毕业设计基于PLC的电梯控制系统设计.doc

平顶山工学院毕业设计论文
摘要

本文针对PLC在六层电梯控制系统中的应用，设计了以PLC为主控制器，采用变频调速系统和集选控制方式来实现六层电梯的基本功能。
本设计采用三菱PLC—FX2N-80MR机控制，用软件来实现对电梯运行的自动控制。电梯具有完整的开关门控制系统、内外呼梯系统、故障报警及显示、消防运行功能和安全回路系统，可靠性大大提高。控制系统结构简单，外部线路简化，另外还可方便地改变控制功能。提高了电梯运行的安全性，并便于检修。与此同时，还选用了安川公司的通用变频器VS—616G5对电梯曳引主机进行变频调速。由于这种变频器采用了先进的SPWM技术并具有自学习功能，同时通过合理的参数设置、软件设计和编程，同样可以达到专用变频器的控制效果，因此，它以优异的调速性能、起制动性能、高效率和较好的节能效果及广泛的适用范围，从而明显改善了电梯运行的质量和性能，使电梯调速范围广、控制精度高、动态性能好，舒适、安静、节能，几乎可与直流调速电梯媲美。

关键词： PLC控制 电梯 变频调速 安全性 舒适感

ABSTRACT
This paper PLC in the six-storey elevator control system, the application was designed to PLC-based controller, Using variable frequency system and set the election method to achieve control of a six-storey elevator's basic functions
The design of the Mitsubishi PLC-FX2N-80MR machine control software to achieve the operation of the elevator control. Lift with a complete switch gate control system, and outside the respiratory system staircase, fault alarm and, Fire safety and the operation of loop system. Greatly enhance reliability, control system is simple, streamlined external lines and, in addition, could easily change control functions. Improve the operation of the elevator safety, and ease of maintenance. Meanwhile, the company chose a generic Yasukawa converter VS-616G5 to lift Dray mainframe VVVF. This converter using advanced technology and SPWM self-learning function. through reasonable parameter setting, software design and programming, we can also achieve the same exclusive inverter control effect, therefore, It excellent speed performance, with braking performance, high efficiency and better energy-saving effects and the extensive scope of application, thereby significantly improving the quality of lift operations and performance, speed lift a wide range of high accuracy, good dynamic performance,comfort,quiet,efficient,energy-saving,and almost comparable to lift DC converter.

Keywords：PLC control VVVF Elevator Safety comfort

第一章 绪论

继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法。但是，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。
可编程序控制器(PLC)最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式己逐渐被PLC控制所代替。同时，由于电机交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式己由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速。因此，PLC控制技术加变频调速技术己成为现代电梯行业的一个热点。

1.1电梯技术发展概况
随着人口的增多，现代建筑向空中发展也成为必然，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要标志，作为高层建筑的垂直运载工具——电梯也得到了快速发展。
(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)电梯拖动技术有了较大的发展，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发展，已由以前的变级调速(AC-V Y)发展成为调压调速(AC-V V )及调频调压调速(AC-V V VF)，使得电梯的速度、加速度、加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）电梯的逻辑控制已从过去简单的继电器—接触器控制发展为可编程序控制器((PLC)和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大提高。
(4)电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足用户的使用功能要求。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，由于国际上机械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，己使电梯的传动形式多样化。
然而随着人们生活水平的提高以及科学技术的快速发展，人们对电梯的外观、性能和环保等方面的要求也发生着微妙的变化，从而也影响着电梯的发展方向。

1.2 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、新工艺的发展，电梯的机械系统也逐渐趋向结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工艺先进化、外观漂亮化。同时，无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。
(2)技术含量更高，性能更好
电梯行业技术发展非常迅速，几年前推出的具有先进性能、高舒适性的VVVF电梯，如今己成为电梯行业的标准配置，但是永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁净、更安全、更安静、更经济的特点，所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的主流;由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代VVVF技术。另外，网络控制和智能群控系统.以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电梯的发展潮流。
(3)安装更方便、更快捷
高效、安全、可重复使用的无脚手架安装，将是高层电梯安装的主要方式;随着新技术的开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的方便，使电梯安装更快、效率更高。
此外，电梯的双向安全装置、无底坑、无线控制、绿色环保—安全、环保、节能、舒适，也将是未来电梯的重要发展方向。

