基于PLC的六层电梯控制综合系统的优质毕业设计.doc

【摘 要】：伴随现代城市发展，高层建筑日益增多，电梯成为大家日常生活必不可少代步工具。电梯性能好坏对大家生活影响越来越显著，所以必需努力提升电梯系统性能，确保电梯运行既高效节能又安全可靠。传统电梯控制系统采取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。为了提升自动控制系统可靠性和设备工作效率，设计了一套以PLC为关键控制器电梯自动控制系统，用来替换以往较复杂继电器接触器控制。系统关键部分（控制部分）使用了日本三菱企业生产FX2N-80型PLC，因为在关键控制部分采取是软件程序控制，从而在确保电梯正常运行这个要求情况下，大大提升了电梯故障检验和维修方便性和轻易性，同时还克服了手动操作所带来部分人为干扰原因，取得了良好预期效果。关键词：电梯、PLC、梯形图【Abstract】：With the development of modern cities, an increasing number of high-rise building, elevator become an indispensable means of transport of daily life. The quality of the lift performance of the impact on peoples lives becoming more and more obvious, it must strive to improve the performance of elevator systems, and ensure the operation of the lift is safe, reliable and energy efficient. The traditional elevator 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 work 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 produce of the FX2N - 80 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 consumedly, still overcame to move an operation some artificial interference factors bring in the meantime, obtain the good results. KEYWORDS: Elevator, PLC, Ladder Diagram目录前 言1第1章 绪 论21.1 电梯继电器控制系统特点及存在问题21.1.1 电梯继电器控制系统优点21.1.2 电梯继电器控制系统存在问题21.2 PLC 及其在电梯控制中应用特点21.2.1 PLC 特点21.2.2 PLC 控制电梯优点41.3 课题提出41.4 课题关键讨论内容41.5电梯功效要求5第2章 三菱FX2N 系列可编程序控制器介绍62.1.可编程控制器基础认识62.2 可编程序控制器工作方法82.3 PLC编程语言9第3章 电梯设备及电梯发展动态113.1 电梯出现及发展113.2 电梯设备123.2.1 电梯分类123.2.2 电梯关键组成部分123.2.3 电梯安全保护装置133.2.4 电梯技术发展情况133.2.5 电梯发展展望13第4章 PLC 选择及其软件开发154.1 可编程控制器（PLC）选型154.2交流双速电梯主电路154.3 门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路174.4电梯关键电气设备174.5输入输出设计204.5.1算法说明234.5.2程序中相关中间继电器说明244.6梯形图设计254.7梯形图程序27第5章 电梯模拟调试及安装485.1 电梯模拟调试485.2 电梯安装调试485.3 程序调试和运行监控49第6章 总结51致 谢52参考文件53附录541.