1、緒論目前電梯行業(yè)飛速的發(fā)展，其發(fā)展趨勢主要有電梯品種的變化、電梯的智能化和綠色電梯等方向。因此作為教學的電梯模型也不得不跟著更新，我們學校代表的是時代的前列，我們培養(yǎng)的是社會需求的高知識人才。本模型主要完成的是對其硬件的改進使起與控制部分匹配和對其控制部分的設計。作為教學模型我們充分考慮了該模型的經濟性、可靠性、安全性等因素，而且要實現(xiàn)實際的電梯的主要控制功能。本課題主要是設計電梯的控制系統(tǒng)，機械系統(tǒng)較為簡單，主要由一些型材、板料加工而成！該電梯具有轎廂的升降功能和轎廂門的開、關功能的拖動系統(tǒng)，能采集現(xiàn)場的各種信號。該電梯能實現(xiàn)各種方式下電梯運行的邏輯控制功能。本設計在軟件方面主要完成了層樓繼

2、電器回路、選向回路、選層回路（在轎廂未運行狀態(tài)下可取消輸入信號）、指令回路、召喚回路和開關門電路的設計?？刂撇糠治覀儾捎昧四K化的設計，這樣使得編程相對簡單，而且也便與系系統(tǒng)調。該電梯可供機電一體化高級證書培訓、畢業(yè)設計和課程設計等使用?？勺鳛镻LC、單片機的被控對象使用。設計的控制系統(tǒng)能成功的對電梯完成自動控制，能準確地、及時地到達指定樓層。采用PLC控制電梯有明顯的優(yōu)越性，是一個改善電梯性能的有效方法。第一章 電梯簡介1.1 電梯的現(xiàn)狀及定義隨著現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展，為建筑物提供上下交通運輸?shù)碾娞莨I(yè)也迅速發(fā)展起來。已經成為日常生活中不可缺少的必需品。廣泛的應用于高層住宅、大型公共建筑、工

3、廠倉庫、醫(yī)院等場所，節(jié)省了人力和時間，提高了工作效率。震驚世界的“9.11”事件使得世界聞名的美國紐約世界貿易中心大樓毀于一旦。這幢宏偉的大廈高410m，共110層，是世界最高的建筑之一。在建筑物滿員時，每天要輸送5萬人員上下班和8萬來訪和旅游的人員。如何每天高速有效地運送13萬人，是一個關鍵的問題。該大廈配置了208臺電梯和49臺扶梯。其中，第44層和第78層是休息廳，乘客在該處中轉。通過電梯的合理配置，乘客在5分鐘內可以到達大廈的任何位置。電梯服務于規(guī)定樓層的固定式升降設備。它具有一個轎廂，用電力拖動運行于鉛垂的或傾斜不大于15°的兩列剛性導軌之間，運送乘客或貨物。自動扶梯帶有循

4、環(huán)運行梯級，用于向上或向下傾斜輸送乘客的固定電力驅動設備。自動人行道帶有循環(huán)運行（板式或帶式）走道，用于水平或傾斜角不大于12°輸送乘客的固定電力驅動設備。由此可見，自動扶梯和自動人行道是電梯家族的一個分支或近親，但是不同于電梯。1.2 電梯的發(fā)展趨勢1.2.1 電梯品種的變化電梯的品種要隨著建筑物需求二變化，電梯制造商提供電梯的品種越多，起市場占有量也一定月大。隨著高層建筑的增多，就需要高速、大容量的電梯。目前，開發(fā)多層及小高層大樓配置的廉價、實用可靠的經濟住宅電梯是一個必然趨勢。城市老年齡化的加劇，亦成為今后幾年電梯行業(yè)的一個熱門話題。1.2.2 電梯的智能化計算機、通信技術的發(fā)

5、展，使大樓的信息得以快速傳遞，從而課實現(xiàn)大廈智能化。智能化大廈的垂直交通工具電梯。智能化的電梯首先要與智能化大廈的所有自動化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，如消防、保安、樓宇設備控制系統(tǒng)相互聯(lián)系。現(xiàn)場總線技術已經應用于電梯控制系統(tǒng)與大樓的BAS（建筑物自動化系統(tǒng)）、FAS（消防自動化系統(tǒng)）、SAS（保安自動化系統(tǒng)）中。1.2.3 綠色電梯日益嚴重的環(huán)境污染問題已迫使人們改變傳統(tǒng)的思想觀念，綠色產品、綠色技術、綠色產業(yè)、綠色企業(yè)等“綠色”新概念將成為21世紀的主流色調。綠色電梯的研究重點主要在電梯的制造、配置以及安裝使用過程中的節(jié)能和減少環(huán)境污染等方面。1.3 電梯的分類1.3.1 按用途分類1、乘客電梯：為運送乘客

6、設計的電梯，要求有完善的安全設施以及一定的轎內裝飾。 2、載貨電梯：主要為運送貨物而設計, 通常有人伴隨的電梯。 3、醫(yī)用電梯：為運送病床、擔架、醫(yī)用車而設計的電梯，轎廂具有長而窄的特點。 4、雜物電梯：供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等設計的電梯。 5、觀光電梯：轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。 6、車輛電梯：用作裝運車輛的電梯。7、特種電梯：為特殊環(huán)境、特殊條件、特殊要求二設計的電梯。如船舶電梯、汽車電梯、防爆電梯、防腐電梯等。1.3.2 按速度分類電梯無嚴格的速度分類，我國習慣上按下述方法分類： 1、低速梯，常指低于1.00m/s速度的電梯。 2、中速梯，常指速度在1.002.

