电梯升降的PLC控制Word文档下载推荐.docx
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2、存储器14
3、输入输出接口（I/O）14
4、外部设备接口14
5、I/O扩展接口14
6、电源14
四、电梯PLC控制系统程序设计16
〔一〕电梯控制要求16
1、干簧感应器的工作原理16
2、电梯位置确实定和显示16
3、轿厢的运行命令及门厅的召唤信号16
4、电梯门的控制要求17
5、轿厢的启动与运行17
6、轿厢的平层与停车17
〔二〕调试的流程18
〔三〕I/O分配表18
〔四〕指令程序19
〔五〕梯形图20
〔六〕调试过程20
五、总结23
致24
参考文献25
一、绪言
随着中国城市化进程的不断深化，城市迅速的崛起，高层建筑的不断增多，安装电梯的场所越来越多，电梯在人们口常生活中的作用也口趋重要。
电梯设置在垂直的两根导轨之间，通过电力拖动的方式，将将载有乘客或货物的轿厢做升降运动。
所以，电梯是为高层建筑运输效劳的设备，它具有运送速度快、平安可靠、操作简便的优点。
继电器控制是电梯产业中最为传统的一种控制方式。
继电器控制系统存在很多缺点与缺乏，如：
故障率高、维护不方便、耗能比拟大、编程繁琐等缺点。
从人们对电梯的需求出发，这种系统己经满足不了人们口常的需求，将逐渐被淘汰。
目前，继电器控制、PLC控制和微型计算机控制是电梯主要的三种控制方式。
系统触点繁多接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。
普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。
电磁机构及触点动作速度比拟慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。
系统构造庞大，能耗较高，机械动作噪音大。
由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高;
而且检查故障困难，费时费工。
电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和平安性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊扰。
且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。
PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。
PLC与普通微机一样。
以通用或专用CPU作为字处理器，实现字运算和数据存储，另外还有位处理器（布尔处理器），进展点（位）运算与控制。
PLC控制一般具有可靠性高，易操作、维修，编程简单，灵活性强等特点。
在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。
去掉了选层器及大局部继电器，控制系统构造简单，外部线路简化。
PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。
PLC可进展故障自动检测报警显示，提高运行平安性，并便于检修。
用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。
更改控制方案时不需改动硬件接线。
电梯技术的飞速开展，主要取决于国电梯企业对技术开展的重视程度，在电梯技术的革新、电梯工艺的修善上投入了大量的人力、物力。
继电器控制系统是以前电梯企业主要采用的一种电梯控制系统，随着技术的革新换代，人们对生活水平的要求越来越高，开场考虑电梯的平安性、舒适性、快速性，继电器控制己经不能满足人们的生活需求。
随着电子技术不断开展提高，PLC控制系统作为一种编辑的数字运算电子装置，开场出现在电梯控制系统中，由于此系统具有平安稳定、灵活实用、易操作、低能耗等一系列优点，得到大力推广与开展，己经逐渐开场替代继电器控制，成为电梯控制技术的主流。
