集選電梯plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本課題設(shè)計(jì)的意義在于改變了以往繼電器控制的電梯可靠性和穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，使用變頻器調(diào)速，完成的主要工作有設(shè)定電梯正常運(yùn)行速度，電梯轎廂加減速控制程序，平層后開關(guān)門判斷程序以及LED顯示部分的電路設(shè)計(jì)。</p><p>　　鑒于繼電器控制存在著上述的種種弊端，現(xiàn)將PLC應(yīng)用于電梯控制,收到了良好效果?？删幊?/p>

2、控制器應(yīng)用于電梯控制，用軟件編程替代原有繼電器硬件布線控制，使控制系統(tǒng)具有了極大的柔性和通用性。隨著人們對其要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制。本設(shè)計(jì)在已有的變頻器的基礎(chǔ)上，采用PLC對電梯進(jìn)行控制，通過合理的選擇和設(shè)計(jì)，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯達(dá)到了較為理想的控制效果。</p><p>　　本設(shè)計(jì)涉及電梯PL

3、C系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安排以及電梯LED數(shù)碼顯示，電梯平層檢測元件和PLC的變頻器的使用等問題，通過PLC的開關(guān)量斷口發(fā)脈沖的方式實(shí)現(xiàn)電梯變頻器的速度給定，其輸出點(diǎn)可形成高速脈沖串輸出（PTO）或（PWM），整個(gè)設(shè)計(jì)思路正確，有一定的技術(shù)含量，雖然是模型的設(shè)計(jì)，但可用于實(shí)際的應(yīng)用和操作。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程控制器，LED數(shù)碼顯示，變頻器，電梯平層</p><p><b>　

4、　Abstract</b></p><p>　　The significance of the design task was to change the past Relay control of the reliability and stability of the lift poor shortcomings, Use Frequency Control, the main task is s

5、et normal operating speed elevator, elevator car speed control procedures, after the switch-layer doors judgment procedures and LED display part of the circuit design. </p><p>　　Given Relay control of the ex

6、istence of the above drawbacks, the programmable logic controller will now apply elevator control, and good results. Programmable controller for elevator control, and software programming to substitute the original wirin

7、g Relay hardware control, so that the control system has a tremendous flexibility and versatility. With the improvement of their claims, the lift has been rapid development, Drag its technology has been developed to spee

8、d the FM_PM, Logic Control PLC </p><p>　　The design of the existing converter, which is based on PLC on elevator control, through the rational choice and design, raise the elevator control levels, and to imp

9、rove the operation of the elevator comfort, the lift reached the ideal control effect. Involved in the design of the lift PLC system design arrangements and lift LED digital display. Elevator-layer components and testing

10、 PLC and the use of frequency converter, STEP7-Micro/WIN32 software used to prepare the lift procedures, PLC switc</p><p>　　Keywords： Programmable logic Controllers, LED digital display, inverter, floor elev

11、ator</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　第一章 電梯系統(tǒng)的控制簡介7</p><p>　　1.1 電梯的簡介7</p><p>　　1.1.1 中國電梯設(shè)計(jì)與制造新特點(diǎn)7</p>

12、<p>　　1.1.2 PLC與其他電梯控制系統(tǒng)的比較：7</p><p>　　1.2 電梯拖動(dòng)系統(tǒng)及電梯的架構(gòu)8</p><p>　　1.2.1 電梯的構(gòu)造8</p><p>　　1.2.2 重要安全部件的介紹8</p><p>　　1.2.3 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想9</p><p>　　第二

13、章 可編程序控制器的選用10</p><p>　　2.1 S7-200系列可編程序控制器簡介10</p><p>　　2.1.1 S7-200可編程控制器的系統(tǒng)配置10</p><p>　　2.1.2 S7-200系列PLC軟件10</p><p>　　2.1.3電梯PLC控制系統(tǒng)12</p><p>　　2

14、.2 PLC控制的流程圖及硬件結(jié)構(gòu)圖13</p><p>　　2.3 PLC控制硬件連接圖15</p><p>　　第三章 變頻器、霍爾傳感器的選用16</p><p>　　3.1 變頻器原理16</p><p>　　3.2 變頻器的選型16</p><p>　　3.2.1變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn)16&l

15、t;/p><p>　　3.2.2 變頻器與PLC的硬件連接16</p><p>　　3.3 霍爾傳感器的應(yīng)用18</p><p>　　第四章 控制梯形圖的設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.1電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能19</p><p>　　4.1.1手動(dòng)控制開關(guān)門程序20</p><p>　

16、　4.1.2自動(dòng)控制開關(guān)門程序22</p><p>　　.2 內(nèi)指令外召喚信號(hào)的登記消除及顯示23</p><p>　　4.2.1 內(nèi)選信號(hào)鎖存23</p><p>　　4.2.2 外呼信號(hào)鎖存25</p><p>　　4.3 換速、平層、停車29</p><p>　　4.3.1 設(shè)定電梯正常運(yùn)行速度29&

17、lt;/p><p>　　4.3.2電梯轎廂加速控制程序32</p><p>　　4.3.3 電梯轎廂減速控制程序34</p><p>　　4.3.4 平層后開關(guān)門判斷程序36</p><p>　　4.4 樓層位置指示39</p><p>　　4.4.1轎廂樓層位置檢測方法39</p><p&g

18、t;　　4.4.2顯示樓層控制39</p><p><b>　　結(jié)論與展望41</b></p><p><b>　　致 謝42</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)43</b></p><p>　　附錄主要源程序44</p><p>&

19、lt;b>　　插圖清單</b></p><p>　　圖2-1 Step7-Micro/Win 4.0的控制界面13</p><p>　　圖2-2 電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框15</p><p>　　圖2-3 PLC控制的流程圖17</p><p>　　圖2-4 硬件連接圖18</p><p&g

20、t;　　圖3-1 變頻器硬件連接圖20</p><p>　　圖3-2 霍爾開關(guān)元件工作電路21</p><p>　　圖4-1 手動(dòng)控制開關(guān)門程序24</p><p>　　圖4-2 開門信號(hào)復(fù)位控制25</p><p>　　圖4-3 自動(dòng)控制開關(guān)門程序25</p><p>　　圖4-4 關(guān)門信號(hào)復(fù)位

21、控制26</p><p>　　圖4-5 內(nèi)選信號(hào)鎖存程序28</p><p>　　圖4-6 一層上呼信號(hào)鎖存程序29</p><p>　　圖4-7 二層下呼信號(hào)鎖存程序30</p><p>　　圖4-8 二層上呼信號(hào)鎖存程序30</p><p>　　圖4-9 三層下呼信號(hào)鎖存程序31</p&

22、gt;<p>　　圖4-10 三層上呼信號(hào)鎖存程序31</p><p>　　圖4-11 四層下呼信號(hào)鎖存程序32</p><p>　　圖4-12 四層上呼信號(hào)鎖存程序32</p><p>　　圖4-13 五層下呼信號(hào)鎖存33</p><p>　　圖4-14 選擇PWM方式調(diào)速34</p><

