电梯PLC控制系统设计[毕业论文]

机械电子论文：电梯PLC控制系统设计含毕业论文

电梯PLC控制系统设计[毕业论文]

摘 要

本文介绍一种电梯PLC控制系统。电梯是垂直方向的运输设备，是高层建筑中不可缺少的交通运输设备。它靠电力，拖动一个可以载人或物的轿厢，在建筑的井道内导轨上做垂直升降运动，在人们生活中起着举足轻重的作用。而控制电梯运行的PLC系统也要求越来越高，要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。本机控制单元采用以三菱公司的可编程控制器PLC对机器进行全过程控制。

整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。

关键词： PLC控制系统 电梯 逻辑控制电路 变频器

Abstract

This text introduces the control system of a kind of elevator PLC.The elevator is perpendicular directional of the conveyance equipments be indispensable in the high building of transportation equipments.It depends electric power, dragging along to move a car that can carry person or thing and lead a track in the building of the well way up do perpendicularity to ascend and descend sport, there is prominent function in the people's life.And the control elevator circulate of the PLC system also has more and more high request, request to attain the movement purpose of "steady, quasi-, quick" of elevator movement.That system mainly from PLC, logic control the electric circuit constitute.Include an exchanges difference to tread electric motor among them, after the electric appliances, get in touch with a machine, route of travel switch and press button, give out light the indicator constitute and transducer for the control system of integral whole.The this machine control unit adoption carries on whole process a control to the machine by the programmable controller PLC of Mitsubishi company.

The whole system passes PLC, logic control the electric circuit is to the rise and fall of elevator;Add, decelerate;Even layer;Start, make to move a control.Its structure is simple and circulate an efficiency, even layer accuracy, be easy to comprehension and control.

Key Words: The PLC controls system elevator The logic controls electric circuit transducer

目　　录

论 文 摘 要 1
关键词： 1
ABSTRACT 2
KEY WORDS: 2
目　　录 3
前言 5
第一章 总体设计方案 6
1.1 总体方案的确定 6
1.2 电梯PLC控制系统的构建 7
1.3 可行性论证 9
1.4 设计的整体布局及其选型 10
第二章 可编程序控制器的结构与工作原理 12
2.1 PLC的体系结构 12
2.2 可编程序控制器的基本结构 12
2.3 开关量I/O模块 14
2.3.1 输入模块 14
2.3.2 输出模块 15
2.4 可编程序控制器的工作原理 15
2.4.1 可编程序控制器的工作原理 16
2.4.2 扫描周期 16
2.5 PLC的选型 17
2.5.1 输入输出（I/O）点数的估算 17
2.5.2 存储器容量的估算 18
2.5.3 控制功能的选择 18
2.5.4 机型的选择 19
2.6 FX2N可编程序控制器简介 21
2.7 PLC控制程序设计 21
2.7.1 PLC控制系统的设计基本原则 21
2.7.2 PLC编程步骤 21
2.7.3 PLC提供的编程语言 21
第三章 电梯的发展、分类、规格参数及组成 23
3.1 概述 23
3.1.1 电梯产品的录属关系和在人民物质生活中的作用 23
3.1.2 电梯产品发展简史 23
3.1.3 电梯的运行工作情况 23
3.2 电梯的分类 25
3.2.1 按用途分类 25
3.2.2 按速度分类 25
3.2.3 按曳引电动机的供电电源分类 25
3.2.4 按有、无蜗轮减速器分类 26
3.2.5 按驱动方式分类 26
3.2.6 按控制方式分类 26
3.2.7 按拖动方式分类 26
3.3 电梯的主要参数及规格尺寸 26
3.3.1 电梯的主要参数 26
3.3.2 我国有关标准对电梯主要参数和规格尺寸的规定 27
3.4 电梯的组成部件 27
第四章 电梯的电气控制系统 30
4.1 概述 30
4.2 电梯电气控制系统中的主要电器部件 30
4.3 电梯自动控制系统中的各主要控制环节及结构原理 33
4.3.1 各类电梯安全可靠运行的充分与必要条件 33
4.3.2 电梯自动开关门的控制环节 33
4.3.3 电梯的方向控制环节 34
4.3.4 发生制动减速信号的控制环节 38
4.3.5 主驱动控制环节 40
4.3.6 电梯的安全保护环节 40
4.4 电梯的内外召唤指令的登记与消除 43
4.4.1 召唤指令信号登记记忆线路的原理说明 44
4.4.2 轿内信号的登记、记忆与消除 45
4.4.3 层外召唤信号的登记记忆与消除 46
4.5 电梯的信号指示系统 47
4.5.1 数码显示的层楼指示灯 47
4.5.2 运行方向灯、轿内指令及厅外召唤信号灯 47
4.5.3 超载信号指示灯及音响 48
4.6 电梯的消防控制系统 49
4.6.1 电梯控制系统中适应消防控制的几个基本要求 49
4.6.2 消防控制系统的类型及工作原理 50
4.7 交流信号控制电梯线路原理说明 51
4.7.1 概况 51
4.7.2 电梯投入使用和撤出使用 51
4.7.3 自动开关门 51
4.7.4 电梯的启动，加速和满速运行，制动减速，停车和开门 52
4.7.5 指令信号登记，记忆和消除 53
4.7.6 电梯的安全保护 53
第五章 结 论 54
第六章 致 谢 55
参 考 文 献 56
附录一 I/O分配表 57
附录二 交流双速电梯线路图元件代号说明 58

前言

随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳 定可靠等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。
电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。为满足和提高人们的生活质量，电梯的智能化、自动化技术迅速发展。特别是随着计算机网络技术、微电子和电力电子技术的飞速发展，现代电梯的技术含量日益提高。在改善电梯性能的同时，对电梯的设计、管理和维护人员提出了更高的要求。

第一章 总体设计方案

载PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。

1.1 总体方案的确定

目前，电梯行业在我国迅速的发展，在一定程度上占有很大的市场。而在今天选择控制电梯运动的设备已经从传统的继电器—接触器转变成可编程序控制器（PLC）。

可编程序控制器（PLC）与其他计算机控制相比较：

个人计算机有很强的数据处理功能和图形显示功能，有丰富的软件支持，但是它们是为办公室自动化和家庭设计的，对环境要求很高，抗干扰能力不强，一般不适合在工业现场使用。

单片机只是一片集成电路，不能直接将它与外部I/O信号相连。要将它用于工业控制，还要附加一些配套的集成电路和I/O接口电路，硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大，要求设计者具有很强的计算机领域的理论知识和实践经验。

工业控制计算机（简称工控机）也是为工业控制设计的，目前比较流行的是PC总线工控机，它与个人计算机兼容。工控机采用总线式结构，各厂家产品的兼