基于PLC的电梯控制系统软件设计.docx

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基于PLC的电梯控制系统软件设计

摘要

随着现代经济和城市生活的发展，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具，电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著。

传统继电器电梯控制系统，由于继电器本身的机械和电磁惯性大，大大降低了电梯系统的可靠性和安全性。

为了保证电梯运行既高效节能又安全可靠，必须改进电梯控制方式。

根据顺序逻辑控制的需要发展起来的可编程控制器（PLC），它是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。

PLC处理速度快，可靠性高，能够保证电梯正常、安全、可靠地运行。

同时，由于电机交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式己由原来直流调速逐渐过渡到了变频调速，不仅能满足乘客的舒适感和保证平稳的精度，还可以降低能耗，节约能源，减小运行费用。

本文将基于PLC的变频调速方法应用到电梯系统中，并对此方法进行研究。

首先，分别阐述了电梯继电器控制和PLC控制的特点，突出讲述继电器电梯控制系统暴露的缺点以及PLC电梯控制系统所具有的优点，并对电梯的变频调速控制进行了介绍。

其次，在阅读了大量国内外相关文件资料的基础上，对电梯技术和电梯设备的发展进行了综述。

然后，介绍了变频器类型以及参数设计的相关知识；同时介绍了PLC选

型原则以及PLC控制系统的设计思路；在此基础上，根据电梯系统自身的工作状态要求，进行电梯系统的PLC软件开发，通过软件开发的特点，结合PLC自身的控制规律，设计出可实现一定功能的PLC电梯控制系统。

最后的模拟调试结果表明，基于PLC的变频调速电梯系统运行效率高，系统安全可靠性强，并且系统构造简单易于实现，满足了对电梯系统期望的要求。

关键词：

电梯，可编程控制器，变频调速，旋转编码器

Abstract

Alongwiththedevelopmentofmoderneconomyandcitylife,theelevatorhasbecomeaessentialwalkingtoolforpeopleindailylife,andtheperformanceofelevatorsobviouslyinfluencespeople'lives.ThetraditionalelevatorsystembasedonrelaylargelydecreaseshereliabilityandsecuritysincethemechanicalandelectromagneticinertiaofrelayisbigInordertoensuretheefficiencyandreliablesecurities,thecontrolmethodofelevatormustbechanged.Theprogrammablelogiccontroller（PLC）,whichdevelopsbasedonsequencelogicalcontrol,isdigitaloperationelectronicdevicespecializedintheindustrialapplicationenvironment.PLCpossessesfastprocessspeedandhighreliability.Therefore,PLCcanbeabletoensuretheelevatorrunnormally,securelyandreliably.Inaddition.ThedrivemethodofelevatorshasreplacedtheDCvelocitymodulationwithfrequencycontrolduetothedevelopmentofACfrequencycontrolofmotors.Thefrequencycontrolnotonlysatisfiesthecomfortsenseofpassengersandensuresthestableprecision,butalsodecreasesthelossofpower,savesresourcesandreducesexpenses.ThefrequencycontrolmethodbasedonPLCisappliedtotheelevatorsystemandfurtherresearched.

Firstly,theessayrespectivelypresentsthecharacteristicsoftheelevatorsystembasedonrelaycontrolandPLCcontrol,speciallyformulatesthedefectsexposedfromrelaycontrolsystemandtheadvantagesofPLCcontrolsystem,introducesthefrequencycontrolofelevators.Secondly,basedonreadingmanydomesticandinternationalrelativeliteratures.Thedevelopmentofelevatortechniquesandelevatordevicesisoverviewed.Andthen,therelativeknowledgeoffrequency^converterisintroduced;theprincipleofPLCmodelelectionanddesignschemeofPLCcontrolsystemareintroducedaswell.Onthebasisofthese,thePLCsoftwareofelevatorsystemisdevelopedaccordingtotheworkingstatesdemandsoftheelevator.AelevatorsystembasedonPLCcontrolisdesignedthroughcombiningthecharacteristicsofsoftwaredevelopmentandtherulesofPLCcontrol.Finally,theanalogexaminationshowstheelevatorfrequencycontrolbasedonPLCpossesse^nighoperationalefficiencyandstrongsystemsecurity.Thesystemstructureissimpleandeasilyrealized,andsatisfiesthedemandsoftheelevatorsystemexpected.