与此同时，交流变频调速的电梯拖动方式也逐渐淘汰了原来的直流调速。
以现有的高端电梯产品来看，大局部企业在电梯控制中采用了PLC控制与交流调速相配合的控制技术，此控制技术以高效的性能、独特的稳定性，正成为当今电梯产业开展的主流。
二、电梯概述
〔一〕电梯的产生
1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙·
格雷夫斯·
奥的斯第一次向世人展示了他的创造一历史上第一部平安升降梯。
从那以后，升降梯在世界围得到了广泛应用。
以奥的斯的名字而命名的电梯公司也开场了她辉煌的旅程。
150年以来，她己经开展成为世界、亚洲和中国领先的电梯公司。
自从我国实行改革开放政策以来，全国各地高层建筑不断涌现，作为高楼的垂直交通工具一电梯，其需求量日益增长。
各种类型、规格繁多的电梯已在高楼投入运行。
为了确保电梯正常运行、平安使用，必须要了解电梯、熟悉电梯、管理电梯、维护好电梯。
〔二〕电梯设备
1、电梯的种类
电梯的分类有各式各样：
按用途分类乘客电梯；
载货电梯；
客货电梯；
病床电梯；
杂物电梯；
住宅电梯；
特种电梯；
按速度分类低速电梯lm/s以下；
高速电梯1-2m/s；
超高速电梯4m/s以上；
按驱动电源分类交流电梯速度一般小于2m/s；
直流电梯速度一般大于2m/s；
按控制方式分类层间控制；
简易集选控制；
集选控制；
有无司机控制；
群控
2、电梯的组成局部
（1）曳引局部：
通常有曳引机和曳引钢丝绳组成。
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，轿壁和轿门组成;
厅门一般有封闭式、中分式、双折中分式和直分式等。
（3）轿厢和厅门：
（4）其它装置：
对重装置、补偿装置等。
3、电梯的技术参数
（1）载重量（kg）制造和设计规定，电梯的额定载重量。
（2）轿厢尺寸（（mm）宽*深*高。
（3）轿厢形式有单或双面开门及其他特殊要求等，以及对轿顶、轿底、轿壁的处理，颜色的选择，对的要求等等。
（4）轿门形式有栅栏门、封闭式中分门、封闭式双折门、封闭式双折中分门等。
（5）开门宽度（mm）轿厢门和层门完全开启时的净宽度。
（6）开门方向人在轿外面对轿厢门向左方向开启的为左开门，门向右方向开启的为右开门，两扇门分别向左右两边开启者为中开门，也称中分门。
（7）曳引方式常用的有半绕1:
1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度。
半绕2:
1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳运行速度的一半。
全绕l:
1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度。
（8）额定速度（m/s）制造和设计所规定的电梯运行速度。
（9）电气控制系统包括控制方式、拖动系统的形式等。
如交流电机拖动或直流电机拖动，轿按钮控制或集选控制等。
（10）停层站数（站）凡在建筑物各楼层用于出入轿厢的地点均称为站。
（11）提升高度（mm）由底层端站楼面至顶层端站楼面之间的垂直距离。
（12）顶层高度（mm）由底层端站楼面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直的距离。
电梯的运行速度越快，顶层高度一般越高。
（13）底坑深度（mm）由底层端站楼面至井道底面之间的垂直距离。
电梯的运行速度越快，底坑一般越深。
（14）井道高度（mm）由井道底面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距离。
（15）井道尺寸（mm）宽*深。
电梯的主要参数是电梯制造厂设计和制造电梯的依据。
