五层楼电梯PLC控制与监控组态设计_毕业论文设计.doc

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1、广东交通职业技术学院广东交通职业技术学院 毕业论文（设计）毕业论文（设计） 题题 目：目：五层楼电梯 PLC 控制与监控组态 设计 指导老师：指导老师：xxxxxx 作作 者：者：xxxxxx 学院（系）：学院（系）：广东交通职业技术学院（机电工程系）广东交通职业技术学院（机电工程系） 专业及班级：专业及班级：机电一体化机电一体化 xxxxxx 班班 学学 号：号：xxxxxx 答辩日期：答辩日期： 年年 月月 日日 2012 年 11 月 2 题题 目：目：五层楼电梯 PLC 控制与监控组态设计 班级：一体化 xxx 姓名：xxx 学号：xxx 摘 要 本文介绍一种电梯 PLC 控制系统。电

2、梯是垂直方向的运输设备，是高层建 筑中不可缺少的交通运输设备。它靠电力拖动一个可以载人或物的轿厢，在建 筑的井道内导轨上做垂直升降运动，在人们生活中起着举足轻重的作用。该系 统主要由 PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触 器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。 整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、 制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。 关键字： PLC 电梯 3 目目 录录 第第 1 1 章章 概况概况4 1.1 课题研究的背景 4 1.2 电梯控制系统研究的现状 4 第第 2 2 章电梯

3、的概述章电梯的概述5 2.1 电梯的发展 5 2.2 电梯的分类 5 2.3 电梯参数 6 第第 3 3 章章 PLCPLC 的概述的概述 .6 3.1PLC 的发展 .6 3.2PLC 的结构 .7 第第 4 4 章章 系统软件的设计系统软件的设计.8 4.1 控制系统的工作流程 8 4.2 控制系统的功能要求 9 4.2.1 电梯内部功能 .9 4.2.2 电梯运行状态的分析 .9 4.2.3 电梯的控制要求 10 4.3 系统信号的确定以及软元件的选取 .11 4.4 系统梯形图的设计 .14 参考文献参考文献.25 致谢致谢.25 4 第第 1 1 章章 概况概况 1.11.1 课题研

4、究的背景课题研究的背景 电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工 程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，它是建筑物中的永久 性垂直交通工具。电梯作为一种较为复杂的机电一全化设备，它由多许机械构 件和电子、电气、大规模集成电路组成的微型计算系统及声、光控制部件所组 成。那么电梯到底有哪些功能呢？我们从按下电梯的按钮到完成电梯的运行并 走出电梯轿厢，实际上已包含了电梯的许多功能，如：电梯的定向选层、电梯 的起动、加速、稳速运行、到站减速、平层停车、开关门。还有检修功能、安 全保护功能、消防功能、楼层显示等。 从电梯控制统的实现方法分，电梯的控制系统经历了继电器控

5、制、可编程 序控制（PLC） 、单片微机控制、多微机控制多种形式。继电器控制系统是 80 年 代最广泛的一种电梯控制方式，有控制逻辑线路简单、直接、易于理解和掌握 的优点，但由于该类系统是由众多继电器、接触器构成，使用一段时间后其接 触点往往接触不良，所以电梯故障高，众多的继电器、接触器动作噪声较大， 整个控制柜体积大。随着多微机系统在电梯控制系统中的应用，电梯控制发生 了限大的变化，因为微机在电梯中的应用不仅取代了大部分继电器和选层器， 整个系统更加可靠，灵活性更加提高，功能大增强了。 1.21.2 电梯控制系统研究的现状电梯控制系统研究的现状 电梯的出现大大方便了人们的生活。随着城市建设的

6、不断发展，高层建筑 不断增多，电梯在国民经济和生活中有越来越广泛的应用，电梯作为高层建筑 中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。随着经济的高速发展， 微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，这使得交流变频 调速电梯控制系统已经进入一个崭新的时代。实际上电梯是根据外部呼叫信号 以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式 的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯 控制系统采用随机逻辑方式控制。 目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元， 完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和

