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1、摘 要电梯不仅仅是高层建筑罩的必备设施，在多层建筑里也是不可缺少的垂直运输工具。电梯的控制系统已由初期的继电控制向微机控制发展。可编程控制器由于具有可靠性高、功能强大等特点已经成为电梯微机控制系统的核心。本文在阐述电梯的结构和可编程控制器的结构和工作原理的基础上，针对7层7站电梯，使用三菱FX2N-80MR可编程控制器，设计了电梯的控制系统。包括电梯的指层控制模块、轿内指令和厅外召唤的登记与消号模块、电梯的选层和定向模块、电梯的开关门运行模块、电梯运行控制模块等，实现了电梯的指层控制、轿内与各层厅站呼梯指令的记录、电梯运行方向和停靠的层站的控制，自动运行和自动开关门等功能。这种电梯控制系统应用
2、于实际运行的电梯中，运行结果表明：电梯控制系统安全性和可靠性高，月常保养维护和故障检修方便，运行成本低。电梯连续运行12000次，故障率为0，平层精度小于5mm，平衡系数4850，起动、制动及运行平稳、舒适，安全保护和可靠性均达到GB75882003的规定，能够满足电梯的控制要求。关键词：电梯； 控制系统； 传统控制； PLC控制； 控制指令；ABSTRACTElevator high-rise building is not just cover the essential facilities, in multi-storey building is also an indispensab
3、le means of transport vertical. Elevator control system of the relay control from the early to the development of computer control. Programmable logic controller as a result of high reliability and powerful features such as elevators have become the core of computer control system.In this paper, the
4、 structure of the elevator and the programmable logic controller structure and working principle, based on 7 points for 7 elevators. It use of Mitsubishi is FX2N-80MR programmable controller. It design of the elevator is control system. Including the elevator floor control module means, chair outsid
5、e with the instructions and call the registration number and energy dissipation module, elevator layer and orientation module, run the elevator door switch module, such as elevator control module to run, means the realization of the elevator floor control , Office chair with all levels of station or
6、ders call records staircase, elevators stop running the floor the direction and control stations, automatic door operation and automatic switching functions.Elevator control system that applies to the actual operation of the elevator, run results show that: elevator control system safety and reliabi
7、lity, on regular maintenance and troubleshooting easy operation and low cost. Continuous operation of the lift 12000 times the failure rate is 0, level accuracy level of less than 5 mm,the balance factor of 48% 50%, starting,braking and smooth running,comfortable,security and reliability requirement
8、s are achieved GB7588.2003 to meet the requirements of the elevator control.Keywords: Electric elevator; Navar; Tradition is controlled; PLC controlled; Control command;目 录摘 要i第一章 绪论11.1 电梯设备11.1.1 电梯的分类11.1.2 电梯的主要组成部分11.1.3 电梯的安全保护装置21.2 电梯的发展动态21.2.1 电梯技术发展概况21.2.2 电梯发展展望32.3.1 PLC及在电梯控制中的应用特点42.
9、3.1 PLC的特点42.3.2 PLC控制电梯的优点5第二章 电梯PLC控制系统的基本结构72.1 硬件结构系统72.2 信号控制系统72.3 拖动控制系统82.4 电梯设计背景8第三章 总体方案的设计103.1 系统组成103.2 电梯运行的调度原则103.3 本系统对PLC的要求113.4 可编程控制器控制系统的I/O点数估算114.5 内存估计124.5.1 内存利用率124.5.2 开关量输入输出的点数124.5.3 模拟量输入输出的总点数12第四章 硬件设计134.1 相关组件134.1.1 PWM 变频器144.1.2 三菱PLC154.1.3 曳引电机164.2 硬件电路16第
10、五章 系统软件设计195.1 时序控制195.1.1 T值的总数学模型195.1.2 加速时间Ta195.1.3 减速时间Td205.1.4 恒速运行时间Tv205.1.5 开门时间To、开门保持时间Tk、关门时间Tc215.1.6 动态分配215.2 流程图设计215.3 开关门控制235.3.1 开门控制235.3.2 关门控制245.4 内指令外召唤信号的登记消除及显示255.4.1 内指令信号处理255.4.2 外召唤信号处理255.5 选层定向及反向截梯255.6 层楼计算、换速、平层、停车275.7 层楼位置指示285.8 呼梯铃控制与故障报警29结束语32参考文献33致 谢34附
11、录:梯形图3551阳泉职业技术学院-毕业设计说明书第一章 绪论继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法。但是，进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。可编程序控制器(PLC)最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制所代替。同时，由于电机交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速。因此，PLC控制技术加变频调速技术己成为现代电梯行业的一个热点。1.
