【摘要】：隨著當代都市發展，高層建筑日益增多，電梯成為人們尋常生活必不可少代步工具。電梯性能好壞對人們生活影響越來越明顯，因而必要努力提高電梯系統性能，保證電梯運營既高效節能又安全可靠。老式電梯控制系統采用是繼電器邏輯控制電路，這種控制易出故障，維護不便，運營壽命短，占地空間大，正逐漸被裁減。為了提高自動控制系統可靠性和設備工作效率，設計了一套以PLC為核心控制器電梯自動控制系統，用來取代以往較復雜繼電器—接觸器控制。系統核心某些（控制某些）使用了日本三菱公司生產FX2N-80型PLC，由于在核心控制某些采用是軟件程序控制，從而在保證電梯正常運營這個規定狀況下，大大提高了電梯故障檢查與維修以便性和容易性，同步還克服了手動操作所帶來某些人為干擾因素，獲得了良好預期效果。核心詞：電梯、PLC、梯形圖

【Abstract】：Withthedevelopmentofmoderncities，anincreasingnumberofhigh-risebuilding，elevatorbecomeanindispensablemeansoftransportofdailylife.Thequalityoftheliftperformanceoftheimpactonpeople'slivesbecomingmoreandmoreobvious，itmuststrivetoimprovetheperformanceofelevatorsystems，andensuretheoperationoftheliftissafe，reliableandenergyefficient.Thetraditionalelevatorcontrolsystemuseslogicoftherelaytocontrolcircuit，thiskindofcontrolseasilytobecrash，maintainsinconveniently，themovementlifeisshort，andthatoccupyingalargeareaofspace，itbeingeliminatedgradually.Forraisingthecredibilityoftheautomaticcontrolsystemandtheworkefficiencyoftheequipments，designasetoftakePLCasthecorecontrolleroftheelevatorautocontrolsystem，usingtoreplaceformermorecomplicatedofafterelectricappliances-thecontactmachinecontrol.Thecorepart(controlpart)ofthesystemusedaJapaneseMitsubishicompanytoproduceoftheFX2N-80typePLCisthesoftwareprocedurecontrolinthecorebecauseofwhattocontrolthepartadoption，thusBepromisingtheelevatorcirculatesnormallyunderthecircumstanceof[with]thisrequest，raisedelevatortobreakdowncheckandtheconvenienceandeasyformaintainconsumedly，stillovercametomoveanoperationsomeartificialinterferencefactorsbringinthemeantime，obtainthegoodresults.Keywords：Elevator，PLC，LadderDiagram目錄32081目錄 I24777前言 157201.緒論 2124051.1電梯繼電器控制系統特點及存在問題 2250041.1.1電梯繼電器控制系統長處 2326521.1.2電梯繼電器控制系統存在問題 2165891.2PLC及其在電梯控制中應用特點 2240891.2.1PLC特點 235791.2.2PLC控制電梯長處 497811.3課題提出 4267171.4課題重要討論內容 4148651.5電梯功能規定 547032.三菱FX2N系列可編程序控制器簡介 680392.1.可編程控制器基本結識 6317202.2可編程序控制器工作方式 8192772.3PLC編程語言 980233.電梯設備及電梯發展動態 11188773.1電梯浮現及發展 11203363.2電梯設備 1216213.2.1電梯分類 12178193.2.2電梯重要構成某些 12266493.2.3電梯安全保護裝置 13315203.2.4電梯技術發展狀況 13164433.2.5電梯發展展望 13279764.PLC選取及其軟件開發 15195124.1可編程控制器（PLC）選型 15111494.2交流雙速電梯主電路 15199174.3門機電路、抱閘電路、門鎖及安全運營電路 17184944.4電梯重要電氣設備 1739784.5輸入輸出設計 20182374.5.1算法闡明 2389764.5.2程序中有關中間繼電器闡明 24173504.6梯形圖設計 2534.7梯形圖程序 2734305.電梯模仿調試及安裝 4817705.1電梯模仿調試 48157375.2電梯安裝調試 4863125.3程序調試與運營監控 4945996.總結 5112063致謝 5232605參照文獻 5337671.電梯主電路圖 54150682.I/O連接圖 55前言近年來國內經濟飛速發展，人民生活水平迅速梯高，工作居住條件得到了巨大改進。電梯作為建筑物內垂直交通運送工具，與人們生活息息有關。老式電梯曳引電動機采用接觸器來實現電動機工作狀態變化，此外，老式電梯控制系統由繼電器接觸器控制邏輯構成，存在著電氣元件多、功能弱、電氣故障頻繁，可靠性差和工作壽命短等缺陷。可編程控制器（PLC）是依照順序邏輯控制需要而發展起來，是專門為工業環境應用而設計數字運算操作電子裝置。鑒于其種種長處，當前，電梯繼電器控制方式已逐漸被PLC控制代替。同步，由于電機交流變頻調速技術發展，電梯拖動方式已由本來直流調速逐漸過渡到了交流變頻調速，不但能滿足乘客舒服感和保證平穩精度，還可以減少能耗，節約能源，減小運營費用。因而，PLC控制技術加變頻調速已成為當代電梯行列一種熱點。本課題研究題目——“基于PLC電梯控制系統設計”做詮釋如下PLC控制是指電梯信號控制由PLC及其軟件來實現，控制系統核心為PLC。另一方面課題開發重要任務和內容是：建立“PLC控制電梯系統”總體框架；信號控制系統運用PLC集中解決電梯運營方式、安全保護信號、內指令信號、外召喚信號、井道信號、門區信號、開關門及限位信號等信號，并顯示電梯所到樓層、運營方向及呼梯應答等，實現開關門控制；拖動控制系統中曳引機啟動、運營、制動停止，涉及正反轉信號及各種速度信號，經PLC運算、判斷后通過電機來實現。達到規定是：通過進一步理論研究和編程實踐，全面認真完畢上述幾種內容。本課題核心問題有兩個：一是運營效率、平層精度和安全性規定；二是PLC實現電梯信號控制及其軟件開發。對于第一種問題，通過選取適當PLC，進行合理設計和編程便可以實現。本人選取PLC是日本三菱公司FX2N－80型可編程控制器。第二個問題，依照電梯所要實現功能以及PLC順序執行程序特點，編寫PLC程序重要是采用模塊化編程思想，即依照各功能實現條件及原則編寫各個功能模塊來實現。方案選取是通過各種方案比較和對照，完畢電梯控制系統中控制辦法選取。1.緒論1.1電梯繼電器控制系統特點及存在問題1.1.1電梯繼電器控制系統長處（1）所有控制功能及信號解決均由硬件實現，線路直觀，易于理解和掌握，適合于普通技術人員和技術工人所掌握。（2）系統保養、維修及故障檢查無需較高技術和特殊工具、儀器。（3）大某些電器均為慣用控制電器，更換以便，價格便宜。（4）近年來國內始終身產此類電梯，技術成熟，已形成系列化產品，技術資料圖紙齊全，熟悉掌握人員較多。1.1.2電梯繼電器控制系統存在問題（1）系統觸點繁多接線線路復雜，且觸點容易燒壞磨損，導致接觸不良，因而故障率較高。（2）普通控制電器及硬件接線辦法難以實現較復雜控制功能，使系統控制功能不易增長，技術水平難以提高。（3）電磁機構及觸點動作速度比較慢，機械和電磁慣性大，系統控制精度難以提高。（4）系統構造龐大，能耗較高，機械動作噪音大。（5）由于線路復雜，易浮現故障，因而保養維修工作量大，費用高；并且檢查故障困難，費時費工。電梯繼電器控制系統故障率高，大大減少了電梯可靠性和安全性，經常導致停梯，給乘用人員帶來不便和驚擾。且電梯一旦發生沖頂或蹲底，不但會導致電梯機械部件損壞，還也許浮現人身事故。1.2PLC及其在電梯控制中應用特點1.2.1PLC特點PLC是一種用于工業自動化控制專用計算機，實質上屬于計算機控制方式。PLC與普通微機同樣。以通用或專用CPU作為字解決器，實現字運算和數據存儲，此外尚有位解決器（布爾解決器），進行點（位）運算與控制。PLC控制普通具備可靠性高、易操作、維修。編程簡樸、靈活性強等特點。1、可靠性對可維修產品，可靠性涉及產品有效性和可維修性。（1）PLC不需要大量活動元件和接線電子元件，它接線大大減少，與此同步，系統維修簡樸，維修時間短。（2）PLC采用了一系列可靠性設計辦法進行設計，例如，冗余設計，斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復等，提高了MTTF（平均無端障時間），使可靠性提高。（3）PLC有較高易操作性，它具備編程簡樸，操作以便，維修容易等特點，普通不易發生操作錯誤。（4）PLC是為工業生產過程控制而專門設計控制裝置，它具備比通用計算機更簡樸編程語言和更可靠硬件。采用了精簡化編程語言，編程錯誤率大大減少，而為工業惡劣操作環境設計硬件使可靠性大大提高。（5）在PLC硬件方面，采用了一系列提高可靠性辦法。例如，采用可靠性元件；采用先進工藝制造流水線制造；對干擾屏蔽、隔離和濾波等；對電源斷電保護；對存儲器內容保護等。（6）PLC軟件方面，也采用了一系列提高系統可靠性辦法。例如，采用軟件濾波等；軟件自診斷；簡化編程語言等。2、易操作性PLC易操作性體當前下列幾種方面：（1）操作以便PLC操作涉及程序輸入和程序更改操作。大多數PLC采用編程器進行輸入和更改操作。編程器至少提供了輸入信息顯示，對大中型PLC，編程器采用了CRT屏幕顯示，因而，程序輸入直接可以顯示。更改程序操作也可直接依照所需要地址編號或接點號進行搜索或順序尋找，然后進行更改。更改信息可在液晶屏或CRT上顯示。（2）編程以便PLC有各種程序設計語言可供使用。對電氣技術人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。采用布爾助記符編程語言，十分有助于編程人員編程。（3）維修以便PLC具備自診斷功能對維修人員維修技能規定減低。當系統發生故障時，通過硬件和軟件自診斷，維修人員可以不久找到故障部位，以便維修。3、靈活性PLC靈活性體當前如下幾種方面：（1）編程靈活性。PLC采用編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。編程辦法多樣性使編程以便、應用面拓展。（2）擴展靈活性。PLC擴展靈活性是它一種重要特點。它可依照應用規模不同，即可進行容量擴展、功能擴展、應用和控制范疇擴展。（3）操作靈活性。操作十分靈活以便，監視和控制變得十分容易1.2.2PLC控制電梯長處（1）在電梯控制中采用了PLC，用軟件實現對電梯運營自動控制，可靠性大大提高。（2）去掉了選層器及大某些繼電器，控制系統構造簡樸，外部線路簡化。（3）PLC可實現各種復雜控制系統，以便地增長或變化控制功能。（4）PLC可進行故障自動檢測報警顯示，提高運營安全性，并便于檢修。（5）用于群控調配和管理，并提高電梯運營效率。（6）更改控制方案時不需改動硬件接線。此外，微機控制系統雖在智能控制方面有較強功能，但也存在抗擾性差，系統設計復雜，普通維修人員難以掌握其維修技術等缺陷而沒被廣泛采用。PLC控制系統由于運營可靠性高，使用維修以便，抗干擾性強，設計和調試周期短等長處，倍受人們注重等長處，已成為當前在電梯控制系統中使用最多控制方式。1.3課題提出PLC以其優越性能，在諸多領域中得到了廣泛應用。在電梯業也是如此，當前國內70～80年代安裝完畢電梯絕大某些是繼電器控制，線路復雜，節點接線多，故障率高，系統構造龐大，能耗較高，機械動作噪音大，嚴重地影響電梯運營質量。應對這些電梯進行更新和改造。但是更新需要大量資金，對使用單位來說有一定困難，因此對電梯進行局部改造是經濟、實際。近年來，采用功能強、故障率低、可靠性高可編程控制器（PLC）來控制電梯，獲得了良好效果。運用PLC和變頻器對舊電梯進行改造，不但可以增長電梯舒服感、安全性、可靠性，還可以減少能耗，節約能源，減少運營費用。1.4課題重要討論內容課題所研究內容重要是用可編程控制器（PLC）改造在用電梯自動控制系統。由于大某些老式電梯電控系統可靠性欠佳，顧客謀求對電梯電控系統進行改造，以節約資金。因而，對電梯控制技術進行研究，找出一條適合國產老式電梯改造之路，并進而提高國產電梯技術水平和質量，具備十分重要意義。針對老式電梯采用繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強、故障率低、可靠性高可編程控制器（PLC）來控制電梯。論文重要內容如下：一方面對電梯系統及可編程控制器（PLC）作了比較全面總結和簡介。接著闡述了電梯控制系統分類及特點，電梯控制系統分為調速和信號控制兩大某些。擬定了系統總體構造，由PLC來實現電梯信號控制，有雙速電機實現調速，完畢了電機和可編程控制器（PLC）選取。然后是系統硬件開發，完畢了PLC選型、I/O點數分派與PLC連接。在分析了電梯系統軟件設計辦法基本上，設計出了軟件流程圖，提出了模塊化編程思想，簡介了系統軟件開發。最后對改造后電梯系統進行模仿調試。1.5電梯功能規定（1）電梯運營到指定位置后應具備手動或自動開/關門功能。（2）運用批示燈顯示電梯轎廂外呼喚信號、電梯轎廂內指令信號和電梯到達信號。（3）能自動判斷電梯運營方向，并發出響應批示信號。（4）電梯上行下行有一臺交流雙速電機牽引。電機正傳，電梯上升；電梯反轉，電梯下降。（5）電梯轎廂門由另一臺小功率電機驅動。電機正傳，轎廂門打開；電機反轉，轎廂門關閉。（6）每一層樓設有呼喊按鈕；轎廂內設有開關轎廂門按鈕；轎廂內層面指令按（7）電梯啟動、運營、到站實現速度調節。（8）行車時，廳門和轎廂都不能開門。開門之后不能行車，有門連鎖保護。平層時可自動開門、手動開門，夾人時自動開門。

2.三菱FX2N系列可編程序控制器簡介2.1.可編程控制器基本結識1.三菱FX2NPLC重要特點：1)集成型高性能。CPU、電源、輸入輸出三為一體。對6種基本單元，可以以最小8點為單元連接輸入輸出擴展設備，最大可以擴展輸入輸出256點。2)高速運算基本指令：0.08μs／指令應用指令：1.52～幾百μs／指令3)安全、寬裕存儲器規格內置8000步RAM存貯器安裝存儲盒后，最大可以擴展到16000步。4)豐富軟元件范疇輔助繼電器：3072點，定期器：256點，計數：235點數據寄存器；8000點5)除了具備輸入輸出16～256點普通速途，尚有模仿量控制、定位控制等特殊控制。6)面向海外產品適合各種安全規格為大量實際應用而開發特殊功能：開發了各個范疇特殊功能模塊以滿足不同需要模仿I／O，高速計數器。對每一種FX2N主單元可配備總計達8個特殊功能模塊。2.PLC性能指標和分類1)PLC重要性能指標(1)輸入／輸出點數（I／O點數）I／O點數是指可編程序控制器外部輸入、輸出端子數總和。它標志著可以接多少個開關、按鈕和可以控制多少個負載。(2)存儲容量存儲容量是指可編程序控制器內部用于存儲顧客程序存儲器容量，普通以步為單位，二進制16位即一種字為一步。(3)掃描速度普通以執行1000步指令所需時間來衡量，單位為ms/k步，也有以執行一步指令所需時間來計算，單位用μs/步。(4)功能擴展能力可編程序控制器除了主模塊之外，普通都可配備某些可擴展模塊，以適應各種特殊應用需要，如A／D模塊、D／A模塊、位置控制模塊等。(5)指令系統指令系統是指一臺可編程序控制器指令總和，它是衡量可編程序控制器功能強弱重要指標。2)PLC分類普通，PLC產品可按構造形式、控制規模等進行分類。按構造形式不同，可以分為整體式和模塊式兩類。按控制規模大小、則可以分為小型、中型和大型PLC三種類型。3.PLC系統構成PLC是一種以微解決器為核心工業通用自動控制裝置，其硬件構造與微型計算機控制系統相似。PLC也是由硬件系統和軟件系統兩大某些構成。1)PLC硬件構造一套PLC系統在硬件上由基本單元（包括中央解決單元、存儲器、輸入／輸出接口、內部電源）、I／O擴展單元及外部設備構成。2)PLC軟件PLC軟件系統指PLC所使用各種程序集合，它由系統程序（系統軟件）和顧客程序（應用軟件）構成。系統程序：涉及監控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。顧客程序是顧客依照控制規定，用PLC編程語言（如梯形圖）編制應用程序。

2.2可編程序控制器工作方式1.PLC掃描工作方式開始開始內部解決通信解決RUN方式？輸入掃描程序執行輸出解決NY圖2-1PLC掃描過程可編程序控制器在進入RUN狀態之后，采用循環掃描方式工作。從第一條指令開始，在無中斷或跳轉控制狀況下，按程序存儲地址號遞增順序逐條執行程序，即按順序逐條執行程序，直到程序結束。然后再從頭開始掃描，并周而復始地重復進行。可編程序控制器工作時掃描過程如圖2-1所示，涉及五個階段：內部解決、通信解決、輸入掃描、程序執行、輸出解決。PLC完畢一次掃描過程所需時間稱為掃描周期。掃描周期長短與顧客程序長度和掃描速度關于。2.PLC程序執行過程PLC程序執行過程普通可分為輸入采樣、程序執行和輸出刷新三個重要階段，如圖2-2所示。輸入端子輸入端子輸入映象寄存器輸出映像寄存器輸出鎖存器輸出端子輸入……….輸出程序執行階段輸入采樣階段輸出刷新階段X001Y001Y001M1讀讀①②③④⑤圖2-2PLC程序執行過程3.PLC掃描周期在PLC實際工作過程中，每個掃描周期除了前面所講輸入采樣、程序執行、輸出刷新三個階段外，還要進行自診斷、與外設（如編程器、上位計算機）通信等解決。即一種掃描周期還應包括自診斷及與外設通信等時間。4.PLCI／O響應時間PLC采用集中I／O刷新方式，在程序執行階段和輸出刷新階段，雖然輸入信號發生變化，輸入映像寄存器區內容也不會變化，還會影響本次循環掃描成果。輸出信號變化滯后于輸入信號變化，這產生了PLC輸入輸出響應滯后現象，最大滯后時間為2-3個掃描周期。2.3PLC編程語言PLC編程語言有梯形圖語言、助記符語言、順序功能圖語言等。其中前兩種語言用得較多，順序功能圖語言也在許多場合被采用。本課題所采用編程語言為梯形圖語言。（1）.可編程序控制器與繼電器、微機在電梯控制中應用比較在電梯電氣系統中，邏輯判斷起著重要作用，其控制系統必要起動各種控制信號和執行元件（如接觸器、繼電器、發光批示器、電動機以及電子元件、電力電子器件等），要達到這些控制目，其辦法有：1.繼電器—接觸器控制系統這種控制系統是初期電梯多采用一種控制系統。長處：與其他控制系統比較，其簡樸、易于理解和掌握、價格便宜。缺陷：動合觸點易磨損，且電接觸不良；體積大；控制系統耗能大、動作噪聲大；維修保養工作量大、費用高。因而這種控制系統僅用于速度不高、性能規定也不高電梯中。2.微機控制系統電梯微機控制系統實質上是使控制算法不再由硬件邏輯完畢，而是通過程序存貯器中程序來完畢控制系統。因而對于有不同功能規定電梯控制系統，只要變化程序存貯器中程序指令即可，而無需變更或增減硬件系統元件或布線。因而，十分以便于使用和管理，并提高系統可靠性，減小控制系統體積，減少了能耗及其維修保養費用。雖然微機控制電梯，與繼電器控制電梯比較，它具備較大優越性。但是，對普通電梯而言，應用微機控制也有其局限性和局限性之處。其缺陷是：微型計算機是按數字運算需要而設計，功能比較齊全，構造比較復雜；而普通電梯控制只需要進行簡樸邏輯運算，運算方式多為“與”、“或”、“非”幾種，運算位數只需1位，即“1”與“0”。因而，使用微機就有“大材小用”之嫌。此外，微機接口電路沒有原則件，并且普通不控制強電。但在電梯控制中，往往規定能直接控制110V或220V用電設備，如顧客專門配備接口電路既不以便又不可靠。綜上所述，導致用微機控制成本、運營和維修費用均較高，因而，如在普通電梯上使用微機控制在經濟上不合算。3.PLC控制系統PLC充分運用了微型計算機原理和技術，保存計算機控制長處，而克服了它缺陷。它具備強大生命力，各工業部門紛紛用它來改造舊有電梯控制電路，獲得了明顯效果。總之，PLC是采用微機技術制造通用自動控制設備，它能控制開關量、模仿量、具備可靠性高、抗干擾能力強、并具備完畢邏輯判斷、定期、計數、記憶和算術、運算等功能，可以取代繼電器為主各種控制設備。它不但能用于控制機械設備、流水線和各種設備運營過程，將PLC用于控制電梯各種操作和解決有關信息也是可行。

3.電梯設備及電梯發展動態3.1電梯浮現及發展1854年，在紐約水晶宮舉辦世界博覽會上，美國人伊萊沙·格雷夫斯·奧斯第一次向世人展示了她創造歷史上第一部安全升降梯。從那后來，升降梯在世界范疇內得到了廣泛應用。以奧斯名字而命名電梯公司也開始了她輝煌路程。150年以來，她已經發展成為世界、亞洲和中華人民共和國領先電梯公司。自從國內實行改革開放政策以來，全國各地高層建筑不斷涌現，作為高樓垂直交通工具―電梯，其需求量日益增長。各種類型、規格繁多電梯已在高樓內投入運營。為了保證電梯正常運營、安全使用，必要要理解電梯、熟悉電梯、管理電梯、維護好電梯。20世紀初，美國浮現了曳引式電梯，其構造如圖1-1所示，從圖中可見，鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端與轎廂連接，而另一端與對重連接，隨曳引輪轉動，靠鋼絲繩與曳引輪槽之間摩擦力使轎廂與對重作一升一降相反運動。顯然，鋼絲繩不用纏繞，因而鋼絲繩長度和股數均不受限，固然轎廂載重以及提高高度就得到了提高，從而滿足了人們對電梯使用需求。因而，近一百年來，曳引式電梯始終受到注重，并發展沿用至今。圖3-1曳引式電梯示意圖在日后幾十年里，電梯自動平層控制系統以及1—轎廂2—曳引輪3—對重通過變換電動機極數調速辦法來調節電梯運營速度技術相繼研制成功，1933年世界上第一臺運營速度為6m/s電梯被安裝在美國紐約帝國大廈。第二次世界大戰后，建筑業發展促使電梯進入了高峰發展時期，代表新技術電子技術被廣泛應用于電梯領域同步，陸續浮現了群控電梯、超高速電梯、交流變頻變壓調速電梯。隨著電力電子技術發展，晶閘管變流裝置越來越多地用于電梯系統，使電梯拖動系統簡化，性能提高。同步交流調壓調速系統研制和開發，使交流電梯調速性能有了明顯改進。進入20世紀80年代，通過控制電動機定子供電電壓與頻率電梯運營速度調壓調頻技術研制成功，浮現了交流變壓變頻（VVVF）調速電梯，開拓了電梯拖動新領域。1993年，日本生產了12.5m/s世界高速交流變壓變頻調速電梯，結束了直流電梯獨占高速領域歷史。電梯發展今天，在使用需求和新技術應用方面都進入到全面發展時期，隨著智能化、信息化建筑興起與完善，規定電梯不只是完畢垂直運送基本功能，還應以人為本提高舒服度，特別從電梯運營控制智能化角度考慮，電梯優質服務不再是單一“時間最短”問題，而是采用模糊理論、神經網絡、專家系統等辦法，以期實現單梯與群控管理最佳模式。合理配備與使用遠程監控與故障診斷、節能以及減少環境污染等。本文中著重研究電梯升降控制邏輯，不著重主電動機升降速度以及電梯安全保護辦法。3.2電梯設備3.2.1電梯分類電梯分類有各式各樣：（1）按速度分類低速電梯1m/s如下高速電梯2-3m/s超高速電梯3-10m/s（2）按用途分類乘客電梯住宅電梯觀光電梯載貨電梯客貨兩用電梯車輛電梯其她電梯（3）按拖動方式分類交流電梯直流電梯液壓電梯齒輪齒條電梯螺桿式電梯（4）按有無司機分類有司機電梯無司機電梯有/無司機電梯（5）按控制方式分類手柄操縱控制電梯按鈕控制電梯信號控制電梯集選控制電梯群控電梯（6）按曳引機構造分類有齒曳引機電梯無齒曳引機電梯（7）其他分類方式按轎廂尺寸大小分類時，經常使用“小型”、“超大型”等詞來描述電梯。按機房位置不同可分為：機房位于井道頂部上置式電梯；機房底部下置式電梯。3.2.2電梯重要構成某些（1）曳引某些：普通有曳引機和曳引鋼絲繩構成。電動機帶動曳引機旋轉使轎廂上下運動。（2）轎廂和廳門：轎廂由轎架，轎底，轎壁和轎門構成；廳門普通有封閉式、中分式、雙折中分式和直分式等。（3）電器設備及控制裝置：有曳引機，選層器傳動及控制柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和廳外批示器構成。（4）其他裝置：對重裝置、補償裝置等。3.2.3電梯安全保護裝置（1）電磁制動器：裝于曳引機軸上，普通采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。（2）逼迫減速開關：分別裝于井道頂部和底部，當轎廂駛過端站換速未減速時，轎廂上撞塊就觸動此開關，通過電器傳動控制裝置，使電動機逼迫減速。（3）限位開關：當轎廂通過端站平層位置后仍未停車，此限位開關及時動作，切斷電源并制動，逼迫停車。（4）行程極限保護開關：當限位開關不起作用，轎廂通過端站時，此開關動作。（5）急停按鈕：裝于轎廂司機操縱盤上，發生異常狀況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。（6）廳門開關：每個廳門都裝有門鎖開關。僅當廳門關上才容許電梯啟動；在運營中如浮現廳門開關斷開，電梯及時停車。（7）關門安全開關：常用是裝于轎廂門邊安全觸板，在關門過程中如安全觸板遇到乘客時，發出信號，門電機停止關門，反向開門，延時重新開門，此外尚有紅外線開關等。（8）超載開關：當超載時轎底下降開關動作，電梯不能關門和運營。（9）其他開關：安全窗開關，鋼帶輪斷帶開關等。3.2.4電梯技術發展狀況（1）電梯速度規定越來越快，高速、超高速電梯數量愈來愈多。（2）電梯拖動技術有了較大發展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺陷。逐漸被交流電梯所代替，液壓電梯由于運營平穩，機房位置靈活等特點，使得在低樓層場合得到愈來愈廣泛應用。交流拖動電梯更是得到迅速發展，已由此前變級調速（AC-VP）發展成為調壓調速（AC-VV）及調頻調壓調速（AC-VVVF），使得電梯速度、加速度控制更加符合人們生理規定，電梯舒服感大為改進。（3）電梯邏輯控制已從過去簡樸繼電器——接觸器控制發展為可編程序控制器（PLC）和微機控制，控制方式也從手柄控制、信號控制發展為集選控制、并聯控制、群控等，電梯可靠性得到很大提高。（4）電梯管理功能不斷加強，電梯廣泛采用微機控制技術，不斷滿足擁護使用功能規定。如緊急停車操作，消防員專用、防搗亂系統等。（5）智能群控管理得到廣泛應用。（6）機械傳動方面，由于國際上機構加工水平不斷提高，使斜齒傳動和行星齒輪傳動在電梯上應用日益廣泛，已使電梯傳動形式多樣化。3.2.5電梯發展展望（1）構造不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化。隨著新技術、新構造、新材料、新工藝發展，電梯機械系統構造簡樸化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進化、外觀美麗化。同步，無機房電梯在新世紀將會有較大速度發展。（2）技術含量更高，性能更好。電梯行業技術發展非常迅速，幾年前推出具備先進性能、高舒服性VVVF電梯，如今已成為電梯行業原則配備，由于永磁同步無齒輪曳引機具備更節能、更干凈、更安全、更安靜、更經濟特點，因此永磁同步曳引機逐漸成為新型曳引機主流；由于永磁技術先進性，將來很有也許取代VVVF技術。此外，網絡控制和智能群控系統以其控制先進性、迅速性、精確性和可靠性亦是電梯發展潮流。（3）安裝更以便、更快捷高效、安全、可重復使用無腳手架安裝，將是高層電梯安裝重要方式，隨著技術開發、應用，電梯硬件系統給安裝帶來更大以便，使電梯安裝更快、效率更高。此外，電梯雙向安全裝置、無底坑、無線控制、綠色環保——安全、環保、節能、舒服，也將是將來電梯重要發展方向。

4.PLC選取及其軟件開發4.1可編程控制器（PLC）選型考慮到本次設計電梯系統有六層，且開關量居多，模仿量較少；對于開關量控制為主系統而言，普通PLC響應速度足以滿足控制規定，在小型PLC中整體式比模塊式價格便宜，體積也小，綜合考慮后，系統選取了日本三菱公司生產FX2N系列PLC。FX2N系統PLC具備如下幾方面長處：1）FX2N配備靈活，除主機單元外，還可擴展I/O模塊，A/D模塊，D/A模塊和其他特殊功能模塊。2）FX2N指令功能豐富，有各種指令107條，且指令執行速度快。3）FX2N可用內部輔助繼電器M，狀態繼電器S，定期器T，寄存器D，計數器C功能和數量滿足了系統控制規定需要。4）FX2N編程可用編程器，也可以在PC機上使用三菱公司專用編程軟件包MELSOFT系列GXDeveloper來進行。編程語言可用梯形圖或指令表。特別是可用PC機對系統實時進行監控。為調試和維護提供了極大以便。4.2交流雙速電梯主電路圖4-1是交流雙速電梯主電路圖。圖中M1為電梯專用型雙速籠型異步電動機；KM1、KM2為電動機正反轉接觸器，用以實現電梯上、下行控制；KM3、KM4為電梯高低速運營接觸器，用以實現電梯高速或者低速運營；KM5為啟動加速接觸器；KM6、KM7、KM8為減速制動接觸器，用以調節電梯制動時加速度；L1、L2與R1、R2為串入電動機定子電路中電抗和電阻，當KM1或者KM2與KM3通電吸合時，電梯將進行上行或下行啟動，延時后KM5通電吸合，切除R1、L1，電梯將轉為上行或下行穩速運營；當電梯接受到停層指令后，KM3斷電釋放，KM4通電吸合，電機轉為低速接法，接入阻抗制動，實現上升與下減少速運營，且KM6-KM8依次通電吸合，用來控制制動過程強度，提高停車制動時舒服感；至平層位置時，接觸所有斷電釋放，抱閘抱死，電梯停止運營。圖4-1主電路圖4.3門機電路、抱閘電路、門鎖及安全運營電路圖4-2為電梯門機、抱閘、門鎖及安全運營電路。門電動機為她勵直流電動機，可由KM9、KM10控制其正反轉。KM9接通時，電阻R2與電動機電樞并聯，電流由電樞左端流向右端，電動機正轉實現開門，壓下SQ8時，R2某些被短接，實現開門調速。KM10接通時，電動機將反轉，實現關門，并由SQ9、SQ10與R3一起實現關門調速。當電梯上下運營時，抱閘應打開，其線圈應通電。電梯停止運營時，抱閘應抱死，其線圈應斷電。將所有廳、轎門開關串聯在一起，控制門鎖繼電器KA1，實現所有門關閉后電梯才干運營控制。將安全窗開關、安全鉗開關、限速器開關、轎內急停開關、上下逼迫停止開關、基站開關梯開關以及熱繼電器觸點FR1、FR2串聯在一起，構成安全回路，控制安全運營繼電器KA2，用KA2觸點控制PLCRUN口，只有當該KA2吸合時，才容許PLC處在運營狀態。這樣可以節約PLC輸入口，又可以實當前各種緊急狀況下及時停車。圖4-2門機、抱閘、門鎖及安全運營電路4.4電梯重要電氣設備（1）牽引電動機齒輪牽引機為電梯提高機構。重要由驅動電動機，電磁制動器（也稱電器包閘），減速器牽引輪構成。（2）自動門機用來完畢電梯開門與關門。電梯門分為廳門（每層站一種）與轎門（只有一種）。只有當電梯停靠在某層站時，此層廳門才容許啟動（由門機拖動轎門，轎門帶動廳門完畢）；也只有當廳門，轎門所有關閉后才容許啟動運營。（3）層樓批示燈層樓批示燈也叫層顯，安裝在每層站廳門上方和轎箱內轎門上方，用以批示電梯運營方向及電梯所處位置。過去常由低壓燈泡構成，現多由LED構成，且與呼梯盒做成一體構造。（4）呼梯盒用以產生呼喊信號。常安裝在廳門外，離地面一米左右墻壁上。基站與底站只有一只按鈕，中間層站由上呼喊與下呼喊兩個按鈕構成。（5）操縱箱操縱箱安裝在轎箱內，供乘客對電梯發布動作命令。其上面設有與電梯層站數相似內選層按鈕。（6）平層及開門裝置該裝置如圖4-3所示。由平層感應器及樓層感應器構成。上行時，上磁鐵板先觸發樓層感應器，發出減速停車信號，電梯開始減速，至平層感應器觸發時，發出開門及停車信號，電動機停轉，抱閘抱死。下行時，下磁鐵板出發樓層感應器，發出減速停車信號，電梯開始減速，至平層感應器觸發時，發出開門及停車信號。（7）轎廂位置檢測裝置俗稱選層器，它檢測電梯轎廂運營狀態，所處位置，及時向控制系統發出所需要信號。