7、集选运 行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC） 取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太 5 大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设 计和制造微机控制装置成本较高；而 PLC 可靠性高，程序设计方便灵活，抗干 扰能力强、运行稳定可靠等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控 制器来实现。随着人们生活水平的不断提高,对电梯的要求的也相应提高，为满 足和提高人们的生活质量，电梯的智能化、自动化技术迅速发展。 第第 2 2 章章 电梯的概述电梯的概述 2.12.1 电梯的发展电梯的发展 据国外有关资料介绍

8、，公元前 2800 年在古代埃及，为了建筑当时的金字塔， 曾使用过由人力驱动的升降机械。公元 1765 年瓦特发明了蒸汽机后，1858 年 美国研制出以蒸汽为动力，并通过带传动和蜗轮减速装置驱动的电梯。1878 年 英国的阿姆斯特朗发明了水压梯。并随着水压梯的发展，淘汰了蒸汽梯。后来 又出现了液压泵和控制阀以及直接柱塞式和侧柱塞式结构的液压梯。这种液压 梯至今仍为人们所采用。 但是，电梯得以兴盛发展的根本原因在于采用了电力作为动力来源。18 世 纪末发明了电机，并随着电机技术的发展，19 世纪初开始使用交流异步单速和 双速电动机作动力的交流电梯，特别是交流双速电动机的出现，显著改善了电 梯的工

9、作性能。在 20 世纪初，美国奥的斯电梯公司首先使用直流电动机作为动 力，生产出以槽轮式驱动的直流电梯，从而为后来的高速度、高行程电梯的发 展奠定了基础。 2 22 2 电梯的分类电梯的分类 1.按电梯用途分类 根据用户对电梯使用的要求，常用电梯种类有客 梯、货梯、客货两用梯、医用梯、观光梯、自动扶梯及其他类型的特种电梯。 2.按电梯的运行速度分类 电梯运行速度在 1m/s 一下为低速电梯， 12m/s 为快速电梯，23m/s 为高速电梯，速度在 3m/s 及以上时为超高速电梯。 3.按电梯曳引电动机的供电电源分类 按曳引电动机的电源不同电梯可分 为交流电梯和直流电梯。交流电梯又可分为采用交流

10、异步双速电动机变级调速 拖动的电梯，简称交流双速电梯；采用交流异步双绕组电动机调压调速拖动的 电梯，简称 ACVV 拖动电梯；采用交流异步单绕组电动机调频调压调速拖动的 6 电梯，简称 VVVF 拖动电梯。 4. 按电梯操纵控制方式分类 按电梯操纵控制方式分类有较内手柄开关 控制电梯、按钮控制电梯、信号控制电梯、集选控制电梯、并联控制电梯、程 序控制电梯及智能控制群梯等。 1.31.3 电梯的主要参数电梯的主要参数 1.额定载重量：制造和设计规定的电梯载重量。电梯的载重量主要有 400kg、630kg、800kg、1000kg、1250kg、2000kg、2500kg 等几种。 2.轿厢尺寸（

11、mm）：宽深高。 3.轿厢形式：指单面或双面开门及其他特殊要求等，以及对较顶、轿底、 较壁的处理，颜色的选择，对电风扇、电话的要求等。 4.较门形式：指电梯门的结构形式。有栅栏门及封闭式的中分门、双折门、 双折中分门等。 5.开门宽度（mm）：轿厢门和厅门完全开启时的净宽度。 6.开门方向：有右开门、左开门、中分门。 7.曳引方式：常用的有半绕 1:1 传动、半绕 2:1 传动、全绕 1:1 传动等。 8.额定速度（m/s）：制造和设计所规定的电梯运行速度。 9.电气控制系统：包括控制方式、拖动系统的形式等。 10.停站层数（站）：凡在建筑物内各层楼用于出入轿厢的地点均称为站。 11.提升高度

