交流双速度电梯PLC控制系统.docx

目 录
1 前言……………………………………………………………………………………………1
2 设备工作简介……………………………………………………………2
3 电梯的工作过程及输入输出点数………………………………3
4 总体方案选择……………………………………………………………5
5 系统设计……………………………………………………………………9
5.1 主电路设计………………………………………………………… 10
5.2 PLC选型……………………………………………………………… 11
5.3 控制电路…………………………………………………………… 12
5.4 控制面板…………………………………………………………… 12
5.5 I/O分配表 …………………………………………………………14
5.6 元器件清单…………………………………………………………15
5.7 PLC控制电路图……………………………………………………16
5.8 参数的计算和元器件选择…………………………………… 16
5.9 梯形图…………………………………………………………………23
附:程序清单………………………………………………………………… 34
设计小结……………………………………………………………………… 41
参考资料

1 前 言
电梯的雏形是公元前1115年至1079年间我国劳动人民发明辘轳。
　　1852年，世界上第一台在德国柏林电梯诞生了，采用电动机拖动。以后，美国出现以蒸汽机为动力的客梯。美国人奥的斯研究出电梯的安全装置，开创了升降机工业或者说电梯工业新纪元。
在1852年的第一台电梯的诞生之后，随着社会的日益发展，高层建筑的不断曾多，电梯作为高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运送乘客和货物，是机械，电气结合的机电一体化产品。其电气控制系统包括拖动系统和控制系统两部分。
1857年，世界第一台载人电梯问世，为不断升高的高楼提供了重要的垂直动输工具。
当今世界，电梯的生产情况与使用数量已成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相普遍。
进入90年代，在世界各地运行的电梯有400多万台，其中日本就有34万台。全世界每年电梯需求量大约在15万台左右。其中日本需3万台，美国需2万台，欧洲需5万台，东南亚需1.2万台。近十年世界年平均增长率为7%，亚太区的年增长率为9%。
世界上有名的几家电梯公司，诸如：美国奥梯期公司，瑞士迅达公司、日本三菱公司和日立公司、芬兰科恩公司等，其电梯的产量已占世界市场的51%。其中奥梯斯公司和三菱公司是世界上年产量很大的电梯生产企业。
在国内解放前，全国只有2000台电梯，几乎没有电梯生产企业。改革开放以来，我国电梯的需求量急剧上升。在八五期间，电梯产量以每年13%的速度增长，五年总需求量上升到8。4万台。1980年以前，全国电梯生产企业不足10家，1991年国内电梯生产企业有200多家。进入90年代，为把握生产质量，采取了发放生产许可证制度。到1992年，已有110家电梯生产企业持有生产许可证，260家企业持有厂外安装许可证。
目前，国内电梯产业还有不完善之处。到1997年全部淘汰老型继电器控制电梯，而交流调压调速电梯技术已趋成熟，本次设计就是采用了交流调速电梯技术。

