第一章電梯簡介

1.1電梯日勺來源與發(fā)展

追溯電梯的來源，在我國及國外都能找到其雛形。如我國公元前1700

數(shù)年出現(xiàn)的枯棒，是利用丁?提水口勺升降裝置。公元前1100數(shù)年出現(xiàn)口勺

粘轆，是一種用于提水或升舉重物的升降裝置。在古代希臘，于公元前

236年出現(xiàn)的阿基米德絞車，是一種升舉重物於J升降裝置。它們的共同特

點是都由支架、卷筒、繩索、搖桿、乘物裝置幾部分構成的最原始、最簡

樸日勺升降機械，由木（竹）材料制成，靠人力或畜力驅動在很低速度下運

行。

1889年美國的奧梯斯電梯企業(yè)首先使用電動機作為電梯動力，這才出

現(xiàn)名副其實的電梯,并使電梯趨于實用化。1923年還出現(xiàn)了第一臺自動扶

梯。1949年出現(xiàn)了群控電梯，首批4-6臺群控電梯在紐約rJ聯(lián)合國大廈

被使用。1955年出現(xiàn)了小型計算機（真空管）控制電梯。1962年美國出現(xiàn)

了速度達8米/秒日勺超高速電梯。1963年某些先進工業(yè)國只成了無觸點半

導體邏輯控制電梯。1967年可控硅應用于電梯，使電梯H勺拖動系統(tǒng)筒化,

性能提高。1971年集成電路被應用于電梯。次年又出現(xiàn)了數(shù)控電梯。1976

年微處理機開始用于電梯，使電梯的電氣控制進入了一種新日勺發(fā)展時期。

由于初期的電梯及電氣控制方式存在故障率較高、可靠性差、接線復

雜、一旦完畢不易更改等缺陷，因此需要開發(fā)一種安全、高效的控制方式。

可編程控制器（即PLC）既保留了老式繼電氣控制系統(tǒng)的簡樸易懂，并且

具有控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝變化、易于與計算機接口

連接、維修以便等諸多高品質性能。因此，PLC在電梯控制領域得到了廣

泛而深入的運用。

如今，電梯已成為人們進出高層建筑不可或缺日勺交通工具，伴隨時

代的發(fā)展，科技的進步，人們對電梯在運行時的平穩(wěn)性、高速性、精確性、

高效性等一系列靜、動態(tài)性能提出了更高的規(guī)定。電梯此后的發(fā)展將重要

展現(xiàn)如下趨勢：

（1）超高速電梯。伴隨人們生活節(jié)奏的加緊，高層建筑的增長，全

功能H勺塔式建筑將會促使超高速電梯繼續(xù)成為研究方向，5m/s以上運行

速度日勺超高速電梯，成為人們關注的重點和市場發(fā)展日勺新趨向。

（2）大型超載重電梯用導軌。伴隨大型公共場所、購物場所等公用

建筑日勺增長，大型超載重電梯的運用日益廣泛，對于垂直電梯、自動扶梯

的載重量和運行平穩(wěn)性提出了新H勺規(guī)定。

（3）新型自動扶梯導軌。伴隨社會進步、都市化水平日勺提高以及越

來越多的國家逐漸步入老齡化社會，各國政府對人文關懷日益重視，促使

都市公共設施對自動扶梯和自感人行道日勺需求加速增長。為實現(xiàn)公共場所

的無障礙通行，大量日勺體育場館、地鐵、機場、商場、寫字樓、賓館等需

要加裝自動扶梯和自感人行道。

（4）無機房電睇導軌。對于高度在20層如下的民用建筑，可以通過

變化曳引機口勺安裝方式清除電梯機房的設計，從而減少建筑總高度、保持

整體造型、節(jié)省建筑成本。

此外，人們規(guī)定電梯節(jié)能、電磁兼容性強、噪聲低、長壽命、采用

綠色裝潢材料、與建筑物協(xié)調等，甚至有人設想在大樓頂部的機房運用太

陽能作為電梯驅動補充能源等等，而這些都會對電梯導軌的I運行技術不停

提出新的規(guī)定。

1.2電梯日勺分類

按速度分類：低速電梯、迅速電悌、高速電梯、超高速電梯。

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、醫(yī)用電梯、服務電梯、車輛電梯。

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、

直線電機驅動的電梯。

按有無司機分類：有司機電梯、無司機電梯、有/無司機電梯。

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、

幾選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、群控電梯、微機控制電梯。

按曳引機構分類：有齒曳引機電梯、無齒曳引機電梯。

1.3電梯日勺構成

電梯重要由曳引系統(tǒng)、轎廂、重量平衡系統(tǒng)、導軌、門系統(tǒng)、安全保

護系統(tǒng)、電力拖動和電氣控制系統(tǒng)等部件構成。

曳引系統(tǒng)的重要功能是輸出與傳遞動力，拖動電梯運行。曳引系統(tǒng)重

要由曳引電動機、減速機、曳引輪和電磁抱閘構成。曳引電動機也稱主電

機，一般采用交流電動機，目前大多采用變頻器對其進行速度和轉矩控制。

轎廂是運送乘客和貨品的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂在井道

中沿著導軌作升降運動。井道側壁對應各樓層的對應位置裝有減速、平層

的遮磁板，以便發(fā)送減速、停車信號。在井道中還設有各層W、J樓層編碼開

關口勺磁塊，用做樓層指示信號。轎廂內門的操作盤上設有選層按鈕及對應

的指示燈，尚有開/關門按鈕等多種顯示電梯運行狀態(tài)出J指示燈。

門系統(tǒng)由轎廂門、層門、開門機、門鎖裝置構成。轎廂門口勺上方裝有

開門機，開門機由一臺小電動機驅動來實現(xiàn)開/關門動作。

在井道對應各樓層候梯廳一側開有廳門，廳門平時是關閉的，只有當

