电梯可编程控制器的系统设计论文.doc

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1、题 目：电梯可编程控制器的系统设计姓 名：路兴飞班级学号：0408014310指导教师：陈永波摘 要随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC（即可编程控制器）在工业控制领域内得到十分广泛地应用。PLC是一种基于数字计算机技术，专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置，它采用可编程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出，完成一系列逻辑、顺序、定时、记数、运算等确定的功能，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。本文介绍了利用可编程控制器编写的一个五层电梯的控制系统，检验电梯PLC控制系统的运行情况。关键词：可编程控制器；电梯控制； 程序设计AbstractAlang wi

2、th micro-electronic technic and computer technic rapidly developing, PLC gets hold of quiet apply in industry control field.PLC is a sort of electron control equipment that is based on numeric computer technic for devise in industry enviroment.It adopts program memorizer to store users dictate and f

3、inishes a series of logic、order、time、 number、operation certain function by numeric or simulatic input or output to control lots of eqiupment and produce process .This text introduce a five floors lift s control system Keywords ：Programmable logic Controller；lift control；program devise目 录摘 要IAbstract

4、II第 1 章绪论11.1电梯概述11.1.1电梯的发展史11.1.2电梯的发展趋势31.2电梯与可编程控制器31.2.1高层电梯的特点31.2.2可编程控制系统41.2.3PLC 控制系统的发展趋势41.3电梯控制系统的组成61.3.1电梯的电力拖动部分61.3.2电梯的电气控制部分6第 2 章电梯的构造及控制要求82.1电梯的构造82.2电梯的控制要求11第 3 章PLC 在电梯控制中的应用143.1交流双速电梯的主电路及电器元件143.1.1主电路143.1.2电气元件153.1.3门机电路 抱闸电路 门锁及安全运行电路163.2PLC 的选型及输入输出端口的安排17第 4 章梯形图的设

5、计224.1开关门环节224.2信号的产生与消除环节234.2.1层楼信号产生与消除环节234.2.2停层信号的登记与消除环节244.2.3外呼信号的登记与消除环节254.3电梯的定向环节264.4起动、稳速运行、制动加速环节284.4.1自动运行时起动、加速和稳定运行环节284.4.2停车制动环节294.5梯形图汇总33结 论 39参考文献 40致 谢41附录142附录247第 1 章 绪论1.1 电梯概述1.1.1 电梯的发展史现今世界，电梯已是人们离不开的极其重要的交通工具。高层建筑的拔地而起，令人瞩目的智能大厦的出现，显示了建筑业的飞速发展。作为现代信息高速公路首批受益者的智能大厦，是

6、计算机技术、自动控制技术、网络及通信技术的综合产物，是未来信息社会的典型缩影。 楼宇自动化、通信自动化、办公自动化及安全保卫自动化是智能大厦的四个功能模块。其中楼宇自动化系统的核心实际上是一个分布式控制系统，也称为集散控制或分散控制系统，即集中管理、分散控制，有多台微机完成。楼宇中的电气设备多种多样，可产生各种不同形式的电气信号，因此提供了系统自动控制的可能性。例如照明、空调、给排水、消防、电梯（含扶梯）等，而电梯作为大厦控制系统的重要成员，有着举足轻重的地位。然而，电梯的发展却经历了约一百年的时间。 电梯随着人类文明的崛起而发展。人们渴望使用电梯、制造电梯。长期的研究与实践，人们终于制造出了

7、人力卷扬机、蒸汽机、液压梯及水压梯等。19世纪末期，美国奥梯斯公司制造了世界第一台有电动机作为牵引机的电梯。 当时的电梯，传动系统是鼓轮式结构，如图1-1所示。图1-1 鼓轮式电梯 图12 曳引传动式电梯1 牵引轮；2牵引钢丝绳；3鼓轮； 1导向轮；2牵引钢丝绳；4导引轮；5轿箱 3对重；4曳引轮；5轿箱 这种电梯在当时也的确受到重视，但它的很多缺点也逐渐的暴露出来。例如由于鼓轮不可能做得太大，限制了牵引电梯轿箱的钢丝绳长度，致使电梯行程不能太远，再加上钢丝绳股数不能太多，电梯轿箱载重不能太重等，影响了人们对电梯的使用。更由于电梯运行时缺乏较为完善的安全保护措施，常常出现运行事故，因此鼓轮式电

