集选操纵电梯的可编程操纵系统设计.docx
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集选操纵电梯的可编程操纵系统设计
摘要
电梯是人们生活中不可缺的一环，本篇设计以可编程操纵四层四站电梯为模本。
第一，介绍了其硬件设施的选用和软件的设计：
第二，描述了电梯的一些大体原理：
再次，探讨了电梯主电路门电路和系统连接的关系；最后，论述了操纵系统各环节的作用，和如何实现PLC操纵。
关键词：
电梯PLC硬件软件
绪论
一、电梯设计思路
1.1电梯操纵系统硬件组成
1.2电梯的工作进程
1.3电梯运行进程中未位置信号的检测
1.4软件设计
1.4.1程序初始化
1.4.2换速
1.4.3楼层计数
1.4.4平层
二、电梯的大体原理
2.1电梯的大体原理
2.2电梯的操纵要求及操纵系统的彼此关系
2.2.1电梯的操纵方式
2.2.2电梯的操纵要求
2.3集选操纵电梯系统的组成及彼此关系
三、I/O分派表
四、拖动回路、门电路及系统连接
4.1电梯操纵的主电路
4.2门电路及电器平安回路
4.3系统连接
五、操纵系统各环节的作用实现及程序
5.1层楼继电器电路的实现
5.2指令和召唤回路
5.3选向回路
5.4选层回路
5.5电梯的运行线路
六、致谢
七、总结
八、参考文献
绪论
在现代社会和经济活动中，电梯已俨然成为城市物质文明的一种标志。
在高层建筑中，电梯是必不可少的垂直运输设备，每座大型的高楼都能够说是一座垂直的城市。
原纽约世界贸易中心大楼中天天约有5万人上下班，还有8万人来访和旅行，若是其中250台电梯和75台自动扶梯充分发挥其作用，就能够使整栋大楼成为一个集金融、商业、办公和旅行为一体的垂直城市。
由此可见，电梯在人类生活中扮演这超级重要的角色。
本篇设计第一章要紧介绍电梯的设计进程，如硬件设施的选用与组成和软件的设计，第二章那么浅谈电梯的大体原理，第三章为I/O分派表的明细表，第四章探讨主回路、门电路和系统连接之间的关系，最后一章那么是论述操纵系统各环节的作用，如何实现操作。
本篇设计要紧以可编程操纵四层四站电梯为模本，采纳三菱FX2-48MRPLC,选用安川616G5CIMR-G5A4022变频器，编码器选用OMRON公司的1024脉动增量式关电脉冲编码器。
为了使电梯具有靠得住的稳固性，为维修保护、保养带来反便，考虑选用FX2-48MR作为操纵器；为了使电梯具有良好的舒适感，那么采纳交流双速电机进行拖动，门机采纳直流120V的电机作为开关的源动力。
为了使电梯在运行进程中，方便保护、维修和乘客选择楼层，咱们决定采纳有司机或无司机操纵；自动开关门；抵达预定停泊层，提早减速，平层停车时自动开门；抵达上、下端站，提早强迫减速；厅外有召唤装置，轿内有指令装置，能自动经历召唤和指令，响应以后能自动将召唤和指令排除；能自动选择运行方向，在司机操纵下，能强迫决定运行方向；能依照指令和召唤的位置，自动选择停泊层，并自动平层停车；厅外和娇内有指示等，显示电梯运行反向和所在。
随着科技的进展，电梯的进展趋必将然会朝着品种多样化、智能化、节能、环保、无污染的方向进展，希望通过这篇设计能让更多的人了解电梯，并为电梯是进展做出奉献。
一、电梯设计思路
电梯操纵系统硬件组成
电梯操纵系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器调速系统组成，操纵系统结构如图1所示。
图中变频器只完成调速功能，逻辑操纵部份是由PLC完成的。
PLC负责处置各类信号的逻辑关系，从而向变频器发出起停信号，同时变频器也将本身的工作状态输送给PLC，形成双向联络关系。
系统还配置了与电动机同连接的旋转编码器及PG卡，完成速度检测及反馈，形成速度闭环和位置闭环。
另外系统还必需配置制动电阻，当电梯减速运行时，电动机处于再生发点状态，向变频器回馈电能，抑制直流电压升高。
本设计电梯为四层办公楼用的交流电梯，通过度析可知系统输入信号为26个，包括爱惜、工作状态选择、开/关门操纵、位置检测、呼梯、速度操纵等。
输出信号21个，包括对开/关门、上行、下行、操纵变频器信号、报警器、指示灯等。
依照以上情形选择三菱FX2-48MRPLC。
变频器选用安川616G5CIMR-G5A4022通用变频器，技术特性为：