轎廂停穩(wěn)在該層時;廳門被轎門KJ聯(lián)動機構帶動一起打開或關閉。在各層

廳門口勺一側面裝有呼梯按鈕和樓層顯示裝置，呼梯按鈕一般有上行呼梯、

下行呼梯各一種（最底層只有上行呼梯按鈕、最高層只有下行呼梯按鈕）。

按鈕內（有時在按鈕旁）裝有呼梯對應指示燈，該燈亮表達呼梯信號被控

制系統(tǒng)登記。樓層顯示裝置有時也設在廳門上方。

電氣控制系統(tǒng)曰PLC、變頻器、交流電動機、輸入/輸出電器部件和

控制屏等構成，重要功能是對電梯口勺運行實行操縱和控制。

電梯示意圖

1—控制柜2—限速器3一門聯(lián)動裝置4一轎門5—轎廂底板

6—樓層地面7一層門8一賠償繩9—緊張裝置10—地坑11—緩

沖器12一對重13—對重導軌14—轎廂導軌15—井道壁16—導

靴17—導軌壓板18一轎廂19—安全鉗20—曳引繩端接裝置

21—曳引繩22—曳引機23一機房

本課題側重電梯日勺PLC控制系統(tǒng)的設計，未能實現(xiàn)主電動機日勺升降速

度口勺調整以及安全保護體統(tǒng)口勺實現(xiàn)。

1.4電梯工作原理

曳引繩兩端分別連著轎廂與對重（又稱配重），纏繞在曳引輪和導向

輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉動，靠曳引繩與電引輪

摩擦產生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的（升降運動，到達運送目的。固定在

轎廂上的導靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導軌往復升降運

動，防止轎廂在運行中產生偏斜或擺動。常閉式制動器在電動機工作時間

松閘，使電梯運轉，在失電狀況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站

上維持其靜止狀態(tài)，供人員和貨品出入。轎廂是運載乘客或其他載荷日勺箱

體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少發(fā)動機功率。賠償裝置用來賠償曳

引繩運動中日勺張力和重量變化，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以精確停

靠。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運動H勺控制，同步完畢選層、平層工作。指示呼

喊系統(tǒng)隨時顯示轎廂的I于東方向和所在樓層位置。

第二章可編程控制器

2.1PLC日勺定義

PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子

裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、

次序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬

式日勺輸入和輸出，控制多種類型日勺機械或生產過程。PLC及其有關的外圍

設備都應當按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一種整體，易于擴展其功能的原則

而設計。

2.2PLC日勺特點

(1)可靠性高，抗干擾能力強PLC自身具有較強的自診斷功能,

保證在“硬核“都正常的狀況下執(zhí)行顧客的控制程序。

(2)編程簡樸，設計施工周期短PLC作為通用工業(yè)控制計算機，

是面向工礦企業(yè)H勺工控設備。它接口輕易，編程語言易于為工程技術人員

接受。梯形圖語言的圖形符號與體現(xiàn)方式和繼電器電路圖相稱靠近，只用

PLC歡I少許開關量邏輯控制指令就可以以便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為

不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控

制打開了以便之門。此外，PLC用存儲邏輯替代接線邏輯，大大減少了控

制設備外部日勺接線，使控制系統(tǒng)設計及建造日勺周期大為縮短，同步維護也

變得輕易起來。

(3)控制程序可變，硬件配置以便在生產工藝流程變化或者生產

線設備更新的狀況下可通過硬件擴充或少許的變化配置與接線，以及變化

內部程序來滿足規(guī)定，從而防止大量的硬件線路更改與安裝工作。

(4)功能完善現(xiàn)代PLC具有數(shù)字模擬量H勺輸入輸出、邏輯和算術

運算，定期、計時、計數(shù)、次序控制、功率驅動、通信、人機對話、自檢、

記錄和顯示等功能，設備控制水平大大提高。

(5)體積小，重量輕，能耗低。以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺

寸不不小于100mm,重量不不小于150g,功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很輕易裝入機械

內部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。

2.3PLC的應用領域

目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、

機械制造、汽車、輕紡、交通運送、環(huán)境保護及文化娛樂等各個行業(yè)，使

用狀況大體可歸納為如下幾類：

(1)開關量的邏輯控制

這是PLC最基本、最廣泛H勺應用領域，它取代老式的繼電器電路，實