8、梯的应用受到了限制。 引人注目的曳引传动式电梯，20世纪初在美国诞生了。其传动结构如图1-2所示。 曳引传动废除了鼓轮，轿箱的牵引是靠钢丝绳与曳引轮槽之间的摩擦力，对重（也称为配重）用于平衡轿箱负载。曳引传动电梯的结构及其运行性能与鼓轮式电梯相比，都有了很大的改进，而且具有鼓轮式电梯无法比拟的有点，所以在电梯发展的近一百年的时间里，曳引传动作为电梯的基本传动方式始终没有改变。曳引传动电梯的优点可以归纳如下： 1.传动系统中增加了对重装置，对重与轿箱做相反方向的运动，再加上牵引钢丝绳的长度与股数再也不像鼓轮式电梯那样受限制，所以电梯的提升速度及提升重量都能满足人们对电梯的使用要求。 2.曳引传动

9、中的对重装置，是为了平衡轿箱负载而设计的，因此大大减轻了电梯牵引电动机的负担。 3.牵引钢丝绳与曳引轮槽之间的摩擦力是轿箱的牵引力。一旦电梯失控，使轿箱冲向楼层顶板时，只要对重被底层的缓冲器阻挡，则钢丝绳与曳引轮之间就会发生打滑现象，从而使轿箱失去牵引力，避免由于轿箱撞击楼顶板造成的重大伤亡事故。 4.曳引传动机构可为电动机及有关电气设备提供必要的电气信号，而这些信号又为电梯的自动控制及安全运行提供了必要条件。 早期的电梯，牵引电动机大都是直流的，后来逐渐应用了交流电动机。随着电梯的广泛应用，人们已经认识到电梯的控制，尤其是电气控制是何等的重要。第二次世界大战后，由于电子技术、自动控制技术的飞

10、速发展，使电梯控制技术进入了炽热化时期。高度发展的电梯电气控制技术促进了电梯制造业的迅速发展。在短短的几十年时间里，世界各国先后研制了型号各异的低、中速电梯，性能优越的高速及超高速电梯。近年来出现的交流调压调速、变压变频调速（简称VVVF电梯）电梯，是占据现今电梯市场的主要电梯品种，它代表了当代世界电梯发展水平。 电梯的结构与控制技术的全面发展促进了超高速电梯、无导轨电梯、音响指层电梯、有触觉操作盘电梯、声控电梯、双层电梯、大吨位集装箱电梯及节省空间的螺旋扶梯等的研制与使用，交通分析理论、微机管理理论的研究成果进一步加快了智能电梯的发展速度。1.1.2 电梯的发展趋势事实证明，只有现代化的电梯

11、才能适应高层建筑及其群体的需要。 所谓电梯的发展趋势，就是指发展中的电梯无论在结构上还是在特性、功能上都要逐渐满足人们对电梯提出的越来越高的要求，这其中包括： 1.电梯的结构 采用先进的制造工艺及控制技术，使电梯的结构越来越紧凑、精巧、坚固、美观及实用。双层电梯、微机控制电梯等都在结构上有显著改进。2.电梯的运行性能 采用先进的自动控制理论、先进的传动与控制技术，使电梯在运行过程中具有安全可靠快速准确平稳的特性，也即使电梯具有良好的乘坐舒适感及享受感。 采用先进的微机技术，对电梯实行并联控制，群体控制及人工智能控制，保证了电梯的高效率运行。 越来越多的电梯将进入高层建筑，电梯的节能运行是电梯开

12、发与使用的关键。有效地改善供电电网的质量，充分利用现有能源，千方百计地减少电梯设备及传动系统的能量损失与浪费等，都是电梯节能运行的良好措施。 全微机化电梯的开发与使用，反映了电梯发展趋势。所谓全微机化电梯是指电梯的传动系统及操作控制系统全面实现微机化控制的电梯。毫无疑问，随着现代化微机技术的进一步发展与完善，全微机化电梯（包括单微机控制电梯、多微机控制电梯及人工智能控制电梯）必将全面满足人们对电梯的高质量、高水平、高标准要求。1.2 电梯与可编程控制器电梯作为高层建筑中的重要交通工具，它与一般的交通工具不同。电梯运行的安全舒适、高效、节能等都是电梯本身提出的严格要求。良好的电梯控制技术是电梯高

13、质量运行的重要保证。1.2.1 高层电梯的特点 随着城镇建筑的发展，地价的昂贵，迫使高层建筑只有向空中发展。因此在高层建筑中的井道及运行在井道中的电梯结构、控制性能等方面表现出高层建筑电梯的特点。 1.电梯结构紧凑、体积小，因此占地面积小，且美观实用。 2.电梯在频繁的起动、稳速及制动的过程中，安全可靠舒适快速平稳 3.电梯平层精度高，平层误差要在国家规定标准范围内。 4.高层建筑电梯的高效运行，必须使电梯具有最短的乘客候梯时间，才能有效避免由于高层建筑人员集中、候梯时间过长而造成的拥挤现象。 5.为满足电梯高效运行的需要，高层建筑电梯大都采用了高速及超高速电梯。 6.高层建筑电梯必须具有极其

14、灵活的控制方式，高层建筑中大量采用的微机控制电梯可以满足人们对电梯的多种服务要求。 7.消防电梯是高层建筑电梯特有的运行方式。由于高层建筑火灾因素或，人员密集，一旦发生火灾，电梯可以作为消防人员的专用交通工具 8.高层电梯的供电都采用双路电源形式（一用一备），确保电梯运行安全可靠。 9.作为主要为乘客服务的高层建筑电梯，都具有十分完善的安全保护装置。10.为满足多功能大厦的服务需求，高层建筑电梯型式多种多样。例如客梯、扶梯、观光梯等。1.2.2 可编程控制系统可编程控制系统是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一重可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定

15、时，计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程控制器式计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适应工业环境的新型通用自动控制装置，式作为传统继电器的替换产品而出现的。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具有了数据处理，通信，网络等功能。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小，组装维修方便，编程简单，可靠性高，抗干扰能力强等特点，已被广泛用于工业控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。1.2.3 PLC 控制系统的发展趋势PLC当初是针对工业顺序控制发展而研制的。

16、经过30几年的迅速发展，PLC已不仅能进行开关量控制，而且还能进行模拟量控制，位置控制。特别是PLC的通信网络技术的发展，使得PLC如虎添翼，由单机控制向多机控制，由集中控制向多层次分布式控制系统发展。现在PLC的足迹已遍布了国民经济的各个领域，形成了满足各种需要的PLC应用系统。今后PLC控制系统将朝什么方向发展呢？在市场经济发达的今天，产品的发展取决于市场的需求。PLC的主要应用领域是自动化。不同的企业对自动化的要求，规模以及投资数额都不相同，存在着不同的层次需求。从我国目前正在开展的以高新技术带动传统产业发展形式来看，我们不仅要大力发展适合于大，中型企业的高水准的PLC网络，而且也要发展

17、合适小型企业该找的性能价格比高的小型PLC控制系统。所以今后PLC控制系统将朝着两个方向发展：一是向小型化，微型化系统方向发展。作为控制系统的关键设备，PLC将朝着体积更小，速度更快，功能更强，价格更低的方向发展。二是向大型化，网络化，多功能的方向发展。 小型化、高性能、低成本、简单使用近年来，小型PLC应用十分普遍，超小型PLC的需求日趋增多。据统计，美国机床行业应用超小型PLC几乎占据了市场的1/4，国外许多PLC厂家正在积极地研制开发出各种超小型微型的PLC。例如德国西门子公司的S7-200既可以单机运行也可以联网实现复杂的控制。S7-200的最小配置是8个数字量输入和6个数字量输出，还

18、可以根据实际情况扩展27个模块，最多可达到128个输入和120输出，此外S7-200还可以进行模拟量控制，是一种性能价格比较好的微型PLC 大型化、网络化、多功能多层次分布式控制系统与集中型相比，具有更高的安全性和可靠性。系统设计，组态也更为灵活方便，地域分布也广，是当前控制系统发展的主要潮流。为了适应这种发展，实现工厂自动化，世界上各PLC生产厂家不断地研制开发功能更强的PLC网络系统。这种PLC网络一般是多级的，网络的最底层是现场执行级，网络的最上层为组织管理级。现场执行级可以由多个PLC或远程I/O工作站所组成，中间一级由PLC或计算机构成。最高一级一般由高性能的计算机组成。它们之间采用