用户选用电梯时，必须根据电梯的安装使用地点、载运对象等，按标准的规定，正确选择电梯的类别和有关参数与尺寸，并根据这些参数与规格尺寸，设计和建造安装。
〔三〕电梯技术的开展概况
1、电梯的速度要求越来越快，高速、超高速电梯的数量愈来愈多。
2、电梯的拖动技术有了较大的开展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。
逐步被交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到愈来愈广泛的应用。
交流拖动电梯更是得到迅速的开展，己由以前的变级调速（AC-VP）开展成为调压调速（AC-VV）及调频调压调速（AC-VVVF），使得电梯的速度、加速度控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。
3、电梯的逻辑控制己从过去简单的继电器—接触器控制开展为可编程序控制（PLC）和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制开展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大的提高。
4、电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足拥护的使用功能要求。
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的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛，已使电梯的传动形式多样化。
三、可编程逻辑控制器及其工作原理
伴随着半导体技术的开展，PLC（ProguammableLogicController）一可编程逻辑控制器已被广泛地引入到控制系统.由PLC为主的控制连接线路就是PLC系统逻辑线路。
〔一〕PLC的定义
在1987年，InternationalElectricalmitteePLC标准草案中，对PLC定义如下：
PLC是属于计算机的畴，准确的说是一种电子装置，一般是为了工业需要而研制的。
用来在其部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC还应提供多种方便的接口，可以和外设连接，实现功能的改良和扩展。
〔二〕PLC主要的应用特点
1、可靠性能高
为了防止周围电路对PLC部电路的影响，我们采用了光电隔离，屏蔽外界电磁电路对PLC的干扰。
为了减少干扰，在各个输入端都安装了R-C滤波器。
采用了开关型电源，其性能优良。
各模块都采用了屏蔽措施，这样可以有效的防止辐射干扰。
严格筛选了所使用的器件。
对不不同的系统，可以灵活的选用CPU，对于比拟复杂的系统，可以选择双CPU或者三CPU构成的冗余系统，可以大大提高系统的可靠性。
自动诊断能力强，如果电源或者电路出现非正常状态，系统自动诊断，并作出相应处理，防止恶性事故的发生。
2、丰富的输入输出接口模块
PLC可以和多种外设相连，而外设的情况是多种多样的，因此PLC设有不同的接口，对于不同的外界资源如交流或者直流；
强电或者弱电等，PLC都有相关的接口模块与之相对应，如：
按钮、开关、传感器、继电器、电磁线圈、控制阀等。
除了根本模块，它还有人一机对话的接口模块，以提高系统操作性能；
同时，为了方便部门办公方便，建立局域网，它还设有通讯联网的接口模块，等等。
3、运用了模块化构造
工业控制的需多种多样的，为了方便组成不同功能的控制电路，PLC的部都采用的模块化构造。
实际操作中，可以根据工业控制的不同要求看，随时任意组合。
例如可编程控制器的处理器，输入/输出的供电等部件，都是采用了模块化设计，设计者可以任意的取舍，方便组装。
4、编程语句简单，操作者容易掌握
对于微电脑控制系统来说，最大的缺陷是编程语言比拟专业，需专门学习，而PLC的编程采用的是易学易懂的梯形图形式，主要略加学习，操作者可以熟练的掌握和运用。
5、安装简单而且维修方便
PLC能独立的运行，也就是说，不需要专门的场合，专门的环境。
只要将各种设备与PLC相应的输入输出端相连，就可以直接投入运行，而且为了方便操作者掌握运行状态及故障查找，各模块上都安装了运行和故障指示装置。
〔三〕PLC的根本构造
可编程控制器从根本上说是属于计算机系列，因为其硬件构造和计算机类似，但是它主要效劳于工业控制，它和计算机相比，其编程语盲一更简单易懂，而且可以实现直接编程。
可编程控制器和计算机的硬件组成局部都是由以下几个局部组成的，中央处理单元（CPU）、存储器（ROM/RAM）、输入/输出单元（I/O单元）、编程器、电源等。
如图3-1所示：
图3-1PLC的根本机构
1、中央处理器CPU
CPU在存中全面读取输入装置的相关数据、状态，充分解释相关指令规定后，从而产生控制输出设备，并响应外部设备的请求以及进展各种部诊断。
2、存储器
PLC的存储器用来存放程序和数据。
PLC的存储器可以分为两类：
一类是系统程序存储器，主要存放系统管理、监控程序和用户程序编译程序。
这类程序己由厂家固定，用户不能更改。
另一类是用户程序及数据存储器，主要存放相关的程序和数据。
3、输入输出接口（I/O）
输入/输出接口的作用主要是把PLC与现场输入输出设备或其他外部设备进展连接。
工业设备或生产过程的状态或信息（如按钮、各种继电器触点、行程开关、各种传感器等）通过输入接口读入中央处理器。
输出接口是将CPU处理的结果通过输出电路去驱动输出设备（如指示灯、电磁阀、继电器、接触器等）。
输入和输出接口还可以完成中央处理器与输入输出设备的连接。
4、外部设备接口
PLC的外部设备主要有编程器、操作面板、文本显示器、打印机等。
为了进一步实现PLC的编程、监控功能，编程器一般不设置在PLC里面，而是通过编程器接口把PLC与编程器进展连接。
编程器接口用途广泛，除了连接各种编程设备外，还具有监控、通讯的作用。
文本显示器除用于显示系统信息外，还是一个具有操作功能的控制单元。
打印机可以把过程参数和运行结果以文字形式输出。
外部设备接口可以把上述外部设备与CPU相连接，以完成相应的操作。
除了上述的一些外部设备接口以外，PLC还设置了存储器接口和通讯接口存储器接口是为了为扩展存贮区而设置的。
通讯接口是为了建立完整的通讯网络而设置的。
5、I/O扩展接口
I/O扩展接口的主要功能是对输入/输出单元进展扩展。
通过此种扩展接口，可以更加灵活的对PLC的控制规模进展配置，同时，它还可以把模拟量、高速计数等各种开关的I/O单元进展配置。
6、电源
PLC的电源是指为CPU、存贮器、I/O接口等部电子电路工作所配备的直流开关电源。
电源的输入端一般是交流电流，其电压的围很大，并且有脉冲吸收电路，具有很强的抗干扰能力。
电源电压不同，其相应的用途也各异，比方5V电源一般只供PLC部使用，24V电源既可以在部使用，还可以供输入/输出单元和各种传感器使用。
四、电梯PLC控制系统程序设计
〔一〕电梯控制要求
1、干簧感应器的工作原理
永久磁铁、干簧管作为干簧感应器的两大重要部件被分别放置在U行槽两侧。
当U形槽中没有插入隔磁板时，常闭触点2,3在磁场的作用下一般为闭合状态。
当U形槽中插入隔磁板时点4为闭合状态。
板固定在轿厢上，通常，常闭触点2,3在簧片弹性作用下为断开状态，常开触将感应器安装在井道所需的特定位置的导轨上，将隔磁以实现电梯的控制要求。
干簧感应器的构造如图4-1所示。
图4-1干簧感应器
2、电梯位置确实定和显示
乘客不管是在轿厢，还是在楼层等待，都需要大致知道电梯当前运行的相应位置。
通常，采用干簧感应器等设置在井道中的位置开关来实现电梯系统的位置信号。
干簧感应器分别安装在井道中对应的每一楼层中，簧管的常开触点在轿厢顶上的隔磁板插入某楼层的干簧感应器时接通，并把电梯到达该楼层的信号及时传达给相应的状态继电器，当隔磁板插入另外一个楼层的干簧感应器后，此信号才停顿。
