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电梯控制技术理论操作实训教学设备
发布于2021-01-12 13:13:34 文章来源：本站
第一章 电梯的概述
1.1电梯的定义
分为两种，一种，垂直升降，电动机为其提供动力，装载有吊舱，用于高层建筑中，乘人载物。还有一种，履带式自动电梯，履带上装有踏步板，连续传送，一般装载商城等地方。
1.2电梯的框架
电梯包括8个基本组成部分，各自有自己的工作领域。
曳引系统：一般由导向轮，曳引钢丝绳，反绳轮组成，运行过程中给电梯传递动力，使电梯运行的作用，是电梯的动力来源。
导向系统：主要由导靴、导轨以及导轨架组成，限制轿厢自由度，使得轿厢和对重只能沿着导轨作运动，使电梯运行更加稳定。
轿厢：由轿厢以及轿厢架体组成。是用来运
送乘客以及货物的电梯组件，是电梯的重要组成部分。
门系统： 主要由轿层门，厢门，开门机，门
锁装置组成。主要作用于封住层站入口及轿厢入口，保障乘客安全。
重量平衡系统：其主要功能主要是在电梯工作中使轿厢与对重间的重量差额保持在限定的规额中，保证电梯的曳引传动正常，主要由对重以及重量补偿装置组成。相对平衡轿厢重量。
电气控制系统：主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层等组成。对电梯的运行实行操纵以及控制。
电力拖动系统：由电动机，供电系统，速度控制系统组成，用于提供动力，实行电梯速度控制。
安全保护系统：由限速器，安全钳，缓冲器，端站保护装置组成。保证电梯安全使用，预防一切危及人身安全的事故，保障人的安全。
1.3电器部件
电气控制系统主要包括控制箱，是指一个层，呼梯盒，调平装置，维护开关，地板检测仪，安全设备，夹带电机，电磁制动器和车门电气元件，位于电梯控制室井道中。
（一）操纵箱
安装在电梯轿厢内靠门边上的轿壁上，外面仅有操纵箱的控制面板，面板上装有根据电梯的需求所设立的运行功能开关和按钮。如右图所示，仅包含普通电梯操纵面板上应该具有的开关按钮。
（二）电梯楼层指示器
用来标明电梯在传动时实时所在的位置以及传动方向。一边情况下，电梯的楼层指示器有上下指示灯以及楼层位置的指示灯等。如图所示。
1)楼层指示灯的种类有两种，一种是信号灯，还有一种是数码管。这里就只介绍数码管。数码管楼层指示器，一般在计算机与PLC控制的电梯中使用。数码管外形，能够显示电梯实时所在的楼层点，当楼层超过楼层指示器九层时，应当采用两个数码管。此外，上下方向的指示灯用发光二极管指示，用来提醒乘客，电梯所到达的层数。电梯内配有喇叭，乘客可以用声音来传达信息。
2)楼层信息获取方法：可以通过井道中的感应器获得，感应器可采用磁感应或者光感应等等，它的工作原理是：电梯在运行时，轿厢上的隔磁（光）板对应到某层感应器时，感应器触点工作，发出一个开关量信号，从而可以指示所到达的楼层。
（三）召唤盒
召唤盒是用来让乘坐人员传呼电梯的装置，在最下层只有一个上呼按钮，在上层也只有一个下呼按钮，其余的都具有两个传呼功能，上下两个按钮，在按钮被按下后，系统会记录按下的信号，该层的指示灯亮起。当电梯到达相应的位置后，指示灯就会熄灭。
（四）检修开关
检修开关不会安装在外部，大部分电梯一般都会将其安装在电梯控制机房的控制柜、轿厢内以及轿厢顶部等等地方。开关盒内部也有很多的按钮，包括检修开关、急停按钮等等按钮，各个按钮都有其特定的功能。为防止电梯因故障而停电，在轿顶检修开关盒中还设有电源插座、用以照明的后备灯以及开关等，以提高电梯的安全性。
（五）平层装置
平层装置的作用是保证电梯能够在各个楼层停靠的时候准确平层，一般安装在轿顶。采用永磁或者光电开关，用开关的通断来判断电梯是否平层。以隔磁板与干簧管感应器为例，在轿厢的顶部安装三个感应器，隔磁板安装在轿厢的导轨架上，隔磁板根据电梯要求的尺寸和形状有铁板制成。感应器则由永磁钢干簧管以及盒体组成。在工作过程中，永磁钢对干簧管感应器产生力的作用，从而使得干簧管内的常开触点受力而闭合，常闭触点也随之断开，当电梯达到相应的位置时，隔磁板阻断永磁钢与干簧管的空隙时，永磁钢就会被隔磁板短路，磁场恢复原来的样子。
（六）选层器
选层器有很多种类，但是其大概可以分为三个种类：机械选层器、继电器选层器以及微机选层器，这里也只介绍微机继电器。其由专门选层信息传送装置与接受装置组成，信息由微机接受信号运算，完成选层任务。选层器模拟电梯轿厢的运行状态，向电梯的控制系统发送信号。根据所传来的信号来确定轿厢的位置以及运行的方向，当电梯到达停靠站时，会给拽引电机发送减速信号，调节电机速度。
（七）控制柜
控制柜是电梯的中枢，电路中涉及到的大部分的元器件都集中在控制柜中，主要是对电梯电力拖动系统进行控制。从而实现对电梯功能的控制。