第二章 电梯设备

2.1 电梯概念、分类及工作原理
2.1.1电梯概念
电梯是服务于规定楼层，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间的固定式升降设备。
广义的电梯概念包括载人（货）电梯、自动扶梯、自动人行道等，是指动力驱动，利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运动的梯级（踏步），进行升降或者平行运送人或者货物的机电设备。狭义的电梯是指服务于规定楼层、有轿厢的垂直升降设备，不包括自动扶梯、自动人行道。自动扶梯（Escalator）是带有循环运行梯级，用于向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备。自动人行道（Passenger conveyor）是带有循环运行式走道，用于水平或微倾斜的输送乘客的固定电力驱动设备。

2.1.2电梯的分类
  按用途分：乘客电梯、载货电梯、病床电梯、杂物电梯、船用电梯、观光电梯、汽车电梯。 
    按驱动方式分：曳引式电梯、强制驱动电梯、液压式电梯。
    按速度分：低速电梯（速度不大于1.75m/s）
中速电梯(速度大于1.75m/s小于或等于2.5m/s)
高速电梯(速度大于2.5m/s小于或等于6m/s)
超高速电梯(速度大于6m/s)

2.1.3电梯工作原理
现以乘客曳引式电梯为例介绍其的工作原理：曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。

2.2电梯继电器控制系统的优点及存在问题
2.2.1电梯继电器控制系统的优点
（1）所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。
（2）系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。
（3）大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格较便宜。
（4）多年来我国一直生产这类电梯，技术成熟，己形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉、掌握的人员较多。
2.2.2电梯继电器控制系统存在的问题
（1）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。
（2）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。
（3）电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。
（4）系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。
（5）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安全性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊忧。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。

2.3 电梯PLC控制系统的优点
（1）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。
（2）去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。
（3）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，控制程序也可随工艺改变。
（4） PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。
（5）用于群控调配和管理，易于与计算机通信，提高电梯运行效率。
（6）更改控制方案时不需改动硬件接线

第三章 可编程序控制器（PLC）

可编程控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。但是由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯的用PLC作为可编程控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。

3.1 PLC的特点
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，实现通道(字)的运算和数据存储，另外还有位处理器(布尔处理器)，进行点(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、灵活性强的特点。
(1)可靠性:对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。
A. PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。
B. PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTBF，降低了MTTR，使可靠性提高。
C. PLC有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误。
D. PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。
E. 在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件;采用先进的工艺制造流水线制造;对干扰的屏蔽、隔离和滤波等;对电源的断电保护;对存储器内容的保护等。
F. PLC的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波;软件自诊断;简化编程语言等。
（2）易操作性，PLC的易操作性表现在下列几个方面:
A 操作方便。对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数PLC采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的PLC，编程器采用了CRT屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显示。更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上显示。
B 编程方便。PLC有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握和理解。采用布尔助记符编程语言时，十分有助于编程人员的编程。
C 维修方便。PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快的找到故障的部位，以便维修。
(3)灵活性，PLC的灵活性表现在以下几个方面:
A .编程的灵活性。PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展。
B. 扩展的灵活性。PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可根据应用的规模不同，即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。
C. 操作的灵活性。操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易。

