第第頁(yè)基于PLC的八層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真研究摘要:本文采用可編程控制器(PLC)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器接觸控制，設(shè)計(jì)了八層八站電梯的控制系統(tǒng)。介紹了電梯的發(fā)展概況，電梯的分類及結(jié)構(gòu)組成以及PLC的基本知識(shí)。詳細(xì)地介紹了利用TIAPortalV16軟件采用模塊化的編程思想，設(shè)計(jì)了樓層位置的產(chǎn)生消除及顯示、電梯開關(guān)門、外呼信號(hào)的產(chǎn)生消除及顯示、轎廂內(nèi)選信號(hào)的產(chǎn)生消除及顯示、電梯的上下運(yùn)行方向、電梯自動(dòng)選向等梯形圖控制環(huán)節(jié)。最后對(duì)八層電梯控制系統(tǒng)利用移動(dòng)面板HIM進(jìn)行了軟硬件模擬調(diào)試，并給出了仿真結(jié)果圖。達(dá)到了電梯的運(yùn)行要求，實(shí)現(xiàn)了電梯運(yùn)行的基本功能。關(guān)鍵詞:電梯；PLC控制系統(tǒng)；梯形圖；仿真；模擬調(diào)試目錄TOC\o"1-2"\h\u163291緒論 5244771.1課題研究的背景和意義 5167661.2電梯技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 623531.3課題研究的主要內(nèi)容 755692電梯的簡(jiǎn)介 85142.1電梯的定義及分類 842532.2電梯的起源 838742.3電梯技術(shù)的現(xiàn)狀 9264382.4電梯的原理及結(jié)構(gòu)組成 11111903PLC的簡(jiǎn)介及選型 14245773.1PLC的定義 14178553.2PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 14139133.3PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用 15168953.4PLC的工作原理 16322233.5PLC的選型 1720994電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21245874.1硬件設(shè)計(jì) 2187004.2電梯控制系統(tǒng)主要程序設(shè)計(jì) 22138095電梯系統(tǒng)的仿真 2726005.1仿真軟件簡(jiǎn)介 27176475.2電梯系統(tǒng)仿真 2730531結(jié)論 33907參考文獻(xiàn) 3521967附錄 361緒論1.1課題研究的背景和意義1.1.1科研意義虛擬電梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件仿真程序，只要在一臺(tái)下載安裝了PLC仿真模擬軟件的計(jì)算機(jī)上就可以對(duì)PLC進(jìn)行合理的硬件組態(tài)。同時(shí)，PLC也為軟件開發(fā)提供了有效的調(diào)試管理手段和開發(fā)工具、虛擬環(huán)境，可以有效縮短軟件設(shè)計(jì)師的開發(fā)工作時(shí)間，加快開發(fā)工程進(jìn)度，降低開發(fā)成本。電梯遠(yuǎn)程集中監(jiān)控控制系統(tǒng)的技術(shù)研究的主要研究技術(shù)是當(dāng)今公用電梯遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)領(lǐng)域的先進(jìn)應(yīng)用技術(shù)，是一種全新的電梯服務(wù)管理概念，它為公用電梯的設(shè)計(jì)生產(chǎn)者和制造服務(wù)單位同時(shí)提供了新的電梯設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展服務(wù)思路，為電梯維修保養(yǎng)管理單位和電梯使用管理單位同時(shí)提供了對(duì)公用電梯的遠(yuǎn)程集中管理等也提供了一種強(qiáng)有力的服務(wù)手段。利用WinCC智能監(jiān)控系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)模擬電梯人機(jī)交互界面自動(dòng)控制、進(jìn)行動(dòng)畫圖像監(jiān)控的技術(shù)思想，為現(xiàn)代電梯的這種人性化、可視化產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式提供了新的發(fā)展思路，是推動(dòng)人工聰慧智能監(jiān)控技術(shù)逐步融入現(xiàn)代電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新方向。電梯內(nèi)部設(shè)備故障使用者隨時(shí)隨地可以通過一臺(tái)故障可視自動(dòng)化監(jiān)控電梯上的人機(jī)交互操作界面自動(dòng)匹配選擇一臺(tái)故障監(jiān)控電梯的各種人機(jī)呼叫網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)行操作，監(jiān)視電梯故障監(jiān)控電梯的正常工作運(yùn)行或者工作故障狀態(tài)，一旦發(fā)生故障后的電梯監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)通過撥號(hào)，使故障電梯進(jìn)入一臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)控制故障電梯設(shè)備維修中心，維修員就知道發(fā)生故障后的問題所在，然后進(jìn)行處理，以免故障電梯發(fā)生意外事故。遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控中心會(huì)一直監(jiān)控電梯，隨時(shí)隨地可以知道一個(gè)電梯的系統(tǒng)運(yùn)行異常狀態(tài)和隨時(shí)發(fā)生電梯故障的可能情況，維修工作人員在電梯維修之前可以就己及時(shí)知道關(guān)于該電梯維修的服務(wù)項(xiàng)目，所需要的工具及維修備件大大減少了電梯維修中心服務(wù)的維護(hù)成本和維修時(shí)間。這種工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)深得廣大用戶的廣泛信賴，這也將成為是未來我國(guó)鐵路電梯系統(tǒng)工業(yè)監(jiān)控技術(shù)科學(xué)研究創(chuàng)新發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。1.1.2教學(xué)意義虛擬教學(xué)電梯的系統(tǒng)編程與模擬仿真以及調(diào)試課程系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)為大學(xué)PLC級(jí)的教學(xué)課程提供了全新的、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的虛擬教學(xué)方法和調(diào)試手段。在教學(xué)改革創(chuàng)新方面，改變了填鴨式課堂教學(xué)的枯燥和乏味，發(fā)揮出了虛擬現(xiàn)場(chǎng)電梯監(jiān)控系統(tǒng)模擬現(xiàn)場(chǎng)的教學(xué)直觀性，增強(qiáng)了大學(xué)生對(duì)作為被控工程對(duì)象的電梯運(yùn)行管理過程的感性認(rèn)識(shí)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，積極主動(dòng)地認(rèn)真學(xué)習(xí)了讀PLC、寫指令、編程序、仿真、調(diào)試等能力。