12、（mm）：由底层端站楼面至顶层端站楼面的垂直距离。 12.顶层高度（mm）：由顶层端站楼面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构 件之间的垂直距离。一般电梯运行速度越快，顶层高度越高。 13.井道高度（mm）：由井道底面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之 间的垂直距离。 14.井道尺寸（mm）：宽深。 15.底坑深度（mm）：由底层端站楼面至井道底面之间的垂直距离。一般电 梯运行速度越快，底坑越深。 第三章第三章 PLCPLC 的概述的概述 3.13.1 PLCPLC 的发展历程的发展历程 第一台可编程控制器的设计规范是美国通用公司提出的。当时的目的是要 求设计一种新的控制装置以取代继电器盘，在保

13、留了继电器控制系统的简单易 7 懂、操作方便、价格便宜等优点的基础上，同时具有现代化生产线所要求的时 间响应快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可随工艺改变、易于与计算机 接口、维修方便等诸多高品质与功能。这一设想提出后，美国数字设备公司 （DEC）于 1969 年研制成第一台 PLC，型号为 PDP-14，投入通用汽车公司的生 产线控制中，取得了令人满意的效果，从此开创了 PLC 的新纪元。 第一台 PLC 具有模块化、可扩充、可重编程及用于工业环境的特性。这些 控制器易于安装，占用空间小，可重复使用。尽管控制器编程有些琐碎，但它 具有公共的工厂标准梯形图编程语言，这样使得不熟悉计算机的人也

14、能方便 的使用它。进入八九十年代后，PLC 的软硬件功能进一步得到加强，PLC 已发展 成为一种可提供诸多功能的成熟的控制系统，能与其他设备通信，生成报表， 调度产生，可诊断自身故障及机器故障。这些改进使 PLC 符合今天对高质量高 产出的要求。尽管 PLC 功能越来越强，但他仍然保留了先前的简单与易于使用 的特点。 3.23.2 PLCPLC 的结构的结构 PLC 的内部结构如图 1-1 所示： 图 1-1 PLC 的内部结构 1.中央处理单元 CPU CPU 是 PLC 的核心部件，由运算器和控制器组成。主要用于：接收并存储 从编程器输入的用户程序；检查编程过程是否出错；进行系统诊断；解释

15、并执 8 行用户程序；完成通信及外设的某些功能。 2.存储器 包括系统程序存储器、用户程序存储器和工作数据存储器。 3.I/O 模块 I/O 接口是 PLC 与外界连接的接口。输入接口用来接收和采集输入信号， 输出接口用来连接被控对象中各种执行元件，如接触器、电磁阀、指示灯、调 节阀（模拟量） 、调速装置（模拟量）等。 4.电源模块 用来将外部供电电源转变成供 PLC 内部的 CPU、存储器和 I/O 接口等电路 工作所需要的直流电源。 5.编程器 编程器是 PLC 最重要的外围设备，是 PLC 不可缺少的部分。编程器的作用 是输入和编辑用户程序、调试程序和监控程序的执行过程。 第第 4 4

16、章章 系统软件的设计系统软件的设计 4.14.1 控制系统的工作流程控制系统的工作流程 9 图 2-1 电梯运行的流程图 根据电梯的工作流程可以将电梯的工作过程画成如下的流程图（图 2-1） 。 图中展示了电梯运行时的三种状态，即初始状态、运行中状态和运行后状态。 直观的展示了电梯的工作流程。 根据电梯运行流程图，大致可将软件的设计分为以下几个大部分：开关 门环节、楼层显示环节（七段码显示） 、轿内呼叫信号的登记与消除环节、厅外 呼叫信号的登记与消除环节、定向环节、启动环节、制动环节。 4.24.2 控制系统的功能要求控制系统的功能要求 4.2.1 电梯内外部功能 在电梯内部，应该有 5 个楼

17、层(15 层)按钮、开门和关门按钮以及楼层显 示器。上升和下降显示器。当乘客进入电梯后，电梯内应有能让乘客按下的代 表其要去的目的地的楼层按钮，称为内呼按钮。电梯停下时，应具有开门、关 10 门的功能，即电梯门可以自动打开，经过一定延时后，又可自动关闭。而且， 在电梯内部也应有控制电梯开门、关门的按钮，使乘客可以在电梯停下时随时 地控制电梯的开门与关门。电梯内部还应配有显示屏，用来显示电梯现在所在 的状态，即电梯是上升还是下降以及电梯处在楼层的第几层，这样可以使乘客 清楚地知道自己所处的位置，离自己要到的楼层还有远，电梯是上升还是下降 等。 电梯的外部共分 5 层，每层都应该有呼叫按钮、呼叫指