現(xiàn)邏輯控制、次序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及

自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生

產線、電鍍流水線等。

(2)模擬量控制

在工業(yè)生產過程當中，有許多持續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、

液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模

擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC

廠家都生產配套W、JA/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。

(3)運動控制

PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，初

期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構，目前一般使用專

用口勺運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制

模塊。世界上各重要PLC廠家H勺產品幾乎均有運動控制功能，廣泛用于多

種機械、機床、機器人、電梯等場所。

(4)過程控制

過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控

制計算機，PLC能編制多種各樣的控制算法程序，完畢閉環(huán)控制。PID調

整是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調整措施。大中型PLC均有.PID模塊,

目前許多小型PLC乜具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子

程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場所有非常廣泛日勺應

用。

(5)數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算(含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算)、數(shù)據(jù)

傳送、數(shù)據(jù)轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完畢數(shù)據(jù)的采集、分

析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中H勺參照值比較，完畢一定的控

制操作，也可以運月通信功能傳送到別日勺智能裝置，或將它們打印制表。

數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于

過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的某些大型控制系統(tǒng)。

（6）通信及聯(lián)網(wǎng)

PLC通信含PLC間口勺通信及PLC與其他智能設備間的通信。伴隨計算

機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC

的通信功能，紛紛推出各自口勺網(wǎng)絡系統(tǒng)。新近生產口勺PLC都具有通信接口，

通信非常以便。

2.4PLC日勺工作原理

當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、

顧客程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完畢上述三個階段稱作一種掃描周

期。在整個運行期間，PLC口勺CPU以一定的掃描速度反復執(zhí)行上述三個

階段。

（1）輸入采樣階段

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，

并將它們存入I/O映象區(qū)中的對應得單元內。輸入采樣結束后，轉入顧客

程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，雖然輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變

化，I/O映象區(qū)中的對應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會變化。因此，假如輸入

是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須不小于一種掃描周期，才能保證在

任何狀況下，該輸入均能被讀入。

（2）顧客程序執(zhí)行階段

在顧客程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的次序依次地掃描顧客程

序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊時由各觸

點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的次序對由觸點構成的控制

線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算口勺成果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)

