基于plc的电梯系统设计文档格式.docx

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在这个阶段，微处理技术的成熟，那么有微处理器芯片，半导体存储器到工业生产，大规模集成电路开始普遍应用。

。

（4）1983-1988

通用计算机网络技术，超大规模集成电路，专用集成电路门阵列和应用等迅速发展的PLC的CPU是16位或32位或位芯片，芯片结构，处理速度可达1微秒/步高速计数器，中断，PID和运动控制功能，如引进了PLC，过程控制，以满足所有要求。

能力，以加强网络和计算机网络的主机也可以在PLC的一个多层次的分销系统（DCS）的形成联系在一起。

除了阶梯形式的编程语言和报表的成熟等，以及基本的语言和算术，而数控机床的控制语言。

（5）1988年至今

PLC技术的迅猛发展在这个阶段，发展势头十分强劲，并继续扩大，如用户配置文件（FNIS）和计算机集成制造系统（CIMS）等柔性制造系统中的应用领域。

21世纪PLC将有更大的发展。

从技术角度来看，计算机技术的新成就将更多的设计和制造用于可编程逻辑控制器，操作会更快，更大的存储容量，更智能的物种出现，从规模查看产品点将进一步方向的超小型和大型化发展，从产品品种上的配套产品将更加丰富，更完整的规格，完美的人机界面，完成所有的通信设备将更好地适应于各种工业控制应用的需求;

从市场的角度来看，每一种产品的国际竞争形势与各种国家生产和打破垄断有几个品牌将成为国际市场形势，将有国际通用的编程语言：

从网络的发展情况，可编程控制器和其它工业控制计算机网络构成一个大型控制系统采用PLC技术的发展。

电流分布于大量应用可编程控制器控制系统DCS（分布式控制系统）已经通过计算机网络，港口发展，为自动化和控制网络的可编程控制器和国际在行业和工业领域的重要组成部分，伴随着网络除了发挥日益重要的作用。

第2章可编程PLC的概述

2.1可编程控制器（PLC）的简介

2.1.1可编程控制器的定义

控制器简称PC（ProgrammableController），它经历了可编程序矩阵控制器PMC,可编程顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController）和可编程序控制器PC几个不同时期。

为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器PLC这个老名字。

1987年国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）颁布PLC标准草案中对PLC做了如下定义:

“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内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及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

”

2.1.2三菱FX2NPLC可编程控制器的基础知识

（1）三菱FX2NPLC的主要特点:

●一个程序包的单元型可编程控制器

●采用装卸式端子台

●内装RUN/STOP开关

●程序存储器

●钟表功能

●RUN写入

●元件注解

●利用键盘保护程序（编程手册，外围设备手册）

●丰富的输出入扩展设备

●丰富的特殊扩展设备

●用SFC表现的编程

●简便的应用指令群

●高速处理

通常，PLC的产品可按结构形式、控制规模等进行分类。

按结构形式的不同，可以分为整体式和模块式两类。

按控制规模的大小、则可以分为小型、中型和大型PLC三种类型。

2.1.3PLC的性能指标和分类

1．PLC的主要性能指标

●输入／输出点数（I/O点数）

I/O点数是指可编程序控制器外部输入、输出端子数总和。

它标志着可以接多少个开关、按钮和控制多少个负载。

●存储容量

存储容量是可编程序控制器内部用于存放用户程序的存储器容量，一般以步为单位，二进制16位即一个字为一步。

●扫描速度

一般以执行1000步指令所需时间来衡量，单位是ms/k步，也有以执行一步指令所需时间来计算的，单位是μs/步。

●功能扩展能力

可编程序控制器除主模块之外，通常都可配备一些可扩展模块，以适应各种特殊应用需要，如A/D模块、D/A模块、位置控制模块等。

●指令系统

指令系统指一台可编程序控制器指令的总和，它是衡量可编程序控制器功能强弱的指标。

2．PLC的分类

通常，PLC产品可按结构形式、控制规模等进行分类。

按结构形式不同,可以分为整体式和模块式两类。

按控制规模大小、则可以分为小型、中型和大型PLC三种类型。

3．PLC系统的组成

PLC是种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其硬件结构与微型计算机控制系统十分相似。

PLC是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。

1）PLC的硬件结构

PLC系统在硬件上由基本单元（包含中央处理单元、存储器、输入/输出接口、内部电源）、I/O扩展单元及外部设备组成。

图2-1为PLC的硬件结构图。

图2-1PLC的硬件结构图

图2-2为三菱FX2N小型PLC产品主机示意图。

本课题中FX2N－64MR-001为基本单元，带有64个I／O点（32入、32出）。

图2-2三菱FX2N小型PLC产品主机示意图

2）PLC的软件

可编程控制器PLC的软件系统是指在集合，它的系统方案（系统软件）和用户程序（应用软件）使用的各种部件组成的程序。

系统进程：

包括监控程序，输入解码程序和诊断程序。

用户程序是根据用户的要求控制，PLC的编程语言（如梯形图）应用程序的准备。

2.1.4PLC的工作原理

PLC是计算机技术对传统硬件逻辑控制系统“继电器”到“硬件软化”的结果，使用计算机控制系统的特殊形式。

但是，运行方式，PLC的软件和继电器逻辑控制系统硬件之间有一个逻辑的根本区别。

继电器逻辑控制系统的硬件是并行运行的方式，如果继电器线圈通电或解除的（常开或是否正常关闭，以及它是否在继电器电路的位置）也将立即采取行动的所有继电器触点;

和PLC的软件逻辑是逐行扫描，通过CPU执行用户程序来实现，也就是说，如果一个逻辑已经被打开或关闭的线圈，线圈将不会立即将所有的接触中，必须等待，只有当扫描接触的行动。

为了消除两部分之间的操作模式由于这种差异造成的差异，PLC在运行模式下，输入和输出操作，特殊功能模块等作了特殊的考虑。

1　PLC的扫描工作方式

图2-3PLC的扫描过程

可编程序控制器在进入RUN状态后，采用循环扫描方式工作。

从第一条指令开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储的地址号递增的顺序逐条执行程序，即按顺序逐条执行程序，直到程序结束。

然后再从头开始扫描，并重复地重要进行。

可编程序控制器工作时的扫描过程如图2-3所示，包括五个阶段：

内部处理、通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理。

PLC完成一次扫描过程所需的时间称为扫描周期。

扫描周期的长短与用户程序的长度和扫描速度有关

2　PLC的程序执行过程

PLC的程序执行过程可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个主要阶段，如图2-4所示。

图2-4PLC的程序执行过程

3　PLC的扫描周期

在PLC的实际工作过程中，每个扫描周期除前面所讲的输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段外，还进行自诊断、与外设（如编程器、上位计算机）通信等处理。

即一个扫描周期还应包含自诊断及与外设通信等时间。

4　PLC的I/O响应时间

PLC采用集中I/O刷新方式，在程序执行阶段和输出刷新阶段，即使输入信号发生变化，输入映像寄存器区的内容也不会改变，还会影响本次循环的扫描结果。

输出信号的变化滞后于输入信号的变化，这产生了PLC的输入输出响应滞后现象，最大滞后时间为2-3个扫描周期。

2.2PLC与其它控制系统的比较

可编程序控制器与继电器、微机在电梯控制的应用比较

在电梯电气系统，逻辑中起着重要作用的控制系统必须启动各种控制信号和执行元件，（如接触器，继电器，指示灯，汽车和电子元器件，电力电子器件等）实现这些控制的目的，方法是：

（1）继电器接触器控制系统

电梯控制系统早期是一个多控制系统。

优势：

与其他控制系统，其简单，易于理解和掌握比较，价格便宜。

缺点：

固定进行接触容易磨损，差电接触;

规模大，控制能源消耗，噪音行动：

大，维护成本高。

因此，该控制系统仅适用于速度是不高，没有电梯的性能要求较高。

（2）微机控制系统

电梯的微机控制系统实质上是使控制算法不再由硬件逻辑完成，而通过程序存贮器中的程序来完成的控制系统。

因此对于有不同功能要求的电梯控制系统，只要改变程序存贮器中的程序指令即可，而无需变更或增减硬件系统的元件或布线。

因此，十分方便于使用和管理，并提高系统的可靠性，减小控制系统体积，降低了能耗及其维修保养费用。

虽然微机制的电梯，与继电器控制的电梯比较，它具有较大的优越性。

但是，对一般的电梯而言，应用微机控制也有其局限性和不足之处。

其缺点是:

微型计算机是按数字运算的需要而设计的，功能比较齐全，结构比较复杂:

而一般的电梯控制只需要进行简单的逻辑运算，运算方式多为“与”、“或”、“非”几种，运算位数只需1位，即“1”与“0”。

因此，使用微机就有“大材小用”之嫌。

此外，微机的接口电路没有标准件，而且一般不控制强电。

但在电梯控制中，往往要求能直接控制110V或220V的用电设备，如用户专门配备接口电路既不方便又不可靠。

综上所述，造成用微机控制的成本、运行和维修费用均较高，因此，如在一般的电梯上使用微机控制在经济上不合算。

（3）PLC控制系统

充分利用微电脑原理和技术，保留了计算机控制的优点，克服其缺点。

它具有强大的生命力，业内人士用它来改造旧电梯控制电路部分，取得了明显成效。

总之，PLC是利用计算机技术来产生一个共同的自动化控制设备，可控制开关，模拟，高可靠性，抗干扰能力强，抗干扰能力强，具有完整的逻辑，定时，计数，记忆和算术运算等功能，可以替代继电器式控制多种设备。

它不仅用于控制机械设备，线路和各种设备的运行，将用于电梯PLC控制各种操作和处理相关信息是可行的。

第三章电梯设备及电梯发展动态

3.1.电梯的运行工作情况

一部电梯主要由轿厢、对重、曳引机、控制柜/箱、导轨等部件组成。

电梯在做垂直运行过程中，有起点站也有终点站。

对于三层以上建筑物内的电梯，起点站和终点站之间还设有停靠站。

起点站设在一楼，终点站设在最高楼。

各站的厅外设有召唤箱，箱上设置有供乘用人员召唤电梯用的召唤按钮。

一般电梯在起点站和终点站上各设置一个按钮，中间层站的召唤箱上各设置两个按钮。

而电梯的轿厢内都设置有（杂物电梯除外）操纵箱，操纵箱上设置有手柄开关或与层站对应的按钮，供司机或用人员控制电梯上下运行。

召唤箱上的按钮称外召唤按钮，操纵箱上的按钮称指令按钮。

电梯的运作与汽车有相同之处，但汽车起动，加速，向司机停止等控制操作感谢，并可能在经营中遇到的情况比较复杂，因此驱动程序必须经过严格的培训和评估。

的自动化，电梯，一般的驱动程序或通过操作简单的电气控制系统的方块按钮发出指令信号乘客电梯人员的相对高度，电梯可自动关闭，方向，开始在预定着陆平坞门。

在电梯自动化程度高，司机或乘客谁也发出多个指令信号，电梯将能够启动和停止转动，遵守所有的指示完成任务

虽然电梯和汽车计算任务的过程有许多不同的地方，但仍有许多共同的地方，包括乘客电梯，它如同公交车站，码头工作的出发往返，来回的方向前面有沿指令信号的电梯停靠站打开了车门自动找平拣客站。