23、;p>　　圖4-15 設(shè)定手動(dòng)運(yùn)行頻率35</p><p>　　圖4-16 電梯轎廂加速控制程序37</p><p>　　圖4-18 加速控制程序37</p><p>　　圖4-19 減速控制程序38</p><p>　　圖4-20 減速禁止程序39</p><p>　　圖4-21 減速控制

24、程序40</p><p>　　圖4-22 平層開關(guān)門判斷程序42</p><p>　　圖4-23 平層信號(hào)送達(dá)程序42</p><p>　　圖4-24 霍爾開關(guān)元件和PLC連接圖43</p><p>　　圖4-25 樓層顯示電路硬件圖44</p><p>　　圖4-26 樓層高度顯示程序44<

25、;/p><p><b>　　表格清單</b></p><p>　　表2-1 保持定時(shí)器地址13</p><p>　　表3-1 變頻器接線端子的功能20</p><p>　　表4-1 PLC的輸入部分22</p><p>　　表4-2 PLC的輸出部分23</p><

26、p>　　表4-3 PLC輔助繼電器觸點(diǎn)23</p><p>　　表4-4 PTO/PWM控制寄存器的SM標(biāo)志36</p><p>　　第一章 電梯系統(tǒng)的控制簡介</p><p><b>　　1.1 電梯的簡介</b></p><p>　　自1852年世界上第一臺(tái)電梯誕生在德國柏林之后，世界電梯工業(yè)已經(jīng)走過了

27、150多年的發(fā)展歷程。而中國電梯工業(yè)真正的發(fā)展，是在1978年改革開放后。隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)的突飛猛進(jìn)，電梯已經(jīng)與人們?nèi)粘Ｉ罱⒘耸置芮械年P(guān)系。根據(jù)中國電梯協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2004年底，全國注冊在用電梯突破50萬臺(tái)。尤其是在最近10年中國電梯發(fā)展呈現(xiàn)許多新特點(diǎn)。具體表現(xiàn)在幾個(gè)方面：</p><p>　　一是數(shù)量飛速增長，進(jìn)口、出口發(fā)生逆轉(zhuǎn)，但含金量不高。10年間，我國電梯產(chǎn)量從1996年以前的2.8萬臺(tái)猛增到200

28、4年的11萬臺(tái)，目前年產(chǎn)量占全球總量的三分之一。進(jìn)口產(chǎn)品雖然總量不多，但多為高端產(chǎn)品，出口多為普通產(chǎn)品。二是安全性能越來越好，有關(guān)資料顯示，有人員傷亡的電梯事故，2003年53起，2004年26起。三是與國際水平相比，我國在產(chǎn)品研發(fā)投入和技術(shù)力量方面仍存在差距。四是我國電梯行業(yè)不是很大，在政策方面給予的限制和引導(dǎo)相對較少，行業(yè)發(fā)展完全以市場作為調(diào)節(jié)手段。無庸諱言，我國已成為世界最大的新裝電梯市場和最大的電梯生產(chǎn)國。盡管從整個(gè)行業(yè)自主開發(fā)

29、能力的角度來講，我國的技術(shù)儲(chǔ)備底蘊(yùn)和持續(xù)開發(fā)的潛力與國外一些著名電梯企業(yè)相比，尚存在一定的差距，但也有抗衡的力量[1]。</p><p>　　1.1.1 中國電梯設(shè)計(jì)與制造新特點(diǎn)</p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子工業(yè)的發(fā)展，電梯控制系統(tǒng)普遍應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制，具有代表性的是通過PLC實(shí)現(xiàn)信息傳輸和交換的控制系統(tǒng)。電梯主控制系統(tǒng)應(yīng)用了多個(gè)輸入輸出點(diǎn)的PLC來分別負(fù)責(zé)電梯的信號(hào)管理控制、驅(qū)

30、動(dòng)控制和層站。使各部件之間的連接線大量減少，系統(tǒng)可靠性更高，功能處理更靈活。同時(shí)，外部邏輯通過組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)?？s小了印板的面積，而且提高了電子線路的可靠性。但是，國內(nèi)整機(jī)廠商能夠掌握這類核心技術(shù)并實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化的屈指可數(shù)。</p><p>　　應(yīng)用矢量控制的變壓變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)在電梯主機(jī)及門機(jī)控制上都采用了VVVF（交流變頻）PWM制式的矢量變換變壓變頻技術(shù)，比傳統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速電梯節(jié)能至少40%。特別是在曳引驅(qū)

31、動(dòng)回路中通過交-直-交變頻環(huán)節(jié)中的直流可控，極大地提高了電梯系統(tǒng)負(fù)載的功率因數(shù)，減少了對電網(wǎng)的污染。由于國內(nèi)相當(dāng)部分廠商快速應(yīng)對需求較廣的小于1000kg、小于1.75m/s的低速乘客電梯或?qū)崿F(xiàn)功能較簡單的載貨電梯，所以采用通用變頻器作為曳引驅(qū)動(dòng)回路為數(shù)不多。</p><p>　　1.1.2 PLC與其他電梯控制系統(tǒng)的比較：</p><p>　　以往我們都是用繼電器控制電梯的運(yùn)行，現(xiàn)在我們

32、分析一下它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)；</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。</p><p>　　缺點(diǎn)：系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。</p><p>　　早期的國產(chǎn)電梯控制系統(tǒng)中，電梯信號(hào)的邏輯控制一般是由繼電器電路來實(shí)現(xiàn)的。繼電器控制系統(tǒng)故障

33、率高，降低了電梯的運(yùn)行可靠性與安全性。傳統(tǒng)的繼電器控制方式已經(jīng)被計(jì)算機(jī)控制方式所代替，其控制方式有：單片機(jī)控制、單板機(jī)控制、單微機(jī)控制、多微機(jī)控制以及可編程序控制器( PLC) 控制等多種方式。其中單片機(jī)控制具有成本低，通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但它不適于較復(fù)雜的控制算法和故障診斷等要求；微機(jī)控制的配件使系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試更加復(fù)雜，它必須具有相應(yīng)的大型開發(fā)系統(tǒng)，無疑會(huì)增加電梯的成本，因此對于一個(gè)小型的智能電梯控制系統(tǒng)利用PLC 進(jìn)行控制將是一個(gè)最佳的

34、選擇。</p><p>　　PLC是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。PLC與普通微機(jī)一樣，以通用或?qū)Ｓ肅PU作為字處理器，實(shí)現(xiàn)通道(字)的運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，PLC不需要大量的活動(dòng)元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡單，維修時(shí)間短。</p><p>　　1.2 電梯拖動(dòng)系統(tǒng)及電梯的架構(gòu)</p><p>　　交流電梯P

35、LC 拖動(dòng)系統(tǒng)主電路及調(diào)速裝置與繼電器控制系統(tǒng)的不同,主要是拖動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)及部分反映信號(hào)送入PLC ,由PLC 向拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出速度指令切換、起動(dòng)、運(yùn)行、換速、平層等控制信號(hào)。</p><p>　　1.2.1 電梯的構(gòu)造</p><p>　?、艡C(jī)房部分：包括曳引機(jī)、限速器、極限開關(guān)、控制柜與信號(hào)柜、機(jī)械選層器以及電源接線板等設(shè)備。 ⑵井道部分：包括導(dǎo)軌、對重裝置、緩沖器、限速器鋼