电梯主电路图542. I/O连接图55前 言多年来中国经济飞速发展，人民生活水平快速梯高，工作居住条件得到了巨大改善。电梯作为建筑物内垂直交通运输工具，和大家生活息息相关。传统电梯曳引电动机采取接触器来实现电动机工作状态改变，另外，传统电梯控制系统由继电器接触器控制逻辑组成，存在着电气元件多、功效弱、电气故障频繁，可靠性差和工作寿命短等缺点。可编程控制器（PLC）是依据次序逻辑控制需要而发展起来，是专门为工业环境应用而设计数字运算操作电子装置。鉴于其种种优点，现在，电梯继电器控制方法已逐步被 PLC 控制替换。同时，因为电机交流变频调速技术发展，电梯拖动方法已由原来直流调速逐步过渡到了交流变频调速，不仅能满足乘客舒适感和确保平稳精度，还能够降低能耗，节省能源，减小运行费用。所以，PLC 控制技术加变频调速已成为现代电梯行列一个热点。本课题研究题目“基于 PLC电梯控制系统设计”做诠释以下 PLC 控制是指电梯信号控制由 PLC 及其软件来实现，控制系统关键为 PLC。其次课题开发关键任务和内容是：建立“PLC 控制电梯系统”总体框架；信号控制系统利用 PLC 集中处理电梯运行方法、安全保护信号、内指令信号、外召唤信号、井道信号、门区信号、开关门及限位信号等信号，并显示电梯所到楼层、运行方向及呼梯应答等，实现开关门控制；拖动控制系统中曳引机开启、运行、制动停止，包含正反转信号及多个速度信号，经 PLC 运算、判定后经过电机来实现。达成要求是：经过深入理论研究和编程实践，全方面认真完成上述多个内容。本课题关键问题有两个：一是运行效率、平层精度和安全性要求；二是 PLC 实现电梯信号控制及其软件开发。对于第一个问题，经过选择适宜PLC，进行合理设计和编程便能够实现。本人选择PLC是日本三菱企业 FX2N80 型可编程控制器。第二个问题，依据电梯所要实现功效和 PLC 次序实施程序特点，编写 PLC 程序关键是采取模块化编程思想，即依据各功效实现条件及标准编写各个功效模块来实现。方案选择是经过多个方案比较和对照，完成电梯控制系统中控制方法选择。1.绪 论1.1 电梯继电器控制系统特点及存在问题1.1.1 电梯继电器控制系统优点（1） 全部控制功效及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于了解和掌握，适合于通常技术人员和技术工人所掌握。（2） 系统保养、维修及故障检验无需较高技术和特殊工具、仪器。（3） 大部分电器均为常见控制电器，更换方便，价格廉价。（4） 多年来中国一直生产这类电梯，技术成熟，已形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉掌握人员较多。1.1.2 电梯继电器控制系统存在问题（1） 系统触点繁多接线线路复杂，且触点轻易烧坏磨损，造成接触不良，所以故障率较高。（2） 一般控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂控制功效，使系统控制功效不易增加，技术水平难以提升。（3） 电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提升。（4） 系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。（5） 因为线路复杂，易出现故障，所以保养维修工作量大，费用高；而且检验故障困难，费时费工。电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯可靠性和安全性，常常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊扰。且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不仅会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故 。1.2 PLC 及其在电梯控制中应用特点1.2.1 PLC 特点PLC 是一个用于工业自动化控制专用计算机，实质上属于计算机控制方法。PLC 和一般微机一样。