可直接操纵交流异步电动机的电流，使电动机维持较高的输出转矩；适用于各类应用处合，在低速下实现平稳启动而且极为精准的运行；它的自动调整功能可使各类电动机达到高性能的操纵；它将U/F操纵、矢量操纵、闭环U/F操纵、闭环矢量操纵四种操纵方式融为一体，其中闭环矢量操纵最适合电梯操纵要求。
旋转编码器与主电动机同轴连接，通过PG卡（又名编码器连接板）对电动机测速和反馈电梯位置。
选用OMRON公司的1204脉动增量式光电脉冲旋转编码器。
旋转编码器与电动机同轴连接，产生A、B两相脉冲。
当A相脉冲90度时，以为电动机处于反转状态。
依照A、B相的相序，可判定电动机的转向。
依照A、B脉冲的频率（或周期）可测得电动机的转速。
假设以A、B相脉冲的前沿或后沿产生计数脉冲，能够形成代表正向位移和反向位移的脉冲序列。
旋转编码器将以此脉冲输出给PG卡，PG卡再将此反馈信号送给变频器，以便进行运算调剂。
电梯的工作进程
电梯一次完整的运行进程，确实是曳引电动机从启动，匀速运行，到减速停车的进程。
PLC接收自操作面板和呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号和井道和变频器的状态信号，经程序判定与运算后实现集选操纵，PLC在输出和监控的同时向变频器发出运行方向、启动、加速、减速、运行和操纵停梯信号。
曳引电动机正转（或反转）操纵及高速扩张信号有效时，电动机开始从0Hz到50Hz开始启动，启动时刻在3S左右，维持50Hz的速度一直运行，完成启动及运行段的工作。
当换速信号到来后，PLC撤销高速信号，同时输出爬行信号，现在爬行的输出频率为6Hz。
从50Hz到6Hz的减速进程在3S之内完成，当达到6Hz速度时电梯停止减速，并以此速度爬行。
当平层信号到来后，PLC撤销爬行信号同时发出停梯信号，现在电动机从6Hz减速到0Hz，电梯停止。
正常情形下，在整个启动、运行、减速爬行段内，变频器的零速输出点一直是闭合的，减至0Hz以后，输出点断开，通过PLC抱闸及自动开门，电梯运行图如图2所示。
图2中运行曲线可通过变频器进行设置，也可通过配置运行曲线输入板。
本系统采纳变频器进行参数设置；令C1-01=3s，设置加速启动时刻为3s；令C1-02=3s，设置减速时刻为3s；令D1-03=6Hz，设置爬行速度。
电梯运行中位置信号的检测
作为一种载入工具，在位势负载下，除要求平安靠得住还必需运行平稳、乘坐舒适、停泊准确。
采纳变频器调速双闭环操纵可大体知足要求。
在不增加硬件电路的基础上，利用现有的旋转比目前在组成速度闭环的同时，也可组成位置闭环操纵。
脉冲编码器的输出一样为A和A、B和B两队差动信号，可用于位置和速度测量，A和A、B和B四个方波被引入PG卡，经辨向和乘以倍率后，变成代表位移的测量脉冲，将其引入PLC高速计数端，进行位置操纵。
本系统采纳相对计数方式进行位置测量。
运行前通过编程方式将个信号，如换度点位置、平层点位置、控懂停车点位置等所对应的脉冲数，别离存入相应的内存单元，点点通运行进程中，通过旋转编码器检测，软件实时计算以下信号；点颔首所在层楼位置、换速点位置、平层点位置，从而进行楼层计数、发出换速信号和平层信号。
电梯运行中位移的计数如下：
H=SI
二、电梯的大体原理
电梯大体原理
电梯是机械、电气紧密结合的大型机电产品。
要紧由机房、井道、轿厢、门系统和电气操纵组成。
井道中安装由导轨，轿厢和对重曳引钢丝绳连接，曳引电动机拖动。
轿厢和对重都装有各自的导靴，导靴卡在导轨上。
曳引轮运转带动轿厢和对重沿各自导轨做上下相对运动，轿厢上升，对重下降。
如此可通过操纵曳引电动机来操纵轿箱的启动、加速、运动、减速、平层停车，实现对电梯运行的操纵。
图1为1:
1传动方式电梯的原理示用意。
（图1）
操纵要求及电气操纵系统的组成及彼此关系
电梯的操纵方式
电梯的操纵方式有：
轿内手柄开关操纵、轿内按钮开关操纵、轿外按钮开关操纵、信号操纵、集选操纵和群控等几种。
选操纵方式是将厅外召唤箱发出的外召信号与轿内操纵箱发出的内指令信号进行经历，并和其他专用信号（如层楼、减速、平层、平安等信号）加以综合分析后，由电梯司机或乘用人员操纵方式。
电梯的操纵要求
（1）有司机或无司机操纵；