36、絲繩張緊裝置、隨行電纜等。 ⑶廳門部分：包括廳門、召喚按鈕廂、樓層顯示裝置等。 ⑷轎廂部分：包括轎廂、安全鉗、導(dǎo)靴、自動(dòng)開門機(jī)、平層裝置、操縱廂、轎廂內(nèi)指層燈、轎廂照明等</p><p>　　1.2.2 重要安全部件的介紹</p><p>　　電梯轎廂位置檢測和電氣選層信號(hào)由安裝在轎廂頂上和各層站的雙穩(wěn)態(tài)磁性開關(guān)得到，從而擺脫了以往靠繼電器和接觸開關(guān)等有觸點(diǎn)器件控制的龐雜線

37、路系統(tǒng)，優(yōu)化了線路，大大地提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，同時(shí)也便于檢修。⑴限速器與安全鉗保護(hù)系統(tǒng)：當(dāng)發(fā)生意外事故時(shí)，轎廂超速或高速下滑（如鋼絲繩折斷，轎頂滑輪脫離，曳引機(jī)蝸輪嚙合失靈，電機(jī)下降轉(zhuǎn)速過高等原因）。這時(shí)，限速器就會(huì)緊急制動(dòng)，通過安全鋼索及連桿機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)安全鉗動(dòng)作，使轎廂卡在導(dǎo)軌上而不會(huì)下落。⑵轎廂彈簧緩沖裝置：緩沖器是電梯極限位置的安全裝置，當(dāng)電梯因故障，造成轎廂對底層或沖頂時(shí)（極限開關(guān)保護(hù)失效），轎廂或?qū)χ刈矒魪椈删彌_器，由

38、緩沖器吸收電梯的能量，從而使轎廂或?qū)χ匕踩珳p速直至停止。⑶終端極限開關(guān)安全保護(hù)系統(tǒng)，井道的頂層及底層裝有終端極限開關(guān)。當(dāng)電梯因故障失控，轎廂發(fā)生沖頂或蹲底時(shí)，終端極限開關(guān)切斷控制電路，使轎廂停止運(yùn)行。⑷門安全觸板保護(hù)裝置：在轎廂門的邊沿上，裝有活動(dòng)的安全觸板。當(dāng)門在關(guān)閉過程中，安全觸板與乘客或障礙物相接觸時(shí)，通過與安全觸板相連的聯(lián)桿，觸及裝在轎廂門上的微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，使門重新打開，避免事故發(fā)生。⑸廳門自動(dòng)閉合裝置：電梯層</p

39、><p>　　1.2.3 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想</p><p>　　電梯控制是PLC 控制的一個(gè)典型應(yīng)用。下面以五層樓電梯為例,說明利用PLC設(shè)計(jì)電梯的思想。首先，要開發(fā)一個(gè)模擬電梯作為被控對象,該模擬電梯應(yīng)能滿足如下要求:</p><p>　　(1)能夠發(fā)出PLC 所需要的輸入信號(hào)：</p><p>　?、俑鳂菍与娞莸轿恍谐涕_關(guān)模擬信號(hào)；<

40、;/p><p>　?、陔娞蓍T開到最大的行程開關(guān)模擬信號(hào)，電梯門完全關(guān)閉的行程開關(guān)模擬信號(hào);</p><p>　?、垭娞莸耐獠亢艚行盘?hào)：一樓上呼叫，二樓上呼叫，二樓下呼叫，三樓上呼叫，三樓下呼叫，四樓上呼叫，四樓下呼叫，五樓下呼叫；</p><p>　?、茈娞輧?nèi)部的：一樓呼叫, 二樓呼叫, 三樓呼叫,四樓呼叫,五樓呼叫,電梯開門按鈕模擬信號(hào)，電梯關(guān)門按鈕模擬信號(hào)。<

41、/p><p>　　(2)能夠接受PLC 發(fā)出的控制信號(hào)并完成相應(yīng)的動(dòng)作：</p><p>　　①電梯的上行,電梯的下行,接到“停信號(hào)”后停止；</p><p>　　②接到“開門信號(hào)”后開門,接到“關(guān)門信號(hào)”后關(guān)門；</p><p>　?、劢拥侥场皹菍语@示信號(hào)”后相應(yīng)的樓層顯示燈亮；</p><p>　?、芙拥健半娞萆闲酗@示

42、信號(hào)”后電梯上行顯示燈亮,接到“電梯下行顯示信號(hào)”后電梯下行顯示燈亮；</p><p>　?、萁拥侥场昂艚斜３中盘?hào)”后相應(yīng)的呼叫保持燈亮。</p><p>　　(3)模擬電梯能夠直觀地反映PLC 程序運(yùn)行的結(jié)果：</p><p>　　①模擬電梯顯示電梯的物理位置，以比較PLC發(fā)出的樓層指示信號(hào)是否正確；</p><p>　?、谀M電梯顯示電梯

43、的運(yùn)行方向，以比較PLC發(fā)出的電梯運(yùn)行方向指示信號(hào)是否正確；</p><p>　　③模擬電梯顯示電梯開關(guān)門的動(dòng)作, 以配合PLC 發(fā)出的開關(guān)門信號(hào)。</p><p>　　(4)模擬電梯是以運(yùn)行的形式反映PLC 程序執(zhí)行結(jié)果的，故模擬應(yīng)盡可能的逼真,給人身臨其境的感覺。</p><p>　　(5)該模擬電梯可實(shí)現(xiàn)真實(shí)電梯所要求的功能,對PLC編程沒有任何的附加限制,用

44、戶所編寫的程序不同,可實(shí)現(xiàn)的電梯運(yùn)行方式亦不同,即電梯的運(yùn)行方式只受用戶的程序控制,而不受模擬電梯的限制。該模擬電梯的控制分兩部分,一部分是電梯的內(nèi)部控制,另一部分是電梯的外部控制。模擬電梯可以滿足PLC對控制對象(五層電梯)的所有要求,“用戶”可以用手點(diǎn)電梯上的按鈕,表示“呼叫”,同時(shí),此呼叫信號(hào)發(fā)向PLC ,PLC 接到該信號(hào)后,經(jīng)過控制程序發(fā)出控制指令,模擬電梯上的指示燈及樓層指示信號(hào)代替真正電梯的機(jī)械、顯示等動(dòng)作。</p&

45、gt;<p>　　PLC 控制電梯系統(tǒng)既克服了繼電接觸器控制電梯系統(tǒng)工作可靠性差,事故率高的缺點(diǎn)；又克服了單片機(jī)控制電梯系統(tǒng)抗干擾能力差的缺點(diǎn),所以具有廣闊的發(fā)展前景。</p><p>　　第二章 可編程序控制器的選用</p><p>　　2.1 S7-200系列可編程序控制器簡介</p><p>　　可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為工

46、業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器,用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)行順序控制、 定時(shí)、 計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過數(shù)字式模擬式的輸入和輸出,控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備都按易于工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體、 易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)[3]。</p><p>　　經(jīng)過對本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容以及世界眾多廠家生產(chǎn)的各型號(hào)PLC的對比，決定選用德國西門子生產(chǎn)的S7

