基于PLC的六层电梯控制系统的毕业设计样本

【摘要】：随着当代都市发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们寻常生活必不可少代步工具。电梯性能好坏对人们生活影响越来越明显，因而必要努力提高电梯系统性能，保证电梯运营既高效节能又安全可靠。老式电梯控制系统采用是继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运营寿命短，占地空间大，正逐渐被裁减。为了提高自动控制系统可靠性和设备工作效率，设计了一套以PLC为核心控制器电梯自动控制系统，用来取代以往较复杂继电器—接触器控制。系统核心某些（控制某些）使用了日本三菱公司生产FX2N-80型PLC，由于在核心控制某些采用是软件程序控制，从而在保证电梯正常运营这个规定状况下，大大提高了电梯故障检查与维修以便性和容易性，同步还克服了手动操作所带来某些人为干扰因素，获得了良好预期效果。核心词：电梯、PLC、梯形图

【Abstract】：Withthedevelopmentofmoderncities，anincreasingnumberofhigh-risebuilding，elevatorbecomeanindispensablemeansoftransportofdailylife.Thequalityoftheliftperformanceoftheimpactonpeople'slivesbecomingmoreandmoreobvious，itmuststrivetoimprovetheperformanceofelevatorsystems，andensuretheoperationoftheliftissafe，reliableandenergyefficient.Thetraditionalelevatorcontrolsystemuseslogicoftherelaytocontrolcircuit，thiskindofcontrolseasilytobecrash，maintainsinconveniently，themovementlifeisshort，andthatoccupyingalargeareaofspace，itbeingeliminatedgradually.Forraisingthecredibilityoftheautomaticcontrolsystemandtheworkefficiencyoftheequipments，designasetoftakePLCasthecorecontrolleroftheelevatorautocontrolsystem，usingtoreplaceformermorecomplicatedofafterelectricappliances-thecontactmachinecontrol.Thecorepart(controlpart)ofthesystemusedaJapaneseMitsubishicompanytoproduceoftheFX2N-80typePLCisthesoftwareprocedurecontrolinthecorebecauseofwhattocontrolthepartadoption，thusBepromisingtheelevatorcirculatesnormallyunderthecircumstanceof[with]thisrequest，raisedelevatortobreakdowncheckandtheconvenienceandeasyformaintainconsumedly，stillovercametomoveanoperationsomeartificialinterferencefactorsbringinthemeantime，obtainthegoodresults.Keywords：Elevator，PLC，LadderDiagram目录32081目录 I24777前言 157201.绪论 2124051.1电梯继电器控制系统特点及存在问题 2250041.1.1电梯继电器控制系统长处 2326521.1.2电梯继电器控制系统存在问题 2165891.2PLC及其在电梯控制中应用特点 2240891.2.1PLC特点 235791.2.2PLC控制电梯长处 497811.3课题提出 4267171.4课题重要讨论内容 4148651.5电梯功能规定 547032.三菱FX2N系列可编程序控制器简介 680392.1.可编程控制器基本结识 6317202.2可编程序控制器工作方式 8192772.3PLC编程语言 980233.电梯设备及电梯发展动态 11188773.1电梯浮现及发展 11203363.2电梯设备 1216213.2.1电梯分类 12178193.2.2电梯重要构成某些 12266493.2.3电梯安全保护装置 13315203.2.4电梯技术发展状况 13164433.2.5电梯发展展望 13279764.PLC选取及其软件开发 15195124.1可编程控制器（PLC）选型 15111494.2交流双速电梯主电路 15199174.3门机电路、抱闸电路、门锁及安全运营电路 17184944.4电梯重要电气设备 1739784.5输入输出设计 20182374.5.1算法阐明 2389764.5.2程序中有关中间继电器阐明 24173504.6梯形图设计 2534.7梯形图程序 2734305.电梯模仿调试及安装 4817705.1电梯模仿调试 48157375.2电梯安装调试 4863125.3程序调试与运营监控 4945996.