五层电梯控制系统的设计

III五层电梯控制系统的设计摘要升降电梯给人们的出行带来很多便利，成为人们生活中必不可少的一部分。本次毕业设计以五层电梯控制系统的设计为研究课题，根据用户的使用需要，对电梯控制系统进行设计。以五层垂直升降电梯为例，其中最重要的就是电梯控制系统的设计，而电梯控制系统是以PLC为基础，主要是PLC程序的编写，在本次设计中，选用SMART系列PLC专用的编程软件STEP7-MicroWINSMART，是一款简单又很实用的PLC程序设计工具，在中文界面，一共有三种编程模式，分别是STL语句、逻辑模组和梯形图。它不仅仅有普通的逻辑控制指令，还有高级指令和库指令等。在这个五层电梯控制系统的设计中，使用PLC程序的功能，把它分成若干个子程序，由主程序来进行控制。本次五层电梯控制系统中设计了电梯开关门程序，电梯上下运行控制程序，电梯内的内的呼叫与标记，电梯定向运动环节，电梯所在楼层的判断，指示单元，变频器控制等多个子程序。在该软件的开发中，使用了一种基于梯形图的程序语言。编程直观，逻辑简洁，本次设计包含了对控制系统进行硬件选型、系统电路的设计、编制控制流程图及程序设计。关键词：电梯控制系统；可编程控制器；变频器;设计目录第1章绪论 第1章绪论1.1课题研究的背景与意义自从我国改革开放以来，各个行业的发展都很快，建筑业的建设技术也在不断的进步。随着建设事业的不断发展，城市的面貌也在不断地发生着变化，一座座摩天大楼也在不断地拔地而起，电梯已经成为了人们生活中不可或缺的一部分，从之前只有一个简单的升降机，没有任何安全措施，乘坐起来很不舒服。到现在的各式各样的电梯。总的来说，现在的电梯的各项性能都比之前好了不少[1]。从最初的电梯出现到如今，电梯已经渗透到了城市的每一个地方，比如，在商场里有自动扶梯，在景区里有观光电梯，在仓库里有载货电梯，在办公楼里有商务电梯，在医院里有医务电梯，电梯与我们的生活有着密不可分的关系。随着升降机放置位置的变化，要求的升降机控制功能也各不相同，升降机的控制方法也日趋复杂；随着现代科学技术的发展，电梯行业的科技水平也得到了很大的提高，与电梯有关的自动化控制技术也是日新月异[2]。由于与电梯相关的技术行业都在发展，作为一个学习机械电子专业的学生，决定利用在学校学习到的技术知识来设计一套适合现在人们出行的电梯控制系统。本次设计以生活中最常见的五层小区住宅为例，研究设计五层电梯控制系统，以期使得其运行性能及安全性得以提高。目前国内电梯厂家大多用PLC控制，节能省工。若电梯要实现动作改变，只需改变逻辑控制程序而无需重新配线，施工周期短，通用性强，大大提高了安全性和工作效率[3]。1.2研究内容与设计步骤本设计主要将以五层电梯控制系统的设计为主体，选用可编程控制（PLC），对电梯整体结构研究学习，在常见布局基础上对电机、轿厢、传感器等进行设计布局，使得其既能满足控制运行需要，又能占空比小，具有一定的安全性与便捷性。本设计中，阐明选择PLC控制的原因；其次我将设计分析一般电梯系统的分类与组成，为控制硬件选型提供理论依据；然后通过对所需控制的硬件分析，确定系统接口资源，给出所需I/O口数量，选型合适的PLC型号；并对曳引电机、传感器进行选型，给出主电路及输入输出接线图；接着，对系统控制的软件部分分析设计，包括软件介绍及系统流程图绘制[4]。第2章控制系统硬件的设计本次设计提出了一种基于可靠性、通用性、易维护性、使用寿命、设备升级及经济指标的电梯控制系统。所选用的硬件的可靠性，将会直接影响到系统的正常工作；在通用化方面，尽可能地选用市面上比较流行的硬体，以便于在硬体供应商之间更换。根据以上所述的硬件选择原理，以及该主题的具体情况，这一章主要是对可编程序控制器（PLC）和变频器（变频器）、曳引马达（motor）、检测传感器（检测传感器）等的选择，以及主要的硬件产品。2.1电梯控制系统的组成为了达到现在人们对电梯的使用要求，结合现在电梯技术的发展趋势本设计采用PLC作为电梯控制系统的核心，利用现有的的PLC技术开发一个以PLC为核心的电梯控制系统，如图2.1是基于可编程控制器的电梯控制系统的系统组成框图。