12、1 电梯设备1.1.1 电梯的分类电梯的分类有各式各样:(1)按用途分类有客梯、货梯、医用梯等(2)按速度分类低速电梯 1 m/s以下中速电梯 1-2m/s高速电梯 2m/s以上 超高速电梯 4mls(3)按驱动电源分类交流电梯 速度一般小于2m/s 直流电梯 速度一般大于2mls(4)按控制方式分类有层间控制，简易集选控制，集选控制、有/无司机控制、群控等。1.1.2 电梯的主要组成部分(1)曳引部分通常由曳引机和曳引钢丝绳组成。电动机带动曳引机旋转使轿厢上下运动。(2)轿厢和厅门轿厢由轿架、轿底、轿壁和轿门组成;厅门一般有封闭式、中分式、双折式，双折中分式和直分式等。(3)电器设备及控制装
13、置有曳引机，选层器传动及控制柜、轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅站指示器组成。(4)其它装置对重装置、补偿装置等。1.1.3 电梯的安全保护装置(1)电磁制动器，装于曳引机轴上，一般采用直流电磁制动器，启动时通电松闸，停层后断电制动。(2)强迫减速开关，其分别装于井道的顶部和底部，当轿厢驶过端站换速未减速时，轿厢上的撞块就触动此开关，通过电器传动控制装置，使电动机强迫减速。(3)限位开关，当轿厢经过端站平层位置后仍未停车，此限位开关立即动作，切断电源并制动，强迫停车。(4)行程极限保护开关，当限位开关不起作用，轿厢经过端站时，此开关动作。(5)急停按钮，装于轿厢司机操纵盘上，发生异常情况时，按此按钮切
14、断电源，电磁制动器制动，电梯紧急停车。(6)厅门开关，每个厅门都装有门锁开关。仅当厅门关上才一允许电梯启动;在运行中如出现厅门开关断开，电梯立即停车。(7)关门安全开关，常见的是装于轿厢门边的安全触板，在关门过程中如安全触板碰到乘客时，发出信号，门电机停止关门，反向开门，延时重新开门，此外还有红外线开关等。(8)超载开关，当超载时轿底下降开关动作，电梯不能关门和运行。(9)其它的开关，安全窗开关，钢带轮的断带开关等。1.2 电梯的发展动态随着现代建筑的发展，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要标作为高层建筑的垂直运载工具 电梯得到了快速发展。1.2.1 电梯技术发展概况(1) 电梯的速度要求
15、越来越快，高速、超高速电梯的数量愈来愈多。(2) 电梯的拖动技术有了较大的发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。逐步被交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到愈来愈广泛的应用。交流拖动电梯更是得到迅速的发展，已由以前的变级调速(AC-VP)发展成为调压调速(AC-VV)及调频调压调速(AC-V V V F)，使得电梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。(3) 电梯的逻辑控制己从过去简单的继电器 接触器控制发展为可编程序控制器(PLC)和微机控制，控制方式也从手柄控制，信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可
16、靠性得到很大提高。(4) 电梯的管理功能不断加强。电梯广泛采用微机控制技术，不断满足用户的使用功能要求。如紧急停车操作、消防员专用、防捣乱系统等。(5) 智能群控管理得到广泛应用。(6)机械传动方面，由于国际上机械加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛，己使电梯的传动形式多样化。1.2.2 电梯发展展望(1)结构不断紧凑化随着新技术、新结构、体积不断轻型化、小巧化新材料，新工艺的发展，电梯的机械系统结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工艺先进化、外观漂亮化。同时，无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。(2)技术含量更高，性能更好电梯行业技术发展非常迅速，几年前推出的
