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1、前前 言言可编程控制系统（Programmable Logic Controller）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程可编程控制器是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，是作为传统继电器的替换产品而出现的。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具有了数据处理、通信、网络等功能。由于它可通过软件来改变控制过程，而且
2、具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。电梯是高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运送乘客和货物，传统的电梯控制系统主要采用继电器-接触器进行控制，其缺点是触点多，故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用 PLC 组成的控制系统可以很好地解决上述问题，使电梯运行更加安全、方便、舒适。目前在电梯行业已得到广泛应用。在层数和控制功能较少的场合，采用 PLC 控制较为有利。本文介绍了利用可编程控制器编写的一个四层电梯的控制系统，检验电梯PLC 控制系统的运行情况。实践证明，PLC 可编程控制器和 MCGS 组态软
3、件结合有利于 PLC 控制系统的设计、检测，具有良好的应用价值。1目 录前言 目 录 第一章 电梯简介 1.1 电梯的基本分类 1.2 电梯的型号 1.3 电梯的主要参数及规格尺寸 1.4 电梯控制技术 1.5 常用交流调速电梯的特点 1.6 电梯的工作原理 第二章 PLC 可编程序控制器 2.1 PLC 的起源与发展 2.2 PLC 控制系统与其他工业控制系统的比较 2.3 PLC 控制系统的组成 2.4 PLC 控制系统的发展趋势 第三章 四层楼电梯可编程序控制器 PLC 的选型 3.1 PLC 控制系统设计的基本原则 3.2 PLC 机型的选择 第四章 四层楼电梯设计过程 4.1 技术指
4、标 4.2 设计步骤 4.3 流程图 4.4 梯形图及指令解读 结 论 致 谢 参考文献2第一章 电梯简介1.1 电梯的基本分类1.1.1 按用途分类 乘客电梯：为运送乘客而设计的电梯。主用与宾馆，饭店，办公楼，大型商店等客 流量大的场合。这类电梯为了提高运送效率，其运行速度比较快，自动化程度比较高。轿 厢的尺寸和结构形式多为宽度大于深度，使乘客能畅通地进出。而且安全设施齐全，装潢 美观。 载货电梯：为运送货物而设计的并通常有人伴随的电梯。主要用于两层楼以上的车 间和各类仓库等场合。这类电梯装潢不太讲究自动化程度和速度一般比较低。而载重量和 轿厢尺寸的变化范围则比较大。 住宅电梯：为提供住宅楼
5、使用设计的电梯，一般采用下集选控制方式允许残疾人的 轮椅，童车及家具等乘坐。 杂物电梯：供图书馆，办公楼，饭店等运送图书，文件，食品等物品。但不允许人 员进入电梯。此种电梯结构简单，操纵按钮在厅门外侧，无乘人必备的安全装置。 船用电梯：固定安装在船舶上为乘客和船员或其他人员使用的电梯。船用电梯速度 应小于或等于 1M/S。能在船舶摇晃中工作。 汽车用电梯：用于垂直运输各种车辆。这种电梯的轿厢面积比较大结构牢固，梯速 不大于 1M/S。有时无轿厢顶，其特点是大轿厢，大载重量。常用与立体停车场及汽车库等 场所。 观光电梯：观光电梯是一种供乘客观光用的，轿厢透明的电梯。一般安装在高大建 筑物的外壁供