2设备工作简介
2.1 电梯拖动系统
电梯的拖动系统经历了从由简单到复杂的过程。由于电动机具有效率高，运转经济，种类和规格多，特性好，易于实现自动和远距离的操作和控制。在现代化生产中多数采用电力拖动。而目前用于电梯地拖动系统主要有：单，双速交流电动机拖动系统；交流电动机定子调压，调速拖动系统；直流发电机--电动机，晶闸管励磁拖动系统；晶闸管直接供电拖动系统；VVVF变频变压调速拖动系统。
直流电动机稍早已用于电梯，但是，它机组结构体积大，耗电大，维护工作量较大，且造价高。而交流单、双速交流电动机拖动系统虽然具有舒适感较差的缺点，但具有结构紧凑，维修简单的特点，线路简单，价格较底，因此得到广泛的应用。
2.2 电梯控制系统
电梯的运行是一个复杂的过程。为了安全，方便，舒适，高效和自动化运行，除了需要良好的拖动系统外还必须有一套完善可靠的控制系统。电梯的控制系统以控制形式分为集选控制和群控两种。
电梯的控制方式有：电磁继电控制系统，微机（PC）控制系统，可编程序控制器（PLC）控制系统，单片机控制系统等。目前电梯的控制普遍以下两种方式。一种是以微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动系统则由变频器来控制的微机控制。另一种是用可编程序控制器（PLC）取代微机（PC）实现信号的集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种控制方法没有太多的区别。国内大多的电梯产家选用第二种方法，其原因在于生产规模较小，自己设计制造微机控制装置成本高，而PLC可靠性高、程序设计方便灵活、使用维护简单、成本低廉等优点正好弥补了微机控制系统的不足。
2.3 工作方式的选择
本设计工作方式分为自动、司机，检修三种。
自动工作方式：有PLC控制 ，自动检测信号再由程序作出控制。
司机工作方式：由司机所得到的呼梯信号，控制电梯上下运行。
检测工作方式：当电梯出现故障时，电梯将由人为控制，以慢车方式上下运行。
由于本设计是为四层办公楼运送办公人员而设计的运输工具，所以在安全、可靠、舒适以及快速性上作了重要的要求。故而采用PLC控制的交流双速电梯。
2.4 设备简介
设备的基本要求：本设计的电梯为四层办公楼用的交流双速电梯。其运行特点为，当电梯检测到启动信号时进行高速起动。工作中，电梯从各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析根据省时，高效的原则确定下一个工作状态。因此，要求具有自动定向、顺向截梯，反向保号，外呼记忆、提前换速自动开关门、停梯消号、自动达层，检修慢速和安全保护等各种功能。用可编程序控制器PLC系统进行控制。另外电梯的工作状态分为自动、司机、检修三种运行状态，电梯的上下行，开关门同样设有自动和手动部分；厅门及轿厢内应有操作面板及相应运行指示，应设层楼及方向批示，要求层楼显示采用批示灯指示；电梯要求设置优先服务层。
归纳对电梯性能的要求，不外乎如下几个方面：
A、安全性：电梯是运送乘客的，即使载货电梯通常也有人伴随，因此对电梯的第一要求就是安全。电梯中设置有必不可少的安全设施，如1）超速保护装置；2）轿厢超越上/下极限工作位置时，切断控制电路的装置，交流电梯还应有切断主电路电源的装置；3）撞底缓冲装置；4）对三相交流电源应设断相保护和装置和相序保护装置；5）应设置厅门，轿门电气联锁装置等等。