Keywords:

Elevator,ProgrammableLogicControl（PLC）,FrequencyConversion&VelocityAdjustment,RevolvingEncoder

摘要I

AbstractII

1绪论1

1.1电梯控制系统的发展及特点1

1.1.1交流曳引电梯调速方式的发展1

1.2了解可编程控制器（PLC）及其在电梯控制中的应用2

1.2.1PLC的特点2

1.2.2PLC控制电梯的优点3

1.2.3电梯变频调速控制的特点4

1.3课题的来源4

1.4课题的主要研究内容5

2电梯设备与电梯发展动态6

2.1电梯的出现6

2.2电梯设备简介6

2.2.1电梯的分类6

2.2.2电梯的主要参数6

2.2.3电梯的安全保护装置7

2.3电梯的发展概况8

2.3.1电梯技术发展概况8

2.3.2电梯发展展望9

3调速变频器类型选择及其设计参数10

3.1变频器的分类及选择10

3.1.1变频器的分类10

3.1.2变频器的类型选择10

3.1.3变频器的规格选择10

3.1.4选择的变频器应满足的条件10

3.2通用变频器简介及选择11

3.2.1通用变频器简介11

3.2.2VS—616G5型通用变频器12

323VS-616G5型通用变频器电梯调速系统14

324变频器结构及参数设计14

4PLC的选择及其控制系统的硬件开发16

4.1电力调速系统的应用与发展16

4.2电机调速系统的设计16

4.3异步电机的调速方法及经济技术比较17

4.4井道信号系统的设计20

4.5电梯控制系统的设计20

4.6可编程控制器（pic）的选型21

4.7设计思路21

4.7.1电梯控制系统实现的功能21

4.7.2点数的分配及机型的选择22

5系统软件开发25

5.1电梯的自检状态25

5.2电梯的正常工作状态25

5.3系统的软件开发过程25

5.3.1开关门环节25

5.3.2电梯初始化环节26

5.3.3停层信号的登记与消除环节26

5.3.4外呼信号的登记与消除环节26

5.3.5电梯的定向环节26

5.3.6、电梯的上升与下降27

5.3.7层楼位置指示27

5.3.8616G5参数设置28

5.4程序框图设计28

致谢30

参考文献31

附录A电梯梯形图控制程序32

1绪论

从19世纪50年代美国人OTIS发明出真正意义上的电梯以来，电梯控制技术就越来越显示出其重要性。

随着我国经济的高速发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。

而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。

传统的电梯曳引电动机采用接触器来实现电动机工作状态的改变，双速异步电动机在定子回路中串电抗与电阻来实现电动机的调速，这满足不了乘客的舒适感；另外，传统的电梯控制系统由继电器控制逻辑组成，存在着电气元件多、功能弱、电气故障频繁，可靠性差和工作寿命短等缺陷。

可编程控制器（PLC:

ProgrammableLogicController）是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。

鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。

同时，由于电机交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速，不仅能满足乘客的舒适感和保证平层的精度，还可以降低能耗，节约能源，减小运行费用。

因此，PLC控制技术加变频调速已成为

现代电梯行列的一个热点。

1.1电梯控制系统的发展及特点

1.1.1交流曳引电梯调速方式的发展

交流电梯与交流电机的发展紧密相连，至今已有三十多年的发展历史，经历了由简单到复杂、由低级到高级的发展历程，大致可以划分为三个阶段：

第一个阶段是70年代，其主要标志是交流双速电梯，它采用改变牵引电机极对数来实现调速。

电机通常采用两种或两种以上不同极对数的绕组制成，其中极数少的绕组称为高速绕组，用于电梯