以通用或专用 CPU 作为字处理器，实现字运算和数据存放，另外还有位处理器（布尔处理器），进行点（位）运算和控制。PLC 控制通常含有可靠性高、易操作、维修。编程简单、灵活性强等特点。1、可靠性对可维修产品，可靠性包含产品有效性和可维修性。（1） PLC 不需要大量活动元件和接线电子元件，它接线大大降低，和此同时，系统维修简单，维修时间短。（2） PLC 采取了一系列可靠性设计方法进行设计，比如，冗余设计，断电保护，故障诊疗和信息保护及恢复等，提升了 MTTF（平均无故障时间），使可靠性提升。（3） PLC 有较高易操作性，它含有编程简单，操作方便，维修轻易等特点，通常不易发生操作错误。（4） PLC 是为工业生产过程控制而专门设计控制装置，它含有比通用计算机更简单编程语言和更可靠硬件。采取了精简化编程语言，编程错误率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计硬件使可靠性大大提升。（5） 在 PLC 硬件方面，采取了一系列提升可靠性方法。比如，采取可靠性元件；采取优异工艺制造流水线制造；对干扰屏蔽、隔离和滤波等；对电源断电保护；对存放器内容保护等。（6） PLC 软件方面，也采取了一系列提升系统可靠性方法。比如，采取软件滤波等；软件自诊疗；简化编程语言等。2、易操作性PLC 易操作性表现在下列多个方面：（1） 操作方便PLC 操作包含程序输入和程序更改操作。大多数 PLC 采取编程器进行输入和更改操作。编程器最少提供了输入信息显示，对大中型 PLC，编程器采取了 CRT 屏幕显示，所以，程序输入直接能够显示。更改程序操作也可直接依据所需要地址编号或接点号进行搜索或次序寻求，然后进行更改。更改信息可在液晶屏或 CRT 上显示。（2） 编程方便PLC 有多个程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，因为梯形图和电气原理图较为靠近，轻易掌握和了解。采取布尔助记符编程语言，十分有利于编程人员编程。（3） 维修方便PLC 含有自诊疗功效对维修人员维修技能要求减低。当系统发生故障时，经过硬件和软件自诊疗，维修人员能够很快找到故障部位，方便维修。3、灵活性PLC 灵活性表现在以下多个方面：（1） 编程灵活性。PLC 采取编程语言有梯形图、布尔助记符、功效表图、功效模块和语句描述编程语言。编程方法多样性使编程方便、应用面拓展。（2） 扩展灵活性。PLC 扩展灵活性是它一个关键特点。它可依据应用规模不一样，即可进行容量扩展、功效扩展、应用和控制范围扩展。（3） 操作灵活性。操作十分灵活方便，监视和控制变得十分轻易1.2.2 PLC 控制电梯优点（1） 在电梯控制中采取了 PLC，用软件实现对电梯运行自动控制，可靠性大大提升。（2） 去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。（3） PLC 可实现多种复杂控制系统，方便地增加或改变控制功效。（4） PLC 可进行故障自动检测报警显示，提升运行安全性，并便于检修。（5） 用于群控调配和管理，并提升电梯运行效率。（6） 更改控制方案时不需改动硬件接线。另外，微机控制系统虽在智能控制方面有较强功效，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，通常维修人员难以掌握其维修技术等缺点而没被广泛采取。PLC控制系统因为运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期短等优点，倍受大家重视等优点，已成为现在在电梯控制系统中使用最多控制方法。1.3 课题提出PLC以其优越性能，在很多领域中得到了广泛应用。在电梯业也是如此，现在中国 7080 年代安装完成电梯绝大部分是继电器控制，线路复杂，节点接线多，故障率高，系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大，严重地影响电梯运行质量。应对这些电梯进行更新和改造。不过更新需要大量资金，对使用单位来说有一定困难，所以对电梯进行局部改造是经济、实际。