B、可靠性：电梯的可靠性也很重要，如果一部电梯工作起来经常出故障，就会影响人们政党的生活和生产，给人们造成极大的不便，不可靠也是事故的隐患，是不安全的起因。
C、舒适感与快速性：电梯的速度曲线：电梯作为一种交通工具，对于快速性的要求是必不可少的。快速可以节省时间，这对于处在快节奏的现代社会中的乘客是很重要的。
D、停站准确性等等。
3 电梯的工作过程及输入输出点数
3.1 工作过程
电梯整个拖动系统由一台YTD--7.5KW6/24的交流双速电动机作主驱动，一台0.125KW电动机作并关门驱动机。主电动机双速正反转运行，减速运行，门电机正反转运行。工作中的电梯从各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析后，根据省时、高效的原则确定下一个工作状态。为此它要求具有自动定向、顺向截梯、反向保号、外呼记忆、提前换速、自动开关门停梯消号、自动达曾、检修慢速和保护各种功能。如电梯停在顶层，第一、第二、第三同时有人呼上，电梯将按最佳的顺序运行，先到一层，然后二层停，再上行到三层停，再上行到四层，这叫反向呼梯，优先为最远服务。主控运行过程如下，当PC扫描到起动信号时，并加速运行，根据舒适感的要求，起动电阻的切除时间为1s左右，可通过PC的定时器灵活地进行调整，当电梯运行到距本层位置1.6m处时，双稳态开关发出换速信号，PC收到此信号后，切断快速接触器，接通慢速接触器，电梯进行减速过程，一定时间后在进入把性爬行阶段，然后由本层干簧管感应器发出平层信号，PC根据此信号停梯、开门，完成一次主控运行服务。
3.2 输入部分
（1） 平层换速（占用6个输入点）
用定时器控制平层换速，用前一层的平层信号作定时开始信号，即若在第n层停，就把第n -1层或第n+1的平层信号作定时开始信号。平层信号由在每层楼设置的一个干簧管、轿厢设置的隔磁板获得。这种设置优点在于便于扩展更多楼层的控制。美意次要定时两次，两极换速，第一次定时时间到，牵引主电动机作变级换速，第二次定时时间到，切除电路中的调速电阻，这样的设置是使电梯有更好的舒适感，亦可以节省输入点，减少电缆的敷设，可靠性随之大为提高。平层换速占6个输入点。
（2） 触板（与手动开门共用，占1个输入点）
在有司机的情况下，安全触板不起作用，由司机来保证安全，一旦有危险，就由司机手动开门，解除危险；在无司机的情况下，安全触板起作用，一旦安全触板被压下，轿厢就自动开门，因此安全触板和手动开门可以共用一个输入点。
a）手动关门（占1个输入点）
在有司机的情况下，可以手动关门，，必须设置一个手动关门的输入点。
b）关门到位（占用1个输入点）
开、关门到位的行程开关并接，作一个输入点，可以用开、关到位开关的常开触点串联在这个输入点上来区别开/关门到位信号，以便其控制其他信号，为了确保安全工作，在开关门过程中设定一个定时器，且定时要大于实际时间，作为二级保护，这定时器接在开/关门到位的两支路上起保护作用。
c）下限位开关（占用2个输入点）
上、下限位开关不可能同时动作，因此可以把两个限位开关并联，作为一个输入点，由2条支路的通断来辨认上、下限位。
d）外呼（占用6个输入点）
顶层、基站各需要一个外呼按钮，顶层是下呼，基站是上呼而中间曾既有上呼，又要有下呼因此必须设有3个输入点。
e）内选（占4个输入点）
本方案是为4层楼设计的电梯，必须配置四个内选按钮，占4个输入点（n层占n个输入点）。
f）手动、自动、检修功能选择（占用1个输入点）
电梯的运行状态有手动、自动和检修三中，考虑到输入点有限，可采用三位转换开关，如下面逻辑表所示：