（2）自动开关门;
（3）抵达预定停泊层站，提早减速，平层停车时自动开门；
（4）抵达上、下端站，提早强迫减速；
（5）厅外有召唤装置，轿内有指令装置，能自动经历召唤和指令，响应以后，能自动将召唤和指令排除（召唤和指令的经历与排除）；
（6）能自动选择运行方向，在司机操纵下，能强迫决定运行方向（选向）；
（7）依照指令和召唤的位置，自动选择停泊层站，并自动平层停（选层、平层）；
（8）厅外和轿内有指示电梯运行方向和所在位置的指示信号（层楼检测与指层）。
集选操纵电梯系统的组成及彼此关系
集选操纵电梯系统的组成及彼此关系如图
（2）所示：
（图2）
三、I/0编号分派
X0：
换速信号X1：
上终端限位
X2：
下终端限位X3：
1内指令（含1上召）输入
X4：
2内指输入X5：
3内指令输入
X6：
4内指令（含4下召）输入X7：
2上召输入
X10：
3上召输入X11：
2下召输入
X12：
3下召输入X13：
门锁信号输入
X14：
平层信号输入X15：
门区信号输入
X16：
开门信号输入X17：
关门信号输入
X20：
强迫向上按钮输入X21：
强迫向下按钮输入
X22：
司机/自动运行方式X23：
检修运行方式
X24：
平安触板信号输入X25：
直驶按钮信号输入
Y0：
平安触板信号输出
Y1Y2Y3：
楼层指层BCD码输出（Y1为高位、Y3为低位）
Y4：
1内指令继电器（含1上）Y5：
2内指令继电器（含1上）
Y6：
3内指令继电器（含1上）Y7：
4内指令继电器（含1上）
Y10：
2上召继承者电器Y11：
3上召继电器
Y12：
2下召继承者电器Y13：
3下召继电器
Y14：
上运行指示Y15：
下运行指示
Y16：
上运行继电器Y17：
下运行继电器
Y20：
快车继电器Y21：
快加速度继电器
Y22：
慢车继电器Y23：
1慢减速决继电器
Y24：
2慢减速决继电器Y25：
3慢减速决继电器
Y26：
开门继电器Y27：
关门继电器
M101：
1楼层楼继电器M102：
2楼层楼继电器
M103：
3楼层楼继电器M104：
4楼层楼继电器
M106：
换速微分信号M1：
向上运行监视
M2：
向下运行监视M3：
上方向选择
M4：
下方向选择M5：
上方向操纵继电器
M6：
下方向操纵继电器M7：
上召换速
M8：
下召换速M9：
指令换速
M11：
强迫向上M12：
强迫向下
M13：
关门启动M14：
停车继电器
M15：
运行继电器M16：
平安触板继电器
M17：
直驶继电器T0：
快加速时刻
T1：
停站时刻T2：
一慢减速时刻
T3：
二慢减速时刻T4：
三慢减速时刻
T5：
开门执行时刻
四、拖动回路、门电路及系统连接
电梯操纵的回路
电梯操纵的回路如图（3）所示。
门电路及电气平安回路
门电路及电气平安回路如图（4）所示。
系统连接
电梯操纵系统的连接如图（5）所示。
五、操纵系统各环节的作用及实现
层楼继电器电路的实现
要对电梯进行操纵，首要的问题确实是反映电梯实际所在的位置（楼层）。
层楼继电器回路确实是完成这一功能的。
每一层对应一个楼层继电器，电梯在哪一层，对应楼层的层楼继电器就会动作。
由于PLC具有数据传送、算术计算、数据比较处置等功能，因此用PLC很容易能实现层楼电路：
启用一数据寄放器D0，电梯在最基层端站时可将1送入D0，最上层端站时，将最高层数送入D0；电梯每上升一层将D0自动加一，电梯每下降一层降D0自动减一，如此使D0中寄存的始终是层数；然后，交D0别离与一、二、3、、、、、、相较较，等于几就说明电梯在几层，这时驱动对应的层楼继电器，实现层楼电路。
按上述方式，四层四站的层楼继电器电路梯形图如图（6）所示。
指令和召唤回路
指令和召唤回路的作用是将轿内指令和厅外召唤信号经历并指示，当电梯响应后自动将其排除。
经历和排除可用PLC的SET和RST指令实现。
（1）指令回路指令回路梯形图如图（7）所示。
（2）召唤回路由于除两个端站外，其他各层均有两个召唤（上召、下召），而且召唤的响应是顺向响应。
另外着电梯在直驶运行时不响应召唤，现在召唤应保留。
因此召唤回路与电梯的运行方向和是不是直驶紧密相关，为此在召唤回路中加入了反映直驶和方向监视的继电器M1和M2。