19、工业以太网，MAP网和工业现场总线相连构成一个多级分布式PLC。随着自动控制系统技术的发展，这种多分布式的PLC控制系统不再是单一的，除了控制功能外，还可以实现在线优化，生产过程的实时调度，产品计划，统计管理等功能，成为一种测，控，管一体化的多功能综合系统。 PLC控制系统将与智能控制系统更进一步地相互渗透和结合目前，PLC与计算机已成为地结合并广泛应用，PLC不再是单独的一个控制装置，它成为控制系统中的一个重要的组成部分和环节。随着集成电路和计算机技术的进一步发展，今后的PLC将更加注重它与智能控制系统的结合。许多PLC开发商已经注意到了PLC的兼容性，不仅是PLC与PLC的兼容，而且还注意

20、到PLC与计算机的兼容，使之可以充分地利用计算机现有的软件资源。例如西门子的S7-300采用SIMATICS7的模块，它的软件编程，监控都可以在Windows操作平台上操作和运行。今后PLC将采用速度更快，功能更强的CPU，容量更大的存储器。并将更充分地利用计算机资源。PLC与工业控制计算机，集散控制系统，嵌入式计算机等系统还将进一步渗透与结合，这必将更进一步拓宽PLC的应用领域和空间。 实现软，硬件的标准化长期以来，PLC走的是专门化的道路，使其在获得成功的同时也带来诸多的不便。例如各个公司的PLC都有通信联网的能力，但各个公司的PLC之间还无法通信联网，因此制定PLC国际标准已是今后的发展

21、趋势。从1978年起国际电工委员会IEC在其下设TC65的SC65B中转设WGT工作组制定PLC的国际标准。 电梯是高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运送乘客和货物，传统的电梯控制系统主要采用继电器-接触器进行控制，其缺点是触点多，故障率高。可靠性差，维修工作量打等。而采用PLC组成的控制系统可以很好的解决上述问题，使电梯运行更加安全，方便，舒适。目前在电梯行业已得到广泛应用。在层数和控制功能较少的场合，采用PLC控制较为有利。1.3 电梯控制系统的组成电梯控制系统主要由电力拖动部分和电气控制部分组成。1.3.1 电梯的电力拖动部分电梯主拖动类型有直流电动机拖动、交流电动机拖动、直流GM（即

22、发电机电动机组供电）拖动、晶闸管供电（SCRM）的直流拖动和交流双速电动机拖动、交流调压调速（AVCC）拖动、交流变频调速（VVVF）等。因直流电梯的拖动电动机有电刷和换相器，维护量较大，可靠性低，现已被交流调速电梯所取代。为了得到较好的舒适感，要求曳引电动机在选定的调速方式下，电动机的输出转矩总能达到负载转矩的要求。考虑到电压的波动、导轨不够平直造成的运动阻力增大等因素，电动机转矩还应有一定的裕度。1.3.2 电梯的电气控制部分电气控制系统由控制柜、操纵箱、层楼指示、召唤箱及曳引电动机等几十个分散安装在电梯井道内外和各相关电梯部件中的电器元件构成。电气控制系统通过电路控制电力拖动系统工作程序

23、，完成各种电气动作功能，保证电梯安全运行。电梯一般是由电动机来拖动的，其运行过程大多包括启动、正（反）转、停止等，这整个过程是由电气控制系统来完成。具体地说电梯的控制主要是指对电动机的起动、停止、运行方向、层楼指示、层站召唤、轿厢内指令等进行处理。其操纵是实行各个控制环节的方式和手段。电梯电气控制系统与电力拖动系统比较，变化范围比较大。当一台电梯的类别、额定载重量和额定运行速度确定后，电力拖动系统各零部件就基本确定了，而电气控制系统则有比较大的选择范围，必须根据电梯安装使用地点、乘载对象进行认真选择，才能最大限度地发挥电梯的使用效益。电气控制系统决定着电梯的性能、自动化程度和运行可靠性。随着科