7、00m/s的電梯。 3、高速梯，常指速度大于2.00m/s的電梯。 4、超高速，速度超過5.00m/s的電梯。 隨著電梯技術的不斷發(fā)展，電梯速度越來越高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應地提高。1.3.3 按驅動方式分類1、交流電梯，用交流感應電動機作為驅動力的電梯。根據(jù)拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調壓調速、交流變壓變頻調速等。 2、直流電梯，用直流電動機作為驅動力的電梯。這類電梯的額定速度一般在2.00m/s以上。 3、液壓電梯,一般利用電動泵驅動液體流動，由柱塞使轎廂升降的電梯。 4、齒輪齒條電梯, 將導軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機帶動齒輪旋轉使轎廂升降

8、的電梯。 1.3.5 按控制方式分類1、手柄開關操縱，電梯司機在轎廂內控制操縱盤手柄開關，實現(xiàn)電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運行狀態(tài)。 2、按鈕控制電梯：是一種簡單的自動控制電梯，具有自動平層功能，常見有轎外按鈕控制、轎內按鈕控制兩種控制方式。 3、信號控制電梯，這是一種自動控制程度較高的有司機電梯。除具有自動平層，自動開門功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動停層，順向截停和自動換向等功能。 4、集選控制電梯，是一種在信號控制基礎上發(fā)展起來的全自動控制的電梯，與信號控制的主要區(qū)別在于能實現(xiàn)無司機操縱。 5、并聯(lián)控制電梯，23臺電梯的控制線路并聯(lián)起來進行邏輯控制，共用層站外召喚按

9、鈕，電梯本身都具有集選功能。 6、群控電梯，是用微機控制和統(tǒng)一調度多臺集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。 1.3.6 按拖動形式分類1、交流異步單速電動機拖動的電梯2、交流異步雙速電動機變極調速拖動的電梯3、交流異步雙繞組雙速電動機調壓調速（AVCC）拖動的電梯4、交流異步單速電動機調頻調壓調速（VVVF）拖動的電梯5、直流電動機調壓調速（DCVV）拖動的電梯1.4 PLC在電梯控制中的應用PLC是可編程邏輯控制器的簡稱，她是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)。它可以實現(xiàn)開關量或模擬量的輸入、輸出。PLC實際是一種具有邏輯與算術等運算能力，具有標準的I/O接口及部件的，可靠性和

10、穩(wěn)定性極高的工業(yè)計算機。PLC用于電梯控制系統(tǒng)有許多優(yōu)勢：1、PLC具有強大的邏輯處理能力，適應電梯復雜的邏輯控制要求。2、PLC具有順序控制、定時、計數(shù)和算術等處理能力。3、PLC的可靠性高，穩(wěn)定性好。4、維維檢修方便。5、編程簡單，擴展方便。正是由于以上優(yōu)點，從20世紀70年代開始，PLC風靡我國電梯界。第二章 可編程邏輯控制器概論2.1可編程控制器的基本概念 2.1.1 可編程控制器的定義可編程控制器（Programmable Controller）簡稱PC,而個人計算機（Personal Computer）也稱PC，為了避免混淆，人們將最初用于邏輯控制的可編程控制器叫做Programm

11、able logic Controller（簡稱為PLC ）。因此現(xiàn)在工業(yè)中都用PLC作為可編程控制器的簡稱。可編程控制器的問世只有30多年的歷史，但發(fā)展極為迅速。為了確定它的性質，國際電工委員會（International Electrical Committee）在1987年頒布的PLC標準草案中對PLC作了如下定義： PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應按照易于與工業(yè)

12、控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。2.1.2 可編程控制器的發(fā)展歷史世界上公認的第一臺PLC是1969年美國數(shù)字設備公司（DEC）研制的 。20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，成為真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置 。20世紀70年代中末期，可編程控制器進入了實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得了廣泛的應用。20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)控制的需要。目前，PLC在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車

13、和輕工業(yè)等領域的應用都有了長足的發(fā)展。我國是20世紀80年代初引進、應用、研制、生產PLC的。目前，我國已能夠生產中小型PLC。預計21世紀PLC將要會有更大的發(fā)展。在技術上，計算機技術的新成果會更多地應用于PLC的設計及制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能水平更高的品種出現(xiàn)。在產品規(guī)模上，會進一步向超小型及超大型兩個方向發(fā)展。2.1.3 可編程控制器的發(fā)展趨勢1、向兩極化（大型化和小型化）方向發(fā)展2、編程語言和編程工具向標準化和多樣化發(fā)展3、I/O組件標準化、功能組件智能化4、通訊網(wǎng)絡化 5、向大記憶容量，快處理速度發(fā)展 6、發(fā)展故障診斷技術和容錯技術 2.1.4 可編程控制器的特點