47、-200系列的PLC產(chǎn)品。 SIMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。</p><p>　　它工作可靠，功能強(qiáng)，存儲(chǔ)容量大，編程方便，輸出端可直接驅(qū)動(dòng)2A的繼電器或接觸器的線圈，抗干擾能力強(qiáng)。因此，能夠滿足電梯對電氣控制系統(tǒng)的要求。S7-2

48、00系列小型PLC(Micro PLC)可應(yīng)用于各種自動(dòng)化系統(tǒng)。緊湊的結(jié)構(gòu)。低廉的成本和功能強(qiáng)大的指令集使得S7—200 PLC成為各種小型控制任務(wù)理想的解決方案。利用西門子S7—200可編程序控制器編寫一個(gè)五層電梯的控制系統(tǒng)。分別完成轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示、平層換速控制、開門控制等控制任務(wù)。</p><p>　　2.1.1 S7-200可編程控制器的系統(tǒng)配置</p><p&

49、gt;　　S7-200 CPU將一個(gè)微處理器、一個(gè)集成電源和數(shù)字量I/O點(diǎn)集成在一個(gè)緊湊的封裝中，從而形成了一個(gè)功能強(qiáng)大的微型PLC，在下載了程序之后，S7-200將保留所需的邏輯，用于監(jiān)控應(yīng)用程序中的輸入輸出設(shè)備。S7--200既可以安裝在控制柜背板上，也可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上。</p><p>　　I/O接線端子排，輸出 LED指示；前蓋：模式選擇開關(guān)（RUN/STOP）；模擬電位器；擴(kuò)展端口（適用大部分CPU

50、）狀態(tài)LED：系統(tǒng)錯(cuò)誤/診斷（SF/DIAG）；RUN（運(yùn)行）；STOP（停止）可選卡插槽：存儲(chǔ)卡；時(shí)鐘卡；電池卡通訊口，輸入 LED指示，擴(kuò)展電纜等</p><p>　　2.1.2 S7-200系列PLC軟件</p><p>　　STEP 7-Micro／Win 4.0是S7-200系列的PLC的編程軟件．可以對S7—200的所有功能進(jìn)行編程。該軟件在Windows平臺(tái)上運(yùn)行?；静僮髋c

51、omce等標(biāo)準(zhǔn)Windows軟件相類似，簡單、易學(xué)。其基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件任務(wù)。例如創(chuàng)建用戶程序、修改和編輯過程中編輯器具有簡單語法檢查功能。還可以直接用軟件設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控。</p><p>　　相比STEP7 V5.3軟件來說，Step7-Micro/Win 4.0要簡單得多，沒有硬件態(tài)功能，所有的硬件I/O地址都由模塊物理位置確定的，從CPU模塊開始，依次往后面排列。</

52、p><p>　　以下是Step7-Micro/Win 4.0的控制界面，整個(gè)界面簡單明了，操作簡單；</p><p>　　開關(guān)量輸入/輸出地址，分別表示為I和Q，從I0.0或Q0.0開始一直往下排，</p><p>　　I、Q使用的是不同的地址空間，可以相同，如I3.2和Q3.2同時(shí)出現(xiàn)是允許的;</p><p>　　模擬量輸入/輸出地址，分別表

53、示為AIW和AQW，從AIW0或AQW0開始一直往后排，模擬量輸入/輸出的地址都是16位的字，所以對于AI來說，排列的順序應(yīng)該是AIW0、AIW2、AIW4……，模擬量輸出也是如此。</p><p>　　圖2-1 Step7-Micro/Win 4.0的控制界面</p><p>　　內(nèi)存地址(M)：這些地址都存放在CPU的內(nèi)存中，一般情況下，斷電后保存在M中的數(shù)據(jù)會(huì)丟失，但在CPU的系統(tǒng)

54、參數(shù)中可以將部分M設(shè)置成保存，這樣在重新上電后，數(shù)據(jù)可以恢復(fù)</p><p>　　M地址支持位操作（如M3.2）、字節(jié)操作（如MB4）、字操作（如MW6）、雙字操作（如MD0）。</p><p>　　S7-200 PLC中的M地址用法與S7-300/400PLC中的一樣。</p><p>　　另外，系統(tǒng)中還有一些特殊的M地址，用在中斷、通訊等專用功能上，如后面程序中

55、用到的SM0.0、SM0.1、SMB47等。</p><p>　　存儲(chǔ)數(shù)據(jù)區(qū)（V）：V數(shù)據(jù)是可以斷電保存，相當(dāng)于S7-300/400PLC的DB，但比DB的用法要簡單，在200PLC的CPU中只有一個(gè)連續(xù)的V地址空間，使用前也不必要定義。同M地址一樣，V地址也支持位操作（如V3.2）、字節(jié)操作（如VB4）、字操作（如VW6）、雙字操作（如VD0）。</p><p>　　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器地址：

56、在S7-200PLC中，各個(gè)定時(shí)器的時(shí)間分辨率是不一樣的，同樣是200，在T0中表示200MS，而在T5中則表示20S。保持定時(shí)器的地址（如表1-1）所示。 （表2-1）持定時(shí)器地址</p><p>　　S7-200系列PLC的主要特點(diǎn)</p><p>　　S7-200系列PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU，集成的24V負(fù)載電源：可直接連接到

57、傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222具有180mA輸出， CPU 224，CPU 226分別輸出280，400mA?？捎米髫?fù)載電源。</p><p>　　CPU 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 224具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)。CPU 226具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。中斷輸入允許以極快的速度對過程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。CPU224/226

58、6個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30KHz），具有CPU221/222相同的功能。脈沖輸出 2路高頻率脈沖輸出（最大20KHz），用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)定位任務(wù)。</p><p>　　2.1.3電梯PLC控制系統(tǒng)</p><p>　　S7 — 200系列可編程控制器是德國西門子公司的一種小型可編程控制器。它抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)，編程方便，易于使用，輸出端可直接驅(qū)動(dòng)2A

59、的繼電器或接觸器的線圈。因此，能夠滿足電梯對電氣控制系統(tǒng)的要求。</p><p>　　由于PLC在使用時(shí)應(yīng)當(dāng)空出三分之一的口線，不應(yīng)全部用滿，所以在這次設(shè)計(jì)中我決定采用CPU226，現(xiàn)在簡單的介紹一下CPU226：型號(hào)CPU 226 DC/DC/DC6ES7 216-1AD21-0XB0，本機(jī)數(shù)字輸入24 路數(shù)字量輸入，本機(jī)數(shù)字輸出16 路數(shù)字量輸出，開關(guān)頻率 (脈沖串輸出)Q0.0 和 Q0.1，20 kHz，

60、最大。在CPU226上有兩個(gè)通訊口，一個(gè)是RS485通訊口（P0），另一個(gè)（P1）用來和計(jì)算機(jī)或編程器通訊，通訊協(xié)議是PPI。</p><p>　　本PLC集成24輸入16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，兩路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器，1個(gè)RS-485通訊/編程