3、轿厢的运行命令及门厅的召唤信号
轿厢指令信号的处理包括信号的登记，显示根本层（停车）消息。
信号的登记采用置位指令。
有轿厢呼叫登记时，轿厢运行到有指令的楼层时，会减速并进展停车，最后消除对应的登记信号。
同样，厅召唤信号也需要登记、并显示对应楼层的停车信号，此外还具有反向运行保号功能即电梯运行方向反向的门厅召唤信号不予响应。
4、电梯门的控制要求
要求当电梯平层的时候，电梯门自动翻开，经过10秒钟后电梯门自动关上。
如果遇到有人在门中间的情况，电梯会因为机械平安触板开关的作用而自动开门也可以手动控制开门和关门。
5、轿厢的启动与运行
轿厢门完全关闭后，电梯才开场正式启动，刚开场阶段做加速运行，一段时间后，做平稳运行，最后做减速运行。
6、轿厢的平层与停车
轿厢平层是指停车时，轿厢的底与门厅地面相平齐，按国际标准规定，平层两平面相差一般小于5mm。
轿厢停车时，首先承受到停车指令，然后开场做减速运行，在完全制动前，逐渐减小速度与冲击力，使平层时到达一定的准确性、稳定性。
平层感应器一般有上平层、下平层感应器两种，分别安装在轿厢顶上，主要功能是发出平层信号，而隔磁板一般安装在井道壁上。
图4-2井道信号系统示意图
1-5：
一至五楼楼层信号感应器；
6：
上平层感应器;
7：
下平层感应器；
8：
隔磁铁板
轿厢向上运行时，当上平层感应器插入隔磁板时，马上发出减速信号，电梯承受到减速信号后开场做减速运动，当下平层感应器完全插入隔磁板后，电梯己经准确平层，并发出停车信号，接收到停车信号后，电动机停顿转动并抱闸抱死，随后电梯门在接收开门信号后翻开。
电梯下行的过程获得过程与此正好相反，运行的方式以此类推。
〔二〕调试的流程
结合己经编辑完成的电梯PLC控制系统的设计与实现程序，分别进展编译、下载、实验箱接线等一系列步骤后，对整个系统进展调试。
调试的流程主要有以下几个步骤：
①对简单的指令进展调试，检查最简单的功能有无出错;
②对单层进展调试，检查每层之间的功能有无出错;
③对复杂的指令进展调试，检查各功能有无出错。
由于五层电梯的指令程序比拟复杂，考虑到现实条件、时间、精力，所以选取五层电梯中选层选向功能的指令程序进展调试。
实验室为三菱PLC机型，所以首先将OMRONC60P型PLC中的指令代码转换为三菱PLC的指令代码。
再将选层选向PLC控制的指令程序输入PLC综合实验学习机主机，以验证设计的可行性。
〔三〕I/O分配表
绘制五层电梯选层选向功能PLC控制的I/O分配表前，得先确定PLC输入输出点的具体点数，主要从以下两个方面出发：
①输入点方面:
首先主要是轿厢、各层门厅的控制按钮，其中，门连锁开关一个、轿厢操作屏上的一至五层的楼层选择键5个、一至四层门厅上行方向按钮4个、二至五层门厅下行方向按钮4个、门钥匙开关一个。
其次是在电梯运行位置的检测反映信号，分别是向上向下方向慢性按钮和相应的接触器各2个、电梯运行到一至五层向外显示的位置信号5个。
②输出点方面:
主要是对应一至五层选层指令信号、门连锁开关，相应进展控制的继电器6个点；
有司机是，对上行、下行进展选向的2个点;
相应控制上行、下行的继电器2个。
综上所述，五层电梯选层选向功能PLC控制系统中，输入点数25个、输出点数10个，根据控制系统要求，绘制出I/O输入输出分配点，如下表4-1所示。
表4-1I/O分配表
〔四〕指令程序
此电梯控制系统主要采取乘客操作、司机操作、手动检修三种控制方式。
乘客操作时，乘客到达轿厢后按下所需到达楼层的按钮，电梯将按照最优的运行方式到达乘客所需到达的楼层，电梯停稳后，楼层显示灯亮起。
司机操作时，轿厢的按钮全部由司机控制，司机按下轿厢的按钮，电梯到达所选层后停稳，楼层指示灯亮起并显示具体楼层号。
司机还可以通过上慢行按钮、下慢行按钮，对电梯的运行方向进展有效的控制。
手动检修时，检修人员可以根据检修任务，利用检修轿轿顶向上、下慢行按钮，对电梯运行速度的快慢进展调节控制。
按照电梯的控制方式，对电梯选层选向的指令程序进展编辑，指令程序如表4-2所示：
表4-2指令程序
〔五〕梯形图
电梯全面考虑轿厢指令、厅外召唤信号等因素选向功能。
当电梯运行时接到指令、召唤信号时，合理执行程序要求，以实现电梯响应召唤信号进展减速停车，以实现选层功能。
五层电梯选层选向功能PLC控制的梯形图如图4-3所示。
〔六〕调试过程
此次试验的电梯是有司机控制的状态，所以在选层、选向问题中不考虑厅召唤的相关指令。
梯形图中Y31-Y35为部辅助继电器，分别用来产生一至五层的选层控制信号。
X08-X11，X400-X403为对应各层上行下行厅召唤指令登记信号，X03-X07为对应各层的轿选层指令登记信号。
X00为门连锁信号、Y38为上行选向控制信号继电器、Y39为下行选向控制信号继电器。
其中，常开接点Y30分别有X00，Y38，Y39并联并进展控制。
而常开接点Y30分别串联在Y31-Y35的控制回路中，一般情况下，X00，Y38和Y39均为开断状态。
所以，选层和选向控制功能不受厅召唤指令的控制。
本控制系统中，把二层至五层的选层信号（Y32-Y35）与二层至五层的指层信号（X411-X502）分别串联在一起构成回路，进而实现轿厢的当前位置与选层信号得好充分的自动选向控制。
把同层的选层信号与指层信号相串联，再把高一层的选层信号与串联支路并联起来，以此类推，分别执行到第二层。
通过此种组合模式，用以实现Y38的上行选向控制功能。
对于Y39下行选向控制信号功能的实现也由以上组合方式来实现。
通过实验可得：
上行选向控制继电器Y38受高于同层指层信号的选层信号的控制，下行选向控制继电器Y39受低于同层指层信号的选层信号的控制。
假设电梯在三楼，那么接点X500断开。
此时，接收到四楼选层信号时，接点Y34即刻闭合，那么只能驱动上行选向控制继电器Y31闭合；
如果此时接收到二楼选层信号时，接点Y32即刻闭合，那么只能驱动下行选向控制继电器Y39闭合。
司机选向可通过操作轿上、下行按钮SA1和XA1来实现。
Y36为司机上行强迫选向控制信号、Y37为司机下行强迫选向控制信号，分别受X45和X406的驱动，而X405，X406分别受SA1和XA1控制。
通过以上对选层选向PLC控制程序的实验论证，可以得出设计可行。
图4-3选层选向梯形图
五、总结
本系统主要以PLC为核心，利用PLC的强大的控制功能，实现了对电梯的控制。
以电梯PLC控制系统要求为标准，通过电梯系统有序的整体设计、电梯硬件系统的合理选择、电梯控制系统程序的有效设计，研究并成功地设计出了电梯PLC控制系统的设计与实现系统，使电梯构造紧凑、噪音降低、维修简单、故障率低，改善了电梯运行的平安性、稳定性、舒适感。
从而使中小型电梯企业由继电器控制过渡到PLC控制，全面改良电梯控制技术提供了很好的参考价值。
电梯的控制系统是有很多类型的，但可以归纳为三种形式：
继电器控制系统、微机控制系统和PLC控制系统。
继电器控制系统是最早的一种方法，它主要是以顺序控制为主，当时得到了广泛的应用，但是随着技术的进步，人们发现这种控制方式故障率很高，而且可靠性较差，控制方式的修改及维修很不方便，灵活性较差，所以逐渐被淘汰。
而刚刚兴起的微机控制系统虽然功能很强大，设计的面很广，但是由于其抗干扰性很差，引起的系统不稳定，而且操作维修都需要专业的技术人员，在现实应用中很不方便。
对于PLC控制系统在功能上能够满足一般系统的需要，抗干扰性强，运行可靠。
不需要专业的人员维修，普通的操作人员就能完成，因此受到广阔企业的欢送，在市场上己占据了主导地位，PLC控制系统主要有双速电梯系统和变压变频调速系统，后者是通过改变电动机供电的电压和频率，平滑调节电梯速度，以获得更好的乘坐舒适度，它的平层精度高，并且有显著的节能效果，保障了电梯的可靠性，这样成功的解决了电梯运行时的舒适感问题。
参考文献
[1]田瑞庭，可编程
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