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1、装订线长 春 大 学 毕业设计（论文）纸序号（学号）： 021241120长 春 大 学毕 业 设 计（论 文）电梯控制系统设计及其组态模拟姓 名王笑强学 院电子信息工程学院专 业自动化班 级12411 指导教师程广亮（讲师）2016年5月30日电梯控制系统设计及其组态模拟摘要：电梯作为当今高层建筑重要的运送工具，通过垂直上下运送乘客，过去传统电梯的控制方式大部分采用继电器接触器联合控制，这种控制缺点主要是接触点比较多，出故障率高、可靠性低、后期维维护量大等，但采用PLC控制可以有效地回避上述发生的问题，从而使电梯运行更加安全可靠、操作方便、舒适享受。这种控制在电梯行业已得到广泛应用。通过PL
2、C对电梯进行控制，进行合理的选择和设计，增强了电梯的控制水平，同时增强了电梯运行的舒适感，使电梯控制达到了较为理想的效果。本设计阐述了通过可编程控制器在电梯控制中的应用。主要说明了四层电梯的PLC控制系统总体设计方案、设计过程、组成，详细阐述了主要硬件电路、电梯的控制梯形图及指令表。并列出了系统组成框图，通过分析、处理随机信号逻辑关系的基础上，提出了PLC的编程方法。然后用MCGS组态软件实现了对PLC控制的四层电梯的模拟，计算机与PLC通过串行通信交换信息，用PLC来控制“虚拟”电梯。通过组态软件中命令语言编写的程序，使虚拟电梯的轿厢和门执行相应的动作，用画面上的指示灯和楼层显示器来显示来自
3、PLC的各种状态信息。关键词：电梯控制系统；可编程控制器；MCGSThe elevator control system design and configuration simulation Abstract：Elevator as an important transport tools in high-rise building today, through the vertical transporting passengers up and down, in the past most of the traditional elevator control mode adopts r
4、elay - contactor joint control, this control weaknesses mainly contact point is more, the high failure rate, low reliability, the late d large amount of maintenance, etc., but adopting PLC control can effectively avoid the above problems, so that the elevator operation more safe and reliable, easy t
5、o operate, comfortable enjoyment. This control has been widely used in the elevator industry. Through the PLC to control the elevator, rational selection and design, to enhance the control level of the elevator, the elevator running at the same time enhance the comfort, make the elevator control to
6、achieve the ideal effect. This design is expounded through the application of PLC in elevator control. Illustrates the four main layers of the elevator PLC control system overall design scheme, design process, composition, in detail elaborated the main hardware circuit, elevator control ladder diagr