61、口。是具有較強(qiáng)控制能力的控制器。</p><p>　　PLC 系統(tǒng)部分完成所設(shè)定的控制任務(wù)所需要的PLC 規(guī)模主要取決于控制系統(tǒng)對輸入，輸出點(diǎn)的需求量和控制過程的難易程度。本系統(tǒng)為五層樓的交流電梯,所以I/ O 點(diǎn)與存儲(chǔ)容量的估算如下：</p><p>　?。?）I /O 點(diǎn)的估算：</p><p>　　系統(tǒng)的輸入點(diǎn)有：門廳召喚按鈕8個(gè)輸入點(diǎn)；轎廂內(nèi)指令按鈕共5個(gè)點(diǎn)

62、；樓層感應(yīng)器共5個(gè)點(diǎn)；轎廂開門/關(guān)門按鈕2個(gè)點(diǎn)；手動(dòng)控制開關(guān)1個(gè)點(diǎn)；手動(dòng)開門/關(guān)門按鈕2個(gè)點(diǎn)；開門/關(guān)門限位開關(guān)2個(gè)點(diǎn)；下基準(zhǔn)限位1個(gè)點(diǎn)；轎廂安全開關(guān)1個(gè)點(diǎn)；共27個(gè)輸入點(diǎn)。而輸出點(diǎn)有：樓層內(nèi)呼指示燈5個(gè)點(diǎn)；門廳外指示燈8個(gè)點(diǎn)；上/下指示燈2個(gè)點(diǎn)；共15個(gè)輸出點(diǎn)?？傆?jì)I /O 點(diǎn)數(shù)為27/15?？删幊炭刂破鱏7 —200 的CPU226輸入，輸出點(diǎn)數(shù)為24/16 。需要擴(kuò)展一塊EM223,DI16/DO16. </p>

63、<p>　　（2）存儲(chǔ)容量的估算：用戶程序占用內(nèi)存的多少與多種因素有關(guān)。例如:輸入/ 輸出點(diǎn)的數(shù)量、類型、輸入/ 輸出之間的關(guān)系的復(fù)雜程度、需要進(jìn)行運(yùn)算處理的難易程度、程序結(jié)構(gòu)等都與內(nèi)存容量有關(guān)。因此,在用戶程序調(diào)試好之前很難估算內(nèi)存容量。一般只能根據(jù)I/ O點(diǎn)數(shù)與類型、控制的繁簡程度加以估算?？紤]備用與計(jì)算機(jī)接口通訊所占用的內(nèi)存容量,估算本系統(tǒng)要有1 K 字節(jié)以上的內(nèi)存容量。</p><p>　　可編

64、程控制器:根據(jù)I/ O 點(diǎn)數(shù)與內(nèi)存容量,選用西門子公司生產(chǎn)的S7 - 200 系列產(chǎn)品6ES7 226 - ZBD00 - 0XB0可編程控制器。它的主要技術(shù)數(shù)據(jù):輸入/ 輸出點(diǎn)數(shù)為24/ 16 ,程序存儲(chǔ)器容量為8 K/ 可存放4 K 標(biāo)準(zhǔn)語句;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2. 5 K;位存儲(chǔ)器256 (0255) ;計(jì)數(shù)器256 個(gè); 定時(shí)器256 個(gè),其標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)為1ms -30s ,10ms - 5min ,100ms - 54min ;有二個(gè)RS

65、 - 485通訊接口。因此,它完全能夠滿足本電氣控制系統(tǒng)的要求。由于它所使用的中央處理單元為CPU226 。</p><p>　　2.2 PLC控制的流程圖及硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框</p><p>　　PLC控制的流程圖如圖2-3所示：&l

66、t;/p><p>　?。?）電梯復(fù)位程序段</p><p>　　此段程序有兩個(gè)功能：一個(gè)是在系統(tǒng)上電以后，把轎廂的位置恢復(fù)到第一層的狀態(tài)；</p><p>　?。?）用戶輸入程序段</p><p>　　用戶的輸入包括門廳的按鈕和轎廂內(nèi)的按鈕，擁護(hù)輸入程序段完成在用戶輸入以后，馬上保持用戶選擇的狀態(tài)，以便后面的程序判斷。</p>&l

67、t;p>　?。?）轎廂開關(guān)門程序段</p><p>　　控制轎廂的開關(guān)門，修改開關(guān)門的狀態(tài)邏輯線圈，包括關(guān)門延時(shí)。</p><p><b>　?。?）設(shè)定上行目標(biāo)</b></p><p>　　此段程序是用來上行過程中的下一個(gè)目標(biāo)，只有在上行以及電梯空閑時(shí)才會(huì)調(diào)用，如果沒有下一個(gè)目標(biāo)，電梯為空閑。</p><p>&

68、lt;b>　?。?）設(shè)定下行目標(biāo)</b></p><p>　　此段程序是用來上行過程中的下一個(gè)目標(biāo)，只有在下行以及電梯空閑時(shí)才會(huì)調(diào)用，如果沒有下一個(gè)目標(biāo)，電梯為空閑</p><p><b>　?。?）行上行程序</b></p><p>　　此段程序包括控制電梯上行，檢測是否應(yīng)該減速或者停止電梯正轉(zhuǎn)并且執(zhí)行。</p>

69、<p><b>　?。?）執(zhí)行下行程序</b></p><p>　　此段程序包括控制電梯下行，檢測是否應(yīng)該減速或者停止電梯正轉(zhuǎn)并且執(zhí)行。</p><p>　　圖2-3 PLC控制的流程圖</p><p>　　2.3 PLC控制硬件連接圖</p><p>　　圖2-4 硬件連接圖</p>&

70、lt;p>　　第三章 變頻器、霍爾傳感器的選用</p><p><b>　　3.1 變頻器原理</b></p><p>　　電梯的舒適度無非是讓人感覺電梯不那么快的驟停，這也就是我們?yōu)槭裁匆M(jìn)變頻器的原因。</p><p>　　變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置?，F(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交

71、方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無功功率。</p><p>　　VVVF的全稱是Variable Voltage Varia

72、ble Frequency，意思是“變壓變頻”。 VVVF 電梯使用的是交流異步電動(dòng)機(jī),比同容量的直流電動(dòng)機(jī)具有體積小、占空間少、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、可靠性高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。調(diào)頻范圍廣、控制精度高、動(dòng)態(tài)性能好、舒適、安靜、快捷,幾乎可與直流電梯相媲美。電梯融入先進(jìn)的微機(jī)技術(shù),使其更趨于高性能、高精度、大容量、微型化、數(shù)字化、智能化,所控制的電梯以其舒適、高效、節(jié)能而與直流電梯相媲美、相競爭,最終取而代之。</p><

73、p>　　電梯運(yùn)行優(yōu)秀的舒適感一直是設(shè)計(jì)人員最終追求的目標(biāo)，但是往往我們維修保養(yǎng)的電梯很難達(dá)到理想的運(yùn)行舒適感，（電梯運(yùn)行舒適感也是可以用數(shù)據(jù)來表示的，那就是電梯運(yùn)行的振動(dòng)分析，包括轎箱三個(gè)方向的振動(dòng)水平。包括了：加速度，加加速度，最大振動(dòng)峰值，噪音等指標(biāo)）這些標(biāo)準(zhǔn)一般都很難達(dá)到。</p><p>　　3.2 變頻器的選型</p><p>　　3.2.1變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn)<

