② 用戶存儲(chǔ)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(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等)有關(guān)。

根據(jù)自己所設(shè)計(jì)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(gè)輸入點(diǎn)，28個(gè)輸出點(diǎn)需進(jìn)行控制，同時(shí)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(jī)型。

FXZN系統(tǒng)PLC具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn):

① FXZN配置靈活，除主機(jī)單元外，還可擴(kuò)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(shí)器T，寄存器D，計(jì)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(jì)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(jī)上使用三菱公司的專用編程軟件包MELSEMEDOC來進(jìn)行。編程語言可用梯形圖或指令表。尤其是可用PC機(jī)對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。

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3.3 電梯電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

電梯電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定對(duì)于電梯電氣控制系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)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(gè)主貫穿線，它主要包括以下幾個(gè)部分。

① PLC的I/O地址分配：

根據(jù)本設(shè)計(jì)中的電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的控制功能和其實(shí)際的操作工藝過程，首先歸納本系統(tǒng)中所有輸入信號(hào)和輸出信號(hào)；然后根據(jù)PLC的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)進(jìn)行I/O地址分配，使每個(gè)輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC內(nèi)部的輸入繼電器，每個(gè)輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC內(nèi)部的輸出繼電器。

② PLC輸入信號(hào)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(gè)。

有司機(jī)時(shí)，應(yīng)有司機(jī)直駛專用開關(guān)和上行、下行按鈕，需3點(diǎn)輸入，檢修時(shí)對(duì)應(yīng)有檢修開關(guān)，在開門和關(guān)門時(shí)應(yīng)該有開關(guān)門限位開關(guān)，需要3點(diǎn)輸入。

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

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

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③ PLC輸出信號(hào)的確定：

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

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

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

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

④ 內(nèi)部繼電器的確定：

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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(jìn)制顯示、直接位置顯示、十進(jìn)制顯示。為了節(jié)省三菱FX2N-80MR PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，故采用十進(jìn)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(dòng)器點(diǎn)亮對(duì)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(jì)。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(hào)的登記與清除、內(nèi)選信號(hào)指令登記與清除、開關(guān)門、運(yùn)行方向的選擇等。模塊間不完全獨(dú)立，它們之間存在著有機(jī)聯(lián)系，且編程時(shí)要考慮各條指令間的邏輯關(guān)系。

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3.4 電梯電氣控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

電梯的整體運(yùn)行過程：

當(dāng)乘客進(jìn)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(yùn)行指令的預(yù)先登記，電梯便自動(dòng)決定運(yùn)行方向。再按啟動(dòng)按鈕，電梯自動(dòng)關(guān)門，當(dāng)門完全關(guān)閉后，門鎖微動(dòng)開關(guān)閉合，使門鎖繼電器吸合，電梯開始啟動(dòng)、加速，直至穩(wěn)速運(yùn)行。當(dāng)電梯到達(dá)欲�？康哪康膶诱厩胺侥骋痪嚯x位置時(shí)，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(hào)，電梯便自動(dòng)減速準(zhǔn)備�？俊．�(dāng)轎廂進(jìn)入到平層區(qū)(即�？繉诱旧戏交蛳路降囊欢斡邢蘧嚯x)時(shí)，井道平層傳感器動(dòng)作，發(fā)出平層信號(hào)控制轎廂準(zhǔn)確平層，并自動(dòng)取消，自動(dòng)開門。對(duì)某類電梯，如果在平層時(shí)平層精度超過標(biāo)準(zhǔn)要求，則電梯進(jìn)行校正運(yùn)行，電梯以最低的速度慢行到準(zhǔn)確平行位。如果繼續(xù)平向運(yùn)行，司機(jī)只需按下啟動(dòng)按鈕，電梯便按預(yù)先登記的樓層，按序逐一自動(dòng)停靠，自動(dòng)開門。