自动
司机
检修
自动
1
0
0
司机
0
1
0
检修
0
0
1
由上逻辑表可知：

因此三种状态都由2个输入点来表达。
检修时要求手动开、关门，这与有司机行驶时所用的手动开、关门相同；有点动上下行控制，与有司机时手动上、下行按钮相同，另外检修时还要求轿厢只能慢速行进。
a) 保护安全信号（占用1个输入点）
热保护、超速、超载、欠压这几个信号可以并联起来做一个输入，凡是其中有一个信号发出就必须立即就近停车，切断电源。
b) 相序纠正（占用1个输入点）
为了防止相序发生错误，我们选用一个相序继电器，一旦发生差错，就输入一个信号，通过PC软件，自动调整相序。
c) 基站钥匙（占用1个输入点）
d) 优先服务（占用1个输入点）
管理人员先置“优先服务”状态，再用内选置优先层楼，当服务对象有厅呼时，直驶服务层楼，平层后自动开关，接收内选后，直驶该优先服务楼层。在此期间，其他外呼、截梯信号均不起作用，只作记忆；优先服务期间，只要优先楼层无外呼，且不正在执行优先服务程序，非优先服务程序仍然照常进行，只有当优先层楼有外呼，才切断（中止）一般服务，只执行优先服务程序，在执行完优先服务程序后，才重新执行一般程序。
3.3 输出部分
控制电梯上下行接触器各一个，占2个输出点；
1. 故障报警显示信号输出，
2. 占用3个输出点；
3. 控制电梯上下行接触器各一个，
4. 占用2个输出点；
5. 层楼显示占4个输出点；
6. 上下行显示信号，
7. 占用2个输出点；
8. 报警鸣笛输出，
9. 占用1个输出点；
10.换速占用4个输出点。
换速过程中有四种状态，即快速、稳速、慢速、爬行，每个状态的控制都需PC来控制相应的接触器去实现。
输出部分占用18个输出点。
4 总 体 方 案 选 择
4.1 拖动方案选择
4.1.1 电动机拖动
〈1〉单、双速交流电动机；
交流单、双速交流电动机拖动系具有结构紧凑、维护简单的特点，又采用开环控制方式，线路简单，价格较低、因此得到了广泛的使用。还采用涡流制动、能耗制动等方式用于交流电梯上，由此可得到满意的舒适感和平层和准确度，因而更增加了它的普遍适应性。
〈2〉交流电动机定子调压调速；
交流调速性能可以与直流调速相媲美。交流调速系统具有以下几个主要优点：交流电动机特别是笼型异步电动机的价格远低于直流电动机；交流电动机不易出故障，维修简单；交流电动机的使用场合没有限制；交流电动机的单机容量远大于直流电动机。
〈3〉直流发电机的电动机，晶闸管励磁；
直流发电机的电动机虽然具有维护麻烦，价格较高缺点，但是它的调速性能好，能获得宽范围和平滑的调速，因此很久以来一直被用在调速指标较高的各种工作机械上。此外直流电动机也较高的控制精确度、灵敏度和快速性，所以得到了广泛的应用直流电动机稍早已用于电梯，但是，它机组结构体积大，耗电大，维护工作量较大，且造价高。而交流单，双速交流电动机拖动系统虽然具有舒适感较差的缺点，但具有结构紧凑，维修简单的特点，线路简单，价格较底，因此得到广泛的应用。
〈4〉晶闸管供电拖动系统；
晶闸管也称可控硅，它是一种大功率半导体器件。具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、响应速度快、控制灵活、寿命长及使用维护方便等优点。由于晶闸管大多工作于断续的非线性周期工作状态，产生的大量谐波会对电网产生不良影响，造成干扰源；过载能力隔阂抗干扰性能较差、控制电路复杂等。同时按它的变换功能可分为：可控整流、交流调压与调功、逆变与变频、斩波调压、无触点功率开关。
〈5〉VVVF变频调压调速拖动系统；
各种交流调速技术在工业领域得到广泛应用的同时，电梯的交流调速系统也日趋完善。交流变压变频调速电梯也称为VVVF电梯，VVVF电梯速度调节平滑，获得十分良好的乘坐舒适感；能明显地降低电动机的启动电流。与其他类型交流调速系统相比，其性能最好，运行效率最高，可节能30%～50%。在80年代初期，日本开发出VVVF电梯。现在VVVF调速技术已被用于快速、高速和超速电梯。
4.1.2 液压驱动；