17、具有先进性能、高舒适性的VVVF电梯，如今已成为电梯行业的标准配置，因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁净、更安全、更安静、更经济的特点，所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的主流:由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代VVVF技术。另外，网络控制和智能群控系统，以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电梯的发展潮流。(3)安装更方便、更快捷高效、安全、可重复使用的无脚手架安装，将是高层电梯安装的主要方式;随着新技术的开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的方便，使电梯安装更快效率更高。此外，电梯的双向安全装置、无底坑、无线控制、绿色环保 安全、环保，节能、舒适，也将是未来电梯的重要
18、发展方向。2.3.1 PLC及在电梯控制中的应用特点2.3.1 PLC的特点PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机一样，以通用或专用CPU作为字处理器，实现通道(字)的运算和数据存储，另外还有位处理器(布尔处理器)，进行点(位)运算与控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点.(1)可靠性:对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。A. PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。B. PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，
19、故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTBF.降低了MTTR.使可靠性提高。C. PLC有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误D. PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比的控制功能不易增加，技术水平难以提高。E.在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件;采用先进的工艺制造流水线制造;对干扰的屏蔽、隔离和滤波等;对电源的断电保护;对存储器内容的保护等。F. PLC的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波;软件自诊断;简化编程语言等。(2)易操作性，PLC的易操作性表现在下列几个方
20、面:A、操作方便对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数PLC采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的PLC，编程器采用了CRT屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显示。更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上显示。B、编程方便PLC有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握f地解。采用布尔助记符编程语言时，十分有助于编程人员的编程。C、维修方便PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊
21、断，维修人员可以很快的找到故障的部位，以便维修。(3)灵活性，PLC的灵活性表现在以下几个方面:A.编程的灵活性。PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图，功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展。B.扩展的灵活性。PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可根据应用的规模不同，即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。C.操作的灵活性。操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易。2.3.2 PLC控制电梯的优点(1)在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。(2)去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路
