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1、柳州职业技能学院结业设计（论文）题目: 双座四层电梯PLC联动电气控制系统设计姓名 陆* 学号 20110103* 专业 机电一体化技能 年级 2011级 指导西席 邓其* 完成时间 2013-11-26 柳州职业技能学院结业设计（论文）任 务 书 机电工程 系（部） 机电一体化技能 专业 5 班 学生 学号 20110103 一、结业设计（论文）题目：双座四层电梯PLC联动电气控制系统设计 二、结业设计（论文）事情划定进行的日期：2013年9 月26日起至2013年 11 月 26日 止三、结业设计（论文）进行所在： 柳州职业技能学院 四、任务书的内容：目的：结业设计是实现高职高专工科学生培
2、养目标的重要的实践性、综合性讲授环节。它是对学生所学知识的综合训练，也是对知识转化为能力的实际测试；对进一步培养学生阐发问题、创造性地解决实际问题的能力；对培养学生综合应用所学知识和技能去阐发息争决本专业范畴内的一般工程技能问题的能力；全面提高结业生的素质，使之能较快地适应工程实践的需要起着极其重要的作用。任务：设计技能要求：（1）设计某一4层双座电梯电气控制系统，有查验和自动两种控制方法，具备快捷事情流程，切合宾馆客梯使用。（2）设计电梯主电路和控制电路，具有适合实际操纵的楼层控制和显示单位，绘制完整的电路图。（3）电梯由变频器和小型PLC联合控制，具有无级调速功效，编写完整的PLC控制步伐
3、，做好变频器功效设置说明。 （4）要有须要的短路、过载、连锁掩护。（5）撰写设计论文，装订成册。事情日程摆设：9月26日-10月7日：下达结业设计任务书， 分组明确设计课题，收集参考资料。10月7日10月14日：体例设计方案。10月14日-10月20日：方案设计。10月21日-11月10日：实施设计任务。11月10日-11月15日：整理并撰写结业设计说明书,完成初稿事情。11月15日-11月22日：修改设计说明书，完成定稿事情。11月22日-11月24日：交结业设计,经过审查后准备答辩。11月24日-11月26日：结业设计（论文）审阅评分并进行答辩。11月30日： 将结业设计归档、清点、装订、
4、装袋后上交归档。设计（论文）要求： 1、凭据所选的课题，要求学生独立完成设计事情，训练学生运用所学专业知识解决工程实际问题的能力。2、要求学生在通读课本、理解和掌握所学底子知识和根本要领的底子上,查阅相关参考书,吃透每一个知识点,结合内容进行实例阐发。3、要求学生对根本观点要做到深刻理解,对根本原理要弄清弄懂,对根本要领要熟练掌握,通过工程知识和工程技能的综合训练,以到达提高阐发问题、解决问题的能力。4、通过结业设计，提高学生科研和实际技能水平，提高识图、制图、查阅技能手册，正确运算、文字表达能力和组织治理的能力。5、培养学生独立事情的能力，进一步牢固和扩展专业知识，提高自学能力和事情适应能力
5、。6、培养学生严谨求实，理论联系实际的事情作风和严肃认真的科学态度。 学生开始执行任务书日期： 2013 年 9 月 26日 指导西席签名： 年 月 日学生送交结业设计（论文）日期：2013年 11 月 26日 教研室主任签名： 年 月 日学生签名： 2013 年 11 月 26 日目 录摘 要1引 言2第 1 章 绪 论41.1 课题研究的配景41.2 课题研究的意义51.3 课题的提出6第2章 器件的选择92.1 PLC的选择92.1.1 PLC介绍92.1.2 事情原理112.2系统结构132.2.1变频调速系统的阐发及选择15第3章 双电梯控制系统的设计183.1电梯简介183.1.1
6、 电梯的界说183.1.2 电梯的组成及功效183.2 电梯的原理193.2.1 电梯的结构原理193.3 电梯的事情方法203.4 电梯的PLC控制系统的功效阐发213.5 双电梯的控制功效213.5.1 双电梯控制简介213.5.2 双电梯的控制功效22第4 章 系统软件设计254.1 控制系统的软件设计254.2步伐框图284.3 PLC编程304.3.1 电梯升降模块314.3.2 二楼电梯上升、下降梯形图314.3.3 二楼向下指示灯314.3.4 一楼、四楼指示灯梯形图324.3.5 一楼内呼灯334.3.6 轿内指令控制梯形图334.3.7 门厅召唤控制梯形图34结 论36致 谢