74、;/p><p>　?。?）采用變頻的目的；恒壓控制或恒流控制等。</p><p>　?。?）變頻器的負(fù)載類型；注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時(shí)的方式方法。</p><p>　?。?）變頻器與負(fù)載的匹配問題；電壓匹配；電流匹配；轉(zhuǎn)矩匹配。</p><p>　　基于以上幾點(diǎn)特別是第三點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩匹配，并保證電梯啟動(dòng)時(shí)平穩(wěn)無沖擊，無反向溜車，可減速

75、平層控制，我選用的是松下VFO型變頻器系列的變頻器，在本次設(shè)計(jì)中并沒有用到變頻器的所有功能，所涉及的只是此系列變頻器的最基本的方面，設(shè)定幾個(gè)初值就可以了。</p><p>　　3.2.2 變頻器與PLC的硬件連接</p><p>　　電梯變頻器的速度給定沒有用模擬量端口，是通過PLC的開關(guān)量端口發(fā)脈沖的方式實(shí)現(xiàn)的，PLC上電時(shí)要將該端口復(fù)位為0。</p><p>　

76、　S7-200集成有高速?zèng)_輸出功能，其輸出點(diǎn)Q0.0和Q0.1可形成高速脈沖（PTO）或脈寬調(diào)制（PWM）。本設(shè)計(jì)變頻器與PLC的硬件連接如下所示。</p><p>　　圖3-1 變頻器硬件連接圖</p><p>　　變頻器接線端子的功能如表3-1所示。</p><p>　　表3-1 變頻器接線端子的功能</p><p>　　3.3 霍爾

77、傳感器的應(yīng)用</p><p>　　選擇使用霍爾感應(yīng)器開關(guān)對電梯進(jìn)行精確平層。</p><p>　　霍爾開關(guān)元件具有體積小、重量輕，無觸點(diǎn)、無噪聲、防爆、抗震、耐油水、工作可靠、長壽命等特點(diǎn)。</p><p>　　霍爾效應(yīng)開關(guān)電路：輸出電路NPN型OC方式（集電極開路型）。此類傳感器作為一種非接觸電子開關(guān)，可廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的限位、定位、自動(dòng)化生產(chǎn)線、

78、微機(jī)控制、液位控制等。</p><p>　　HLB型霍爾效應(yīng)開關(guān)如圖3－2所示。它是檢測直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等機(jī)構(gòu)位移與位置變化的接近開關(guān)式傳感器。HLB型傳感器在工作時(shí)，若機(jī)構(gòu)處于靜止?fàn)顟B(tài)，傳感器輸出為低電平，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，機(jī)構(gòu)所載發(fā)訊磁體到達(dá)傳感器端面的瞬間，傳感器的輸出端將產(chǎn)生脈沖正跳變，輸出為高電平，當(dāng)磁極離開傳感器時(shí)，其輸出迅速跳回至低電平。</p><p>&l

79、t;b>　　12V</b></p><p><b>　　820Ω</b></p><p>　　圖3-2 霍爾開關(guān)元件工作電路</p><p>　　霍爾開關(guān)元件和PLC連接圖見圖4-24。在此不贅述。</p><p>　　第四章 控制梯形圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1電梯控

80、制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　　⑴轎內(nèi)指令功能由司機(jī)或乘客在轎內(nèi)控制電梯的運(yùn)行方向和達(dá)到任一層。⑵廳外呼梯功能由使用人員在廳外呼喚電梯前往該層執(zhí)行運(yùn)送任務(wù)。由于都是利用主令元件(按鈕)對電梯發(fā)出控制命令，因此轎內(nèi)指令和廳外召喚控制環(huán)節(jié)有著基本相同的形式。一般以轎內(nèi)指令優(yōu)先。⑶減速平層功能電梯到達(dá)目的層前的某一位置時(shí)，能自動(dòng)地使電梯開始減速，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的層站平面時(shí)，能自動(dòng)使電梯停止。⑷選層、定向功能

81、當(dāng)電梯接受的若干個(gè)轎內(nèi)、廳外指令時(shí)，能根據(jù)電梯地目前狀態(tài)選擇最合理地運(yùn)行方向及?？繉诱?。選向過程中一般實(shí)行順向優(yōu)先。及當(dāng)電梯接受到多個(gè)指令時(shí)，把與當(dāng)前運(yùn)行方向相同的那些指令全部執(zhí)行完畢，然后再執(zhí)行與當(dāng)前運(yùn)行方向相反的指令。</p><p><b>　?、蒊/O點(diǎn)的分配</b></p><p><b>　　輸入部分: </b></p>

82、<p>　　表4-1 PLC的輸入部分</p><p><b>　　輸出部分:</b></p><p>　　表4-2 PLC的輸出部分</p><p><b>　　中間輔助繼電器:</b></p><p>　　表4-3 PLC輔助繼電器觸點(diǎn)</p><p>

83、;　　4.1.1手動(dòng)控制開關(guān)門程序</p><p>　　如圖4-1所示，此控制開關(guān)能實(shí)現(xiàn)模擬電梯的手動(dòng)開門和關(guān)門功能</p><p>　　圖4-1 手動(dòng)控制開關(guān)門程序</p><p>　　這段程序是控制電梯在手動(dòng)運(yùn)行（調(diào)試狀態(tài)下）時(shí)的開門和關(guān)門動(dòng)作，邏輯是：在手動(dòng)運(yùn)行模式下，按下手動(dòng)開門按鈕I2.7時(shí)，開門驅(qū)動(dòng)Q1.6置1,電梯開門，這是帶保持回路的按鈕，電梯開門

84、信號(hào)接通后，信號(hào)由轎廂安全開關(guān)保持，直到碰到開門限位I3.1（開到最大位）或者碰到轎廂安全開關(guān)I3.3；按下手動(dòng)關(guān)門按鈕I3.0時(shí)，關(guān)門信號(hào)接通并保持，直到碰到關(guān)門限位（關(guān)到位）；</p><p>　　在三種情況下，開門驅(qū)動(dòng)被設(shè)為0：</p><p>　　A 按下關(guān)門按鈕；</p><p>　　B 關(guān)門驅(qū)動(dòng)為1時(shí)；</p><p><

85、;b>　　C 門開到位時(shí)。</b></p><p>　　開門信號(hào)復(fù)位控制如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 開門信號(hào)復(fù)位控制</p><p>　　4.1.2自動(dòng)控制開關(guān)門程序</p><p>　　自動(dòng)控制開關(guān)門程序如圖4-3所示。</p><p>　　在兩種情況下執(zhí)行關(guān)門動(dòng)作：<

86、/p><p><b>　　A 關(guān)門按鈕；</b></p><p>　　B 開門到位延時(shí)5秒后。</p><p>　　圖4-3 自動(dòng)控制開關(guān)門程序</p><p>　　在四種情況下復(fù)位關(guān)門動(dòng)作：</p><p><b>　　A 開門的瞬間；</b></p>&

87、lt;p><b>　　B 開門按鈕；</b></p><p>　　C 安全開關(guān)（防止夾傷乘客）；</p><p><b>　　D 門關(guān)到位。</b></p><p>　　關(guān)門信號(hào)復(fù)位控制如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 關(guān)門信號(hào)復(fù)位控制</p><p&

88、gt;　　.2 內(nèi)指令外召喚信號(hào)的登記消除及顯示</p><p>　　4.2.1 內(nèi)選信號(hào)鎖存</p><p>　　內(nèi)選信號(hào)鎖存程序如圖4-5所示。</p><p>　　圖4-5 內(nèi)選信號(hào)鎖存程序</p><p>　　這段程序的功能是鎖存電梯內(nèi)按鈕信號(hào)，并輸出按鈕指示燈信號(hào)。以四層內(nèi)呼指示為例，分析這段程序的邏輯：</p>&

89、lt;p>　　當(dāng)電梯不在四層時(shí)（“四層平層信號(hào)M0.4”=0），在電梯內(nèi)按下“4”（“四樓內(nèi)呼按鈕”），按鈕“4”指示燈（“四樓內(nèi)呼指示Q1.4”）亮；當(dāng)電梯停在四樓（四樓平層信號(hào)M0.4=1）并且開門時(shí)（“開門驅(qū)動(dòng)Q1.6”=1）時(shí)，按鈕燈滅。其它樓層的控制原理是一樣的。</p><p>　　4.2.2 外呼信號(hào)鎖存</p><p>　　以下是外呼信號(hào)鎖存控制程序，一層上呼信號(hào)鎖存

90、如圖4-6所示。</p><p>　　圖4-6 一層上呼信號(hào)鎖存程序</p><p>　　以下是外呼信號(hào)鎖存控制程序，二層下呼信號(hào)鎖存如圖4-7所示。</p><p>　　圖4-7 二層下呼信號(hào)鎖存程序</p><p>　　下是外呼信號(hào)鎖存控制程序，二層上呼信號(hào)鎖存如圖4-8所示。</p><p>　　圖4-8

91、二層上呼信號(hào)鎖存程序</p><p>　　以下是外呼信號(hào)鎖存控制程序，三層下呼信號(hào)鎖存如圖4-9所示。</p><p>　　圖4-9 三層下呼信號(hào)鎖存程序</p><p>　　以下是外呼信號(hào)鎖存控制程序，三層上呼信號(hào)鎖存如圖4-10所示。</p><p>　　圖4-10 三層上呼信號(hào)鎖存程序</p><p>　　以

92、下是外呼信號(hào)鎖存控制程序，四層下呼信號(hào)鎖存如圖4-11所示。</p><p>　　圖4-11 四層下呼信號(hào)鎖存程序</p><p>　　以下是外呼信號(hào)鎖存控制程序，四層上呼信號(hào)鎖存如圖4-12所示。</p><p>　　圖4-12 四層上呼信號(hào)鎖存程序</p><p>　　以下是外呼信號(hào)鎖存控制程序，五層下呼信號(hào)鎖存程序如圖4-13所示。

93、</p><p>　　圖4-13 五層下呼信號(hào)鎖存</p><p>　　同樣以四樓為例說明外部按鈕的邏輯：在電梯門外按外部向上按鈕（“四樓外呼上I1.6”=1）后，按鈕指示燈亮（“四層上指示Q2.6”=1）；當(dāng)電梯往上運(yùn)行（“四層往上運(yùn)行M1.4”=1或“電梯上行指示Q3.2”=1），到達(dá)四樓（“四樓平層信號(hào)M0.4”=1）并且電梯開門時(shí)（“開門驅(qū)動(dòng)Q1.6”=1），按鈕指示燈滅（“四層

94、上指示Q2.6”=0）。其它樓層的邏輯一樣。</p><p>　　4.3 換速、平層、停車</p><p>　　電梯減速按照距離直接停車平層，即要求各層站的減速距離完全一致。減速到平層時(shí)無爬行過程，由運(yùn)行速度直接向零速減速。為保證停車時(shí)的舒適感，應(yīng)確認(rèn)電梯到達(dá)零速時(shí)(此信號(hào)由變頻器給出)才給出合抱閘命令，實(shí)踐證明，改造后的電梯運(yùn)行舒適感好，啟動(dòng)、減速、平層的舒適感不因轎廂負(fù)載的變化而變化，

95、取得了令人滿意的效果。</p><p>　　4.3.1 設(shè)定電梯正常運(yùn)行速度</p><p>　　電梯變頻器的速度給定沒有用模擬量端口，是通過PLC的開關(guān)量端口發(fā)脈沖的方式實(shí)現(xiàn)的，PLC上電時(shí)要將該端口復(fù)位為0。</p><p>　　S7-200集成有高速脈沖輸出功能，其輸出點(diǎn)Q0.0和Q0.1可形成高速脈沖串（PTO）或脈寬調(diào)制（PWM）。</p>

96、<p>　　PTO輸出占方波（占空比50%），指定所輸出的脈沖數(shù)量（1到4,294,967,295）和周期（以微秒或毫秒為單位）。脈沖序列輸出（PTO）功能可以編程為產(chǎn)生一列脈沖或產(chǎn)生由多個(gè)脈沖序列組成的脈沖包絡(luò)。在脈沖包絡(luò)操作方式中，PTO功能被編程為控制一個(gè)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行一個(gè)簡單的斜坡上升、運(yùn)行和斜坡下降操作序列或更復(fù)雜的操作序列。</p><p>　　PWM 可變占空比的固定周期的輸出脈沖，周期和脈

97、寬既可以用微秒又可以用毫秒為單位。當(dāng)脈寬等于周期時(shí)，占空比為100％，輸出恒定為1；當(dāng)脈寬等于0時(shí)，占空比為0，輸出恒定為0。</p><p>　　電梯調(diào)速是PWM方式，輸出口是Q0.1。</p><p>　　有關(guān)脈沖輸出的指令可以使用向?qū)С绦蚓幊獭?lt;/p><p>　　圖4-14 選擇PWM方式調(diào)速</p><p>　　設(shè)定手動(dòng)運(yùn)行頻率程

98、序如圖4-15所示。</p><p>　　圖4-15 設(shè)定手動(dòng)運(yùn)行頻率</p><p>　　PLS指令從特殊存儲(chǔ)器SM讀取數(shù)據(jù)，程序按照其存儲(chǔ)值控制PTO/PWM發(fā)生器。SMB67控制PTO0或者PWM0，SMB77控制PTO1或者PWM1。表4-1對用于控制PTO/PWM操作的存儲(chǔ)器給出了描述。</p><p>　　表4-4 PTO/PWM控制寄存器的SM標(biāo)志

99、</p><p>　　以下程序是設(shè)定電梯正常運(yùn)行速度：</p><p>　　第1句是設(shè)定PWM輸出的控制字，設(shè)定值為16進(jìn)制數(shù)#D3，轉(zhuǎn)換為2進(jìn)制為11010011，即：</p><p>　　SM77.0=1 更新周期值，因?yàn)樽冾l器的速度要求是可變的，在PWM方式下，PWM的脈沖頻率就是變頻器的給定速度；</p><p>　　SM77.