24、学技术的发展和技术引进工作的进一步开展，电气控制系统发展换代迅速。继电器控制系统的电梯故障率高，大大降低了电梯的运行可靠性和安全性，所以基本上已经被淘汰。而PLC以其体积小、功能强、故障率低、寿命长、噪声低、维护保养简便、修改逻辑灵活、程序容易编制，易联成控制网络等诸多优点得到了广泛的应用。第 2 章 电梯的构造及控制要求2.1 电梯的构造电梯是一种特殊的起重运输设备，有轿厢及配重 拖动电机及减速传动机械 井道及井道设备 召唤系统及安全装置构成。轿厢是载人或装货的部位，配重是为了改变电梯电机负载的特性以提高电梯的安全性而设置的。图2-1是电梯拖动系统示意图，图中可见电梯的轿厢及配重分系在钢丝绳

25、的两端，钢丝绳跨挂在曳引轮上，曳引轮经减速器机构由电机拖动，形成轿厢的上下运动。 图2-1 电梯拖动系统示意图1电动机；2减速机构；3曳引轮；4钢绳；5轿箱；6配重井道指建筑物中用于安装电梯并提供电梯运行的通道，轿厢及配重都是在井道中运行的。井道在各楼层设有门厅及呼梯设备。门厅有门厅门，厅门顶部装有层楼指示灯，用于指示电梯的运行方向及电梯所在的位置。门厅里还设有呼梯盒，用于在每层站召唤电梯。呼梯盒常安在厅门外离地面1米左右的墙壁上，基站与顶站只有一个按钮，中间层站有上呼与下呼两个按钮，按钮下带有呼梯记忆灯。基站的呼梯盒上还设有钥匙开关，供司机开关电梯。为了实现轿厢的正常运行及准确停车，井道中往

26、往要安装许多定位装置及安全设备。井道的顶部和底部还设有冲顶及蹲底的缓冲设备。轿厢中设有自动门机，用来完成电梯的开门及关门任务。电梯门分厅门及轿门，当电梯停靠某层时，此层的厅门在轿门的带动下开启及关闭。电梯的操纵箱也安装在轿厢内，供司机及乘客对电梯发布动作命令。上面设有与电梯层站数相同的内选层按钮（带内选指示记忆灯），上下行启动按钮（带上下行指示记忆灯），开关按钮，急停按钮 风扇 照明 层楼指示灯的控制开关，电梯运行状态选择钥匙开关（选择电梯是自动运行 司机状态下运行，还是检修状态）等。电梯的安全是电梯最重要的技术指标。电梯的安全设备有：安全窗及其开关 安全钳及其开关 限速器及其开关 限速开关等

27、。安全窗位于轿厢的顶部，供应急情况下疏散乘客，当安全窗打开时，电梯不准运行。安全钳是为了防止电梯曳引钢丝绳断裂及超速运行的机械装置，用于在上述情况下将轿厢夹持在轨道上。限速器是检测电梯运行速度的装置，当电梯超速运行时，限速器动作，带动安全钳使电梯停止运行。极限开关 强迫换速开关是电梯位置安全装置，当电梯运行至上下极限位置时仍不停车，上下限开关动作，发出停车信号，若仍不停车，将压下上下强迫停车开关，强制电梯停止运行，若还不能停车，将通过机械装置带动限位开关切断曳引电机电源，以达到停车的目的，避免电梯出现冲顶与蹲底事故。1. 电梯模型结构1) 电梯模型的主体结构与控制柜图2-2为五层电梯的简化模型

28、和控制柜示意图。电梯主体包括升降电机、轿厢、滑轮、钢丝绳、行程开关等。升降电机为交流可逆电动机，轿厢套在钢丝绳上，电机带动钢丝绳正转或反转时，轿厢对应上升或下降。每层楼均安装行程开关，利用机械碰撞，给出各楼层的层信号。电梯控制柜是电梯电气控制系统完成各种主要任务，实现各种性能的中心。主要包括FX-60MR PLC、继电器/接触器、显示部分、开关电源。LED显示部分主要包括轿厢运行方向显示、楼层显示。2) 电梯层门电梯层门是为了确保安全，而在各层楼的停靠站，通向井道的入口处，设置供司机、乘用人员和货物等出入的门。图2-3为电梯层门示意图。电梯层门旁装有消防按钮、上召唤按钮和下召唤按钮（最底层只有