18、示灯、上升和下降 指示灯及楼层显示器。呼叫按钮是乘客用来发出呼叫的工具，呼叫指示灯在完 成相应的呼叫请求之前应一直保持亮，它和上升指示灯，下降指示灯、楼层显 示器一样，都是用来显示电梯所处的状态的。5 层楼中，1 层只有上呼叫按钮， 5 层只有下呼叫按钮，其余 3 层都具有上呼叫和下呼叫按钮。而上升、下降指 示灯以及楼层显示器，5 层电梯均应该相同。 4.2.2 电梯运行状态的分析 电梯的运行状态可分为初始状态、运行中状态和运行后状态。 （1）电梯的初始状态。 此时电梯位于 1 层待命，电梯照明灯亮，各显示屏都被初始化，电梯处于 以下状态： 1、各层呼叫灯均不亮。 2、电梯内部以及外部各显示屏

19、均为“1” 。 3、电梯内部及外部各层电梯门均关闭。 （2）电梯在运行过程中。 电梯处于以下状态： 1、按下某层呼叫按钮（15 层）后，该层呼叫灯亮，电梯响应该层呼叫。 2、电梯上行时，若呼叫层处于电梯当前运行之上目标运行层之下，则电梯 在完成前一指令之前先上行至该层，完成该层呼叫后再由近及远的完成其他各 个呼叫动作。若呼叫层处于电梯当前层之下，则电梯在完成前一指令之前不响 应该指令，直至电梯重新处于待命状态为止。 电梯上行时，若有多个下行呼叫且均位于当前楼层之上，则电梯到达 最高的下行呼叫层，然后依次从高到低响应其它下行呼叫层。 3、电梯下行时，若呼叫层处于电梯当前运行之下目标运行层之上，则

20、电梯 在完成前一指令之前先下行至该层，完成改层呼叫后再由近及远的完成其他各 个呼叫动作。若呼叫层处于电梯当前层之上，则电梯在完成前一指令之前不响 应该指令，直至电梯重新处于待命状态为止。 11 电梯下行时，若有多个上行呼叫且均位于当前楼层之下，则电梯到达最 低的下行呼叫层，然后依次从低到高响应其它上行呼叫层。 4、各楼层显示随电梯移动而改变，各层指示灯也随之而变。 5、运行中电梯门始终关闭，到达指定层时，门才打开。 6、在电梯运行过程中支持其它呼叫。 （3）电梯运行后状态。 在到达指定楼层后，电梯会继续待命，直到新的命令给出。 1、电梯在到达指定楼层后，电梯门会自动打开，经一段延时自动关闭，在

21、 此过程中，支持手动开门或关门。 2、各楼层显示值为该层所在位置，且上行下行指示灯均灭。 4.2.3 电梯的控制要求 1、接受每个按钮（包括内部和外部的呼叫）的呼叫命令，并做出相应的响 应。 2、电梯停在某一层（如 4 层）时，此时按动该层（4 层）的呼叫按钮（上 呼叫或下呼叫） ，则相当于发出打开电梯门命令，进行开门的动作过程；若此时 电梯的轿厢不在该层（在其余 4 层） ，则等到电梯关门后，按照不换向原则控制 电梯向上或向下运行。 3、电梯运行的不换向原则是指优先响应不改变现在电梯运行方向的呼叫， 直到这些命令全部响应完毕后才响应使电梯反向运行的呼叫。例如现在电梯位 置在 2 层和 3 层