图2.1PLC的电梯控制系统的系统组成框图以五层电梯控制系统为主体，主要设计任务分为硬件的选择和软件的编写。电梯控制系统硬件选择主要任务分析电梯的动作要求选择合适的检测元件和执行元件，按照被控制器件的数量来选择PLC，并做好PLC的输入/输出配置；软件设计的主要任务是对电梯工作特性和运行的流程进行分析，并以电梯的控制要求为依据，绘制出流程图，编写PLC控制程序，完成电梯控制逻辑运算、信号分析和发出命令控制执行元件。软件设计编写程序是十分严谨工作，事关电梯能否安全和稳定的运行。电梯硬件系统包括呼叫系统、检测系统、驱动系统和显示单元等组成。这些电梯主要设备选择是根据：额定载荷量、电梯的运行速度和控制方式等选择合适的设备，电梯控制设备的选择直接影响到电梯的质量、使用安全和经营服务质量等。所以硬件的选择十分重要，分析如下：（1）检测装置：检测装置就好像是电梯的眼睛，它主要用于给PLC传递电梯的状态信号，保障电梯平稳运行的重要元件。我们已经了解检测装置选择的重要性，在这科技日新月异的现在，按照现有的的检测技术，根所述传感器的种类是基于所述被检测物体以及所述检测装置的所述环境而进行的，所述传感器的灵敏度是基于所述被检测物体的所述速度而进行的，所述传感器的所述稳定性是基于所述被检测物体的所述操作频率而进行的。例如，使用行程开关来进行电梯轿厢平层检测和电梯楼层判断，使用红外检测传感器来进行电梯轿厢门的防夹检测，采用重量传感器作为电梯超负荷检测等。（2）执行元件：执行好像电梯的身体，它主要用于接收大脑的命令信号精确的执行每个命令动作，电梯的执行元件主要有曳引电机、门控电机、电梯信号指示灯等构成，执行元件主要是起到执行电梯控制系统发出的命令，改变电梯的运行和显示状态。结合我学习到的理论知识，电梯的执行元件主要有曳引电机、门控电机、信号灯显示等。2.2PLC的选型2.2.1I/O数量确定可编程控制器（PLC）的输入和输出点的定义是选择PLC的基本要求，也是后续技术人员设计图纸的依据，更是编程人员编写程序重要的参考点。I/O是PLC的输入输出接口，包括开关量输入，模拟量输入，通讯接口等。在完整的设计中，经过I/O的分配，得到I/O的分配表，对五层电梯控制系统设计硬件的选择，软件设计的编写都会有所帮助。将I/O分配和硬件选择等结合起来，根据每一点的函数，形式等方面考虑，尽可能的让相同的点邻近，同时也要考虑到后续的功能扩充，预留扩充的接口。通过2.2节《电梯的功能结构》以及3.1节《控制系统的组成》两节设计，可以列出以下系统所需信号口（未标明的均为数字量）：输入信号部分包含了电梯启动与停止2个输入信号；手动开关门2个输入信号，开关门到位检测及开关门减速共4个输入量，关门防夹1个输入信号；电梯轿厢内选按钮共5个输入信号，8个外选按钮输入信号；5个楼层感应开关输入信号及1个平层感应器输入信号；1个超载检测输入信号；1个消防报警开关。其次输出信号部分，曳引电机与门控电机频率给定模拟输出2个；曳引电机上行正转与下行反转输出信号2个；门控电机开关门输出信号2个；轿厢上下行指示信号2个；轿厢内记忆指示输出共5个；楼层外呼记忆指示输出共9个；门电机制动输出1个；超载指示输出1个；消防报警输出1个[5]。综述，本设计共30个输入量信号，26个输出量信号。其中仅有两个模拟信号输出即电机频率的给定信号，其余信号均为数字信号。2.2.2PLC选型目前有很多公司都在制造PLC控制器，比如三菱，西门子，松下，欧姆龙，斯奈德，以及国内永宏，步科，浙江中控，英威腾等等。在本设计中，选用适当的可编程控制器，既可以保证系统的稳定性，又可以降低系统的成本。在选择PLC时，首先要确定要用到的接口大小和接口的种类，在确定了这两个参数之后，就可以清楚地知道要选择的PLC是大、中、小系列。在本设计中，由2.2.1节可知，系统共有30个输入量信号，26个输出量信号。