多年来，采取功效强、故障率低、可靠性高可编程控制器（PLC）来控制电梯，取得了良好效果。利用 PLC 和变频器对旧电梯进行改造，不仅能够增加电梯舒适感、安全性、可靠性，还能够降低能耗，节省能源，降低运行费用。1.4 课题关键讨论内容课题所研究内容关键是用可编程控制器（PLC）改造在用电梯自动控制系统。因为大部分传统电梯电控系统可靠性欠佳，用户寻求对电梯电控系统进行改造，以节省资金。所以，对电梯控制技术进行研究，找出一条适合国产传统电梯改造之路，并进而提升国产电梯技术水平和质量，含有十分关键意义。针对传统电梯采取继电器逻辑控制方法存在功效弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺点，提出采取功效强、故障率低、可靠性高可编程控制器（PLC）来控制电梯。论文关键内容以下：首先对电梯系统及可编程控制器（PLC）作了比较全方面总结和介绍。接着叙述了电梯控制系统分类及特点，电梯控制系统分为调速和信号控制两大部分。确定了系统总体结构，由 PLC 来实现电梯信号控制，有双速电机实现调速，完成了电机和可编程控制器（PLC）选择。然后是系统硬件开发，完成了 PLC 选型、I/O 点数分配和 PLC 连接。在分析了电梯系统软件设计方法基础上，设计出了软件步骤图，提出了模块化编程思想，介绍了系统软件开发。最终对改造后电梯系统进行模拟调试。1.5电梯功效要求（1）电梯运行到指定位置后应含有手动或自动开/关门功效。（2）利用指示灯显示电梯轿厢外呼叫信号、电梯轿厢内指令信号和电梯抵达信号。（3）能自动判定电梯运行方向，并发出响应指示信号。（4）电梯上行下行有一台交流双速电机牵引。电机正传，电梯上升；电梯反转，电梯下降。（5）电梯轿厢门由另一台小功率电机驱动。电机正传，轿厢门打开；电机反转，轿厢门关闭。（6）每一层楼设有呼叫按钮；轿厢内设有开关轿厢门按钮；轿厢内层面指令按（7）电梯开启、运行、到站实现速度调整。（8）行车时，厅门和轿厢全部不能开门。开门以后不能行车，有门连锁保护。平层时可自动开门、手动开门，夹人时自动开门。2.三菱FX2N 系列可编程序控制器介绍2.1.可编程控制器基础认识1. 三菱FX2N PLC关键特点：1)集成型高性能。CPU、电源、输入输出三为一体。 对6种基础单元，能够以最小8点为单元连接输入输出扩展设备，最大能够扩展输入输出256点。 2)高速运算 基础指令：0.08s指令 应用指令：1.52几百s指令 3)安全、宽裕存放器规格 内置8000步RAM存贮器 安装存放盒后，最大能够扩展到16000步。 4)丰富软元件范围 辅助继电器：3072点，定时器：256点，计数：235点 数据寄存器；8000点 5)除了含有输入输出16256点通常速途，还有模拟量控制、定位控制等特殊控制。 6)面向海外产品适合多种安全规格为大量实际应用而开发特殊功效： 开发了各个范围特殊功效模块以满足不一样需要-模拟IO，高速计数器。对每一个FX2N主单元可配置总计达8个特殊功效模块。 2. PLC性能指标和分类1) PLC关键性能指标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、输出端子数总和。它标志着能够接多少个开关、按钮和能够控制多少个负载。l (2)存放容量存放容量是指可编程序控制器内部用于存放用户程序存放器容量，通常以步为单位，二进制16位即一个字为一步。l (3)扫描速度通常以实施1000步指令所需时间来衡量，单位为ms/k步，也有以实施一步指令所需时间来计算，单位用s/步。l (4)功效扩展能力可编程序控制器除了主模块之外，通常全部可配置部分可扩展模块，以适应多种特殊应用需要，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总和，它是衡量可编程序控制器功效强弱关键指标。2) PLC分类通常，PLC产品可按结构形式、控制规模等进行分类。按结构形式不一样, 能够分为整体式和模块式两类。按控制规模大小、则能够分为小型、中型和大型PLC三种类型。3. PLC系统组成PLC是一个以微处理器为关键工业通用自动控制装置，其硬件结构和微型计算机控制系统相同。