29、上召唤按钮、最高层只有下召唤按钮）,并有召唤登记指示灯。层门上方装有LED数码管，以显示轿厢所在层楼位置，另外还有轿厢上行和下行指示灯。电动机减速器TCP/IP12345RS232轿厢电梯控制柜继电器/接触器FX 60MR PLCRS422配重LED显示电路开关电源电梯控制柜图2-2五层电梯的简化模型和控制柜示意图12345YSJAJZXF图2-3 电梯层门示意图 图2-4 轿厢内控制屏示意图3) 轿厢内控制屏轿厢内控制屏示意图如图2-4所示。其中包括上行、下行显示及LED层楼位置的显示。另外还有1楼5楼的指令按钮及登记显示和有司机无司机的选择按钮。在有司机工作状态下还有指令专用开关，即只响应

30、指令信号，不响应召唤信号。此外，还有消防按钮，当发生火灾时，立即清除所有指令信号和召唤信号，电梯直达底楼后开门。需要说明的是，本实验装置在无司机状态下，利用定时器控制开门、关门和上下客时间；有司机状态下，则直接由司机控制开门、关门和上下客时间。2.2 电梯的控制要求电梯的安全运行有以下一些主要控制要求：1.电梯位置的确定与显示 图2-5 电梯的平层、停层装置15KR1KR5（15层感应器）；6KR6（上平层感应器）；7KR7（下平层感应器）轿厢中的乘客及门厅中的等待电梯的人都需要知道电梯的位置，因而轿厢及门厅中都设有以楼层标志的电梯位置。电梯的运行还需要更加准确的电梯位置信号，以满足制动停车等

31、控制的要求。传统电梯的位置信号一般由设在井道中的位置开关，如磁感应器提供，当轿厢上设置的隔磁板插入感应器时，发出位置信号，并启动楼层指示（见图2-5）。2.轿厢内的运行命令及门厅的召唤信号司机及乘客可按下轿厢内操作盘上的选层按钮选定电梯运行的目的楼层，此为内选信号。按钮按下后，该信号应被记忆并使相应的指示灯电亮。在门厅等候的电梯的乘客可以按门厅的上行或下行召唤信号，此为外唤信号。该信号也需要记忆并点亮门厅的上行或下行指示灯，这些保持信号在要求得到满足时应能自动消号。3.电梯自动运行时的信号响应电梯自动运行时应根据内选及外唤信号，决定电梯的运行方向及在哪些站点停站。一般情况下电梯按先上后下的原则

32、安排运送乘客的次序，而且规定在运行方向确定之后，不响应中途的反向呼唤要求，直到到达本方向的最远信号站点才开始返程。4.轿厢的启动与运行轿厢在运动方向确定，轿厢门已关好时启动运行，运行的初始阶段是加速运行阶段，其后是稳定运行阶段。5.轿厢的平层与停车轿厢运行后需确定在哪一层站停车，平层即指停车时，轿厢的底与门厅“地平面”应相平齐，一般都有具体的平层误差规定，如平层时两平面相差不得超过5毫米。平层停车过程需在轿厢底面与停车楼面相平之前开始，先是减速，再是制动，以满足平层的准确性及乘客的舒适感。传统电梯的平层开始信号由平层感应器发出。如图2所示，上平层感应器KR6及下平层感应器KR7装在轿厢顶部，隔

33、磁板安装在井道壁上。上行时，KR6首先插入隔磁板，发出减速信号，电梯开始减速，至KR7插入隔磁板时，发出开门及停车信号，电动机停车，抱闸抱死；下行时KR7首先插入隔磁板，发出减速信号，电梯开始减速，至KR6插入隔磁板时，发出开门及停车信号。6.安全保护电梯的安全保护很多，如前面提到的冲顶与蹲底，断钢丝绳，轿厢内人员的跌落 逃生等保护，还有消防运行等多项。除了控制要求外，电梯常见的工程问题还涉及电梯的拖动设备及拖动控制方式。电梯的提升机构，齿轮曳引轮主要由驱动电动机 电磁制动器（也称电磁抱闸） 减速器及曳引轮组成。驱动电机可以是直流电动机也可以是交流电动机。为了满足电梯的运行过程中速度变化的要求