液压传动易于获得很大的里或力矩；易于在较大范围实现无级变速；传动平稳，便于实现频繁换向和自动防止过载；便于采用点液联合控制以实现自动化；机件在油中工作，润滑好，寿命长；液压元件抑郁实现系列化、标准化、通用化；所以在各个工业部门得到了广泛的应用。但是由于泄露不可避免，并且油有一定的可压缩性，因而传动速比不是恒定的，不适于作定比传动；漏油会引起能量损失（称容积损失），这是液压传动中的主要损失。此外还有管道阻力及机械摩擦所造成的能量损失（称机械损失），所以液压传动的效率较低；液压系统产生故障时，不易找到原因。
4.1.3气压；
气压传动以空气为工作介质，不仅易于取得，而且用后可直接排入大气，处理方便，也不污染环境；因空气的粘度很小（约为油的1/104），在管道中流动时的能量损失很小，因而便于集中供气和远距离输送；气动动作迅速，便于调节，维护简单，不存在介质变质及补充等问题；工作环境适应行好，无论在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣环境中，还是在食品加工、轻工、纺织、印刷、精密检测等高净化、无污染场合，都具有良好的适应行，且工作安全可靠，过载能自动保护；气动元件结构简单，成本低，寿命长，易于标准化，系列化和通用化。但是由于空气具有较大的可压缩性，因而运动平稳行较差，而且工作压力低，不易获得较大的输出力或转矩；有较大的排气噪声。
4.2 控制方式选择：
电梯的运行是一个复杂的过程。为了安全，方便，舒适，高效和自动化运行，除了需要良好的拖动系统外还必须有一套完善可靠的控制系统。电梯的控制系统以控制形式分为集选控制和群控两种。电梯的控制方式有：电磁继电控制系统，微机（PC）控制系统，可编程序控制器（PLC）控制系统，单片机控制系统等。
（1） 电器-接触器控制系统；
该系统是当前国内许多电梯厂家正在大量生产、使用的一种电梯控制系统。该系统具有动合触点易模损，且电接触不良，易出故障。动合触点断开和闭合缓慢，即有机械的和电磁的惯性影响存在。体积大，是控制屏占用机房面积大，使得机房面积扩大。控制系统耗能大、动作噪声大。维修保养工作量大，费用高。与其它控制系统相比有简单、易于理解和掌握的优点。但总的与其他系统相比，具有较多的缺点，因此继电器--接触器系统只应用于电梯速度不高，性能要求也不高的场合。
（2）微型计算机控制系统；
随着半导体集成电路的出现和发展，尤其是70年代末至80年代初，微处理起开始在各个领域获得了广泛的应用，国外先进的工业国家已成功地把各类微机技术应用于电梯控制系统中，并取得了相当惊人的成就。电梯的微机控制系统实质上是使控制算法不再有硬件逻辑完成，而是通过程序存储器中的程序指令完成的控制系统。因此对于有不同功能要求的电梯控制系统，只要改变程序存储器中程序指令即可，而无需变更或增减硬件系统的元件或布线。因此，十分方便于使用、管理，提高系统的可靠性，减小了控制系统体积、降低了能量消耗及其维修保养费用。微型计算机控制系统是以微型计算机为核心部件的自动控制系统或过程控制系统，作为当今工业的主流系统，已取代常规的模拟检测、调节、显示、记录等仪器设备和很大部分操作管理的人工职能，并具有较高级复杂的计算方法和处理方法，使受控对象的动态过程按规定方式和技术要求运行，以完成各种过程控制、操作管理等任务。同时它可分为五种类型，即计算机操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统、集散型控制系统、现场总线控制系统。
（3）可编程控制器PC控制系统。
可编程控制器是专门为工业控制应用而设计制造的通用控制器。它将传统的继电器控制技术与计算机技术和通信技术融为一体，具有可靠性高、功能强、应用灵活、编程简单、使用方便等一系列优点，得到广泛的应用。在应用范围方面，它可以实行逻辑控制，计数控制，步进（顺序）控制，PID控制，数据控制，通信和联网。在它的发展趋势来看，它在缩小与工业控制计算机之间的差距，采用表面安装技术，丰富I/O模块，编程语言，网络功能等方面都有重大的发展。
目前电梯的控制普遍以下两种方式：一种是以微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能设定，实现电梯的 自动调度和集选运行功能，拖动系统则由变频器来控制的微机控制。另一种是用可编程序控制器（PLC）取代微机（PC）实现信号的集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种控制方法没有太多的区别。国内大多的电梯厂家选用第二种方法，其原因在于生产规模较小，自己设计制造微机控制装置成本高，而PLC可靠性高、程序设计方便灵活、使用维护简单、成本低廉等优点正好弥补了微机控制系统的不足。