實(shí)現(xiàn)從枯燥的傳統(tǒng)文字性教學(xué)理論課程教學(xué)模式轉(zhuǎn)變到成為內(nèi)容多樣化的教學(xué)一體化理論教學(xué)。在有效降低實(shí)訓(xùn)成本費(fèi)用方面，我國(guó)高等職業(yè)教育院校實(shí)訓(xùn)實(shí)施設(shè)備多數(shù)陳舊或已跟不上工業(yè)科技進(jìn)步發(fā)展的時(shí)代要求，但是由于購(gòu)置新實(shí)訓(xùn)設(shè)備的大量資金不足，且新實(shí)訓(xùn)設(shè)備多數(shù)由于體積大、價(jià)格昂貴、維護(hù)困難，難以完全滿足在校學(xué)生專業(yè)實(shí)踐學(xué)習(xí)需要。而這種虛擬現(xiàn)實(shí)電梯控制系統(tǒng)比其他物理現(xiàn)實(shí)電梯系統(tǒng)模型更靈活、形象，有利于電梯學(xué)生自己建立直觀的電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，便于任課教師向電梯同學(xué)們進(jìn)行操作情況展示。教學(xué)的遠(yuǎn)程展開仿真可以做到不受院校設(shè)備和教學(xué)場(chǎng)地的太大限制，以院校程序員的設(shè)計(jì)和教學(xué)仿真工作為主，即使個(gè)別本科院?？赡軟]有安裝西門子編程PLC仿真設(shè)備，但是只要是在計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái)上有支持，能夠直接安裝上博圖V16軟件就一樣可以直接進(jìn)行遠(yuǎn)程模擬教學(xué)仿真，即可以節(jié)約院校購(gòu)置全套設(shè)備的時(shí)間成本，又可以能同時(shí)完成門子PLC軟件教學(xué)、仿真的主要任務(wù)，具有廣泛的國(guó)際通用性。同時(shí)，提出的基于德國(guó)西門子中型PLC的中型虛擬組態(tài)電梯軟件設(shè)計(jì)的新開發(fā)思路，即完美發(fā)揮出了西門子中型PLC強(qiáng)大綜合功能，又徹底改變了目前職業(yè)美術(shù)技工培訓(xùn)教育中歐姆龍、三菱汽車系列中型PLC的行業(yè)統(tǒng)治培訓(xùn)格局，提高培訓(xùn)教學(xué)管理效率和提升培訓(xùn)管理層次。在教學(xué)、實(shí)訓(xùn)中我們采用的是小組討論教學(xué)法，先后是讓全體學(xué)生進(jìn)行分組討論，就一部電梯的具體運(yùn)行原理特點(diǎn)、控制系統(tǒng)要求等先提出電梯設(shè)計(jì)方案思路，探討編制出一套具有實(shí)際可行性的電梯設(shè)計(jì)方案，再根據(jù)實(shí)際使用情況合理選擇電梯控制系統(tǒng)設(shè)備，進(jìn)行電梯輸入口和輸出設(shè)備配置，模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，共同研究編制設(shè)計(jì)出全部電梯操作程序并進(jìn)行調(diào)試，完成全部電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)功能。最后由各組成員代表面向負(fù)責(zé)人員講解立體電梯安全控制管理系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)開發(fā)思路及解決方案，相互進(jìn)行比較、補(bǔ)充，最終設(shè)計(jì)做出一個(gè)功能完善的、符合要求的智能虛擬立體電梯控制系統(tǒng)。整個(gè)學(xué)習(xí)過程大大提高了全體學(xué)生的教育學(xué)習(xí)工作效率、增強(qiáng)了學(xué)生團(tuán)體中的協(xié)作學(xué)習(xí)意識(shí)，為以后的教育學(xué)習(xí)科研工作不斷積累寶貴實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。安全系統(tǒng)操作控制方面，避免了虛擬電梯系統(tǒng)控制現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的系統(tǒng)運(yùn)行操作環(huán)境，虛擬現(xiàn)實(shí)電梯系統(tǒng)的各個(gè)控制元件都由電梯軟件模塊中的物理虛擬電梯量測(cè)器代替，避免了電梯物理虛擬電梯控制模型中各種電梯硬件線路故障或樓梯電源線路故障的同時(shí)出現(xiàn)，保障了電梯人身財(cái)產(chǎn)設(shè)備安全。虛擬功能電梯監(jiān)控系統(tǒng)只要稍加進(jìn)行改造，就可以能用其他電梯廠家的PLC(軟件例如日本三菱、西門子、松下等)軟件來直接實(shí)現(xiàn)基于本系統(tǒng)模型的虛擬功能，可以使其得到大規(guī)模范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用。1.2電梯技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1.2.1電梯速度是未來電梯行業(yè)發(fā)展的新方向隨著我國(guó)電梯制造行業(yè)不斷快速發(fā)展，電梯制造技術(shù)也在不斷完善。展望中國(guó)電梯制造行業(yè)的迅速健康發(fā)展，能夠充分肯定高速商用電梯更加的會(huì)繼續(xù)受到廣大人們的廣泛青睞，得到廣泛的的使用，進(jìn)一步能夠引領(lǐng)整個(gè)中國(guó)電梯制造行業(yè)的健康快速發(fā)展。在高速公路電梯設(shè)備運(yùn)行中，有效地運(yùn)用結(jié)合了永磁電梯同步自動(dòng)無(wú)噪聲齒輪電梯技術(shù)，在電梯原有技術(shù)基礎(chǔ)上大大降低電梯噪聲，減輕電梯能耗。1.2.2新型材料的廣泛綜合運(yùn)用和高效應(yīng)會(huì)必將發(fā)展成為未來我國(guó)智能家居電梯系統(tǒng)制造設(shè)備行業(yè)未來技術(shù)發(fā)展的新一大發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)階段，電梯設(shè)備會(huì)非常占用大量存儲(chǔ)空間，在用戶出現(xiàn)電梯故障時(shí)也可能會(huì)需要浪費(fèi)較多人力時(shí)間對(duì)其設(shè)備進(jìn)行日常維修。未來我國(guó)電梯照明行業(yè)內(nèi)還會(huì)積極開發(fā)新型電梯應(yīng)用照明材料。新材料的廣泛應(yīng)用在初期可能會(huì)雖然增加一定的企業(yè)經(jīng)濟(jì)使用成本，但是這樣一來能夠?yàn)槠髽I(yè)電梯安全使用提供重要技術(shù)保障，減少企業(yè)相應(yīng)的電梯維修維護(hù)費(fèi)用，從行業(yè)整體經(jīng)濟(jì)角度考慮出發(fā)，會(huì)對(duì)我國(guó)電梯維修行業(yè)的經(jīng)濟(jì)整體效益持續(xù)提升增長(zhǎng)創(chuàng)造條件。1.2.3電梯制造智能化效率會(huì)全面大幅提升目前我國(guó)智能電梯制造技術(shù)智能化能有效率地運(yùn)用傳統(tǒng)智能電梯技術(shù)對(duì)商用電梯智能技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新，能夠有效率地節(jié)省智能電梯所需要消耗的總用電量，促進(jìn)智能電梯各個(gè)方面智能資源的合理有效充分利用。