22、简化。(3)PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。( 4 ) PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。(5)用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。(6)更改控制方案时不需改动硬件接线。2.4 电梯变频调速控制的特点随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，频调速技术的发展也十分迅速。电动机交流变频调速技术是当今节电交流变工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。改善变频调速以其优异的调速性能和起制动平稳性能、高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。变频调速电
23、梯的特点:(1) 变频调速电梯使用的是异步电动机，比同容量的直流电动机具有体积小、占空间小，结构简单，维护方便、可靠性高、价格低等优点。(2) 变频调速电源使用了先进的SPWM技术SVPWM 技术，明显改善了电梯运行质量和性能;调速范围宽、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，己逐渐取代直流电机调速。(3) 变频调速电梯使用先进的SPWM和SVPWM技术，明显改善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因数，节能明显。第二章 电梯PLC控制系统的基本结构2.1 硬件结构系统PLC门机曳引机显示楼层变频器电源现场信号图1电路硬件结构电梯控制系统硬件的构成，由曳引机，开门机，显示，
24、现场信号，可编程控制器PLC,变频器，电源等组成如图1。2.2 信号控制系统电梯信号控制基本由PLC软件实现，机械选层器与绝大部分继电器已被PLC取代。电梯信号控制系统如图2所示。信号控制系统的所有功能如召唤信号登记、轿厢位置判断、选层定向、顺向截梯、反向截梯、消号及反向保号、换速、平层、开关门、电梯自动运行等过程均为程序控制。运行方式选择运行控制信号运行保护信号楼层显示运行方式选择运行方式选择进道信息或光电脉冲开关门信号PLC输入接口输出接口呼梯信号指示运行方向指示呼梯铃到站钟开关门控制运行方式选择拖动控制系统图2电梯信号控制系统对于交流、直流不同类型的电梯，除部分特殊的控制功能和输入输出信
25、号外，PLC电梯信号控制的主要功能基本相同，因而信号控制的程序模块具有较强的通用性。2.3 拖动控制系统电梯主要有直流和交流两种拖动方式。PLC控制的拖动系统主电路及调速装置与继电器控制系统相比无须做很多改动。拖动系统的工作状态及部分反馈信号可直接送入PLC，由PLC向拖动系统发出速度切换、起动、运行、平层等控制信号。由于变频器的出现，目前交流调速电梯应用较多，它可以是半闭环控制，也可以是全闭环控制。由PLC发出的换速信号直接送给变频器，由变频器控制主拖动电路的加速切换或减速制动，按照满足快速性和舒适性原则的速度曲线（由变频器指令设定）运行，达到调速的目的。使整个调速系统既简单实用，又安全可靠
26、。2.4 电梯设计背景长期的研究和实践，人们制造出人力卷杨机，蒸汽梯及水压梯等。当时的电梯传动系统是鼓轮式，但是它的缺点决定了它的应用必将受到限制。20世纪初，引人注目的曳引传动式电梯在美国诞生了。它的优点是：轿厢的牵引是靠钢丝绳与曳引轮槽之间的摩擦力，对重用以平衡轿厢负载。曳引传动电梯的结构及其运行性能与鼓轮式电梯相比，都有了很大的改进，而且具有鼓轮式无法比拟的优点，所以在电梯的发展的近一百年时间里，曳引传动作为电梯的基本传动方式始终都没有改变过。早期的电梯，牵引电动机大都是直流的，后来逐渐应用了交流电动机。随着电梯的广泛使用，人们已经认识到电梯的控制，尤其是电气控制是何等的重要。二战后，由