PLC也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。1) PLC硬件结构一套PLC系统在硬件上由基础单元（包含中央处理单元、存放器、输入输出接口、内部电源）、IO扩展单元及外部设备组成。2) PLC软件PLC软件系统指PLC所使用多种程序集合，它由系统程序（系统软件）和用户程序（应用软件）组成。系统程序：包含监控程序、输入译码程序及诊疗程序等。用户程序是用户依据控制要求，用PLC编程语言（如梯形图）编制应用程序。2.2 可编程序控制器工作方法1. PLC扫描工作方法开始内部处理通信处理RUN方法？输入扫描程序实施输出处理NY图2-1 PLC扫描过程可编程序控制器在进入RUN状态以后，采取循环扫描方法工作。从第一条指令开始，在无中止或跳转控制情况下，按程序存放地址号递增次序逐条实施程序，即按次序逐条实施程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描，并周而复始地反复进行。可编程序控制器工作时扫描过程图2-1所表示，包含五个阶段：内部处理、通信处理、输入扫描、程序实施、输出处理。PLC完成一次扫描过程所需时间称为扫描周期。扫描周期长短和用户程序长度和扫描速度相关。2. PLC程序实施过程PLC程序实施过程通常可分为输入采样、程序实施和输出刷新三个关键阶段，图2-2所表示。输入端子输入映象寄存器输出映像寄存器输出锁存器输出端子输入 .输出程序实施阶段输入采样阶段输出刷新阶段X001Y001Y001M1读读图2-2 PLC程序实施过程3. PLC扫描周期在PLC实际工作过程中，每个扫描周期除了前面所讲输入采样、程序实施、输出刷新三个阶段外，还要进行自诊疗、和外设（如编程器、上位计算机）通信等处理。即一个扫描周期还应包含自诊疗及和外设通信等时间。4. PLCIO响应时间PLC采取集中IO刷新方法，在程序实施阶段和输出刷新阶段，即使输入信号发生改变，输入映像寄存器区内容也不会改变，还会影响此次循环扫描结果。输出信号改变滞后于输入信号改变，这产生了PLC输入输出响应滞后现象，最大滞后时间为2-3个扫描周期。2.3 PLC编程语言PLC编程语言有梯形图语言、助记符语言、次序功效图语言等。其中前两种语言用得较多，次序功效图语言也在很多场所被采取。本课题所采取编程语言为梯形图语言。（1）.可编程序控制器和继电器、微机在电梯控制中应用比较在电梯电气系统中，逻辑判定起着关键作用，其控制系统必需起动多种控制信号和实施元件（如接触器、继电器、发光指示器、电动机和电子元件、电力电子器件等），要达成这些控制目标，其方法有：1. 继电器接触器控制系统这种控制系统是早期电梯多采取一个控制系统。优点：和其它控制系统比较，其简单、易于了解和掌握、价格廉价。缺点：动合触点易磨损，且电接触不良；体积大；控制系统耗能大、动作噪声大；维修保养工作量大、费用高。所以这种控制系统仅用于速度不高、性能要求也不高电梯中。2. 微机控制系统电梯微机控制系统实质上是使控制算法不再由硬件逻辑完成，而是经过程序存贮器中程序来完成控制系统。所以对于有不一样功效要求电梯控制系统，只要改变程序存贮器中程序指令即可，而无需变更或增减硬件系统元件或布线。所以，十分方便于使用和管理，并提升系统可靠性，减小控制系统体积，降低了能耗及其维修保养费用。即使微机控制电梯，和继电器控制电梯比较，它含有较大优越性。不过，对通常电梯而言，应用微机控制也有其不足和不足之处。其缺点是：微型计算机是按数字运算需要而设计，功效比较齐全，结构比较复杂；而通常电梯控制只需要进行简单逻辑运算，运算方法多为“和”、“或”、“非”多个，运算位数只需1位，即“1”和“0”。所以，使用微机就有“大材小用”之嫌。另外，微机接口电路没有标准件，而且通常不控制强电。但在电梯控制中，往往要求能直接控制110V或220V用电设备，如用户专门配置接口电路既不方便又不可靠。总而言之，造成用微机控制成本、运行和维修费用均较高，所以，如在通常电梯上使用微机控制在经济上不合算。3. PLC控制系统PLC充足利用了微型计算机原理和技术，保留计算机控制优点，而克服了它缺点。它含有强大生命力，各工业部门纷纷用它来改造旧有电梯控制电路，取得了显著效果。