100、1=1 更新脈沖寬度值；</p><p>　　SM77.2=0 是PTO方式的參數(shù)，在PWM方式下不用，可設(shè)為0；</p><p>　　SM77.3=0 時(shí)間基準(zhǔn)（分辨率）選擇1μs；</p><p>　　SM77.4=1 更新方法為同步更新；</p><p>　　SM77.5=0 是PTO方式的參數(shù)，在PWM方

101、式下不用，可設(shè)為0；</p><p>　　SM77.6=1 模式選擇為PWM；</p><p>　　SM77.7=1 PWM允許；</p><p>　　第2句設(shè)定PWM的周期值為1000（μs）；</p><p>　　第3句設(shè)定PWM的脈沖寬度為500（μs）；</p><p>　　第4句用PLS指令啟動(dòng)P

102、WM輸出一個(gè)脈沖輸出到Q0.1(變頻器給定脈沖)，脈沖的周期是1000μs，占空比是50%。</p><p>　　4.3.2電梯轎廂加速控制程序</p><p>　　電梯轎廂加速控制程序如圖4-16所示。</p><p>　　圖4-16 電梯轎廂加速控制程序</p><p>　?。ā爱?dāng)電梯上行驅(qū)動(dòng)Q3.0”=1）或是（“當(dāng)電梯下行驅(qū)動(dòng)Q3.

103、1”=1）時(shí)，（“加速控制信號(hào)M2.0”）置1。電梯的速度不是恒定的，在電梯剛啟動(dòng)時(shí)，速度是慢慢加上去的，在電機(jī)啟動(dòng)的瞬間設(shè)置加速標(biāo)志位，即開始加速。</p><p>　　轎廂加速復(fù)位控制程序如圖4-17所示。</p><p>　　在電梯停止或開始減速時(shí)（接近平層高度）清除加速標(biāo)志。</p><p>　　加速控制程序如圖4-18所示。</p><

104、p>　　圖4-18 加速控制程序</p><p>　　產(chǎn)生一周期為4毫秒的方波信號(hào)，PLC上電時(shí)，T32觸點(diǎn)不通，接通T32線圈；4MS后，T32線圈接通，T32觸點(diǎn)也隨之接通，T32線圈自動(dòng)斷開，開始新一輪循環(huán)?？紤]到PLC程序掃描時(shí)間，實(shí)際周期略大于4MS。在加速標(biāo)志位為1時(shí)，每4MS給輸出的速度加3，直至速度達(dá)到800。</p><p>　　4.3.3 電梯轎廂減速控制程序&

105、lt;/p><p>　　減速控制程序如圖4-19所示。運(yùn)行時(shí)判斷樓層，發(fā)出減速控制信號(hào)。</p><p>　　圖4-19 減速控制程序</p><p>　　以二層為例，分析減速的邏輯：</p><p>　　上行時(shí)（電梯上行驅(qū)動(dòng)Q3.0=1），判斷上行二層霍爾感應(yīng)器I2.3是否置1，如果是則表示電梯進(jìn)入了減速區(qū)；電梯是否要停在二樓，通俗地說，就是

106、電梯是否要送人到二樓或是到二樓去接人，從前面的程序中可以看出，這一邏輯是有內(nèi)呼或外呼按鈕產(chǎn)生的。</p><p>　　其它樓層的邏輯都一樣。</p><p>　　減速禁止程序如圖4-20所示。</p><p>　　圖4-20 減速禁止程序</p><p>　　3.0是禁止減速的標(biāo)志位，在電梯啟動(dòng)的瞬間（上行的上升沿及下行的上升沿）設(shè)置減速禁

107、止標(biāo)志，該標(biāo)志在儲(chǔ)蓄2秒后（T33）自動(dòng)清除，解除禁止。減速控制程序如圖4-21所示。</p><p>　　圖4-21 減速控制程序</p><p>　　電梯減速時(shí)，每4ms減速減3，直到減到400。</p><p>　　4.3.4 平層后開關(guān)門判斷程序</p><p>　　平層開關(guān)門判斷程序如圖4-22所示。</p><

108、;p>　　圖4-22 平層開關(guān)門判斷程序</p><p>　　正常運(yùn)行時(shí)，只有在兩中情況下，打開電梯門：電梯運(yùn)行到位或電梯內(nèi)手動(dòng)開門。</p><p>　　首先分析到位時(shí)開門的邏輯。以第四層上行到位為例：當(dāng)有人在廂內(nèi)按“4”需要送上四樓，或在四樓門外呼叫電梯上來接后（“四樓上指示Q2.6”=1），到達(dá)四樓（“四樓平層信號(hào)M0.4”=1）時(shí)開門；同樣情況下，電梯下行到四樓時(shí)，門也打開

109、。</p><p>　　當(dāng)電梯停在某個(gè)樓層時(shí)（“電梯上行驅(qū)動(dòng)”=0并且“電梯下行驅(qū)動(dòng)”=0）用電梯的按鈕可以開門，“轎廂安全開關(guān)”=0時(shí)，必須開門，防止夾傷乘客。平層信號(hào)送達(dá)程序如圖4-23所示。</p><p>　　圖4-23 平層信號(hào)送達(dá)程序</p><p>　　當(dāng)電梯轎廂到達(dá)某層平層位置后，此層的霍爾感應(yīng)器得電，該層的平層信號(hào)置1。</p>&

110、lt;p>　　4.4 樓層位置指示</p><p>　　4.4.1轎廂樓層位置檢測方法</p><p>　　主要方法有如下幾種:</p><p>　　(1)用干簧管磁感應(yīng)器或其它位置開關(guān):這種方法直觀、簡單，但由于每層需使用一個(gè)磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時(shí)，會(huì)占用PLC太多的輸入點(diǎn)。</p><p>　　(2)利用穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān):這種方法需對磁

111、保開關(guān)的不同狀態(tài)進(jìn)行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，但它是無權(quán)代碼，進(jìn)行運(yùn)算時(shí)需采用PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。</p><p>　　(3)利用旋轉(zhuǎn)編碼器:目前，PLC一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜?jì)數(shù)單元，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，使用方便，因而在電梯PLC控制系統(tǒng)中，可用編碼器測取電梯運(yùn)行過程中的準(zhǔn)確位置，編碼器可直接與PLC高速脈沖輸入端相連，電源也可利用PLC內(nèi)置24V直流電源，

112、硬件連接可謂簡單方便。</p><p>　　(4) 利用霍爾感應(yīng)器開關(guān)信號(hào)對電梯進(jìn)行精確平層。</p><p>　　經(jīng)過比較方法四最好，故本設(shè)計(jì)采用此法。用M0.1~M0.5組合邏輯實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)在每一個(gè)樓層的中間都安裝有霍爾感應(yīng)器，每當(dāng)電梯的轎箱到到達(dá)平層位置，即壓到了該樓層的霍爾感應(yīng)器開關(guān)，此時(shí)該霍爾感應(yīng)器得電，發(fā)出減速信號(hào)，使得電梯舒適度增