升降机的工作是类似的卡车操作，一次性任务，司机或乘客谁控制电梯运行向上和向下一个任务时，只能发出一个命令，以完成分配给另一个命令一般命令任务后重新执行任务。

履行职责的过程中，从一开始登陆站到另一个层，如果沿中间层和指挥信号站，一般不能自动地依靠，所以自动化程度比乘客电梯升降机低。

3.2电梯控制系统的组成

（1）曳引部分：

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）电器设备及控制装置：

有曳引机，选层器传动及控制柜、轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅外指示器组成。

（4）其它装置：

对重装置、补偿装置等。

3.3电梯的安全保护装置

（1）电磁制动器：

装于曳引机轴上，一般采用直流电磁制动器，启动时通电松闸，停层后断电制动。

（2）强迫减速开关：

分别装于井道的顶部和底部，当轿厢驶过端站换速未减速时，轿厢上撞块就触动此开关，通过电器传动控制装置，使电动机强迫减速。

（3）限位开关：

当轿厢经过端站平层位置后仍未停车，此限位开关立即动作，切断电源并制动，强迫停车。

（4）行程极限保护开关：

当限位开关不起作用，轿厢经过端站时，此开关动作。

（5）急停按钮：

装于轿厢司机操纵盘上，发生异常情况时，按此按钮切断电源，电磁制动器制动，电梯紧急停车。

（6）厅门开关：

每个厅门都装有门锁开关。

仅当厅门关上才允许电梯启动；

在运行中如出现厅门开关断开，电梯立即停车。

（7）关门安全开关：

常见的是装于轿厢门边的安全触板，在关门过程中如安全触板碰到乘客时，发出信号，门电机停止关门，反向开门，延时重新开门，此外还有红外线开关等。

（8）超载开关：

当超载时轿底下降开关动作，电梯不能关门和运行。

（9）其它的开关：

安全窗开关，钢带轮的断带开关等。

3.4电梯发展展望

（1）结构不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化。

随着新技术，新结构，新材料，新工艺开发，电梯机械系统的结构简化，体积小，更轻的材料，工艺先进，外型美观且。

同时，无机房电梯在新世纪会有更大的步伐。

（2）技术含量更高，性能更好。

电梯行业技术发展很快，几年前引入了先进的性能，高舒适度变频调速电梯，电梯行业已成为标准配置，永磁同步无齿轮曳引机具有更节能，更清洁，更安全，更安静，更经济的特点永磁同步曳引机等新的拖拉机已逐渐成为主流的永久磁体技术的先进性，未来很可能取代变频调速技术。

此外，网络控制和智能控制组，其先进性，快速性，准确性和发展趋势的电梯控制系统的可靠性。

（3）安装更方便、更快捷

高效，安全，无脚手架安装可重复使用的将是高层电梯安装的主要形式，以科技开发，应用，硬件系统，电梯的安装，带来更大的便利，使电梯的安装速度更快，更高效。

此外，双向电梯安全装置，无底洞，无线控制，环保，安全，环保，节能，舒适，也将是重要的电梯的未来发展方向。

第四章PLC的选择及其软件开发

4.1可编程控制器（PLC）的选型

考虑到该5层楼的电梯系统设计，主要是模拟交换机的少;

用于开关控制的系统，一般的反应速度足以满足要求的PLC控制，在小型PLC便宜积分比模块化，体积也小，考虑，选择了三菱FX2N系列的PLC产品。

FX2N系统PLC具有以下几方面的优点：

1）FX2N配置灵活，除了主机单元外，还可扩展I/O模块，A/D模块，D/A模块和其它特殊功能模块。

2）FX2N指令功能丰富，有各种指令107条，并且指令执行速度快。

3）FX2N可用内部辅助继电器M，状态继电器S，定时器T，寄存器D，计数器C的功能和数量满足系统控制要求的需要。

4）FX2N的编程可用编程器，也可以在PC机上使用三菱公司的专用编程软件包MELSOFT系列的GXDeveloper来进行。

编程语言可用梯形图或指令表。

尤其可用PC机对系统实时进行监控，为调试和维护提供了极大的方便。

4.2　交流双速电梯的主电路

图4-1是一个双速电梯到主交流电路。

地图M1是专用双速电梯笼型感应电动机;

器KM1，平方公里电机可逆接触，实现了电梯上下控制;

立方公里，KM4运行高速和低速电梯的访问，从而实现高速或低速电梯;

KM5是开始加速接触器;

KM6，KM7，KM8接触器减速，制动时调整电梯的加速度的L1，L2和R1，R2为串联电路中电机定子电阻和电阻，KM1及时吸力，电梯上升或下降之后将KM5功率时延拉开始，切R1的一楼，向上或向下的电梯将被转换成一个稳定的速度运行;

当电梯停止接受层教学，关闭了立方公里的释放，KM4权力拉成低速连接，接入电阻制动，电机，实现上升和低速运转下降，从而KM6-KM8拉力强度控制制动过程中，提高舒适度时，驻车制动，以平层位置，接触所有电源，刹车锁释放，电梯停止运行。

图4-1主电路图

4.3门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路

图4-2是电梯门，制动器，门锁及电路的安全运行。

门机是兴奋的KM9直流电动机，KM10控制它扭转。

KM9并联，电阻R2与电机电枢的电枢电流流过左，右，马达被转移到实现开放，压力SQ8，R2的部分短路，打开门来实现的速度。

KM10打开时，电机反转，以达致SQ9，SQ10和R3在一起，实现关闭速度关闭。

当电梯运行向上和向下，刹车应该是开放的，应当线圈通电。

当电梯停止时，应锁定刹车，线圈应该被关闭。

所有房间，车门开关串联，控制门锁继电器KA1，实现全部门运行后的电梯控制关闭。

在安全窗口开关，安全开关装置，限速器开关，紧急停止开关车内，被迫停止向上和向下交换机，基站，交换机和热继电器触点开关梯FR1号，FR2迭串联在一起，构成安全循环控制继电器KA2安全运行与控制PLC为RUN口吸气时，才允许KA2及时PLC运行，在触头KA2。

这节省了PLC的输入，而且还可以在紧急情况下立即停止各种实现。

图4-2门机、抱闸、门锁及安全运行电路

4.4　电梯的主要电气设备

（1）牵引电动机齿轮牵引机为电梯提升机构。

由驱动电动机，电磁制动器（也称电器包闸），减速器牵引轮组成。

（2）自动门机用来完成电梯打开与关闭。

进入电梯厅门门（每站一个），开车门（只有一个）。

只有当电梯停在一降落，这一层被允许开门，并检查（由门拖开车门，车门导致降落完成），只有当机门，车门全部关闭前允许启动运行。

（3）层楼指示灯落地灯，也被称为层安装在各车站和车门口，检查以上汽车的门顶，箱，指示方向的电梯和电梯的位置。

用于形成低压灯泡是更多的LED，并与呼叫箱形结构制成的。

（4）呼梯盒用以产生呼叫信号。

常安装在厅门外，离地面一米左右的墙壁上。

基站与底站只有一只按钮，中间层站由上呼叫与下呼叫两个按钮组成。

（5）操纵箱操纵箱安装在轿箱内，供乘客对电梯发布动作命令。

其上面设有与电梯层站数相同的内选层按钮。

（6）平层及开门装置该装置如图4-3。

由传感器和地板找平传感器组成。

就行了，触发磁铁上的减速板发出停止信号传感器，一楼，电梯开始缓慢下来，找平传感器触发，停止信号发出开门，电机停止，制动锁定。

向下时关闭下的感应板磁铁地板，发出了减速停止信号，电梯开始减速，到平传感器被触发后，对外开放的大门和停止信号的问题。

（7）轿厢位置检测装置俗称选层器，它检测到电梯轿厢运行，地点，时间需要控制系统发出一个信号。

其主要功能是：

根据选举之间的信号和轿厢的位置，以确定方向打出的电话登记;

当电梯停止须达到地板时的减速信号，牵引电机，以变化的速度，当平整的停车场，已经回答的信号，以消除层，呼叫信号楼梯选举，并表示汽车的当前位置，逐层选择设备种类较多，通常分为三类，即机械和选层，继电器，选层层控制装置和电脑的选择。

其中机械设备和中继选择层，并与继电器控制设备层的选择将逐步取消，走出电梯。

位置检测方法主要有如下几种：

（1）用磁簧开关感应器或其他位置。

此方法直观，简单，但每个人都必须使用磁性传感器，当楼层高，临立会占用太多的投入。

（2）稳态磁保护开关使用。

这种方法只需要在代码变形的灰色不同的磁码转换国有保险公司在对电梯控制编码的品种繁多，操作需要PLC的指令译码，比较麻烦的使用，软件解码器可以使程序变化大。

由于本文是五层电梯的控制故选用感应器检测轿厢位置。

图4-3电梯的平层、停层装置示意图

4.5PLC控制电梯I/0点分析

PLC电梯控制系统的控制核心是PLC，M些信号需要输入PLC，PLC需要输出哪些信号，以及采用何种编程方式都需要仔细推敲。

输入输出点的确定是设计整个控制系统的首要问题，决定系统的程序及硬件线路的方案。

为了便于对电梯的工作原理及PLC系统进行分析，现列出电梯所用电器元件表。

1）输入信号的确定

表4-1输入地址分配表

输入信号名称

PLC输入地址

含义

KA2

RUN

安全运行按钮

KA1

X000

门锁开关

SA1-1

X001

自动运行按钮

SA1-2

X002

检修按钮

SB1

X003

开门按钮

SB2

X004

关门按钮

SB3