7、am and instruction list. Lists the system composition block diagram, through the analysis, processing, on the basis of random signal logic relation, the PLC programming method is proposed. Then use the MCGS configuration software to realize the simulation of PLC control of four elevators, computer t
8、hrough serial communication with PLC to exchange information, using PLC to control the virtual elevator. By command language programs written in the configuration software, the virtual elevator capsules and perform the corresponding action, with the light on the screen and floor display various stat
9、e information from the PLC. Key words：control system of lift；programmable logic controller；MCGSI目录第1章 绪论11.1电梯的国内外发展现状11.2课题研究的意义及内容1第2章 电梯的简介32.1电梯的定义32.2电梯系统组成42.3电梯主要部件组成5第3章 PLC的简介73.1PLC的定义73.2PLC控制系统的组成73.3西门子S7-200PLC简介7第4章 电梯的控制要求9第5章 电梯控制系统设计125.1四层电梯硬件的选型125.1.1曳引机的简介125.1.2电梯变频器简介125.1.3电
10、梯传感器简介135.1.4显示数码管简介155.2电梯曳引电机电路图165.3四层电梯软件设计175.4软件设计要求18第6章 组态监控的系统设计206.1 MCGS软件简介206.2MCGS组态软件五大组成部分206.3建立界面216.4 MCGS与PLC连接24致谢25参考文献26附录27II第1章 绪论1.1电梯的国内外发展现状 由世界上第一台电梯问世至今，电梯的品种、形式繁多，电梯技术的发展也向着节能化、智能化和网络化发展。我国电梯销量日益增长。在最近几年我国电梯产量和使用量均居世界首位。中国作为电梯使用大国，电梯技术的提高是未来我国经济实力发展重要的标志。兴旺的电梯市场，对于中国这么
11、大的电梯需求量，吸引了世界很多电梯企业来到中国的市场，如同本三菱、德国蒂森、芬兰通达等知名企业进入中国。涌入这么多企业同时也引进了先进的技术，生产的工艺。增强我国电梯技术发展促进了国内电梯企业的发展，使我国电梯不需要大量引进，完全自行就可以满足国内的需要。由1985年中国加了国际标准化组织ISOTCl78以后，采用了一批国际标准和先进国家的标准。高的国际化标准使我国电梯技术处在较为有利的地位。随新技术的应用，电梯成本的降低。是我国电梯行业在世界赢得了很多客户。中国电梯在国际市场中占的地位越来越大。当今世界电梯行业中，国外电梯技术的三大支柱：美国技术、欧洲技术、亚洲技术。美国技术是以OTIS为主
12、的电梯控制技术，其中包括加拿大。美国技术始终保留先进技术，因此最先进的电梯控制技术没有在世界其他国家应用。欧洲技术是世界上采用最多的电梯控制技术。在国际电梯市场中欧洲电梯控制技术以电梯使用寿命长称著，一般电梯可以使用高达25年之久。由于欧洲控制技术全球应用广泛，使得欧洲电梯控制标准成为标准国际验证电梯控制标准。亚洲电梯控制技术是以日本为主导的电梯控制技术。日本以使用者的内心需求为主要目标，使其以电梯的舒服享受而闻名与世界电梯行列中。不过日本有自身缺陷，要考虑自身利益，虽然使用时舒适度高，但电梯使用寿命只能达到欧洲电梯使用寿命的60%左右，保证正常使用的年限大约在15年左右。中国电梯控制技术采用