27、于电子技术，自控技术的飞速发展，使电梯电气控制技术进入了炽热化时期。高度发展的电梯电气控制技术促进了电梯制造业的飞速发展。在短短的几十年间，世界各国先后研制了型号各异的低，中速电梯，性能优越的高速及超高速电梯，在这里面溶入了先进的电子技术，自动控制技术，微机技术的数控电梯以及微机控制电梯等。近年来出现的交流调压调速，变压变频调速电梯，是占据现今电梯市场的主要电梯品种，它代表了当代世界电梯的发展水平。电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。PLC作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到广泛应用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个
28、重要方向，成为当前电梯控制和技术改造的热点之一。第三章 总体方案的设计随着科学的发展高层建筑越来越多，电梯是为高层建筑通行而设计的方便快捷的通行工具。本设计为一栋7层商场而设计的。3.1 系统组成本系统主要有PLC、和变频器等几部分组成，如图3 所示。其中PLC采用FX2 系列继电器输出型中FX2 - 80MR 可编程控制器; 变频器采用PWM 。厅召MPCUPDNV1V2V3FAULTPLC变频器B图 3系统组成3.2 电梯运行的调度原则电梯运行调度的实质是对电梯的呼梯信号进行分配，合理调度电梯的运行。在实际应用中，应以“最短候梯时间”为原则高效调度。“最短候梯时间”原则是指在对外召信号分配
29、时，先分别计算2台电梯到达该外召层的预计时间，预计最快能到达该层的电梯响应该外召信号。对乘客来说就是能最快搭乘到电梯。其优点是显而易见的。“最短候梯时间”原则的关键是预计到达时间的计算。因此，在计算预计到达时间仍应遵循集选控制的调度原则，也就是顺向截停，反向不停(最远层除外) 。所以若是反向截梯，电梯经过该层而不停，还不能算是“到达”该层，这个时间也不能算是预计到达时间，而应计算电梯真正换速停站于该层所需的时间。计算预计到达时间必须先知道正常运行一层所需时间、起动加速需增加的时间，减速停层所增加时间、开关门增加的时间，这些数据可以在电梯调试完毕后从现场运行中测得。3.3 本系统对PLC的要求
30、(1) 安全性方面，硬件电路设置上强迫、下强迫、上限位、下限位及上极限、下极限等位置开关，软件上设置联锁和定时器，确保电梯安全运行。(2) 并联程序编写必须认真、仔细，调试大纲要尽量详细，不得有疏漏，调试应不厌其烦，力求程序功能完善。3.4 可编程控制器控制系统的I/O点数估算由于本设计为16层电梯双并联运行，所以需要的I/O点。如下表：输入点端口编码输出点端口编码上召6个001006上召指示灯6个001006下召6个007012下召指示灯6个007012内选9个013021内选指示灯9个013021平层感应7个022028安全报警指示灯3个2224开门1个029上行指示灯1个25关门1个03
31、0下行指示灯1个26安全1个031上行1个27下行1个28安全报警指示灯3个分别为红、黄、绿三色指示灯。安全指示灯红色为最高报警。电梯硬件损坏等较大的问题。黄色为二级警报。如电梯不开门，电梯运行未开直使而直使等比较小的问题。绿色为电梯正常运行。4.5 内存估计用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响：内存利用率；开关量输入输出点数；模拟量输入输出点数；用户的编程水平。4.5.1 内存利用率我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字数的比值称为利用率。4.5.2 开关量输入输出的点数一般系统中，开关量输入和开关量输出的比为 16：7。这方面的经验公司是根据开关量输入
32、、开关量输出的总点数给出的。所需内存字数=开关量（输入+输出）总点数*104.5.3 模拟量输入输出的总点数只有模拟量输入时： 内存字数=模拟量点数*100模拟量输入输出同时存在： 内存拟量字数*200第四章 硬件设计4.1 相关组件图4电梯结构图1-减速箱；2-曳引轮；3-曳引机底座；4-导向轮；5-限速器； 6-机座；7-导轨支架；8-曳引钢丝绳；9-开关碰铁；10-紧急终端开关；11-导靴；12-轿架；13-轿门；14-安全钳；15-导轨；16-绳头组合；17-对重；18-补偿链；19-补偿链导轮；20-张紧装置；21-缓冲器；22-底坑；23-层门；24-呼梯盒；25-层楼指示灯；26
33、-随行电缆；27-轿壁；28-轿内操纵箱；29-开门机；30-井道传感器；31-电源开关；32-控制柜；33-曳引电机；34-制动器4.1.1 PWM 变频器GTO-PWM式电流源型变频器采用GTO作为逆变部分功率器件。GTO可以通过门极进行关断，所以它不象晶闸管那样需要用于强迫关断的换流电路，可使主电路结构简化。对于额定电压为交流6KV的变频器，逆变器侧可采用每三个6000V的GTO串联，作为一个开关使用，一共由18个GTO组成，GTO串联时，同样存在稳态和动态均压问题。GTO是在晶闸管基础上发展起来的全控型电力电子器件，目前的电压电流等级可达6000V，6000A。GTO开关速度较低，损耗