召唤回路梯形图如图（8）所示。
选向回路
选向回路的作用，是依照目前电梯的位置和指令、召唤的情形，决定电梯的运行方向，是向上或是向下。
电梯方向的选择，实际确实是将指令和召唤的位置与电梯实际位置相较较，假设前者在上（位置的上下）电梯那么选择向上，相反那么选择向下。
方向的实现：
第一由层楼继承者电器形成选向链，然后将每层的指令和召唤对应接人。
实际决定电梯的运行方向有以下三种情形：
（1）自然选向如上分析，电梯自己判定来选择方向。
（2）强迫选向假设电梯工作在司机方式，可通过操纵箱上的向上或向下按钮，来干与电梯的运行方向。
即强迫使其向上或向下。
（3）检修选向假设电梯工作在检修方式，一样可利用向上或向下按钮，使电梯以检修的速度向上或向下运行。
考虑以上因素，电梯的选向回路梯形图如图（9）所示。
选层电路
电梯运行中，什么缘故人在有些楼层停，在有些楼层不断，这是由选层电路决定的。
选层意味着要减速（换速）预备平层停车。
电梯的选层分指令选层和召唤选层，即因某层有召唤或有该层的指令使电梯在该层是不是停车。
其中指令选层是绝对的，假设电梯运行正常，指令必然能使电梯在该层减速停车。
召唤选层是有条件的：
一是召唤选层必需知足同向，即与电梯的运行方向一致，这确实是所谓的“顺向载车”；二是直驶时可将召唤屏蔽，即电梯直驶时，即便同向的召唤也不能使电梯减速停车。
依照以上情形，电梯选层回路梯形图如图（10）所示。
电梯的运行线路
运行线路是电梯操纵系统的核心。
电梯是出曳引电动机拖动（主电路），主回路的工作受运行线路的操纵，以形成如图（11）所示的速度曲线，决定电梯何时启动加速，何去何从时运行，何时减速，何时平层停车。
所示电梯的要紧性能指标（额定速度、舒适感、平层精度等）山运行线路决定。
（1）启动电梯的启动，方向是首要条件，门锁（厅门轿门是不是锁好）等平安因素也是必需的。
（2）减速当电梯选中某层，意味着将在该层停车，达到换速点就应该减速，为平层停车作预备。
（3）平层停车当减速运行到平层点时，说明轿门门坎与厅门门坎大体齐，能够停车。
即将主回路曳引电动机电源断开，并实施电磁抱闸。
一样平层感应器置于轿厢顶，如图（12）。
注意：
当上、下平层感应器全数动作后，表示到平层点。
其三层至上而下别离为XPG下平层感应器、MQG门区感应器、SPG上平层感应器。
图（12）
运行线路操纵梯形图如图（13）所示。
电梯门的操纵
门电梯是电梯操纵系统中较为独立的单元。
它的作用是实现电梯门的开和关。
电梯的门有两种，一是轿门，即轿厢的门，门电路通常只轿厢的门的操纵线路。
轿门是主动的，它由专门的门电动机拖动，实现门的开、关。
门电路的主回路如图（11）所示。
另一种门是厅门，即各层门厅的门。
厅门是被动门，不能自行开、关，只能由轿门带动实现开、关。
一样情形下，当轿厢抵达某层停车后，轿厢门上带有门刀，会自动插入厅门的门锁中，使门锁打开。
现在厅门在轿门的带动下实现开、关，因此电梯假设没到该层，其厅门处于封锁状态，不能打开，这是平安保障的要求。
门电路和操纵系统的系统就在于这一点，由各厅门和轿门的门锁电气限位开关的常开触点串联后，作为门锁信号X13。
X13为ON，表示全数的门平安关闭，可正常运行，不然不能运行。
开、关门由电动机驱动，通过关门继电器KMJ、GMJ操纵M的正反转实现。
因此设计门的操纵时只需考虑开关门的情形，对应驱动KMJ或GMJ。
（1）开门情形上班开门、按钮开门、触板开门和门区提早开门。
（2）关门情形下班关门、按钮关门、停站自动延时关门和强迫向上（向下）启动关门。
考虑以上因素后，门电路的操纵梯形图如图（14）所示。
（图3）
（图4）
说明:
TAN:
轿内急停SC:
上运行接触器
TAD:
轿顶急停按钮XC:
下运行接触器
ACK:
平安窗开关ZCQ:
曳引机电磁制动器
AQK:
平安钳开关MDQ:
门电机励磁线圈
DSK:
限速器断绳开关1GMK:
关门限位开关
FR:
曳引电动机热继电器1KMK:
开门限位开关
XJ:
相序继电器2KMK:
开门减速开关
YJ:
平安继电器2GMK:
关门一级减速开关
GK:
基站关门开关3GMK:
关门一级减速开关
GYK:
基站关站钥匙M:
门电机（直流）
GMY:
关门继电器
KMJ;开门继电器
（图5）