14、1、可靠性高，抗干擾能力強 高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC采用大規(guī)模集成電路技術，內部電路采用了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。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，用PLC構成的控制系統(tǒng)，電氣接線及開關接點可以大大減少，故障也將隨之大大降低。此外，PLC具有硬件故障的自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出報警信息。2、配套齊全，功能完善，適用性強PLC發(fā)展到今天，已經形成了大、中、小各種 規(guī)模的系列化產品。可用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能外，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)字控制領域。3、易學易用，深受工程技術

15、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)的工控設備，編程語言易于為工程技術人員接受.像梯形圖語言的圖形符號和表達方式與繼電器電路圖非常接近，只用PLC的少量開關邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)各種電氣控制電路的功能。4、系統(tǒng)設計周期短,維護方便,改造容易PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，可以大大地減少外部的接線，使控制系統(tǒng)設計周期大大縮短。同時維護也變得容易。更重要的是同一設備經過改變程序來改變生產過程已成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。5、體積小，重量輕，能耗低超小型PLC，其底部尺寸小于100mm見方，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。裝入機械內部方便，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制

16、設備。2.2 PLC的組成及其各部分功能PLC的基本組成主要由中央處理器（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出接口（IO接口）、電源、通信接口及編程設備構成。PLC的硬件結構框圖如圖21所示。 輸出單元輸入單元電源微處理器（CPU）運算器控制器存儲器EPROM（系統(tǒng)程序）RAM（用戶程序）I/O擴展接口外設I/O接口編程器盒式磁帶機打印機EPROM寫入器圖形監(jiān)控系統(tǒng)PLC或上位計算機用戶輸入設備用戶輸出設備主機I/O擴展機外部設備圖2-1 單元式PLC結構框圖2.2.1中央處理器（CPU） 中央處理器是可編程控制器的核心，它在系統(tǒng)程序的控制下，完成邏輯運算、數(shù)學運算、協(xié)調系統(tǒng)內部各部分

17、工作等任務。一般說來，可編程控制器的檔次越高，CPU的位數(shù)也越多，運算速度也越快，指令功能也越強。為了提高PLC的性能，也有的一臺PLC采用了多個CPU的。2.2.2存儲器存儲器是可編程控制器存放系統(tǒng)程序、用戶程序及運算數(shù)據(jù)的單元。和計算機一樣，可編程控制器的存儲器可分為只讀存儲器（ROM）和隨機讀寫存儲器（RAM）兩大類，ROM是用來存放永久保存的系統(tǒng)程序，RAM一般用來存放用戶程序及系統(tǒng)運行中產生的臨時數(shù)據(jù)。為了能使用戶程序及某些運算數(shù)據(jù)在可編程控制器脫離外界電源后也能保持，機內RAM均配備了電池或電容等掉電保持裝置?？删幊炭刂破鞯臄?shù)據(jù)單元也叫做繼電器，如輸入繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等。

18、不同用途的繼電器在存儲區(qū)中占有不同的區(qū)域。每個存儲單元有不同的地址編號。2.2.3輸入輸出接口輸入輸出接口是可編程控制器和工業(yè)控制現(xiàn)場各類信號連接的部分。輸入接口用來接受生產過程的各種參數(shù)。輸出接口用來送出可編程控制器運算后得出的控制信息，并通過機外的執(zhí)行機構完成工業(yè)現(xiàn)場的各類控制。生產現(xiàn)場對可編程控制器接口的要求是：一要有較好的抗干擾能力，二是能滿足工業(yè)現(xiàn)場各類信號的匹配要求，因此廠家為可編程控制器設計了不同的接口單元。主要有以下幾種：1、開關量輸入接口 2、開關量輸出接口 3、模擬量輸入接口4、模擬量輸出接口5、智能輸入輸出接口2.2.4電源可編程控制器的電源包括為可編程控制器各工作單元供

19、電的開關電源以及為掉電保護電路供電的后備電源，后備電源一般為電池。2.2.5外部設備1、編程器 編程器除了編程以外，還具有一定的調試及監(jiān)控功能，能實現(xiàn)人機對話操作?？删幊炭刂破鞯木幊淘O備一般有二類，一類是專用的編程器，有手持式的，如圖2-2所示FX20P手持式編程器，其優(yōu)點是攜蒂方便，也有臺式的，有的PLC機身上自帶編程器。另一類是個人計算機。圖2-2 FX20P手持式編程器2、其他外部設備PLC還配有其他一些外部設備：（1）盒式磁帶機，用以記錄程序或信息。（2）打印機，用以打印程序或制表。（3）EPROM寫入器，用以將程序寫入到用戶EPROM中。（4）高分辨率大屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)，用以顯示