22、之间上行，此时出现了 2 层上呼叫、3 层下呼叫和 4 层上呼叫， 则电梯首先响应 4 层上呼叫，然后再依次响应 3 层下呼叫和 2 层上呼叫。 4、电梯在每层设置上、下平层感应（1 楼只有下平层、5 楼只有上平层） ， 当到达平层点且该层有呼叫信号时，电梯开始减速平层停车，否则继续高速通 过该层。 5、当按动某个呼叫按钮后，响应的指示等亮并保持，直到电梯完成该呼叫 为止。 6、当电梯停在某层时，在电梯内部按动开门按钮，则电梯门打开，按动电 梯内部的关门按钮，则电梯门关闭。但在电梯行进期间电梯门是不能被打开的。 7、当电梯运行到某层后，相应的指示灯亮，直到电梯运行到前方一层时楼 层指示灯改变。

23、 12 4.34.3 系统信号的确定以及软元件的选取系统信号的确定以及软元件的选取 经过对电梯运行流程和电梯的控制要求，选取控制系统的软元件，软元件 包括输入继电器、输出继电器、辅助继电器和定时器，其编号分别如下列表所 示。 表 3-1 输入信号及信号编码 输入的信号名称信号的编码 SB1 一层内呼信号 X1 SB2 二层内呼信号 X2 SB3 三层内呼信号 X3 SB4 四层内呼信号 X4 SB5 五层内呼信号 X5 SB6 手动开门 X6 SB7 手动关门 X7 SB8 一层外呼上 X10 SB9 二层外呼上 X11 SB10 二层外呼下 X12 SB11 三层外呼上 X13 SB12 三

24、层外呼下 X14 SB13 四层外呼上 X15 SB14 四层外呼下 X16 SB15 五层外呼下 X17 SQ1 一楼下平层 X20 SQ2 二楼上平层 X21 SQ3 二楼下平层 X22 SQ4 三楼上平层 X23 SQ5 三楼下平层 X24 SQ6 四楼上平层 X25 SQ7 四楼下平层 X26 SQ8 五楼上平层 X27 SL1 开门到位 X31 SL2 关门到位 X32 S1 零速返回信号 X33 表 3-2 输出信号及信号编码 输出的信号名称信号的编码 HL1 一楼内呼显示 Y1 HL2 二楼内呼显示 Y2 HL3 三楼内呼显示 Y3 HL4 四楼内呼显示 Y4 13 HL5 五楼

25、内呼显示 Y5 HL6 上行显示 Y6 HL7 下行显示 Y7 七段码 a七段码 a 显示 Y11 七段码 b七段码 b 显示 Y12 七段码 c七段码 c 显示 Y13 七段码 d七段码 d 显示 Y14 七段码 e七段码 e 显示 Y15 七段码 f七段码 f 显示 Y16 七段码 g七段码 g 显示 Y17 KM1 上行（电机正转） Y20 KM2 下行（电机反转） Y21 KM3 电机低速 Y22 KM4 电机高速 Y23 KM8 抱闸 Y24 KM6 开门输出 Y25 KM7 关门输出 Y26 KM5 电机制动 Y27 HL8 一层上行外呼显示 Y30 HL9 二层上行外呼显示 Y3

26、1 HL10 二层下行外呼显示 Y32 HL11 三层上行外呼显示 Y33 HL12 三层下行外呼显示 Y34 HL13 四层上行外呼显示 Y35 HL14 四层下行外呼显示 Y36 HL15 五层下行外呼显示 Y37 表 3-3 定时器和中间继电器的编号和功能 编号名称及作用 T50 关门计时（2s 后没关门到位则开门） T51 开门到位计时（15s 后自动关门） T52 制动计时（制动 1s 后抱闸） T53 抱闸计时（抱闸 1s 后开门） T54 低速计时（低速 1s 后转为高速） M1 轿厢在一楼中间继电器 M2 轿厢在二楼中间继电器 M3 轿厢在三楼中间继电器 M4 轿厢在四楼中间继

