电梯轿厢设计与PLC控制系统设计说明

1、 电梯轿厢及PLC控制系统设计 摘 要本文介绍了电梯轿厢和PLC控制系统的设计。分析电梯轿厢的功能要求和标准的PLC控制系统要求，了解电梯轿厢和PLC控制系统的工作原理，系统部件的基本结构和功能。客梯轿厢设计及PLC控制系统的研究。电梯是一种简单的机电一体化产品，集成了红外技术、单片机、继电器、电气等相关技术。主要路线通过技术PLC控制系统，触发电气工作，通过控制电机跳闸来控制升降机的升降运动。设计包括电梯轿厢结构、PLC控制系统设计。本文对驾驶室的结构、装配、零件图的设计，都有详细的说明。关键词：电梯轿厢； PLC控制系统；继电器控制；单片机目录 TOC o 1-3 h z u HYPERL

2、INK l _Toc291265998 摘要 PAGEREF _Toc291265998 h 我 HYPERLINK l _Toc291265999 摘要 PAGEREF _Toc291265999 h 二 HYPERLINK l _Toc291266000 第 1 章 引言 PAGEREF _Toc291266000 h 1 HYPERLINK l _Toc291266001 1.1设计背景及意义 PAGEREF _Toc291266001 h 1 HYPERLINK l _Toc291266002 1.2国外研究或设计开发 PAGEREF _Toc291266002 h 2 HYPERLI

3、NK l _Toc291266003 1.3设计的性质和任务 PAGEREF _Toc291266003 h 3 HYPERLINK l _Toc291266004 第2章电梯轿厢设计 PAGEREF _Toc291266004 h 3 HYPERLINK l _Toc291266005 2.1基本概念 PAGEREF _Toc291266005 h 3 HYPERLINK l _Toc291266006 2.1.1 3号车 PAGEREF _Toc291266006 h HYPERLINK l _Toc291266007 2.1.2车底 PAGEREF _Toc291266007 h 3 H

4、YPERLINK l _Toc291266008 2.1.3轿壁 PAGEREF _Toc291266008 h 4 HYPERLINK l _Toc291266009 2.1.4车顶 PAGEREF _Toc291266009 h 4 HYPERLINK l _Toc291266010 2.2汽车称重装置 PAGEREF _Toc291266010 h 5 HYPERLINK l _Toc291266011 第三章电梯电气控制系统 PAGEREF _Toc291266011 h 5 HYPERLINK l _Toc291266012 3.1电梯控制系统概述 PAGEREF _Toc29126

5、6012 h 5 HYPERLINK l _Toc291266013 3.1.1继电器-接触器控制系统 PAGEREF _Toc291266013 h 6 HYPERLINK l _Toc291266014 3.1.2半导体逻辑控制系统 PAGEREF _Toc291266014 h 6 HYPERLINK l _Toc291266015 3.1.3微机控制系统 PAGEREF _Toc291266015 h 6 HYPERLINK l _Toc291266016 第四章PLC在电梯电气控制系统中的应用 PAGEREF _Toc291266016 h 6 HYPERLINK l _Toc291

6、266017 4.1 PLC 7的出现与发展 PAGEREF _Toc291266017 h HYPERLINK l _Toc291266018 4.2 PLC控制的电气控制系统 PAGEREF _Toc291266018 h 8 HYPERLINK l _Toc291266019 的硬件结构 PAGEREF _Toc291266019 h 及其基本工作过程9 HYPERLINK l _Toc291266020 第五章PLC在电梯中的应用技术基础 PAGEREF _Toc291266020 h 10 HYPERLINK l _Toc291266021 5.1概述 PAGEREF _Toc291

7、266021 h 10 HYPERLINK l _Toc291266022 5.2 PLC脉冲选层控制原理 PAGEREF _Toc291266022 h 10 HYPERLINK l _Toc291266023 5.2.1电梯系统连接框图及信号传输说明 PAGEREF _Toc291266023 h 10 HYPERLINK l _Toc291266024 5.2.2使用脉冲计数的位移控制 PAGEREF _Toc291266024 h 11 HYPERLINK l _Toc291266025 5.2.3脉冲计数法及防颤层措施 PAGEREF _Toc291266025 h 12 HYPER

8、LINK l _Toc291266026 5.3脉冲计数软件设计 PAGEREF _Toc291266026 h 13 HYPERLINK l _Toc291266027 5.3.1各特殊继电器和数字寄存器的用途和说明 PAGEREF _Toc291266027 h 13 HYPERLINK l _Toc291266028 5.3.2竖井层高自学习 PAGEREF _Toc291266028 h 14 HYPERLINK l _Toc291266029 5.3.3正常运行时的变速过程 PAGEREF _Toc291266029 h 15 HYPERLINK l _Toc291266030 5.