20、或監(jiān)視有關部分的運行狀態(tài)第三章 可編程控制系統(tǒng)設計3.1 PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則設計任何一個PLC控制系統(tǒng)，如同設計任何一種電氣控制系統(tǒng)一樣，其目的都是通過控制被控對象（生產設備或生產過程）來實現(xiàn)工藝要求，提高生產效率和產品質量。因此，在設計PLC控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則：1、PLC控制系統(tǒng)控制被控對象應最大限度地滿足工藝要求。設計前，應深入現(xiàn)場進行調查研究，搜索資料，并與機械部分的設計人員和實際操作人員密切配合，共同擬定控制方案，協(xié)同解決設計中出現(xiàn)的各種問題。2、在滿足工藝要求的前提下，力求使PLC控制系統(tǒng)簡單、經濟、使用及維修方便。3、保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。4、考慮到生產的

21、發(fā)展和工藝的改進，在配置PLC硬件設備時應適當留有一定的裕量。3.2 PLC控制系統(tǒng)設計的基本內容PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸入、輸出設備連接而成的。因此，PLC控制系統(tǒng)設計的基本內容應包括：1、選擇用戶輸入設備（按鈕、操作開關、限位開關、傳感器等）、輸出設備（繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設備驅動的控制對象（電動機、電磁閥等）。這些設備屬于一般的電氣元件，選擇方法參見其他書籍。2、PLC的選擇。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件。正確選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術經濟性能指標起著重要的作用。選擇PLC，包括機型、容量的選擇以及I/O模塊、電源模塊等的選擇。3、分配I/O

22、點，繪制I/O連接圖。4、控制程序設計。包括控制系統(tǒng)流程圖、梯形圖、語句表（即程序清單）等設計?？刂瞥绦蚴强刂普麄€系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作正常、安全、可靠的關鍵。因此，設計的控制程序必須經過反復調試、修改，直到滿足要求為止。5、必要時還需設計控制臺（柜）。6、編制控制系統(tǒng)的技術文件。包括說明書、電氣圖及電氣元件明細表。 3.3 PLC控制系統(tǒng)設計的一般步驟設計PLC控制系統(tǒng)的一般步驟：1、根據(jù)生產的工藝過程分析控制要求，需要完成的動作（動作順序、動作條件、必須的保護和聯(lián)鎖等）、操作方式（手動、自動；連續(xù)、單周期、單步等）。2、根據(jù)控制要求確定所需要的輸入、輸出設備。據(jù)此確定PLC的I/O

23、點數(shù)。3、選擇PLC機型及容量。4、定義輸入、輸出點名稱，分配PLC的I/O點，設計I/O連接圖。 5、根據(jù)PLC所要完成的任務及應具備的功能，進行PLC程序設計，同時可進行控制臺（柜）的設計和現(xiàn)場施工。3.4 PLC機型的選擇這是PLC應用設計中很重要的一步，目前，國內外生產的PLC種類很多，在選用PLC時應考慮以下幾方面。1、規(guī)模要適當輸入、輸出點數(shù)以及軟件對PLC功能及指令的要求是選擇PLC機型規(guī)模大小的重要依據(jù)。首先要確保有足夠的輸入、輸出點數(shù)，并留有一定的余地（要有10%的備用量）。如果只是為了實現(xiàn)單機自動化，或機電一體化產品，可選用小型PLC。如果控制系統(tǒng)較大，輸入、輸出點數(shù)較多，

24、被控設備較分散，可以選用中型或大型PLC。2 功能要相當，結構要合理對于以開關量進行控制的系統(tǒng)，一般的低檔機就能滿足要求。對于以開關量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，應選用帶A/D、D/A轉換，加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機。3 輸入、輸出功能及負載能力的選擇選擇哪一種功能的輸入、輸出形式或模塊，取決于控制系統(tǒng)中輸入和輸出信號的種類、參數(shù)要求和技術要求，選用具有相應功能的模塊。為了提高抗干擾能力，輸入、輸出均應選用具有光電隔離的模塊。4 使用環(huán)境條件在選擇PLC時，要考慮使用現(xiàn)場的環(huán)境條件是否符合它的規(guī)定。一般考慮的環(huán)境條件有：環(huán)境溫度、相對濕度、電源允許波動范圍和抗干擾等指標。 第四章 硬

25、件設計方案4.1 PLC電梯模型控制系統(tǒng)的組成PLC電梯模型控制系統(tǒng)的組成如圖4-1所示。圖4-1 PLC電梯模型控制系統(tǒng)的組成4.1.1 系統(tǒng)結構整個硬件系統(tǒng)由一個4層電梯教學模型、一個與之相配套的專用實驗操作箱以及用作控制裝置的PLC組成。我們所用的電梯模型為4層，它由轎箱、開關門機構、升降電機、以及模型本身的控制系統(tǒng)組成。為了突出電梯運行控制這一重點，該電梯模型實驗裝置的樓層顯示，電梯轎箱內樓層指示燈，均已由電梯模型實驗箱完成。用戶主要操作電梯操作面板上的按鈕及觀察指示燈顯示，來判定電梯的運行狀態(tài)。系統(tǒng)的驅動結構如圖4-2所示：圖4-2 系統(tǒng)的驅動結構圖4.1.2 輸入、輸出部分輸入、輸