1.3課題研究的主要內(nèi)容主要內(nèi)容是用可編程控制器(PLC)，設(shè)計(jì)并運(yùn)用相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)仿真的八層八站的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)。內(nèi)容包括方案設(shè)計(jì)，硬件電路，軟件編程，仿真過程等。設(shè)計(jì)要求：（1）八層八站電梯控制，電梯運(yùn)行的時(shí)候要有相應(yīng)的指示燈亮起，用來表示電梯正在上行途中或者下行途中，還要實(shí)時(shí)顯示電梯所在樓層的位置。（2）電梯的升降控制，當(dāng)某一層有乘客呼梯的時(shí)候，能有相應(yīng)指示燈的顯示。電梯仿真模型畫面作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，并精確平層，還需要對(duì)乘客請(qǐng)求信號(hào)排序。（3）平層的時(shí)候呼梯信號(hào)會(huì)消失，同時(shí)進(jìn)行開門和關(guān)門的操作，平層結(jié)束的時(shí)候需要給出提示信號(hào)。（4）不可逆向響應(yīng)：電梯向上運(yùn)行的時(shí)候只能響應(yīng)上升呼梯信號(hào)，向下運(yùn)行的時(shí)候只能響應(yīng)下降呼梯信號(hào)，反方向呼叫都不會(huì)響應(yīng)。

2電梯的簡(jiǎn)介2.1電梯的定義及分類2.1.1電梯的定義根據(jù)新的電梯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及該標(biāo)準(zhǔn)將按GB/T7024-1997《電梯、自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道術(shù)語(yǔ)》中所分別規(guī)定的電梯升降機(jī)及電梯服務(wù)等級(jí)分別定義:電梯，Lift，Elevator，服務(wù)于所有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定自動(dòng)電梯升降樓層的同軸橫向垂直傾斜或兩列橫向同軸傾斜并且角度相對(duì)應(yīng)不得小于15°的手動(dòng)同軸橫向剛性導(dǎo)軌之間的固定式自動(dòng)電梯升降機(jī)及電梯輔助設(shè)備。2.2電梯的起源公元前1100年前后，我國(guó)古代的周朝以至戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就開始出現(xiàn)了一種用繩索卷筒機(jī)和轆轤來供水，這種機(jī)械就是簡(jiǎn)單的小型水用支架卷?yè)P(yáng)機(jī)。公元前236年古希臘，阿基米德設(shè)計(jì)發(fā)明了第一臺(tái)手臂來驅(qū)動(dòng)的卷筒式卷?yè)P(yáng)機(jī)。它們就是電梯的一個(gè)重要雛形。公元1765年，瓦特發(fā)明創(chuàng)造了一臺(tái)小型蒸汽機(jī)之后，英國(guó)于1835年在德國(guó)柏林一家工廠里開始裝配，它使用了第一臺(tái)由一個(gè)小型蒸汽機(jī)為動(dòng)力的小型汽車升降機(jī)。1845年，美國(guó)人阿姆斯特朗制作了第一臺(tái)大型水壓式升降機(jī)，這就是日后美國(guó)大型電梯的一個(gè)雛形。由于早期商用電梯中的升降機(jī)大都只是直接采用麻繩卷筒方式進(jìn)行升降提升，棉繩或者是麻繩直接進(jìn)行升降牽引，斷繩墜落等等安全事故時(shí)有發(fā)生，因而隨著現(xiàn)代商用電梯的快速變化發(fā)展已經(jīng)直接受到了現(xiàn)代電梯升降安全性的嚴(yán)重考驗(yàn)。1852年，美國(guó)奧的斯發(fā)明了一種吊車?yán)縻Q，在轎廂內(nèi)的吊索鏈條斷裂時(shí)，它將轎廂車門緊緊鎖住吊索導(dǎo)軌上，防止轎廂下墜。1854年，在紐約展覽會(huì)上，奧的斯表演了防護(hù)專用鉗的特殊使用功能，他俯身站在升降機(jī)內(nèi)部工作臺(tái)的平臺(tái)上，然后吊索完全割斷，在現(xiàn)場(chǎng)觀眾們的驚呼聲和尖叫聲中，平臺(tái)被防護(hù)專用鉗穩(wěn)穩(wěn)地咬住，奧的斯先生安然無(wú)恙地快步走下了升降機(jī)的平臺(tái)。由此這刻開始，電梯開始有了可靠的安全質(zhì)量故障保證。現(xiàn)代自動(dòng)化電梯的興起源于人們采用電動(dòng)機(jī)作為電梯動(dòng)力的來源。1831年，法拉第發(fā)明了發(fā)電機(jī)。1880年出現(xiàn)了用電力拖動(dòng)的垂直升降機(jī)，從此一種以電力驅(qū)動(dòng)的垂直升降運(yùn)輸機(jī)就出現(xiàn)了。1889年，美國(guó)紐約的"戴納斯特"一層服務(wù)大廳內(nèi)首次整體裝修采用了第一批商用自動(dòng)電梯，它們由直流柴油電機(jī)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)與一個(gè)動(dòng)力齒輪蝸桿傳動(dòng)直接卷筒進(jìn)行傳動(dòng)連接，通過一個(gè)動(dòng)力蝸桿卷筒直接帶動(dòng)高速升降電梯進(jìn)入商用電梯轎廂，速度平均控制為0.5m/s，構(gòu)成了現(xiàn)代我國(guó)目前現(xiàn)代商用自動(dòng)電梯的基本采用動(dòng)力蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。1903年,奧的斯電梯公司將牽引驅(qū)動(dòng)改為曳引式驅(qū)動(dòng)的電梯。從20世紀(jì)初中期開始，交流電磁感應(yīng)動(dòng)力電動(dòng)機(jī)得到更完善的發(fā)展，開始研究將它應(yīng)用于電梯的拖動(dòng)控制系統(tǒng)，使拖動(dòng)控制系統(tǒng)更加簡(jiǎn)化，同時(shí)它也促進(jìn)了自動(dòng)電梯的廣泛普及。2.3電梯技術(shù)的現(xiàn)狀2.3.1國(guó)內(nèi)電梯生產(chǎn)的概況電梯行業(yè)生產(chǎn)中的品種從一般大型商用載貨電梯逐步廣泛發(fā)展到并擴(kuò)大至達(dá)到商用載貨大型乘客電梯、高級(jí)商用載貨大型乘客電梯、自動(dòng)扶梯(主要產(chǎn)品包括小型的中大高度、中高度、大中小不等高度的單人、雙人和全自動(dòng)乘客扶梯)和各種帶有蓋的自動(dòng)人行道等五大系列產(chǎn)品。并從1996年9月1日開始，天津、上海等大型商用電梯生產(chǎn)廠家都已經(jīng)有少量知名品牌電梯產(chǎn)品陸續(xù)成功銷往國(guó)外。電梯的自動(dòng)操縱控制方式也從電梯手柄按鈕開關(guān)自動(dòng)控制逐漸發(fā)展到電梯按鈕開關(guān)信號(hào)自動(dòng)控制和電梯集選信號(hào)控制，直到多臺(tái)大型電梯的內(nèi)部梯群自動(dòng)控制。電梯的最高運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)速度從0.25m/s以上發(fā)展至達(dá)到2.5m/s以上，并已由傳統(tǒng)交流調(diào)速齒輪拖動(dòng)全面發(fā)展取代了4m/s以下的直流傳動(dòng)調(diào)速齒輪拖動(dòng)。在研究發(fā)展民用電梯運(yùn)行控制新器件技術(shù)設(shè)備方面，交流自動(dòng)調(diào)速以及拖動(dòng)的電梯生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)水平也在迅速發(fā)展得到不斷提高。