总结 5112063致谢 5232605参照文献 5337671.电梯主电路图 54150682.I/O连接图 55前言近年来国内经济飞速发展，人民生活水平迅速梯高，工作居住条件得到了巨大改进。电梯作为建筑物内垂直交通运送工具，与人们生活息息有关。老式电梯曳引电动机采用接触器来实现电动机工作状态变化，此外，老式电梯控制系统由继电器接触器控制逻辑构成，存在着电气元件多、功能弱、电气故障频繁，可靠性差和工作寿命短等缺陷。可编程控制器（PLC）是依照顺序逻辑控制需要而发展起来，是专门为工业环境应用而设计数字运算操作电子装置。鉴于其种种长处，当前，电梯继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。同步，由于电机交流变频调速技术发展，电梯拖动方式已由本来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速，不但能满足乘客舒服感和保证平稳精度，还可以减少能耗，节约能源，减小运营费用。因而，PLC控制技术加变频调速已成为当代电梯行列一种热点。本课题研究题目——“基于PLC电梯控制系统设计”做诠释如下PLC控制是指电梯信号控制由PLC及其软件来实现，控制系统核心为PLC。另一方面课题开发重要任务和内容是：建立“PLC控制电梯系统”总体框架；信号控制系统运用PLC集中解决电梯运营方式、安全保护信号、内指令信号、外召唤信号、井道信号、门区信号、开关门及限位信号等信号，并显示电梯所到楼层、运营方向及呼梯应答等，实现开关门控制；拖动控制系统中曳引机启动、运营、制动停止，涉及正反转信号及各种速度信号，经PLC运算、判断后通过电机来实现。达到规定是：通过进一步理论研究和编程实践，全面认真完毕上述几种内容。本课题核心问题有两个：一是运营效率、平层精度和安全性规定；二是PLC实现电梯信号控制及其软件开发。对于第一种问题，通过选取适当PLC，进行合理设计和编程便可以实现。本人选取PLC是日本三菱公司FX2N－80型可编程控制器。第二个问题，依照电梯所要实现功能以及PLC顺序执行程序特点，编写PLC程序重要是采用模块化编程思想，即依照各功能实现条件及原则编写各个功能模块来实现。方案选取是通过各种方案比较和对照，完毕电梯控制系统中控制办法选取。1.绪论1.1电梯继电器控制系统特点及存在问题1.1.1电梯继电器控制系统长处（1）所有控制功能及信号解决均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于普通技术人员和技术工人所掌握。（2）系统保养、维修及故障检查无需较高技术和特殊工具、仪器。（3）大某些电器均为惯用控制电器，更换以便，价格便宜。（4）近年来国内始终身产此类电梯，技术成熟，已形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉掌握人员较多。1.1.2电梯继电器控制系统存在问题（1）系统触点繁多接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，导致接触不良，因而故障率较高。（2）普通控制电器及硬件接线办法难以实现较复杂控制功能，使系统控制功能不易增长，技术水平难以提高。（3）电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。（4）系统构造庞大，能耗较高，机械动作噪音大。（5）由于线路复杂，易浮现故障，因而保养维修工作量大，费用高；并且检查故障困难，费时费工。电梯继电器控制系统故障率高，大大减少了电梯可靠性和安全性，经常导致停梯，给乘用人员带来不便和惊扰。且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会导致电梯机械部件损坏，还也许浮现人身事故。1.2PLC及其在电梯控制中应用特点1.2.1PLC特点PLC是一种用于工业自动化控制专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机同样。以通用或专用CPU作为字解决器，实现字运算和数据存储，此外尚有位解决器（布尔解决器），进行点（位）运算与控制。PLC控制普通具备可靠性高、易操作、维修。编程简朴、灵活性强等特点。1、可靠性对可维修产品，可靠性涉及产品有效性和可维修性。（1）PLC不需要大量活动元件和接线电子元件，它接线大大减少，与此同步，系统维修简朴，维修时间短。（2）PLC采用了一系列可靠性设计办法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTTF（平均无端障时间），使可靠性提高。（3）PLC有较高易操作性，它具备编程简朴，操作以便，维修容易等特点，普通不易发生操作错误。（4）PLC是为工业生产过程控制而专门设计控制装置，它具备比通用计算机更简朴编程语言和更可靠硬件。采用了精简化编程语言，编程错误率大大减少，而为工业恶劣操作环境设计硬件使可靠性大大提高。（5）在PLC硬件方面，采用了一系列提高可靠性办法。例如，采用可靠性元件；采用先进工艺制造流水线制造；对干扰屏蔽、隔离和滤波等；对电源断电保护；对存储器内容保护等。（6）PLC软件方面，也采用了一系列提高系统可靠性办法。例如，采用软件滤波等；软件自诊断；简化编程语言等。2、易操作性PLC易操作性体当前下列几种方面：（1）操作以便PLC操作涉及程序输入和程序更改操作。大多数PLC采用编程器进行输入和更改操作。