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1、摘要 随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多。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。传统的电梯控制系统采用的是继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运行寿命短，占地空间大，正逐步被淘汰。 为了提高自动控制系统的可靠性和设备的工作效率，设计了一套以PLC为核心控制器的电梯自动控制系统，用来取代以往的较复杂的继电器接触器控制。系统的核心部分（控制部分）使用了日本三菱公司生产的FX2N-80MR型PLC，因为在核心控制部分采用的是软件程序控制，从而在保证电梯正常运行这个要求的情况下，大大的提高了电梯故障检查与维修的方便性和容易性，同时还克服了手动操作所带来的一些
2、人为干扰因素，取得了良好的经济效益和社会效益。关键词：PLC；电梯；逻辑控制；程序设计AbstractAlong with the urban construction development unceasing, the high rise building increases unceasingly too. Elevator as a vertical transport operation in the high rise building, it was closely related to the peoples daily life. The traditional elevat
3、or control system uses logic of the relay to control circuit, this kind of controls easily to be crash, maintains inconveniently, the movement life is short, and that occupying a large area of space, it being eliminated gradually. For raising the credibility of the automatic control system and the w
4、ork efficiency of the equipments, design a set of take PLC as the core controller of the elevator auto control system, using to replace former more complicated of after electric appliances-the contact machine control. The core part(control part) of the system used a Japanese Mitsubishi company to pr
5、oduce of the FX2N - 80 MR type PLC is the software procedure control in the core because of what to control the part adoption, thus Be promising the elevator circulates normally under the circumstance ofwith this request, raised elevator to break down check and the convenience and easy for maintain
6、consumedly, still overcame to move an operation some artificial interference factors bring in the meantime, obtain the good economic performance and social performance.Key words: PLC; elevator; logic control; program design目录前言.11 电梯的概述.21.1 电梯的发展简史21.2 电梯的运行工作情况21.3 电梯控制系统的组成42 三菱 FX2N 系列可编程序控制器介绍5
7、2.1 可编程控制器的基础认识52.2 可编程序控制器的工作方式及编程语言72.2.1 PLC 的工作方式.72.2.2 PLC 的编程语言.82.3 可编程序控制器与继电器、微机在电梯控制中的应用比较83 交流双速电梯的电气设计.103.1 交流双速电梯的基本工作原理103.1.1 交流双速电梯的主电路.103.1.2 电梯的主要电气设备.113.2 输入输出设计134 PLC 梯形图设计.154.1 程序说明154.1.1 算法说明.154.1.2 程序中相关存储单元及中间继电器的说明.154.2 主程序设计174.2.1 上下行指示灯输出环节.174.2.2 反向楼层号预处理环节.174
8、.2.3 楼层信号写入环节.174.2.4 呼叫信号写入环节.204.2.5 定向和等待信号设定环节.204.2.6 上行启动加速环节.204.2.7 下行启动加速环节.204.2.8 停止信号产生环节.234.2.9 轿箱减速过程环节.234.2.10 门控环节.254.2.11 上行或等待状态反向信号处理环节.254.2.12 下行或等待状态反向信号处理环节.254.2.13 上行同向信号处理环节.294.2.14 下行同向信号处理环节.304.2.15 内部呼叫信号处理环节.314.2.16 子程序调用环节.324.3 子程序功能说明334.3.1 上行表排队子程序模块.334.3.2
9、下行表排队子程序模块.354.3.3 查询上行表最大值子程序模块.384.3.4 查询下行表最小值子程序模块.384.3.5 上行表已完成信号消除子程序模块.414.3.6 下行表已完成信号消除子程序模块.415 上位机组态设计及系统测试.455.1 RealInfo 上位机组态设计.455.1.1 RealInfo 介绍455.1.2 上位机组态设计相关说明.455.1.3 界面介绍.465.1.4 演示用脚本.465.2 系统功能测试635.2.1 等待状态时的功能测试.635.2.2 上行状态时的功能测试.685.2.3 下行状态时的功能测试.685.3 系统说明686 结论.69致谢.