34、，在应用变频前，电梯交流拖动多使用多绕组变速电机，变频器诞生以来，已有越来越多的电梯采用变频驱动。采用变速电机时，电机的正反向运转使用接触器换向，启动调速采取改变电机绕组及切换电机绕组中所串电阻实现。采用变频调速时，电机换向及变速都通过变频器控制端子实现。在这两种拖动方式中，电磁抱闸都是很重要的，它是电机制动的主要设备，抱闸要求有足够的制动力，抱闸一般在通电时打开，断电时闸死。电梯还有一些高层次的性能指标，如电机加减速曲线控制及高准确度的平层控制要求等，前者涉及电梯运行过程中的加速大小，关系到乘客的舒适感，后者涉及乘客数量变化对准确平层的影响。总之，电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前，电梯

35、使用继电接触器控制的时代，很难生产出质量优良的电梯，而现在，可编程控制的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。随着PLC应用技术的不断发展，它已经成为电梯运行中的关键技术。第 3 章 PLC 在电梯控制中的应用虽然轿厢定位采用什么方法对电梯的控制原则不会发生什么影响，但PLC程序的编制却大不一样，本节以五层交流双速电梯为例介绍感应器定位电梯程序的编制要点，并说明PLC在电梯控制中的重要作用。本例使用三菱F系列PLC完成。3.1 交流双速电梯的主电路及电器元件3.1.1 主电路 图3-1 交流双速电梯主电路图3-1是交流双速电梯的主电路图。图中M1为YTD系列电梯专用双速笼型异步电动机（6/24极）

36、；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为电梯高低速运行接触器，用以实现电梯的高速或低速运行；KM5为启动加速接触器；KM6 KM7 KM8为减速制动时的加速器；L1 L2与R1 R2为串入电动机定子电路中的电抗与电阻，与KM5KM8配合实现对电机的加减速控制。当KM1或KM2与KM3通电吸合时，电梯将进行上行或下行起动，延时后KM5通电吸合，切除R1 L1电梯将转为上行或下行的稳速运行；当电梯接收到停层指令后，KM3断电释放，KM4通电吸合，电机转为低速接法，串入阻抗制动，实现上升与下降的低速运行，且KM6KM8依次通电吸合，用来控制动过程的强度，提高停

37、车制动时的舒适感。至平层位置时，接触器全部断电释放，抱闸抱死，电梯停止运行。在检修状态时，电梯只能在低速接法下点动运行。3.1.2 电气元件为了便于该电梯的工作原理及PLC控制系统进行分析，现列出该电梯的电气元件表如表1所示。表1 五层五站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SQ5基站开关KM2下行接触器SQ6开门到位开关KM3高速接触器SQ7关门到位开关KM4低速接触器SQ8开门调速开关KM5起动接触器SQ9/SQ10关门调速开关KM6KM8制动接触器SQ11SQ1515楼厅门锁开关KM9开门接触器SQ16轿门关闭到位开关KM10关门接触器SQ17上限位开关SB

38、1开门按钮SQ18下限位开关SB2关门按钮SQ19上行强迫停止开关SB3上行起动按钮SQ20下行强行停止开关SB4下行起动按钮SA1运动状态选择钥匙开关SB5SB915楼轿内选层钮SA2基站开关梯钥匙开关1SB14SB114楼上行外呼钮SQ1安全窗开关2SB25SB225楼下行外呼钮SQ2安全钳开关1HL5HL15层层楼指示灯SQ3限位器开关6HL上行指示灯SQ4轿内急停开关7HL下行指示灯1KR一楼感应器HL6操纵箱上行指示记忆灯2KR二楼感应器HL7操纵箱下行指示记忆灯3KR三楼感应器HL81楼上呼记忆灯4KR四楼感应器HL92楼上呼记忆灯5KR五楼感应器HL102楼下呼记忆灯6KR上平层