总而言之，PLC是采取微机技术制造通用自动控制设备，它能控制开关量、模拟量、含有可靠性高、抗干扰能力强、并含有完成逻辑判定、定时、计数、记忆和算术、运算等功效，能够替换继电器为主多种控制设备。它不仅能用于控制机械设备、流水线和多种设备运行过程，将PLC用于控制电梯多种操作和处理相关信息也是可行。3.电梯设备及电梯发展动态3.1 电梯出现及发展1854 年，在纽约水晶宫举行世界博览会上，美国人伊莱沙格雷夫斯奥斯第一次向世人展示了她发明-历史上第一部安全升降梯。从那以后，升降梯在世界范围内得到了广泛应用。以奥斯名字而命名电梯企业也开始了她辉煌旅程。150 年以来，她已经发展成为世界、亚洲和中国领先电梯企业。自从中国实施改革开放政策以来，全国各地高层建筑不停涌现，作为高楼垂直交通工具电梯，其需求量日益增加。多种类型、规格繁多电梯已在高楼内投入运行。为了确保电梯正常运行、安全使用，必需要了解电梯、熟悉电梯、管理电梯、维护好电梯。20世纪初，美国出现了曳引式电梯，其结构图1-1所表示，从图中可见，钢丝绳悬挂在曳引轮上，一端和轿厢连接，而另一端和对重连接，随曳引轮转动，靠钢丝绳和曳引轮槽之间摩擦力使轿厢和对重作一升一降相反运动。显然，钢丝绳不用缠绕，所以钢丝绳长度和股数均不受限，当然轿厢载重和提升高度就得到了提升，从而满足了大家对电梯使用需求。所以，近一百年来，曳引式电梯一直受到重视，并发展沿用至今。 图3-1 曳引式电梯示意图在以后几十年里，电梯自动平层控制系统和1轿厢 2曳引轮 3对重 经过变换电动机极数调速方法来调整电梯运行速度技术相继研制成功，1933年世界上第一台运行速度为6m/s电梯被安装在美国纽约帝国大厦。第二次世界大战后，建筑业发展促进电梯进入了高峰发展时期，代表新技术电子技术被广泛应用于电梯领域同时，陆续出现了群控电梯、超高速电梯、交流变频变压调速电梯。伴随电力电子技术发展，晶闸管变流装置越来越多地用于电梯系统，使电梯拖动系统简化，性能提升。同时交流调压调速系统研制和开发，使交流电梯调速性能有了显著改善。进入20世纪80年代，经过控制电动机定子供电电压和频率电梯运行速度调压调频技术研制成功，出现了交流变压变频（VVVF）调速电梯，开拓了电梯拖动新领域。1993年，日本生产了12.5m/s世界高速交流变压变频调速电梯，结束了直流电梯独占高速领域历史。电梯发展今天，在使用需求和新技术应用方面全部进入到全方面发展时期，伴随智能化、信息化建筑兴起和完善，要求电梯不只是完成垂直运输基础功效，还应以人为本提升舒适度，尤其从电梯运行控制智能化角度考虑，电梯优质服务不再是单一“时间最短”问题，而是采取模糊理论、神经网络、教授系统等方法，以期实现单梯和群控管理最好模式。合理配置和使用远程监控和故障诊疗、节能和降低环境污染等。本文中着重研究电梯升降控制逻辑，不着重主电动机升降速度和电梯安全保护方法。3.2 电梯设备3.2.1 电梯分类电梯分类有各式各样：（1）按速度分类 低速电梯 1m/s以下 高速电梯 2-3m/s 超高速电梯 3-10m/s（2）按用途分类 乘客电梯 住宅电梯 观光电梯 载货电梯客货两用电梯 车辆电梯 其它电梯（3）按拖动方法分类 交流电梯 直流电梯 液压电梯 齿轮齿条电梯螺杆式电梯（4）按有没有司机分类 有司机电梯 无司机电梯 有/无司机电梯（5）按控制方法分类 手柄操纵控制电梯 按钮控制电梯 信号控制电梯 集选控制电梯 群控电梯（6）按曳引机结构分类 有齿曳引机电梯 无齿曳引机电梯（7）其它分类方法按轿厢尺寸大小分类时，常常使用“小型”、“超大型”等词来描述电梯。按机房位置不一样可分为：机房在井道顶部上置式电梯；机房底部下置式电梯。3.2.2 电梯关键组成部分（1） 曳引部分：通常有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；厅门通常有封闭式、中分式、双折中分式和直分式等。（3） 电器设备及控制装置：有曳引机，选层器传动及控制柜、轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅外指示器组成。（4） 其它装置：对重装置、赔偿装置等。