在電梯運(yùn)行過程中，如果廳外有人按下廳門召喚電鈕，只要此時(shí)的召喚申請乘梯方向符合此時(shí)電梯的運(yùn)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(dòng)換向運(yùn)行，執(zhí)行另一方向的運(yùn)行登記指令。如果電梯在某一層站關(guān)門時(shí)，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(shí)，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(shí)，可按下外上、下召喚按鈕中與電梯欲行方向相同的一個(gè)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(hào)，阻止電梯啟動(dòng)并開門，直到滿足限載要求，電梯方能恢復(fù)正常運(yùn)行。如果停層時(shí)間到，便自動(dòng)關(guān)門啟動(dòng)、加速，直至穩(wěn)速運(yùn)行。在運(yùn)行過程中，可根據(jù)各樓層廳外召喚信號(hào)，對(duì)符合運(yùn)行方向的召喚信號(hào)，將逐一應(yīng)答，自動(dòng)�？�，自動(dòng)開門。在完成同向全部登記以后，如有反向廳外召喚信號(hào)，則電梯自動(dòng)換向運(yùn)行，應(yīng)答反向廳外召喚信號(hào)。如果沒有召喚信號(hào)時(shí)，電梯便自動(dòng)關(guān)門停機(jī)，或自動(dòng)駛回基站待命。如果某一樓層再有召喚信號(hào)，電梯便自動(dòng)啟動(dòng)前往應(yīng)召。電梯的主程序流程圖如圖4.2所示。

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圖3.2 電梯主程序流程圖

3.4.1 層樓繼電器回路的實(shí)現(xiàn)

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要對(duì)電梯進(jìn)行控制首要的問題是反映電梯實(shí)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(jì)算、數(shù)據(jù)比較處理等功能，所以用PLC很容易實(shí)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(shí)，將最高層數(shù)6送入D0，電梯每上升一層，D0將自動(dòng)加一，電梯每下降一層，

D0將自動(dòng)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(shí)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的層樓繼電器實(shí)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

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召喚回路的作用：將廳外召喚信號(hào)記憶并顯示，當(dāng)電梯響應(yīng)后應(yīng)自動(dòng)將其消除。記憶和消除可以用PLC的SET和RST指令來實(shí)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(dá)乘客所召喚的那一層樓面時(shí)，立即清除該召喚信號(hào)。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(hào)記憶并顯示，當(dāng)電梯響應(yīng)后應(yīng)自動(dòng)將其消除。記憶和消除可以用PLC的SET和RST指令來實(shí)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：

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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(yùn)行方向（向上或向下）。實(shí)際就是改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。電梯在無司機(jī)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(hào)或指令信號(hào)時(shí)，PLC自動(dòng)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

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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(yùn)行前的開門；

2）電梯檢修時(shí)的開門；

3）電梯自動(dòng)運(yùn)行停層時(shí)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(qiáng)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：

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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(shí)電梯到達(dá)基站，司機(jī)或乘客離開轎廂，電梯自動(dòng)關(guān)門，司機(jī)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(yùn)行，電梯關(guān)閉。

2）電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的關(guān)門：停站時(shí)間繼電器延時(shí)結(jié)束后，電梯應(yīng)該自動(dòng)關(guān)門，停站時(shí)間未到時(shí)，可通過關(guān)門按鈕實(shí)現(xiàn)提前關(guān)門。

圖3.8 電梯關(guān)門環(huán)節(jié)梯形圖

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3.4.6 電梯起制動(dòng)環(huán)節(jié)

① 起動(dòng)環(huán)節(jié)

起動(dòng)環(huán)節(jié)的條件是：電梯的運(yùn)行方向已經(jīng)確定，轎廂的門已經(jīng)關(guān)好。在本次設(shè)計(jì)中我采用的是利用時(shí)間繼電器來控制電梯的加速度的時(shí)間，但是這個(gè)時(shí)間值不是絕對(duì)的，需要跟實(shí)際情況聯(lián)系起來，根據(jù)調(diào)試來確定電梯的加速度時(shí)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(shí)，X1得到信號(hào)，變頻器的輸出頻率上升，KA1

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

在利用升降速端子功能的豫置時(shí)必須同時(shí)豫置，否則無效。

根據(jù)上述原理，利用加速時(shí)間繼電器來控制KA1，就可以實(shí)現(xiàn)頻率的逐步上升，達(dá)到無級(jí)調(diào)速的目的。