RAM存儲區(qū)中對應位日勺狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應

位日勺狀態(tài)；或者確定與否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定日勺特殊功能指令。即，在

顧客程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內H勺狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生

變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內的狀態(tài)

和數(shù)據(jù)均有也許發(fā)生變化，并且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行成果會對

排在下面的但凡用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的

梯形圖，其被刷新的邏輯線圈H勺狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一?種掃描周期才能對

排在其上面日勺程序起作用。

（3）輸出刷新階段

當掃描顧客程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU

按照I/O映象區(qū)內對應H勺狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出

電路驅動對應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。

2.5PLC的編程語言

編程語言是PLCH勺重要構成部分,PLC為顧客提供了完整的編程語言,

以適應顧客編程的需要。運用編程語言，按照不一樣的控制規(guī)定編寫不一

樣口勺控制程序，這相稱于設計和變化幾點起的硬件接線線路，這就是所謂

的4“可編程序”。程序由編程器送到PLC內部H勺存儲器中，它也能以便

地讀出、檢查與修改。

PLC共有5種原則編程語言，其中有三種圖形語言，即梯形圖、功能

塊圖，和次序功能圖，兩種文本語言，即構造化文本和指令表。其中梯形

圖是最早使用H勺一種PLC語言，也是目前最常用的編程語言。它是從繼電

氣控制系統(tǒng)原理圖口勺基礎上演變而來的，它繼承了繼電氣控制系統(tǒng)中的基

本工作原理和電器邏輯關系的體現(xiàn)措施，梯形圖估計電氣控制系統(tǒng)梯形圖

的基本思想是一致口勺，只是在使用符號和體現(xiàn)方式上有一定區(qū)別，因此在

邏輯控制系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。它H勺最大特點就是直觀、清晰。

第三章系統(tǒng)硬件設計

本次PLC控制系統(tǒng)設計分為如下幾種環(huán)節(jié)：

(1)分析控制規(guī)定

(2)確定I/O點數(shù)

(3)選擇PLC機型

(4)選擇輸入、輸出設備，分派PLCfnI/O

(5)程序設計(包括梯形圖的繪制)

(6)系統(tǒng)調試

(7)編制有關技術文獻

其環(huán)節(jié)如下圖所示:

圖3.1PLC控制系統(tǒng)設計的一般環(huán)節(jié)

3.1控制規(guī)定分析

本次設計所波及H勺電梯模型共有五層，電梯H勺每一層面均有升降及

轎廂所在樓層的指示燈顯示；1-5所對應的指示燈表達樓層號，每層日勺樓

廳均有輸入（分上行和下行）按鈕召喚電梯。工作中的電梯重要對多種呼

梯信號和當時的運行狀態(tài)進行綜合分析，再確定下一種工作狀態(tài)，為此它

規(guī)定具有自動選向、順向截梯、反向保號，外呼記憶，自動開/關門狀態(tài),

停梯消號，自動達層等功能。電梯的上/下行由一臺電動機Ml拖動，電動

機Ml正轉(KM1)為電梯上升，反轉(KM2)為下降。此外，電梯門日勺開關也

由?臺電動機M2控制,電動機M2正轉(KM3)為電梯開門，反轉(KM4)

為關門。

分析以上控制規(guī)定，將電梯控制要實現(xiàn)的功能羅列如下：

(1)開始時，電梯處在任意一層。

(2)當有外呼梯信號到來時電梯響應當呼梯信號，抵達該樓層時，

電梯停止運行，電梯門打開，延時三秒后自動關門。

(3)當有內呼梯信號到來時，電梯應當響應當呼梯信號，抵達該樓

層時，電梯停止運行，電梯門打開，三秒后開門到位，再延時三秒后自動

關門，關門時間也為三秒。當關門時，為了防止夾住乘客，在門兩側安裝

了紅外線傳感器，有人進出時;兩秒后才關門。

(4)樓層呼喊按鈕及電梯內按鈕按下，電梯未到達對應樓層或未得

到對應的I對應時，對應指示燈一直接通指示。

(5)電梯應具有最遠反向外呼梯響應功能。例如電梯在一樓，而同

步有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯先去

四樓響應四層向下外呼梯信號。

(6)電梯具有同向截車功能。

(7)電梯未在平層或運行時，開門按鈕和關門按鈕均不起作用。平

層且電梯停止運行后，按開門按鈕可使門打開，按關門按鈕可使門關閉。

(8)開門時蜂鳴器響。

3.2確定I/O點數(shù)

根據(jù)電梯控制的特點，輸入信號應當包括如下幾種部分：

(1)轎廂內及各層門廳外呼按鈕

轎廂內H勺樓層選擇按鈕共有數(shù)字鍵1-5,各層門廳H勺外呼按鈕除第一

層只有上升按鈕，第五層只有下降按鈕外，其他三層均設有上升、下降兩

個按鈕，故一共需要13個輸入。

(2)位置信號

平層傳感器安裝于各樓層的電梯停靠位置H勺五個傳感器，此傳感器重

要用于檢測平層用的，平時為常開，當電梯運行到平層時關閉。尚有一種

上下限位開關，此外尚有一組紅外線傳感器，此傳感器重要用于門機上保

護人或物不被夾傷口勺裝置。故位置信號一共需要8個輸入。

(3)電梯門控制信號

大部分電梯都具有開門按鈕以及關門按鈕，以以便手動開門，故電梯

門控制信號一共需要2個輸入。

綜上所述，共需要輸入點23個。

輸出信號應當包括：

（1）內呼指示信號

內呼指示信號有5個，分別表達「5層口勺內呼被接受，并在內呼指令

完畢后，信號消失。

（2）外呼指示信號

外乎信號共有8個，分別表達1-5層的外呼被接受，并在外呼指令完

畢后，信號消失。

（3）電梯上下行指示信號，共2個。

（4）電動機Ml正反轉，共需耍輸出點2個。

（5）電動機M2正反轉，共2個。

（5）開門蜂鳴器1個

（6）LED層顯示段，共需要7段

綜上所述，共需輸出點27個。

3.3PLC機型的選擇

PLC按構造分為整體型和模塊型兩類，按應用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控

制室安裝兩類，按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位

等。從應用角度出發(fā)，一般可按控制功能或輸入輸出點數(shù)選型。

整體型PLC的I/O點數(shù)固定，因此顧客選擇的余地較小，用于小型控

制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此顧客可較合理地選擇

和配置控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)，功能擴展以便靈活，一般用于大中型控制系

統(tǒng)。

輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用規(guī)定的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應

考慮信號電平、信號傳播距離、信號隔離、信號供電方式等應用規(guī)定。對

輸出模塊，應考慮選用的輸出模塊類型，一般繼電器輸出模塊具有價格低、

使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點。可控硅輸出模塊合用于

開關頻繁，電感性低功率因數(shù)負荷場所，但價格較貴，過載能力較差。輸

出模塊尚有直流輸巴、交流輸出和模擬量輸出等，與應用規(guī)定應一致。

PLCH勺供電電源，除了引進設備時同步引進PLC應根據(jù)產品闡明書規(guī)