1999年目前為止全國(guó)正在安裝運(yùn)行的萬(wàn)臺(tái)智能自動(dòng)電梯已經(jīng)的規(guī)模已經(jīng)超過30萬(wàn)臺(tái)。2.3.2國(guó)外電梯生產(chǎn)現(xiàn)狀在消費(fèi)電子技術(shù)不斷飛速發(fā)展的今天，高性能的消費(fèi)電子應(yīng)用元器件不斷創(chuàng)新出現(xiàn)，價(jià)格不斷大幅下降。電梯的運(yùn)行控制管理系統(tǒng)廣泛的是采用數(shù)控微電腦進(jìn)行控制，使得該電梯的設(shè)備運(yùn)行管理性能已經(jīng)有了每天飛躍的速度發(fā)展和極大提高，提高了運(yùn)行可靠性，減少了電梯故障時(shí)的停梯，降低了電梯設(shè)備維護(hù)投資，減少了生產(chǎn)能耗。目前在全世界商用電梯制造技術(shù)的不斷提高主要具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)主要方面:(1)利用微電腦在設(shè)計(jì)電梯自動(dòng)控制柜的系統(tǒng)中已經(jīng)得到日益廣泛的發(fā)展運(yùn)用，從而基本取代了目前傳統(tǒng)的使用數(shù)量眾多的電梯繼電器和具有觸點(diǎn)自動(dòng)控制電梯系統(tǒng)，大幅度縮小了整體尺寸，減少了電梯的占地面積，這在大型高層商用電梯上尤為顯著。除一級(jí)電梯安全保護(hù)規(guī)范中所規(guī)定的安全自動(dòng)保護(hù)控制回路必須由一個(gè)有觸點(diǎn)的繼電器元件直接組成外，其余的大部分控制電路都必須采用了一種微電子式的固態(tài)控制電路。(2)實(shí)際應(yīng)用基于交流風(fēng)力感應(yīng)調(diào)速電動(dòng)機(jī)的電梯交流風(fēng)力調(diào)速移動(dòng)電梯已經(jīng)得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用，在很大程度范圍內(nèi)已經(jīng)取代了一般耗電和能量大的直流風(fēng)力發(fā)電機(jī)——交流電動(dòng)機(jī)可以拖動(dòng)的調(diào)速電梯。自80年代初日本三菱公司公司推出新型變頻電梯變壓拖動(dòng)調(diào)速控制系統(tǒng)以來，該系統(tǒng)技術(shù)已日益成熟，這種變頻拖動(dòng)調(diào)速技術(shù)不僅可有效降低民用電梯機(jī)房所在高層大樓的移動(dòng)電源設(shè)備容量，減少電梯機(jī)房移動(dòng)載荷，節(jié)省機(jī)房能耗，運(yùn)行可靠。此外奧的斯公司也自主研制了通二交一通三交二可調(diào)頻智能調(diào)速和可拖動(dòng)的統(tǒng)一交流高速自動(dòng)電梯。(3)為了有效簡(jiǎn)化各種電梯的工作驅(qū)動(dòng)運(yùn)行控制管理系統(tǒng)，提高各種電梯工作運(yùn)行拖動(dòng)性能；當(dāng)今目前國(guó)際上各主要商用電梯驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)商和廠商都專門進(jìn)行設(shè)計(jì)，制造出了適用于各種電梯工作拖動(dòng)運(yùn)行特性的高頻交流高壓感應(yīng)樓梯電動(dòng)機(jī)和低極限轉(zhuǎn)速的高壓直流電梯發(fā)動(dòng)機(jī)，以充分適應(yīng)各種電梯的高速IV象和極限高速運(yùn)行以及工作拖動(dòng)狀態(tài)的特殊需要；尤其對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的各種機(jī)械工作特性，啟動(dòng)力矩，單位啟動(dòng)時(shí)間以及啟動(dòng)工作次數(shù)等等都需要有一些特殊要求。目前尤以永磁交流同步高速電動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展最為迅速。(4)該型曳引機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)性能正不斷提高得到重大改進(jìn)。曳引機(jī)的蝸輪體積逐漸大大縮小；蝸輪上的減速器和傳動(dòng)的工作效率等也得到了很大的幅度提高。同時(shí)這種體積更為緊湊，減速比移動(dòng)范圍更大，傳動(dòng)控制效率更高的新型行星形式齒輪傳動(dòng)減速器正逐步廣泛應(yīng)用于重型電梯機(jī)和曳引機(jī)。曳引動(dòng)力機(jī)制式傳動(dòng)器的機(jī)械性能也在不斷得到提高。高效率圓盤式并聯(lián)制動(dòng)器的廣泛應(yīng)用不僅使大型電梯列車曳引機(jī)制動(dòng)實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)獨(dú)立并聯(lián)制動(dòng)，大大程度增加了電梯制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的安全性和可靠性，還可以使各種制動(dòng)傳感器具體配備了機(jī)械磨損自動(dòng)監(jiān)控，故障發(fā)生報(bào)警自動(dòng)控制等特殊功能。(5)永磁永磁材料的應(yīng)用技術(shù)不斷進(jìn)步也促使永磁爐和同步動(dòng)力電動(dòng)機(jī)技術(shù)得到了新的飛速發(fā)展。采用這一先進(jìn)技術(shù)的無(wú)機(jī)燃料房曳式牽引自動(dòng)電梯對(duì)目前傳統(tǒng)曳引電梯制造技術(shù)流程規(guī)范編制提出了巨大挑戰(zhàn)。具有環(huán)保、節(jié)能、占有面積空間小等多大優(yōu)點(diǎn)的無(wú)障礙機(jī)房自動(dòng)電梯正在快速獲得發(fā)展。具有新一代世紀(jì)智能綠色環(huán)保設(shè)計(jì)概念的低碳節(jié)能、無(wú)公害污染、高效率的智能電梯系列產(chǎn)品正在快速發(fā)展中。(6)由于現(xiàn)代電梯建筑結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展多樣化，要求智能電梯主體結(jié)構(gòu)應(yīng)具有更大的適用性。在不同使用環(huán)境中能夠在適應(yīng)不同建筑結(jié)構(gòu)的大型建筑物中進(jìn)行垂直軌道運(yùn)輸?shù)氖褂眯枰８鞯氐碾娞菰O(shè)備生產(chǎn)制造廠商對(duì)整臺(tái)電梯主體結(jié)構(gòu)和零部件本身進(jìn)行著不斷的設(shè)計(jì)改進(jìn)。如一是減小轎廂底坑架高度以便于適應(yīng)其高低層的間距，低頂層的露天大樓建筑結(jié)構(gòu)；以無(wú)機(jī)械廠房的大樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式提高露天建筑物頂部大樓結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)性和靈活性；同時(shí)降低轎廂液壓驅(qū)動(dòng)緩沖器的高度以便于減小轎廂底坑架的深度；同時(shí)加強(qiáng)轎廂、曳光牽引繩、底坑架等部件的安全防護(hù)性以便于適應(yīng)各種露天建筑工作的各種要求。2.4電梯的原理及結(jié)構(gòu)組成2.4.1電梯的原理曳引繩的一端連著轎廂，而另外一端連著對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通過減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到有效確保道路運(yùn)輸安全這一目的。