7、37参考文献38摘 要电梯在现代文明社会中饰演着重要的脚色，电梯技能的生长很大水平上与社会的进步息息相关，代表着社会的繁荣水平。随着现代高层修建的不停生长，高层修建内电梯的数量也在增加，单电梯的控制技能已不能适应这种情况，如何有效的对电梯进行控制，制止重复召唤也显得日益重要。本文首先叙述在今世社会中电梯的重要性，对电梯进行并联控制的重要性及须要性，然后我查阅相关西门子公司的S7-200CN系列PLC，通过比力选用226型CPU，并使用EM223扩展模块进行扩展。随后了解了电梯的系统结构及其各部门的运行原理。用一台PLC控制两台四层电梯的双电梯联动控制系统具有传统电梯所不具备的巨大优越性，本文设
8、计利用PLC设计双电梯联动控制系统。该控制系统接纳可编程控制器作为控制器，并使用基于“最少期待时间” 的并联调理规矩来运行2台电梯。本论文给出了PLC控制系统的根本结构，控制原理和实现要领的细节。同时给出了系统I/O分派表及要害模块的梯形图。其运行结果表明，它极大地增强了电梯运行的效率，淘汰了重复召唤的浪费。关 键 词双电梯 PLC 梯形图引 言随着都市建立的不停生长，高层修建的不停增多，电梯作为高层修建中垂直运行的交通东西已与人们的日常生活密不可分。电梯就是用于高层修建物中的牢固式升降运输设备，它有一个装载搭客的轿厢，沿着垂直或倾斜角度小于15的导轨在各楼层间运行，是垂直运行的电梯(通常也简
9、称为电梯)、倾斜偏向运行的自动扶梯、倾斜或水平偏向运行的自感人行道的总称。随着都市建立的不停生长，高层修建不停增多，电梯在百姓经济和生活中有着遍及的应用。电梯作为高层修建中垂直运行的交通东西已与人们的日常生活密不可分。有了电梯，摩天大楼才得以崛起，现代都市才得以长高。据预计，截至2002年，全球在用电梯约635万台，其中垂直电梯约610万台，自动扶梯和自感人行道约25万台。电梯已成为人类现代生活中遍及使用的人员运输东西。人们对电梯宁静性、高效性、舒适性的不停追求推动了电梯技能的进步。如今，世界各国的电梯公司还在不停地进行电梯新品的研发、维修调养办事系统的完善，力求满足人们对现代修建交通日益增长
10、的需求。然而，近年来随着修建业的蓬勃生长，高层修建和智能化修建的不停涌现，人们对电梯提出了越来越高的要求，单台电梯往往不能满足修建物内的交通需要，这时候就需要公道安装多台电梯来缓解电梯运行的压力，因此电梯群控系统(elevator group control system)应运而生。与此同时，随着自动化技能的快速生长，也极大地促进了电梯控制技能的进步, 大量先进的控制技能应用于电梯群控系统, 使得电梯群控系统的控制特性得到很大的改进。针对目前这一现状，本论文以两台四层电梯为设计东西，对电梯的群控问题进行了较为深入的阐发研究，提出了一些自己的认识和看法，设计出了一套双电梯PLC联动控制系统。 第
11、 1 章 绪 论1.1 课题研究的配景在好久以前，人们就会运用一些原始的升降东西来运送人和货品，这些升降东西的驱动力一般是人力或畜力。到19世纪初，在欧美开始用蒸汽机作为升降东西的动力。1845年，第一台液压驱动升降机研制乐成，液压驱动的介质是水。尽管升降机被一代代富有改造精神的工程师们进行不停改造，然而真正被产业界普遍认可的升降机仍未出现，直到1852年世界第一台宁静升降机的诞生。1852年，美国纽约杨克斯的机器工程师奥的斯先生发明了世界第一台宁静升降机。1857年3月23日，奥的斯公司在纽约为一座专营法国瓷器和玻璃器皿的商店安装了世界第一台客运升降机。1862年，奥的斯公司接纳单独蒸汽机控
12、制的升降机问世。1878年奥的斯公司在纽约百老汇大街155号安装了第一台水压式搭客升降机，这是以直流电动机为动力的世界第一台电力驱动升降机，今后诞生了名副其实的电梯。自从电梯系统提出15-20年，它已经逐步演酿成如今高科技的现代化设施。两个现代化项目的主要问题通常是：现有设备的可靠性已到达不可担当的水平，不能满足搭客的流量，因此也增加了旧体制的交通处置惩罚能力。2003年2月19日国务院颁布了特种设备宁静监察条例，明确划定电梯是特种设备，并对电梯的寄义做了叙述：“电梯，是指动力驱动，利用沿刚性导轨运行的箱体大概牢固线路运行的梯级（踏板）进行升降大概平行运送人、货品的机电设备”。这种对电梯的论述