13、各家所长，使其电梯在使用年限和舒适的程度上均能超过欧洲使用年限和日本的舒适度上。1.2课题研究的意义及内容电梯作为高层大厦、大型商场、住宅、仓库等不可缺少的垂直交通工具，在社会中占有相当重要的地位。随着社会进步建筑越来越多，楼层越来越高。因此对于电梯的要求越来越高，电梯的安全、环保，舒适、调速范围、调速精度等提出更加高的要求。电梯作为一种垂直交通工具涉及了很多领域，是一种复杂的系统。现今电梯最主要的是电梯的高度安全性。对于电梯的安全，实际上有很多安全保护措施，对于电梯设计之初，对于电梯各机械零件和电器元件都是采用安全系数和保险系数最高的。只有对电梯的制造、安装、调试和售后服务都采用最高、最严格
14、的标准，才能很好的提高电梯的安全系数。在国外已经对电梯的安全已经有相关的法规，电梯的制造、安装、调试、维护都已经一体化，有相关的认证团队，大大也提高了安全。当今认为电梯是最安全的交通工具。当今可编程控制器（PLC）应用于电梯控制正在蓬勃发展，对于PLC控制电梯的越来越明显，相对传统的电梯比较，PLC控制电梯开发时间短、灵活性大能够完成复杂的程序。可靠性高、维护方便，易于后期的检查维修，是电梯的使用寿命增高。通过对电梯技术的不断更新加强我国电梯技术的发展，使我国电梯技术能够快速世界先进水平，在世界的电梯技术上占有自己的地位，也表现了我国经济实力的增长。从而提供我国电梯技术标准的提高，使世界认同中
15、国电梯技术。加强我国电梯在国际市场的地位。第2章 电梯的简介2.1电梯的定义电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，其主要用于高层建筑运送乘客或者货物的重要交通工具。垂直升降电梯是由轿厢运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。习惯上不论采用如何驱动方式，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。按速度可分低速电梯（4米/秒以下）、快速电梯（412米/秒)和高速电梯(12米/秒以上)。19世纪中期开始出现液压电梯，至今仍在低层建筑物上应用。1852年，美国的E.G.奥蒂斯研制出钢丝绳提升的安全升降机。80年代，驱动装置有进一步改进
16、，如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重等。19世纪末，采用了摩擦轮传动，大大增加电梯的提升高度。20世纪末电梯采用永磁同步曳引机作为动力。大大缩小了机房占地，并且具有能耗低、节能高效、提升速度快等优点，极大地助推了房地产向超高层方向发展。当今电梯主要采用曳引机为主要动力来源，轨道、监测与保护装置、指令操作系统、厅门系统、轿厢等组成。各部分按要求安装在建筑物电梯运行井道和控制机房中。通常采用钢丝绳的摩擦来传动，钢丝绳与曳引轮组合，两端分别连接轿厢和平衡重，通过电动机驱动曳引轮转动使轿厢上升、下降。从而提高电梯的安全性、可靠性、运输效率、平层准确性、舒适度等方面要求。而电梯的基本标准参数主
17、要有额定载重、额定承载人数、额定运行速度、轿厢外廓空间和井道类型等。图 2.1 电梯2.2电梯系统组成（1）空间组成：机房部分、井道及底坑部分、轿厢部分、层站部分。（2）系统组成一、拽引系统 电梯的拽引系统的主要是为电梯运行提供动力。电梯动力来源于拽引机，通过拽引钢丝绳传输动力。拽引机是电梯的运行动力来源，由电动机，拽引轮，连轴器，减速箱和电磁制动装置组成，主要是通过拽引钢丝的两端分别连接轿厢和对重，依靠钢丝绳和拽引轮之间的摩擦使轿厢能够上升或下降。用导向轮分离轿厢和对重之间距离。 二、导向系统 导向系统作用主要是控制轿厢和对重的活动范围，让轿厢和对重按规轨道作升降运动。导向主要是由导轨，导靴
18、和导轨架等组成。三、门系统门系统由轿厢门，层门，开门等组成。一般轿厢门安放在轿厢入口处，由门扇，门导轨架等组成，层门安放在层站入口。开门电机安放在轿厢上，为轿厢和层门提供动力。 四、轿厢轿厢主要是用来运输人或者货物的组件。共有轿厢架和轿厢体两部分组成。轿厢架是由横梁，立柱，底梁和斜杆组成。由额定载人数和额定载重决定了轿厢体大小。 五、重量平衡系统重量平衡系统主要由对重和重量补偿两部分组成。对重是平衡轿厢自重和部分额定载重的装置。重量补偿是补偿轿厢与拽引钢丝绳长度的变化对电梯平衡造成影响的装置。 六、电力拖动系统 电力拖动系统由拽引机模块、供电模块、速度监控模块、调速模块等构成，主要是作用是控制