6、乘客观光建筑物的周围外景。 病床电梯：病床电梯是为医院运送病床而设计的电梯。其特点是轿厢窄而宽，常要 求前后贯通开门。 消防梯：火警情况下能适应消防员专用的电梯，非火警情况下可作为一般客梯或货 梯使用。消防梯轿厢的有效面积应不小于 1.4 M2。额定载重量不得低于 630kg。庭门口宽 度不得少于 0.8M，并要求以额定速度从最低一个停站直驶运行到最高一个停站（中间不停 层）的运行速度时间不得超过 60s。 建筑施工电梯：建筑施工电梯指建筑施工与维修用的电梯。 扶梯：这类电梯装于商业大厦，火车站，飞机场。供运送顾客或乘客上下楼用。 自动人行道（自动步梯）：用于档次要求很高的国际机场，火车站。
7、特速电梯：除上述常用几种电梯外，还有为特殊环境，特殊条件，特殊要求而设计 的电梯。如防爆电梯，防腐电梯等。1.1.2 按驱动系统分类3交流电梯，牵引电动机是交流异步电动机的有以下四类： 交流单速电梯：牵引电机为交流单速异步电动机，梯速 V0.4M/S。例如用于杂物 梯等。 交流双速电梯：牵引电机为电梯专用的变极对数的交流异步电动机，梯速 V1M/S，提升高度 h50M。 交流调速电梯：牵引电梯为电梯专用的单速或多速交流异步电机，而电动机的驱 动控制系统在电梯的起动加速-稳速-制动减速（或仅是制动减速）的过程中采用调压调速 或涡流制动器调速或变频变压调速的方式，梯速 V2M/S，提升高度 h50
8、M。 交流高速电梯：牵引电机为电梯专用的低转速的交流异步电动机。其驱动控制系统为变频变压加矢量的 VVVF 系统。其梯速 V2M/S，一般提升高度 h120M。直流电梯，牵引电动机是电梯专用直流电动机有以下两类： 直流快速电梯：牵引电动机给减速箱后驱动电梯，梯速 V2.0M/S。现在由直流发 电机供电给直流电动机的一个直流快速电梯已被淘汰，今后若有直流快速电梯的话。将由 晶闸管供电的直流快速电梯。一般提升高度 h50M。 直流高速电梯：牵引电动机为电梯专用的低转速直流电动机。电动机获得供电的方 式是支流发电机组供电的，或是晶闸管供电的两种形式，其梯速 V2.0M/S，一般的提升高 度 h120
9、 m。液压电梯，电梯的升降是依靠液压传动的有以下两类： 柱塞直顶式：液压缸柱塞直接支撑在轿厢底部。通过柱塞的升降而使轿厢升降的液 压提。梯速 V1M/S，一般提升高度 h20M。 柱塞侧顶式：（俗称”背包式” ）油缸柱塞设置于轿厢两侧，通过柱塞升降使轿厢 升降的液压梯，梯速 V0.63。一般提升高度 h15M。1.2 电梯的型号电梯的型号编制方法：型号，即采用一组字母和数字，以简单明了的方式，将电梯的 基本规格的主要内容表示出来。我国部颁标准中规定了如下的电梯型号编制法。4图 1 电梯型号识别图表 1 品种（组）代号表产品品种代表汉 字拼音采用 代号产品品种代表汉 字拼音采用 代号乘客电梯客K
10、EK杂物电梯物WUW载客电梯货HUOH船用电梯船CHUANC客货（两用）电梯两LIANGL观光电梯观GUANG病床电梯病BINGB汽车用电梯汽QIQ住宅电梯住ZHUZ表 2 类别代号表产品类别代表汉字拼音采用代号电梯液压梯梯TiT表 3 拖动方式代号表拖动方式代表汉字拼音采用代号拖动方式代表汉字拼音采用代号交流交JIAOJ液压液YEY直流直ZHIZ齿轮齿条齿CHIC表 4 控制方式代号表控制方式代表汉字采用代号控制方式代表汉字采用代号手柄开关控制，自动门手，自SZ信号控制信号XH手柄开关控制，手动门手，手SS集选控制集选JX按钮控制，自动门按，自AZ并联控制并联BL5按钮控制，手动门按，手AS
11、梯群控制群控OK1.3 电梯的主要参数及规格尺寸图 2 电梯吊索类型图（a）平绕 11 吊索法；（b）21 吊索法；（c）全绕 11 吊索法对重装置；牵引绳；导向轮牵引绳；对重轮；轿厢；复绕轮；轿顶轮；（1）额定载重量（kg）：制造和设计规定，电梯的额定载重量。（2）轿厢尺寸（mm）：宽*深*高（3）轿厢形式：有单双面开门及其他特殊要求等，以及对轿顶，轿底，轿壁的处理。 颜色的选择，对电风扇，电话的要求等等。（4）轿厢形式：有栅栏门，封闭式中分门，封闭式双折门。封闭式双折中分门等。（5）开门宽度(mm)：轿厢门和层门完全开启的净宽度。（6）开门方向：人在轿厢外面对轿厢门向左方向开启为左开门，门