13、，被称作广义电梯观点，既包罗上下运送人、货品的升降式电梯，也包罗用于水平或倾斜输送搭客的自感人行道和自动扶梯。而随着现代修建技能的不停突飞猛进，高层和超高层修建如雨后春笋一般。在这些高层、大范围修建中为满足搭客流量过多的需要一般都安装了多部电梯。传统的电梯电器控制系统是一个继电器控制系统。它有诸多缺点，例如：电路庞大，妨碍率高和可靠性较差；以及极大的影响了电梯的运行质量。在这种情况下，有须要接纳电梯群控系统5对修建物内的多部电梯进行治理调理，协调各电梯的运行，提高电梯的办事质量和运行效率。因此，研究和制造智能化、高效的电梯群控系统能满足范围越来越庞大的现代修建群的需要，具有极其重要的现实意义，
14、备受产业界的存眷。另外电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部门组成。在传统的电气控制系统中接纳的继电器逻辑控制，由于触点多、妨碍率高、可靠性差、体积大等诸多缺点，正逐渐被淘汰。目前的电梯设计中一般使用可编程控制器(PLC)，它具有功效变革灵活，编程简朴，妨碍少，噪音低等优点。同时维修调养方便，节能省工，抗滋扰能力强，控制箱占地面积少。当乘员进入电梯，按下楼层按钮，电梯门自动封闭后控制系统即进行下列运作：凭据轿厢所处位置及乘员所处层数判定轿厢运行偏向，包管轿厢平层时减速。将轿厢停在选定的楼层上；同时，凭据楼层的呼唤，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行偏向及楼层数。这些优
15、点使得PLC控制的电梯系统成为现在的主流。1.2 课题研究的意义1967年晶闸管用于电梯驱动，交换调压调速驱动控制的电梯出现。1983年，变压变频（VVVF）控制的电梯出现，由于其良好的调速性能、舒适感和功效等特点迅速成为电梯的主流产物6。1984年在日本已将其用于2m/s以上的高速电梯。1985年以后，又将其延伸到中、低速交换调速电梯。交换变频调速技能被认为是电梯行业的今世技能。在我国，老的直流电梯已被淘汰，交换双速梯、ACVV交换调速梯逐渐被VVVF交换变频变压调速电梯所取代，控制系统已在大量接纳PLC和微电脑控制技能，最高梯速已到达4m/s。当前，在电梯电力拖动方面，除了大容量电梯还接纳
16、直流拖动系统以外，用交换变频调速方法取代直流调速方法，已成为高速电梯的主流。电梯的控制系统经历了继电器控制、可编步伐控制（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年代最遍及的一种电梯控制方法，具有控制逻辑线路简朴、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、打仗器组成，使用一段时间后其打仗点往往会打仗不良，所以电梯妨碍高，同时众多的继电器、打仗器行动噪声较大，整个控制柜体积大，这些都成为继电器控制的巨大缺点。随着多微机系统在电梯控制系统中的应用，电梯控制方法产生了巨大的变革，因为微机在电梯中的应用不但取代了大部门继电器和选层器，整个系统也变得越发可靠，灵活
17、性越发提高，功效极大地增强了。但由于微机的集成度高，功效项目固化，所以一般的维修人员及工程人员修改或增加不了其功效。如果要修改或增加其功效就要找回生厂家或用专用的东西，及其的麻烦，限制了电梯控制系统的可调性。可编步伐控制器取代继电器组成的电梯控制系统，可以实现由继电器实现的逻辑控制功效，并且触点少、可靠高、妨碍率低、维修方便、噪声小，最主要的是可编步伐控制系统的可编程功效，使恰当改变电梯的控制功效时，只要变动步伐即可，对付安装和维修人员非常方便。而PLC的编程语言虽然不尽相同，但都有通俗易懂，便于自学的优点，一般的维修及工程人员都能掌握,PLC电梯控制系统比力适用于小高层的楼房。PLC（Pro
18、grammable Logical Controller）全称可编程逻辑控制器，凭借其良好的可操纵性，自诞生起就始终处于产业自动化领域的主战场，为种种产业设备提供非常可靠的控制手段。目前，PLC与DCS、产业PC并列成为现代产业自动化的三大支柱。电梯群控系统是现代化电梯技能的重要组成部门。它不光有完善的分区办事、运行监控、客流交通统计阐发等功效，还具备妨碍诊断功效。本文借鉴了现有的电梯群控算法，通过实验验证和改造，使用西门子公司的PLC构建了双电梯联动控制系统，实现了电梯的公道调理。1.3 课题的提出可编程控制器(PLC)是面向用户的专用产业控制盘算机，具有许多明显的特点，具有良好的操纵性与可