26、出部分涵蓋了控制系統(tǒng)與電梯各個部位及與部件有聯(lián)系的所有信號。將電梯中發(fā)出指令或檢測信號的按鈕、開關、傳感器（如內選按鈕信號、外選按鈕信號、平層信號、限位信號、廂門限位信號及公共端等）作為PLC的輸入，這些信號通過PLC的輸入端子進入PLC內部，作為控制系統(tǒng)分析判斷的第一手資料。將控制系統(tǒng)經過分析判斷后產生的輸出信號（控制命令）送到電梯相應的執(zhí)行部件，如外呼指示燈、轎廂控制、內選指示燈、廂門控制、公共端等。4.2 整流濾波電路電子電路和許多電氣裝置工作時都需要直流電源提供能量，電池因使用費用高,一般只用于低功耗便攜式的儀器設備中。小功率直流電源一般由變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓器等構成。其結

27、構框圖如圖4-3所示。各部分功能簡述如下：電源變壓器將交流電源（本模型220V）變換成整流所需要的交流電壓（本模型有24V和6V）整流電路利用具有單向導通性的二極管，將交流電壓編程單向的脈沖直流電壓。濾波電路濾去單向脈沖直流電壓中的交流部分，保住直流部分，以減小脈動程度。圖4-3 整流濾波電路結構框圖4.2.1單向橋式整流電路單相橋式整流電路是最基本的將交流轉換為直流的電路，由于4只二極管接成電橋型結構，故稱為橋式整流電路。如圖4-4所示。圖4-4 單相橋式整流電路1、負載上流過電壓和電流平均值的計算：2、二極管的選擇從圖4-2可以看出，截止管所承受的最大反向電壓均為。因此在選用二極管時應保證

28、：由于二極管1、3和2、4是輪流導通的，所以通過二極管的電流是負責電流的一半，故二極管的選擇應滿足：單相橋式整流電路的優(yōu)點是輸出電壓高，紋波電壓小，整流二極管所承受的最高反向電壓較低，電源變壓器得到了充分的利用，效率高，因而應用廣泛。缺點是二極管用得較多。4.2.2 電容濾波電路整流電路輸出的電壓是單向脈動的電壓，為了減小脈動，常用電抗原件組成濾波電路，以減小交流成分。其電路如圖4-5所示。4-5 電容濾波電路4.3 集成穩(wěn)壓電路將線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源和各種保護電路集成在一起就得到了集成穩(wěn)壓器。早期的集成穩(wěn)壓器外引線較多，現(xiàn)在的集成穩(wěn)壓器只有三個外引線：輸入端、輸出端和公共端。它的電路符號如圖4-

29、6所示。 要特別注意，不同型號，不同封裝的集成穩(wěn)壓器,它們三個電極的位置是不同的，要查手冊確定。圖4-6 集成穩(wěn)壓器電路符號4.3.1 LM317應用LM317是三端可調輸出集成穩(wěn)壓器，是一種使用方便、應用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。317系列穩(wěn)壓塊的型號很多：例如LM317HVH、W317L等。電子愛好者經常用317穩(wěn)壓塊制作輸出電壓可變的穩(wěn)壓電源。LM317的標準應用電路圖如圖4-7所示：穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計算：僅僅從公式本身看，、的電阻值可以隨意設定。然而作為穩(wěn)壓電源的輸出電壓計算公式，和的阻值是不能隨意設定的。圖4-7 LM317的標準應用電路圖首先LM317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是V

30、o1.25V37V，所以R2/R1的比值范圍只能是028.6。其次是LM317穩(wěn)壓塊都有一個最小穩(wěn)定工作電流，有的資料稱為最小輸出電流，也有的資料稱為最小泄放電流。最小穩(wěn)定工作電流的值一般為1.5mA。由于LM317穩(wěn)壓塊的生產廠家不同、型號不同，其最小穩(wěn)定工作電流也不相同，但一般不大于5mA。當LM317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時，LM317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。當LM317穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時，LM317穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓。如果用LM317穩(wěn)壓塊制作穩(wěn)壓電源時，沒有注意LM317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流，那么你制作的穩(wěn)壓電源可能會出現(xiàn)下述不正常