1.4电梯继电器控制系统的特点及存在问题
电梯继电器控制系统的优点：
(l)所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适 合于一般技术人员和技术工人所掌握。
(2)系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。
(3)大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格较便宜。
(4)多年来我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、掌握的人员较多。
电梯继电器控制系统存在的问题：
(l)系统触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因 而故障率较高。
(2)普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制 功能不易增加，技术水平难以提高。
(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 提高。
第二章PLC的概述
2.1定义
可编程控制器，为工业而生。是一种专为适应在工业环境下，为降低干扰而设计的产品，在外在影响比较大的情况下，进行数字运算而设计的智能化设备。其内存，用以编程、存储指令。在其内部进行，按次序有序执行，进行时间以及算数功能的运算，并可以通过数字量或者模拟量进行输入输出，通过这些信号的传递，并以此来控制工业各类机械的生产。
2.2功能
1.逻辑控制功能
逻辑控制功能，通俗的来讲也就是一个对于函数的处理过程。是作为一种PLC的最为基本的功能。PLC设有“与”、“非”等逻辑指令。经过这些指令的运用，按照外部现场设备的控制需要，再根据每一条指定的逻辑运算而进行现场处理后，再将此次运算的数据输出到现场中所要展示效果的对象中，所以PLC代替继电器开关控制，完整的系列，并进行和其他各种接触链接。此外，在一些逻辑PLC状态中可以无限制的使用之间的逻辑关系，修改非常方便。
2.定时控制功能
用户可以使用PLC多数的定时器，这里定时器的功能就是相当于时间继电器，根据时间的变化来达到所需要的通断链接等。在使用定时器时，可以在它进行编程时进行设值修改，同时也能够在自主中断其运行时修改运，使用方便灵活。程序编译下载后，PLC将根据使用者指令的定时器来进行对各个操作进行延时控制或者限制控制，以此来达到工作的需求，实现控制。
3.计数控制功能
PLC为用户提供了很多的计时器。当计数器的计数值达到设计需要值时，产生状态信号，实现技术的操作控制信号，得到使用的状态，计数器集值可设定的程序，也可以根据需要修改操作，此流程在执行时PLC的计数值是根据计数器统计每一个要控制的状态来决定的，已实现每一个工作过程所对应的计数控制操作。
4.步进控制功能
使用者可以使用PLC多个状态器，从而来完成现到移动条件下的步进，例如时间运算、计数运算等逻辑信号，就是一个工作做完之后，移动条件满足下，可以自动进行下面的工作。
5.数据处理功能
数据处理功能，但大多数的PLC功能丰富，能实现算术运算，数据比较，数据迁移，数据传输，数据转换，解码操作。如今在每一个PLC更加完善的数据处理功能下，可以实现加减、PID运算、浮点运算工作已不在新鲜，在此基础上可进行CRT、打印机联接，进行数据、流程的直接显示和现场打印等。
6.模数转换功能
在过程控制及闭环流程系统中，具有速度、压力、温度、电流、电压、流率、位移等多种变化，连续不断的物理性质，因为PLC的长期属于逻辑操作的状态，对于这些模拟量的控制主要依靠仪表控制或是分布控制系统DCS。
7.通信联网功能
通信技术是PLC本身与外界设备的信息交换，本功能在多台PLC中建立通信联接，一般主要是与计算机进行通信联接。连接同样的PLC，实现PLC的几十个不同的方式在连成的网络同级中，使每个PLC的I/O状态相互透明。计算机作为主机，在计算机与几十台PLC进行联网时，可以现场在计算机上直接控制现场。目前PLC其通信技术正趋向于完善并向开拓。
8.监控功能
PLC的监控功能是由程序员监测并根据PLC的运行状态，实现在相关运算中的监测作用。
9.停电记忆功能
利用PLC的内存RAM(随机存取存储器)的一部分，建立一个停电保持装置，以确保这一部分的信息断电后不会失去记忆。PLC通过系统的组成，PLC诊断，自己的一些硬件状态指令的合法性，发现异常，报告和显示错误类型，属于严重的错误将自动终止运行。
第三章 三层电梯的设计
3.1控制系统设计的基本原理