（图6）
程序：
（图7）
程序:
（图8）
程序：
（图9）
程序：
（图10）
程序:
（图13）
程序:
（图14）
程序：
六、总结
集选操纵电梯的可编程操纵系统设计论文在XX教师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体构思和内容，无不凝聚着教师的心血和汗水，在三年的学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关切，我收成颇丰。
在此向列位教师表示深深的感激和高贵的敬意。
这次做论文的经历也会使我终身受益，我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件情形，是真正的自己学习的进程和研究的进程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就可不能有所冲破，那也就不叫论文了。
希望这次的经历能让我在以后学习中鼓励我继续进步。
不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于列位任课教师的认真负责，使我能够专门好的把握和运用专业知识，并在设计中得以表现。
正是有了他们的悉心帮忙和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向学校全部教师表示由衷的谢意。
感激他们三年来的辛勤栽培。
在搜集资料的进程中，我认真预备了一个笔记本。
我在学校图书馆，大工图书馆搜集资料，还在网上查找各类相关资料，将这些宝贵的资料全数记在笔记本上，尽可能使我的资料完整、精准、数量多，这有利于论文的撰写。
然后我将搜集到的资料认真整理分类，及时拿给教师进行沟通。
在写作进程中碰到困难我就及时和导师联系，并和同窗相互交流，请教专业课教师。
在大伙儿的帮忙下，困难一个一个解决掉，论文也慢慢成型。
在进行相关图形的绘制工作和电路的设计工作。
设计电路初期，由于没有设计体会，感觉无从下手，空有很多设计思想，却不明白应该选哪个，通过老师的指导，我的设计渐渐有了头绪，通过查阅资料，慢慢确立系统方案。
方案中运用PLC操纵电路。
当我终于完成了所有打字、画图、排版、校对的任务后整个人都很累，但同时看着电脑荧屏上的毕业设计稿件我的内心是甜的，我感觉这一切都值了。
这次毕业论文的制作进程是我的一次再学习，再提高的进程。
在论文中我充分地运用了大学期间所学到的知识。
我可不能忘记这难忘的几个月的时刻。
毕业论文的制作给了我难忘的回忆。
在我倘佯书海查找资料的日子里，面对无数书本的罗列，最难忘的是每次找到资料时的兴奋和兴奋；亲手设计电路图的时刻里，经历最深的是每一步小小思路实现时那幸福的心情；为了论文我曾赶稿到深夜，但看着亲手打出的一字一句，内心满满的只有喜悦毫无疲惫。
这段旅程看似荆棘密布，实那么蕴藏着无尽的宝藏。
让我对我所学过的知识有所巩固和提高，而且让我对现今PLC的最新进展技术有所了解。
在整个进程中，我学到了新知识，增加了见地。
在尔后的日子里，我仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。
七、致谢
本毕业论文是在XX教师的亲切关切和悉心指导下完成的。
他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和鼓励着我。
从课题的选择到项目的最终完成，XX教师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。
从毕业开题到毕业设计的完成XX教师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关切，在此谨向XX致以真挚的谢意和高贵的敬意。
在此，我还要感激在一路完成毕业设计团队的同学们，正是由于你们的帮忙和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。
专门感激张庭臣同窗，他对本课题做了很多工作，给予我很多的帮忙。
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