机电一体化毕业设计(论文)-电梯的PLC控制-精品Word下载.doc

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在电梯升降过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对升降的控制。

本文介绍了电梯的发展以及PLC在电梯控制中的应用。

具体的阐述了利用PLC技术对电梯进行速度的控制以及用PLC控制变频调速实现电流、速度双闭环的基础上，在不增加硬件设备的条件下，实现电流、速度、位移三环控制。

关键字：

PLC；

电梯；

变频器

目录

摘要 I

关键字 I

前言 1

1概述 2

1.1PLC的概述 2

1.1.1PLC的基本概念 2

1.1.2PLC的特点 2

1.1.3PLC的分类 3

1.2电梯的发展、分类 3

1.2.1电梯的定义及现状 3

1.2.2电梯的分类 4

1.2.3电梯的基本结构 4

1.2.4电梯定性分析 8

2变频技术在电梯控制中的应用 8

2.1 

变频拖动系统 8

2.2变频电梯系统运行原理 9

2.3电梯拖动调速系统 10

3PLC电梯控制系统的组成 12

3.1可编程序逻辑控制器（PLC） 12

3.2输入、输出部分 13

3.3电梯控制过程 13

4PLC电梯位移控制应用 13

4.1硬件电路 13

4.1.1主电路 14

4.1.2PLC控制电路 14

4.1.3电流、速度双闭环电路 15

4.1.4位移控制电路 15

4.2程序设计 15

4.2.1楼层计数 16

4.2.2快速换速及原理 16

4.2.3门区信号 18

4.2.4脉冲信号故障检测 18

5FX2N系列PLC在电梯变频调速控制系统中的应用 19

5.1系统总体构成 19

5.2电梯驱动系统介绍 19

5.3控制系统介绍 20

5.3.1硬件系统组成 20

5.3.2软件部分说明 21

5.4电梯逻辑控制系统 24

5.5控制系统特点 24

结论 26

谢词 27

参考文献 28

附录 29

IV

28

前言

可编程序控制器，简称PLC。

它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的一种新型工业控制设备。

具有可靠性高、抗干扰能力强；

设计、安装容易，维护工作量少；

功能强、通用性好、开发周期短，成功率高；

体积小，重量轻，功耗低等特点。

已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。

与继电——接触器系统相比系统更加可靠；

占位空间比继电——接触器控制系统小；

价格上能与继电——接触器控制系统竞争；

易于在现场变更程序；

便于使用、维护、维修；

能直接推动电磁阀、接触器与之相当的执行机构；

能向中央执行机构、中央数据处理系统直接传输数据等。

因此，进行电梯的PLC控制系统的设计，可以推动电梯行业的发展，扩大PLC在自动化控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。

随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，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。

目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、微型计算机控制和PLC控制三种。

从控制方式和性能上来说，这三种方法并没有太大的区别，国内外厂家大多选择第三种方式，其原因在于如果生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；

传统的继电器控制系统其主要缺点是触点多，故障率高，可靠性差，维修工作量大等；

而PLC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作；

又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等，实际上是PLC系统内存工作单元，既无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，可靠性高，程序设计方便灵活，研制周期短，因此，它比继电器控制和微机控制有着更明显的优越性，运行寿命更长，工作更安全可靠，自动化水平更高。

1概述

1.1PLC的概述

1.1.1PLC的基本概念

可编程序控制器是在继电器控制技术和计算机控制技术的基础上发展起来的一种新型工业自动控制设备。

它以微处理器为核心，集自动化技术、计算机技术、通信技术为一体，目前被广泛应用于自动化控制的各个领域中。

国际电工委员会（IEC）颁布的可编程控制器标准草案中对可编程序控制器作了如下的定义：

“可编程序控制器是一中数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

他采用可编程序的存储器，在其内部存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程序控制器及有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

”

事实上，PLC就是配置了输入/输出模块的工控计算机。

1.1.2PLC的特点

可编程控制器是面向用户的专业工业控制计算机，具有许多明显特点。

（1）可靠性高

由于制造PLC时在硬件和软件两个方面采用了一系列抗干扰措施，如评比、滤波、隔离、故障诊断等，使PLC具有很强的抗干扰能力，其平均无故障运行时间可达到5万~10万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。

（2）编程简单

PLC是面向工控现场设计的，考虑到大多数电气工程技术人员熟悉电气控制电路的特点，他经常采用的是一种面向控制过程的梯形图语言，梯形图语言与继电器原理图相类似，具有形象直观，易学易懂的优点，熟悉电气原理图的工程技术人员只需要几天的时间就可熟悉梯形图的语言