4.3 工作方式选择：
自动、司机、检修，都用PC机控制，工作方式的切换采用转换开关来实现。
自动工作方式：有PLC控制 ，自动检测信号再由程序作出控制。
司机工作方式：由司机所得到的呼梯信号，控制电梯上下运行。
检测工作方式：当电梯出现故障时，电梯将由人为控制，以慢车方式上下运行。
由于本设计是为四层办公楼运送办公人员而设计的运输工具，所以在安全、可靠、舒适以及快速性上作了重要的要求。故而采用PLC控制的交流双速电梯。
4.4 电梯运行中位置信号的检测：
平层信号：由在第层楼设置的一个干簧管、轿厢位置的隔磁板获得。干簧感应器即在一个U型槽两侧，分别放置永久磁铁和干簧管。根据电梯控制的需要，可以将感应器安装在轿厢顶部，将隔磁板固定在井道部所需位置的导轨架上，则在轿厢运行过程中，通过隔磁板对感应器U形槽的插入从而使起触点动作，便可获得电梯控制所需要的井道信号。
平层换速信号：开/关门到位及上、下极限位置采用限位开关来检测。为了保证电梯的安全运行，在井道中设有终端超越保护小装置。而终端超越保护装置包括：强迫换速开关、终端限位开关和终端极限开关。如果强迫换速开关没起作用，电梯继续超出低层或顶层位置，则下限位开关或上限位开关动作，迫使电梯停止运行。此时，若有上面或下面层站召唤，电梯能上行或下行。若限位开关也没能使电梯停止运行时，则防止撞底或冲顶的最后保护装置便是终端极限开关。当电梯最后经过终端极限开关并使其动作时，便切断电梯总电源，但保留照明电源，通过电磁制动器使电梯停止运行。此时电梯不能再启动。
4.5 采用基站钥匙来控制整个系统的电源。
当电梯在处于停止运行之中，电梯停在一楼，可以通过采用基站钥匙把电梯锁起来。
4.6 转换开关来设置优先层楼服务信号。
4.7 在厅门及轿厢内设置各操作按钮及相应在运行指示，用6.3V的指示灯来显示运行状态。
4.8 机延时进行自检。
4.9 时间节拍检查实现无信号自动停机。
如果是无司机操纵的电梯，当乘客进入轿厢后，只需按下欲前往的层站按钮电梯在到达规定的节拍停站时间时，便自动关门启动、加速，直至稳速运行。在运行过程中，可一一登记各楼层厅外召唤信号，对符合运动方向的召唤信号，将一一答应，自动停靠，自动开门，自动消号。在完成同向全部登记指令后，如有反向厅外召唤信号，则电梯自动换向运行，应答反向厅外召唤信号。如果没有召唤信号时，电梯便自动关门停机，或自动驶回基站关门待命。如果某一楼层再有召唤信号，电梯就自动启动前往应召。
4.10 保护措施：
<1> 主电路及控制电路采用熔断器实现短路保护；
<2> 升降电机为连续运行，采用热继电器实现过载保护；
<3> 采用短触点来保证关门时人的安全；
<4> 当相序发生变化时，利用相序继电器输出信号PC机来自动调整相序；
相序检测有阻容元件、三极管和继电器组成，当相序错误或短相时，其内部继电器接点切断控制线路的急停回路、并燃亮发光二极管发出报警信号。
<5> 当发生超载、超速、过热、欠压时，切断电源就进近停车。
<6> 利用蜂鸣器及灯光闪烁来作为自检故障，开关门超时安全信号的报警。
5 系统设计
本设计交流双速电梯采用变极调速系统，是较为简单的调速系统，其控制线路简单，配套元件少。该系统靠回馈制动实现减速，它将高速运行时积蓄的能量以电能的形式回馈给电网，所以它是一种最经济的调速方案。由于本设计是为四层办公楼而设计的，它所采用的系统为：
1 设计采用PX2-64MR型PLC控制，输入点为26个，输出点为18个。该PLC 系统可实现指层、轿内指令登记与消号、厅召唤指令登记与消号、自动选项、换速等电梯基本运行逻辑控制功能。
而PLC控制系统的一般组成
A 检测装置：在每层楼中装有位置检测装置，以测定平层和换速。在厅门和轿门上装有到位开关。
B 执行机构：利用PLC的内部结构，将采集的信号通过预定程序进行控制。
C 操作系统：在厅外和轿内装有控制按钮，进行楼层的选择；在轿厢顶和机房内装有检修及控制按钮，以便进行控制电梯的紧急情况。
D 显示装置：利用二极管的通断来显示该信号的有无以及通过一个LED数码管来显示电梯运行中的数层数。