固定在整個(gè)高層轎廂上的往復(fù)滑動(dòng)導(dǎo)軌升靴機(jī)也同樣可以沿著已經(jīng)固定安裝在整個(gè)高層轎廂建筑物上的下水井道上。常用功能關(guān)閉塊式轎廂電梯車門制動(dòng)器在您的轎廂樓梯電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行工作時(shí)自動(dòng)停止松閘，使您的轎廂高層電梯車門停止自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，在不發(fā)生損失樓梯電源的條件情況下自動(dòng)停止電梯制動(dòng)，使您的轎廂高層電梯車門停止自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)升降，并在轎廂在其指定的轎廂下上車的時(shí)候自動(dòng)維持轎廂電梯門的正常運(yùn)行工作狀態(tài)，供乘客同時(shí)進(jìn)行出入。轎廂內(nèi)的貨箱部件是用于其他內(nèi)部傳動(dòng)載荷的重要運(yùn)輸箱體及其組成的零部件，對(duì)于具有載重用途的車輛來說，它是可以平衡整個(gè)汽車轎廂內(nèi)部傳動(dòng)載荷、減少電動(dòng)機(jī)損耗輸出的最大功率。補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)張力控制裝置主要就是用來同時(shí)有效補(bǔ)償轎廂電動(dòng)曳力拉拖挽力牽引繩電動(dòng)拖車負(fù)載運(yùn)動(dòng)運(yùn)行過程及其中的拖車機(jī)械運(yùn)動(dòng)張力和拖車負(fù)載運(yùn)動(dòng)重量等的巨大變化，使轎廂電動(dòng)曳力挽拖電動(dòng)牽引繩和轎廂電動(dòng)機(jī)拖車工作時(shí)的負(fù)載趨于穩(wěn)定，確保轎廂電動(dòng)拖車能準(zhǔn)確安全運(yùn)行?？?。2.4.2電梯的結(jié)構(gòu)組成本文研究的是曳引電梯，它的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1電梯的基本結(jié)構(gòu)電梯主要由八大系統(tǒng)組成，下面簡(jiǎn)單介紹各個(gè)系統(tǒng)的功能及組成。（1）曳引系統(tǒng)功能：輸出與傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。組成:包括激光曳引機(jī)、曳光傳動(dòng)牽引繩和激光鋼絲繩、導(dǎo)向輪、反繩輪等。（2）導(dǎo)向系統(tǒng)功能：限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作上、下運(yùn)動(dòng)，承受安全鉗工作時(shí)的制動(dòng)力。組成：轎廂（對(duì)重）導(dǎo)軌、導(dǎo)靴及其導(dǎo)軌架等。（3）轎廂系統(tǒng)功能：用以裝運(yùn)并保護(hù)乘客或貨物的組件，是電梯的工作部分。組成：轎廂架和轎廂體。（4）門系統(tǒng)功能：供乘客或貨物進(jìn)出轎廂時(shí)用，運(yùn)行時(shí)必須關(guān)閉，保護(hù)乘客和貨物的安全。組成:轎廂電動(dòng)門、層疊車門、開關(guān)門控制系統(tǒng)等以及門鎖等附屬相關(guān)零部件。（5）重量平衡系統(tǒng)功能：相對(duì)平衡轎廂的重量，減少驅(qū)動(dòng)功率，保證曳引力的產(chǎn)生，補(bǔ)償電梯曳引繩和電纜長(zhǎng)度變化轉(zhuǎn)移帶來的重量轉(zhuǎn)移。組成：對(duì)重裝置和重量補(bǔ)償裝置。（6）電力拖動(dòng)系統(tǒng)功能：提供動(dòng)力，對(duì)電梯運(yùn)行速度實(shí)行控制。組成:曳引機(jī)和電動(dòng)機(jī)、供電控制系統(tǒng)、速度計(jì)和反饋控制裝置、電動(dòng)機(jī)組和調(diào)速控制裝置等。（7）電氣控制系統(tǒng)功能：對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。組成：操縱箱、召喚箱、位置顯示裝置、控制柜、平層裝置、限位裝置等。（8）安全保護(hù)系統(tǒng)功能:有效保證整部電梯安全正常使用，防止任何危及乘員人身和電梯設(shè)備安全的意外事故再次發(fā)生。組成:機(jī)械安全自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)控制裝置系統(tǒng):自動(dòng)安全限速器、安全自動(dòng)保護(hù)鉗、緩沖器、端站機(jī)械保護(hù)裝置等。

3PLC的簡(jiǎn)介及選型3.1PLC的定義一種具有數(shù)字化的運(yùn)算和可操作的專用電子系統(tǒng)，專為在電子工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中的應(yīng)用而開發(fā)設(shè)計(jì)的。它通常采用一類完全可編程的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部自動(dòng)存儲(chǔ)應(yīng)用程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過各種數(shù)字或模擬式信號(hào)輸入/數(shù)字輸出接口控制各種類型的加工機(jī)械或設(shè)備生產(chǎn)工藝過程。3.2PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC由于有機(jī)電路的一體化智能控制，儲(chǔ)存數(shù)據(jù)邏輯可以替代外部網(wǎng)絡(luò)接線，數(shù)據(jù)流和運(yùn)算處理能力強(qiáng)，加之現(xiàn)代通信信息技術(shù)的不斷增強(qiáng)被廣泛應(yīng)用較廣泛，可實(shí)現(xiàn)如下智能控制。3.2.1開關(guān)量的邏輯控制PLC基本上取代了傳統(tǒng)繼電器控制電路，實(shí)現(xiàn)順序控制、邏輯自動(dòng)控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的自動(dòng)控制，也可用于群控和自動(dòng)化生產(chǎn)流水線。3.2.2模擬量控制在我們現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量管理工作過程當(dāng)中，有許多連續(xù)運(yùn)動(dòng)頻率不斷變化的溫度模擬量，如浮在空氣中的溫度、壓力、流量、液位和物體運(yùn)動(dòng)的加速度等都常?？梢钥醋魇且环N頻率模擬量。為了實(shí)現(xiàn)能夠同時(shí)使一個(gè)獨(dú)立可編程的數(shù)字微控制器系統(tǒng)能夠正確處理數(shù)字模擬子變量，必須同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)數(shù)字模擬量(Analog)和一個(gè)數(shù)字模擬子變量(Digital)之間的一個(gè)D或A/D和一個(gè)D或B轉(zhuǎn)換及它的一個(gè)D/A和D或D和B轉(zhuǎn)換。PLC每個(gè)生產(chǎn)廠家都具有可以設(shè)計(jì)生產(chǎn)配套的一種用于A或A/D和以及C的A或D/A控制參數(shù)快速轉(zhuǎn)換自動(dòng)控制系統(tǒng)模塊，使這種簡(jiǎn)單可編程的自動(dòng)微控制器模塊可以廣泛用于用戶進(jìn)行各種模擬量程的自動(dòng)控制。3.2.3運(yùn)動(dòng)控制PLC也可以被作用于速度控制。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。