编程器至少提供了输入信息显示，对大中型PLC，编程器采用了CRT屏幕显示，因而，程序输入直接可以显示。更改程序操作也可直接依照所需要地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。更改信息可在液晶屏或CRT上显示。（2）编程以便PLC有各种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握和理解。采用布尔助记符编程语言，十分有助于编程人员编程。（3）维修以便PLC具备自诊断功能对维修人员维修技能规定减低。当系统发生故障时，通过硬件和软件自诊断，维修人员可以不久找到故障部位，以便维修。3、灵活性PLC灵活性体当前如下几种方面：（1）编程灵活性。PLC采用编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程办法多样性使编程以便、应用面拓展。（2）扩展灵活性。PLC扩展灵活性是它一种重要特点。它可依照应用规模不同，即可进行容量扩展、功能扩展、应用和控制范畴扩展。（3）操作灵活性。操作十分灵活以便，监视和控制变得十分容易1.2.2PLC控制电梯长处（1）在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运营自动控制，可靠性大大提高。（2）去掉了选层器及大某些继电器，控制系统构造简朴，外部线路简化。（3）PLC可实现各种复杂控制系统，以便地增长或变化控制功能。（4）PLC可进行故障自动检测报警显示，提高运营安全性，并便于检修。（5）用于群控调配和管理，并提高电梯运营效率。（6）更改控制方案时不需改动硬件接线。此外，微机控制系统虽在智能控制方面有较强功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，普通维修人员难以掌握其维修技术等缺陷而没被广泛采用。PLC控制系统由于运营可靠性高，使用维修以便，抗干扰性强，设计和调试周期短等长处，倍受人们注重等长处，已成为当前在电梯控制系统中使用最多控制方式。1.3课题提出PLC以其优越性能，在诸多领域中得到了广泛应用。在电梯业也是如此，当前国内70～80年代安装完毕电梯绝大某些是继电器控制，线路复杂，节点接线多，故障率高，系统构造庞大，能耗较高，机械动作噪音大，严重地影响电梯运营质量。应对这些电梯进行更新和改造。但是更新需要大量资金，对使用单位来说有一定困难，因此对电梯进行局部改造是经济、实际。近年来，采用功能强、故障率低、可靠性高可编程控制器（PLC）来控制电梯，获得了良好效果。运用PLC和变频器对旧电梯进行改造，不但可以增长电梯舒服感、安全性、可靠性，还可以减少能耗，节约能源，减少运营费用。1.4课题重要讨论内容课题所研究内容重要是用可编程控制器（PLC）改造在用电梯自动控制系统。由于大某些老式电梯电控系统可靠性欠佳，顾客谋求对电梯电控系统进行改造，以节约资金。因而，对电梯控制技术进行研究，找出一条适合国产老式电梯改造之路，并进而提高国产电梯技术水平和质量，具备十分重要意义。针对老式电梯采用继电器逻辑控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺陷，提出采用功能强、故障率低、可靠性高可编程控制器（PLC）来控制电梯。论文重要内容如下：一方面对电梯系统及可编程控制器（PLC）作了比较全面总结和简介。接着阐述了电梯控制系统分类及特点，电梯控制系统分为调速和信号控制两大某些。拟定了系统总体构造，由PLC来实现电梯信号控制，有双速电机实现调速，完毕了电机和可编程控制器（PLC）选取。然后是系统硬件开发，完毕了PLC选型、I/O点数分派与PLC连接。在分析了电梯系统软件设计办法基本上，设计出了软件流程图，提出了模块化编程思想，简介了系统软件开发。最后对改造后电梯系统进行模仿调试。1.5电梯功能规定（1）电梯运营到指定位置后应具备手动或自动开/关门功能。（2）运用批示灯显示电梯轿厢外呼唤信号、电梯轿厢内指令信号和电梯到达信号。（3）能自动判断电梯运营方向，并发出响应批示信号。（4）电梯上行下行有一台交流双速电机牵引。电机正传，电梯上升；电梯反转，电梯下降。（5）电梯轿厢门由另一台小功率电机驱动。电机正传，轿厢门打开；电机反转，轿厢门关闭。（6）每一层楼设有呼喊按钮；轿厢内设有开关轿厢门按钮；轿厢内层面指令按（7）电梯启动、运营、到站实现速度调节。（8）行车时，厅门和轿厢都不能开门。开门之后不能行车，有门连锁保护。平层时可自动开门、手动开门，夹人时自动开门。

2.三菱FX2N系列可编程序控制器简介2.1.可编程控制器基本结识1.三菱FX2NPLC重要特点：1)集成型高性能。CPU、电源、输入输出三为一体。对6种基本单元，可以以最小8点为单元连接输入输出扩展设备，最大可以扩展输入输出256点。2)高速运算基本指令：0.08μs／指令应用指令：1.52～几百μs／指令3)安全、宽裕存储器规格内置8000步RAM存贮器安装存储盒后，最大可以扩展到16000步。4)丰富软元件范畴辅助继电器：3072点，定期器：256点，计数：235点数据寄存器；8000点5)除了具备输入输出16～256点普通速途，尚有模仿量控制、定位控制等特殊控制。6)面向海外产品适合各种安全规格为大量实际应用而开发特殊功能：开发了各个范畴特殊功能模块以满足不同需要模仿I／O，高速计数器。对每一种FX2N主单元可配备总计达8个特殊功能模块。2.PLC性能指标和分类1)PLC重要性能指标(1)输入／输出点数（I／O点数）I／O点数是指可编程序控制器外部输入、输出端子数总和。它标志着可以接多少个开关、按钮和可以控制多少个负载。