19、电梯行进速度。拽引电机为电梯运行提供动力，供电模块为电机提供电源。速度监控模块是实时监控电梯运行速度并时刻传送电梯速度信号给调速模块。调速模块采用变频器控制拽引电机速度。 七、 电气控制系统 电梯的电气控制系统主要由控制装置、操纵装置、平层装置和位置显示装置等部分组成。其中控制装置是由轿箱内的按钮箱和厅门的召唤箱按钮来操纵电梯的运行的。平层装置是发出平层控制信号，使电梯轿厢准确平层的控制装置。 八、安全保护系统 安全保护系统主要由机械和电气两步风保护系统组，时刻保护电梯时电梯能够安全运行。电梯运行超速保护由限速器和安全钳组成。电梯缓冲器防止电梯撞击顶部、底部，或者及时切断电源的主控装置等保护措
20、施。图 2.2 电梯的结构2.3电梯主要部件组成一、电梯机房主要部件组成1.拽引机：(1)驱动电动机(2)减速箱(3)拽引轮(4)导向轮或复绕轮（导向轮又称抗绳轮）2.限速器3.控制柜4.电源开关、照明开关5选层器、极限开关。二、 电梯井道里的主要部件组成1.轿厢2.导轨3.对重装置4缓冲器5.限位开关6.接线盒7.控制电缆8.补偿链或补偿绳9.平层感应器或井道传感器。三、 轿厢上的主要部件组成1操作箱2. 轿内指层灯3. 自动门机4. 安全触板（光电装置）5.轿门6. 称重装置7. 安全钳8. 导靴9. 轿顶安全窗、光电保护、超载装置、邻梯指示等部件，要视电梯规格、型 号、种类及客户要求而设
21、置。四、电梯层门口的主要部件组成1. 层门。2. 层门门锁3. 楼层指示灯4. 层门方向指示灯5. 呼梯盒6. 电梯门侧壁上装有压力传感器，当电梯在关门时施加一定压力，梯门从新打开。第3章 PLC的简介3.1PLC的定义1987年2月，国际电工委员会（IEC）颁布了可编程序控制器标准草案第三稿。该草案确定可编程序控制器的定义，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）是指可通过编程或软件配置改变控制对策的控制器，简称为PLC。其工作方式是采用顺序扫描，不断循环。PLC的特点：1.可靠性高，抗干扰能力强；2.编程简单，易于掌握；3.组合灵活使用方便；4.功能强
22、，通用性好；5.开发周期短，成功率高；6.体积小，重量轻，功耗低；7.安装简单，维护方便；3.2PLC控制系统的组成在被控制对象的控制要求比较简单，系统规模不大的情况下，一台PLC主机足以满足控制要求。对于控制系统规模较大或带有模拟量信号处理、数字通信与联网控制以及有其他特别功能要求的场合，可以通过选用带I/O扩展功能或具有某种特殊功能的外部I/O模块形式组合成PLC控制系统。构成一定规模的PLC控制系统还应包括：1. I/O扩展模块和扩展单元用于增加I/O点数。模块或单元内容含输入接口电路（输入扩展）、输出接口电路（输出扩展）或兼具输入、输出接口电路（输入、输出扩展）。扩展模块内部电子电路是
23、通过I/O模块接口有主机电源供电，而当输入扩展点数较多内部配有电源时称为扩展单元。2. I/O特殊功能模块用于模拟量的输入输出处理、数字通信、联网以满足特殊控制要求需要。3. 编程器及其他外围设备 通过外设I/O接口可与编程器、打印机、图形监控器等外围设备相连，用以应用程序的输入、读出、修改、故障诊断，或用户程序的存储、输出打印，也可以与上位计算机连成一体构成DCS控制系统。3.3西门子S7-200PLC简介德国西门子公司是世界上较早研制和生产PLC产品的厂家，其产品在国际和国内具有较高市场占有率。S7系列受传统意义的PLC产品，其中S7-200是针对低性能要求的紧凑的微型PLC，其编程软件为
24、STEP7-Micro/WIN。由于西门子S7-200PLC在实时模式下具有速度快，同时具有通讯功能和较高的生产力的特点。一致的模块化设计促进了低性能定制产品的创造和可扩展性的解决方案。因此西门子的S7 - 200微型PLC被当作独立的微型PLC解决方案或与其他控制器相结合使用。 SIMATIC S7-200 Micro 自成一体：特别紧凑同时具有惊人的能力特别是有关它的实时性能它速度快，功能强大的通讯方案，并且具有操作简便的硬件和软件。同时还有更多特点：SIMATIC S7-200 Micro PLC具有统一的模块化设计目前不是很大，但是未来不可限量的定制解决方案。这些都使SIMATIC S