3.2 PLC系统组成及各部分的功能
PLC由中央处理单元（CPU），存储器，输入单元，输出单元，电源五部分组成。除此而外，还有编程器，打印机，计算机等外围设备。其结构框图如下：
编程器
电源
中央处理单元
（CPU）

输
出
单元，电
路
输
入
单元

用户程序存储器
系统程序存储器

图3—1 PLC系统组成框图
（1）中央处理单元
中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢，核心部件，其性能决定了PLC的性能。它是由控制器，运算器和寄存器组成，这些电路都集中在一块芯片上，通过地址总线，数据总线，控制总线，与存储器的输入，输出接口电路相连。
作 用：处理和运行用户程序，进行逻辑和数学运算，控制整个系统，使之协调的工作。
（2）存储器
存储器是具有记忆功能的半导体电路，由存储体、地址译码电路、读写控制电路、数据寄存器组成。
作用：存放系统程序，用户程序，逻辑变量和其它一些信息。
系统程序：控制PLC完成各种功能的程序，由PLC生产厂家编写，并固化到只读式存储器ROM中，用户不能访问。
用户程序：用户根据工程现场的生产过程和工艺要求编写的程序。通过编程器输入到PLC的随机存储器RAM中，允许修改，由用户启动运行。
（3）输入单元：
输入单元是PLC与工业生产现场被控设备相连的输入接口，是现场信号进入PLC的桥梁。
作 用：接收主令元件，检测元件传来的信号。
输入类型：直流输入，交流输入，交直流输入。
输入接口采用光电耦合电路，目的是把PLC与现场电路隔离，提高PLC的抗干扰能力。接口电路内部有滤波，电平转移，信号锁存电路。各PLC生产厂家都提供了多种形式的I/O部件或模块供用户选用。
（4）输出单元
输出单元也是PLC与现场设备之间的连接部件，把输出信号送给控制对象的输出接口。
作 用：将中央处理器送出的弱电信号转换成现场需要的电平信号，驱动被控设备的执行元件。
输出类型：继电器输出，晶体管输出，晶闸管输出。
输出接口电路也采用光电耦合，每一点输出都有一个内部电路，由指示电路，隔离电路，继电器组成。输出接口电路也有输出状态锁存、显示、电平转移和输出接线端子排，输出部件或模块也有多种类型供选用。
（5）电源
作 用：将交流电转换成PLC内部所需的直流电源。
类 型：目前大部分PLC采用开关式稳压电源供电。
3.3 PLC的发展趋势
长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用，但PLC技术展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击，大多数人认为，PLC将会继续失去市场份额；更有甚者认为，在工业PC面前，PLC将会一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为PLC提供一定的市场份额。面对种种预计，我认为PLC需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。
在全球工业计算机控制领域，开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议已经发生巨大变革，几乎到处都有PLC，但这种趋势也许不会继续发展下去。随着软PLC(SoftPLC)控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有SoftPLC组态软件和基于工业PC控制系统的市场份额正在逐步得到增长，这些事实使传统PLC供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们必须面对现实，在传统PLC的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态。对于控制软件来讲，这是PLC控制器的核心，PLC供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将PLC融入更加开放的工业控制行业。

第四章 PLC控制电梯硬件选择

本设计通过多种方案的比较和对照，完成了电梯控制系统中变频器和可编程控制器的选择。

4.1变频器机型选择
随着变频器性能价格比的提高，交流变频调速己应用到许多领域，由于变频调速的诸多优点，使得交流变频调速在电梯行业也得到广泛应用。目前，为电梯控制而设计的专用变频器早已问世，其功能较强，使用灵活，但其价格相对较贵。因此，本设计没有采用专用变频器，而是选用了通用变频器，通过合理的配置、设计和编程，同样可以达到专用变频器的控制效果。
电梯的调速要求除了一般工业控制的静态、动态性能外，他的舒适度指标往往是选择中的一项重要内容，此外电梯节约用电也日益受到重视。综合考虑各种因素，本设计选用安川VS-616G5型全数字变频器，它具有转差补偿、负载转矩自适应等一系列先进功能，可以最大限度地提高电机功率因数和电机效率，同时降低了电机运行损耗，特别适合电梯类负载频繁变化的场合。
VS-616G5型变频器是安川电机公司面向世界推出的21世纪通用型变频器。这种变频器不仅考虑了V/f控制，而且还实现了矢量控制，通过其本身的自动调谐功能与无速度传感器电流矢量控制，很容易得到高起动转矩与较高的调速范围。VS-616G5变频器的特点如下:
(1)包括电流矢量控制在内的四种控制方式均实现了标准化。
(2)有丰富的内藏与选择功能。
(3)由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、体积小。
(4)保护功能完善、维修性能好。
(5)通过LCD操作装置，可提高操作性能。

表4—1 616G5型变频器的标准规格
电压
220V
400V
容量范围
1.2—110KVA
1.4—460KVA
电源
电压频率
200V： 三相 200V/208V/220V
400V： 三相380V/400V/415V/440V/460V
电压允许变动
+10% -15%
频率允许变动
士5%

控制特性

控制方式
正弦波PWM控制，V/f控制
无传感器矢量控制(无PG)，
带传感器矢量控制(带PG)
带传感器V/f控制(用参数切换)
启动转矩
150%/1 Hz(无PG) I50%/0 r/min(带PG)
速度控制范围
1:100(无PG) 1:1000(带PG)
速度控制精度
士0.2%(无PG) 0.02%(带PG)
速度响应
5Hz(无PG) 30Hz(带PG)
转矩极限
有
转矩精度
士5%
转矩响应
20Hz(无PG)以上 150HZ(带PG)以上
频率控制范围
0.1—4000HZ
频率精度
数字式指令士0.01 %(-10C—y+40C)
模拟指令士0. 1%(25C—士l OC)
频率设定分辨率
数字式指令0.01 Hz/100Hz
模拟式指令0.03HzJ60Hz
输出频率分辨率
0.01HZ
过载量
额定输出电流的150% 1 min
频率设定信号
-10—10V 0—10V 4—20MA
加减速时间
0.01——6000S
制动转矩
约20%
抑制高次谐波电源
直流电抗器
内带(200V 24kVA 400V 26kVA以下可选择)
12相整流
不能变动
主要控制功能
瞬停再起动，下降控制，转矩控制.零点伺服控制等
操作装置
16字X2线日语液晶显示
接通插件板可选择
16种（最多可装3块）
保护功能
电机保护，变频器过载，瞬时电流、电压下降，过电压，电压缺相。
4.2变频器参数设置及自学习功能
变频器参数设置的原则
（1）为减小启动冲击及增加调速的舒适感，其速度环的比例系数宜小些，而积分时间常数宜大些。
（2）为了提高运行效率，快车频率应选为工频，而爬行频率要尽可能低些，以减小停车冲击。
（3）零速一般设置为0Hz，迅速抱闸功能将影响舒适感。
（4）变频器其他常用参数可根据电网电压和电机铭牌数据直接输入。
为了使变频器工作在最佳状态，在完成参数设置后，需使变频器对所驱动的电动机进行自学习，而616G5就具有曳引机参数自学习的功能，其方法是:将曳引机制动轮与电机轴脱离，使电动机处于空载状态，然后启动电动机，让变频器自动识别并存储电动机有关参数，变频器将根据识别到的结果调整控制算法中的有关参数。显然，这一组自学习到的参数，是和变频器匹配的最佳参数，使变频器能对该电动机进行最佳控制。

4.3变频器容量计算
4.3.1 变频器功率的计算
变频器的功率可根据曳引机电机功率、电梯运行速度、电梯载重与配重进行选取。设电梯曳引机电机功率为P1，电梯运行速度为v，电梯自重为W1，电梯载重为W2，配重为W3，重力加速度为g，变频器功率为P。在最大载重下，电梯上升所需曳引功率为P2:
P2=[(1+W2-W3)g+F1]V (公式4-1)
其中F1=K (W1十W2-W3) g+ s为摩擦力，s可忽略不计。
电机功率P1，变频器功率P应接近于电机功率P1，相对于P2留有较大裕量，因此可以取P=l.5 P2.

4.3.2变频器制动电阻参数的计算
由于电梯为位能负载，电梯运行过程中产生再生能量，所以变频调速装置应具有制动功能，带有逆变功能的变频调速装置通过逆变器虽然能够将再生能量回馈电网，但成本太高.采用能耗制动方式通过制动单元将再生能量消耗在制动电阻上，成本较低而且具有良好的使用效果.能耗制动电阻Rz大小应使制动电流Iz不超过变频器额定电流的一半，即
Iz<U0/Rz<=In/2
其中Uo为额定情况下变频器的直流母线电压.由于制动电阻的工作不是连续长期工作，因此其功率可以大大小于通电时消耗的功率.