(2)存储容量存储容量是指可编程序控制器内部用于存储顾客程序存储器容量，普通以步为单位，二进制16位即一种字为一步。(3)扫描速度普通以执行1000步指令所需时间来衡量，单位为ms/k步，也有以执行一步指令所需时间来计算，单位用µs/步。(4)功能扩展能力可编程序控制器除了主模块之外，普通都可配备某些可扩展模块，以适应各种特殊应用需要，如A／D模块、D／A模块、位置控制模块等。(5)指令系统指令系统是指一台可编程序控制器指令总和，它是衡量可编程序控制器功能强弱重要指标。2)PLC分类普通，PLC产品可按构造形式、控制规模等进行分类。按构造形式不同，可以分为整体式和模块式两类。按控制规模大小、则可以分为小型、中型和大型PLC三种类型。3.PLC系统构成PLC是一种以微解决器为核心工业通用自动控制装置，其硬件构造与微型计算机控制系统相似。PLC也是由硬件系统和软件系统两大某些构成。1)PLC硬件构造一套PLC系统在硬件上由基本单元（包括中央解决单元、存储器、输入／输出接口、内部电源）、I／O扩展单元及外部设备构成。2)PLC软件PLC软件系统指PLC所使用各种程序集合，它由系统程序（系统软件）和顾客程序（应用软件）构成。系统程序：涉及监控程序、输入译码程序及诊断程序等。顾客程序是顾客依照控制规定，用PLC编程语言（如梯形图）编制应用程序。

2.2可编程序控制器工作方式1.PLC扫描工作方式开始开始内部解决通信解决RUN方式？输入扫描程序执行输出解决NY图2-1PLC扫描过程可编程序控制器在进入RUN状态之后，采用循环扫描方式工作。从第一条指令开始，在无中断或跳转控制状况下，按程序存储地址号递增顺序逐条执行程序，即按顺序逐条执行程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描，并周而复始地重复进行。可编程序控制器工作时扫描过程如图2-1所示，涉及五个阶段：内部解决、通信解决、输入扫描、程序执行、输出解决。PLC完毕一次扫描过程所需时间称为扫描周期。扫描周期长短与顾客程序长度和扫描速度关于。2.PLC程序执行过程PLC程序执行过程普通可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个重要阶段，如图2-2所示。输入端子输入端子输入映象寄存器输出映像寄存器输出锁存器输出端子输入……….输出程序执行阶段输入采样阶段输出刷新阶段X001Y001Y001M1读读①②③④⑤图2-2PLC程序执行过程3.PLC扫描周期在PLC实际工作过程中，每个扫描周期除了前面所讲输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段外，还要进行自诊断、与外设（如编程器、上位计算机）通信等解决。即一种扫描周期还应包括自诊断及与外设通信等时间。4.PLCI／O响应时间PLC采用集中I／O刷新方式，在程序执行阶段和输出刷新阶段，虽然输入信号发生变化，输入映像寄存器区内容也不会变化，还会影响本次循环扫描成果。输出信号变化滞后于输入信号变化，这产生了PLC输入输出响应滞后现象，最大滞后时间为2-3个扫描周期。2.3PLC编程语言PLC编程语言有梯形图语言、助记符语言、顺序功能图语言等。其中前两种语言用得较多，顺序功能图语言也在许多场合被采用。本课题所采用编程语言为梯形图语言。（1）.可编程序控制器与继电器、微机在电梯控制中应用比较在电梯电气系统中，逻辑判断起着重要作用，其控制系统必要起动各种控制信号和执行元件（如接触器、继电器、发光批示器、电动机以及电子元件、电力电子器件等），要达到这些控制目，其办法有：1.继电器—接触器控制系统这种控制系统是初期电梯多采用一种控制系统。长处：与其他控制系统比较，其简朴、易于理解和掌握、价格便宜。缺陷：动合触点易磨损，且电接触不良；体积大；控制系统耗能大、动作噪声大；维修保养工作量大、费用高。因而这种控制系统仅用于速度不高、性能规定也不高电梯中。2.微机控制系统电梯微机控制系统实质上是使控制算法不再由硬件逻辑完毕，而是通过程序存贮器中程序来完毕控制系统。因而对于有不同功能规定电梯控制系统，只要变化程序存贮器中程序指令即可，而无需变更或增减硬件系统元件或布线。因而，十分以便于使用和管理，并提高系统可靠性，减小控制系统体积，减少了能耗及其维修保养费用。虽然微机控制电梯，与继电器控制电梯比较，它具备较大优越性。但是，对普通电梯而言，应用微机控制也有其局限性和局限性之处。其缺陷是：微型计算机是按数字运算需要而设计，功能比较齐全，构造比较复杂；而普通电梯控制只需要进行简朴逻辑运算，运算方式多为“与”、“或”、“非”几种，运算位数只需1位，即“1”与“0”。因而，使用微机就有“大材小用”之嫌。此外，微机接口电路没有原则件，并且普通不控制强电。但在电梯控制中，往往规定能直接控制110V或220V用电设备，如顾客专门配备接口电路既不以便又不可靠。综上所述，导致用微机控制成本、运营和维修费用均较高，因而，如在普通电梯上使用微机控制在经济上不合算。3.PLC控制系统PLC充分运用了微型计算机原理和技术，保存计算机控制长处，而克服了它缺陷。它具备强大生命力，各工业部门纷纷用它来改造旧有电梯控制电路，获得了明显效果。总之，PLC是采用微机技术制造通用自动控制设备，它能控制开关量、模仿量、具备可靠性高、抗干扰能力强、并具备完毕逻辑判断、定期、计数、记忆和算术、运算等功能，可以取代继电器为主各种控制设备。它不但能用于控制机械设备、流水线和各种设备运营过程，将PLC用于控制电梯各种操作和解决有关信息也是可行。

3.电梯设备及电梯发展动态3.1电梯浮现及发展1854年，在纽约水晶宫举办世界博览会上，美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥斯第一次向世人展示了她创造历史上第一部安全升降梯。从那后来，升降梯在世界范畴内得到了广泛应用。以奥斯名字而命名电梯公司也开始了她辉煌路程。150年以来，她已经发展成为世界、亚洲和中华人民共和国领先电梯公司。自从国内实行改革开放政策以来，全国各地高层建筑不断涌现，作为高楼垂直交通工具―电梯，其需求量日益增长。各种类型、规格繁多电梯已在高楼内投入运营。为了保证电梯正常运营、安全使用，必要要理解电梯、熟悉电梯、管理电梯、维护好电梯。20世纪初，美国浮现了曳引式电梯，其构造如图1-1所示，从图中可见，钢丝绳悬挂在曳引轮上，一端与轿厢连接，而另一端与对重连接，随曳引轮转动，靠钢丝绳与曳引轮槽之间摩擦力使轿厢与对重作一升一降相反运动。显然，钢丝绳不用缠绕，因而钢丝绳长度和股数均不受限，固然轿厢载重以及提高高度就得到了提高，从而满足了人们对电梯使用需求。因而，近一百年来，曳引式电梯始终受到注重，并发展沿用至今。图3-1曳引式电梯示意图在日后几十年里，电梯自动平层控制系统以及1—轿厢2—曳引轮3—对重通过变换电动机极数调速办法来调节电梯运营速度技术相继研制成功，1933年世界上第一台运营速度为6m/s电梯被安装在美国纽约帝国大厦。第二次世界大战后，建筑业发展促使电梯进入了高峰发展时期，代表新技术电子技术被广泛应用于电梯领域同步，陆续浮现了群控电梯、超高速电梯、交流变频变压调速电梯。随着电力电子技术发展，晶闸管变流装置越来越多地用于电梯系统，使电梯拖动系统简化，性能提高。同步交流调压调速系统研制和开发，使交流电梯调速性能有了明显改进。进入20世纪80年代，通过控制电动机定子供电电压与频率电梯运营速度调压调频技术研制成功，浮现了交流变压变频（VVVF）调速电梯，开拓了电梯拖动新领域。1993年，日本生产了12.5m/s世界高速交流变压变频调速电梯，结束了直流电梯独占高速领域历史。电梯发展今天，在使用需求和新技术应用方面都进入到全面发展时期，随着智能化、信息化建筑兴起与完善，规定电梯不只是完毕垂直运送基本功能，还应以人为本提高舒服度，特别从电梯运营控制智能化角度考虑，电梯优质服务不再是单一“时间最短”问题，而是采用模糊理论、神经网络、专家系统等办法，以期实现单梯与群控管理最佳模式。合理配备与使用远程监控与故障诊断、节能以及减少环境污染等。本文中着重研究电梯升降控制逻辑，不着重主电动机升降速度以及电梯安全保护办法。3.2电梯设备3.2.1电梯分类电梯分类有各式各样：（1）按速度分类低速电梯1m/s如下高速电梯2-3m/s超高速电梯3-10m/s（2）按用途分类乘客电梯住宅电梯观光电梯载货电梯客货两用电梯车辆电梯其她电梯（3）按拖动方式分类交流电梯直流电梯液压电梯齿轮齿条电梯螺杆式电梯（4）按有无司机分类有司机电梯无司机电梯有/无司机电梯（5）按控制方式分类手柄操纵控制电梯按钮控制电梯信号控制电梯集选控制电梯群控电梯（6）按曳引机构造分类有齿曳引机电梯无齿曳引机电梯（7）其他分类方式按轿厢尺寸大小分类时，经常使用“小型”、“超大型”等词来描述电梯。按机房位置不同可分为：机房位于井道顶部上置式电梯；机房底部下置式电梯。3.2.2电梯重要构成某些（1）曳引某些：普通有曳引机和曳引钢丝绳构成。电动机带动曳引机旋转使轿厢上下运动。（2）轿厢和厅门：轿厢由轿架，轿底，轿壁和轿门构成；厅门普通有封闭式、中分式、双折中分式和直分式等。（3）电器设备及控制装置：有曳引机，选层器传动及控制柜、轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅外批示器构成。（4）其他装置：对重装置、补偿装置等。3.2.3电梯安全保护装置（1）电磁制动器：装于曳引机轴上，普通采用直流电磁制动器，启动时通电松闸，停层后断电制动。（2）逼迫减速开关：分别装于井道顶部和底部，当轿厢驶过端站换速未减速时，轿厢上撞块就触动此开关，通过电器传动控制装置，使电动机逼迫减速。（3）限位开关：当轿厢通过端站平层位置后仍未停车，此限位开关及时动作，切断电源并制动，逼迫停车。（4）行程极限保护开关：当限位开关不起作用，轿厢通过端站时，此开关动作。（5）急停按钮：装于轿厢司机操纵盘上，发生异常状况时，按此按钮切断电源，电磁制动器制动，电梯紧急停车。（6）厅门开关：每个厅门都装有门锁开关。仅当厅门关上才容许电梯启动；在运营中如浮现厅门开关断开，电梯及时停车。（7）关门安全开关：常用是装于轿厢门边安全触板，在关门过程中如安全触板遇到乘客时，发出信号，门电机停止关门，反向开门，延时重新开门，此外尚有红外线开关等。（8）超载开关：当超载时轿底下降开关动作，电梯不能关门和运营。（9）其他开关：安全窗开关，钢带轮断带开关等。3.2.4电梯技术发展状况（1）电梯速度规定越来越快，高速、超高速电梯数量愈来愈多。（2）电梯拖动技术有了较大发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺陷。逐渐被交流电梯所代替，液压电梯由于运营平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到愈来愈广泛应用。交流拖动电梯更是得到迅速发展，已由此前变级调速（AC-VP）发展成为调压调速（AC-VV）及调频调压调速（AC-VVVF），使得电梯速度、加速度控制更加符合人们生理规定，电梯舒服感大为改进。（3）电梯逻辑控制已从过去简朴继电器——接触器控制发展为可编程序控制器（PLC）和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大提高。（4）电梯管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足拥护使用功能规定。如紧急停车操作，消防员专用、防捣乱系统等。（5）智能群控管理得到广泛应用。（6）机械传动方面，由于国际上机构加工水平不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上应用日益广泛，已使电梯传动形式多样化。3.2.5电梯发展展望（1）构造不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化。随着新技术、新构造、新材料、新工艺发展，电梯机械系统构造简朴化、体积小型化、材料轻型化、工艺先进化、外观美丽化。同步，无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。（2）技术含量更高，性能更好。电梯行业技术发展非常迅速，几年前推出具备先进性能、高舒服性VVVF电梯，如今已成为电梯行业原则配备，由于永磁同步无齿轮曳引机具备更节能、更干净、更安全、更安静、更经济特点，因此永磁同步曳引机逐渐成为新型曳引机主流；由于永磁技术先进性，将来很有也许取代VVVF技术。此外，网络控制和智能群控系统以其控制先进性、迅速性、精确性和可靠性亦是电梯发展潮流。（3）安装更以便、更快捷高效、安全、可重复使用无脚手架安装，将是高层电梯安装重要方式，随着技术开发、应用，电梯硬件系统给安装带来更大以便，使电梯安装更快、效率更高。此外，电梯双向安全装置、无底坑、无线控制、绿色环保——安全、环保、节能、舒服，也将是将来电梯重要发展方向。

4.PLC选取及其软件开发4.1可编程控制器（PLC）选型考虑到本次设计电梯系统有六层，且开关量居多，模仿量较少；对于开关量控制为主系统而言，普通PLC响应速度足以满足控制规定，在小型PLC中整体式比模块式价格便宜，体积也小，综合考虑后，系统选取了日本三菱公司生产FX2N系列PLC。FX2N系统PLC具备如下几方面长处：1）FX2N配备灵活，除主机单元外，还可扩展I/O模块，A/D模块，D/A模块和其他特殊功能模块。2）FX2N指令功能丰富，有各种指令107条，且指令执行速度快。3）FX2N可用内部辅助继电器M，状态继电器S，定期器T，寄存器D，计数器C功能和数量满足了系统控制规定需要。4）FX2N编程可用编程器，也可以在PC机上使用三菱公司专用编程软件包MELSOFT系列GXDeveloper来进行。编程语言可用梯形图或指令表。特别是可用PC机对系统实时进行监控。为调试和维护提供了极大以便。4.2交流双速电梯主电路图4-1是交流双速电梯主电路图。图中M1为电梯专用型双速笼型异步电动机；KM1、KM2为电动机正反转接触器，用以实现电梯上、下行控制；KM3、KM4为电梯高低速运营接触器，用以实现电梯高速或者低速运营；KM5为启动加速接触器；KM6、KM7、KM8为减速制动接触器，用以调节电梯制动时加速度；L1、L2与R1、R2为串入电动机定子电路中电抗和电阻，当KM1或者KM2与KM3通电吸合时，电梯将进行上行或下行启动，延时后KM5通电吸合，切除R1、L1，电梯将转为上行或下行稳速运营；当电梯接受到停层指令后，KM3断电释放，KM4通电吸合，电机转为低速接法，接入阻抗制动，实现上升与下减少速运营，且KM6-KM8依次通电吸合，用来控制制动过程强度，提高停车制动时舒服感；至平层位置时，接触所有断电释放，抱闸抱死，电梯停止运营。图4-1主电路图4.3门机电路、抱闸电路、门锁及安全运营电路图4-2为电梯门机、抱闸、门锁及安全运营电路。门电动机为她励直流电动机，可由KM9、KM10控制其正反转。KM9接通时，电阻R2与电动机电枢并联，电流由电枢左端流向右端，电动机正转实现开门，压下SQ8时，R2某些被短接，实现开门调速。KM10接通时，电动机将反转，实现关门，并由SQ9、SQ10与R3一起实现关门调速。当电梯上下运营时，抱闸应打开，其线圈应通电。电梯停止运营时，抱闸应抱死，其线圈应断电。将所有厅、轿门开关串联在一起，控制门锁继电器KA1，实现所有门关闭后电梯才干运营控制。将安全窗开关、安全钳开关、限速器开关、轿内急停开关、上下逼迫停止开关、基站开关梯开关以及热继电器触点FR1、FR2串联在一起，构成安全回路，控制安全运营继电器KA2，用KA2触点控制PLCRUN口，只有当该KA2吸合时，才容许PLC处在运营状态。这样可以节约PLC输入口，又可以实当前各种紧急状况下及时停车。图4-2门机、抱闸、门锁及安全运营电路4.4电梯重要电气设备（1）牵引电动机齿轮牵引机为电梯提高机构。重要由驱动电动机，电磁制动器（也称电器包闸），减速器牵引轮构成。（2）自动门机用来完毕电梯开门与关门。电梯门分为厅门（每层站一种）与轿门（只有一种）。只有当电梯停靠在某层站时，此层厅门才容许启动（由门机拖动轿门，轿门带动厅门完毕）；也只有当厅门，轿门所有关闭后才容许启动运营。（3）层楼批示灯层楼批示灯也叫层显，安装在每层站厅门上方和轿箱内轿门上方，用以批示电梯运营方向及电梯所处位置。过去常由低压灯泡构成，现多由LED构成，且与呼梯盒做成一体构造。（4）呼梯盒用以产生呼喊信号。常安装在厅门外，离地面一米左右墙壁上。基站与底站只有一只按钮，中间层站由上呼喊与下呼喊两个按钮构成。（5）操纵箱操纵箱安装在轿箱内，供乘客对电梯发布动作命令。其上面设有与电梯层站数相似内选层按钮。（6）平层及开门装置该装置如图4-3所示。由平层感应器及楼层感应器构成。上行时，上磁铁板先触发楼层感应器，发出减速停车信号，电梯开始减速，至平层感应器触发时，发出开门及停车信号，电动机停转，抱闸抱死。下行时，下磁铁板出发楼层感应器，发出减速停车信号，电梯开始减速，至平层感应器触发时，发出开门及停车信号。（7）轿厢位置检测装置俗称选层器，它检测电梯轿厢运营状态，所处位置，及时向控制系统发出所需要信号。其重要功能是：依照登记内选与外呼信号和轿厢位置关系，拟定运营方向；当电梯将要到达所需停站楼层时，给曳引电动机减速信号，使其换速；当平层停车后，发出信号以消去已应答选层、呼梯信号，并批示轿厢当前位置，选层器种类较多，普通分为三大类，即机械选层器、继电器选层器和微机选层器。其中机械选层器与继电器选层器将随着继电器控制电梯逐渐裁减而裁减。位置检测办法重要有如下几种：（1）用干簧管磁感应器或其他位置开关。这种办法直观、简朴，但由于每层需使用一种磁感应器，当楼层较高时，会占用PLC太多输入点。（2）运用稳态磁保开关。这种办法需对磁保开关不同状态进行编码，在各种编码方式中适合电梯控制只有格雷变形码，进行运算时需采用PLC指令译码，比较麻烦，软件译码也使程序变庞大。由于本文是六层电梯控制故选用感应器检测轿厢位置。图4-3电梯平层、停层装置示意图

4.5输入输出设计为了便于对电梯工作原理及PLC系统进行分析，现列出电梯所用电器元件表。表4-1电梯电气元件表元件符号名称及作用元件符号名称及作用KM1上行接触器1HL-5HL1-5层层楼批示灯KM2下行接触器6HL-7HL上行、下行批示灯KM3高速接触器HL81楼外呼记忆灯KM4低速接触器HL92楼上呼记忆灯KM5启动加速接触器HL102楼下呼记忆灯KM6-KM8制动减速接触器HL113楼上呼记忆灯KM9开门接触器HL123楼下呼记忆灯KM10关门接触器HL134楼上呼记忆灯SQ5基站开关HL144楼下呼记忆灯SQ6开门到位开关HL155楼下呼记忆灯SQ7关门到位开关1KR～5KR各楼层感应器SQ8开门调速开关6KR上平层感应器SQ9、SQ10关门调速开关7KR下平层感应器SQ11-SQ161-6楼厅门锁开关1SB1～4SB11-4楼上行外呼按钮SQ17上限位开关2SB2～5SB22-5楼下行外呼按钮SQ18下限位开关SB1开门按钮SQ19上行逼迫停止开关SB2关门按钮SQ20下行逼迫停止开关SB3上行启动按钮SQ1安全窗开关SB4下行启动按钮SQ2安全钳开关SB5-SB101-6楼层内选层按钮SQ3限速器开关SA1运营状态选取钥匙开关SQ4轿内急停开关SA2基站开关梯钥匙开关SQ16轿门关闭到位开关SQ电源开关8KR关门感应器HL165楼上呼记忆灯HL176楼下呼记忆灯KA1门锁开关KA2安全运营按钮SA1-1自动运营按钮1SB11楼上呼按钮6SB26楼下呼按钮2SB12楼上呼按钮2SB22楼下呼按钮3SB13楼上呼按钮3SB23楼下呼按钮4SB14楼上呼按钮4SB24楼下呼按钮5SB15楼上呼按钮5SB25楼下呼按钮HL186层层楼批示灯HL196层内选记忆灯综合考虑输入输出规定，预计需要PLC输入输出点73左右。因而，采用三菱FX2N-80可编程控制器完毕本次设计。其输入输出接口电路如图4-4所示。图4-4I/O接线图4.5.1算法阐明程序基本控制流程如图4-5所示。（其中不涉及检修及司机开关电梯环节，只是电梯运营基本流程图）。图4-5程序基本流程图4.5.2程序中有关中间继电器阐明表4-2程序中间继电器元件符号名称及作用元件符号名称及作用M100开门辅助继电器M1301层上行辅助继电器M101关门辅助继电器M1312层上行辅助继电器M102自动运营时开门禁止M1322层下行辅助继电器M103定上行辅助继电器M1333层上行辅助继电器M104定下行辅助继电器M1343层下行辅助继电器M105停车辅助继电器M1354层上行辅助继电器M106制动过程辅助继电器M1364层下行辅助继电器M107停层辅助继电器M1375层下行辅助继电器M1101楼楼层信号辅助继电器M141上平层感应辅助继电器M1112楼楼层信号辅助继电器M142下平层感应辅助继电器M1123楼楼层信号辅助继电器M143、M144上行辅助继电器M1134楼楼层信号辅助继电器M145、M146下行辅助继电器M1145楼楼层信号辅助继电器M1501楼停车辅助继电器M120内选1层辅助继电器M1512楼停车辅助继电器M121内选2层辅助继电器M1523楼停车辅助继电器M122内选3层辅助继电器M1534楼停车辅助继电器M123内选4层辅助继电器M1545楼停车辅助继电器M124内选5层辅助继电器T50停层时间计时T51启动延时T52-T54减速延时M140平层开门M1156楼楼层信号辅助继电器M125内选6层辅助继电器M1605层上行辅助继电器M1616层下行辅助继电器M1556楼停车辅助继电器4.6梯形图设计梯形图设计可以提成几种环节进行，然后再将这些环节组合在一起形成完整梯形图。开关门环节电梯开关门，存在如下几种状况：电梯投入运营前开门。此时电梯位于基站，将开关梯钥匙插入SA2内旋转至开梯位置，则电梯应自动开门。乘客或司机进入轿厢，选层后电梯自动运营。电梯检修时开关门。检修状态下，开关门均为手动状态，由开关门按钮SB1、SB2实行开门与关门。电梯自动运营停层时开门。电梯在平层时至平层位置，M140接通，电梯应开始开门。电梯关门过程中重新开门。在电梯关门过程中，若有人或物夹在两门中间，需重新开门。当前大多数电梯采用光幕或机械安全触板进行检测，自动发送重新开门信号，已达到重新开门目。呼梯开门。电梯到达某层站后，如果没有人继续使用电梯，电梯将停靠在该层站待命，电梯将一方面开门，以满足用梯规定。若其她层站有人呼梯，电梯将一方面定向，并启动运营，到达呼梯楼层时再开门，此时开门按停层开门解决。电梯停后关门。此时电梯到达基站，司机或乘客离开轿厢，电梯自动关门，司机将开、关梯钥匙插入SA2，旋转到关梯位置，电梯安全回路被切断，PLC停止运营，电梯被关闭。电梯自动运营时关门。停站时间继电器T50延时结束时，电梯应自动关门。停站时间未届时，可通过关门按钮实现提前关门。层楼信号产生与清除环节当电梯位于某一层时，指层感应器产生楼层信号，以控制指层灯状态，离开该层时，该楼层信号应被新楼层信号所取代。3．停层信号登记与消除环节乘客或司机通过对轿厢内操作盘上1-6层选层按钮操作，可以选取欲去楼层。选层信号被登记后，选层按钮下批示灯亮。当电梯到达所选楼层后，停层信号即被消除，批示灯也应熄灭。4．外呼信号登记与消除环节乘客或司机在厅门外呼梯时，呼梯信号应被接受和记忆。当电梯到达该层，且定向方向与目地方向一致时（基层和顶层除外），呼梯规定已满足，呼梯信号应被消除。按下外呼按钮时，相相应外呼辅助继电器接通，外呼钮下批示灯亮，表达呼梯规定已被电梯接受并记忆。该信号消除环节是由当层信号动断触点与运营方向动断并联构成（M103为上行辅助继电器，M104为下行辅助继电器）。这样可以使电梯运营方向与呼梯目方向一致且到达呼梯楼层时，电梯将停止，呼梯规定已满足，呼梯信号被消除。电梯运营方向与呼梯目方向相反时，如电梯从一楼向上运营，而呼梯规定从二楼向下，若有去三楼以上内选层规定及外呼梯规定，电梯到达二楼时不断梯，呼梯规定没有满足，呼梯信号不能消除；若三楼以上无用梯规定，电梯将停在二楼，但呼梯信号不能及时消除，待乘客进入轿厢选层后，电梯定向下，则二楼下呼梯信号已满足，呼梯信号被消除。5．电梯定向环节在自动运营状态下，电梯应一方面拟定运营方向，也即定向。电梯定向只有两种状况，即上行和下行。电梯处在待命状态，接受到内选和外呼信号时，应将电梯所处位置与内选和外呼信号进行比较，拟定是上行还是下行。一旦电梯定向后，内选与外呼对电梯进行顺向运营规定没有满足状况下，定向信号不能消除。检修状态下运营方向直接由上行和下行启动按钮拟定，不需定向。梯形图中M103及M104分别为定上行及定下行辅助继电器，它们线圈工作条件触电块由内外呼信号及电梯位置信号构成。M103及M104在电梯上行及下行全过程中，存在不能全程接通状况，如上行至6楼时，一旦6楼层楼继电器M115接通时，M103则及时断开，而此时电梯仍处在上行状态，至6楼平层位置时才干停止。为解决这一问题，引入M143-M146，使上行与下行继电器接通时间延长至上行及下行全过程。若不使用M143-M146，也许会发生下述状况：4楼向上外呼信号（不存在其她外呼及内选信号），使电梯上行，电梯至4楼位置，M133使M103断开，从电梯至4楼位置到电梯停层开门，乘客进行轿厢内选6层之间时间内，1、2、3楼外呼及内选层信号可以使电梯在未完毕4楼向上运动之前定下行方向。6.自动运营时启动加速和稳定运营环节电梯启动条件：运营方向已的确，门已关好。7.停车制动环节电梯在停车制动之前，应一方面拟定其停层信号，即的确要停靠楼层，应依照电梯运营方向与外呼信号位置和轿厢内选层信号比较后得出。梯形图中各层停车触发信号在下行下呼，上行上呼及内选层信号存在时产生，这些都是符合前边所谈到停车原则。当存在触发信号电梯又运营到当层时产生停车信号。停车信号M105梯形图支路中M103、M104动断触点作用是为理解决呼梯方向与电梯运营方向相反时停车问题（如二楼向下外呼信号，使电梯从一楼向上运营时，M151不会被触发，至二楼位置时，靠M103、M104动断触点使M105接通）而设立。而停车信号消除是停车时间到，T50为停层时间定期器。

4.7梯形图程序

5.电梯模仿调试及安装电梯PLC程序应在未带载状况下模仿调试好，在接触器等输出状态对的后，再将电机接上，模仿调试完毕后，则进行现场安装，并进行运营调试，拟定参数，完善程序，最后交付运营使用。5.1电梯模仿调试由于客观条件限制，软硬件开发只能在实验室对电梯程序进行模仿调试。实际输入信号及反馈信号用按钮或开关模仿，输出不用接负载，可由PLC输出端发光二极管显示负载状态，模仿调试时，按电梯运营条件，依次设立输入信号，并观测输出对的与否，同步可通过编程器监控内部各点状态，在输入端接上手动按钮而在PLC输出批示灯上看输出，输入信号完全靠手动来控制。如按下X020是五层楼内呼，如此时电梯不在五层，则相应输出批示灯亮，然后依次通过手动来控制接近开关按钮，到第五层时输出批示灯灭，其他层楼运营模仿调试同理。5.2电梯安装调试安装调试过程是一种比较复杂且耗时间过程，一方面要拟定器件型号，选取器件型号除了要考虑机械设备、电压、电流外，还要考虑经济实用及美观问题。所有器件都备好后，接下来就是安装，主电路及PLC都装在控制柜内，这就要考虑互相干扰问题，按钮、批示灯或数码显示也按照同样原则接线，所有元器件都按照一定编号安装好后，保证无误后，就可以调试了，由于调试过程中，输入输出点比较多，且完毕一种动作所涉及开关、按钮、输出显示也比较多，因此这里不一一阐明，只对动作中一某些加以阐明。(1)单指令运营调试这是一种最简朴调试办法，检查所设计程序在完毕其最简朴控制功能时与否会发生错误。若各种调试无错误，则再用复杂办法进行调试。单指令运营调试详细内容如下：假定电梯轿厢在一楼，一层批示灯发光，此时按下5楼内指令按钮X020，5楼内指令显示Y027亮，电梯关门后，开始上行，当轿厢上升到5楼后，数码管显示为“5”楼内指令显示信号Y027消除。(2)单层运营调试单指令运营调试之后，再下来就是单层调试，以保证程序再多条指令运营时对的性。此种调试是让电梯单方向运营于n层，譬如，电梯轿厢原先在二