9、3.4正常操作程序示例和说明 PAGEREF _Toc291266030 h 16 HYPERLINK l _Toc291266031 第 6 章 设计总结 PAGEREF _Toc291266031 h 17 HYPERLINK l _Toc291266032 参考文献 PAGEREF _Toc291266032 h 19 HYPERLINK l _Toc291266033 到 PAGEREF _Toc291266033 h 20 HYPERLINK l _Toc291266034 附录 PAGEREF _Toc291266034 h 21电梯轿厢及PLC控制系统设计第一章简介1.1设计背景

10、及意义电梯在人们的生活中已有 150 年的历史。一个半世纪的风风雨雨，翻天覆地的历史变迁，电梯提升人类生活品质的永恒承诺。1854 年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人 Elisha Graves Otis 第一次向世界展示了他的发明。他站在装满货物的电梯平台上，命令助手将平台抬到观众能看到的高度，然后示意助手用斧头砍断电梯的升降索。令人惊讶的是，电梯没有坠毁，而是牢牢地固定在半空中奥蒂斯先生发明的电梯安全装置奏效了。 “一切都很安全，先生们。”站在电梯平台上的奥蒂斯先生向围观的人们挥手。没有人会想到，这是人类历史上第一部安全电梯。人类使用起重工具运输货物和人员的历史由来已久。早在公元前

11、2600年，埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统。该系统的基本原理至今未变：即当配重下降时，承载平台上升。早期的起重工具基本靠人力。 1203年，在法国海岸的一座修道院里安装了由驴子驱动的起重机，结束了手工搬运重物的历史。英国科学家瓦特发明蒸汽机后，起重机装置开始以蒸汽为动力。紧接着，威廉汤姆森（William Thomson）开发了一种液压驱动的电梯，液压介质是水。基于这些电梯，一代又一代的创新工程师不断改进电梯技术。但是，一个关键的安全问题还没有解决，那就是升降索一旦断了，载物台肯定会坠毁。奥的斯先生的发明彻底改写了人类使用起重工具的历史。从此，乘坐电梯不再是“勇敢者的游戏”，电梯

12、在全球范围内得到广泛应用。 1889年12月，美国奥的斯电梯公司生产了名副其实的电梯，它以直流电动机为动力，通过蜗轮减速机带动缠绕在卷筒上的绳索，使轿厢悬吊和提升。 1892年，美国奥的斯公司开始采用按钮式操作装置，取代了传统的汽车拉绳操作方式，开创了操作方式现代化的先河。生活在继续，技术在发展，电梯也在进步。 150年来，电梯的材质由黑白变为彩色，款式由直变斜。在运行控制方面，逐步取得新的进步手柄开关操作、按钮控制、信号控制、集体选择控制、人机对话等，多部电梯还具备并联控制和智能群控；双层汽车电梯显示出节省井道空间、提高运输能力的优势；变速人行道自动扶梯的出现大大节省了行人的时间；不同的形状

13、扇形、三角形、半菱形、半圆形和全圆形观光电梯，使乘客在其中的视线不再封闭。如今，以美国奥的斯公司为代表的世界各大电梯公司不断开发新的电梯产品，完善其维修保养服务体系。调频门控、智能远程监控、主机节能、低噪音耐用控制柜、复合钢带环保一系列融合机械、电子、光学等领域最新科研成果的新型电梯. 因此，人性的光辉散去，人们的生活变得更加美好。1.2国外研究或设计开发电梯是机电一体化的高科技产品。目前，国产电梯的技术水平和产品质量已进入世界先进行列。但在电梯运行过程中，关人、夹人、蹲底、登顶等事故时有发生。电梯的质量重点体现在运行可靠性上。电梯运行可靠性的提高一方面要通过提高设计、制造和安装质量来解决，另

14、一方面要通过完善的维护系统和先进的信息管理系统来解决。由于电梯是一种非常繁忙的交通工具，它在最繁忙的时间每小时启动和制动多达 240 次。电梯运动部件多（如层门等），操作按钮多，乘客素质参差不齐。通过维护在更大程度上提高了可靠性。目前，国际电梯技术进步的重点已经转向售后和物业服务。美国、中国和欧洲的电梯公司利用现代通讯方式和计算机技术，开发了自己的电梯信息管理系统。将您负责维护的电梯放在监控网络上。当电梯发生故障时，可以第一时间发现故障，并将此时的故障情况自动通知信息管理系统，同时立即呼叫专职维护人员排除错误。由于系统可以存储电梯的日常运行数据和日常故障记录，使制造商和用户能够全面了解特定电梯

15、在一段时间内的运行情况。改革开放以来，我国电梯保有量快速增长。如何保证每台电梯都能可靠运行，成为我国提高物业管理水平和电梯技术进步的关键。据统计，我国在用电梯达34.6万余台，年增长率约为5万至6万台。电梯已经为中国服务了100多年。但是，我国在用电梯数量的快速增长发生在改革开放之后。目前，我国电梯技术水平已与世界同步。100多年来，中国电梯行业的发展经历了以下几个阶段：进口电梯的销售、安装、维修（1900-1949），我国现阶段电梯数量仅为1100台左右；自主、潜心开发生产阶段（1950-1979），我国在此阶段生产安装电梯约10000部；外资企业成立，行业高速发展阶段（1980年至今），在

16、这个阶段，我国已生产安装电梯约40万台。目前，我国已成为全球最大的新型电梯市场和最大的电梯生产国。本课题根据现实生活中最常用的客梯轿厢及PLC控制系统进行设计，总结经验，尝试开发1.3设计的性质和任务近年来，我国已经能够自行生产出高质量的电梯，但与发达国家的电梯制造商相比，还存在不足。与森、日本三菱、日立、东芝、富士达等老牌电梯厂商还有一定差距，无论是在安全性、耐用性、舒适性等方面都存在差距。因此，有必要通过学习先进知识，不断提高我国电梯生产的技术水平。开展国产电梯轿厢安全舒适性及PLC控制系统研究工作。加强电梯轿厢和PLC控制系统的理论研究，改进其工艺参数，提高产品质量。加强对电梯各方面的认

17、识，提高硬件部分的质量和软件部分的稳定性。设计。我国电梯行业已有100多年的历史。 100多年来，我国电梯行业的技术人员通过不断学习国外先进技术，使我国电梯行业越来越强大，与国外老牌电梯厂家的差距越来越小。电梯的种类越来越多，安全、高速、稳定的电梯正逐渐走进人们的生活，人们对电梯的需求也越来越大，这使得电梯行业有着广阔的发展前景。第二章电梯轿厢设计2.1基本概念2.1.1车一般电梯轿厢由轿底、轿壁、轿顶、轿门等部分组成。轿厢出入口净高至少为2M，轿厢面积应按GB7588-2003第8.2条的规定进行有效控制。2.1.2车底- 框架上铺设厚钢板或木板。-4mm一般货梯框架上铺设的钢板多为花纹钢板

18、。普通客户和医用电梯多是框架上的普通平面无纹钢板，钢板上贴一层塑料地板。对于高端客梯，在框架上铺设一层模板，然后在模板上铺设地毯。高层客梯的轿厢大多设计为柔性轿厢。车底与车架之间没有用螺栓固定。在轿顶上，采用四个滚轮在水平方向上限制轿厢的前后。左右摆动。车底的结构比较复杂，需要用槽钢和角钢焊接而成的车底架。一个大小约为200mmX200mm的弹性橡胶垫。与一般的车底结构类似，将车底与车顶和车壁扣合为一体，置于车底架的四个弹性橡胶垫上。由于这四个弹性橡胶垫的作用，小车可以随着负载的变化而上下移动。如果在轿厢底部安装一套机电检测装置，就可以检测电梯的负载。如果将负载情况转换为电信号致到电气控制系统

19、，可以防止电梯在过载情况下运行，减少事故。2.1.3车墙轿厢壁多采用槽钢形式的厚度为1.2-1.5mm的薄钢板，在壁板两端焊接角钢作为塞子。一些电梯轿厢壁上还安装了安全门，以便在必要时疏散轿厢人员。轿壁与轿壁与轿顶之间，轿底多用螺栓紧固。墙板的长度和矮身的类型与轿壁结构有关，宽度一般不超过1000mm。为了提高轿厢壁板的机械强度，降低电梯运行时的噪音，轿厢壁背面采用薄板点焊。以所需的形状加固肋骨。不同尺寸的汽车用不同数量和宽度的汽车壁板组装而成。为美观起见，有的在轿厢壁板之间还加装了铝条，有的还在轿厢壁板上贴了一层防火塑料板，并用0.5mm厚的不锈钢板包边，有的还在车壁上粘贴一层0.3-0.5

20、mm厚的带有花纹或花纹的不锈钢板。对于乘客电梯，扶手和化妆镜也安装在轿厢壁上。观光电梯轿壁可使用厚度不小于10mm的夹层玻璃，玻璃上应有供应商名称或商标，并有玻璃形式和厚度的永久性标记。距轿厢地板高度1.1m以下，如采用玻璃作为轿壁，应在0.9-1.1m高度设置扶手。此扶手应牢固固定。2.1.4车顶轿顶的结构类似于轿壁。轿厢顶部装有灯，部分电梯还装有电风扇。除杂物电梯外，部分电梯轿顶还设有安全窗，以便在发生事故或故障时，驾驶员或维修人员可以到轿顶检查井道内的设备。如有必要，乘客还可以通过安全窗疏散汽车。由于维修人员经常到轿顶维护和维修电梯，为了保证电梯设备和维修人员的安全，电梯轿顶应能承受三个

21、维修人员使用常用工具的重量。轿厢是乘客直接接触的电梯部件。因此，各电梯厂家都比较注重轿厢的装饰，尤其是高端客梯的轿厢，更注重装饰。地板铺有地毯，车顶下安装了各种天花，如蓝天白云、星空天花等，给人一种豪华舒适的感觉2.2汽车称重装置当轿厢超重时，电梯应不能启动，并发出警报。只有当轿厢内的负载等于或小于额定负载时，电梯才能开始运行。完成负载称重功能的装置是汽车称重装置。根据工作原理，一般有机械式、橡胶块式、压力感应式三种。可分为位于轿厢下方的机械称重装置和位于轿厢顶部或机房内的机械称重装置。它使用天平原理。当汽车装载时，连接块在重力作用下向下移动。当轿厢重量达到设定值时，轿底向下运动，使接线块上的