25、7-200 Micro PLC在一个紧凑的性能范围内为自动化控制提供一个非常有效和经济的解决方案。SIMATIC S7-200发挥统一又经济的解决方案。整个系统的系列特点拥有强大的性能存在，优越强大的模块化和强大的通讯能力。其精致小巧的结构-在精小的空间中任何理想的应用选择都可以在任何型号CPU中基本与高级功能，超大容量的程序与数据存储器都可以做出实时响应-实时完全的监控整个过程，从而提高了质量、效率和安全性易于使用STEP 7-Micro/WIN工程软件初学者和专家的理想选择集成的 R-S 485接口或者作为系统总线使用极其快速和精确的操作顺序和过程控制通过时间中断完整控制对时间要求严格的流
26、程。S7-200系列出色表现在以下几个方面：(1)极高的可靠性(2)极丰富的指令集(3)易于掌握(4)便捷的操作 (5)丰富的内置集成功能(6)实时特性 (7)强劲的通讯能力(8)丰富的扩展模块 。图 3.1 S7-200图第4章 电梯的控制要求一、信号控制系统电梯的PLC的控制系统与其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两大部分组成。主要硬件包括PLC主机、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼楼盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。 电梯信号控制主要由PLC软件实现。输入到PLC的控制信号有：运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、开关门信号及限位信号、门区和平层信号等。
27、PLC输出接口输入接口运行方式选择运行控制信号安全保护信号内指令信号外指令信号光电脉冲呼梯信号指示楼层显示运行方向指示呼梯玲开关门控制开关门信号门区或平层信号拖动控制系统PLC输出接口输入接口内指令信号外指令信号光电脉冲开关门信号 图 4.1 电梯控制系统结构图二、电梯控制系统实现的功能 1.电梯内外显示当前楼层；2.各层厅外均有呼梯按钮；3.轿厢内有各楼层选择按键；4.由交流拽引机控制轿厢上升和下降；5若有人召唤自动开门，当电梯在某层时，按下呼梯信号自动开门；6若感到压力，门自动重新开起；7.到楼层后有自动响铃提示并且自动开门经5秒自动关门；8.有指令记忆，若轿厢接收多个指令后，电梯能自行按
28、顺序自动停靠车门，并自动选择最佳运行方向；9.自动定向功能，当轿厢接收多个指令时，根据先入为主原则，自动确定其运行方向；10.呼梯记忆和顺向截梯功能，当电梯运行时，遇到顺向呼梯信号能停靠应答，反向信号无效；11.自动换向功能，当电梯运行到顶层或最底层时，能自动换向运行；12.自动关门待客功能，当电梯全部完成轿厢内指令，又无厅外召唤信号时，电梯能自动关门停在原位待客 三、四层电梯控制要求上行要求：1. 当电梯停止在1层或2层或3层时，四楼呼梯则电梯上行至4层。2. 当电梯停止在1层，若2楼呼梯，则电梯上行至2层停，若3楼呼梯，则电梯上行至3层停。3. 当电梯停止在2层，若3层呼梯，则电梯上行至3
29、层停。4. 当电梯停止在1层，而2、3层均有人呼梯时，电梯上行至2层暂停5秒后继续上行至3层停。5. 当电梯停止在2层，而3、4层均有人呼梯时，电梯上行至3层暂停5秒后继续上行至4层暂停。6. 当电梯停止在1层，而2、4均有人呼梯时，电梯上行至2层暂停5秒后继续上行至4层停止。7. 当电梯停止在1层，而3、4层均有人呼梯时，电梯上行至3层暂停5秒后继续上行至4层。8. 当电梯停止在1层，而2、3、4层均有人呼梯时电梯上行至2层暂停5秒后继续上行至3层暂停5秒后继续上行至4层停。下行要求：9. 当电梯在4层或3层或2层时，1层呼梯，则电梯下行至1层停。10. 当电梯停止在4层，若3层呼梯，则电梯
30、下行至3层停，若2呼梯，则电梯下行至2层停。11. 当电梯停止在3层，若2层呼梯，则电梯下行至2层停。12. 当电梯停止在4层，而2、3层均有人呼梯时，电梯下行至3层暂停5秒后继续下行至2层停。13. 当电梯停止在4层，而3、1层均有人呼梯时，电梯下行至3层暂停5秒后继续下行至1层停。14. 当电梯停止在4层，而3、2、1层均有人呼梯是，则电梯下行至3层暂停5秒后继续下行至2层暂停5秒后继续下行至1层停。15. 当电梯停止在3层，而2、1层均有人呼梯时，则电梯下行至2层暂停5秒后继续下行至1层停。16. 当电梯停停止在2层，而1、3、4均有人呼梯，则电梯先下行至1层暂停5秒后，在上行。17.
31、当电梯停止在3层，而1、2、4均有人呼梯，则电梯先下行至2层暂停5秒后，继续下行至1层后，再上行。 当选择方向与运行方向不一致时，呼叫无效，内选如上。 图 4.2 电梯控制流程图第5章 电梯控制系统设计5.1四层电梯硬件的选型四层电梯控制系统是主要由PLC、变频器、控制箱、显示器、拽引电动机组成的交流变频调速系统（Variable Voltage Variable Frequency）简称VVVF。通过PLC去控制电梯的运行方式，从而使得控制系统的可靠行更高，结构显得更加紧凑。通过电梯的实际运行情况和控制规律，因此设计开发出电梯联动控制程序，用PLC能够控制电梯的运行操作。电梯的调速部分则选用
32、高性能的矢量控制变频器，配以脉冲发生器（编码器）测量鼠笼式拽引电动机的转速，从而够成电机的闭环矢量控制系统，实现鼠笼式拽引机电动机交流变频调速（VVVF）运行。变频器同时又需要通过鼠笼式拽引电动机同轴连接的脉冲发生器和PG卡，对电动机完成速度检测及反馈，形成闭环系统。脉冲发生器输出脉冲，PG卡接收到脉冲以后，再将此反馈给变频器内部，以便进行运算调节。根据脉冲的相序，可得出电动机的转动方向，并根据脉冲的频率测得电动机的转速。5.1.1曳引机的简介电动机选择依据是以电动机的机械特性一定要满足生产机械的要求，并且适应负载特性。一定要运行稳定且具有良好的启动性能和迅速制动性能。电机工作过程中能够充分发
33、挥其最大性能，使其各项指标尽可能达到额定值。电动机结构形式要适应安装空间结构的需求，适合所处环境变化需求。电梯技术发展迅速，电梯具有了先进性能、高舒适性的，由于VVVF的运用曳引机开始采用永磁同步无齿轮曳引机，其具有节能、洁净、安全、安静、经济等特点。因此永磁同步曳引机逐渐成为新型曳引机的主流。 电动机结构形式的选择要更根据不同工作环境选择电动机的防护形式。开启式一般用于干燥、干净的环境；防护式一般用于干燥和较少灰尘，没有危险气体气体的环境；封闭自扇冷式与他扇冷式一般用于有腐蚀性、多风雨侵蚀的环境；全封闭一般用于浸入水中的环境；隔爆式用于有爆炸危险的环境中。由于机房和井道的工作环境只有较少灰尘
34、，不潮湿，没有危险气体，所以选择曳引电动机和门机电动机均选择防护式； 5.1.2电梯变频器简介变频器是一种把电源频率转换成另一种所需要频率的控制装置，能够对交流异步电动机的频率、速度、运转精度、功率因数、等控制。同时电梯变频器是一种专门用于电梯控制的仪器。电梯专用变频器是中小功率变频器中的高端产品，它使得电梯效率提高、运行平稳、设备寿命延长，结合PLC或微机控制，更显示无触点控制的优越性：线路简化、控制灵活、运行可靠、维护和故障监测方便。电梯变频器对电梯的控制是S型，对电梯加速度的控制比较缓和，变频器的通有特点控制加速中间过程加速度较快，为了提高乘坐舒适度和节能。对于电梯电机调速问题，采用变频
35、器调速不会产生无用功耗的损失，其是直接控制输出电压和频率。从而使电梯能够缓慢加速，具有较好的舒适度。由于电梯的调速要求较高除了一般控制的静态性能和动态性能外，其电梯舒适程度也是一个重要的内容。本设计关键在与是电梯按照最佳速度曲线运行来提高电梯的舒适度。选用MICROMASTER 440 是专门针对与通常相比需要更加广泛的功能和更高动态响应的应用而设计的。对于MM440变频器可以非常有效的解决变速中遇到的各种问题，即使面对突发负载变化也能有效做出反应。不需要编码器也能移动到目标位置。所有这些均可在 0.12 kW (0.16 HP) 直至 250 kW (350 HP) 的功率范围内实现。图 4