3.2.4過程控制過程控制指對(duì)壓力、溫度、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。過程安全質(zhì)量管理控制在我國(guó)石油航天冶金、化工、熱處理、鍋爐行業(yè)過程質(zhì)量控制等眾多工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合中已經(jīng)具有非常廣泛的實(shí)際性和應(yīng)用。3.2.5數(shù)據(jù)處理PLC網(wǎng)絡(luò)通信器包含用于PLC間的網(wǎng)絡(luò)通信及用于PLC與其它各種智能手機(jī)設(shè)備間的網(wǎng)絡(luò)通信。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制的不斷發(fā)展，工廠通信自動(dòng)化工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展得很快，各大的PLC通信廠商都開始十分重視自己PLC的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)功能，都設(shè)計(jì)推出自己的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。3.3PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用可編程型和邏輯型微控制器的硬件結(jié)構(gòu)多種多樣，但其結(jié)構(gòu)組成的一般結(jié)構(gòu)原理規(guī)則基本相同，都指的是以高級(jí)微處理器架構(gòu)為設(shè)計(jì)核心的硬件結(jié)構(gòu)。通常由系統(tǒng)中央處理控制單元(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM、ROM)、輸入端和輸出控制單元(I/O)、電源和系統(tǒng)編程器等幾個(gè)部分綜合組成，如圖2所示。3.3.1中央處理單元（CPU）CPU作為整個(gè)PLC的一個(gè)核心，起著一個(gè)主導(dǎo)作用。CPU一般由微機(jī)控制電路、運(yùn)算器和數(shù)據(jù)寄存器電路組成。集成電路都被安裝在一個(gè)數(shù)字電路的核心芯片上。CPU通過數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制接口總線與存儲(chǔ)單元、輸入端和輸出端等接口進(jìn)行連接。CPU的中斷功能主要有以下一些:從一個(gè)存儲(chǔ)器中同時(shí)讀取一條指令，執(zhí)行一條指令，取下一條中斷指令，處理一個(gè)中斷。3.3.2存儲(chǔ)器（RAM、ROM）存儲(chǔ)器主要用途就是一種用于管理保儲(chǔ)器和存放操作系統(tǒng)的可執(zhí)行驅(qū)動(dòng)程序、用戶程序及其他工作流的相關(guān)數(shù)據(jù)。存放整個(gè)工作系統(tǒng)軟件用戶程序軟件的應(yīng)用程序系統(tǒng)存儲(chǔ)器處理系列程序稱為整個(gè)工作系統(tǒng)軟件用戶程序處理軟件系統(tǒng)存儲(chǔ)器；其中用于處理存放整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用工作系統(tǒng)處理軟件的用戶程序系統(tǒng)存儲(chǔ)器處理系列程序稱為整個(gè)系統(tǒng)軟件用戶程序處理軟件系統(tǒng)存儲(chǔ)器；其中用于處理存放系統(tǒng)應(yīng)用工作處理過程相關(guān)數(shù)據(jù)的信息處理軟件存儲(chǔ)器序列系統(tǒng)程序稱為應(yīng)用工作過程數(shù)據(jù)處理軟件存儲(chǔ)器。常用的格式磁盤數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器文件類型主要有三種RAM、EPROM和EEPROM。RAM數(shù)據(jù)文件分區(qū)是一種隨機(jī)用戶程序可同時(shí)隨地進(jìn)行多種數(shù)據(jù)修改讀寫操作的隨機(jī)用戶數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)器它用戶可同時(shí)存放多個(gè)隨機(jī)用戶程序，生成多個(gè)隨機(jī)用戶程序中的數(shù)據(jù)和文件分區(qū)，存放在一個(gè)新的RAM數(shù)據(jù)文件分區(qū)中的每個(gè)隨機(jī)用戶程序可方便地同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)修改。RAM小型備用電子存儲(chǔ)器：這指的是一種用于采用一個(gè)高密度、低工作頻率和小功耗、價(jià)格便宜的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可用一個(gè)小型鋰電池組來充當(dāng)可制做一個(gè)小型備用電子存儲(chǔ)器的電源。掉電時(shí)，可有效地及時(shí)準(zhǔn)確保持監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)的所有相關(guān)數(shù)據(jù)信息。EPROM、EEPROM都很有可能認(rèn)為是一個(gè)支持只讀只寫數(shù)據(jù)包的存儲(chǔ)器。用這些存儲(chǔ)文件類型代碼編寫成的存儲(chǔ)器文件可以進(jìn)行固化從而操作系統(tǒng)可以管理應(yīng)用程序和其他文件應(yīng)用程序。圖2PLC的結(jié)構(gòu)組成3.3.3輸入輸出單元（I/O單元）I/O接口單元是在PLC與兩個(gè)被控對(duì)象間相互傳遞一個(gè)輸入和輸出控制信號(hào)的一個(gè)接口部件。I/O控制單元還具有良好的自動(dòng)電壓源隔離和自動(dòng)濾波保護(hù)作用。輸入控制器件主要是各種控制開關(guān)、按鈕、傳感器等。輸出控制器件主要是交流電磁閥、接觸器、繼電器。3.3.4電源PLC電源系統(tǒng)分為外部的工作電壓和內(nèi)部的穩(wěn)壓電源。3.3.5編程器可以在個(gè)人計(jì)算機(jī)中安裝編程軟件，利用編程器對(duì)PLC進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，修改程序。3.4PLC的工作原理PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，在PLC中用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。PLC的通信掃描操作過程主要分為內(nèi)部操作處理、通信外部操作、程序執(zhí)行輸入輸出處理、程序執(zhí)行、程序插入輸出幾個(gè)主要階段。全過程中每掃描一次所有必需的一個(gè)時(shí)間周期稱為一次掃描時(shí)間周期。當(dāng)PLC主機(jī)處于自動(dòng)停機(jī)的狀態(tài)時(shí)，只需要進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)處理和執(zhí)行通信系統(tǒng)操作以及服務(wù)等重要內(nèi)容。在PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。3.4.1輸入處理輸入流或信號(hào)采樣處理也認(rèn)為可以是呼叫高頻信號(hào)輸入流或信號(hào)處理采樣。在此數(shù)據(jù)位置進(jìn)行輸入每次刷新數(shù)據(jù)映象時(shí)每當(dāng)該數(shù)據(jù)寄存器被自動(dòng)進(jìn)行刷新。