10、70参考文献.71前言随着现代城市的发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行及高效节能又安全可靠。可编程控制器（PLC）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装置的电子装置。鉴于其种种有点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被 PLC 控制代替。但是，现在很多PLC 控制电梯的程序设计思想还是源自于传统继电器的组合逻辑设计法，程序结构比较复杂，并且很难完成比较高级的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。本设计充分发挥 PLC 在数据运
11、算和数据处理方面的优势，采用纯数字式控制方法，能够非常准确、高效地实现电梯上行、下行以及电梯门开关等控制功能，并具有智能分析楼层信号能力以及良好的可扩展性。本系统采用的是“双排序表查询算法” 。所谓的“双排序表” ，即设定两个数据表，一个专门存储上行信号的升序排列的数据表和一个专门存储下行信号的降序排列的数据表，电梯完全按照两个数据表中的数据运行。采用这种控制策略有如下优点：首先，由于电梯的停靠和启动方向是由表中的数据来指定，而非传统的组合逻辑控制方式。这样就有效地避免了由于逻辑错误而导致一系列如漏停、多停等电梯运行故障。增加了电梯的可靠性和运行稳定性，并减少了维护成本。其次，用数据表的方式存
12、储呼叫信号，可以方便地通过各种优化算法对这些呼叫信号进行优化处理，使电梯的运行更加智能化，提高电梯运送乘客的工作效率，同时也达到了节省能源的目的。最后，纯数字式的处理方法有效地避免了传统设计方法中的组合逻辑爆炸的风险，可以使系统高效地运行在高楼层电梯系统中，而不用担心负担过重而导致系统瘫痪甚至崩溃。这种控制算法具有非常优良的可扩展和可升级性。只要稍加修改，便可将其移植到其他的电梯控制系统中。本论文着重阐述了“双排序表查询算法”的工作原理，以及此算法用三菱 FX2n 系列PLC 编程语言实现的方法。1 电梯的概述随着人口的增加，科学技术日新月异地发展，人们物质文化生活水平的逐步提高，建筑业得以迅
13、速发展，大批的高楼大厦拔地而起，十几层至几十层的宾馆、饭店、办公楼、住宅比比皆是。伴随建筑业的发展，为建筑内提供上下交通运输的电梯工业也在日新月异地发展着。电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备，更是一种工作和生活中的必需设备，完全可以预想到，随着社会的发展，电梯产品在人们物质文化生活中的地位将和汽车一样，成为重要的运输设备之一。1.1 电梯的发展简史据国外有关资料介绍，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
14、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。20 世纪 30 年代美国纽约市的 102层摩天大楼建成，美国奥的斯电梯公司为这座大楼制造和安装了
15、 74 台速度为 6.0m/s 的电梯。从此以后，电梯这个产品，一直在日新月异地发展着。目前的电梯产品，不但规格品种多，自动化程度高，而且安全可靠，乘坐舒适。随着电子工业的发展，可编程序控制器（PLC）和电子计算机成功地应用到电梯的电气控制系统中去后，电梯产品的质量和运行效果显著提高。1.2 电梯的运行工作情况一部电梯主要由轿厢、配重、曳引机、控制柜箱、导轨等主要部件组成。电梯在做垂直运行的过程中，有起点站也有终点站。对于三层以上建筑物内的电梯，起点站和终点站之间还设有停靠站。起点站设在一楼，终点站设在最高楼。各站的厅外设有召唤箱，箱上设置有供乘用人员召唤电梯用的召唤按钮。一般电梯在起点站和终
16、点站上各设置一个按钮，中间层站的召唤箱上各设置两个按钮。而电梯的轿厢内都设置有（杂物电梯除外）操纵箱，操纵箱上设置有手柄开关或与层站对应的按钮，供司机或乘用人员控制电梯上下运行。召唤箱上的按钮称外召唤按钮，操纵箱上的按钮称指令按钮。电梯的运行工作情况和汽车有共同之处，但是汽车的起动、加速、停靠等全靠司机控制操作，而且在运行过程中可能遇到的情况比较复杂，因此汽车司机必须经过严格的培训和考核。而电梯的自动化程度比较高，一般电梯的司机或乘用人员只需通过操纵箱上的按钮向电气控制系统下达一个指令信号，电梯就能自动关门、定向、起动、在预定的层站平层停靠开门。对于自动化程度高的电梯，司机或乘用人员一次还可下达一个以上的指令信号，电梯便能依次起动和停靠，依次完成全部指令任务。尽管电梯和汽车在运算工作过程中有许多不同的地方，但仍有许多共同之处，其中乘客电梯的运行工作情况类似公共汽车，在起点站和终点站之间往返运行，在运行方向前方的停靠站上有顺向的指令信号时，电梯到站能自动平层停靠开门接乘客。而载货电梯的运行工作情况则类似卡车，执行任务为一次性的，司机或乘用人员控制电梯上下运行时一般一次只能下达一