36、.3 西门子MM440变频器示意图5.1.3电梯传感器简介传感器是一种能感知规定的被测量并按照一定规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。一、位移传感器位移传感器与平层传感器构成电梯平层控制调整的装置，从而实现自动平层，且平层必须准确。其适用于频繁起动、停止、调整及换向的工作要求，使加、减速和等速平稳，速度曲线平滑，到站前无微动。新型静磁栅绝对编码器位移传感器是静磁栅位移传感器与绝对编码器两技术结合的产物。使用无源钕铁硼磁铁作为探测头的静磁栅绝对编码器其原理简单,构想奇特,使用不多的开关型霍尔传感元件,直接产生高于毫米数量级的位移量数字信号。二、压力传感器在电梯控制系统中，压力传感器能够有效地
37、调整电梯平层，电梯的中枢神经即为电控系统，电梯的质量将直接受到其质量的影响。医用电梯和客梯对乘坐的舒适度都有较高的要求，此外，运行时间同其舒适度有着非常密切的联系。为了确保舒适、安全地乘坐电梯，就应该将时间延长，将电梯减速，随之延长运行的时间，从而降低电梯的运行效率。因此，为了将电梯的安全运行效率提升，应该在一个合适的范围内进行加减速度控制，并且要有效地控制其变化情况。因此，就将一定的要求抛向了控制系统：可靠安全，能够快速准确地将故障排除掉，在对应用要求给予满足的基础上，有着越简单的线路越合理振动和噪声，要合理地选择压力容器，不能有过大的电磁声，有足够的刚度存在于安装零件的结构件中，并且防松的
38、措施一定要到位。对于频繁启动的要求要相适应，确保换向、停止和转换都能够非常容易地完成，有着较好的调速性能，确保能够有效地转换工作方式，保证平稳地完成加减速度，平滑的速度曲线，没有微动的感觉出现在电梯停止前。对于自动平层可以有效地予以实现，并且一定要准确地完成平层，确保在很大范围内对上升的荷载都可以有效地予以适应，重载启动也可以实现。轿厢的呼叫信号和楼层是电梯运行的主要诱因。因此，需要有效地控制其行程信号，对应的轿厢与楼层的呼叫是随机进行的，所以，可以对随机逻辑控制的方式进行使用完成系统控制，就是对电梯的基本控制要求在顺序逻辑控制的基础上给予完成，在随机输入信号的基础上，对电梯的运行情况进行适时
39、的掌控。同时，有压力传感器对轿厢的位置进行确定，然后向着计数器中进行传递完成相应的控制。此外，将一个静磁栅源设置在每层楼中，进而对系统的楼层信号进行检测。在向上行走电梯的时候，静磁栅栏源在静磁栅尺上行的方向上会被检测出来，打开抱闸，确保电梯能够稳定地上行。这样就能够有效地吸合PLC内部锁存继电器，开始对定时器进行定时，可以按照梯速和可视端站层距将时间确定出来。在动作上强迫换速开关之后，电梯就会呈现出慢车运行的情况，一般情况下，电梯在上行平层的过程中需要停车。一旦没有停止，轿厢还在继续运动，当在零值存在着Tim设定值时，就会相应地断开其常闭点，上行接触器和慢车接触器失电，就会相应停止电梯的运行，
40、也就是说，没能有效地释放快车运行接触器。所以，不论是快车的运行还是慢车的运行，只要有信号被强迫换速开关发射出来，不管有无动作情况存在于别的保护开关中，在压力传感器的作用下，都会令电梯停止运动，进而确保有一定的稳定性、可靠性存在于电梯的端站保护中。在各个绳头之间安装压力传感器，即便长期地进行应用，也要保证没有变化出现在其中，当在11的比值范围内存在着电梯曳引时，整个轿厢的重量即为压力传感器所能够承受的重量，其比值也为11；当在21的比值范围存在着电梯的曳引时，这样轿厢的一半重量等同于传感器所能够承受的重量值。对于随行电缆和电梯补偿链等加上的重量，就可以非常容易地测量出来。其中，力矩补偿和称重都应
41、用了独立的控制对策，具备按层补偿的效果，就是在进行称重的过程中，电梯轿厢内的重量能够被显示出来，而电梯轿厢内所能够承受的重量就是补偿值。补偿链、曳引钢丝绳、底托电缆等生成的总量，就会向着变频器中传递，进而确保能够更加稳定、平稳地运行电梯。 图 4.4 压力传感器示意图5.1.4显示数码管简介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。楼层的登记与
42、消除部分和楼层显示部分组成了完整的楼层显示环节。由于MAX7219是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示，也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。由此来连接数码管和PLC中间的串行通信。楼层显示用七段码显示，七段码显示图解如图4.5，各段标号依此图为准。其中一、二、三、四、楼显示分别是：bc段、abged段、abgcd段、fgbcd段。来完成个楼层显示的要求。 图 4.5 数码管示意图5.2电梯曳引电机电路图 根据电梯设计要求，我们所采用变频器来控制电梯电机的速度和方向。由于设计原理其中变频器采用的是西门子MM440变频器来控制电机，由
43、PG来检测电机的速度。图 4.6 曳引电机电路图5.3四层电梯软件设计STEP7-Micro/WIN32软件为西门子公司研发的编程软件，主要是针对SIMATIC S7-200系列应运而生。在Windows下应用的软件，其功能强大，用于开发程序，又可用于实时监控程序执行情况。西门子的编程专用软件是STEP-Micro/WIN。该软件支持三种编程模式：梯形图（LAD）、功能块图（FBD）和语句表（STL）；提供程序在线编辑、调试、监控以及CPU内部数据的监控、修改等功能。1）软件使用1.双击桌面上的快捷方式图标，打开编程软件。2.选择工具菜单“Tools”选项下的Options3.在弹出的对话框选
44、中“Options”，General 在Language 中选择Chinese。最后点击“OK”，退出程序后重新启动。4.重新打开编程软件，此时为汉化界面。2）窗口中的项目内容1. 浏览条2.指令树3.交叉引用4.数据块5.状态表6.符号表/全局变量表7.输出窗口8.状态栏9.程序编辑器10.局部变量表 图 5.1软件界面 3）编程方法该软件可以有STL、LAD及FBD三种方法编程。在菜单栏中的“查看”点击菜单有该三个界面显示的切换。以LAD图为例，当光标显示在某处时单击“指令”，则在光标处即可添加该指令的功能图形。以此一步步即可完成编程过程。5.4软件设计要求（一） 由设计四层电梯控制系统，
45、从而得出相应的输入信号组成，由电梯为四层控制系统，因此电梯内需要一楼、二楼、三楼、四楼四个选层按钮，还需要两个开门、关门按钮。且电梯外部呼梯按钮，一楼只需一个上呼按钮，二楼需要上呼和下呼两个按钮，三楼也需要上呼和下呼两个按钮，而四楼只需要一个下呼按钮。而输出信号的组成，由与其对应的一层、二层、三层、四层平层指示信号组成，且一楼需要有上行指示，二楼需要上行指示与下行指示，三楼需要上行指示和下行指示，四楼需要下行指示。根据这些控制需求。来合理划分I/O口。如图I/O口分配表 输入 输出I0.0内呼一层SB1Q0.0一层平层指示HL1I0.1内呼二层SB2Q0.1二层平层指示HL2I0.2内呼三层SB3Q0.2三层平层指示HL3I0.3内呼四层SB4Q0.3四层平层指示HL4I0.4一楼上呼SB5Q0.4一楼上行指示HL5I0.5二楼下呼SB6Q0.5二楼下行指示HL6I0.6二楼上呼SB7Q0.6二楼