（課程設計說明書
（2014/2015 學年第二學期）
課程名稱 ： 可程式設計控制器課程設計
題目 ：6層電梯控制系統程式設計2
專業班級 ： 電氣工程及其自動化班
學生姓名
學號指導教師 ： 劉增環、岑毅南、李兵等
設計週數兩周
設計成績
2023年 6月 26日
一、設計目的
1、對plc和變頻器等硬體部分進行比較簡單選型設計；
2、編寫i/o位址分配表；
3、編寫plc的程式，並利用實驗室裝置進行系統的模擬實驗；
4、對課程設計進行總結，撰寫課程設計說明書。
二、設計內容
1、技術要求
（1）設計應符合國家相應標準；
（2）設計控制系統應符合故障安全原則；
（3）電梯具有維修控制功能；
（4）應有樓層和方向數碼顯示；
（5）電梯的執行應符合方向優先等原則；
（6）應具有自動調整功能；
2、電梯程式設計
2.1、控制要求
⑴開始時，電梯處於任意一層。（六層電梯為-1～5層）
⑵當有外呼梯訊號到來時，轎廂響應該呼梯訊號，到達該樓層時，轎廂停止執行，轎廂門開啟，無人操作時，延時一定時間後自動關門。
⑶當有內呼梯訊號到來時，轎廂響應該呼梯訊號，到達該層時，轎廂停止執行，轎廂門開啟，無人操作時，延時一定時間後自動關門。
⑷在電梯轎廂執行過程中，轎廂上公升（或下降）途中，任何反方向下降（或上公升）的外呼訊號均不響應，但如果反向外呼梯訊號前方無其他內、外呼梯訊號時，則電梯響應該呼梯訊號。例如：電梯轎廂在一樓，將要執行到五樓，在此過程中可以響應二層、三層、四層的向上呼梯訊號，但不響應二層、三層、四層的向下呼梯訊號。
同時，如果電梯到達五層，如果六層沒有任何呼梯訊號，則電梯可以響應五層向下的訊號。否則，電梯轎廂將繼續執行至六樓，然後向下執行響應五層的向下呼梯訊號。
⑸電梯應具有最遠反向外呼梯響應功能。例如，電梯轎廂在一樓，而同時有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，五層向下外呼梯，六層向下外呼梯，則轎廂先去六樓響應六層向下外呼梯訊號
⑹電梯未平層即執行時，開門按鈕和關門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂響應停止後，按開門按鈕轎廂門開啟，按關門按鈕轎廂門關閉。
2.2 plc輸入輸出i/o口分布
tvt-2000e電梯模型s7-200主機的i/o表
符號表補充
高速計數器初始化標誌位 m0.0
樓層顯示標誌 mb20 樓層顯示標誌位1 m20.0 樓層顯示標誌位2 m20.1
樓層顯示標誌位3 m20.2 樓層顯示標誌位4 m20.3
pwm標誌位1 m1.0 pwm標誌位2 m1.1所處樓層數 vw306
上電復位 m0.2樓層定位 m0.3
方向 m0.4要到達樓層 vw308
允許開門標誌 m0.5 方向取反標誌 m0.6 自動開關門 m0.7
開關門定時 m1.3 到了開門 m1.4遮蔽方向檢測 m1.5
3.3 梯形圖程式
pwm設定部分
樓層顯示部分
高速計數器初始化
pwm調速部分
樓層部分
3 電梯模型plc控制系統構成，執行原理及設定
3.1六層電梯實際模型控制系統的硬體是由三相非同步電動機、變頻器、感測器、旋轉編碼器、觸控螢幕、fp∑（2臺）等組成。採用pc—link網路實現了plc的遠端控制，其plc控制系統結構框圖如圖1所示
圖1 plc控制系統框圖
3.2、變頻調速系統原理、接線及設定.
⑴變頻器的接線及設定
交流變頻調速電梯，採用速度反饋構成閉環系統，實現電梯的無級調速及準確定位。其變頻器接線如圖5所示。
a）vfo變頻器主接線圖
b） 變頻器控制電路接線圖
圖 5 變頻器的接線圖
注：y1所接的變頻器功能為：正轉/停（由p08引數設定）
y2所接的變頻器功能為：反轉/停（由p08引數設定）
y0所接的變頻器功能為：pwm切換（由p19～21、p22～24引數設定）
y3所接的變頻器功能為：pwm輸入（由p19～21、p22～24引數設定）
變頻器的設定如表1所示。
表1變頻器設定
設定以上引數的方法，詳見變頻器使用手冊。其它引數為預設值，使用者也可參照手冊進行設定。
⑵pwm變頻調速方式方法及反饋系統的設計
（一）pwm變頻調速方法和調速方式
六層電梯模型的變頻調速部分，採用松下fp∑、vf0小型變頻器和歐姆龍的旋轉碼盤組成高速計數單元。變頻器通過程式設計控制電梯，變頻電機按圖6所示的理想曲線執行，而電機何時啟動換速以及電機的轉向是由plc根據電梯呼梯、減速等訊號做出決定，發出控制訊號給變頻器，變頻器按理想速度曲線控制電梯執行
v 0 停車加速勻速減速平層 t
圖6理想速度曲線
傳統變頻器控制頻率一般採用模擬訊號控制，這樣控制系統需要d/a轉換而增加成本，vf0變頻器保留原有的模擬控制還增加pwm訊號進行控制。plc的輸出端可以直接控制變頻器的啟動、停止、多段速度執行等，它可以將變頻器的執行狀況從plc輸送上位計算機，以便對生產過程進行集中控制。tvt—2000e六層電梯模型中plc的pwm訊號（脈寬調變波）輸出端子直接接於變頻器的端子8、9、3組成輸入迴路，如圖5 b)所示。
松下vf0超小型變頻器可容許的pwm訊號週期為0.9ms～1100ms以內。需要設定的引數p22：
pwm頻率訊號選擇，引數p23：pwm訊號平均次數、引數p24：pwm 訊號週期（具體設定請參閱vf0超小型變頻器的使用手冊）。
變頻器根據各類生產機械對公升速過程的不同要求，為使用者提供了多種公升速方式供使用者自行設定。加速方式的種類有如下三種：
①線性方式：在起動或公升速過程中，頻率與時間成線性關係，如圖7，a)中曲線a 所示。一般來說，在沒有什麼特殊考慮的情況下大都選用線性方式。
圖7 公升速方式
a) 線性和s型 b)半s型
②s型方式：對於如圖8所示的帶式輸送機一類的負載，因被輸送物體m的慣性力與加速度成正比（慣性力f=ma, m 是物體的質量，a是加速度）加速度變化過大，會使被輸送物體滑動或跌倒。因此，在起動的初始階段（op段）加速過程比較緩慢；中間的pq段，為線性加速，加速度不變；q點以後，加速度又逐漸下降為0。
整個過程中，速度和時間的關係呈s形，如圖7，a)中曲線b所示。
同樣，人們在乘坐電梯的時候，會由於重力的作用有超重和失重的感覺，嚴重時會感覺不舒服。因此，在電梯的設計時，就盡量使電梯按照圖6的理想速度曲線執行，即s型曲線。
圖 8 帶式輸送機
③半s型方式：即公升速曲線的一半為s形，另一半為線性方式。這又有兩種情況：
第一、對於鼓風機和幫浦類負載，低速時負載較輕，公升速過程可以快一些：但隨著轉速的公升高，其阻轉矩迅速增加，應逐漸減緩加速過程而成半s形公升速方式，如圖7 b)中曲線a所示。
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