电梯的安全保护装置，用于电梯的启停控制。轿厢内的操作盘，其主要作用是用于轿厢的关闭，以及轿厢需要到达的楼层控制。厅外呼叫按钮，它的主要作用是，当电梯外有乘客呼叫的时候，电梯可以准确的到达乘客所呼叫的楼层。指层器，用来显示电梯实时到达的楼层。电梯的启动停止，加速，减速等功能由电机拖动控制。电梯门的控制，即电梯到达指定的位置时，电梯的的门可以自动打开，或者，电梯外有人呼叫时，电梯的门也能自动打开。
图3-1 电梯控制系统原理框图
3.2控制系统总体设计方案
电梯控制程序总体设计时，不仅要充分考虑到乘客乘坐电梯时的随机性、突发性和不确定性，还要充分考虑到乘客的思维方式与习惯动作等因素，采用plc设计控制电梯运行，可以让电梯得到数字化的全面控制，这样设计的控制系统能够充分反映出人类的智慧。整个控制系统的设计遵循如下原则：
1）电梯由乘客控制执行；
2）电梯在任何情况下都要优先响应内选信号的运行方向，在没人的情况下，才先响应外部传呼信号；
3）电梯上行与下行的方向由内呼信号和外呼梯信号决定，同向传呼信号优先执行；
4）当无乘客，电梯停在某一层时有自动开门信号；
5）平层精确定位控制；
6）楼层自动控制与显示；
7）上、下行自动控制与显示。
3.2.1控制要求
电梯，在入口处须设立上呼下呼两个开关，电梯的内部，需要有每个楼层的停靠站清求按钮
1.采用轿厢外呼叫、轿厢内按钮控制形式。轿厢内、外均由指令按钮进行操作。每层楼的轿厢外设有呼叫按钮SB6~SB9，轿厢内设有开门按钮SB1，关门按钮SB2，层面只是按钮SB3~SB5。
2.电梯运行到指定位置后，具有自动开/关门的功能，也能手动开门和关门。
3.利用指示灯显示电梯轿厢外的呼叫信号、电梯厢内的指令信号和电梯到达信号。
4.能自动判别电梯的运行方向，并发出相应的指示信号。
5.电梯上下运行由一台主电机驱动。电机正转，电梯上升；电梯反转，电梯下降。电梯的轿厢门由另一台小功率电机驱动。电机正转，轿厢门打开；电机反转，轿厢门关闭。
3.2.2主电路的系统设计
主电路控制系统如图所示，其中，电梯的上升和下降，电梯的开门和关门控制分别通过两台电动机M1、M2的正反转来控制的。如图3-2所示
图3-2 电梯的开关门主电路
3.2.3硬件选型
本次设计，硬件系统本文采用FX系列的PLC。FX2，FX1, FX2C 系列是三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器，,FX0S,FX0N,FX2N 是微型可编程控制器。它们都体积都比较小，但功能强大，内置高速记数器，外观，高度，深度都差不多但性能价格有很大的差别。FX0S的功能简单，价格便宜，可以用与小型开关量的控制系统，FX0N可用于控制要求较高的中小型控制系统，FX2N的功能最强，可用于控制要求很高的控制系统。根据输入/输出点数与内存容量的要求，再留出一定的I/O 节点与内存空间以供扩展时使用，以及指令的执行速度，因此选用三菱公司的FX2N系列的FX2N-80MR。它的输入继电器X000-X047共40个，输出继电器Y000-Y047共40个，程序容量为8K字节,完全满足要求。也给以后功能扩展留了足够的空间。在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：
1) 最大限度地满足被控对象的控制要求:充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。
2) 保证PLC控制系统安全可靠: 保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在
非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。
3) 力求简单、经济、使用及维修方便:一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、
经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高
指标。
4) 适应发展的需要：由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O
点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。
3.2.4电梯的I/O点分配
表3-3电梯的I/O点分配
3.2.5控制流程图
电梯上下行流程图。假如电梯停在a（a=1，2，3）楼，b楼有信号，b＞a时，电梯上行；b＜a时，电梯下行。
流程图如下
图3-5 上下行流程图
过程中电梯，电梯上下，任何出站阶梯向上或者向下相反的方向的信号不回应，但如果相反的大厅前的信号方向没有其他电梯内外信号，信号电梯响应。
电梯应该反向外梯响应。例如:电梯在一楼，同时有二楼大厅，沿着阶梯，三层四层阶梯，电梯到四楼四层大厅的第一反应。