4.4PLC机型选择
FX2N系列PLC的基本构成如下表：
表4-2 FX2N系列PLC基本单元
型号
输入点点数
输出
点数
扩展模块
可用点数
继电器输出
晶闸管输出
晶体管输出
FX2N-16MR-001
FX2N-16MS
FX2N-16MT
8
8
24--32
FX2N-32MR-001
FX2N-32MS
FX2N-32MT
16
16
24--32
FX2N-48MR-001
FX2N-48MS
FX2N-48MT
24
24
48--64
FX2N-64MR-001
FX2N-64MS
FX2N-64MT
32
32
48--64
FX2N-80MR-001
FX2N-80MS
FX2N-80MT
40
40
48--64
FX2N-128MR-001
——
FX2N-128MT
64
64
48--64

表4-3 FX2N系列扩展单元
型号
输入点点数
输出
点数
扩展模块
可用点数
继电器输出
晶闸管输出
晶体管输出
FX2N-32ER
FX2N-32ES
FX2N-32ET
16
16
24--32
FX2N-48ER
——
FX2N-48ET
24
24
48--64

本设计为六层的电梯控制系统，根据需要控制的开关、设备大约有27个输入点，31个输出点需进行控制，同时逾留20%的裕量，综合考虑，故选择日本三菱公司的FX2N-80MR机。 其工作//0点数可达40/40个 。

第五章 硬件电路设计
5.1设计思想
5.1.1.信号控制系统
电梯信号控制基本由PLC软件实现。电梯信号控制系统如图4. 2所示，输入到PLC的控制信号有:运行方式选择(如自动、有司机、检修、消防运行方式等)、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、开关门及限位信号和平层信号等。

输入接口

输出接口

PLC
运行方式选择
安全保护信号
运行控制信号
光电脉冲
外指令信号
内指令信号
拖动控制系统
平层信号
开关门信号
呼梯信号指示
楼层显示
运行方向指示
呼梯铃
开关门控制

表5-1 电梯PLC信号控制系统框图
5.1.2.电梯控制系统实现的功能
(1)一台电机控制轿箱上升和下降
(2)各层设上/下呼叫开关(最顶层与起始层只设一只)
(3)电梯到位后具有手动或自动开门关门功能
(4)电梯内设有层楼指令键，开关门按键
(5)电梯内外设有方向指示灯及电梯当前层号指示灯
(6)待客自动开门，当电梯在某层停梯待客时，按下层外召唤按钮，应能自动开门迎客
(7)自动关门与提早关门.在一般情况下，电梯停站4-6秒应能自动关门;在延时时间内，若按下关门按钮，门将不经延时提前实现关门动作.
(8)按钮开门。在开关过程中或门关闭后，电梯启动前，按下操纵盘上开关按钮，门将打开。
(9)内指令记忆。当轿厢内操纵盘上有多个选层指令时，电梯应能按顺序自动停靠车门，并能至调定时间，自动确定运行方向。
(10)自动定向。当轿厢内操纵盘上，选层指令相对与电梯位置具有不同方向时，电梯应能按先入为主的原则，自动确定运行方向。
(11)呼梯记忆与顺向截停。电梯在运行中应能记忆层外的呼梯信号，对符合运行方向的召唤，应能自动逐一停靠应答。
(12)自动换向。当电梯完成全部顺向指令后，应能自动换向，应答相反方向的信号。
(13)自动关门待客。当完成全部轿厢内指令，又无层外呼梯信号时电梯应自动关门在调定时间内自动关闭轿厢照明。
5.1.3速度给定曲线
为了满足舒适感，提高运输效率及正确平层要求，电梯的速度给定曲线是一个关键环节。人们对于速度变化的敏感度主要是加速度的变化率，舒适感就意味着要平滑的加速和减速。
为了获得良好的舒适感，将电梯的起制动速度曲线设计成由两段抛物线(S曲线)及一段直线构成，而这一曲线形状的构成及改变，则是由加速度斜率及S曲线变化率决定的。加速斜率是以速度给定从0加速到1000转/分所需要的时间来定义的。其意义为加速度由0加速到1000转/秒所需要的时间。因此通过改变起动加速时间可获得不同的起动曲线斜率。增大加速时间值起动曲线变缓，反之，起动曲线变急。同理，增加S曲线变化率起动曲线弯曲部分变缓，反之，起动曲线弯曲部分变急。而S曲线变化率的变化，也可通过改变S曲线起始、终了加速时间来实现，本设计采用的616G5变频器就具有S曲线加速时间设定功能，故将加速时间和S曲线加速时间配合调整，即可获得理想的起动曲线。同理，制动曲线也可按此方法调整。理想的电梯速度给定曲线如下图所示，图中a为加速度，v为速度。

图5-2 速度运行曲线

5.2PLC输入输出信号的确定
表5-1 输入/输出信号分配表
输入点
对应信号
输出点
对应信号
X0
——
Y0
——
X1
外呼按钮1上
Y1
KM1电动机正转
X2
外呼按钮2上
Y2
KM2电动机反转
X3
外呼按钮2下
Y3
KV线圈及故障
X4
外呼按钮3上
Y4
上行指示
X5
外呼按钮3下
Y5
下行指示
X6
外呼按钮4上
Y6
开门
X7
外呼按钮4下
Y7
关门
X10
外呼按钮5上
Y10
1上外呼指示
X11
外呼按钮5下
Y11
2上外呼指示
X12
外呼按钮6下
Y12
2下外呼指示
X13
内呼按钮去1楼
Y13
3上外呼指示
X14
内呼按钮去2楼
Y14
3下外呼指示
X15
内呼按钮去3楼
Y15
4上外呼指示
X16
内呼按钮去4楼
Y16
4下外呼指示
X17
内呼按钮去5楼
Y17
5上外呼指示
X20
内呼按钮去6楼
Y20
5下外呼指示
X21
1楼平层信号
Y21
6下外呼指示
X22
2楼平层信号
Y22
内呼按钮去1楼指示
X23
3楼平层信号
Y23
内呼按钮去2楼指示
X24
4楼平层信号
Y24
内呼按钮去3楼指示
X25
5楼平层信号
Y25
内呼按钮去4楼指示
X26
6楼平层信号
Y26
内呼按钮去5楼指示
X27
上下限位
Y27
内呼按钮去6楼指示
X30
轿箱内开门按钮
Y30
LED层显示a段
X31
轿箱内关门按钮
Y31
LED层显示b段
X32
热继电器
Y32
LED层显示c段
X33
消防锁
Y33
LED层显示d段

Y34
LED层显示e段

Y35
LED层显示f段

Y36
LED层显示g段

Y37
轿箱通风

Y40
轿箱照明

5.3内部继电器说明
表5-2 内部继电器分配表
M101
1楼上升
外呼按钮用，用于记忆外呼按钮呼梯信号，平层解除
M111
上升综合信号
M102
2楼上升
M112
M103
2楼下降
M113
M104
3楼上升
M114
M105
3楼下降
M115
M106
4楼上升
M116
下降综合信号
M107
4楼下降
M117
M108
5楼上升
M118
M109
5楼下降
M119
M110
6楼下降
M120
M501
1楼平层
平层用，用于平层信号被其他平层信号解除
M121
上升记忆信号
M502
2楼平层
M122
下降记忆信号
M503
3楼平层
M227
1层有效开门信号
M504
4楼平层
M228
2层有效开门信号
M505
5楼平层
M229
3层有效开门信号
M506
6楼平层
M230
4层有效开门信号
M201
内呼去1楼
用于要去的楼层，平层时解除
M231
5层有效开门信号
M202
内呼去2楼
M232
6层有效开门信号
M203
内呼去3楼
M240
已正常开关门记忆信号
M204
内呼去4楼
M241
1层手动开门
M204
内呼去5楼
M242
2层手动开门
M206
内呼去6楼
M243
3层手动开门
M211
1楼上升

开
关
门
有
效
外
呼
M244
4层手动开门
M212
2楼上升
M245
5层手动开门
M213
2楼下降
M246
6层手动开门
M214
3楼上升
M247
各层手动开门信号综合
M215
3楼下降
M250
消防专用
M216
4楼上升
T0
开门时间
M217
4楼下降
T1
关门时间
M218
5楼上升

M219
5楼下降

M220
6楼下降

M221
内呼去1楼
开
关
门
有
效
内呼

M222
内呼去2楼

M223
内呼去3楼

M224
内呼去4楼

M225
内呼去5楼

M226
内呼去6楼

5.4 硬件电路图
第六章 软件设计
PLC控制电梯程序流程图
6.1程序流程图