其重要功能是：依照登記內選與外呼信號和轎廂位置關系，擬定運營方向；當電梯將要到達所需停站樓層時，給曳引電動機減速信號，使其換速；當平層停車后，發出信號以消去已應答選層、呼梯信號，并批示轎廂當前位置，選層器種類較多，普通分為三大類，即機械選層器、繼電器選層器和微機選層器。其中機械選層器與繼電器選層器將隨著繼電器控制電梯逐漸裁減而裁減。位置檢測辦法重要有如下幾種：（1）用干簧管磁感應器或其他位置開關。這種辦法直觀、簡樸，但由于每層需使用一種磁感應器，當樓層較高時，會占用PLC太多輸入點。（2）運用穩態磁保開關。這種辦法需對磁保開關不同狀態進行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制只有格雷變形碼，進行運算時需采用PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變龐大。由于本文是六層電梯控制故選用感應器檢測轎廂位置。圖4-3電梯平層、停層裝置示意圖

4.5輸入輸出設計為了便于對電梯工作原理及PLC系統進行分析，現列出電梯所用電器元件表。表4-1電梯電氣元件表元件符號名稱及作用元件符號名稱及作用KM1上行接觸器1HL-5HL1-5層層樓批示燈KM2下行接觸器6HL-7HL上行、下行批示燈KM3高速接觸器HL81樓外呼記憶燈KM4低速接觸器HL92樓上呼記憶燈KM5啟動加速接觸器HL102樓下呼記憶燈KM6-KM8制動減速接觸器HL113樓上呼記憶燈KM9開門接觸器HL123樓下呼記憶燈KM10關門接觸器HL134樓上呼記憶燈SQ5基站開關HL144樓下呼記憶燈SQ6開門到位開關HL155樓下呼記憶燈SQ7關門到位開關1KR～5KR各樓層感應器SQ8開門調速開關6KR上平層感應器SQ9、SQ10關門調速開關7KR下平層感應器SQ11-SQ161-6樓廳門鎖開關1SB1～4SB11-4樓上行外呼按鈕SQ17上限位開關2SB2～5SB22-5樓下行外呼按鈕SQ18下限位開關SB1開門按鈕SQ19上行逼迫停止開關SB2關門按鈕SQ20下行逼迫停止開關SB3上行啟動按鈕SQ1安全窗開關SB4下行啟動按鈕SQ2安全鉗開關SB5-SB101-6樓層內選層按鈕SQ3限速器開關SA1運營狀態選取鑰匙開關SQ4轎內急停開關SA2基站開關梯鑰匙開關SQ16轎門關閉到位開關SQ電源開關8KR關門感應器HL165樓上呼記憶燈HL176樓下呼記憶燈KA1門鎖開關KA2安全運營按鈕SA1-1自動運營按鈕1SB11樓上呼按鈕6SB26樓下呼按鈕2SB12樓上呼按鈕2SB22樓下呼按鈕3SB13樓上呼按鈕3SB23樓下呼按鈕4SB14樓上呼按鈕4SB24樓下呼按鈕5SB15樓上呼按鈕5SB25樓下呼按鈕HL186層層樓批示燈HL196層內選記憶燈綜合考慮輸入輸出規定，預計需要PLC輸入輸出點73左右。因而，采用三菱FX2N-80可編程控制器完畢本次設計。其輸入輸出接口電路如圖4-4所示。圖4-4I/O接線圖4.5.1算法闡明程序基本控制流程如圖4-5所示。（其中不涉及檢修及司機開關電梯環節，只是電梯運營基本流程圖）。圖4-5程序基本流程圖4.5.2程序中有關中間繼電器闡明表4-2程序中間繼電器元件符號名稱及作用元件符號名稱及作用M100開門輔助繼電器M1301層上行輔助繼電器M101關門輔助繼電器M1312層上行輔助繼電器M102自動運營時開門禁止M1322層下行輔助繼電器M103定上行輔助繼電器M1333層上行輔助繼電器M104定下行輔助繼電器M1343層下行輔助繼電器M105停車輔助繼電器M1354層上行輔助繼電器M106制動過程輔助繼電器M1364層下行輔助繼電器M107停層輔助繼電器M1375層下行輔助繼電器M1101樓樓層信號輔助繼電器M141上平層感應輔助繼電器M1112樓樓層信號輔助繼電器M142下平層感應輔助繼電器M1123樓樓層信號輔助繼電器M143、M144上行輔助繼電器M1134樓樓層信號輔助繼電器M145、M146下行輔助繼電器M1145樓樓層信號輔助繼電器M1501樓停車輔助繼電器M120內選1層輔助繼電器M1512樓停車輔助繼電器M121內選2層輔助繼電器M1523樓停車輔助繼電器M122內選3層輔助繼電器M1534樓停車輔助繼電器M123內選4層輔助繼電器M1545樓停車輔助繼電器M124內選5層輔助繼電器T50停層時間計時T51啟動延時T52-T54減速延時M140平層開門M1156樓樓層信號輔助繼電器M125內選6層輔助繼電器M1605層上行輔助繼電器M1616層下行輔助繼電器M1556樓停車輔助繼電器4.6梯形圖設計梯形圖設計可以提成幾種環節進行，然后再將這些環節組合在一起形成完整梯形圖。開關門環節電梯開關門，存在如下幾種狀況：電梯投入運營前開門。此時電梯位于基站，將開關梯鑰匙插入SA2內旋轉至開梯位置，則電梯應自動開門。乘客或司機進入轎廂，選層后電梯自動運營。電梯檢修時開關門。檢修狀態下，開關門均為手動狀態，由開關門按鈕SB1、SB2實行開門與關門。電梯自動運營停層時開門。電梯在平層時至平層位置，M140接通，電梯應開始開門。電梯關門過程中重新開門。在電梯關門過程中，若有人或物夾在兩門中間，需重新開門。當前大多數電梯采用光幕或機械安全觸板進行檢測，自動發送重新開門信號，已達到重新開門目。呼梯開門。電梯到達某層站后，如果沒有人繼續使用電梯，電梯將停靠在該層站待命，電梯將一方面開門，以滿足用梯規定。若其她層站有人呼梯，電梯將一方面定向，并啟動運營，到達呼梯樓層時再開門，此時開門按停層開門解決。電梯停后關門。