27、电器 M5 轿厢在五楼中间继电器 M8 开门中间继电器 M9 关门中间继电器 M10 一楼内呼信号保持中间继电器 14 M11 二楼内呼信号保持中间继电器 M12 三楼内呼信号保持中间继电器 M13 四楼内呼信号保持中间继电器 M14 五楼内呼信号保持中间继电器 M15 一楼上外呼信号保持中间继电器 M16 二楼上外呼信号保持中间继电器 M17 二楼下外呼信号保持中间继电器 M18 三楼上外呼信号保持中间继电器 M19 三楼下外呼信号保持中间继电器 M20 四楼上外呼信号保持中间继电器 M21 四楼下外呼信号保持中间继电器 M22 五楼下外呼信号保持中间继电器 M23 上行显示中间继电器 M2

28、4 下行显示中间继电器 M25 上行部分中间继电器（保证呼叫信号先内后外 ） M26 下行部分中间继电器（保证呼叫信号先内后外 ） M27 上行输出中间继电器 M28 下行输出中间继电器 M29 电机低速中间继电器 M30 电机高速中间继电器 M31 电机制动中间继电器 M32 抱闸中间继电器 M33 采集抱闸瞬间信号中间继电器 M34 抱闸延时开门中间继电器 M35 制动辅助中间继电器 1 M36 制动辅助中间继电器 2 M37 开门辅助中间继电器 1（解决双线圈） M39 开门辅助中间继电器 2（解决双线圈） M40 关门辅助中间继电器 1（解决双线圈） M41 关门辅助中间继电器 2（解

29、决双线圈） 4.44.4 系统梯形图的设计系统梯形图的设计 根据电梯运行流程，把电梯控制系统分为如下九块：开门环节、关门环节、 楼层显示环节、内呼信号登记与消除环节、外呼信号登记与消除环节、定向环 节、启动环节、制动环节和抱闸环节。分块设计如下。 （1)开门环节 开门环节应该满足如下几点要求： 1、按下轿厢内的手动开门按钮，开门输出； 2、电梯到所选楼层（外呼和内呼） ，平层抱闸后自动开门； 15 3、电梯在某层停用，本层外呼，开门输出。开门环节的梯形图如图 4-1 所 示。 图 4-1 开门环节梯形图 为满足以上要求，设计中添加了中间继电器 M37（开门辅助继电器 1）和 M39（开门辅助继

30、电器 2） ，此中间继电器的另外一个功能是避免了双线圈。 其中平层抱闸开门输出的启动条件是抱闸至电机停转，所以加了计时器 T53，令抱闸后 1s 开门，此处的时间设为 1s 并无确实依据，显示中，要根据实 际情况设置此时间。 开门输出断开的条件是开门到位，当门完全打开，开门到位触点接通，利 用开门到位信号，把开门输出断开，开关门直流电机停转。 （2）关门环节 16 关门环节应该满足的要求： 1、轿厢内按下手动关门按钮，关门输出； 2、开门到位 15s 后自动关门。此环节的梯形图如图 4-2 所示。 图 4-2 关门环节梯形图 同开门环节，为满足上述条件，设置了中间继电器 M40（关门辅助继电器

31、 1）和 M41（关门辅助继电器 2） ，同时避免了双线圈的出现。 其中 T51 是开门到位计时器，当开门到位 15s 后，自动输出关门。关门输 出的关断条件是关门到位，即关门输出时开关门直流电机运转，当关门到位， 关门到位触点接通，关门输出被关断，开关门直流电机停转。 （3）楼层显示环节 楼层显示环节应该满足的条件是： 1、轿厢不运行时，七段码要显示所在楼层； 2、轿厢运行时，电梯在两层之间运行时要正确显示所在楼层，如从一楼上 行，首先要碰到一楼下平层感应触点，虽然此触点被接通，但电梯仍在一楼， 所以显示楼层要显示一楼；直至二楼上平层感应触点接通，显示变为二楼。其 余楼层以此类推。 楼层的登

32、记与消除部分和楼层显示部分组成了完整的楼层显示环节。 楼层显示用七段码显示，七段码显示图解如图 3-3，各段标号依此图为准。 。 其中一、二、三、四、五楼显示分别是：bc 段、abdeg 段、abcdg 段、 bcfg 段和 acdfg 段。楼层确定由 M1、M2、M3、M4 和 M5 登记和保持。 其中七段码的输出分别为：Y11、Y12、Y13、Y14、Y15、Y16 和 Y17。 +代 表或的关系，通过元件的并联实现； 代表与的关系，通过元件 的串联实现。 17 图 4-3 七段码显示 M1、M2、M3、M4、M5 和七段码的逻辑关系是 ； ； Y11M2+M3+M5M1 M4a段：（）b