31、現(xiàn)象：穩(wěn)壓電源輸出的有載電壓和空載電壓差別較大。在應用中，為了電路的穩(wěn)定工作，在一般情況下，還需要接二極管作為保護電路，防止電路中的電容放電時的高壓把317燒壞。4.3.2 L7824應用L7824是普通的三端輸出集成穩(wěn)壓器，他的輸出是正電壓。78系列與79系列是同一“家族”的，79系列的輸出電壓是負電壓。L7824屬于78XX系列集成穩(wěn)壓器。L7824與LM317的用法相似，只是L7824的輸出是穩(wěn)定的24VDC，而LM317的輸出是可調的。因此LM317應用更加廣泛。比如，實驗室的開關電源中。78XX系列集成穩(wěn)壓器的基本應用電路如圖4-8所示：圖4-8 78XX系列集成穩(wěn)壓器基本應用電路第

32、五章 程序設計方案5.1 PLC程序設計的步驟與內容PLC程序設計的步驟與內容是：1、對于較復雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚地表明動作的順序和條件。對于簡單的控制系統(tǒng)，也可省去這一步。2、設計梯形圖。這是程序設計的關鍵一步，也是比較困難的一步。要設計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設計的實踐經驗。3、根據(jù)梯形圖編制程序清單。4、用計算機或編程器將程序鍵入到PLC的用戶存儲器中，并檢查鍵入的程序是否正確。5、進行聯(lián)機調試，對程序進行調試和修改，如不滿足要求，再修改程序或檢查接線直到滿足要求為止。6、編制技術文件。7、交付使用。PLC程序設計步驟如圖5-1所示：

33、5.2 電梯模型控制過程簡述電梯模型控制系統(tǒng)主要由邏輯控制部分組成，主要包括電梯的控制要求和控制策略。5.2.1 電梯控制要求1、轎廂上行的情況轎廂內有人，有需要到電梯所在樓層以上的樓層信號輸入時，轎廂上行；轎廂內無人，在電梯沒有下行之前有電梯所在樓層以上的召喚信號輸入時，轎廂上行。2、轎廂下行的情況轎廂內有人，有需要到電梯所在樓層以下的樓層信號輸入時，轎廂下行；轎廂內無人，在電梯沒有上行之前有電梯所在樓層以下的召喚信號輸入時，轎廂下行。3、轎廂上下行時，任何反方向的外呼梯信號均不響應只響應順向外呼信號。工藝過程修改確定用戶I/O設備選擇PLC分配I/O點、設計I/O連接圖繪制流程圖設計梯形圖

34、編制程序清單輸入程序并檢查YESNONO分析控制要求 設計控制臺（柜）現(xiàn)場連線滿足要求？聯(lián)機調試滿足要求？調試編制技術文件交付使用NOPLC程序設計控制臺設計及現(xiàn)場施工YES圖5-1 PLC程序設計步驟流程圖4、PLC隨時進行電梯轎廂內的選層登記，轎廂外的各層上下呼梯登記。5、轎廂運行到某一層后，對該層轎廂內已登記的選層信號消失，對該層轎廂外已登記的同方向呼梯信號消失。6、電梯應具有最遠反向外呼梯響應功能。例如，電梯轎廂在一樓，而同時有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯轎廂光去四樓響應四層向下外呼梯信號。7、電梯未平層或運行時，開門按鈕和關門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂停

35、止運行后，按開門按鈕轎廂門打開，按關門鈕轎廂門關閉。8、在響應完所有信號，沒有任何信號輸入時，轎廂停在最后平層樓層，并關門。等有信號輸入時再響應其輸入信號。已達到節(jié)能目的的“綠色電梯”。5.2.2 控制策略我們將按照人的記憶、思維和判斷習慣，在PLC的程序中對所有信號的輸入做登記，在轎廂到達某一層后讓信號消失。根據(jù)轎廂的控制要求，實現(xiàn)運行方向的判斷。具體參見本章5.6的選向回路。狀態(tài)轉換方式電梯的方向只有上升、下降2個方向，但電梯也可能由于沒有任何的上升或者下降請求信號而處于停止狀態(tài)。在電梯的方向處理過程中，電梯只能在上升狀態(tài)和停止狀態(tài)或者下降狀態(tài)與停止之間轉換，電梯的狀態(tài)轉換如圖5-2所示：

36、圖5-2 梯的狀態(tài)轉換圖5.3 I/O分配說明I/O分配說明是技術人員了解控制系統(tǒng)分析判斷的第一手資料。此模型共需有20點指令信號和14點以上的控制輸出信號，他們分別是:1、每層樓上、下請求按鈕指令信號，共6點(除去1樓下請求和4樓上請求)。2、每層樓的樓層限位開關指令信號，共4點3、轎箱內4層樓樓層按鈕指令信號，共4點4、開、關門按鈕指令信號，共2點。5、轎廂上升極限位和轎廂下降極限位，共2個。6、開門限位和關門限位，共2個。7、上下請求指示燈信號，共6點(除去1樓下請求和4樓上請求)。8、轎廂內指示燈信號，共4點。9、電梯轎廂上行和電梯轎廂下行信號，共2點。10、門電機開和門電機關，共2點

