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1、.摘要随着城市建立的不断开展，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。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电路控制系统(“早期安装的电梯多位继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC 控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。为了提高自
2、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。系统的核心局部控制局部使用了日本三菱公司生产的F*2N-80MR型PLC，因为在核心控制局部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，同时还抑制了手动操作所带来的一些人为干扰因素，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1.目录前言5第一章电梯的概述71.1电梯的开展简史71.2电梯的运行工作情况81.3电梯控制系统的组成9第二章 三菱F*2N 系列可编程序控制器介绍92
3、.1可编程控制器的根底认识92.2可编程序控制器的工作方式及编程语言122.2.1PLC的工作方式122.2.2PLC的编程语言14第三章交流双速电梯的电气设计153.1交流双速电梯的根本工作原理153.1.1交流双速电梯的主电路153.1.2电梯的主要电气设备163.2输入输出设计19第四章PLC梯形图设计214.1程序说明214.1.1算法说明214.1.2程序中相关存储单元及中间继电器的说明214.2主程序设计244.2.1上下行指示灯输出环节244.2.2反向楼层号预处理环节244.2.3楼层信号写入环节244.2.4呼叫信号写入环节274.2.5定向和等待信号设定环节294.2.6上
4、行启动加速环节294.2.7下行启动加速环节304.2.8停顿信号产生环节314.2.9轿箱减速过程环节324.2.10门控环节334.2.11上行或等待状态反向信号处理环节364.2.12下行或等待状态反向信号处理环节364.2.13上行同向信号处理环节394.2.14下行同向信号处理环节404.2.15部呼叫信号处理环节414.2.16子程序调用环节424.3子程序功能说明444.3.1上行表排队子程序模块444.3.2下行表排队子程序模块464.3.3查询上行表最大值子程序模块494.3.4查询下行表最小值子程序模块494.3.5上行表已完成信号消除子程序模块514.3.6下行表已完成信
5、号消除子程序模块52致 57参考文献58前言随着现代城市的开展，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平安可靠。可编程控制器PLC是根据顺序逻辑控制的需要而开展起来的，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，程序构造比较复杂，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
6、在数据运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。这样就有效地防止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，并减少了维护本钱。其次，用数据表的方式存
7、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展优化处理，使电梯的运行更加智能化，提高电梯运送乘客的工作效率，同时也到达了节省能源的目的。最后，纯数字式的处理方法有效地防止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，而不用担忧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F*2n系列PLC编程语言实现的方法。第一章电梯的概述随着人口的增加，科学技术日新月异地开展，人们物质文化生活水平的逐步提高，建筑业得以迅速开展
8、，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。伴随建筑业的开展，为建筑提供上下交通运输的电梯工业也在日新月异地开展着。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，随着社会的开展，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电梯的开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年瓦特创造了蒸汽机后，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创造了水压梯。并随着水压梯
9、的开展，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构造的液压梯。这种液压梯至今仍为人们所采用。但是，电梯得以兴盛开展的根本原因在于采用了电力作为动力来源。18世纪末创造了电机，并随着电机技术的开展，19世纪初开场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、高行程电梯的开展奠定了根底。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74台速度为6.0m/s的电梯。从此以
10、后，电梯这个产品，一直在日新月异地开展着。目前的电梯产品，不但规格品种多，自动化程度高，而且平安可靠，乘坐舒适。随着电子工业的开展,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
11、。而电梯的轿厢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
12、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个指令任务，当一个指令任务完成后才能再下达另一个指令任务。在执行任务的过程中，从一个层站出发到另一个层站时，假假设中间层站出现顺向指令信号，一般都不能自动停靠，所以载货电梯的自动化程度比乘客电梯低。1.3电梯控制系统的组成第二章 三菱F*2N 系列可编程序控制器介绍2.
13、1可编程控制器的根底认识1. 三菱F*2N PLC的主要特点：1)集成型高性能。CPU、电源、输入输出三为一体。 对6种根本单元，可以以最小8点为单元连接输入输出扩展设备，最大可以扩展输入输出256点。 2)高速运算根本指令：0.08s指令 应用指令：1.52几百s指令 3)安心、宽裕的存储器规格 置8000步RAM存贮器 安装存储盒后，最大可以扩展到16000步。 4)丰富的软元件围 辅助继电器：3072点，定时器：256点，计数：235点 数据存放器；8000点 5)除了具有输入输出16256点的一般速途，还有模拟量控制、定位控制等特殊控制。 6)面向海外的产品适合各种平安规格为大量实际应
14、用而开发的特殊功能： 开发了各个围的特殊功能模块以满足不同的需要-模拟IO，高速计数器。对每一个F*2n主单元可配置总计达8个特殊功能模块。 2. PLC的性能指标和分类1) PLC的主要性能指标l (1)输入输出点数IO点数IO点数是指可编程序控制器外部输入、输出端子数的总和。它标志着可以接多少个开关、按钮和可以控制多少个负载。l (2)存储容量存储容量是指可编程序控制器部用于存放用户程序的存储器容量，一般以步为单位，二进制16位即一个字为一步。l (3)扫描速度一般以执行1000步指令所需时间来衡量，单位为ms/k步，也有以执行一步指令所需时间来计算的，单位用s/步。l (4)功能扩展能力
15、可编程序控制器除了主模块之外，通常都可配备一些可扩展模块，以适应各种特殊应用的需要，如AD模块、DA模块、位置控制模块等。l (5)指令系统指令系统是指一台可编程序控制器指令的总和，它是衡量可编程序控制器功能强弱的主要指标。2) PLC的分类通常，PLC产品可按构造形式、控制规模等进展分类。按构造形式不同, 可以分为整体式和模块式两类。按控制规模大小、则可以分为小型、中型和大型PLC三种类型。3. PLC系统的组成PLC是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其硬件构造与微型计算机控制系统相似。PLC也是由硬件系统和软件系统两大局部组成的。1) PLC的硬件构造一套PLC系统在硬件上由根本单元包含中央处理单元、存储器、输入输出接口、部电源、IO扩展单元及外部设备组成。图2-1为PLC的硬件构造图。输入电路CPUEPROMRAM输出电路根本单元内部电源扩展I/O接口各种外设接口输出信号现场输入信号主机编程器打印机PC机输入电路输出电路扩展单元输出信号扩展连接电缆