19、调治性，使用PLC进行电梯的电气控制是一定的趋势。图1-1 控制方框图电梯质量的优劣,在很大水平上是取决于控制系统的质量，所以控制系统的选择尤为重要。电梯的控制系统主要接纳以下三种控制方法:一是继电器控制系统；二是PLC控制系统；三是微机控制系统。继电器控制系统由于妨碍率高,控制方法不灵活及功率消耗大等缺点,目前已逐渐被人们所淘汰。而微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功效,但也存在一定的不敷之处,即抗滋扰性差,系统设盘算为庞大,导致一般的维修人员难以掌握其维修技能,这些因素使得微机控制系统应用的遍及性受到严重制约。而PLC控制系统由于其运行可靠、使用及维修方便、抗滋扰性强等优越性,成为当
20、前在电梯控制系中使用的主流控制方法。当今PLC在电梯中的应用已经很成熟,如图1-1是PLC应用于电梯控制的控制框图。图中以PLC作为主控制器，一方面收罗电梯的种种输入信号，包罗电梯的位置、状态、内外指令的按钮信号、门锁信号、门区信号、井道内的强迫减速信号、防冲信号以及消防信号等。另一方面又把收罗到的信号进行盘算和处置惩罚并给出电梯的楼层信号和速度信号，并驱动相应的开关门信号、偏向继电器和抱闸继电器等，这些信号传输给变频器，继而变频器驱动拽引电机以控制电梯的运行。我们利用PLC内的条件跳转和主控制指令，把对电梯的控制步伐分别为几个差别步伐段：查验控制、正常加快和稳速段、减速爬行段、以及开关门阶段
21、（如图1-2所示）。当给电梯送电时，PLC立即就开始扫描电梯的所有输入、输出信号，检测电梯的宁静回路是否接通、厅门轿门是否封闭、继而判断电梯处在何种状态。在正常自动状态下，PLC检测门锁是否接通，若门锁不通则给出关门信号，控制电梯关门；当门锁接通时，则进入待机状态，此时若收到指令信号则电梯即起动。当电梯到达减速楼层时，PLC通过比力楼层的基数脉冲和换速点脉冲是否相等来判断电梯的下一步行动，相等时给出电梯减速信号,电梯减速运行；不然电梯继承运行，电梯间试运行时需要判断电梯是否到达平层区，若到达平层区，则给出平层开门信号，不然电梯继承减速。我们平时乘坐电梯除了要操纵开关门按钮外，还要给出要去的目的
22、层指令，PLC通过楼层感到器判断电梯现在所在的楼层继而确定运行偏向，然后起动运行。凭据查阅资料了解到的当今电梯控制系统和电梯拖动系统的生长趋势以及掌握的知识，本次设计将接纳西门子S7-200 PLC，结合安川VS-616G5通用变频器，实现两台电梯的联动控制系统。图1-2运行流程图第2章 器件的选择2.1 PLC的选择2.1.1 PLC介绍1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求，这揭开了可编程控制器的生长篇章。1969年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程控制器 PDP14 ，随后在美国通用汽车公司的生产线上试用乐成，首次接纳步伐化的手段进行了电气控制，这就是第一代可编步伐控
23、制器，称为Programmable，是世界上公认的第一台PLC。起初它仅是具有逻辑运算、定时、计数等简朴功效，用于开关量的控制，实际上只能进行逻辑运算，所以被称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。在20世纪80年代后期，以微处置惩罚器组成的微机取得了飞速生长，使得可编程逻辑控制器在观点、设计、性能上都有了新的突破。这种控制器的功效不再局限于当初的逻辑运算，增加了数值运算、模拟量的处置惩罚、通信等功效，成为真正意义上的可编程控制器（Programmable Controller）,简称PC。但为了与小我私家盘算机PC（Personal C
24、omputer）相区别，可编程控制器仍简称为PLC。随着可编程控制器的不停生长，其界说也在不停变革。最终国际电工委员会（IEC）1987年颁布的可编程逻辑控制器的界说如下：“可编程逻辑控制器是专为在产业情况下应用而设计的一种数字运算操纵的电子装置，是带有存储器、可以体例步伐的控制器，它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操纵、并通过数字式和模拟式的输入输出，控制种种类型的机器或生产历程。可编程控制器及其有关的外围设备，都应按易于产业控制系统形成一个整体、易于扩展其功效的原则设计”。实际上，由于可编程控制技能的迅猛生长，许多新产物的功效已超出上述界说。从硬件来看，P
25、LC主要由CPU，存储器，I/O接口，电源，编程器等组成。图2-1 PLC硬件的根本结构（1）CPU板CPU板是PLC的焦点部件，它由微处置惩罚器CPU、存储器（ROM、RAM）、并行接口（PIO）、串行接口（SIO）实时钟控制电路等组成。CPU板是PLC的运算、控制中心，用以实现种种逻辑运算、算术运算及对整机进行治理控制；PLC内部携有步伐存储器和数据存储器（ROM，RAM），分别用于存储系统步伐和用户步伐，并生成用户情况；并行接口和串行接口主要用于CUP与各接口电路之间的信息互换。时钟及控制电路用于产生脉冲及种种控制信号。（2）输入/输出电路通常有两种形式的输入电路；直流输入和交换输入电路
26、。输入电路的作用是吸收来自现场输入设备的控制信号，再经光电耦合器断绝后转换成PLC内部的尺度电平信号，最后由CPU读入并送至输入映象寄存器中，供步伐执行使用。输出电路的作用是将PLC的输出控制信号送给外部输出设备，通过输出设备控制被控制东西事情。输出电路有三种形式：一种是继电器形式，它是通过控制继电器的线圈利用其触点的通断来控制输出设备，实现电气断绝；另一种是晶体管输出型，它通过光电耦合器控制输出开关晶体管通断，进而控制输出设备；第三种是可控硅输出型，通过触发可控硅的通断来实现对外部输出设备的控制。（3）存储器扩展接口存储器扩展接口用于连接用户步伐存储器及数据存储器的扩展卡盒。一般扩展卡盒有三
27、种：一种是COMS开型ROM卡盒，它需要用锂电池后备，以防备断电时步伐及数据丢失；另一种是EPROM卡盒，这种卡盒需要用专门的写入器将调试好的用户步伐或数据写入EPROM中，擦写时需要用紫外线擦除器；第三种是EEPROM卡盒，是电可擦除存储器，它的写入和擦写只需专用编程器。（4）I/O扩展接口I/O扩展接口与CPU之间是以总线方法连接的，因此它可以连接开总量的I/O扩展单位及扩展块，使I/O点数范围在配置越发灵活。同时也可以配接如模拟量、高速脉冲等单位及通信适配器等特殊功效模块，使PLC的功效大大增强。（5）编程器及其接口编程器用于步伐以及数据的输入、编辑、调试和检测。当PLC正常运转时，一般
28、不需要编程器，因此编程器被设计为独立的部件。为了能对PLC进行编程及调试，在PLC上设有一个专门的编程接口，通过这个接口可以连接种种形式的编程器。编程器的种类许多，常见的有便携式手持编程器、专用智能编程器，通过盘算机和专用接口实现对PLC的编程。（6）电源一般PLC使用220V的交换电源，通过电源部件将交换电转换成供PLC的中央处置惩罚器，存储器等电子电路事情所需的直流电，使PLC能正常事情。鉴于电梯控制输入输出口数量较多的问题，本次接纳EM223型数字扩展模块进行扩展。2.1.2 事情原理PLC是以微机为焦点的电子部件，可以将它看作是一个由种种继电器、定时器、计数器及状态器组成的组合体。PL
29、C的输入继电器，由外部开关通过输入端来驱动；PLC内的输出继电器，带有无数内触点和外部输出触点。别的，PLC另有如定时器、计数器、状态寄存器等“软”元件，这些元件都带有行动线圈和许多电子常开、常闭触点，可以在PLC内自由选择使用。PLC控制系统主要由三部门组成：输入部门、控制部门、输出部门。输入部门由用户的输入设备如按开关、操纵开关、限位开关及传感器等组成。它们直接与PLC的输入端子相连接，用以产生输入信号，这些信号或来自电梯轿厢利用控制板，或来自电梯井道。控制部门是凭据被控东西的实际控制要求体例用户的控制步伐，并将体例好的步伐通过编程器输入PLC内的用户步伐存储器中，CPU重复扫描、执行用户
30、步伐，并产生种种输出控制信号，通过用户步伐来实现PLC的控制功效。输出部门主要由用户输出设备如打仗器、继电器等组成，它们直接和PLC的输出端子相连，用来控制被控制的东西行动。PLC的事情历程实质上就是执行用户步伐的历程。当PLC运行时，CPU凭据分时操纵原理每个周期执行一次操纵，由于CPU的运算处置惩罚速度很快，使得外部出现的结果从宏观来看似乎是同时完成的，这种分时操纵的历程称为CPU对步伐的扫描。PLC的事情历程分为输入处置惩罚、步伐执行及输出处置惩罚三个阶段。（1）输入处置惩罚PLC以重复扫描的方法执行用户步伐。在执行步伐前首先按地点编码顺序将所有输入端子的通断状态（输入信号）读入输入映像
31、寄存器中，然后开始执行步伐。在执行历程中，纵然是输入状态产生了变革，但输入映象寄存器中的内容稳定，直到完成一个扫描周期的输入处置惩罚才重新读输入状态。（2）步伐执行在步伐执行阶段，PLC顺序扫描用户步伐。每执行一条步伐所需要的信息都是从输入映象寄存器和其他软元件映象寄存器中读出并到场运算，然后将执行结果写入有关的软元件映象寄存器中，因此各软元件映象寄储器中的内容随着步伐的执行而不停的变革。（3）输出处置惩罚当全部的指令执行完毕后，将输出映象寄存器中的状态全部传送到输出锁存寄存器中，成为PLC的实际输出并由输出端子送出给执行器。SIMATIC PLC是德国西门子公司在1995年推出的性能代价比比
32、力高的PLC系统。其中，微型的有SIMATIC S7-200系列，中小型的有SIMATIC S7-300CN，中高等性能的有S7-400系列。SIMATIC S7系列PLC都具有模块化、无排电扇结构和易于用户掌握等优点，使得S7系列的PLC成为种种从小范围到中大范围应用的首选产物。S7-200CN可编程控制器是德国西门子公司研制的新型可编程控制器。它事情可靠、功效强大、存储容量大、编程方便，输出端可直接驱动2A的继电器或打仗器的线圈，抗滋扰能力强。因此，能够满足电梯对电气控制系统的要求。S7-200系列小型PLC(Micro PLC)可应用于种种自动化系统。紧凑的结构、低廉的本钱以及功效强大的
33、指令集使得S7-200 PLC成为种种小型控制任务的理想解决方案。利用西门子S7-200可编步伐控制器编写两个四层电梯的控制系统。分别完成轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。具有AS-Interface总线功效的西门子S7-200CN PLC性能较好，功效强大，支持三角函数、开方、对数运算等功效；可在线编辑和监督;通过调制解调器支持远程监控；可以妨碍诊断，执行单次扫描，强制输出；还可以编辑变量状态表，使用多个可同时打开的窗口可同时显示信号状态和状态表。所以基于S7-200CN PLC的电梯控制系统是一个网络化、智能化、性价比极高的控制系统。STEP 7-Mi
34、croWIN 32是S7-200系列PLC的编程软件。可以对S7-200所有的功效进行编程。该软件简朴且易学。其根本功效是协助用户完成应用软件任务。例如创建用户步伐，在修改和编辑历程中编辑器具有简朴语法的查抄功效。还可以用软件直接设置PLC的事情方法、参数和运行监控。同时SIMATIC系列PLC S7-200体积小巧，功效全面，适应中小型呆板设备的控制。适用于种种场所中检测、监测及控制的自动化，应用领域极为遍及，具有较高性价比，在可靠性、操纵便捷性、实时特性、通讯联网能力、功效低本钱扩展、内置集成等方面均有精彩体现。所以在本次的设计中，选择西门子S7-200PLC进行电梯控制的设计。2.2系统
35、结构本系统是由PLC、变频器、控制箱、显示器、曳引电动机等组成的交换变频调速系统(Variable Voltage Variable Frequency，简称VVVF)。通过一台PLC 去控制两台电梯运行的方法，可以省去两台可编程控制器之间的相互通信,从而使得控制系统的可靠性更高,结构显得越发简朴。系统的硬件框图如图2-2所示。图2-2 PLC双电梯联动控制系统硬件框图图2-2中可以看出，该系统主要由两个部门组成，其中电梯控制的逻辑部门由PLC来实现。通过阐发研究电梯的实际运行情况和控制规律，从而设计开发出一套双电梯联动控制步伐，使得两台电梯的运行操纵能够用一台PLC控制。电梯的调速部门则选用
36、高性能的矢量控制变频器，配以脉冲产生器(编码器)丈量鼠笼式曳引电动机的转速，从而组成电机的闭环矢量控制系统，实现鼠笼式曳引电动机的交换变频调速(Variable Voltage Variable Frequency，简称VVVF)运行。首先，PLC吸收来自电梯的呼梯信号、平层信号，然后凭据这些输入信号的状态，通过其内部一系列的庞大控制步伐，对种种信号的逻辑干系进行有序地处置惩罚，最后向直流门控电机、变频器和种种显示器适时地发出开关量控制信号，对两台电梯实施联控。在电梯控制系统中，由于电梯的控制属于随机性控制，种种输入信号之间、输出信号之间以及输入信号和输出信号之间的关联性很强，所以逻辑干系处置
37、惩罚起来非常庞大，这就给PLC的编程带来很浩劫度。某种意义上来说，PLC编程水平的崎岖就决定整个系统运行质量的优劣。因此，PLC应用在电梯控制中的编程技能就成为控制电梯运行的要害技能。在PLC向变频器发出开关量控制信号的同时，为了满足电梯的要求，变频器又需要通过与鼠笼式曳引电动机同轴连接的脉冲产生器和PG卡, 对电动机完成速度检测及反馈,形成闭环矢量控制系统系统。脉冲产生器输出A、B两相脉冲，PG卡吸收到脉冲信号以后，再将此反馈给变频器内部,以便进行运算调治。凭据A、B脉冲的相序,可判断出电动机的转动偏向,并可以凭据A、B脉冲的频率测得电动机的转速（如图2-3）。由于本设计选用的是通用型变频器
38、，因此其参数设置和外部线路设计的庞大水平要远远地高于电梯专用变频器，其设置的优劣也将直接影响到电梯运行的实际效果。图2-3 闭环矢量控制框图2.2.1变频调速系统的阐发及选择80年代初，通用变频器实现了商品化。在近20年的时间内，经历了由模拟控制到全数字控制和由接纳BJT到接纳IGBT两个大的进展历程。目前从一般要求的小范畴调速传动到高精度、快响应、大范畴的调速传动，从单机传动到多机协调运转，险些都可接纳交换调速传动。因此可以说在电气调速传动领域内，以变频器应用技能为代表的交换调速传动已经成为电气调速传动的主流。电梯调速除了要求一般产业控制的静态、动态性能外，舒适度是一项重要指标。本设计中拖动
39、调速系统的要害在于包管电梯按理想的给定速度曲线运行，以改进电梯运行的舒适感；另外，由于电梯在修建物内的耗电量占修建物总用电量的相当大的比例，因此，电梯节约用电日益受到重视。考虑以上种种因素，通过对各主要生产厂家的产物的性能指标与代价比阐发，选用日本安川公司的变频器。带PG(脉冲产生器)矢量控制方法的调速范畴宽广，速度控制精度高，可以用于种种伺服驱动、高精度速度控制和力矩控制。但是带有PG矢量控制功效的变频器的代价相当高，基于性价比方面因素的考虑，本次电梯调速控制的设计选用的是VS-616G5 型通用变频器, 选择有PG矢量控制作为曳引鼠笼式电动机的控制方法。VS-616G5型变频器是安川电机公
40、司面向世界推出的21世纪通用型变频器。这种变频器不但考虑了控制，并且还实现了矢量控制，通过其自己的自动调谐功效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畴。VS-616G5变频器的特点如下:(1) 包罗电流矢量控制在内的四种控制方法均实现了尺度化；(2) 有富厚的内藏与选择功效；(3) 由于接纳了最新式的硬件，因此，功效全、体积小；(4) 掩护功效完善、维修性能好；(5) 通过LCD操纵装置，可提高操纵性能。为了使变频器事情在最佳状态，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效，其要领是:将曳引机制动轮与电机轴脱离，使电
41、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，变频器将凭据识别到的结果调解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。表2-4 安川616G5变频器主要参数设置表参数名称设定值A1-02控制方法选择3B1-01频率指令选择1B1-02运行指令选择1B1-03停止要领选择0B1-04反转禁止选择0B2-01零速电平选择0.1HzB2-04停止时直流制动时间1.0SC1-03加快时间3.0SC1-04减速时间3.0SC2-01加快开始时S型曲线时间0.6SC2-02加快完了时S型曲线时间0.6SC2-03减
42、速开始时S型曲线时间0.6SC2-04减速完了时S型曲线时间0.6SC5-01ASR比例增益5C5-02ASR积分时间1sE1-01输入电压设置380E1-04最高输出频率50E1-05最大电压380E1-06额定电压频率50E1-09最低输出频率电压0E2-01电机额定电流按电机铭牌设置E2-02电机额定滑差按电机铭牌设置E2-03电机空载电流按电机铭牌设置E2-04电机极数按电机铭牌设置F1-01PG常数凭据旋转编码器铭牌设置F1-02PG断线时检测时的行动选择0F1-03超速时的行动选择0F1-04超度偏差过大时的行动选择0F1-05PG分频比凭据电机极数设置短路掩护PLC通过向安川61
43、6G5变频器发出电梯上行输出和电梯下行输出信号，从而控制曳引电动机的转动偏向，决定电梯的上/下行运动；PLC通过向安川616G5变频器发出电梯高速运行和电梯低速运行信号，从而间接控制曳引电动机的转动速度，决定电梯的高速/低速运动。电动机通过脉冲产生器(编码器)和PG卡将速度信号实时反馈给安川变频器，打仗器触点过载掩护电梯上行输出电梯下行输出电梯高速运行电梯低速运行COM安川616G5变频器RSTPLC123411脉冲产生器12V0VA相脉冲B相脉冲 PG卡PG-B2123456M3 UVW图2-5 变频器拖动部门线路图第3章 双电梯控制系统的设计3.1电梯简介3.1.1 电梯的界说一般来说比力
44、常见的电梯的界说：一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层修建乘人或载运货品。3.1.2 电梯的组成及功效现代电梯主要由曳引机（绞车）、导轨、对重装置、宁静装置(如限速器、宁静钳和缓冲器等)、信号利用系统、轿厢与厅门等组成。这些部门分别安装在修建物的井道和机房中。通常接纳钢丝绳摩擦传动，钢丝绳绕过曳引轮，两端分别连接轿厢宁静衡重，电动机驱动曳引轮使轿厢升降。电梯要求宁静可靠、输送效率高、平层准确和乘坐舒适等。电梯的根本参数主要有额定载重量、可乘人数、额定速度、轿厢外廓尺寸和井道型式等。曳引系统:曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成,曳引系统的主要功效是输出与通报动
45、力，使电梯运行。导向系统:导向系统的主要功效是限制轿厢和对重的运动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。轿厢:轿厢是运送搭客和货品的电梯组件，是电梯的事情部门。轿厢由轿厢架和轿厢体组成。门系统：门系统的主要功效是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成。重量平衡系统：系统的主要功效是相对平衡轿厢重量，在电梯事情中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，包管电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量赔偿装置组成。电力拖动系统：电力拖动系统的功效是提供动力，实行电梯速度控制。电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机
46、调速装置等组成。电气控制系统：电气控制系统的主要功效是对电梯的运行实行利用和控制。电气控制系统主要由利用装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层器等组成。宁静掩护系统：包管电梯宁静使用，防备一切危及人身宁静的事故产生。由限速器，宁静钳，缓冲器，端站掩护装置组成。3.2 电梯的原理3.2.1 电梯的结构原理电梯是机、电一体化产物。其机器部门比如是人的躯体，电气部门相当于人的神经，控制部门相当于人的大脑。各部门通过控制部门调理，密切协同，使电梯可靠运行。尽管电梯的品种繁多，但目前使用的电梯绝大多数为电力拖动、钢丝绳曳引式结构。（1）拽引系统电梯拽系统的功效是输出动力和通报动力，驱动电梯运行。主要由拽引机，拽引钢丝绳，导向轮和反绳轮组成。拽引机为电梯的运行提供动力，由电动机，拽引轮，连轴器，减