22、开关接触微动开关。电梯控制电路被切断。此时电梯无法启动，报警器响起，超载灯亮。可以通过移动平衡重和辅助重来调整称量值。轿顶或机房内的机械称重装置采用杠杆原理。称重装置在轿顶或机房内与绳头挂板相结合，便于维修。但由于钢丝绳和补偿绳长度的变化，必须对称量值进行修正。第三章电梯电气控制系统3.1电梯控制系统概述就一般的集选控制系统而言，大致由以下几部分组成：轿厢指令登记注销、外召登记注销、安全防护线、定向选层线、启动线、减速平层线、楼层指示电路、门开关控制电路、驱动电路控制电路、维修操作电路、消防操作电路、主控电路等组成电梯控制系统，实现电梯登记、开门、关门等多种功能、启动、运行、减速、平层。在电梯

23、的电气自动控制系统中，逻辑判断起主要作用，而在逻辑判断中，逻辑运算的主导地位非常重要。电梯的电气自动控制系统必须启动各种控制信号元件，如：接触器、继电器、指示灯、电机等。从系统实现方式来看，电梯控制系统经历了继电器控制、可编程序控制（PLC）、单片机控制、多机控制等多种形式，这些控制方式代表了电梯控制系统的主流在不同时期，随着大规模集成电路和计算机技术的发展，新的逐渐被引入。3.1.1继电器接触器控制系统继电器电梯控制系统是1980年代我国应用最广泛的电梯控制方式。这种控制方式实现的电梯控制逻辑电路具有简单、直接、易于理解和掌握的优点。但由于该类系统由若干个继电器和接触器组成，使用一段时间后触

24、点往往接触不良，因此电梯故障率较高；能耗大，整个控制柜体积也大；由于继电器和接触器触点动作的时间延迟，触点闭合速度慢，因此受到机械惯性和电磁惯性的影响。由于系统的上述缺点，继电器-接触器系统仅用于电梯速度和控制要求不高的场合。3.1.2半导体逻辑控制系统1960年代后期，随着半导体技术及其器件的发展和广泛应用，晶体二极管、三极管等电子器件取代了继电器-接触器接触系统。这种控制技术避免了上述继电器-接触器系统的缺点，因为没有触点磨损或接触不良的问题，也没有使用寿命的问题，其可靠性大大提高。特别是随着计算机技术在工业控制系统中的广泛应用，可编程逻辑控制器（PLC）旨在取代继电器的电梯控制系统开始激

25、增。继电器实现的逻辑控制功能可以通过可编程控制器来实现，其中最重要的是可编程控制器的“可编程功能”。改变电梯的控制功能时，只需要改变程序，不需要继电器。控制系统就是这样接线的。与继电器电梯控制系统相比，由可编程控制器组成的电梯控制系统具有更高的可靠性、更低的故障率、更易于维护和更低的噪音。3.1.3微电脑控制系统随着大规模集成电路和反站的出现，特别是自1970年代末和1980年代初以来，微机被广泛应用于各个领域，国外电梯制造商已经成功地将微机技术应用到电梯控制系统中，并取得了相当惊人的成绩.中国的几家电梯合资企业也相继推出了一些不同的微机控制系统。因为微机在电梯中的应用，不仅带来了大部分继电器

26、和选层器，而且整个系统更加可靠，灵活性进一步增强；可轻松实现电梯的集体选择功能、群控管理、故障指示、抗干扰等功能。利用微电脑给出电梯速度运行曲线，提高运行效率，提高乘坐舒适性。因此，越来越多的电梯采用微机控制技术，是未来发展的主要方向。第四章PLC在电梯电气控制系统中的应用随着微机的快速发展和普及，微机技术越来越广泛地应用于国防、工业、农业、企业管理、日常生活等各个领域，发挥着越来越重要的作用。在工业控制方面，采用微机技术的可编程控制器（俗称PLC，以下简称PLC），PLC是一种工业控制微机。在控制功能方面，与单板机或通用微机相比，PLC工作更稳定可靠，编程简单，使用方便。可大大缩短应用设计和

27、调试周期，可用于恶劣的工业环境和强电环境。齐心协力，很容易实现机电一体化，所以欢迎有技术的人。自1980年代末以来，我国已明确停止使用中间继电器作为电梯运行过程管控的主要装置。近十年生产的数十万部电梯，大部分都采用PLC作为电梯运行管理控制装置。而且，该国从1950年代末到1980年代末生产的10万多部电梯几乎都由继电器控制。在对这些老式继电器控制电梯进行技术升级时，往往使用PLC代替中间过程管理和控制。因此，采用PLC作为运行管理控制的电梯数量非常多。作为电梯的专业安装维护人员，了解和掌握PLC的结构原理和应用技术也是很有必要的。PLC在我国的应用已有十多年的历史，而且越来越广泛。在电梯行业

28、，近十年来，发展速度异常迅猛。 PLC控制的各类电梯，由于PLC可靠性高、易于掌握、维护方便等特点，受到广大用户的欢迎。4.1 PLC的产生与发展(1) PLC的定义据有关资料介绍，国际电工委员会（IEC）先后于1982年和1985年两次颁布了PLC标准。标准对PLC的定义如下：“可编程控制器的存储器用于存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字和模拟输入和输出来控制各种操作。各种类型的机械或生产过程.可编程逻辑控制器及其相关设备应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则进行设计。(2) PLC的产生及其设计思想相关资料显示，美国最大的汽车公司美国

29、通用汽车公司，为满足汽车不断升级换代的需要，以及汽车自动化生产线上专用设备不断更新换代的需要，并在1986年设想具有“功能齐全、灵活通用”的优势。先进的微机技术与继电器系统相结合，具有“易懂、易操作、价格低”的优点。简化微机的编程方式和程序输入方式，制作一种新的控制装置，让不熟悉计算机的工人和技术人员能够快速掌握和正确使用，提出以下投标指标：1）编程简单，可现场修改；2）易于维护，最好是插件式的；3）可靠性高于继电器控制柜，体积小于继电器控制柜，价格可与继电器控制柜竞争；4）数据可直接输入管理计算机；5）输入可115V交流，输出115V2A以上，可直接驱动电磁阀；6) 需要扩容时，只需对原有系

30、统做很少的改动；7) 支持存储容量至少扩展到4K。数字设备公司（DEC）根据通用汽车的招标要求，于1969年成功试制出第一台新型控制装置，并在通用汽车的自动化生产线上试制成功。新的控制装置被命名为可编程控制器，1980年美国汽车制造商协会将可编程控制器命名为PLC。PLC的发展现状及发展方向1）PLC发展简介 早期的可编程控制器，译为可编程逻辑器件（PLC），是以准计算机的形式出现的。在硬件结构上，它简化了计算机的部分电路，主要采用分立元件和中小型集成电路、结构和磁芯存储器。为了适应工业控制对接口电路的要求，进行了修改。在软件方面，简化了计算机的编程指令，采用了面向自然语言的编程方法。1975

31、年以后，美国、日本、联邦等国家开始使用微处理器（CPU）作为可编程控制器的中央处理单元，从而扩展了可编程控制器的功能，提高了可靠性，增加了灵活性和降低了成本。1970年代后期，多家科研院所和企业开始引进PLC生产技术，1980年代初，部分企业开始试生产。 1980年代末，国有及合资PLC生产企业十余家，已具备一定的产量和生产规模。PLC的发展方向 1980年美国PLC年会指出，PLC正朝着两个方向发展： 1、向大型化、高性能化、分散化、多层分布式工厂自动化联网方向发展。它不仅具有逻辑运算、定时、计数等功能。还具有数值运算、模拟量调节、监控、记录、显示、计算机接口、数据传输等功能。并且还可以进行

32、中断控制、单控、过程控制、远程控制等： 2、向简单化、超小型化方向发展。为适应中小型、分散、要求不高的工控场合，可与单机控制及需要机电一体化的场合配合使用。目前我国电梯行业使用的PLC机多采用进口PLC机，功能丰富，用在电梯上存在资源浪费。4.2 PLC控制的电气控制系统与PLC机器控制的电气控制系统相比，继电器控制的电气控制系统确实有相同点。对于继电器控制系统来说，控制元件输入的开关信息直接推动继电器、接触器等中间控制元件，按照预定的逻辑控制程序动作（吸合或复位），达到控制被控对象的目的完成预定的操作。 . PLC机器控制的电气控制系统，由于PLC机器是一种特殊的微机，实现微处理器、存储器等

33、器件的中间逻辑程序控制。这些设备不同于继电器和接触器。电流信号源是微机无法接受的，需要转换成微机能接受的低电平信号。同样，微机输出的低电平信号也需要转换成可以驱动输出器件的电压电流信号。因此，继电器和PLC机器控制的电气系统是不同的。对于不熟悉微机的PLC用户来说，在开发应用程序和编程时，不需要考虑PLC机器部分的复杂结构，它如何与微处理器和内存一起工作等等，只要PLC机器是被认为有许多相似的部分。继电器的“软继电器单元”，根据PLC机器使用说明书的提示和规定，可以通过编程器将指令程序输入PLC机器。4.3 PLC的硬件结构及其基本工作过程CPU是PLC的核心部件，预编好的监控程序固化在“RO

34、M”或“EPROM”存储器中。投入运行时，CPU 对支持程序进行周期性循环扫描。一般是从左到右，从上到下扫描，支持程序按顺序一一讲解，一一执行。由于顺序扫描、解释和执行的工作方式比较简单直观，不仅简化了程序设计，而且提高了PLC机器的运行可靠性。CPU执行程序中的数据或信息不是直接来自输入接口，而是来自“输入图像寄存器区”。经CPU解释执行后，通过“分量图像寄存器区”输出。PLC的工作过程可以分为三个阶段：输入采样、程序执行和输出刷新。在这三个阶段：输入采样阶段 在输入采样阶段，CPU以扫描方式依次读取输入端的ON/OFF（ON/OFF）状态，将该状态存入输入图像寄存器，然后切换到执行状态。在