12、向右方向开启为右 开门，两扇门分别向左右开启者为中开门，也称中分门。（7）牵引方式：常用的有平绕 1:1 的吊索法。轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度。 半绕 2:1 吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度的一半。全绕 1:1 吊索法。轿厢 的运行速度等于钢丝绳的运行速度。（8）额定速度（m/s）：制造和设计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。如交流电动机或直流电动机6拖动。轿内按钮控制或集选控制等。（10）停层站数（站）：凡在建筑物内各楼层用于出入轿厢的地点均为站。（11）提升高度（mm）：由顶层端站楼面至楼顶站楼面之间的垂直距离。（12）顶层高度（m
13、m）:由顶层端站楼面至机房楼楼板或隔音层楼板下最突出构件之 间的垂直距离，电梯运行速度越快，顶层高度一般越高。（13）底层深度（mm）:有底层段站楼面至井道之间的垂直距离。电梯的运行速度越 快，底坑一般越深。（14）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。（15）井道尺寸(mm)：宽深1.4 电梯控制技术所谓电梯控制技术是指电梯的传动系统及操纵系统的电气自动控制。作为我国 20 世纪 70 年代电梯的主要标志是交流双速电梯。其调速方法是采用改变电梯牵引电动机的极对数， 两种或两种不同级对数的绕组，其中极数少的绕组称为高速绕组，极数多的绕组称为低速 绕组。
14、高速绕组用于电梯的起动及稳速运行，低速绕组用于制动及电梯的维修。20 世纪 80 年代盛行的交流调压调速电梯，其性能优越于交流双速电梯。调压调速方 法是改变三相异步电机的定子供电电压实现电动机的调速。由于电梯制动减速性能要求较 高，所以采用的制动方法也有所不用。通常多为能耗制动。在能耗制动中，将电机定子绕组接至直流电源，再加上采用闭环控制方式，从而有效 地控制了能耗制动转距，使制动减速过程快速平稳，且制动精度高。20 世纪 90 年代，调压调频调速电梯开始占领市场。调压调频调速电梯（简称 VVVF 电梯）的调速方法是调节电机定子绕组供电电压的幅值及频率。在 VVVF 电梯的传动系统 中，大量采
15、用了微机控制技术及脉冲宽度调制技术，脉冲宽度调制器（简称 PWM 控制器） 保证了由逆变器输送至三相异步电机定子电压波形为等效正弦波形。调压调频调速电梯传 动系统中还广泛的采用了矢量变换技术。使交流电机转速的控制类似直流电机。VVVF 电 梯由于其体积小。重量轻，运行效率高，又节约能源，几乎包括了以往所用的电梯的优点， 再加上极为完善的调速性能，因此它的应用几乎完全可以和直流电梯相媲美。大家都知道 交流电动机具有结构紧凑，维修简单等特点。单双速交流电动机拖动系统采用开环方式控 制，线路简单，价格较低，因此目前仍在电梯上广泛应用。但它的缺点是舒适感较差，所 以一般被用于载货电梯上。这种系统控制的
16、电梯速度在 1 米/秒以下。交流电动机定子调压调速拖动系统国外已大量应用于电梯。这种系统采用可控硅闭 环调速，加上能耗或涡流等制动方式，使得它所控制的电梯能在中低速范围内大量取代直 流快速和交流双速电梯。它的舒适感好，平层准确度高，而造价却比直流电梯低，结构简 单，易于维护，多用于 2 米/秒以下的电梯。直流电动机具有调速性能好，调速范围大的特点，因此很早就应用于电梯，采用发7电机-电动机组形式驱动。它控制的电梯速度达 4 米/秒，但是，机组结构体积大，耗电大， 维护工作量较大，造价高，因此常用于对对速度，舒适感要求较高的建筑物中。可控硅直接供电拖动系统在工业上早有应用，但用于电梯上却要解决舒适感问题。(尤 其是低速段)应此应用较晚，它几乎与微机同时应用，比起电动机-发电机组形式的直流电 梯，它有很多优点。如:机房占地节省 35%，重量减轻 40%，节能 25%到 35%。世界上最 高速度的 10 米/秒电梯就是采用这种系统，其调速比达 1:
