② 用戶存儲器容量的估算用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素(如I/O點數(shù)、控制要求、運算處理量、程序結(jié)構(gòu)等)有關(guān)。

根據(jù)自己所設(shè)計的為六層的電梯控制系統(tǒng)，根據(jù)需要控制的開關(guān)、設(shè)備大約有32個輸入點，28個輸出點需進行控制，同時留有20%的裕量，綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了日本三菱公司的FX2N-80MR機型。

FXZN系統(tǒng)PLC具有以下幾方面的優(yōu)點:

① FXZN配置靈活，除主機單元外，還可擴展1/0模塊，A/D模塊，D/A模塊和其它特殊功能模塊。

② FXZN指令功能豐富，有各種指令107條，且指令執(zhí)行速度快。

③ FXZN可用內(nèi)部輔助繼電器M，狀態(tài)繼電器S，定時器T，寄存器D，計數(shù)器C的功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要，尤其是高速計數(shù)器(C251等)能接受脈沖編碼器脈沖。

④ FXZN的編程可用編程器，也可以在PC機上使用三菱公司的專用編程軟件包MELSEMEDOC來進行。編程語言可用梯形圖或指令表。尤其是可用PC機對系統(tǒng)實時進行監(jiān)控。為調(diào)試和維護提供了極大的方便。

第21頁

3.3 電梯電氣控制系統(tǒng)設(shè)計方案

電梯電氣控制系統(tǒng)設(shè)計方案的確定對于電梯電氣控制系統(tǒng)整體軟件設(shè)計起著至關(guān)重要的作用，這也是電梯電氣控制系統(tǒng)的一個主貫穿線，它主要包括以下幾個部分。

① PLC的I/O地址分配：

根據(jù)本設(shè)計中的電梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)的控制功能和其實際的操作工藝過程，首先歸納本系統(tǒng)中所有輸入信號和輸出信號；然后根據(jù)PLC的輸入點和輸出點進行I/O地址分配，使每個輸入信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸入繼電器，每個輸出信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸出繼電器。

② PLC輸入信號的確定：

操作面板上應(yīng)有各層的選層指令按鈕，6層共有6個。

有司機時，應(yīng)有司機直駛專用開關(guān)和上行、下行按鈕，需3點輸入，檢修時對應(yīng)有檢修開關(guān)，在開門和關(guān)門時應(yīng)該有開關(guān)門限位開關(guān)，需要3點輸入。

各樓層乘客召喚時，除底層和頂層只有一個召喚按鈕，其它各層均設(shè)上下兩個召喚按鈕，6層共需10個輸入按鈕。

其它輸入有司機/無司機方式選擇、電梯上下終端的限位等開關(guān)或觸點。 轎廂通風(fēng)信號及超載重量下需要2點輸入。 經(jīng)以上分析，可知共需34點開關(guān)量輸入端口。

第22頁

③ PLC輸出信號的確定：

控制電梯的上行、下行（即電機正、反轉(zhuǎn)）需2點輸出。 上下行指示燈2點輸出。 開門、關(guān)門需2點輸出。

由于采用十進制顯示方式，LED七段顯示器需3點輸出。 電梯轎廂內(nèi)輸出各層的指令信號登記顯示，共6點輸出。

各樓層乘客召喚時，除底層和頂層只有一個召喚登記顯示，其它各層均設(shè)上下兩個召喚登記顯示，6層共需10個輸出顯示。

轎廂照明與轎廂通風(fēng)需要2點輸出，故障報警也需要1點輸出。 經(jīng)分析共需28點開關(guān)量輸出端口。

④ 內(nèi)部繼電器的確定：

第23頁

⑤ 轎廂層樓位置顯示方式的確定：

目前常用的轎廂層樓位置的顯示方式有：二進制顯示、直接位置顯示、十進制顯示。為了節(jié)省三菱FX2N-80MR PLC的I/O點數(shù)，故采用十進制的顯示方式。即Y0Y1Y2輸出經(jīng)過譯碼器譯碼后，再經(jīng)過驅(qū)動器點亮對應(yīng)的段�！�1”表示亮，“0”

3

表示暗（共陰極顯示），共可顯示2層，即0～7（000～111），應(yīng)用在電梯轎廂層樓顯示中，即可顯示第1層～7層，本系統(tǒng)只是需要顯示第1～6層。

⑥ PLC控制程序的編制方法：

PLC梯形圖的編制采用模塊化設(shè)計。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試。如：層樓繼電器回路、召喚信號的登記與清除、內(nèi)選信號指令登記與清除、開關(guān)門、運行方向的選擇等。模塊間不完全獨立，它們之間存在著有機聯(lián)系，且編程時要考慮各條指令間的邏輯關(guān)系。

第24頁

3.4 電梯電氣控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

電梯的整體運行過程：

當(dāng)乘客進入轎廂后，由乘客根據(jù)欲前往的層站，逐一按下相應(yīng)層站的選層按鈕，便完成了運行指令的預(yù)先登記，電梯便自動決定運行方向。再按啟動按鈕，電梯自動關(guān)門，當(dāng)門完全關(guān)閉后，門鎖微動開關(guān)閉合，使門鎖繼電器吸合，電梯開始啟動、加速，直至穩(wěn)速運行。當(dāng)電梯到達欲停靠的目的層站前方某一距離位置時，由井道內(nèi)的行程開關(guān)向電梯控制系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)換信號，電梯便自動減速準備�？俊．�(dāng)轎廂進入到平層區(qū)(即�？繉诱旧戏交蛳路降囊欢斡邢蘧嚯x)時，井道平層傳感器動作，發(fā)出平層信號控制轎廂準確平層，并自動取消，自動開門。對某類電梯，如果在平層時平層精度超過標準要求，則電梯進行校正運行，電梯以最低的速度慢行到準確平行位。如果繼續(xù)平向運行，司機只需按下啟動按鈕，電梯便按預(yù)先登記的樓層，按序逐一自動�？浚�自動開門。

在電梯運行過程中，如果廳外有人按下廳門召喚電鈕，只要此時的召喚申請乘梯方向符合此時電梯的運行方向，則電梯能被順向截停。當(dāng)同向登記指揮都已被執(zhí)行以后，電梯便自動換向運行，執(zhí)行另一方向的運行登記指令。如果電梯在某一層站關(guān)門時，有人或物碰觸了門安全觸板，或被非接觸式的光電式、電子式裝置檢測到關(guān)門障礙時，電梯便停止關(guān)門并立即轉(zhuǎn)為開門。如果欲乘電梯的乘客正逢電梯關(guān)門時，可按下外上、下召喚按鈕中與電梯欲行方向相同的一個按鈕，電梯便立即開門，這種操作，用于為本層開門。如果由于乘客過多而超載，則電梯超載檢測裝置發(fā)出超載信號，阻止電梯啟動并開門，直到滿足限載要求，電梯方能恢復(fù)正常運行。如果停層時間到，便自動關(guān)門啟動、加速，直至穩(wěn)速運行。在運行過程中，可根據(jù)各樓層廳外召喚信號，對符合運行方向的召喚信號，將逐一應(yīng)答，自動�？浚�自動開門。在完成同向全部登記以后，如有反向廳外召喚信號，則電梯自動換向運行，應(yīng)答反向廳外召喚信號。如果沒有召喚信號時，電梯便自動關(guān)門停機，或自動駛回基站待命。如果某一樓層再有召喚信號，電梯便自動啟動前往應(yīng)召。電梯的主程序流程圖如圖4.2所示。

第25頁

第26頁

圖3.2 電梯主程序流程圖

3.4.1 層樓繼電器回路的實現(xiàn)

第27頁

要對電梯進行控制首要的問題是反映電梯實際所在的位置即樓層。傳統(tǒng)的繼電器控制層樓電路，需要在每層裝設(shè)感應(yīng)器，這種方法雖然簡單直觀，但由于設(shè)置感應(yīng)器太多，占用PLC的I/O口也太多。

由于PLC具有數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)計算、數(shù)據(jù)比較處理等功能，所以用PLC很容易實現(xiàn)層樓電路。啟用一數(shù)據(jù)寄存器D0，電梯在最下層端站是將1送入D0，最上層端站時，將最高層數(shù)6送入D0，電梯每上升一層，D0將自動加一，電梯每下降一層，

D0將自動減一，這樣使D0中始終存放的是樓層的層數(shù)，然后將D0分別與1、2、、3、??6相比較，等于幾就說明電梯在幾層，這時驅(qū)動相應(yīng)的層樓繼電器實現(xiàn)層樓電路。按照上述方法，六層六站的層樓繼電器電路梯形圖如4.3所示：

圖3.3 層樓繼電器電路

3.4.2 召喚回路

第28頁

召喚回路的作用：將廳外召喚信號記憶并顯示，當(dāng)電梯響應(yīng)后應(yīng)自動將其消除。記憶和消除可以用PLC的SET和RST指令來實現(xiàn)。

位于層樓面的乘客欲前往任意一層樓，可通過按下電梯層門旁的上／下召喚按喚來召喚電梯。當(dāng)電梯到達乘客所召喚的那一層樓面時，立即清除該召喚信號。樓上召喚登記響應(yīng)及清除功能梯形圖如下圖4.4所示：

圖3.4 召喚登記響應(yīng)及清除功能梯形圖

3.4.3 指令回路

指令回路的作用：將轎內(nèi)指令信號記憶并顯示，當(dāng)電梯響應(yīng)后應(yīng)自動將其消除。記憶和消除可以用PLC的SET和RST指令來實現(xiàn)。根據(jù)理論依據(jù)及PLC梯形圖編制原理，指令回路功能圖如下圖所示：

第29頁

圖3.5 指令登記響應(yīng)及清除功能梯形圖

3.4.4選向回路

選向回路是根據(jù)目前電梯所在位置和指令、召喚的情況決定電梯的運行方向（向上或向下）。實際就是改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。電梯在無司機工作狀態(tài)下，由程序決定上行或下行。當(dāng)電梯發(fā)出召喚信號或指令信號時，PLC自動根據(jù)轎廂目前所在層樓位置，來判定是上行還是下行。

若 召喚或指令要到的層樓 ＞ 轎廂目前所在層樓 電梯上行

召喚或指令要到的層樓 ＜ 轎廂目前所在層樓 電梯下行 召喚或指令要到的層樓 ＝ 轎廂目前所在層樓 無法定向

第30頁

圖3.6 電梯選向回路梯形圖

3.4.5 電梯的開關(guān)門環(huán)節(jié)

① 電梯的開門環(huán)節(jié)主要有以下幾種情況：

1）電梯投入運行前的開門；

2）電梯檢修時的開門；

3）電梯自動運行停層時的開門；

4）電梯關(guān)門過程中的重新開門（防夾人功能）；

5）呼梯開門。

綜合考慮以上的幾種情況，利用PLC強大的編程功能，結(jié)合自己的思路，電梯的開門梯形圖編制如下圖所示：

第31頁

圖3.7 電梯開門環(huán)節(jié)梯形圖

②

電梯的關(guān)門環(huán)節(jié)有下面兩種情況：

1）電梯停用后的關(guān)門：此時電梯到達基站，司機或乘客離開轎廂，電梯自動關(guān)門，司機將開關(guān)梯鑰匙旋轉(zhuǎn)到關(guān)梯位置，電梯的安全回路被切斷，PLC停止運行，電梯關(guān)閉。

2）電梯自動運行時的關(guān)門：停站時間繼電器延時結(jié)束后，電梯應(yīng)該自動關(guān)門，停站時間未到時，可通過關(guān)門按鈕實現(xiàn)提前關(guān)門。

圖3.8 電梯關(guān)門環(huán)節(jié)梯形圖

第32頁

3.4.6 電梯起制動環(huán)節(jié)

① 起動環(huán)節(jié)

起動環(huán)節(jié)的條件是：電梯的運行方向已經(jīng)確定，轎廂的門已經(jīng)關(guān)好。在本次設(shè)計中我采用的是利用時間繼電器來控制電梯的加速度的時間，但是這個時間值不是絕對的，需要跟實際情況聯(lián)系起來，根據(jù)調(diào)試來確定電梯的加速度時間。

圖3.9 變頻器升降速原理圖

先將X1、X2豫置為頻率升降端口，X1為升速端口，X2為降速端口。

當(dāng)KA1閉合時，X1得到信號，變頻器的輸出頻率上升，KA1

斷開時，輸出頻率保持；當(dāng)KA2閉合時，X2得到信號，變頻器的輸出頻率下降，KA2斷開時，輸出頻率保持。

在利用升降速端子功能的豫置時必須同時豫置，否則無效。

根據(jù)上述原理，利用加速時間繼電器來控制KA1，就可以實現(xiàn)頻率的逐步上升，達到無級調(diào)速的目的。