2 拖动系统
该电梯采用交流拖动，升降电机为交流双速电机，具有正反转运行及减速运行；门电路为一台0.125KW的交流电动机，具有正反转，开关门时具有缓冲装置；电梯运行速度为1m/s。
3 换速、楼层记数、平层信号
本设计采用相对计数方式运行前通过自学方式将各种信号，如换速点位置、平层点在位置、制动停车点位置等所对应的。
5.1主电路设计
绘制主电路图如下：
主电路图
5.2 PLC选型
1）PLC控制系统的设计原则
（1）用的PLC必须满足被控对象的控制要求；
（2）选用的PLC不仅要着眼现在，还要适当地考虑到未来发展的需要；
（3）在满足上述二个前提的情况下力求使该系统具有较好的性能价格比。
2）我们所学PLC控制系统主要有三菱公司的FX2系列，我选用三菱公司的FX2系列产品。三菱公司的FX2系列是当今较新，颇具特色，极有代表性且应用广泛的超小型可编程序控制器。它有多种模块，功能齐全，性能价格比高。
3）根据以上统计可知在本系统中所需的I/O点数为44点（其中输入占26点、输出占18点），而且选用的PLC要留有一定的裕量所以我选用FX2－64MR
4）粗略估算程序所需程序步为(26+18)12=528步。FX2－64MR的程序容量为8K步，满足要求。
5）FX系列PLC输入特性表：
项目
DC输入
AC输入
品种
FX0，FXON， FX2，FX2C
FXON，FX2C （X10以内）
FX2
输入信号电压
DC24V±10%
AC100V-120V±10%50/60Hz
输入信号电流
7mA/DC24V
5mA/DC24V
6.2Ma/DC110V60Hz
输入ON电流
4.5mA以上
3.5mA以上
3.8m以上A
输入OFF电流
1.5mA以下
1mA以下
1.7mA以下
输入响应时间
约100ms但FX0的X0-X7，0-15ms
约30ms不可高速输入
输入信号形式
无电压接点或NPN集电极 开路输出晶体管
AC电压
电路隔离
电路隔离，耦合隔离（FX0，FXON）
输入动作显示
输入ON时LED灯亮
6）输出形式
FX2系列有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出三种。
各输出规格如下：
FX系列PLC输出特性表:(见下页)
本系统中负载为交流负载且系统的响应和动作的快速性不是很高，为避免高快速性带来的不便，甚至引起误动作，本系统选用继电器输出形式。即选用FX2－64MR。
7）功能
本设计中要求PLC除具有一般的开关逻辑运算和控制功能以外还应具有高数计数和算述比较运算功能。FX2－64MR具有上述功能，满足要求。
综上所述本系统中PLC选用FX2－64MR。其中
FX2表示系列代号　　　　　　　64表示总的输入输出点数
M表示基本单元　　　　　　　　R表示继电器输出形式
V表示PLC的电源电压类型为交流200/220V
项目
继电器输出
晶闸管输出
晶体管输出
外部电源
AC250V，DC30V以下（需外部整流二极管）
AC85V-240V
DC5V-30V
最 大 负 载
电阻负载
2A/1点8A/4点 8A/8点
0. 3/1点 0.8A/4点
0. 5A/点
0.8A/4点
感性负载
80VA
15VA/AC100V,30VA/AC700V 50VA/AC100V,1000VA/220V
12W/DC24V
灯负载
100W
30W
1.5W/DC24V
开睡漏电流
-
1mA/AC100V 2mA/AC200V
0.1mA以下
响应时间
约10ms
ON时：1ms, OFF时：10ms
ON时：2ms以下 OFF时：2ms以下 大电流时为0.4ms以下
电路隔离
机械隔离
光点晶闸管隔离
光耦合隔离
输出 动作显示
继电器线圈通电时LED灯亮
光点晶闸管驱动时LED灯亮
光耦合驱动时LED灯亮
5.3 控制电路
见主电路图。主要包括PLC电路及附属元器件和电路。PLC直接控制主电机的正反转和启动运行的方式即高速启动运行、低速运行、低中速启动运行。 PLC输出各种信号对主电机进行控制。PLC还负责接受来自各种开关的开关信号和来自系统的各种信号，并发出相应的信号进行控制。
5.4 控制面板
一楼控制面板设有一个呼梯按钮（向上、带指示灯）。当按钮按下时指示灯亮，若电梯未在一楼，指示灯一直亮着，呼梯信号一直保持，直到电梯在一楼平层停靠进行服务才消失。在此之前，若再次按呼梯按钮系统作无效呼梯处理。当有呼梯信号时，电梯若处于自动工作方式下，则电梯在一楼平层停靠后，自动开门起先服务；若在司机工作方式下，则由司机控制操作。设有六盏指示灯，其中三盏与各楼层相对应指示电梯所在楼层，一楼控制三盏为电梯运行方向指示，指示电梯的运行方向。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
二楼控制面板设有两个呼梯按钮，一个向上即呼梯的目的层位于三楼；一个向下即目的层为一楼。六盏指示灯。工作原理与一楼控制面板相同。
三楼控制面板设有一个呼梯按钮（向下、带指示灯）。当按钮按下时指示灯亮，若电梯未在一楼，指示灯一直亮着，呼梯信号一直保持，直到电梯在一楼平层停靠进行服务才消失。在此之前，若再次按呼梯按钮系统作无效呼梯处理。当有呼梯信号时，电梯若处于自动工作方式下，则电梯在一楼平层停靠后，自动开门起先服务；若在司机工作方式下，则由司机控制操作。设有六盏指示灯，指示电梯该时刻的运行方向和所在楼层。