定設計和選用外，一般PLC的供電電源應設計選用220V電源，與國內電

網(wǎng)電壓一致。重要的應用場所，應采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電，假如

PLC自身帶有可使用電源時，應查對提供的電流與否滿足應用規(guī)定，否則

應設計外接供電電源，為了防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC,對輸

入和輸出信號口勺隔離室必要口勺，有時也可采用簡樸口勺二級管或熔絲管隔

離。

通過上述分析，且又懂得此五層電梯程序實現(xiàn)運行時需使用23個輸

入和27個輸出，又對PLC機型的選擇做了詳細分析可得出對于電梯控制

系統(tǒng)可以選用某些小型PLC來實現(xiàn)，如日本三菱FX系列日勺PLC。三菱FX

系列PLC擁有無以匹及口勺速度，高級的功能邏輯選件以及定位控制等特

點；FX2N是從16路到256路輸入/輸出H勺多種應用的選擇方案；FX2N系

列是小型化，高速度，高性能和所有以便都是相稱于FX系列中最高檔次

的超小型程序裝置。除輸入/輸出16-256點H勺獨立用途外，還可以合用于

在多種基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等，是一套可以滿足多樣

化廣泛需要於JPLCo在基本單元上連接擴展單元或擴展模塊，可進行

16-256點區(qū)I靈活輸入輸出組合?？蛇x用16/32/48/64/80/128點的主機，

可以采用最小8點H勺擴展模塊進行擴展?？筛鶕?jù)電源及輸出形式，自由選

擇。因此本次設計所選擇的PLC為：FX2N—64MR。

3.4PLC控制系統(tǒng)日勺I/O點數(shù)分派

PLC五層電梯控制系統(tǒng)的輸入、輸出點分派表如下所示：

表4.1PLC輸入、輸出點分派表

輸入點對應信號輸出點對應信號

XI呼喊按鈕1tY0電梯上升（KM1）

X2呼喊按鈕2tY1電梯下降（KM2）

X3呼喊按鈕21Y2開門(KM3)

X4呼喊按鈕3tY3關門(KM4)

X5呼喊按鈕31Y4上行指示

X6呼喊按鈕4tY5下行指示

X7呼喊按鈕4!Y6蜂鳴器

X10呼喊按鈕51Y7—

XII內呼按鈕去1樓Y1011外呼指示

X12內呼按鈕去2樓Y112t外呼撮5

X13內呼按鈕去3樓Y1221外呼指示

X14內呼按鈕去4樓Y133t外呼搖

X15內呼按鈕去5樓Y1431外呼技5

X161樓平層信號傳感器Y154t外呼整5

X172樓平層信號傳感器Y1641外呼技5

X203樓平層信號傳感器Y1751外呼指不

X214樓平層信號傳感器Y20內呼按鈕去1樓指示

X225樓平層信號傳感器Y21內呼按鈕去2樓指示

X23上下限位Y22內呼按鈕去3樓指示

X24轎廂內開門按鈕Y23內呼按鈕去4樓指示

X25轎廂內關門按鈕Y24內呼按鈕去5樓指示

X26紅外線傳感器（左）Y25LED層顯示a段

X27紅外線傳感器（右）Y26LED層顯示b段

Y27LED層顯示c段

Y30LED層顯示d段

Y31LED層顯示e段

Y32LED層顯示f段

Y33LED層顯示g段

程序中使用日勺內部繼電器闡明見表4.2o

表4.2內部繼電器闡明

M1011樓上升Mill上升綜合信號

M1022樓上升Ml12

M1032樓下降外呼按鈕用，用M113

M1043樓上升于記憶外呼按M114

M1053樓下降鈕呼梯信號，平M115下降綜合信號

M1064樓上升層解除M116

M1074樓下降M117

Ml085樓下降\1118

M5011樓平層平層用，用于記M119上升記憶信號

M5022樓平層憶平層信號，被M120下降記憶信號

M5033樓平層其他平層信號M2261層有效開門信號

M5044樓平層解除M2272層有效開門信號

M5055樓平層M2283層有效開門信號

M201內呼去1樓M2294層有效開門信號

M202內呼去2樓M2305層有效開門信號

M203內呼去3樓用于要去的1樓M240已正常開關門記憶信號

M204內呼去4樓層，平層時解除M2411層手動開門

M205內呼去5樓M2422層手動開門

M2111樓上升M2433層手動開門

M2122樓上升M2444層手動開門

M2132樓下降M2455層手動開門

M2143樓上升開關門有效外M246各層手動開門信號綜合

M2153樓下降呼T0開門時間

M2164樓上升T1關門時間

M2174樓.卜.降T2開門延時時間

M2185樓.卜.降

M221內呼去1樓

M222內呼去2樓

M223內呼去3樓開關門有效內

M224內呼去4樓呼

M225內呼去5樓

3.5PLC外部硬件電路日勺設計

3.51五層電梯日勺主電路圖

LI

L2

L3

曳引電機門電機

圖3.2主電路圖

3.52PLCI/O接線圖

呼喊按鈕11_____?