37、。表5-1 電梯模型I/O地址分配說明表輸入（I）輸出（O）輸入信號PLC-I/O口輸出信號PLC-I/O口一樓內呼X5一樓內呼指示Y1二樓內呼X6二樓內呼指示Y2三樓內呼X7三樓內呼指示Y3四樓內呼X10四樓內呼指示Y4一樓外上呼X11一樓外上呼指示Y5二樓外下呼X12二樓外下呼指示Y6二樓外上呼X13二樓外上呼指示Y7三樓外下呼X14三樓外下呼指示Y10三樓外上呼X15三樓外上呼指示Y11四樓外下呼X16四樓外下呼指示Y12一樓平層X1電梯轎廂上行Y13二樓平層X2電梯轎廂下行Y14三樓平層X3門電機開Y15四樓平層X4門電機關Y16開門按鈕關門按鈕開門限位X0關門限位X17轎廂上升極限位

38、轎廂下降極限位表5-2 內部輔助繼電器使用分配表輔助繼電器作用時間繼電器作用M1T0M2T1M3T2M4T10M10T11M11T12M12T13M13T14M101T101M102T102M103T103M104T104M110T111M111T112M120T113M121T122M130T123M131T124M140M1415.4 層樓繼電器回路的實現(xiàn) 對于電梯進行控制，首先的問題就是反應電梯實際所在的位置（樓層）。樓層繼電器回路就是完成這一功能的。每一樓層對應一個樓層繼電器，電梯在哪一層，對應的樓層繼電器就會動作。由于PLC具有數(shù)據(jù)傳送、算術計算、數(shù)據(jù)比較處理等功能，所以用PLC很容

39、易就能實現(xiàn)樓層電路。所以在本程序設計中啟用以數(shù)據(jù)寄存器D0，電梯在最下層端站時可將1送入D0，在最上層端站時，將4（最高層）送入D0；電梯沒上升一層就自動加1，電梯沒下降一層就自動減1，這樣D0中存放的始終是層數(shù)；然后D0分別與1、2、3、相比較，等于幾就說明在幾層。按上述方法，本電梯模型的樓層繼電器回路梯形圖如圖5-3所示：5.5 指令和召喚回路 指令和召喚回路的作用是：將轎內指令和廳外召喚信號記憶并指示，當電梯響應后自動將其消除。根據(jù)實際情況本控制系統(tǒng)設計的程序，內選信號，即指令回路是帶取消的，即選中去某一樓層突然改變想法，在電梯沒有運行之前可以取消信號。記憶和消除可用PLC的SET和RS

40、T指令實現(xiàn)。指令回路梯形圖如圖5-4所示：由于除兩個端站外，其他各層均有兩個召喚（上行召喚、下行召喚），而且召喚的響應是順向響應。所以，召喚回路與電梯的運行方向關系密切，因此在召喚回路中加入了反應方向監(jiān)控的繼電器M3和M4。召喚回路梯形圖如圖5-5所示：5.6 選向回路選向回路的作用是根據(jù)當前電梯的位置和指令、召喚的情況，決定電梯的運行方向是向上或是向下。電梯方向的選擇，實際就是將指令和召喚的位置與電梯實際位置相比較。若前者在上（位置的上、下）電梯則選擇向上，相反則選擇向下。方向的實現(xiàn)：首先由層樓繼電器形成選向鏈，然后將每層的指令和召喚對應接入。選向回路梯形圖如圖5-6所示：5.7 選層回路

41、電梯在運行中，有些樓層停，有些樓層不停，這是由選層電路決定的。選層意味著要停車。電梯的選層分指令選層和召喚選層，即因某層有召喚或有該層的指令使電梯在該層停車。其中，指令選層是絕對的：即若電梯運行正常，指令一定使電梯在該層停車。召喚選層是有條件的：召喚選層必須滿足同向，即與電梯當前的運行方向一致，即所謂的“順向截車”。 5.8 轎廂的運行路線運行路線是電梯控制系統(tǒng)的核心。電梯是由曳引電動機拖動（主電機），本電梯模型主要是實現(xiàn)電梯的控制系統(tǒng)，所以沒有啟動的加速過程和停車的減速過程，其運行的速度曲線也有相應的變化，所以其控制路線也不是本設計的核心部分。5.9 轎廂門的控制 門電路是電梯控制系統(tǒng)中相對

42、比較獨立的單元。它的作用是實現(xiàn)電梯門的開和關。電梯門的開、關由門電機驅動，通過繼電器控制門電機的正反轉來實現(xiàn)。開門情況：按鈕開門、平層開門關門情況：按鈕關門、停戰(zhàn)自動延時關門電梯未平層或運行時，開門按鈕和關門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂停止運行后，電梯將自動開門，在電梯未運行時，按開門按鈕轎廂門打開，按關門鈕轎廂門關閉。門電路的控制梯形圖如圖5-7所示：5.10電梯控制系統(tǒng)的調試運行調試程序則意味著整個設計進入了尾聲，調試應滿住系統(tǒng)的運行要求，1 開始時，電梯處于任意一層。2 當有外呼梯信號到來時，轎廂響應該呼梯信號，到達該樓層時，轎廂停止運行，轎廂門延時打開，延時后自動關門。3 人進入轎廂