3.2.3 电梯安全保护装置（1） 电磁制动器：装于曳引机轴上，通常采取直流电磁制动器，开启时通电松闸，停层后断电制动。（2） 强迫减速开关：分别装于井道顶部和底部，当轿厢驶过端站换速未减速时，轿厢上撞块就触动此开关，经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：每个厅门全部装有门锁开关。仅当厅门关上才许可电梯开启；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：常见是装于轿厢门边安全触板，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，另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） 其它开关：安全窗开关，钢带轮断带开关等。3.2.4 电梯技术发展情况（1） 电梯速度要求越来越快，高速、超高速电梯数量愈来愈多。（2） 电梯拖动技术有了较大发展，直流电梯因为能耗大、维修量大等缺点。逐步被交流电梯所替换，液压电梯因为运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场所得到愈来愈 广泛应用。交流拖动电梯更是得到快速发展，已由以前变级调速（AC-VP）发展成为调压调速（AC-VV）及调频调压调速（AC-VVVF），使得电梯速度、加速度控制愈加符合大家生理要求，电梯舒适感大为改善。（3） 电梯逻辑控制已从过去简单继电器接触器控制发展为可编程序控制器（PLC）和微机控制，控制方法也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大提升。（4） 电梯管理功效不停加强，电梯广泛采取微机控制技术，不停满足拥护使用功效要求。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，因为国际上机构加工水平不停提升，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上应用日益广泛，已使电梯传动形式多样化。3.2.5 电梯发展展望（1） 结构不停紧凑化，体积不停轻型化、小巧化。伴随新技术、新结构、新材料、新工艺发展，电梯机械系统结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工艺优异化、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，性能愈加好。电梯行业技术发展很快速，几年前推出含有优异性能、高舒适性VVVF 电梯，现在已成为电梯行业标准配置，因为永磁同时无齿轮曳引机含有更节能、更洁净、更安全、更平静、更经济特点，所以永磁同时曳引机逐步成为新型曳引机主流；因为永磁技术优异性，未来很有可能替换VVVF 技术。另外，网络控制和智能群控系统以其控制优异性、快速性、正确性和可靠性亦是电梯发展时尚。（3） 安装更方便、愈加快捷高效、安全、可反复使用无脚手架安装，将是高层电梯安装关键方法，伴随技术开发、应用，电梯硬件系统给安装带来更大方便，使电梯安装愈加快、效率更高。另外，电梯双向安全装置、无底坑、无线控制、绿色环境保护安全、环境保护、节能、舒适，也将是未来电梯关键发展方向。4.PLC 选择及其软件开发4.1 可编程控制器（PLC）选型考虑到此次设计电梯系统有六层，且开关量居多，模拟量较少；对于开关量控制为主系统而言，通常PLC响应速度足以满足控制要求，在小型PLC中整体式比模块式价格廉价，体积也小，综合考虑后，系统选择了日本三菱企业生产 FX2N系列 PLC。FX2N 系统 PLC 含有以下几方面优点：1）FX2N配置灵活，除主机单元外，还可扩展 I/O 模块，A/D 模块，D/A模块和其它特殊功效模块。2）FX2N指令功效丰富，有多种指令 107 条，且指令实施速度快。3）FX2N可用内部辅助继电器 M，状态继电器 S，定时器 T，寄存器 D，计数器 C 功效和数量满足了系统控制要求需要。4）FX2N编程可用编程器，也能够在 PC 机上使用三菱企业专用编程软件包 MELSOFT系列GX Developer来进行。