電梯控制系統(tǒng)設(shè)計
摘要：電梯是一種特殊的起重設(shè)備，在運行中不但具有動能，而且具有勢能。電梯驅(qū)動電動機經(jīng)常處在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)、起動和制動過程中。電梯由轎廂及配重、拖動電動機及減速傳動機械、井道及井道設(shè)備、召喚系統(tǒng)及安全裝置構(gòu)成。轎廂是載人或裝貨的部位，配重是為了改變電梯電動機負載的特性以提高電梯安全性而設(shè)置的。電梯的運行要求穩(wěn)定、可靠、安全，用PLC完成對電梯系統(tǒng)的控制是十分合適的。
關(guān)鍵詞：轎廂，按鈕，配重
Elevator Control System
ABSTRACT: Elevator is a special lifting equipment. Not only has the kinetic energy in operation, but also potential. Elevator drive motor are transferred and often is reverse,the process of starting and btaking. Elevator car and counterweight, drag the motor and the gear reducer transmission machinery, wells road and wells road equipment, call systems and safety devices comstitute. Car is the site of a manned or loading. Weight is to change the lift characteristics of the load motor to improve security and set the lift. Elevator operation for stability, reliability and security. Complete with PLC control of the elevator system is very suitable.
KEY WORDS: Car, Button，Weight
畢業(yè)論文（設(shè)計）任務書
論文（設(shè)計）題目： 六層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計
學號： 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
指導教師：劉習文 系主任：
一、主要內(nèi)容及基本要求
1、設(shè)計六層電梯PLC控制系統(tǒng)，電梯載重1000KG.，要求能實現(xiàn)電梯上下、轎廂內(nèi)外呼叫、平層、檢修等基本控制功能。
2、PLC接線圖一張。
3、程序流程圖一張。
4、根據(jù)接線圖和流程圖繪制PLC控制梯形圖并編寫PLC控制程序，要求邏輯清晰，簡單明了，可讀性強。
5、說明書一份，要求條例性強，語句通順，無錯別字，不少于25頁。
6、英文文獻翻譯一份，不少于3000字。
二、重點研究的問題
1、電梯PLC總體控制方案設(shè)計
2、 控制流程設(shè)計
三、進度安排
序號
各階段完成的內(nèi)容
完成時間
1
查閱資料、調(diào)研
2010.3.1—2010.3.15
2
開題報告、制訂設(shè)計方案
2010.3.16—2010.3.26
3
設(shè)計電梯程序
2010.3.27—2010.4.10
4
分析
2010.4.11—2010.4.30
5
寫出初稿
2010.5.1—2010.5.10
6
修改，寫出第二稿
2010.5.11—2010.5.25
7
寫出正式稿
2010.5.26—2010.6.1
8
答辯
2010.6.2—2010.6.10
四、應收集的資料及主要參考文獻
1． 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù). 北京：北京航天航空大學出版社，2008.2
2． 胡建.西門子S7-300PLC應用教程.北京：機械工業(yè)出版社，2007.2
3． 鄭鳳翼.圖解西門子S7-200系列PLC應用88例.北京：電子工業(yè)出版社，2009.4
4． 殷洪義.PLC原理與實踐.北京:清華大學出版社，2008.10
5． 常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器.北京：機械工業(yè)出版社，2004.1
畢業(yè)論文（設(shè)計）評閱表
學號 專業(yè) 機械制造設(shè)計及其自動化
畢業(yè)論文（設(shè)計）題目： 六層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計
評價項目
評 價 內(nèi) 容
選題
1.是否符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的；
2.難度、份量是否適當；