接著就是你會(huì)開始進(jìn)入到從應(yīng)用程序開始執(zhí)行到微處理器的階段。在輸入掃描操作程序執(zhí)行時(shí)，輸入硬件輸出中的映象輸入映像對(duì)應(yīng)寄存器與硬件輸入輸出外界變化信號(hào)互相隔離，即使掃描程序中所輸入到的輸出外界信號(hào)發(fā)生變化，其中所輸入到的映象輸出映像對(duì)應(yīng)寄存器的變化信息內(nèi)容也同樣可能不會(huì)發(fā)生變化，只有在下一個(gè)屬于硬件輸入掃描程序工作處理周期的一個(gè)程序輸入外界信號(hào)或微處理器的工作周期階段中它本身才能被直接獲取讀入這些變化信息。3.4.2程序執(zhí)行根據(jù)PLC梯形圖排列操作程序軟件中的順序原則，按照先左后右，先上后下的順序掃描操作步序，逐次完成掃描，執(zhí)行上述掃描程序。3.4.3輸出處理程序執(zhí)行結(jié)束階段操作完畢后，將內(nèi)部射頻輸出電路器件輸入映象信號(hào)輸入輸出寄存器，即內(nèi)部輸入輸出器件將其中的兩個(gè)映象信號(hào)輸入輸出寄存器由該器件將其中的兩個(gè)X和Y或Y輸入送到寄存器的輸入運(yùn)行結(jié)束狀態(tài)，在內(nèi)部射頻輸出器件信號(hào)輸入處理程序執(zhí)行結(jié)束階段時(shí)將輸入轉(zhuǎn)存器信號(hào)送到外部射頻輸出鎖存器，通過內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路放大負(fù)載端子輸出電路，使內(nèi)部射頻輸出功率放大負(fù)載端子向內(nèi)部輸出外界電路發(fā)送外部輸出交流電并同時(shí)控制內(nèi)部功率放大信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部功率放大負(fù)載。3.5PLC的選型3.5.1PLC的選型規(guī)則在可編程邏輯控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是可編程邏輯控制器工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。確定新型可編程電子邏輯管理控制器的基本功能、外部設(shè)備工作特性等，最后通過選擇出具有較高性能價(jià)格比的新型可編程電子邏輯管理控制器和軟件設(shè)計(jì)完成相應(yīng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。（1）點(diǎn)數(shù)估算I/O點(diǎn)數(shù)數(shù)據(jù)余量統(tǒng)計(jì)估算時(shí)重要數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)應(yīng)首先綜合考慮適當(dāng)?shù)挠嗔奎c(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)余量。實(shí)際在按客戶要求訂貨時(shí)，還極有可能同時(shí)需根據(jù)不同產(chǎn)品制造廠商實(shí)際采用的的可編程軟件控制系統(tǒng)邏輯和采用微控制器的實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)品信號(hào)性能設(shè)計(jì)特點(diǎn)，對(duì)相關(guān)信號(hào)發(fā)出輸入端及信號(hào)輸出和觸點(diǎn)元件數(shù)量等因素進(jìn)行具體相應(yīng)性能圓整。（2）存儲(chǔ)器容量存儲(chǔ)器容量值的大小根據(jù)應(yīng)用軟件程序本身及其設(shè)計(jì)軟件能夠所同時(shí)提供的可編硬件存儲(chǔ)單元中的硬件容量大小。因此，程序庫(kù)的存儲(chǔ)容量在沒有進(jìn)入軟件設(shè)計(jì)階段之前是未知的，需在針對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)試之后才確認(rèn)可以完全知道。(3)控制功能選擇該功能選擇系統(tǒng)包括具有運(yùn)算處理功能、控制處理功能、通信處理功能、編程處理功能、診斷處理功能和數(shù)據(jù)處理速度等多種特性的功能選擇。3.5.2PLC的選型和I/O口的分配本文研究設(shè)計(jì)的是基于PLC的八層八站電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的自動(dòng)開關(guān)量以及信號(hào)控制需求，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有36個(gè)輸入控制節(jié)點(diǎn)，26個(gè)輸出控制節(jié)點(diǎn)而無(wú)需對(duì)其進(jìn)行手動(dòng)控制，所以本文選用常用的新型西門子SIMATICS7-1200系列PLC做其主要的控制器。故要在設(shè)計(jì)中將選擇的PLC的主機(jī)型號(hào)確定為CPU1215CDC/DC/DC，再加DI16×24VDC，DI8×24VDC，DQ16×24VDC三個(gè)擴(kuò)展模塊。該型號(hào)的西門子PLC既能充分滿足系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中針對(duì)輸入以及輸出和各節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)個(gè)數(shù)的一定要求，也為以后民用電梯安全控制管理系統(tǒng)的使用維修安裝提供了方便。其輸入輸出的I/0分配如表1，表２所示。表1PLC輸入輸出分配表輸入定義輸出定義I0.0一層內(nèi)呼Q0.0一層外呼上指示燈I0.1二層內(nèi)呼Q0.1二層外呼下指示燈I0.2三層內(nèi)呼Q0.2二層外呼上指示燈I0.3四層內(nèi)呼Q0.3三層外呼下指示燈I0.4五層內(nèi)呼Q0.4三層外呼上指示燈I0.5六層內(nèi)呼Q0.5四層外呼下指示燈I0.6七層內(nèi)呼Q0.6四層外呼上指示燈I0.7八層內(nèi)呼Q0.7五層外呼下指示燈I1.0開門開關(guān)Q1.0五層外呼上指示燈I1.1關(guān)門開關(guān)Q1.1六層外呼下指示燈I1.2一層外呼上Q2.0六層外呼上指示燈I1.3二層外呼下Q2.1七層外呼下指示燈I1.4二層外呼上Q2.2七層外呼上指示燈I1.5三層外呼下Q2.3八層外呼下指示燈I2.0三層外呼上Q2.4轎廂上行控制I2.1四層外呼下Q2.5轎廂下行控制I2.2四層外呼上Q2.6一層內(nèi)選指示燈表２PLC輸入輸出分配表輸入定義輸出定義I2.3五層外呼下Q2.7二層內(nèi)選指示燈I2.4五層外呼上Q3.0三層內(nèi)選指示燈I2.5六層外呼下Q3.1四層內(nèi)選指示燈I2.6六層外呼上Q3.2五層內(nèi)選指示燈I2.7七層外呼下Q3.3六層內(nèi)選指示燈I3.0七層外呼上Q3.4七層內(nèi)選指示燈I3.1八層外呼下Q3.5八層內(nèi)選指示燈I3.2下限位信號(hào)Q3.6轎廂開門控制I3.3一層平層信號(hào)Q3.7轎廂關(guān)門控制I3.4二層平層信號(hào)I3.5三層平層信號(hào)I3.6四層平層信號(hào)I3.7五層平層信號(hào)I4.0六層平層信號(hào)I4.1七層平層信號(hào)I4.2八層平層信號(hào)I4.3上限位信號(hào)I4.4轎廂開門限位信號(hào)I4.5轎廂關(guān)門限位信號(hào)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件PLC的控制主機(jī)結(jié)構(gòu)如下如圖3所示，模塊化設(shè)計(jì)的SIMATICS7-1200系列控制器主機(jī)是作為西門子新一代推出系列產(chǎn)品的控制核心，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單卻高度精確的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制任務(wù)。