33、Y12M1+M2+M3+M4M5段：（） ； cY13M1+M3+M4+M5M2段：（）dY14M2+M3+M5M1 M4段：（） ； eY15M2 M1 M3 M4 M5段：fY16M4M5M1 M2 M3段：（） 。gY17M2M3M4M5M1段：（） 楼层的登记与消除部分的梯形图如 4-4 所示。 图 4-4 楼层的登记与消除部分梯形图 楼层显示环节的梯形图如图 4-5 所示。 18 图 4-5 楼层显示部分梯形图 （4）内呼信号的登记与消除环节 内呼信号由轿厢内的选层按钮产生，内呼信号被登记后，要由程序完成保 持，直至电梯到达内选确定的楼层后信号才被消除。内呼信号被保持的阶段， 内呼信

34、号输出要一直导通，即内呼显示灯要一直亮。内呼信号的登记与消除环 节梯形图如图 4-6 所示。 19 图 4-6 内呼信号的登记与消除环节梯形图 内呼信号的消除条件是：电梯到达所选楼层，且电梯牵引电机抱闸停转。 由此条件可知，若乘客进入轿厢内呼当前楼层，内呼信号是不会被登记的。 （5）外呼信号的登记与消除环节 外呼信号的登记与消除环节类似于内呼，都经过登记-保持-消除三个步骤。 虽然电梯运行过程中要碰到很多的情况，比如，电梯在三楼正上行，此时二楼 和五楼同时外呼，虽然外呼信号都要被登记和保持，但是并不影响电梯的正常 运行，因为定向环节会确定电梯的运行方向，如此一来，虽然外呼信号都被登 记，但有一

35、些不会对电梯的运转产生影响。 20 图 4-7 外呼信号的登记与消除环节梯形图 21 外呼信号的消除条件亦是：电梯到达所选楼层，且电梯牵引电机抱闸停转。 同样电梯在某层停转，乘客外呼本层，外呼信号不会被登记。但是若电梯在某 层停用，即不运转，也没有内外呼，此时虽然外呼信号不能被登记，但是轿厢 的门会自动打开，这是由开门环节决定的。 外呼信号的登记与消除环节的梯形图如图 4-7 所示。 （6）定向环节 定向环节分为两个部分，即定上行和定下行。由于定上行和定下行的情况 基本类似，故只以定上行为例介绍定向环节的原理。上行要满足的条件： 1、电梯在一楼，楼上只要有外呼，或有内呼，电梯就上行； 2、轿厢

36、在二楼及以上楼层时，上级楼层有外呼，且外呼满足此时运行方向 条件，则上行。 22 图 4-8 定上行部分梯形图 3、定向时，内呼信号的优先级要高于外呼信号。定上行部分的梯形图如图 4-8 所示。 为了确定内呼信号的优先级高于外呼信号，设置了中间继电器 M25，通过 对 M25 的置位和复位以确保内呼信号的高优先级。上下行显示由轿厢内和门厅 外的上下行显示灯显示。 同定上行一样，定下行部分的梯形图如图 4-9 所示。 图 4-9 定下行部分梯形图 当上行和下行条件同时满足时，定向环节会由惯性原则确定方向，即当同 23 时满足上行和下行条件时，由此时电梯的运行状况决定；若此时电机上行，则 定向为上

37、行；若此时为下行，则定向为下行；若此时电机停转，则由定向信号 被登记的时间先后决定。 电梯在运行过程中，定向程序的执行只是在电梯停层阶段，也就是说，电 梯只要在楼层停层都会定向一次，当电梯运行中间，定向程序是不会被执行的。 电梯的定向输出控制轿厢牵引电机的正反转来实现上下行，即上行时牵引 电机正转，下行时牵引电机反转。 定向输出信号的消除条件是：电梯到达某个楼层停层后关门输出。比如电 梯在二楼登记上行信号，要求在三楼停层，此时电梯上行，在二楼登记的上行 信号保持到电梯在三楼停层再关门。此时在二楼登记的上行信号被消除，定向 程序重新执行，重新判断电梯的运行方向。 （7）启动环节 本程序设计的启动