此時電梯到達基站，司機或乘客離開轎廂，電梯自動關門，司機將開、關梯鑰匙插入SA2，旋轉到關梯位置，電梯安全回路被切斷，PLC停止運營，電梯被關閉。電梯自動運營時關門。停站時間繼電器T50延時結束時，電梯應自動關門。停站時間未屆時，可通過關門按鈕實現提前關門。層樓信號產生與清除環節當電梯位于某一層時，指層感應器產生樓層信號，以控制指層燈狀態，離開該層時，該樓層信號應被新樓層信號所取代。3．停層信號登記與消除環節乘客或司機通過對轎廂內操作盤上1-6層選層按鈕操作，可以選取欲去樓層。選層信號被登記后，選層按鈕下批示燈亮。當電梯到達所選樓層后，停層信號即被消除，批示燈也應熄滅。4．外呼信號登記與消除環節乘客或司機在廳門外呼梯時，呼梯信號應被接受和記憶。當電梯到達該層，且定向方向與目地方向一致時（基層和頂層除外），呼梯規定已滿足，呼梯信號應被消除。按下外呼按鈕時，相相應外呼輔助繼電器接通，外呼鈕下批示燈亮，表達呼梯規定已被電梯接受并記憶。該信號消除環節是由當層信號動斷觸點與運營方向動斷并聯構成（M103為上行輔助繼電器，M104為下行輔助繼電器）。這樣可以使電梯運營方向與呼梯目方向一致且到達呼梯樓層時，電梯將停止，呼梯規定已滿足，呼梯信號被消除。電梯運營方向與呼梯目方向相反時，如電梯從一樓向上運營，而呼梯規定從二樓向下，若有去三樓以上內選層規定及外呼梯規定，電梯到達二樓時不斷梯，呼梯規定沒有滿足，呼梯信號不能消除；若三樓以上無用梯規定，電梯將停在二樓，但呼梯信號不能及時消除，待乘客進入轎廂選層后，電梯定向下，則二樓下呼梯信號已滿足，呼梯信號被消除。5．電梯定向環節在自動運營狀態下，電梯應一方面擬定運營方向，也即定向。電梯定向只有兩種狀況，即上行和下行。電梯處在待命狀態，接受到內選和外呼信號時，應將電梯所處位置與內選和外呼信號進行比較，擬定是上行還是下行。一旦電梯定向后，內選與外呼對電梯進行順向運營規定沒有滿足狀況下，定向信號不能消除。檢修狀態下運營方向直接由上行和下行啟動按鈕擬定，不需定向。梯形圖中M103及M104分別為定上行及定下行輔助繼電器，它們線圈工作條件觸電塊由內外呼信號及電梯位置信號構成。M103及M104在電梯上行及下行全過程中，存在不能全程接通狀況，如上行至6樓時，一旦6樓層樓繼電器M115接通時，M103則及時斷開，而此時電梯仍處在上行狀態，至6樓平層位置時才干停止。為解決這一問題，引入M143-M146，使上行與下行繼電器接通時間延長至上行及下行全過程。若不使用M143-M146，也許會發生下述狀況：4樓向上外呼信號（不存在其她外呼及內選信號），使電梯上行，電梯至4樓位置，M133使M103斷開，從電梯至4樓位置到電梯停層開門，乘客進行轎廂內選6層之間時間內，1、2、3樓外呼及內選層信號可以使電梯在未完畢4樓向上運動之前定下行方向。6.自動運營時啟動加速和穩定運營環節電梯啟動條件：運營方向已的確，門已關好。7.停車制動環節電梯在停車制動之前，應一方面擬定其停層信號，即的確要停靠樓層，應依照電梯運營方向與外呼信號位置和轎廂內選層信號比較后得出。梯形圖中各層停車觸發信號在下行下呼，上行上呼及內選層信號存在時產生，這些都是符合前邊所談到停車原則。當存在觸發信號電梯又運營到當層時產生停車信號。停車信號M105梯形圖支路中M103、M104動斷觸點作用是為理解決呼梯方向與電梯運營方向相反時停車問題（如二樓向下外呼信號，使電梯從一樓向上運營時，M151不會被觸發，至二樓位置時，靠M103、M104動斷觸點使M105接通）而設立。而停車信號消除是停車時間到，T50為停層時間定期器。

4.7梯形圖程序

5.電梯模仿調試及安裝電梯PLC程序應在未帶載狀況下模仿調試好，在接觸器等輸出狀態對的后，再將電機接上，模仿調試完畢后，則進行現場安裝，并進行運營調試，擬定參數，完善程序，最后交付運營使用。5.1電梯模仿調試由于客觀條件限制，軟硬件開發只能在實驗室對電梯程序進行模仿調試。實際輸入信號及反饋信號用按鈕或開關模仿，輸出不用接負載，可由PLC輸出端發光二極管顯示負載狀態，模仿調試時，按電梯運營條件，依次設立輸入信號，并觀測輸出對的與否，同步可通過編程器監控內部各點狀態，在輸入端接上手動按鈕而在PLC輸出批示燈上看輸出，輸入信號完全靠手動來控制。如按下X020是五層樓內呼，如此時電梯不在五層，則相應輸出批示燈亮，然后依次通過手動來控制接近開關按鈕，到第五層時輸出批示燈滅，其他層樓運營模仿調試同理。5.2電梯安裝調試安裝調試過程是一種比較復雜且耗時間過程，一方面要擬定器件型號，選取器件型號除了要考慮機械設備、電壓、電流外，還要考慮經濟實用及美觀問題。所有器件都備好后，接下來就是安裝，主電路及PLC都裝在控制柜內，這就要考慮互相干擾問題，按鈕、批示燈或數碼顯示也按照同樣原則接線，所有元器件都按照一定編號安裝好后，保證無誤后，就可以調試了，由于調試過程中，輸入輸出點比較多，且完畢一種動作所涉及開關、按鈕、輸出顯示也比較多，因此這里不一一闡明，只對動作中一某些加以闡明。(1)單指令運營調試這是一種最簡樸調試辦法，檢查所設計程序在完畢其最簡樸控制功能時與否會發生錯誤。若各種調試無錯誤，則再用復雜辦法進行調試。單指令運營調試詳細內容如下：假定電梯轎廂在一樓，一層批示燈發光，此時按下5樓內指令按鈕X020，5樓內指令顯示Y027亮，電梯關門后，開始上行，當轎廂上升到5樓后，數碼管顯示為“5”樓內指令顯示信號Y027消除。(2)單層運營調試單指令運營調試之后，再下來就是單層調試，以保證程序再多條指令運營時對的性。此種調試是讓電梯單方向運營于n層，譬如，電梯轎廂原先在二