电梯响应流程图
图3-6 电梯响应流程图
当电梯到达所指定的楼层时，电梯控制系统会发出开门信号，电梯门开，当门开到相应位置，然后计时，计时完毕后关门。
图3-7 开关门流程图
3.2.6程序梯形图
图3-8-1 电梯的开关门梯形图
电梯开门关门控制有两种情况：
手动：手动开门的时候，电梯运行到位后，按下SB1，X000闭合，Y000得电，电机正转，轿厢门打开。开门到位，开门行程开关SQ1动作，X002常闭出点断开，Y000常闭出点断开，Y000失电，开门过程结束。手动关门的时候，当按下关门按钮SB2时，X001闭合，Y001得电并自锁，驱动关门继电器使电动机反转，轿厢门关闭，关门到位，关门行程开关SQ2动作，X003常闭出点断开，Y001失电，关门过程结束。
自动：自动开门时，当电梯运行到位后，相应的楼层接近开关SQ5或SQ6或SQ7被压下，即X011或X012或X013闭合。T0开始计时，延时3S后，T0触点闭合，Y000输出有效，轿厢门打开。自动关门时，由电石气T1来控制。当电梯门开门到位后Y000常开出点闭合，T1开始计时，延时5S后，T1触点闭合，Y001输出有效，轿厢门自动关闭。自动关门时，可能夹住乘客，因此在门两侧装有红外线检测装置SL1和SL2。当有人进出时，由SL1和SL2发出信号使得X006和X007闭合，辅助继电器M0得电并自锁，使得T2开始定时，延时2S后再关门。
图3-8-2 到层指示梯形图
X011、X012、和X013分别是一、二和三层的接近开关SQ5、SQ6和SQ7的输入点，Y022、Y023、和Y024分别是一、二和三层楼面的指示灯E3、E4和E5的输出点。辅助继电器M2和M3分别是单、双层指示灯胡索控制。当电梯到达某一层露面后，只能有该层的指示灯亮。
图3-8-3 层呼叫指示灯控制梯形图
层呼叫指示灯控制梯形图，当有乘客在叫向外的某一层按下呼叫按钮SB6、SB7、SB8和SB9中的任意一个后，对应输入点X017、X020、X021和X022中的某一个就会闭合，同时所对应的层指示灯就会亮，指示有人呼叫。呼叫信号会一直保持到电梯到达该层，该层的接近开关X011、X012和X013中的某一动作时才会被撤销。
图3-8-4 电梯起动和方向选择及变速控制梯形图
电梯的运行方向由输出继电器Y020和Y021指示，当电梯运行方向确定后，在关门信号和门锁信号符合要求的情况下，有以下动作：通过电梯上行输出继电器Y002，驱动电机正转，电梯上升；通过电梯下行输出继电器Y003，驱动电机反转，电梯下降。电梯启动后开速运行，2S后加速，在接近目标楼层时，相应的接近开关动作，电梯开始转为慢速运行，直至电梯到达目标楼层时停止。
图3-8-5 楼层指示器梯形图
楼层指示器由七段数码管组成，分别对应Y011~Y017，其显示数字由楼层指示灯的输出控制，当楼层接近开关SQ5、SQ6、SQ7闭合，到达楼层指示灯Y022或Y023或Y024得电，以次来控制数码管的输出。
1.装置按照实际电梯缩小比例设计，包含电梯全部要素，电梯为四层，高度3米。
2.装置电梯内部结构、运行过程一目了然。使学生能够很直观、透彻地了解、掌握电梯的结构及其动作原理。
3.设备为二座四层群控电梯，每部电梯系统均由一台PLC控制，PLC之间通过485通信模块交换数据，电梯外呼统一管理，接近现实中的楼宇电梯控制。学生通过本装置实训，不但可以练习单座电梯控制、提高故障的检测和排除能力，还可以学习电梯群控技术。
4.智能电梯具有机械故障设置和智能故障设置两种设置方式，方便用户操作。
1.1电梯的定义
分为两种，一种，垂直升降，电动机为其提供动力，装载有吊舱，用于高层建筑中，乘人载物。还有一种，履带式自动电梯，履带上装有踏步板，连续传送，一般装载商城等地方。
1.2电梯的框架
电梯包括8个基本组成部分，各自有自己的工作领域。
曳引系统：一般由导向轮，曳引钢丝绳，反绳轮组成，运行过程中给电梯传递动力，使电梯运行的作用，是电梯的动力来源。
导向系统：主要由导靴、导轨以及导轨架组成，限制轿厢自由度，使得轿厢和对重只能沿着导轨作运动，使电梯运行更加稳定。
轿厢：由轿厢以及轿厢架体组成。是用来运
送乘客以及货物的电梯组件，是电梯的重要组成部分。
门系统： 主要由轿层门，厢门，开门机，门
锁装置组成。主要作用于封住层站入口及轿厢入口，保障乘客安全。
重量平衡系统：其主要功能主要是在电梯工作中使轿厢与对重间的重量差额保持在限定的规额中，保证电梯的曳引传动正常，主要由对重以及重量补偿装置组成。相对平衡轿厢重量。
电气控制系统：主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层等组成。对电梯的运行实行操纵以及控制。
电力拖动系统：由电动机，供电系统，速度控制系统组成，用于提供动力，实行电梯速度控制。
安全保护系统：由限速器，安全钳，缓冲器，端站保护装置组成。保证电梯安全使用，预防一切危及人身安全的事故，保障人的安全。
1.3电器部件
电气控制系统主要包括控制箱，是指一个层，呼梯盒，调平装置，维护开关，地板检测仪，安全设备，夹带电机，电磁制动器和车门电气元件，位于电梯控制室井道中。
（一）操纵箱
安装在电梯轿厢内靠门边上的轿壁上，外面仅有操纵箱的控制面板，面板上装有根据电梯的需求所设立的运行功能开关和按钮。如右图所示，仅包含普通电梯操纵面板上应该具有的开关按钮。
（二）电梯楼层指示器
用来标明电梯在传动时实时所在的位置以及传动方向。一边情况下，电梯的楼层指示器有上下指示灯以及楼层位置的指示灯等。如图所示。
1)楼层指示灯的种类有两种，一种是信号灯，还有一种是数码管。这里就只介绍数码管。数码管楼层指示器，一般在计算机与PLC控制的电梯中使用。数码管外形，能够显示电梯实时所在的楼层点，当楼层超过楼层指示器九层时，应当采用两个数码管。此外，上下方向的指示灯用发光二极管指示，用来提醒乘客，电梯所到达的层数。电梯内配有喇叭，乘客可以用声音来传达信息。
2)楼层信息获取方法：可以通过井道中的感应器获得，感应器可采用磁感应或者光感应等等，它的工作原理是：电梯在运行时，轿厢上的隔磁（光）板对应到某层感应器时，感应器触点工作，发出一个开关量信号，从而可以指示所到达的楼层。
（三）召唤盒
召唤盒是用来让乘坐人员传呼电梯的装置，在最下层只有一个上呼按钮，在上层也只有一个下呼按钮，其余的都具有两个传呼功能，上下两个按钮，在按钮被按下后，系统会记录按下的信号，该层的指示灯亮起。当电梯到达相应的位置后，指示灯就会熄灭。
（四）检修开关
检修开关不会安装在外部，大部分电梯一般都会将其安装在电梯控制机房的控制柜、轿厢内以及轿厢顶部等等地方。开关盒内部也有很多的按钮，包括检修开关、急停按钮等等按钮，各个按钮都有其特定的功能。为防止电梯因故障而停电，在轿顶检修开关盒中还设有电源插座、用以照明的后备灯以及开关等，以提高电梯的安全性。
（五）平层装置
平层装置的作用是保证电梯能够在各个楼层停靠的时候准确平层，一般安装在轿顶。采用永磁或者光电开关，用开关的通断来判断电梯是否平层。以隔磁板与干簧管感应器为例，在轿厢的顶部安装三个感应器，隔磁板安装在轿厢的导轨架上，隔磁板根据电梯要求的尺寸和形状有铁板制成。感应器则由永磁钢干簧管以及盒体组成。在工作过程中，永磁钢对干簧管感应器产生力的作用，从而使得干簧管内的常开触点受力而闭合，常闭触点也随之断开，当电梯达到相应的位置时，隔磁板阻断永磁钢与干簧管的空隙时，永磁钢就会被隔磁板短路，磁场恢复原来的样子。
（六）选层器
选层器有很多种类，但是其大概可以分为三个种类：机械选层器、继电器选层器以及微机选层器，这里也只介绍微机继电器。其由专门选层信息传送装置与接受装置组成，信息由微机接受信号运算，完成选层任务。选层器模拟电梯轿厢的运行状态，向电梯的控制系统发送信号。根据所传来的信号来确定轿厢的位置以及运行的方向，当电梯到达停靠站时，会给拽引电机发送减速信号，调节电机速度。
（七）控制柜
控制柜是电梯的中枢，电路中涉及到的大部分的元器件都集中在控制柜中，主要是对电梯电力拖动系统进行控制。从而实现对电梯功能的控制。
1.4电梯继电器控制系统的特点及存在问题
电梯继电器控制系统的优点：
(l)所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适 合于一般技术人员和技术工人所掌握。
(2)系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。
(3)大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格较便宜。
(4)多年来我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、掌握的人员较多。
电梯继电器控制系统存在的问题：
(l)系统触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因 而故障率较高。
(2)普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制 功能不易增加，技术水平难以提高。
(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 提高。
第二章PLC的概述
2.1定义
可编程控制器，为工业而生。是一种专为适应在工业环境下，为降低干扰而设计的产品，在外在影响比较大的情况下，进行数字运算而设计的智能化设备。其内存，用以编程、存储指令。在其内部进行，按次序有序执行，进行时间以及算数功能的运算，并可以通过数字量或者模拟量进行输入输出，通过这些信号的传递，并以此来控制工业各类机械的生产。
2.2功能
1.逻辑控制功能
逻辑控制功能，通俗的来讲也就是一个对于函数的处理过程。是作为一种PLC的最为基本的功能。PLC设有“与”、“非”等逻辑指令。经过这些指令的运用，按照外部现场设备的控制需要，再根据每一条指定的逻辑运算而进行现场处理后，再将此次运算的数据输出到现场中所要展示效果的对象中，所以PLC代替继电器开关控制，完整的系列，并进行和其他各种接触链接。此外，在一些逻辑PLC状态中可以无限制的使用之间的逻辑关系，修改非常方便。
2.定时控制功能
用户可以使用PLC多数的定时器，这里定时器的功能就是相当于时间继电器，根据时间的变化来达到所需要的通断链接等。在使用定时器时，可以在它进行编程时进行设值修改，同时也能够在自主中断其运行时修改运，使用方便灵活。程序编译下载后，PLC将根据使用者指令的定时器来进行对各个操作进行延时控制或者限制控制，以此来达到工作的需求，实现控制。
3.计数控制功能
PLC为用户提供了很多的计时器。当计数器的计数值达到设计需要值时，产生状态信号，实现技术的操作控制信号，得到使用的状态，计数器集值可设定的程序，也可以根据需要修改操作，此流程在执行时PLC的计数值是根据计数器统计每一个要控制的状态来决定的，已实现每一个工作过程所对应的计数控制操作。
4.步进控制功能
使用者可以使用PLC多个状态器，从而来完成现到移动条件下的步进，例如时间运算、计数运算等逻辑信号，就是一个工作做完之后，移动条件满足下，可以自动进行下面的工作。
5.数据处理功能
数据处理功能，但大多数的PLC功能丰富，能实现算术运算，数据比较，数据迁移，数据传输，数据转换，解码操作。如今在每一个PLC更加完善的数据处理功能下，可以实现加减、PID运算、浮点运算工作已不在新鲜，在此基础上可进行CRT、打印机联接，进行数据、流程的直接显示和现场打印等。
6.模数转换功能
在过程控制及闭环流程系统中，具有速度、压力、温度、电流、电压、流率、位移等多种变化，连续不断的物理性质，因为PLC的长期属于逻辑操作的状态，对于这些模拟量的控制主要依靠仪表控制或是分布控制系统DCS。
7.通信联网功能
通信技术是PLC本身与外界设备的信息交换，本功能在多台PLC中建立通信联接，一般主要是与计算机进行通信联接。连接同样的PLC，实现PLC的几十个不同的方式在连成的网络同级中，使每个PLC的I/O状态相互透明。计算机作为主机，在计算机与几十台PLC进行联网时，可以现场在计算机上直接控制现场。目前PLC其通信技术正趋向于完善并向开拓。
8.监控功能
PLC的监控功能是由程序员监测并根据PLC的运行状态，实现在相关运算中的监测作用。
9.停电记忆功能
利用PLC的内存RAM(随机存取存储器)的一部分，建立一个停电保持装置，以确保这一部分的信息断电后不会失去记忆。PLC通过系统的组成，PLC诊断，自己的一些硬件状态指令的合法性，发现异常，报告和显示错误类型，属于严重的错误将自动终止运行。
第三章 三层电梯的设计
3.1控制系统设计的基本原理
电梯的安全保护装置，用于电梯的启停控制。轿厢内的操作盘，其主要作用是用于轿厢的关闭，以及轿厢需要到达的楼层控制。厅外呼叫按钮，它的主要作用是，当电梯外有乘客呼叫的时候，电梯可以准确的到达乘客所呼叫的楼层。指层器，用来显示电梯实时到达的楼层。电梯的启动停止，加速，减速等功能由电机拖动控制。电梯门的控制，即电梯到达指定的位置时，电梯的的门可以自动打开，或者，电梯外有人呼叫时，电梯的门也能自动打开。
图3-1 电梯控制系统原理框图
3.2控制系统总体设计方案
电梯控制程序总体设计时，不仅要充分考虑到乘客乘坐电梯时的随机性、突发性和不确定性，还要充分考虑到乘客的思维方式与习惯动作等因素，采用plc设计控制电梯运行，可以让电梯得到数字化的全面控制，这样设计的控制系统能够充分反映出人类的智慧。整个控制系统的设计遵循如下原则：
1）电梯由乘客控制执行；
2）电梯在任何情况下都要优先响应内选信号的运行方向，在没人的情况下，才先响应外部传呼信号；
3）电梯上行与下行的方向由内呼信号和外呼梯信号决定，同向传呼信号优先执行；
4）当无乘客，电梯停在某一层时有自动开门信号；
5）平层精确定位控制；
6）楼层自动控制与显示；
7）上、下行自动控制与显示。
3.2.1控制要求
电梯，在入口处须设立上呼下呼两个开关，电梯的内部，需要有每个楼层的停靠站清求按钮
1.采用轿厢外呼叫、轿厢内按钮控制形式。轿厢内、外均由指令按钮进行操作。每层楼的轿厢外设有呼叫按钮SB6~SB9，轿厢内设有开门按钮SB1，关门按钮SB2，层面只是按钮SB3~SB5。
2.电梯运行到指定位置后，具有自动开/关门的功能，也能手动开门和关门。
3.利用指示灯显示电梯轿厢外的呼叫信号、电梯厢内的指令信号和电梯到达信号。
4.能自动判别电梯的运行方向，并发出相应的指示信号。
5.电梯上下运行由一台主电机驱动。电机正转，电梯上升；电梯反转，电梯下降。电梯的轿厢门由另一台小功率电机驱动。电机正转，轿厢门打开；电机反转，轿厢门关闭。
3.2.2主电路的系统设计
主电路控制系统如图所示，其中，电梯的上升和下降，电梯的开门和关门控制分别通过两台电动机M1、M2的正反转来控制的。如图3-2所示
图3-2 电梯的开关门主电路
3.2.3硬件选型
本次设计，硬件系统本文采用FX系列的PLC。FX2，FX1, FX2C 系列是三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器，,FX0S,FX0N,FX2N 是微型可编程控制器。它们都体积都比较小，但功能强大，内置高速记数器，外观，高度，深度都差不多但性能价格有很大的差别。FX0S的功能简单，价格便宜，可以用与小型开关量的控制系统，FX0N可用于控制要求较高的中小型控制系统，FX2N的功能最强，可用于控制要求很高的控制系统。根据输入/输出点数与内存容量的要求，再留出一定的I/O 节点与内存空间以供扩展时使用，以及指令的执行速度，因此选用三菱公司的FX2N系列的FX2N-80MR。它的输入继电器X000-X047共40个，输出继电器Y000-Y047共40个，程序容量为8K字节,完全满足要求。也给以后功能扩展留了足够的空间。在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：
1) 最大限度地满足被控对象的控制要求:充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。
2) 保证PLC控制系统安全可靠: 保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在
非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。
3) 力求简单、经济、使用及维修方便:一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、
经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高
指标。
4) 适应发展的需要：由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O
点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。
3.2.4电梯的I/O点分配
表3-3电梯的I/O点分配
| 名称 | 代码 | 地址编号 |
| 输入信号 | ||
| 开门按钮 | SB1 | X000 |
| 关门按钮 | SB2 | X001 |
| 开门到位行程开关 | SQ1 | X002 |
| 关门到位行程开关 | SQ2 | X003 |
| 向上运行旋转开关 | SQ3 | X004 |
| 向下运行旋转开关 | SQ4 | X005 |
| 红外传感器（左） | SL1 | X006 |
| 红外感应器（右） | SL2 | X007 |
| 门锁输入信号 | K | X010 |
| 一层接近开关 | SQ5 | X011 |
| 二层接近开关 | SQ6 | X012 |
| 三层接近开关 | SQ7 | X013 |
| 一层内指令按钮 | SB3 | X014 |
| 二层内指令按钮 | SB4 | X015 |
| 三层内指令按钮 | SB5 | X016 |
| 一楼向上召唤按钮 | SB6 | X017 |
| 二楼向上召唤按钮 | SB7 | X020 |
| 二楼向下召唤按钮 | SB8 | X021 |
| 三楼向下召唤按钮 | SB9 | X022 |
| 一楼上接近开关 | SQ8 | X023 |
| 二楼上接近开关 | SQ9 | X024 |
| 三楼下接近开关 | SQ10 | X025 |
| 二楼下接近开关 | SQ11 | X026 |
| 输出信号 | ||
| 开门继电器 | KM1 | Y000 |
| 关门继电器 | KM2 | Y001 |
| 上行继电器 | KM3 | Y002 |
| 下行继电器 | KM4 | Y003 |
| 快速继电器 | KM5 | Y004 |
| 加速继电器 | KM6 | Y005 |
| 慢速继电器 | KM7 | Y006 |
| 上行方向灯 | E1 | Y020 |
| 下行方向灯 | E2 | Y021 |
| 一层指示灯 | E3 | Y022 |
| 二层指示灯 | E4 | Y023 |
| 三层指示灯 | E5 | Y024 |
| 一层内指示灯 | E6 | Y025 |
| 二层内指示灯 | E7 | Y026 |
| 三层内指示灯 | E8 | Y027 |
| 一楼向上召唤灯 | E9 | Y030 |
| 二楼向上召唤灯 | E10 | Y031 |
| 二楼向下召唤灯 | E11 | Y032 |
| 三楼向下召唤灯 | E12 | Y033 |
| 数码管 | a-f | Y011-Y017 |
电梯上下行流程图。假如电梯停在a（a=1，2，3）楼，b楼有信号，b＞a时，电梯上行；b＜a时，电梯下行。
流程图如下
图3-5 上下行流程图
过程中电梯，电梯上下，任何出站阶梯向上或者向下相反的方向的信号不回应，但如果相反的大厅前的信号方向没有其他电梯内外信号，信号电梯响应。
电梯应该反向外梯响应。例如:电梯在一楼，同时有二楼大厅，沿着阶梯，三层四层阶梯，电梯到四楼四层大厅的第一反应。
电梯响应流程图
图3-6 电梯响应流程图当电梯到达所指定的楼层时，电梯控制系统会发出开门信号，电梯门开，当门开到相应位置，然后计时，计时完毕后关门。
图3-7 开关门流程图
3.2.6程序梯形图
图3-8-1 电梯的开关门梯形图
电梯开门关门控制有两种情况：
手动：手动开门的时候，电梯运行到位后，按下SB1，X000闭合，Y000得电，电机正转，轿厢门打开。开门到位，开门行程开关SQ1动作，X002常闭出点断开，Y000常闭出点断开，Y000失电，开门过程结束。手动关门的时候，当按下关门按钮SB2时，X001闭合，Y001得电并自锁，驱动关门继电器使电动机反转，轿厢门关闭，关门到位，关门行程开关SQ2动作，X003常闭出点断开，Y001失电，关门过程结束。
自动：自动开门时，当电梯运行到位后，相应的楼层接近开关SQ5或SQ6或SQ7被压下，即X011或X012或X013闭合。T0开始计时，延时3S后，T0触点闭合，Y000输出有效，轿厢门打开。自动关门时，由电石气T1来控制。当电梯门开门到位后Y000常开出点闭合，T1开始计时，延时5S后，T1触点闭合，Y001输出有效，轿厢门自动关闭。自动关门时，可能夹住乘客，因此在门两侧装有红外线检测装置SL1和SL2。当有人进出时，由SL1和SL2发出信号使得X006和X007闭合，辅助继电器M0得电并自锁，使得T2开始定时，延时2S后再关门。
图3-8-2 到层指示梯形图
X011、X012、和X013分别是一、二和三层的接近开关SQ5、SQ6和SQ7的输入点，Y022、Y023、和Y024分别是一、二和三层楼面的指示灯E3、E4和E5的输出点。辅助继电器M2和M3分别是单、双层指示灯胡索控制。当电梯到达某一层露面后，只能有该层的指示灯亮。
图3-8-3 层呼叫指示灯控制梯形图
层呼叫指示灯控制梯形图，当有乘客在叫向外的某一层按下呼叫按钮SB6、SB7、SB8和SB9中的任意一个后，对应输入点X017、X020、X021和X022中的某一个就会闭合，同时所对应的层指示灯就会亮，指示有人呼叫。呼叫信号会一直保持到电梯到达该层，该层的接近开关X011、X012和X013中的某一动作时才会被撤销。
图3-8-4 电梯起动和方向选择及变速控制梯形图
电梯的运行方向由输出继电器Y020和Y021指示，当电梯运行方向确定后，在关门信号和门锁信号符合要求的情况下，有以下动作：通过电梯上行输出继电器Y002，驱动电机正转，电梯上升；通过电梯下行输出继电器Y003，驱动电机反转，电梯下降。电梯启动后开速运行，2S后加速，在接近目标楼层时，相应的接近开关动作，电梯开始转为慢速运行，直至电梯到达目标楼层时停止。
图3-8-5 楼层指示器梯形图
楼层指示器由七段数码管组成，分别对应Y011~Y017，其显示数字由楼层指示灯的输出控制，当楼层接近开关SQ5、SQ6、SQ7闭合，到达楼层指示灯Y022或Y023或Y024得电，以次来控制数码管的输出。
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QY-LY39D电梯控制技术综合实训装置
产品特点QY-LY39D电梯控制技术综合实训装置
1.装置按照实际电梯缩小比例设计，包含电梯全部要素，电梯为四层，高度3米。
2.装置电梯内部结构、运行过程一目了然。使学生能够很直观、透彻地了解、掌握电梯的结构及其动作原理。
3.设备为二座四层群控电梯，每部电梯系统均由一台PLC控制，PLC之间通过485通信模块交换数据，电梯外呼统一管理，接近现实中的楼宇电梯控制。学生通过本装置实训，不但可以练习单座电梯控制、提高故障的检测和排除能力，还可以学习电梯群控技术。
4.智能电梯具有机械故障设置和智能故障设置两种设置方式，方便用户操作。