圖3PLC的主機(jī)實(shí)物圖CPU1215CDC/DC/DC的主要參數(shù)：程序板載數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)器/直接板載程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序信息存儲(chǔ)器125KB，24VD無(wú)泄漏交流電源，板載帶有DI14×24VDC無(wú)泄漏型/無(wú)溢漏交流電源型，板載帶有DQ10×24VDC；另外還有直接板載6個(gè)高速速度脈沖數(shù)字計(jì)數(shù)器和4個(gè)高速脈沖數(shù)字信號(hào)插入輸出；高速數(shù)字信號(hào)輸出板載還帶有一個(gè)擴(kuò)展板和一個(gè)版本裝載I/O；另外還有包括多達(dá)3個(gè)原本可以工作用于直接實(shí)現(xiàn)串行文字?jǐn)?shù)據(jù)編程通信的串行數(shù)字通信編程接口處理模塊；另外還有包括多達(dá)8個(gè)原本可以工作用于直接板載I/O處理接口的可擴(kuò)展的串行數(shù)字信號(hào)編程處理接口模塊；2個(gè)新的用于PROFINET數(shù)字通信處理端口，用于串行數(shù)據(jù)信號(hào)編程、HMI和一個(gè)用于PLC間接的串行數(shù)據(jù)編程串行數(shù)字通信。DI16×24VDC的主要參數(shù)：帶有16個(gè)模擬數(shù)字電源輸入的漏型模式數(shù)字模擬電源輸入量程檢測(cè)器數(shù)字輸入用于控制系統(tǒng)模塊；帶有漏型模擬數(shù)字電源輸入(PNP，P均可自動(dòng)讀取)；漏型數(shù)字模擬電源信號(hào)輸入輸出電壓值為L(zhǎng)+；控制模塊軟件可組態(tài)0.05~20ms的漏型數(shù)字電源輸入值和輸出延時(shí)(每一個(gè)數(shù)字通道)；數(shù)字信號(hào)錯(cuò)誤診斷控制模塊軟件可組態(tài)(按信號(hào)順序選擇模塊)；根據(jù)用戶要求設(shè)置IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)接口類型3，適用于能夠同時(shí)運(yùn)行連接兩個(gè)一線電的交換機(jī)和2線電控制式的信號(hào)傳感器。DI8×24VDC的主要參數(shù)：帶有8個(gè)高速輸入短路溢出輸入的小型高速數(shù)字電源大容量高速短路電源輸入溢出診斷控制模塊；一個(gè)數(shù)字電源電壓L+；漏型高速溢出輸入(PNP)；一個(gè)針對(duì)所有數(shù)字電源插入輸出直流電壓和輸入電流參數(shù)M短路的輸入診斷，適用接口類型1和3，符合美國(guó)IEC61131標(biāo)準(zhǔn)，適用于快速連接無(wú)線供電交換機(jī)和2線供電制式的短路傳感器。DQ16×24VDC的主要參數(shù)：帶16個(gè)輸出的新型數(shù)字電壓量測(cè)器輸出模塊；源型開關(guān)輸出PNP，P開關(guān))；最大電源輸入電壓值為L(zhǎng)+；輸出輸入最大電流為0.5A；總輸出最大電流為8A；閾值診斷電路可組態(tài)(按每個(gè)模塊)；不可替代的閾值診斷可組態(tài)(按每個(gè)通道)；特別適用于直流電磁閥、直流接觸器和電源指示燈；安全保護(hù)相關(guān)的電源關(guān)斷。

4電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1硬件設(shè)計(jì)4.1.1電氣原理圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)的電氣原理圖如圖4所示。圖4電器原理圖4.1.2PLC接線圖根據(jù)第三章里面PLC輸入輸出分配表，正確接線，如圖5所示。圖5PLC接線圖4.2電梯控制系統(tǒng)主要程序設(shè)計(jì)4.2.1電梯工作流程圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求和I/O接口，合理設(shè)計(jì)流程圖，本設(shè)計(jì)的流程圖如圖6所示。圖6電梯流程圖4.2.2電梯控制系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)（1）電梯轎廂內(nèi)控制設(shè)計(jì)根據(jù)控制要求，電梯轎廂內(nèi)控制梯形圖如圖7所示。圖7轎廂內(nèi)控制梯形圖該控制設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以成功實(shí)現(xiàn)轎廂內(nèi)指令的登記與消除。例：乘客在轎廂內(nèi)，此時(shí)在二樓，他想去往六樓，當(dāng)他按下六樓內(nèi)呼時(shí)，六樓指示燈自鎖，燈就會(huì)一直亮，直到電梯運(yùn)行到六樓，平層后轎廂門打開，六樓指示燈滅。（2）電梯轎廂外控制設(shè)計(jì)電梯轎廂外（部分）控制梯形圖如圖8，圖9所示。圖8轎廂外一層，二層外呼梯形圖這里由于篇幅原因，就沒有把轎廂外梯形圖全部放上去，只放了一層和二層的梯形圖，后面三層到八層的梯形圖原理是一樣的，在這里就不一一展示了，本文附錄里面有詳細(xì)展示。當(dāng)電梯乘客在聽到轎廂外外呼出的信號(hào)時(shí)，外呼出的信號(hào)被用作電梯人員接收和紀(jì)錄記憶。當(dāng)外呼電梯信號(hào)運(yùn)行要求到達(dá)該電梯樓層指定位置，同時(shí)內(nèi)樓外呼前對(duì)信號(hào)運(yùn)行目的的接地方向與內(nèi)呼電梯的信號(hào)運(yùn)行要求方向一致時(shí)(一層和八層電梯除外)，表示外樓內(nèi)呼前對(duì)信號(hào)的運(yùn)行要求被完全滿足，外呼后的信號(hào)要求應(yīng)當(dāng)被完全消除。圖9當(dāng)前樓層顯示如圖可知，當(dāng)一層平層后，一層平層信號(hào)接通，MOVE指令將IN整數(shù)1由OUT1輸出，顯示到轎廂外的屏幕上，乘客就能知道轎廂此時(shí)位于一樓。轎廂位于其他樓層也是同理。（3）電梯定向呼叫控制設(shè)計(jì)電梯定向呼叫上行控制梯形圖如圖10所示，下行控制梯形圖如圖11所示。圖10電梯上行控制梯形圖圖11電梯下行控制梯形圖當(dāng)一個(gè)樓層電梯門完全自動(dòng)關(guān)閉后就隨即該樓層電梯開始運(yùn)行，電梯開始運(yùn)行一般分為有一個(gè)樓層電梯上行和處于電梯樓層下行兩種電梯運(yùn)動(dòng)運(yùn)行方式，當(dāng)一個(gè)樓層電梯開始運(yùn)行或者處于一個(gè)樓層電梯上行或者處于電梯樓層下行兩種運(yùn)動(dòng)方式過程中時(shí)，任何反方向的外呼信號(hào)均不執(zhí)行，直到同方向呼梯信號(hào)完成了或者沒有同方向信號(hào)時(shí)才執(zhí)行反方向的信號(hào)。（4）平層開關(guān)門控制設(shè)計(jì)電梯的平層開門分為手動(dòng)開門和自動(dòng)開門，平層關(guān)門分為手動(dòng)關(guān)門和自動(dòng)關(guān)門，由于程序比較長(zhǎng)，就不再這里展示了，程序見附錄。

5電梯系統(tǒng)的仿真5.1仿真軟件簡(jiǎn)介TIAPortalV16又稱博途V16軟件，是西門子打造的全集成自動(dòng)化編程軟件，多用于PLC編程與仿真操作，完美支持Win10操作系統(tǒng)，并增強(qiáng)了對(duì)SIMATICS7-1200、S7-1500、S7-300