3.是否與生產(chǎn)、科研、社會等實際相結(jié)合。
能力
1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力；
2.是否有綜合運用知識的能力；
3.是否具備研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運用能力；
4.是否具備一定的外文與計算機應用能力；
5.工科是否有經(jīng)濟分析能力。
論文
（設(shè)計）質(zhì)量
1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴謹合理；實驗是否正確，設(shè)計、計算、分析處理是否科學；技術(shù)用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；
2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；
3.有無理論價值或?qū)嶋H應用價值，有無創(chuàng)新之處。
綜
合
評
價
論文選題綜合性較強，基本符合機械專業(yè)培養(yǎng)目標和要求；題目難度適中，但與工業(yè)生產(chǎn)實際結(jié)合不是很緊密。論文作者的查閱文獻和綜合歸納資料的能力一般，綜合應用本科所學知識能力一般；同時，論文作者計算機能力一般，英文水平及應用不錯。
論文立論正確，論述比較充分，整體結(jié)構(gòu)尚可；設(shè)計與計算比較科學，技術(shù)用語比較準確，圖紙比較完備，但圖表不是十分準確，引文比較規(guī)范。論文文字尚算通順，但觀點提煉不足，綜合概括能力一般，論文有一定的實際應用價值，但創(chuàng)新能力一般。
評閱人：
年 月 日
目錄
第1章 緒論 1
第2章 配重要求設(shè)計與控制要求 3
2.1配重要求設(shè)計 3
2.2控制要求 3
第3章 硬件設(shè)計 5
3.1 機型選擇與I/O分配 5
3.2建立內(nèi)存變量分配表 5
第4章 程序設(shè)計 9
4.1電梯控制數(shù)據(jù)塊DB1 9
4.2電梯控制程序OB100及其說明 10
4.3電梯控制程序OB1及其說明 10
4.4電梯控制程序FC1及其說明 11
4.5 電梯控制程序FC2及其說明 13
4.6電梯控制程序FC3及其說明 13
4.7電梯控制程序FC4及其說明 19
總結(jié) 20
參考文獻 21
附錄1程序清單 22
附錄2外文資料 30
第1章 緒論
在現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展中,一幢幢高樓拔地而起。電梯是樓房里上下運送乘客或貨物的垂直運輸設(shè)備。我國電梯行業(yè)的發(fā)展歷程，從改革開放到今天，電梯行業(yè)在不知不覺中走過了一個從無到有，從有到多，從多到精的發(fā)展歷程。隨著住宅市場的巨大變化，中國已經(jīng)成為全球容量最大、增長最快的電梯市場。目前，我國電梯保有量已超過100萬臺，且保持每年20%的遞增速度，市場前景樂觀。這些電梯服務于寫字間、公寓、商場等各種場所。
自1889美國的奧的斯升降機公司推出了世界第一部以直流電動機為動力誕生名副其實的電梯，從而徹底改寫了人類使用升降工具的歷史。上世紀90年代，隨的升降機著世界經(jīng)濟快速發(fā)展及經(jīng)濟全球化, 發(fā)達的工業(yè)化國家紛紛研制出高速及超高速電梯，電梯不僅是代步的工具,也是人類文明的標志,其技術(shù)的發(fā)展正體現(xiàn)了社會的進步與文明。隨著電梯技術(shù)的發(fā)展,綠色化、低能耗、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、藍牙技術(shù)的電梯成為一段時間內(nèi)的發(fā)展趨勢。
1綠色化
從減少環(huán)境污染的角度講，“綠色”新概念將成為21世紀的主流色調(diào)，一個全球性的綠色市場為企業(yè)的世紀誰先推出綠色產(chǎn)品，搶發(fā)展提供了廣闊的空間，占綠色營銷市場，誰就能掌握競爭的主動權(quán)。
綠色理念是電梯發(fā)展總趨勢。發(fā)展趨勢主要有如下：不斷改進產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)環(huán)保型低能耗、低噪聲、無漏油、無漏水、無電磁干擾、無井道導軌油漬污染的電梯。電梯曳引采用尼龍合成纖維曳引繩、鋼皮帶等無潤滑油污染曳引方式。電梯裝璜將采用無（少）環(huán)境污染材料、電梯空載上升和滿載下行電機再生發(fā)電回收技術(shù)，安裝電梯將無需安裝腳手架，電梯零件在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境沒有影響（如剎車皮一定不能使用石棉）并且材料是可以回收的。
2降低能耗