35、程序执行过程中，在一个扫描周期内，即使输入状态发生变化，输入图像寄存器的内容也不会改变，只能在下一个扫描周期读取。程序执行阶段 在程序执行阶段，CPU总是按照先左后右、先上后下的顺序扫描每条程序指令，输入图像寄存器中存储的内容也随着程序的执行而变化。 .输出刷新阶段每个周期的程序指令执行完毕后，“元件映像寄存器”中所有输出继电器的开/关状态，通过输出锁存电路，驱动输出线圈、晶体管开关、交流晶闸管开关等设备，输出相应的信号。PLC投入运行后，上述三个阶段构成的循环总是不断重复。每个扫描周期的长度与程序指令语句的长度有关。不同类型的PLC机器的程序语句和扫描周期都有一定的限制，CPU不能超过这个限

36、制。高端的PLC内存丰富，功能强大，工作过程比较复杂，程序语句和扫描周期也有限制，否则CPU将无法工作。第五章PLC在电梯中的应用技术基础5.1概述用PLC代替传统控制技术中的继电器，应用于电梯产品，是十几年的事。但由于PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、无故障时间长等突出优点。因此，自20世纪80年代末至1990年代，中非合资企业生产的电梯大多采用PLC机器作为电梯运行过程的管控设备。进入21世纪后，随着计算机硬件生产和软件应用技术的发展，开始出现用微机代替PLC机作为电梯运行过程管理控制装置的趋势。但在可预见的时期内，PLC机仍是国内众多电梯生产企业和改造企业选用的电梯运行过程管理控制设备之

37、一。在中国电梯行业使用的PLC机器中，由于国产PLC机器品种有限，电梯制造、改造、维修企业使用的PLC机器大部分是进口的。其中大部分是国有企业生产的合资企业。在原装进口的PLC机器中，在电梯行业中，使用的PLC机器包括日本立石株式会社、日本三菱株式会社、日本富士株式会社生产的一系列PLC机器。有很多规格。电梯控制系统主要由速度调节部分和逻辑控制部分组成。速度控制部分的性能对电梯运行时乘客的舒适度起着重要作用。目前大部分采用高性能变频器，采用旋转编码器测量牵引电机的转速，形成闭环矢量控制系统。通过对变频器参数的合理设置，不仅使电梯具有运行超速、不均等的保护功能，而且电梯的启动、低速运行和停止都更

38、加平稳舒适。变频器自身的启动、停止和电机给定速度选择均由逻辑控制部分完成。因此，逻辑控制部分是电梯安全可靠运行的关键。5.2 PLC脉冲选层控制原理5.2.1电梯系统连接框图及信号传输说明图 5.1 是富士 NB2 PLC 控制的电梯系统框图。拖动系统主要由三相交流电源、变频器、交流接触器K、K和驱动电机M等组成。与电机同轴连接的旋转编码器PG产生A、B两相输出脉冲。进入变频器，形成速度反馈。为了使PLC能够对变频器进行有效的速度闭环控制，PLC与变频器之间有如下信号传输。 1）PLC致给变频器的控制信号主要有：PLC检测到电梯门联锁、安全电路及系统工作正常，允许变频器工作； 电梯运行方向信号

39、（上行或下行）； 电梯运行速度信号（巡检运行、单级运行、多级运行、爬行等）； 电梯减速及平层停止信号。 2）变频器反馈给PLC的信号。主要包括：变频器正常工作状态（变频器无报警输出，允许PLC控制其运行）； 电梯有速度信号； 速度一致（变频器上的速度指令与电机实际运行速度相匹配）； 减速停止状态。图5.2.1中从变频器分频器引到PLC X000端子的计数脉冲线为高速计数器0的计数输入信号线。通过对脉冲进行计数即可实现电梯的位移控制通过高速计数器 0 的轴高度。图5.1 PLC控制电梯系统接线图5.2.2使用脉冲计数的位移控制在传统的电梯中，在井道中安装了几块上下变速磁隔离板来实现电梯的减速控制

40、。这种方法不仅浪费工时，而且每个隔磁板的安装距离也难免有一定的误差，使电梯减速时难免有一定的误差。必须有一定的爬行量才能保证平层精度，导致电梯运行效率低，能耗高。脉冲计数控制方法可以较好地解决上述问题。它通过变频器的PG卡对旋转编码器脉冲进行分频，然后输出与电机转速和电梯位移成正比的脉冲数，并引入PI高速计数器0的输入端子X000的C进行脉冲计数，将电梯层高h按公式（1）换算为脉冲数。 SKIPIF 1 0 (5-1)在哪里： SKIPIF 1 0 脉冲数； SKIPIF 1 0 层高，mm； SKIPIF 1 0 - 计数精度，毫米/脉冲。 SKIPIF 1 0 由公式（2）计算 SKIPI

41、F 1 0 (5-2)在哪里： SKIPIF 1 0 曳引轮节圆直径，mm； SKIPIF 1 0 牵引减速机的减速比； SKIPIF 1 0 - 牵引比； SKIPIF 1 0 电机每转的脉冲数，等于转码分频器输出脉冲由分频比。假设 SKIPIF 1 0 =620 mm, SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 , SKIPIF 1 0 , 旋转编码器输出脉冲为1024，分频比为16，经计算： SKIPIF 1 0 =64脉冲/转， SKIPIF 1 0 =0.62 mm/脉冲。若电梯快速运行对应的电机转速为1460 r/min，则高速计数器0的输入脉冲频率为 SKIPIF 1 0 =1