其中仅有两个模拟信号输出及电机频率的给定信号，其他的信号都是数字化的。按照各个厂家提供的选择说明书，选择小的PLC系列即可可以满足实际的要求，但是需要增加一个开关量模块。另外，所选择的可编程控制器要有一定的模块化扩充能力，或有完整的模块化输入/输出接口，才能方便地存取模块化讯号。在通信性能上，由于本设计并未对数据传输进行过多的需求，故可忽略不计。但是，对于最常见的通讯方式，可以保留RS485的通讯方式。而且，在选择类型时，应将熟练作为优先的原则，以便在之后的硬件电路设计以及软件程序设计上，尽可能地减少出现的错误，提高工作效率。此外，还要注意所选择的电源、安装形式、大小等与设计的一致。基于以上原理，本次设计选择了西门子SARMRT系列SR40晶体管输出类型的PLC，该PLC具有24个开关量输入，16个开关量输出，并且添加了1个EMDR-16通路开关量输入，1个2通路EMDR-16通路开关量输入，1个2通路EMAQ02模拟量输出，1个2通路EMAQ02模拟量输出模。图2.2SAMRT系列SR40样图2.2.3I/O分配通过2.2.1和2.2.2节，本设计确定了所需输入输出口数量，并且以此选择了一款合适的PLC信号。本小节承接上两节内容，为所需的输入输出分配端口。附录一是I/O接口分配表，在该分配表中，详细的说明了电梯系统所使用到的接口类型、描述、地址。2.3电机的选型设计2.3.1曳引电机选型曳引电机是指用于牵引电梯上下升降的交流感应电机，其选用是否合理直接关系到电梯的运行效率、安全稳定性、节能环保等。曳引马达的选择应以升降机的升降机的升降高度、载重、运行速度和牵引方式为主要因素。通过前文的设计，以及基本资料的建立，本升降机的升降机将上升到5层，载重为2吨，采用变频牵引，按照特制的曳引马达制造商提供的2.1公式进行牵引。P=(1-K)*Q*V/102η（2.1）其中K为升降机的平衡因数；Q–代表升降机的载重；V–代表升降机的运转速率；et-指的是升降机的工作效率；在此次设计中，将效率常数设定为0.80，电梯的平衡系数在0.48-0.6之间，取0.5，运行速度为峰值0.6m/s，将电梯的工作参数引入公式，最后得出电机的工作功率为7.353KW。选择了型号YTDT178M1-14C，额定功率7.5KW的电机。电机是带抱闸的专用牵引变频器，电动机测试系统等。2.3.2门控电机选型相比较曳引电机的工作方式，门控电机则需要克服开关门阻力做功。式（2.1）同样可以使用，只是其中参数数值需要改变。K依旧表示电梯的平衡系数，取0.5；电机克服开关门阻力取300N/m，摩擦系数0.6，等价为负载重量值为50kg；开关门速度取0.8m/s；效率取0.8。上述参数带入式2.1，得门控电机工作效率为0.245KW.通过查阅选型手册最终选择额定功率为250W的东芝TN-YTT250型号电机。2.4变频器的选型设计2.4.1变频器简介在本次五层电梯控制系统的设计中，其作用对两个电动机速度进行调整，并通过变频器的起停特性，对两个电动机的起停特性进行调整，从而实现对电动机的起停，以防止由于速度引起的波动与惯性造成的停机。变频器的功能与以往的直接启动、变阻启动等相比，用变频器对电机进行拖动控制，在整体电路结构上更加优异，资源节约等方面有着明显的优势[6]。如图2.3所示为频率转换器的构成图。图2.3变频器组成单元框图2.4.2变频器选型在选用变频调速装置时，应根据所需的功率大小，使变频调速装置的输出功率和输出电压与所牵引的电动机的功率相匹配。本电梯所需的两台电动机，采用三相鼠笼感应电动机，用于拖曳和升降，总功率7.5kW。门控电机是一台三相鼠笼感应电机，预计功率为250W.它们都是用380VAC供电的，而且都是机械式的。根据以上资料，本次设计可以选用一台7.5KW的变频器，一台0.75KW的变频器，一台德国西门子的MM440型。如图2.4是所选MM440变频器的电气配置图。