減少電梯能耗的措施是多方面的。主要包括：選擇減小電梯機械系統(tǒng)的慣性和磨擦阻力;合理運用對重和平衡重。驅(qū)動系統(tǒng)使用永磁同步無齒輪曳引機從永磁同步電機工作原理可知其勵磁是由永磁鐵來實現(xiàn)的,不需要定子額外提供勵磁電流因而電機的功率因數(shù),可以達到很高（理論上可以達到1）。同時永磁同步電機的轉(zhuǎn)子無電流通過，不存在轉(zhuǎn)子耗損問題，一般比異步電機降低45%～60%耗損。由于沒有效率低，高能耗蝸輪蝸桿傳動副，能耗進一步降低。在停站較少的群梯布置中，一個主機驅(qū)動兩個轎廂分別上下運行是一種節(jié)能的方案。而減少能耗的另一途徑是電梯運行過程的能耗控制。利用電梯空載上行、滿載下行時電機處以發(fā)電狀態(tài)的特性，將再生能量反饋給電網(wǎng)，這種節(jié)能措施在高速梯上效果顯著。還有一種節(jié)能方案將在軟件控制中得以實現(xiàn)。如建立實時控制的交通模式，盡量以較少的運行次數(shù)來運載較多的乘客，使電梯的停站次數(shù)減至最少。電梯召喚與轎廂指令合一的樓層入口乘客登記方案是電梯控制方式的一項革命性技術(shù)，使原來層站上乘客未知的目的層變得一目了然，從而使控制系統(tǒng)的派梯效率達到最高。減少運行過程能耗的另一措施是將電梯運行中的加減速度模式設(shè)置成變參數(shù)，即電梯控制系統(tǒng)中運行的速度、加速度以及加速度變化率曲線既隨運行距離變化，也隨轎廂負載變化通過仿真軟件模擬，確定出不同樓層之間的最佳運行曲線。利用電梯機房在樓頂?shù)膬?yōu)勢，充分利用太陽能作為電梯的補充能源也將是新的研究課題。
3智能化
隨著計算機技術(shù)，通訊技術(shù)與控制技術(shù)的發(fā)展使大廈的智能化成為現(xiàn)實，而電梯是智能建筑中的重要交通工具，其技術(shù)發(fā)展及智能化程度也倍受世人關(guān)注。智能化的電梯首先要與智能大廈中所有自動化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，如與樓宇控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)等交互聯(lián)系，使電梯成為高效優(yōu)質(zhì)、安全舒適的服務工具。
串行通訊以其布線簡單，傳輸信息量大等優(yōu)點，在電梯控制系統(tǒng)中應用日益增多。由于去掉了微機接口板上大量輸入和輸出電路，減少了井道、機房中的布線數(shù)量，可靠性大大提高。隨著大樓智能化的提高，現(xiàn)場總線技術(shù)現(xiàn)已開始應用于電梯控制系統(tǒng)與大樓的BAS，F(xiàn)AS，SAS中。
從電梯運行的控制智能化角度講，要求電梯有優(yōu)質(zhì)的服務質(zhì)量,控制程序中應采用先進的調(diào)度規(guī)則，使群控管理有最佳的派梯模式?，F(xiàn)在的群控算法中已不是單一地依賴“乘客等候時間最短”為目標，而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)的方法，將要綜合考慮的因素（即專家知識）吸收到群控系統(tǒng)中去，在這些因素中既有影響乘客心理的因素，也有對即將要發(fā)生的情況作評價決策，是專家系統(tǒng)和電梯當前運行狀態(tài)組合在一起的多元目標控制。利用遺傳算法對客流交通模式及派梯規(guī)則進行優(yōu)化、自學習，實現(xiàn)電梯調(diào)度規(guī)則的進化，以適應環(huán)境的變化?！耙匀藶楸尽痹O(shè)計的電梯控制系統(tǒng)，將會使電梯的服務質(zhì)量越來越好。
第2章 配重要求設(shè)計與控制要求
2.1配重要求設(shè)計
電梯的動力系統(tǒng)來自電動機，一般選擇11KW或15KW的電動機。曳引機的作用有3個：①調(diào)速；②驅(qū)動曳引鋼絲繩；③在電梯停車時實施制動。為了增大載重能力，鋼絲繩的一端是轎廂，另一端加裝了配重裝置。配重的質(zhì)量隨電梯載重的大小變化而變化，計算公式如下：
配重的質(zhì)量=（載重量/2+轎廂自重）×45%
式中的45%是平衡系數(shù)，一般要求平衡系數(shù)在45%～50%之間，這種驅(qū)動機構(gòu)可使電梯的載重能力大為提高。如圖2-1為電梯驅(qū)動機構(gòu)示意圖。
圖2-1 電梯驅(qū)動機構(gòu)示意圖
電梯載重13人（1000KG），在實際設(shè)計中轎廂的質(zhì)量，由上面的公式可確定配重的質(zhì)量。
2.2控制要求
電梯運行方向由呼梯信號決定，順向優(yōu)先執(zhí)行。行車途中如遇到外呼信號，順向截車，反向不截車。
內(nèi)呼和外呼信號均具有記憶標志，執(zhí)行后解除；到曾時自動開門，延時關(guān)門；停層時可手動控制開門或關(guān)門；行車時不能手動開門，門開時電梯不允許運行；電梯有效運行時間應小于14秒，否則發(fā)出超時報警。
若沒有內(nèi)外呼梯信號，電梯自動返回第一層待命。開始運行時，若轎廂不再第一層，會自動返回第一層。電梯控制的工藝要求示意圖如圖2-2所示。
6 層平層 _\_
5 層平層 _\_
4 層平層 _\_
3 層平層 _\_
2 層平層 _\_
1 層平層 _\_
開門
運行開關(guān) _\_
6內(nèi)呼
5內(nèi)呼
4內(nèi)呼
3內(nèi)呼
2內(nèi)呼
1內(nèi)呼
——
6層外呼▽
△5層外呼▽
△4層外呼△
△3層外呼▽
△2層外呼▽
△1層外呼
關(guān)門
_\_報警開關(guān)
上行
↑
↓
下行
⊙
報警
圖2-2 電梯控制的工藝要求
第3章 硬件設(shè)計
3.1 機型選擇與I/O分配
設(shè)計一個6層電梯控制系統(tǒng)，需要輸入點數(shù)至少28點，輸出點數(shù)32點，輸入輸出共60點。其28點輸入點中，啟動/停止信號1個或2個，外呼信號10個，內(nèi)呼信號6個，開門和關(guān)門信號2個，開門和關(guān)門到位信號2個，轎廂到位信號6個。32點輸出點中，電梯上行和下行輸出至少2個，轎廂開門和關(guān)門輸出2個，轎廂所在層號顯示器驅(qū)動輸出16個，電梯上行和下行顯示輸出2個。
可以選擇S7-200的CPU或CPU226,也可以選擇S7-300的CPU314或CPU315等。
本設(shè)計選擇S7-300的CPU315-2DP機型。根據(jù)STEP7的硬件組態(tài)方法，可以對CPU315進行組態(tài)。電源模塊選擇PS-5A,直流輸入模塊DI32×24V的地址分配為IB0、IB5和QB4、QB5。直流輸入/輸出模塊DI/O16×24V備用。根據(jù)硬件要求選擇如圖3-1所示的組態(tài)。
PS
CPU-315-2DP
DI32
×24V
DI/O16
×24V
DI/O16
×24V
（備用）
圖3-1電梯控制的硬件組態(tài)
3.2建立內(nèi)存變量分配表
根據(jù)電梯控制的工藝要求和電梯控制的硬件組態(tài)，可以繪制出電梯控制系統(tǒng)的內(nèi)存變量分配表，如電梯控制系統(tǒng)的內(nèi)存變量分配表3-1，表3-2所示。
表3-1
模塊號
輸入
變量
輸出
變量
內(nèi)存
變量
信號名稱
有效狀態(tài)
說明
DI32×24V
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
I0.5
I0.6
I0.7
I1.0
I1.1
I1.2
I1.3
I1.4
I1.5
…
I2.2
I2.3
I2.4
I2.5
I2.6
…
I3.1
I3.2
I3.3
I3.4
I3.5
I3.6
…
…
運行開關(guān)
1層平層行程開關(guān)
2層平層行程開關(guān)
3層平層行程開關(guān)
4層平層行程開關(guān)
5層平層行程開關(guān)
6層平層行程開關(guān)
電梯報警輸入開關(guān)
-
1層上行呼梯按鈕
2層上行呼梯按鈕
3層上行呼梯按鈕
4層上行呼梯按鈕
5層上行呼梯按鈕
…
2層下行呼梯按鈕
3層下行呼梯按鈕
4層下行呼梯按鈕
5層下行呼梯按鈕
6層下行呼梯按鈕
…
轎廂內(nèi)呼1層按鈕
轎廂內(nèi)呼2層按鈕
轎廂內(nèi)呼3層按鈕
轎廂內(nèi)呼4層按鈕
轎廂內(nèi)呼5層按鈕
轎廂內(nèi)呼6層按鈕
…
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
-
上升沿有效
上升沿有效
上升沿有效
上升沿有效
上升沿有效
…
上升沿有效
上升沿有效
上升沿有效
上升沿有效
上升沿有效
…
上升沿有效
上升沿有效
上升沿有效
上升沿有效
上升沿有效
上升沿有效
…
開關(guān)
行程開關(guān)
行程開關(guān)
行程開關(guān)
行程開關(guān)
行程開關(guān)
行程開關(guān)
行程開關(guān)
-
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
按鈕
DI/O16
×24V
I4.0
I4.1
I4.2
I4.3
…
…
Q4.0
Q4.1
Q4.2
Q4.3
Q4.4
轎廂開門按鈕
轎廂關(guān)門按鈕
開門到位行程開關(guān)
關(guān)門到位行程開關(guān)
…
電梯上行輸出線圈
電梯下行輸出線圈
電梯開門電磁閥
電梯關(guān)門電磁閥
電梯上行顯示
1有效
1有效
1有效
1有效
…
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
按鈕
按鈕
行程開關(guān)
行程開關(guān)
…
輸出觸點
輸出觸點
輸出觸點
輸出觸點
輸出觸點
表3-2
模
塊
號
輸
入
變
量
輸出
變量
內(nèi)存
變量
信號名稱
有效狀態(tài)
說明
DI/O
16
×
24V
Q4.5
Q4.6
Q4.7
QB5
電梯下行顯示
電梯報警輸出
電梯超時輸出
轎廂所在層顯示
1有效
1有效
1有效
十進制數(shù)據(jù)
輸出觸點
輸出觸點
輸出觸點
CPU
315
M0.0
M0.1
M0.2
M0.3
M0.4
M0.5
M0.6
M0.7
M1.0
M1.1
M1.2
M1.3
M1.4
M1.5
M1.6
…
M2.0
M2.1
M2.2
M2.3
M2.4
M2.5
M2.6
T0
T1
T2
T3
T4
DB1.DBW0
DB1.DBW2
DB1.DBW4
DB1.DBW6
上行標志
下行標志
開門標志
開門完成標志
上行/下行停止標志
開門/關(guān)門停止標志
無呼梯標志
運行超時標志
電梯上升允許標志
呼1層上行記憶
呼2層上行記憶
呼3層上行記憶
呼4層上行記憶
呼5層上行記憶
呼6層上行記憶
…
電梯下降允許標志
呼1層下行記憶
呼2層下行記憶
呼3層下行記憶
呼4層下行記憶
呼5層下行記憶
呼6層下行記憶
延時開門計時
開門等待計時
延時關(guān)門計時
-
運行計時
電梯平層的層號
上行最近層號
下行最近層號
上行終點層號
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
…
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
1有效
時間
時間
-
時間
十進制數(shù)據(jù)
十進制數(shù)據(jù)
十進制數(shù)據(jù)
十進制數(shù)據(jù)
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
…
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
寄存器
計時器
計時器
-
計時器
數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)
第4章 程序設(shè)計
本系統(tǒng)采用了S7-300系列PLC為控制器，根據(jù)S7-300的程序結(jié)構(gòu)，其程序可以由主程序組織塊OB100、功能FC1、功能FC2、功能FC3、功能FC4和數(shù)據(jù)塊DB1構(gòu)成。OB1的功能是調(diào)用具有數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)處理和設(shè)備運行標志功能的FC1，調(diào)用具有控制電梯的轎廂上行和下行功能的FC2，調(diào)用具有控制電梯的轎廂開門和關(guān)門功能的FC3，調(diào)用具有停止運行處理功能的FC4。
4.1電梯控制數(shù)據(jù)塊DB1
DB1是通用數(shù)據(jù)塊。DB1數(shù)據(jù)塊的長度設(shè)為5個字長，其中，DB1.BW0為電梯當前位置的數(shù)據(jù)，它反映了電梯所在的樓層號，是一個隨著電梯運行而變化的量；DB1.DBW2為電梯上行最近位置的數(shù)據(jù)，它反映了電梯所在樓層上行的最近樓層號，是一個隨著電梯上行過程而不斷增加的變量；DB1.DBW4為電梯下行最近位置的數(shù)據(jù)，它反映了電梯所在的樓層下行的最近樓層號，是一個隨著電梯下行過程而不斷減少的變量；DB1.DBW6為電梯上行終點位置的數(shù)據(jù)，它是一個在一段時間內(nèi)呼梯的最高樓層號數(shù)據(jù)，可以認為，它是該段時間電梯的“頂層”樓號；DB1.DBW8為電梯下行終點位置的數(shù)據(jù)，它是一個在一段時間內(nèi)呼梯的最低樓層號的數(shù)據(jù)，可以認為，它是該段時間電梯的“底層”樓號（DB1.DBW8為備用），如圖4-1所示
Address
Name
Type
Initial value
Comment
0.0
STRUCT
+0.0
d0
INT
0
電梯所在層號
+2.0
d1
INT
0
電梯上行最近層號
+4.0
d2
INT
0
電梯下行最近層號
+6.0
d3
INT
0
當前上行終點
+8.0
d4
INT
0
當前下行終點
=10.0
END_STRUCT
圖4-1 電梯控制數(shù)據(jù)塊DB1
4.2電梯控制程序OB100及其說明
電梯控制程序是一個初始化程序，其功能是對數(shù)據(jù)復位和禁止輸出。其中,0送MD0表示對標志位MB0、MB1、MB2和MB3復位；0送DB1表示對各種電梯運行數(shù)據(jù)的復位；0送QW4表示禁止QB到QB3的輸出，如圖4-2所示。
圖4-2 電梯控制初始化程序1 （OB100） 圖4-3 電梯控制初始化程序2（0B1）
4.3電梯控制程序OB1及其說明
OB1是循環(huán)組織塊，當PLC運行時，如果系統(tǒng)已經(jīng)啟動（I0.0=1）,則循環(huán)調(diào)用FC1（傳送數(shù)據(jù)）、FC2（開門控制）和FC3（升降控制）；當系統(tǒng)停止運行時(I0.0=0),循環(huán)調(diào)用FC4（停止處理），如圖4-3所示。
4.4電梯控制程序FC1及其說明
圖4-4中的“Network1”的功能是在系統(tǒng)運行的條件下，把電梯(轎廂)當前所在位置的數(shù)據(jù)傳送給DB1.DBW0，DB1.DBB1送QB5的原因是為了顯示層號（1～6）。
圖4-4 電梯控制程序3（FC1-1）
圖4-5中的“Network2”的功能是設(shè)置上行樓層標志。如I1.1為1層上行外呼信號，I3.1為電梯上行時轎廂內(nèi)呼1層信號。當這些條件具備時，標志位M1.1（上行呼1層）被置位；當上行到該層時標志位M1.1被復位，其他各層可照此分析。需注意，第6層無上行外乎信號。
圖4-5 電梯控制程序4（FC1-2） 圖4-6 電梯控制程序5（FC1-3）
圖4-6中的“Network3”的功能是設(shè)置下行樓層標志。如I2.2為2層上行外呼信號，I3.2為電梯上行時轎廂內(nèi)呼2層信號。當這些條件具備時，標志位M2.1（下行呼2層）被置位；當下行到該層時標志位M2.1被復位，其他各層可照此分析。需注意，第1
層無下行外呼信號。
圖4-7中的“Network4”的功能是上行最近（最低）樓層的確認。該網(wǎng)絡(luò)是把上行最近樓層號送到DB1.DBW2中，如果沒有上行樓層，則把數(shù)值0送到DB1.DBW2中。
圖4-7中的“Netwok5”的功能是習性最近（最高）樓層的確認。該網(wǎng)絡(luò)是把下行最近樓層號送到DB1.DBW2中。
圖4-8中的“Network6”的功能是上行終點樓層的確認。該網(wǎng)絡(luò)是把上行和下行最高樓層號送到DB1.DBW6中。
圖4-8中的“Network7”的功能是設(shè)置電梯上行標志M0.0和電梯下行標志M0.1。如果電梯在1層且該不是上行終點時，M0.0置位，M0.1復位；如果DB1DBW6是下行頂點且電梯所在層高DB1.DNW6是，M0.1置位，M0.0復位。
圖4-9中的“Network8”的功能是設(shè)置電梯升降停止標志M0.4、開關(guān)門停止標志M0.5、無呼梯標志M0.6和運行超時輸出Q4.7。
圖4-9中的“Network9”的功能是設(shè)置電梯轎廂開關(guān)門標志M0.2。上行到層信號由M0.0分支輸出，下行到層信號由M0.1分支輸出。
4.5 電梯控制程序FC2及其說明
FC2為電梯轎廂的開門和關(guān)門控制，M0.2為自動控制啟動位，M2.7為手動控制啟動位，如圖4-10所示。從圖-11中可以看出，T0為開門延遲時間，T1為預計開門時間，T2為開門等待時間，Q4.2和Q4.3為輸出。
其中，M0.2為門自動控制標志，M2.7為門手動控制標志。從圖4-10中的“Network2”可以看出，電梯平層停止時，門手動控制有效。
4.6電梯控制程序FC3及其說明
FC3的功能是執(zhí)行電梯的上行和下行控制，如圖4-11所示。
從圖4-11中的“Network1”可以看出，電梯上升的條件有兩個，一是電梯戴勝的樓層(DB1.DBW2)高于電梯所在的樓層（DB1.DBW0）;二是電梯已高于待升的樓層（DB1.DBW2）或沒有上行呼梯，但是電梯所在的樓層（DB1.DBW0）低于電梯上行終點的樓層（DB1.DBW6）,換句話說就是電梯任務完成了，但是下行呼梯的層號大于電梯所在的樓層號。這兩個條件具備其一電梯就會上行（M1.0=1）。
圖4-7 電梯控制程序6（FC1-4）
圖4-8 電梯控制程序7（FC1-5）
圖4-9 電梯控制程序8（FC1-6）
圖4-10電梯控制程序9（FC2）
圖4-11電梯控制程序10（FC3）
圖4-11中的“ Network2”的功能是在滿足上行條件和必要的連鎖條件時控制上行的輸出（Q4.0）
同理可以分析出圖4-11中的“Network3”和“Network4”的功能是控制下行的輸出。
4.7電梯控制程序FC4及其說明
FC4的功能為停止處理。在系統(tǒng)停止時，要自動地使電梯回到1層，同時要使轎廂的門關(guān)到位，如圖4-12所示。
圖4-12 電梯控制程序11（FC4）
總結(jié)
電梯控制系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)，它包含了控制、診斷報警和安全保障等一系列功能。本設(shè)計中只考慮了控制功能中的一部分，這部分也是不全面的。例如，在安全方面，僅考慮了報警問題，而沒有考慮到限位和急停等問題。診斷報警功能和安全保障功能幾乎沒有考慮。
參考文獻
1． 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù). 北京：北京航天航空大學出版社，2008.2
2． 胡建.西門子S7-300PLC應用教程.北京：機械工業(yè)出版社，2007.2
3． 鄭鳳翼.圖解西門子S7-200系列PLC應用88例.北京：電子工業(yè)出版社，2009.4
4． 殷洪義.PLC原理與實踐.北京:清華大學出版社，2008.10
5． 常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器.北京：機械工業(yè)出版社，2004.1
附錄1程序清單
語句表1：圖4-2電梯控制初始化程序1 （OB100）
LD SM0.0
MOVE 0,MD0
MOVE 0,DB1.DBW0
MOVE 0.DB1.DBW2
MOVE 0.DB1.DBW4
MOVE 0.DB1.DBW6
MOVE 0.QW
語句表2：圖4-3電梯控制初始化程序2（OB1）
LD I0.0
A FC1
LD I0.0
A FC2
LD I0.0
A FC3
語句表3：圖4-4電梯控制程序3（FC1-1）
LD I0.0
LPS
A I0.1
MOVE 1,DB1.DBW0
LRD
LD I0.2
MOVE 2,DB1.DBW0
LRD
LD I0.3
MOVE 3,DB1.DBW0
LRD
LD I0.4
MOVE 4,DB1.DBW0
LRD
LD I0.5
MOVE 5,DB1.DBW0
LRD
LD I0.6
MOVE 6,DB1.DBW0
LPP
MOVE DB1.DBW1,QB5
語句表4:圖4-5電梯控制程序4（FC1-2）
LD I0.0 LRD
LPS A M0.0
LD I1.1 A I3.6
LD M0.0 P M4.6