39、感应器HL113楼上呼记忆灯7KR下平层感应器HL123楼下呼记忆灯SQ电源开关HL134楼上呼记忆灯SB0极限开关HL144楼下呼记忆灯HL155楼下呼记忆灯3.1.3 门机电路 抱闸电路 门锁及安全运行电路图3-2 门机、抱闸、门锁及安全运行电路门电动机为他励直流电动机，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部分被短接，实现开门调速（减速）。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。在电梯上 下行运行时，抱闸应打开，其线圈应通电。电梯停止运行时抱闸应抱死，

40、其线圈应断电，故可用KM1 KM2控制抱闸线圈YB的通电与断电。将所有厅 轿门开关串联在一起，控制门锁继电器KA1，实现全部门关闭正常后电梯才能运行的控制。这样既可以减少占用PLC的输入口，又便于检修。将安全窗开关 安全钳开关 限速器开关 轿内急停开关 上下强迫停止开关 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，控制安全运行继电器KA2，用KA2的触点控制PLC的RUN口，只有当KA2吸合时，才允许PLC处于运行状态。这样可以节省PLC的输入口，又可以实现在多种紧急情况下的立即停车。图3-2为电梯的门机 抱闸 门锁及安全运行电路。3.2 PLC 的选型及输入输出端口

41、的安排通过清点需要接入PLC的各类信号，可以计算出所需的输入输出点数分别为32和30点，故选择三菱F160MR基本单元和F120E扩展单元构成控制系统。各输入输出端口的实际安排如图3-3所示。图3-3 五层电梯PLC控制输入/输出口接线图表2 内部继电器地址分配表PLC内部继电器地址功能M100开门辅助M101关门辅助M102自动运行时开门禁止M103定上行M104定下行M105停车信号M106制动过程M107停层辅助M1101层层楼辅助M1112层层楼辅助M1123层层楼辅助M1134层层楼辅助M1145层层楼辅助M120内选1层辅助M121内选2层辅助M122内选3层辅助M123内选4层辅

42、助M124内选5层辅助M1301层上行辅助M1312层上行辅助M1322层下行辅助M1333层上行辅助M1343层下行辅助M1354层上行辅助M1364层下行辅助M1375层下行辅助M140停层开门M143M144上行M145M146下行M1501层停车复位/触发M1512层停车复位/触发M1523层停车复位/触发M1534层停车复位/触发M1545层停车复位/触发T450停层时间（含制动时间）T451启动延时T4521级减速延时T4532级减速延时T4543级减速延时表3 输入地址分配表输入信号名称PLC输入地址含义KA2RUN安全运行KA1X0门锁SA1-1X1自动SA1-2X2检修SB1

43、X3开门SB2X4关门SB3X5上行启动SB4X6下行启动SQ5X7基站SQ6X10开门到位SQ7X11关门到位SQ17X12上行限位SQ18X13下行限位SB5X4001楼内选SB6X4012楼内选SB7X4023楼内选SB8X4034楼内选SB9X4045楼内选1KRX4051楼感应器2KRX4062楼感应器3KRX4073楼感应器4KRX4104楼感应器5KRX4115楼感应器1SB1X5001楼上行2SB1X5012楼上行2SB2X5022楼下行3SB1X5033楼上行3SB2X5043楼下行4SB1X5054楼上行4SB2X5064楼下行5SB2X5075楼上行6KRX510上平层感

44、应器7KRX511下平层感应器表4 输出地址分配表输出信号名称PLC输出地址含义KM1Y030上行KM2Y031下行KM3Y032高速KM4Y033低速KM5Y034启动加速KM6Y035制动减速KM7Y036KM8Y037KM9Y430开门KM10Y431关门1HLY4341层层楼指示2HLY4352层层楼指示3HLY4363层层楼指示4HLY4374层层楼指示5HLY5305层层楼指示6HLY531上行指示HL67HLY532下行指示HL7HL1Y5331层内选记忆指示HL2Y5342层内选记忆指示HL3Y5353层内选记忆指示HL4Y5364层内选记忆指示HL5Y5375层内选记忆指示HL8Y0401楼上呼记忆HL9Y0412楼上呼记忆