38、环节其实包括低速启动和高速平稳运行两个部分。电梯 的启动条件是：轿厢门关好，定向完成以及牵引电机停转。启动条件满足，牵 引电机开始低速启动，低速启动后 1s 电梯进入高速平稳运行阶段。 启动环节的梯形图如图 4-10 所示。 图 4-10 启动环节梯形图 低速启动信号由高速信号断开，高速运行信号由制动信号断开。电机的高 低速运行的实现，在程序控制的基础上，由外部电机的接线完成（电机外部接 线详见第五章） 。电梯启动平稳运行后进入制动环节。 （8）制动环节 制动环节程序设计时也分上行制动和下行制动两块来分析和设计，最后把 24 两块整合，即为完整的制动环节程序。 以上行制动为例，阐述制动环节的设

39、计思路。上行制动有如下几种情况： 图 4-11 制动环节梯形图 1、电梯正上行，内选 m 楼（上级楼层） ，m 层上平层触点接通，牵引电机 25 开始制动； 2、电梯在 m 层定上行，n 层有外上呼（nm） ，n 层上平层触点接通，牵引 电机开始制动； 3、电梯上行，目标层为 m 层，此时 m 以上楼层均无内外呼信号，m 层有外 下呼信号，当 m 层上平层触点接通，牵引电机开始制动； 4、电梯行上至五楼必制动。 下行制动类似，特殊情况：下行至一楼必制动。 制动信号由平层感应触点触发，上行由上平层感应触点触发，轿厢碰到上 平层感应触点到电梯停层位置还有一段距离，此程序中设置了制动后 1s 抱闸，

40、 此处时间的设置，并无确实依据，现实中要根据实际情况设置，使其制动时间 结束，抱闸开始，轿厢正好达到停层位置。制动信号由抱闸输出信号断开，即 抱闸信号产生的同时，制动信号被断开。其间制动信号一直保持，电机一直在 制动状态。 制动环节的梯形图如图 4-11 所示。 （9）抱闸环节 牵引电机制动后电机抱闸，抱闸信号由制动计时器产生。牵引电机抱闸后 抱闸信号一直保持，直至下次启动。抱闸信号的保持是为了防止轿厢停层时下 坠，故在轿厢停止运行的时间内，抱闸信号一直存在。 抱闸环节的梯形图如图 4-12 所示。 图 4-12 抱闸环节梯形图 控制系统程序的分块设计全部完成，把各块梯形图整合到一起，然后稍作

41、 调整，就得到了完整的电梯软件控制系统。 26 参与文献参与文献 1罗文，等.电器控制与 PLC 技术.西安电子科技大学出版社，2008 2岳庆来.电梯现代智能控制技术.北京：机械工业出版社，2009 3陈家盛.电梯结构原理及安装维修.北京：机械工业出版社，2001 4 张汉杰.现代电梯控制技术.修订版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 2001 5常晓玲.电气控制系统与可编程控制器.北京：机械工业出版社,2004 致谢致谢 三年的大学生活已经快结束，在本专业的学习中使我掌握了不少专业知识， 锻炼了自己。毕业设计可以说是三年学习的总结和体现，在指导老师的指导和 同学们的帮助下，我完成了这篇毕业论文。这篇论文和三年中所有教育过我的 老师也是分不开的，没有他们的传授的知识我也不可能完成这个的课题。我无 论是在课程学习阶段，还是在论文的选题，资料查询和撰写的每一个环节，无 不得到指导教师和同学的帮助。我为我几个星期来静心学习，并取得较好成绩 而感到欣慰，欣慰之余，我要感谢母校，向关心和支持我学习的所有老师和同 学们表示真挚的谢意！感谢他们对我的关心和支持！