_____?—

呼喊按鈕2t_____?

_____?—

呼喊按鈕21___W

_____?—

呼喊按鈕3t___3

_____?—

呼喊按鈕31_____。

_____會—

呼喊按鈕4t_____吟

_____?—

呼喊按鈕41棄X7

棄—

呼喊按鈕51人X1U

—

棄—

—

e

—

________

—

內呼按鈕去1樓XII

內呼按鈕去2樓X12

內呼按鈕去3樓X13

內呼按鈕去4樓X14FX2NPLC

內呼按鈕去5樓X15

1樓平層信號X16

2樓平層信號X17

3樓平層信號X20

4樓平層信號X21

5樓平層信號X22

上下限位X23

轎廂內開門按鈕X24

轎廂內關門按鈕X25

紅外線傳感器（左）X26

紅外線傳感器（右）X27

COM

24

圖3.3輸入回路接線圖

-W-蜂鳴器

--------------------------

-YT---(5^--上行指不

Y5下行指示

-------

Y1U___(g)__11外呼指示

-------------------(>X<)--------------

Y112t外呼指示

---fS?)--

Y1221外呼指示

Y13-------3t外呼指示

-------------------（2<r）

Y1431外呼指不

—<|=1-M--

Y15-<=J-0--4t外呼指示

-<==J——[?1-------------

Y16-<=>~~0--41外呼指示

-=-—

Y1751外呼指示

~??—r^i—

—

-I----------oO"~j______H

Y20內呼去1樓指示

FX2NPLCY21內呼去2樓指示

Y22內呼去3樓指示

Y23內呼去4樓指示

Y24內呼去5樓指示

Y25LED層顯示a段

Y26LED層顯示b段

Y27LED層顯示c段

Y30LED層顯示d段

Y31LED層顯示e段

Y32LED層顯示f段

Y33LED層顯示g段

C0M1AC24VFU2

COM2

COM3

COM4

^M5i.D..

III卜二］I

-w-KMI

Y1KM2

Y2KM3

Y3KM4

COMOAC220VFU1

圖3.4輸出回路接線圖

3.6樓層位置顯示功能

A>一

_

LB0

??

0o

0?

@@

圖3.5轎廂內控制屏示意圖

fab

ec

d

A段B段C段D段E段F段G段

一樓0110000

二樓1101101

二樓1111001

四樓1110001

五樓1011011

圖3.6LED數(shù)碼管顯示層樓示意圖

3.7設計流程圖

系統(tǒng)總體設計流程如下圖所示:

圖3.7PLC系統(tǒng)總體設計流程圖

第四章系統(tǒng)軟件設計

由電梯運動流程圖可以看出電梯的運動控制中最需要關注的重要部

分是：開關轎廂門的控制，電梯的自動選向，轎廂H勺內呼和樓層外呼信號

記憶和指示。將各部分分為單獨的模塊分別進行編程，繪制梯形醫(yī)，不僅

條理清晰，提高編程效率，并且能更為以便H勺進行程序H勺調試。圖4.1-

圖4.12為五層電梯日勺邏輯控制重要程序?？刂瞥绦蛉丈走M入由MCMCR主控

指令控制，X000為容許電梯自動控制的開關。

4.1廳門（外呼）按鈕呼梯信號記憶和顯示

樓層外呼指示程序比較復雜，按下外呼按鈕，則對應口勺外呼指示置位,

在取消置位時，一層和五層由于只有一種運動方向，因此直接平層后門電

機打開就能取消置位。而二、三、四層則不一樣，由于這三層均有兩種運

動方向，只有電梯運動方向與外呼運動方向相似時，才能取消置位。如下

程序為各樓層外呼按鈕按下之后所對應的外呼指示，其梯形圖如下圖所

示：

xooo

U■■■■■1

N0-M100

X001叔11

4—11-qpkF------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------CMIOI]

M101

T」

X002M502

Q___11___IX__________________________________________________________________________________(Mino〕

011

M102MI20

-HI~~Ml―

X003M502

,I11___

14111L才.__________________________________________________________________________________________(Minq)

M103M119

Tl-Ml―

X004M503

___11___(

11ZiJx__________________________________________________________________________________t?Miiunqd>>

M104MI20

Tl―Ml-

X005M503

Ofi__J1___L/，__________________________________________________________________________________(Mins1

4011Z1I?IUUJ

M105M119

Tl-Mi―

X006M504

1：?_J1___

11」Z_J/___________________________________________________________________________________________t(?MiluflR。J

M10GMI201

Tl—Ml—

xoo?M504

%?11___L4__________________________________________________________________________________(Min?1

0011ZJtJ

M107Mild

Tl--1

X010M505

44Tl—r-^14-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------CM108J

MIOS

T—

M101

48—II—---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------CY010J

M102

50Tl—---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------CYOU]

M103

52T1---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------CY012]

M104

U_J1___，vniq)

M105

5E；T—---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------CYOM]

M106

—li—---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------CY015J

MIO?

€0Tl—---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------CY016]

M108

T一---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------CY01?J

圖4.1廳門（外呼）按鈕呼梯信號記憶和顯示

4.2平層信號記憶及信號解除

轎廂未到達目日勺平層時的信號記憶及到達平層時信號解除H勺梯形圖如下圖

所示:

X017X020X021X022

644f——————<M501]

X018X020X021X022

71——————H-

X016X017X021X022

78-kF————K——

X016X017X020X022

8544——————

X016X017X020m

92————K——<M505)

圖4.2平層信號記憶及信號解除

4.3轎廂內呼按鈕呼梯信號記憶和顯示

轎廂內呼較為簡樸，當按下內呼按鈕，內呼指示即置位，到達指定

樓層后，電梯門打開，內呼指示取消置位。梯形圖如下圖所示:

X0I1M501

99T]■#<M201)

m

T-

X012M502

103T,

M202

T-

X013糊3

10?T1

M203

T」

X014M504

111TH]<M204)

M204

T-

X015M505

115TR[

M205

HP

m

119

mi

1214Wl〕

123（昭：

m

125T卜（昭：

\11（幀：

圖4.3轎廂內呼按鈕呼梯信號記憶和顯示

4.4廳門開關門有效信號所繪制日勺梯形圖如下圖所示:

圖4.4廳門開關門有效信號

4.5轎廂內呼開關門有效信號所繪制日勺梯形圖如下圖所示:

圖4.5轎廂內呼開關門有效信號

4.6開關門控制日勺梯形圖如下圖所示:

<Y006]

Y006

231T卜<TOK30]

-------------------(Y003]

TO

236―|卜{SETMIO]

MIO

238—|卜<T2K30]

T2

242一|卜{SET膻

{RSTMIO:

T1Mil

并MY00?)

X025Y000Y002X024

_IF——<T1K30)

Y00?

—iP

T1

258T{RSTM12:

-------------CNII】

(T3K20)

T1X016X01?X020mX022

m—W—r-H————K——H——K<301

M240

圖4.6開關門控制H勺控制程序

4.7電梯轎廂上/下行

電梯上/下行的條件如下圖所示:

圖4.7電梯轎廂上下行流程圖

4.71電梯轎廂上行

由圖4.7知電梯在滿足如下條件時上行

（1）電梯在一層時，無論什么狀況均上行；同理，電梯在第五層時

無論什么狀況均不上行。

（2）電梯在二層，且有二層外呼上指示，三層外呼下指示，三層外

呼上指示，四層外呼下指示，四層外呼上指示，五層外呼下指示，三層內

呼指示，四層內呼指示，五層內呼指示。

（3）電梯在三層，且有三層外呼上指示，四層外呼下指示，四層外

呼上指示，五層外呼下指示，四層內呼指示，五層內呼指示。

（4）電梯在四層，且有四層外呼上指示，五層外呼下指示，五層內

呼指示。

滿足以上條件同步不滿足電梯下行條件時，電梯上行，繪制梯形圖如

下:

M202M501

276TI―~II-<Mill]

M502

290Tk<M112]

M1