一楼 二楼 三楼 四楼

轿厢内设置了开关门按钮，用于手动开关门。来了乘客的安全，开关门按钮只在电梯平层停靠进行服务的情况下才有效。开门按钮同时也做安全触板用。设有照明和风扇开关按钮，控制照明灯和风扇的开与关（带有指示灯，以起提示作用）。设有手动上、下行控制按钮，以供司机工作状态下使用（带有指示灯以起警示作用）。设置三个内选按钮，对应着各楼层，以便乘客选取自己的目的层。当某一内选按钮被按下时，它将保持到到达目的层后才消失（带有指示灯）。设有优先服务设置按钮，以供管理人员进行优先服务设定（带有指示灯）。设有工作方式选择开关，用以选择电梯的工作方式是自动、司机还是检修。设有七盏指示灯，其中三盏是与各楼层相对应的，用以指示电梯所在的位置，两盏是电梯运行方向指示灯，用以指示电梯的运行方向。另一盏是当电梯超载和出现故障时用来报警的报警指示灯。
5.5 I/O分配表：
输入I/O分配表

输入地址
外部名称
输入地址
外部名称
X0
一楼上行外呼
X20
相序更正
X1
二楼上行外呼
X21
优先服务总按钮
X2
二楼下行外呼
X22
一楼优先按钮
X3
三楼上行外呼
X23
二楼优先按钮
X4
三楼下行外呼
X24
三楼优先按钮
X5
四楼下行外呼
X25
四楼优先按钮
X6
一楼内选
X26
手动上行
X7
二楼内选
X27
手动下行
X10
三楼内选
X30
手动开门
X11
四楼内选
X31
手动关门
X12
一楼平层显示
X32
手动、自动、检修的转换开关
X13
二楼平层显示
X33

X14
三楼平层显示

X15
四楼平层显示
X35
上下极限限位
X16
1.6m换速信号
X36
保护安全信号
X17
开/关门到位
X37
基站

输出I/O分配表

输出I/O地址
外设名称
输出I/O地址
外设名称
Y0
一楼平层信号显示
Y12
开门输出
Y1
二楼平层信号显示
Y13
关门输出
Y2
三楼平层信号显示
Y14
上行显示输出
Y3
四楼平层信号显示
Y15
下行显示输出
Y4
上行信号输出
Y20
开/关门故障输出
Y5
下行信号输出
Y21
安全信号输出
Y6
电梯高速启动
Y22
上/下行故障输出
Y7
电梯高速运行
Y24
报警鸣笛输出
Y10
电梯减速运行
Y30
PLC电源控制
Y11
电梯进入爬行状态

5.6 元器件清单
5.6.1 主电路元器件清单：

代号
名称
型号
图中代号
数量
1
低压断路器
DZ20Y-200
QS
1
2
熔断器
RL1-60/50
FU1-FU3 FU7-FU9
6
3
熔断器
RL1-15/4
FU4-FU6
3
4
熔断器
RL1-15/6
FU12
1
5
交流接触器
CJ10-40
KM1，KM2 KM5-KM10
8
6
交流接触器
CJ10-5
KM3，KM4
2
7
热熔断电器
JR16—60/3
FR1，FR2
2
8
交流双速电机
YTDT225M1-4/16
M1
1
9
门电机
YDF-211
M2
1
10
控制变压器
BK-300380/220-6.3-36
TC
1
11
启动电阻
RX—5000—1.8
R4—R6
3

5.6.2 控制电路图元器件清单

代号
名称
型号
图中代号
数量
1
按钮
LA19-11A/D
SB1-SB14
13
2
行程开关
JLXK1-311
SQ1-SQ9
9
3
钥匙开关
LA18-22Y
SB13
1
4
转换开关
LW12-16D
SA
1
5
热继电器
JR16/60
FR
1
6
相序继电器
LA19-11A/D
KA1
1
7
交流接触器
CJ10-40
KM1-KM10
10
8
指示灯
AD1-16/10
HL1-HL9
33
9
报警器
DDJ1
HA
1
10
交流接触器
CJ10—40
KM5，KM6
2
11
电阻
50Ω，1W
R1-R8
8
12
电容
0.47ﬠF,500V
C1-C8
8

5.7 PLC控制电路图
绘制控制电路图如下：
PLC控制电路图
5.8 元器件参数计算及元器件的选择
1) 电动机的选择
(1) 主电机
功率：　　由式P＝（1-K）×Q×V/102η　计算
式中： K为电梯的平衡系数（0.45-0.5）
Q为电梯的负载重量
V为电梯的运行速度
η为电梯的效率
在本设计中：K取0.5 Q取1000kg V取1m/s η取0.75
所以 P=0.5×1000×1/102×0.75
=6.54（KW）
选用YTDT225M1－4/16电梯用交流异步电动机。YTDT交流异步电动机为强迫通风型鼠笼式异步电动机。具有振动小、噪声低、运行平稳等特点。YTDT225M1－4/16的技术参数如下：
型号
高速时数据
低速时数据

功率（KW）
电压（V）
电流（A）
转差率（%）
堵转转矩倍数
堵转电流倍数
转差率（%）
YTDT225M1－4/16
7.5
380
23
8-12
1.6
1.5
13-20
满足要求。
2）门电机
PN=0.125KW,额定电压为UN=380V，额定电流IN=0.32A。
应选用YDF-211型
YDF-211的技术参数如下：
型号
额定功率（KW）
额定电流（A）
额定转速（r/min）
堵转电流/额定电流
堵转转矩/额定转矩
最大转矩/额定转矩
转动惯量（Kg•m2）
噪声dB(A)
YDF-2111
0.18
1.3
1360
7.0
3.0
2.8
0.00169
70