42、46O64/60=1557Hz。 (3) 旋转编码器输出脉冲分频的原因是为了降低输入到高速计数器X000端口的计数脉冲的频率。出厂值必须小于高速计数器的脉冲响应速度，否则会出现计数混乱。无法使用。对于富士NB2系列的PLC，由端子X000和X001组成的16位高速计数器0的脉冲响应速度为5kHz，经过上述分频处理后完全可以满足要求。5.2.3脉冲计数方法和抗湍流措施脉冲计数法通过计算输入脉冲的个数来检测电梯轿厢位置，有两种计数方式，即绝对计数和相对计数。所谓绝对计数，就是用绝对坐标对所有楼层脉冲进行累加。如果假设层高 SKIPIF 1 0 = 2.8 m（对应的脉冲数为2800/0.62=45

43、16个脉冲），第1层到第2层的脉冲数为0到4516，第2层到第3层的脉冲数为4516 至 9 032，依此类推。 .这种计数方式的特点是每一层的位置信号对应的脉冲个数不同且唯一，所以不会出现乱层，但程序处理比较麻烦。相对计数法是利用相对坐标计数，每次从平层点到下一个平层点，然后复位高速计数器，每层从层高对应的脉冲值开始计数（倒计时） .当高速计数器的累加值与设定值一致时，发出中断信号，准备变速。这种计数方式的优点是各层变速点的脉冲设定值相同，程序处理简单。2）抗混沌层措施相对计数法虽然有很多优点，但是会出现湍流层的现象，并且在湍流层之后不能自主校正。为此，在编程时，可将程序中自学习时的层高脉冲

44、个数（如：1-2层，2-3层，.8943.）同步转换为累积层高脉冲数（如1-2层，1-3层，.并预设警告脉冲数。每次平层开门前，将楼层显示对应的楼层高度脉冲累计数与实际进行比较运行累计层高脉冲数 如果比较结果达到或超过警告 超过脉冲数会产生中断信号，电梯会自动返回基站进行数字校准，否则电梯会打开门并正常运行。5.3 脉冲计数软件设计5.3.1各特殊继电器和数字寄存器的用途和说明一旦 NB2 PLC 的 X000 和 X001 端子设置为高速计数器 0，其他继电器 M0320M0381和数据寄存器 D000D0017 将被指定为高速计数器，不能用于其他用途，否则 PLC 将生活失败，造成严重后果

45、。在本系统中，它们的定义如下，详见表 5.1。表 5.1 一些特殊继电器和数字寄存器的定义和使用中继或注册码定义和使用M0320高速计数器UP/DW为选择继电器的加减算法，井道层高自学习时UP用于增加计数，正常时选择DW减少计数手术。M0321高速计数器复位继电器，电梯正常运行时高速计数器不复位。M0322高速计数器计数停止继电器，其动作条件同M0323，电梯正常运行时不停止计数。M0323高速计数器中断允许继电器允许在电源离开门区且有运行信号时中断，为减速做准备。M0326计数器的预设值预设继电器。由于采用相对计数方式，继电器的动作条件是离开门区时的差分信号。M0327计数器的当前值预置给继

46、电器，在正常运行状态下，其动作条件为运行信号与出门区的差分信号。M0387中断门删除继电器，当告诉计数器的累计值与设定值一致时，如果允许中断（M0323设置为ON）。会发生中断。即使在电梯减速平层后，中断指针 I1000 仍会继续工作。之后，有可能电梯一开始运行就减速。中断信号复位时将 M0387 设为 ON。D0000当前值寄存器，存储的数据是高速计数器的累加值。D0008设定值寄存器可手动设置，D008-减速距离/脉冲精度，减速距离设置为1400mm，脉冲精度为0.62mm/脉冲，D0008-2258，D0008也可由程序自动设置，即即，根据楼层高位自学习结果将输入低位学号脉冲值到D000

47、8D0010当前值预置寄存器，在PLC扫描过程中值自动传送到当前值寄存器D00005.3.2井层高度自学习层高自学习时，高速计数器设置为UP（向上计数），每次从平层点开始计数到下一个平层点，此时层高值（个数） D0000 中累积的脉冲数）被传输到相应的 wL 存储器，从下到上，直到上端站。1）井底高度自学习步骤 轿顶和轿厢检修开关置于正常位置，控制柜检修开关置于检修状态。 将电梯开到下端站，要求按下下限位，上门开关 X00C 接通，下门开关断开，并确保上限位开关和上强制减速开关处于都打开了。 关闭急停，同时按下加减速按钮 3 秒，直到数显闪烁。此时进入井道层高自学习状态。控制柜和轿厢有楼层指示

