 t01 的常开触点闭合，使得三角形接法的输出 y31 得电并自锁，同时 y31 的常

42、闭触点 断开，使得星形联结输出 y30 失电，电机以三角形联结方式稳定运行。在梯形图中，正反 转辅助继电器 m41、m42 的常闭触点在对方的支路中形成互锁，确保电梯不能同时正转和 反转。 图 14 电梯的起步、稳定运行环节的梯形图 5.3.8 电梯的制动环节电梯的制动环节 电梯在停车制动之前，应首先确定其停层信号，即确定电梯要停靠的楼层，该信号应 根据电梯的运行方向与外呼信号的位置和箱内选层信号比较后得出。停靠的楼层确定后， 电梯在到达该楼层中间时减速触点接通，电梯开始启动减速环节。 电梯的制动环节梯形图如图 15 所示,其中 m20m24 为停层信号辅助继电器，m0m7 为外呼信号辅助继电

43、器，x40x43 为楼层减速触发触点，m100 为开门辅助继电器，m43 为减速辅助继电器，y40 为减速输出，m10m14 为楼层信号辅助继电器，m200 为停层开 门辅助继电器（在开门控制中用到） 。其中图 15 为电梯制动环节中辅助继电器的梯形图. 现以二楼的楼层减速触点为例介绍此梯形图的原理，本设计中减速触点安装在楼层中 间，二楼的减速触点为 x41。电梯经过二楼减速触点有两种情况，一种是由二楼到三楼需 要减速，另一种是由高层下降到二楼需要减速。 假如电梯在二楼时，三楼有上行外呼信号，辅助继电器 m3 得电自锁，且此时电梯定 向为上行，m08 闭合。当电梯运行到二楼中间时，接触到二楼减

44、速触点 x41，使得减速辅 助继电器 m43 得电并自锁，电梯开始减速。而当三楼为下行外呼信号时，又分为两种情况。 一种情况是三楼以上楼层没有呼梯信号，此时电梯需要减速停留在三层以满足乘客的需求， 另一种情况是三楼以上楼层有呼梯信号，此时电梯不用停留在三楼，而是直接向上运行。 为了达到这一目的，在这里使用了辅助继电器 m303，当有三楼以上的呼梯信号时，辅助 继电器 m303 得电使得它的常闭触点断开，所以即使有三楼下行外呼信号，m43 也不会得 电，电梯也就不会减速停留在三层。而如果没有三楼以上的呼梯信号，m303 的常闭触点 一直闭合，所以只要有三楼下行外呼信号，m43 就会得电，电梯减速

45、并停留在三楼。 当电梯原本在三楼或者更高的楼层时，如果有二楼的下行外呼信号，辅助继电器 m2 得电自锁，且此时电梯定向为下行，m09 闭合。当电梯运行到二楼中间时，接触到二楼减 速触点 x41，使得减速辅助继电器 m43 得电并自锁，电梯开始减速。而当二楼为上行外呼 信号时，也分为两种情况。一种情况是二楼以下楼层没有呼梯信号，此时电梯需要减速停 留在二层以满足乘客的需求，另一种是二楼以下楼层有呼梯信号，此时电梯不用停留在二 楼，而是直接向下运行。为了达到这一目的，在这里使用了辅助继电器 m302，当有二楼 以下的呼梯信号时，辅助继电器 m302 得电使得它的常闭触点断开，所以即使有二楼上行 外

46、呼信号，m43 也不会得电，电梯也就不会减速停留在二层。而如果没有二楼以下的呼梯 信号，m302 的常闭触点一直闭合，所以只要有二楼上行外呼信号，m43 就会得电，电梯减 速并停留在二楼。 在这里，减速辅助继电器 m43 由开门辅助继电器 m100 关断。当电梯到达楼层时，电 梯开门时 m100 的常闭触点断开，于是 m43 失电断开。停层辅助继电器 m200 由一楼至五楼 的楼层辅助继电器和 m43 共同决定。 图 15 电梯制动环节中辅助继电器的梯形图 5.3.9 电梯的待机状态电梯的待机状态 如果长时间不使用电梯（这里设为 5 分钟） ，则电梯自动停靠至中间层，本设计中 即为第三层。方便上下乘梯者使用。其中图 16 为电梯待机状态中辅助继电器的梯形图. 图 16 电梯待机状态中辅助继电器的梯形图 6.运行调试运行调试 电梯由安装在各楼层门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运 行方向。电梯轿箱内设有楼层内选按钮 s1s5，用以选择需停靠的楼层。l1 为一层指示、 l2 为二层指示，sq1sq5 为到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，下降 途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。例如，电梯停在一层，在三层轿箱外呼 叫时，必须按三层上升呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从一层运行到三层） ，按三层