43、后，當有內呼梯信號到來時，轎廂響應該呼梯隊信號，到達該樓層時，轎廂停止運行，轎廂門延時打開，延時自動關門。4 在電梯轎廂運行過程中，轎廂上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信號均不響應，但如果反向外呼梯信號前方向無其它內、外呼梯信號時，則電梯響應該外呼梯信號。例如，電梯轎廂在一樓，將要運行到三樓，在此過程中可以響應二層向上外呼梯信號，但不響應二層向下外呼梯信號。同時，如果電梯到達三層，如果四層沒有任何呼梯信號，則電梯可以響應三層向下外呼梯信號。否則，電梯轎廂將繼續(xù)運行至四樓，然后向下運行響應三層向下外呼梯信號。5 電梯應具有最遠反向外呼梯響應功能。例如，電梯轎廂在一樓，而同時有

44、二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯轎廂光去四樓響應四層向下外呼梯信號。6 電梯未平層或運行時，開門按鈕和關門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂停止運行后，按開門按鈕轎廂門打開，按關門鈕轎廂門關閉。系統(tǒng)調試運行的步驟大概可分為：1 根據(jù)各個模塊編寫好電梯控制系統(tǒng)的梯形圖程序。2 將程序寫入PLC。3 調試運行在調試過程中要充分運用PLC的監(jiān)控、測試手段?？梢允紫冗M行各個模塊的調試，然后再整體調試。在進行系統(tǒng)調試時，必須弄清楚各個模塊之間的聯(lián)系。系統(tǒng)調試是非常復雜的過程，需要考慮很多方面的問題，需要對程序反復驗證，現(xiàn)場調試等等，使系統(tǒng)盡量完善。第六章 電梯故障分析及排除方法不同制造

45、廠生產的電梯，在機械機構、電氣線路等方面有不同程度的差異，因此故障的產生的原因及排除方法各有所異。當然電梯模型也不例外。6.1實際電梯常見故障分析及排除方法6.1.1安全回路安全回路的作用：為保證電梯能安全地運行，在電梯上裝有許多安全部件。只有每個安全部件都在正常的情況下，電梯才能運行，否則電梯立即停止運行。所謂安全回路，就是在電梯各安全部件都裝有一個安全開關，把所有的安全開關串聯(lián)，控制一只安全繼電器。只有所有安全開關都在接通的情況下，安全繼電器吸合，電梯才能得電運行。常見的安全回路開關有：機房：控制屏急停開關、相序繼電器、熱繼電器、限速器開關井道：上極限開關、下極限開關(有的電梯把這兩個開關

46、放在安全回路中，有的則用這兩個開關直接控制動力電源)地坑：斷繩保護開關、地坑檢修箱急停開關、緩沖器開關轎內：操縱箱急停開關轎頂：安全窗開關、安全鉗開關、轎頂檢修箱急停開關故障狀態(tài)：當電梯處于停止狀態(tài)，所有信號不能登記，快車慢車均無法運行，首先懷疑是安全回路故障。應該到機房控制屏觀察安全繼電器的狀態(tài)。如果安全繼電器處于釋放狀態(tài)，則應判斷為安全回路故障。故障可能原因：1. 輸入電源的相序錯或有缺相引起相序繼電器動作。2. 電梯長時間處于超負載運行或堵轉，引起熱繼電器動作。3. 可能限速器超速引起限速器開關動作。4. 電梯沖頂或沉底引起極限開關動作。5. 地坑斷繩開關動作。可能是限速器繩跳出或超長。

47、6. 安全鉗動作。應查明原因?？赡苁窍匏倨鞒賱幼?、限速器失油誤動作、地坑繩輪失油、地坑繩輪有異物(如老鼠等)卷入、安全契塊間隙太小等。7. 安全窗被人頂起，引起安全窗開關動作。8. 可能有的急停開關被人按下。9. 如果各開關都正常，應檢查其觸點接觸是否良好，接線是否有松動等。另外，目前較多電梯雖然安全回路正常，安全繼電器也吸合，但通常在安全繼電器上取一付常開觸點再送到微機(或PC機)進行檢測，如果安全繼電器本身接觸不良，也會引起安全回路故障的狀態(tài)。6.1.2電梯門關不上現(xiàn)象：電梯在自動位時不能關閉，或沒有關完就反向開啟。在檢修時卻能關上。原因：安全觸板開關壞，或被卡住、或開關調正不當，安全觸板稍微動作即引起開關動作。門光電(或光幕)位置偏或被遮擋?；蜷T光電無(光幕)供電電源，或光電(光幕)已壞。維修：查明原因，保證按鈕動作靈活可靠。6.1.3開關門按鈕開關門按鈕作用：自動位時，如果按住開門按鈕，則電梯門長時間開啟，可以方便乘客多時正常進出轎廂。按一下關門按鈕，可以使門立即關閉。檢修