A I3.1 S M1.6
OLD LPP
ALD A M0.0
P M4.1 A Q4.3
S M1.1 LPS
LRD A I0.1
LD I1.2 R M1.1
LD M0.0 LRD
A I3.2 A I0.2
OLD R M1.2
ALD LRD
P M4.2 A I0.3
S M1.2 R M1.3
LRD LRD
LD I1.3 A I0.4
LD M0.0 R M1.4
A I3.3 LRD
OLD A I0.5
ALD R M1.5
P M4.3 LPP
S M1.3 A I0.6
LRD R M1.6
LD I1.4
LD M0.0
A I3.4
OLD
ALD
P M4.4
S M1.4
LRD
LD I1.5
LD M0.0
A I3.5
OLD
P M4.4
S M1.5
語句表5：圖4-6電梯控制程序5（FC1-3）
LD I0.0 LD M0.1
LPS A I3.5
A M0.1 OLD
A I3.1 ALD
R M4.1 P M4.5
S M2.1 S M2.5
LRD LRD
LD I2.2 LD I2.6
LD M0.1 LD M0.1
A I3.2 A I3.6
OLD OLD
ALD ALD
P M4.2 P M4.6
S M2.2 S M2.6
LRD LPP
LD I2.3 A M0.1
LD M0.1 A Q4.3
A I3.3 LPS
OLD A I0.1
ALD R M2.1
P M4.3 LRD
S M2.3 A I0.2
LRD R M2.2
LD I2.4 LRD
LD IM0.1 A I0.3
A I3.4 R M2.3
OLD LRD
ALD A I0.4
P M4.4 R M2.4
S M2.4 LRD
LRD A I0.5
LD 2.5 M2.5
LRD
A I0.6
R M2.6
語句表6：圖4-7電梯控制程序6（FC1-4）
LD I0.0 LRD
LPS A M2.3
A M1.6 LRD
MOVE 6,DB1.DBW2 A M2.4
LRD MOVE 4,DB1.DBW4
A M1.5 LRD
MOVE 5,DB1.DBW2 A M2.5
LRD MOVE 5,DB1.DBW4
A M1.4 LRD
MOVE 4,DB1.DBW2 A M2.6
LRD MOVE 6,DB1.DBW4
A M1.3 LPP
MOVE 3,DB1.DBW2 AN M2.1
LRD AN M2.2
A M1.2 AN M2.3
MOVE 1,DB1.DBW2 AN M2.4
LPP AN M2.5
AN M1.1 AN M2.6
AN M1.2 MOVE 7,DB1.DBW4
AN M1.3
AN M1.4
AN M1.5
AN M1.6
MOVE 0,DB1,DBW4
LD I0.0
LPS
A M2.1
MOVE 1,DB1.DBW4
LRD
A M2.2
MOVE 2,DB1.DBW4
語句表7：圖4-8電梯控制程序7（FC1-5）
LD I0.0 ALD
LPS MOVE 6,DB1.DBW6
LD M1.1 LPS
O M2.1 CMP<>1 DB1.DBW4,1
ALD A I0.1
MOVE 1,DB1.DBW6 LPS
LRD S M0.0
LD M1.2 LPP
O M2.2 CMP<>1 DB1.DBW2,DB1.DBW6
ALD CMP>= DB1.DBW0,DB1.DBW6
MOVE 2,DB1,DBW6 LPS
LRD S M0.1
LD M1.3 LPP
O M2.3 R M0.0
ALD
MOVE 3,DB1.DBW6
LRD
LD M1.4
O M2.4
ALD
MOVE 4,DB1.DBW6
LRD
LD M1.5
O M2.5
ALD
MOVE 5,DB1.DBW6
LPP
LD M1.6
O M2.6
語句表8：圖4-9電梯控制程序8（FC1-6）
LD I0.0 OLD
AN Q4.0 A M0.0
AN Q4.2 LD M2.1
AN Q4.3 A I0.1
A M0.5 LD M2.2
CMP==1 DB1.DBW2,0 A I0.3
CMP==1 DB1.DBW4,7 OLD
A M0.6 LD M2.3
LD Q4.0 A I0.3
O Q4.1 OLD
ALD LD
SD T4,S5#40S A I0.4
A T4 OLD
A Q4.7 LD M2.4
LD M1.1 A I0.4
A I0.1 OLD
LD M1.2 LD M2.5
A I0.2 A I0.5
OLD OLD
LD M1.3 LD M2.6
A I0.3 A I0.6
OLD OLD
LD M1.4 LD
A I0.4 A I0.6
OLD OLD
LD M1.5 A M0.1
A I0.5 OLD
OLD P M3.3
LD M1.6 S M0.2
A I0.6
語句表9：圖4-10電梯控制程序9(FC2)
LD M0.2 R M0.2
O M2.7 R M2.7
SD T0,S5T#1S LD I0.1
A T0 O I0.2
A I4.2 O I0.3
S M0.3 O I0.4
A M0.3 O I0.5
SD T1,S5T#2S O I0.6
A T1 LD I4.0
SD T2,S5T#1S AN I4.2
LDN T1 LD I4.1
O I4.0 AN I4.3
ALD OLD
A T0 ALD