34、大，需要庞大的缓冲电路和门极驱动电路，增加系统的复杂性和成本，使其应用受到限制。GTO中数千只独立的开关单元做在一个硅片上，由于开关不均匀，需要缓冲电路来维持工作，以限制器件承受的dv/dt，缓冲电路一般采用RCD型结构，二极管和电容必须有与GTO相同的耐压等级，二极管要求用快恢复二极管。缓冲电路的损耗产生热量，影响器件的可靠运行，并且影响变频器的效率。为了降低损耗，也有采取能量回馈型缓冲电路的方案，通过DC/DC变换电路把缓冲电容中储存的能量返回到中间直流环节，但增加了装置的复杂性。GTO的开关频率较低，一般在几百赫兹，比如300HZ。以6000V，3000A(最大可关断阳极电流值)的GTO
35、为例，通态平均电流为1030A，通态压降3.5V，门极开通触发电流1A，通态阳极电流上升率400A/us(f=200HZ条件下)，滞后时间2.5us，上升时间5us，存储时间25us，下降时间3us，最小通态维持时间100us，最小断态维持时间100us，开通每脉冲能耗2.5Ws，关断每脉冲能耗16Ws。GTO的门极驱动，除了需要晶闸管一样的导通触发脉冲外，还需要提供相当大的的反向关断电流，上述GTO的门极峰值关断电流就达900A，所以GTO的门极驱动峰值功率非常大。与输出滤波器换相式电流源型变频器相比，GTO-PWM式电流源型变频器输出滤波电容的容量可以大大降低，但不能省去。因为电机可近看作
36、漏电感再加一个旋转反电势组成。电流源型变频器的输出电流幅值是由整流电路的电流环决定的。在换流过程中，由于流过电机电感的电流不能突变，所以必须有电容缓冲变频器输出电流和电机绕组电流的差值。电容容量的选择取决于换流过程中允许产生尖峰电压的大小。由于输出电容的容量比起输出滤波器换相式电流源型变频器大大下降了，电容的滤波效果也跟着下降，输出电流波形的质量也会下降。电机电流质量的提高可以通过GTO采用谐波消除的电流PWM开关模式来实现。在低频时，输出电流每个周期内相应的PWM波形个数较多，谐波消除会比较有效。但是，由于受到GTO开关频率的限制，高速时谐波消除效果大大下降，为该变频器满载时输出电压电流波形
37、。若整流电路也采用GTO作电流PWM控制，可以得到较低的输入谐波电流和较高的输入功率因数，当然系统的复杂性和成本也会相应增加，一般很少采用。4.1.2 三菱PLCFX2n系列PLC是FX系列中最高级的模块。它拥有无以匹及的速度、高级的功能、逻辑选件以及定位控制等特点，FX2n是从16到256路输入/输出的多种应用的选择方案。模型I/O总数输入输出尺寸 mm(英寸）（宽）x（厚）x（高）数目类型数目类型FX2N-16MR-001168漏型8继电器130x87x90FX2N-16MT晶体管(5.12x3.4x3.5)FX2N-32MR-0013216漏型16继电器150x87x90FX2N-32M
38、R晶体管(5.9x3.4x3.5)FX2N-48MR-0014824漏型24继电器182x87x90FX2N-48MR晶体管(7.2x3.4x3.5)FX2N-64MR-0016432漏型32继电器220x87x90FX2N-64MR晶体管(8.7x3.4x3.5)FX2N-80MR-0018040漏型40继电器285x87x90FX2N-80MR晶体管(11.2x3.4x3.5)FX2N-128MR-00112864漏型64继电器350x87x90(13.8x3.4x3.5)通过上表得知：本设计7层电梯运行加之端口数的要求，所以我经过多方面考虑最后选择PLC为FX2N-80MR型号的PLC。
39、4.1.3 曳引电机曳引机动力线连线必须按图示连线方式进行连接（一一对应连接）：曳引机控制柜UVWUVW4.2 硬件电路 电梯控制系统的硬件接线图（见下图5、6）：FX2n-80MR图5硬件接线图图6 电动机第五章 系统软件设计5.1 时序控制5.1.1 T值的总数学模型电梯的正常运行一次过程如下(假设停在某层处于候梯状态) : 启动加速恒速运行减速平层停梯开门并保持关门。以上几个过程共用的时间我们称之为一个运行周期Ti。如图7，Ti = Ta + Tv + Td + To + Tk + Tc。对于某一外召信号，其中任一台电梯若响应它，可能要经过几个运行周期，因为该电梯在到达外召层前，可能要先