编程语言可用梯形图或指令表。尤其是可用 PC 机对系统实时进行监控。为调试和维护提供了极大方便。4.2交流双速电梯主电路图4-1是交流双速电梯主电路图。图中M1为电梯专用型双速笼型异步电动机；KM1、KM2为电动机正反转接触器，用以实现电梯上、下行控制；KM3、KM4为电梯高低速运行接触器，用以实现电梯高速或低速运行；KM5为开启加速接触器；KM6、KM7、KM8为减速制动接触器，用以调整电梯制动时加速度；L1、L2和R1、R2为串入电动机定子电路中电抗和电阻，当KM1或KM2和KM3通电吸合时，电梯将进行上行或下行开启，延时后KM5通电吸合，切除R1、L1，电梯将转为上行或下行稳速运行；当电梯接收到停层指令后，KM3断电释放，KM4通电吸合，电机转为低速接法，接入阻抗制动，实现上升和下降低速运行，且KM6-KM8依次通电吸合，用来控制制动过程强度，提升停车制动时舒适感；至平层位置时，接触全部断电释放，抱闸抱死，电梯停止运行。图4-1 主电路图4.3 门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路图4-2为电梯门机、抱闸、门锁及安全运行电路。门电动机为她励直流电动机，可由KM9、KM10控制其正反转。KM9接通时，电阻R2和电动机电枢并联，电流由电枢左端流向右端，电动机正转实现开门，压下SQ8时，R2部分被短接，实现开门调速。KM10接通时，电动机将反转，实现关门，并由SQ9、SQ10和R3一起实现关门调速。当电梯上下运行时，抱闸应打开，其线圈应通电。电梯停止运行时，抱闸应抱死，其线圈应断电。将全部厅、轿门开关串联在一起，控制门锁继电器KA1，实现全部门关闭后电梯才能运行控制。将安全窗开关、安全钳开关、限速器开关、轿内急停开关、上下强迫停止开关、基站开关梯开关和热继电器触点FR1、FR2串联在一起，组成安全回路，控制安全运行继电器KA2，用KA2触点控制PLCRUN口，只有当该KA2吸合时，才许可PLC处于运行状态。这么能够节省PLC输入口，又能够实现在多个紧急情况下立即停车。图4-2 门机、抱闸、门锁及安全运行电路4.4电梯关键电气设备（1）牵引电动机 齿轮牵引机为电梯提升机构。关键由驱动电动机，电磁制动器（也称电器包闸），减速器牵引轮组成。（2）自动门机 用来完成电梯开门和关门。电梯门分为厅门（每层站一个）和轿门（只有一个）。只有当电梯停靠在某层站时，此层厅门才许可开启（由门机拖动轿门，轿门带动厅门完成）；也只有当厅门，轿门全部关闭后才许可开启运行。（3）层楼指示灯 层楼指示灯也叫层显，安装在每层站厅门上方和轿箱内轿门上方，用以指示电梯运行方向及电梯所处位置。过去常由低压灯泡组成，现多由LED组成，且和呼梯盒做成一体结构。（4）呼梯盒 用以产生呼叫信号。常安装在厅门外，离地面一米左右墙壁上。基站和底站只有一只按钮，中间层站由上呼叫和下呼叫两个按钮组成。（5）操纵箱 操纵箱安装在轿箱内，供乘客对电梯公布动作命令。其上面设有和电梯层站数相同内选层按钮。（6）平层及开门装置 该装置图4-3所表示。由平层感应器及楼层感应器组成。上行时，上磁铁板先触发楼层感应器，发出减速停车信号，电梯开始减速，至平层感应器触发时，发出开门及停车信号，电动机停转，抱闸抱死。下行时，下磁铁板出发楼层感应器，发出减速停车信号，电梯开始减速，至平层感应器触发时，发出开门及停车信号。（7）轿厢位置检测装置俗称选层器，它检测电梯轿厢运行状态，所处位置，立即向控制系统发出所需要信号。其关键功效是：依据登记内选和外呼信号和轿厢位置关系，确定运行方向；当电梯将要抵达所需停站楼层时，给曳引电动机减速信号，使其换速；当平层停车后，发出信号以消去已应答选层、呼梯信号，并指示轿厢目前位置，选层器种类较多，通常分为三大类，即机械选层器、继电器选层器和微机选层器。其中机械选层器和继电器选层器将伴随继电器控制电梯逐步淘汰而淘汰。位置检测方法关键有以下多个：（1）用干簧管磁感应器或其它位置开关。这种方法直观、简单，但因为每层需使用一个磁感应器，当楼层较高时，会占用 PLC 太多输入点。（2）利用稳态磁保开关。这种方法需对磁保开关不一样状态进行编码，在多种编码方法中适合电梯控制只有格雷变形码，进行