AN I4.2 AN Q4.0
AN Q4.3 AN Q4.1
= Q4.2 S M2.7
LD T2
O I4.1
AN I4.3
AN Q4.2
= Q4.3
A Q4.3
N M3.2
R M0.3
語句表10：圖4-11電梯控制程序10(FC3)
CMP>1 DB1.DBW2,DB1.DBW0 CMP<1 DB1.DBW4,DB1.DBW0
CMP<1 DB1.DBW2,DB1.DBW0 CMP>1 DB1.DBW4,DB1.DBW0
CMP==1 DB1.DBW2,0 CMP==1 DB1.DBW4,7
CMP==1 DB1.DBW4,7 CMP>1 DB1.DBW2,0
OLD OLD
CMP,1 DB1.DBW0,DB1.DBW6 AN I0.1
OLD OLD
= M1.0 = M2.0
LD M1.0 LD M2.0
A M0.0 A M0.1
A I4.3 A I4.3
A M0.5 A M0.5
AN M0.6 AN Q4.0
AN Q4.0 = Q4.1
= Q4.0
語句表11：圖4-12電梯控制程序11(FC4)
LDN I4.3
= Q4.3
LDN I0.1
= Q4.1
附錄2外文資料
1.英文技術(shù)文獻中文翻譯
PLC的特點
PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。
1可靠性高，抗干擾能力強。
靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。
2配套齊全，功能完善，適用性強。
PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。
3易學易用，深受工程技術(shù)人員歡迎。
PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。
4系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造。
PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。
5體積小，重量輕，能耗低。
以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。
長期以來，PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟谩Ｋ軌驗樽詣踊刂茟锰峁┌踩煽亢捅容^完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。 進入20世紀80年代，由于計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，極大的推動了PLC的發(fā)展，使的PLC的功能日益增強。如PLC可進行模擬量控制、位置控制和PID控制等，易于實現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)。遠程通信功能的實現(xiàn)更使PLC 如虎添翼。目前，在先進國家中，PLC已成為工業(yè)控制的標準設(shè)備，應用面幾乎覆蓋了所有工業(yè)企業(yè)。PLC是一種固態(tài)電子裝置，它利用已存入的程序來控制機器的運行或工藝的工序。PLC是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制的，與之相比，PLC在性能上比繼電器控制邏輯優(yōu)異，特別是可靠性高、設(shè)計施工周期短、調(diào)試修改方便、而且體積小、功耗低、使用維護方便。因此，本文研究了基于可編程控制器（PLC）的電動機綜合監(jiān)控和保護系統(tǒng)的方法。作電動機運行的三相異步電機。三相異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換。與單相異步電動機相比，三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應用，其主要缺點是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動機的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。三相異步電動機改變電壓是不會改變轉(zhuǎn)速的,常用的就是改變磁極對數(shù).改變?nèi)嚯娫吹念l率.改變轉(zhuǎn)差率,上面兩種都常見的調(diào)速方法.改變磁極對數(shù)要看電機是否合適,如里是二極的電機就不能改了,但是可以在一定范圍的無級調(diào)速。改變轉(zhuǎn)差率使用范圍會小點,只用在較大功率的繞線電機上,中小電機的轉(zhuǎn)子是不繞線的,改變轉(zhuǎn)子感生電動勢的頻率就改變了電動機的轉(zhuǎn)速。另外最簡單的辦法就是把電動機換成滑差電機,就可以無級調(diào)速了,由于在調(diào)速過程中,電機轉(zhuǎn)速不變,這樣輸出轉(zhuǎn)速可以調(diào)的很低對電機也沒有影響。
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