40、响应其它已登记的指令。因此，其预计到达时间为各运行周期之和，即:T = Ti1 + Ti2 + Ti3 + + Tin因此，只要求出需到达外召层的各运行周期，即可求得预计到达时间。而运行周期Ti = Ta + Tv + Td+ To + Tk + Tc ，因此只要求出以上各值，即可求得运行周期。TaTvTdToTkTcTaTvTdTi恒速减速加速开门保持关门恒速减速加速开门图7运行周期5.1.2 加速时间Ta因电梯的运行速度V 是一定的，可以通过实际测量或公式计算(见下文关于V的计算方法) 。如果用公式Ta =V / a 来求取加速时间，则会由于式中a (电梯的平均加速度)值很难准确测量或计算
41、而无法求得Ta。因此应考虑用其它方法求取。有一些电梯变频器有如下功能:当电机的实际运行速度与设定速度一致时，通过继电器输出“速度一致”信号。可以利用该信号计算Ta ，方法如下:先设定动作速度略小于电梯的额定速度，当电梯加速到额定速度时变频器输出信号给PLC，同时PLC中设定计时器，计算从电梯启动到接受到该信号的时间即为Ta。如果变频器没有该功能，可以用类似的方法计算。因电梯通过旋转编码器脉冲定位，即曳引电动机的旋转编码器经过分频后，输入PLC的高速计数输入点，当电机的转速一定时，PLC在单位时间内接收到的高速脉冲数也是一定的，假设电梯以额定速度运行时，PLC在单位时间(如100ms)内接收的高
42、速脉冲数为Cv。当电梯启动加速时，设置计数器和计时器，计时器从电梯启动开始计时，计数器在单位时间内对高速脉冲输入进行计数，因电梯是在加速中，其计数值从零开始不断增大，到等于或接近Cv时计时器停止，此时计时值即为Ta。5.1.3 减速时间Td减速时间比较容易计算，因为电梯何时开始减速是由PLC控制的，只要在程序中设定一计时器，计算从开始发出减速信号到电梯停止所用的时间即得减速时间Td。5.1.4 恒速运行时间Tv根据公式T = S / V可知，要计算Tv ，必须先计算出恒速运行段的距离Sv 及额定速度V。轿厢在井道的运行距离S是与PLC接收的高速脉冲数成正比的，其比例关系可以通过下面公式算得:C
43、 = PQZ式中，C为PLC接收的高速脉冲数，P为旋转编码器的脉冲数，Q为脉冲分频比，Z为电机转数。S =DZ/ i式中，S为轿厢运行距离(m) ，D为曳引轮节圆直径(m) ，I为曳引机传动比，Z为电动机转数。由以上两式可得出:S =DC / ( IPQ) = KC式中，K =D / ( IPQ)因此，轿厢的运行距离可以用PLC的脉冲数代替，当电梯从n层运行到m层时，其总运行距离即为n层与m层的距离Snm = | Sn - Sm | ，也可以用总脉冲数Cnm = |Cn - Cm |表示，而电梯各层的脉冲数是在调试时通过楼高测试后保存在PLC的存储器内的，可以直接读出，故Cnm很容易求得。恒速
44、运行段的脉冲数:Cv =Cnm - Ca - Cd式中，Ca 为加速段的脉冲数，Cd 为减速段的脉冲数。其中减速段脉冲数即减速距离脉冲数，保存在PLC的存储器内，可以直接读出，而Ca 可用计算加速时间的方法算得。计算出Cv 后，由公式Sv = KCv 算得Sv。电梯额定运行速度V通过下式计算:V =Dn / (60 i)式中n为电机实际转速( r /min) 。因此，电梯从n层运行到m层时恒速段所用的时间:Tv = Sv /V = KCv /V =60 (Cnm - Ca - Cd ) / (PQ n) 5.1.5 开门时间To、开门保持时间Tk、关门时间Tc开门时间、关门时间可以用PLC计时
45、器测取，开门保持时间为PLC程序设定。5.1.6 动态分配公式运行周期Ti = Ta + Tv + Td + To + Tk +Tc计算出来的是整个运行周期的时间，而要实现动态分配，就要不断地对预计到达时间进行计算。电梯的运行状态是不停变化的，离开启动点后，预计到达时间中即存在一个不完整的运行周期，此时，预计到达时间应为各运行周期之和减去启动后已用的时间，这个时间由程序设定的计时器得到，它在电梯启动时开始计时。 5.2 流程图设计PLC 程序设计是电梯控制系统设计成功的关键环节，在PLC程序设计过程中，一要坚持功能完善、面面俱到的原则，保证电梯安全有效地运行； 二要遵循结构简练、易读易改的原则，尽量减少程序量，采用模块化设计，并采用PLC中的主控指令、跳转指令、功能指令等指令优化程序，缩短PLC程序扫描时间，保证电梯的控制精度。PLC程序流程框图如图8所示。并联电梯PLC 控制程序和单梯PLC控制程序相比，主要是增加了并联程序块，完成并联原则下的外呼