图2.4MM440电气配置图选择此机型的原因在于，MM440变频器是一种矢量控制的形式，可以根据需要选用380V或220V的供电模式，在输出模式上偏向于通用型，也就是机械负荷与风机负荷可以通用。它的功能比较全面，以LCD显示多国语言；在控制方式上，既可以实现扭矩，也可以实现速度，还可以通过外部接上模拟量信号，还可以通过通讯方式来进行操作频率的指定，而本设计具有PLC扩展模块EMAQ02模拟量输出；同时该变频器通讯功能强大，兼容西门子公司的很多工控产品。2.5传感器的选型设计 2.5.1电梯传感器作用特点为了满足人们出行需要，设计一部达到人们使用要求的电梯，检测装置的选择十分重要，关系到电梯运行时加减速的控制、平层的准确、可靠等方面。根据电梯的工作性质选择合适的平层检测装置是保证电梯轿厢在预定的位置停下的必要条件，同样根据电梯的工作性质选择合适轿厢门关门检测开关位置是保证电梯门工作的必要条件，一旦检测装置选择不合理时会导致电梯故障频发甚至会引发不安全事故。本设计中，检测装置即为各限位开关和传感器。平层检测开关一般采用直动防护式机械限位开关，这种开关具有稳定性高，触点转换时间短等特点[7]。2.5.2传感器选型由2.2.1节I/O数量分析可知，需要4个门限开关，5个楼层判断开关，平层检测、门防夹、超重检测各1个。根据我所学到的检测技术知识合理的选择传感器如下：选择三菱门机限位开关DS121作为电梯门的限位开关，选择微科WEC0-917Q71光幕作为电梯门的防夹检测开关，选择微科WEC0-K2作为电梯轿厢位置判断开关。表2.2为本次设计电梯传感器选型列表。表2.2电梯传感器选型表编号代号名称型号数量1SQ1—SQ4门限开关DS12142SQ5—SQ9楼层判断开关WEC0-K253SQ10平层检测开关E3S-GS3014GT门防夹检测WEC0-917Q7115FT超重检测ECW-S100A12.5.3防夹检测举例厢门需要安装防夹装置，它对乘梯人员的安全有着很重要的保护功能电梯防夹一般会采用光电形式检测，不需要对其进行碰触，在检测到物体在门之间的时候，可以停止门的闭合。如图2.5所示，为一种光电对射式传感器。图2.5光电对射传感器这种传感器的工作原理是把光的变化转换为电信号的变化。发光部是一种由多个红外线灯泡所构成的装置，其所发出的暗光是由受光部所感应的。在感应器没有受到遮挡的情况下，光电对射开关会处于正常状态，而当其中一个接收单元因为光线遮挡后感应不到信号，传感器开关动作，发出信号。本章通过对电梯控制系统所需的输入输出端口数量等内容分析，选择型号是西门子SMART系列的SR40晶体管输出型，该PLC具有24点开关量输入和16点开关量输出，另外扩展1个EMDR-16路开关量输入输出模块和1个2路EMAQ02模拟量输出模块；考虑升降高度、载重、运行速度、拖动方式等选择额定功率为7.5KW的YTDT178M1－14C型曳引电机，；结合控制需要，选择5种类型共12个传感器；结合电梯电机速度控制需要，选择7.5KW变频器、0.75KW变频器各一台，型号为德国西门子MM440；在本章最后，通过对开关门防夹检测的分析说明传感器工作原理。

第3章电路接线图的设计根据本次设计要求，在硬件选型完成后需要进行电气原理图的绘制。在设计电气原理图时，应严格按照有关电气设计的规范和标准，使用国家对电气元件的标号和导线进行标号等。该系统的电路结构可以分为主电路，PLC的输入回路，PLC的输出回路等等[8]。3.1主电路的设计主电路也被称为功率分配回路。该电气控制线路图包括两个部分：主电路（受控负荷位于其中的电路）以及控制环路（对主电路的状态进行控制），其中，该电气控制线路图中的主环路是这样设计的：依次进行选择接触器、变频器、继电器等等并根据所有选择设备的说明书结合电梯的控制要求绘制电器原理图。如下如图3.1为曳引电机变频器拖动电路图。图3.1曳引电机变频器拖动电路图在图3-1中可以看出，QF是曳引电机变频器的断路器，断路器在电梯控制系统中起到保护曳引电机的作用，比如曳引电机发生相间短路或者严重过载时，断路器脱扣装置动作控制断路器跳闸切断电源实现对设备的保护，同时检修或者停机时又能起到电路隔离作用。变频器MM440的输出端子U、V、W接曳引电机的电源。曳引电机变频器的控制回路中，变频器的启动和停止信号由外部输入端子命令给定的，当继电器KA1吸合后，变频器得到启动正转命令控制电梯轿厢上行，同理当继电器KA2吸合后变频器得到启动反转命令控制电梯轿厢下行信号。当电梯停止时接入馈电单元R1进行投入降低曳引电机感应电动势。变频器的频率给定命令由PLC的模拟量输出（0—10V）控制的，0V对应的频率为0HZ，10V对应的频率为50HZ。3.2CPU分配接线在此次电梯的控制系统设计PLC作为控制的核心元件，由于SR40主机自身的I/O点数不够，所以增加EM-DR16扩展模块。本次绘制的PLC接线图分为PLC主机输入、输出分配图和扩展模块输入输出分配图两部分。接入的是外围电梯检测信号和命令反馈信号等，在图中标号的标号严格依照国家标准，SP表示启动按钮，ST表示停止按钮，SB的代号是代表控制按钮，SQ表示位置检测等检测传感器、FT表示超载检测，GT表示防夹检测。如图3.2PLC主机CPU输入输出电路图。图3.2PLC主机输入输出电路图

3.3扩展模块分配由于PLC的输入端子电压为24V,所以输入端子的反馈信号必须都是24V的。依照PLC的说明书M、L+端子为DC24V电源端子。此次电梯的控制系统设计以PLC作为控制的核心元件，PLC的接线图绘制有输入控制回路和输出控制回路两部分组成。输出回路绘制时严格依照输出接口分配表进行绘制，接入的是执行设备，如轿厢升降的变频器控制信号、电梯门开关控制信号、电梯指示灯等。PLC的L、N两个端子为PLC的电源接AC220V，图中在图中标号的标号严格依照国家标准，其中KA表示继电器H表示的为代号电梯指示灯，这些电梯指示灯是按照设计要求在轿厢内和电梯门口均有分布，用以指示电梯的运行状态等。该部分电路图如图3.3PLC扩展模块输入输出电路图所示。图3.3PLC扩展模块输入输出电路图3.4电路元件选型表根据本设计对升降机的使用要求，严格符合国家有关法规。结合电路图，选用高稳定性，高安全性的电子元器件。如表3.1所示，为升降机控制系统中所选用之主要电器元件。表3.1重要电气元件选型表编号代号名称型号数量1QF1断路器DZ47-60D403P12QF2断路器DZ47-60D253P13QF3断路器DZ47-60D163P14QF4断路器DZ47-60D162P15VF1变频调速器MM4407.5KW380V16VF2变频调速器MM4400.75KW380V17R1变频馈电单元200Ω1KW18PLC可编程控制器SR-4019PLC数字量模块EMDR-16110PLC模拟量模块EMAQ02111KA1-KA24中间继电器HH52L24V25本章先对控制系统主电路中曳引电机的变频控制进行电路设计，给出曳引电机与变频器MM440的主电路接线图；接着对SR40主机自身的I/O点数的分配进行电路设计，同时针对数字量扩展模块EMDR-16和模拟量扩展模块EMAQ02作出了接线介绍与分析，并给出相关主要元件选型表。

第4章控制系统软件的设计软件设计PLC程序的编写的成功对于整个项目的成功或者失败有着息息相关的。电梯控制系统可编程控制器PLC程序的编写主要是通过电梯的控制要求和硬件解控的分配合理设计程序，需要编制流程图，然后根据流程图完成PLC程序梯形图（语句表）的设计[10]。4.1PLC编程软件的介绍本次的电梯控制系统采用的是西门子SAMRT系列PLC，所以它使用的软件设是由西门子公司最新开发的STEP7-MicroWINSMART。该软件在西门子公司的多次改版升级，现在不但能支持Windows7系统安装，而且图形界面良好，编写程序时更加简单明确人性化程度高。这个软件可按要求编写控制程序并完成与PLC的实时通信，完成程序的下载与上传及在线监控。软件的操作功能如图4.1所示：图4.1STEP7-MicroWINSMART软件开发界面4.2主流程图的设计 软件流程图是用来描述控制逻辑的一种简明的图解，它是对整个控制过程的一种概括。在流程图的绘制中，用不同的图形、箭头等来表示条件、执行、判断、传递等，使得控制逻辑更为清楚，便于设计软件程序[11]。4.2.1整体控制流程图总体流程是用来说明整个流程的流程，从这个流程中可以清楚地看到主控程序和各子程序之间的相互关系。如在上下运行以及开关门作业中均有电机的控制，需要变频控制。根据控制系统的分析，画出系统整体流程图如图4.2。图4.2主流程图4.2.2上下行控制流程图升降机上下行程序是升降机控制的一个子程序，它包含了升降机的方向判断、升降机的启动、升降机的楼层判断与停机、升降机的开关等。该系统的工作流程见图4.3。图4.3上下行控制流程图4.2.3停层判断流程图电梯的停层判断主要是为了确定电梯是否平层，以避免未至相应楼层但电梯门却打开的情况，以此来确保电梯运行的安全性。其流程图如图4.4所示。图4.4停层判断流程图4.2.4开关门控制流程图电梯开关门的控制可以说是电梯控制系统非常重要的一部分了，无论哪个子程序都是为开关门服务，这是所有电梯动作的启停部分。包括门到位、自动开门、手动开门、开门到位检测、防夹检测、自动关门、手动关门、关门到位这些动作。其间开关门由门控电机的变频控制来实现。如图4.5为开关门流程图。图4.5开关门流程图4.2.5整体的细化流程图通过4.2.1到4.2.4的流程图绘制，电梯系统控制所包含的内容基本囊括在内，虽然可以了解每一部分控制，但整体关联性大大降低。本小节对前四节进行组态和汇总与细化，提高了流程图整体可读性，更有助于对程序设计的理解[12]。图4.6软件系统控制流程图4.3软件梯形图的设计五层电梯控制系统的设计主要就是PLC程序的编写，运用SMART系列PLC中专用的编程软件STEP7-MicroWINSMART，是一款很实用的PLC程序设计工具。而且安装简单，在中文界面，一共有三种编程模式，分别是STL语句、逻辑模组和梯形图。它不仅仅有普通的逻辑控制指令，还有高级指令和库指令等。在这个五层电梯控制系统的设计中，使用PLC程序的功能，把它分成若干个子程序，由主程序来进行控制。本次设计设计了开关门程序，上下行控制程序，箱内呼叫与标记，电梯定向环节，电梯所在楼层判断等多个子程序。在该软件的开发中，使用了一种基于梯形图的程序语言。编程直观，逻辑简洁[13]。在这一部分，我们将讨论下列过程控制：(1)一个加电初始化和一个主程序，在该程序被执行之后，该主程序被优先地调用；(2)用于控制升降机的开关过程；(3)判定升降机在各楼层是否停车的步骤；(4)一种方向控制升降机操作的程序；(5)当升降机在升降机和升降机上运转时，对曳引马达进行控制的频谱转换器频率指定的程序。4.3.1上电初始化和主程序调用程序上电初始化和主程序调用程序是在MAIN主程序中编写的，在程序被执行后，程序就会优先调用。如图4.7为上电初始化程序，其功能是在PLC工作的时候，设定电机的频率。当在第1个程序运行循环中，由SM0.1专用功能寄存器执行一次所述程序片段时，所述MOV_W字传输指令向相应的数据寄存器中写入所述设置的频率常数。图4.7上电初始化程序程序的设计思想采取了子程序分支形式，在SR40PLC中所有的子程序必须在主程序或者间接的通过主程序调用才能生效，如图4.8所示为主程序调用程序。在该程序中，SM0.0为“长开”专用保护，当PLC工作时，SM0.0始终保持“开”的状态。图4.8主程序调用程序4.3.2定向控制程序在五层电梯系统的设计中，定向控制程序很关键，它包含了电梯的走向和先后运行的逻辑等等。如图4.9所示，为上行方向的控制程序。图4.9上行定向控制程序在上图中，若M12.2在1层平层的常闭触点断开，说明电梯已经上升到二层或在二层以上，此时不再响应1楼的信号，而只进行一个记录。如图4.10所示，为下行方向控制方案.它的原理和上行链路方向控制一样，都是对还没有达到的下行链路进行响应，而对已达到的下行链路进行存储，并在下行链路方向上进行响应。图4.10下行定向控制程序4.3.3停层判断程序“停层判定”对电梯停靠和已到达楼层进行判断。如图4.11所示为停层判断程序，图中展现了前两层停层控制逻辑，同理，在网络1中，当内选或者外呼的指示灯因为条件成立而熄灭后，对应的Q0.7或者Q1.3的输出断开，通过N下降沿指令，在触点断开后，触发M12.5标志，并使其进入自锁保持状态，表明已经对应了该呼梯信号，还在1楼停层完成。2楼的停层判定也是如此，唯一不同的是，呼梯信号中有一个下行的内存。不做累述。图4.11停层判断程序4.3.4开关门程序开关门程序控制电梯门的开启、关闭等，如图4.12所示为开门程序。可以看出，开门控制程序较为繁琐，开门条件更多，第一种是开门信号标志位M11.3的到来会触发开门程序，第二种是电梯在平层后M8.0的手动开门按钮和手动的控制以及I0.6的超载信号到达等，当这些条件中的一个或多个成立时，就开始执行开门程序。图4.12开门条件判断程序如果没有进行特殊操作，在门已经完全打开后，PLC程序会进行一段时间的延迟判断，门会自动关闭。看图得，当检测到开门信号I0.2被打开且防夹信号I2.7打开后，T101定时器开始倒计时10秒，计时结束，T101定时器的常开触点关闭，触发网络2中的延时关门控制。同时，如果按下手动关门按钮M3.7，则会接通Q0.3的线圈并进入自锁保持状态。如果在关门的时候发生了防夹信号的动作、重新按下开门按钮或者电梯超载，那么就会立刻停止关门，并重新打开门。当门关闭完毕后，I0.3的常闭触点将断开，从而解除Q0.3的自锁状态，门的关闭过程也随之结束。图4.13关门条件判断程序在开门时，在开启门扉的早期阶段，以相对较高的速度进行，只有在到达减速传感器检测到的位置时，才会开始减速开门，并持续保持此速度，直至门被开启；在关门的过程中，则是通过对车速信号和加速度信号分别进行采集处理后，再根据各自对应的门体运动规律来判断门是否完全打开。在门处于高速闭合状态的初期，当其达到减速传感器所探测到的位置时，门便开始逐渐减速，直至完全闭合。图4.14中，显示了打开门时的旋转速度控制方案。图4.14开关门速度程控制序4.3.5变频器频率给定程序此程序与模数输出模组共同作用，可使变频器的工作频率发生变化，如图4.15所示为编写一个用于设定变频器频率的程序。通过将输入端和输出端相互连接，我们可以获取不同频率所对应的数字值和参数数值。当0-10V模拟量信号输入变频器时，变频器的频率将随着信号的变化而在0-50HZ范围内变化，而模拟量处理模块则负责将工程量数据转换为相应的模拟量输出信号，以适应给定频率的需求。这个输出的特点是数据范围在0到32000之间。类似于这个意思，但表述方式完全不同的中文句子是：如果PLC工作时SM0.0的常开触点关闭，那么我们可以通过使用MUL整数乘法指令对频率和常数640进行操作，并将结果写入寄存器，从而实现模拟量数据的输出。这个输出的特点是数据范围在0到32000之间，与其他数据范围完全不同。0-10V相对应。图4.15变频器频率给定程序可编程控制器有其自主的编程语言，本章先介绍了其编程软件STEP7-MicroWINSMART的使用，然后对系统的控制流程作出分析并绘制了不同部分的控制流程图；最后给出上电初始化和主程序调用程序，并且给出开关门控制、停层判断等子程序设计内容。结论本设计中通过对不同控制方式的对比，选择西门子SARMRT系列的SR40晶体管输出型作为主机，以轿厢内外按钮实现电梯人机命令给定，抗干扰性强，控制简单；在电梯轿厢上下运行方面，采用额定功率为7.5KW的YTDT178M1－14C型号电机，运用变频器和电机组合控制可提高电梯运行和开关门的安全性；在位置检测方面，选择三菱门机限位开关DS121作为电梯门的限位开关，选择微科WEC0-917Q71光幕作为电梯门的防夹检测开关，选择微科WEC0-K2作为电梯轿厢位