48、，外呼箱无显示。 急停开启时，电梯以检修速度上升。此时，数显不闪烁。按下强制减速开关后，速度减半，电梯以点动速度运行。 触摸上限位开关，电梯停止。 数字显示闪烁进行诊断。若学习正确，3S后数显停止闪烁，将检修开关拨至正常位置开始快速运行。 楼层号漏报、多录或层高测试脉冲错误（过大或过小），数显持续闪烁，表示井自学习失败。激活检查开关或紧急停止按钮以将其重置。油井检查纠正后，可再次进行自学习。值得注意的是，当井道或轿厢上下列任一相关开关动作时，必须重新进行井道自学习。这些相关的开关装置有：平层传感器、平层磁隔离板、上下限位开关、上下强制减速开关。井自学习程序框图（见图5.2）图 5.2 井自学习

49、程序框图5.3.3正常运行时的变速过程电梯正常运行时（高速计数器设置为DW倒计时），每到达平层位置，取出当前层高脉冲值，送入当前值寄存器，再进行倒计时。当固定值（D0008 的值）相等时，启动中断指针 I1000 并执行中断。如果此时对应楼层有召唤信号，电梯将减速直至平层。图 5.3 是它的框图。图 5.3 电梯正常运行时变速控制程序框图5.3.4正常操作程序的示例和说明图 5.4 为电梯从 1 层平层位置快速上升到 2 层时的运行程序段，T017 为自学习/正常运行选择信号，Mo21o 为运行信号，M00FI 为门区信号，M8OOO为PLC运行正常信号，Y033为上行信号，L0000为一楼位

50、置信号，2ND和2SD分别为二楼召唤和外呼上行信号，M00FC为快速运行信号，M00EB为中间继电器，M00AB 为变速继电器。 PLC初次上电时，设定脉冲值K2558已经赋值给设定值寄存器D0008。因此，在运行时，首先取出层1和层2之间的层高脉冲值WL010，分配给当前值预置寄存器D0010。并自动转入D0000，因为是正常运行，T017处于复位状态，M0320设置为DW，所以D0000进行递减计数。随着电梯不断上升，D0000 中的值不断减小。当D0000中的累计值与D0008中的设定值一致时，由于电梯有运行信号（Mo21o为ON），已经离开一楼门区（M100F复位），所以设置中断使能继

51、电器M0323置ON状态，允许启动中断指针I1000，执行中断，同时将中间继电器M00EB置ON。此时，若二楼有电梯呼梯信号（2ND或2SD为on）且电梯快速运行信号M00FC置ON，则变速继电器在M00AB处置ON并自保护，减速命令发出。当电梯减速后继续运行到二层门区时，中断锁存删除继电器MO387导通，中断指针复位，中间继电器MOOEB也复位。图 5.4 电梯快速运行梯形图一般采用可编程控制器高速计数器的脉冲计数方式代替传统井道中的变速隔磁板来实现电梯的位置控制，不仅提高了运行效率，而且还提高了调平精度，软件编程灵活，轻松实现全数字化控制。采用上述方法改造旧电梯，实践证明，该系统硬件投资少

52、，可靠性高，故障率低，运行效果好。第6章设计总结电梯轿厢和PLC控制系统的设计让我受益匪浅。是四年大学学习的深化和升华，是我学习能力和实践能力的锻炼和检验。在方案的设计过程中，查阅了大量资料，巩固了本学科的理论知识。尤其是机电一体化。在本次设计中，不仅用到了机械设计的专业知识，还用到了控制技术、单片机通信技术等。作为一名机电专业的毕业生，我全面锻炼了自己对软硬件结合和机电一体化的理解。这个设计基本上设计了几年大学主要课程的知识，从设计构思到虚拟设计、装配成型，从机电一体化到机械制图，从控制硬件到软件编程，收获颇丰。在设计期间，我查阅了大量相关资料，在专业知识水平上有了新的突破。更重要的是，这样

53、的设计让我能够跳出书本，大胆创新。我深深体会到实践的重要性和必要性。通过这次设计，我在基础理论知识的综合应用和实际问题的正确解决方面得到了很好的训练，为以后的设计工作打下了良好的基础。经过这段时间的了解，我们对设计有了更深的理解。设计实际上是一种创造性思维活动，实现了理论与实践、学习与科研、教育与生产、教书育人的高度统一。 .它已广泛渗透到我们的领域，更好地培养了我们开拓创新的精神。由于时间仓促，能力有限，缺乏设计过程中的经验，设计中难免会出现不足和失误。恳请各位专家、老师批评指正，多提宝贵意见。参考1 齐光明，朱小鹏现代电梯的建造与使用M清华大学, 20042 惠生电梯控制技术M.：机械工业

54、，20033 贾胜电梯结构原理及安装维修书籍M.：机械工业，20034王志强，春帆，雪松等.最新电梯的使用与维护原理M.：机械工业，20065 侯欢基于PLC脉冲楼层选择的电梯控制系统J.电力驱动, 2003(1)6 王雪峰.电梯运行中的主要故障及其原因J.大众标准化，2003，（06）7 何立民.单片机应用系统设计M.：航空航天大学，19958若兰，王欣，方中宏电梯PLC控制仿真系统J工业学院学报，1994（3）9 邓干元. HYPERLINK %20%20%20%20:/%20%20%20%20cnki%20%20%20% 可编程电梯技术J HYPERLINK %20%20%20%20:/%20%20%20%20cnki%20%20%20% 电机技术