（3）使用方便

使用PLC时只需进行和输入、输出接口相关的少量电气接线，当控制要求发生改变时梯形图程序修改非常容易。

PLC的功能强大，目前的PLC一般优游逻辑控制、定时控制、计数控制、步进控制、数据处理等基本功能，有的PLC还有A/D、D/A转换，通信联网的功能。

1.1.3PLC的分类

PLC通常可按输入/输出点数多少及结构特征两种方法分类。

按输入/输出点数多少PLC可分为微型、小型、中型及大型机。

微型PLC输入/输出点数小于128点，以上两种机型通常为低档PLC；

中型PLC输入/输出点数为128～512点；

大型PLC输入/输出点数在512点以上。

按结构特征PLC可人整体式、模块式、整体模块混合式三种类型。

整体PLC一般都是小型或微型机，集中CPU、输入/输出单元、电源、通信接口等部件都集成到一个机壳内。

模块式PLC是将CPU、输入/输出单元、电源、通信接口等分别制成模块，在应用中可以按照需要进行模块组装，大、中型PLC一般都是模块式结构，整体模块混合式PLC将CPU、电源模块、通信模块及一定数量的输入/输出单元集成到一个机壳内，当其中的输入/输出模块不够使用时再进行模块扩展。

1.2电梯的发展、分类

1.2.1电梯的定义及现状

随着现代化城市高速发展，为建筑物内提供上下交通运输的电梯工业也迅速发展起来。

电梯不仅是生产运输的主要设备，更是人们生活和工作中必备的交通工具。

和汽车一样，电梯已成为人们频繁使用的交通运输设备。

在高层建筑中，电梯的作用在一定程度上比建筑物本身更为重要，设计上稍有疏忽，就很容易降低建筑物的使用功能，或造成垂直交通拥挤。

因此，在现代建筑物中，电梯和扶梯的设计、使用和监控管理有着举足轻重的地位。

电梯的安装、使用和控制方式的好坏，直接影响着整个建筑的使用效率。

生活中，人们经常在使用电梯和自动扶梯，而很多人对电梯和自动扶梯没有正确的概念，甚至将电梯和自动扶梯都称为电梯。

这是不对的，那究竟什么是电梯，什么是自动扶梯呢？

正确的定义如下：

电梯——服务于规定楼层的固定式升降设备。

它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°

的刚性导轨之间。

轿厢尺寸与结构型式便于乘客出入或装卸货物。

自动扶梯——带有循环运行梯级，用于向上或向下倾斜送乘客的固定电力驱动设备。

自动人行道——带有循环运行（板式或带式）走道，用于水平或倾斜不大于12°

输送乘客的固定电力驱动设备。

由此可见，自动扶梯和自动人行道是电梯家族的一个分支或近亲，但不同与电梯。

1.2.2电梯的分类

电梯的分类有多种方式，可按以下几种形式分类。

（1）按用途分类：

乘客电梯（客梯）、载货电梯（货梯）、客货两用梯、住宅电梯、杂物梯（服务电梯）、病床电梯、特种电梯。

（2）按速度分类：

低速电梯、快速电梯、高速电梯、超高速电梯。

（3）按驱动方式分类：

交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条式电梯。

（4）按有无减速器分类：

有减速器的电梯、无减速器的电梯。

（5）按曳引机房的位置分类：

机房位于井道上部的电梯、机房位于井道下部分的无机房电梯。

（6）按控制方式分类：

轿内手柄开关控制的电梯、轿内按钮控制的电梯、轿内或外按钮控制的电梯、信号控制的电梯、集选控制的电梯、2台或3台并联控制的电梯、梯群控制的电梯。

（7）按拖动形式分类：

交流异步单速电动机拖动的电梯、交流异步双速电动机变极调速拖动的电梯、交流异步双绕组双速电动机调压调速拖动电的电梯、交流异步单速电动机调频调压调速拖动的电梯、直流电动机调压调速拖动的电梯。

1.2.3电梯的基本结构

曳引式电梯是垂直交通运输工具中使用最普遍的一种电梯，现将其基本结构介绍如下。

（1） 

曳引系统

　　曳引系统由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮及反绳轮等组成。

　　曳引机由电动机、联轴器、制动器、减速箱、机座、曳引轮等组成，它是电梯的动力源。

　　曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重（或者两端固定在机房上），依靠钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力来驱动轿厢升降。

　　导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距，采用复绕型时还可增加曳引能力。

导向轮安装在曳引机架上或承重梁上。

　　当钢丝绳的绕绳比大于1时，在轿厢顶和对重架上应增设反绳轮。

反绳轮的个数可以是1个、2个甚至3个，这与曳引比有关。

（2） 

导向系统

　　导向系统由导轨、导靴和导轨架等组成。

它的作用是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。

　　导轨固定在导轨架上，导轨架是承重导轨的组件，与井道壁联接。

　　导靴装在轿厢和对重架上，与导轨配合，强制轿厢和对重的运动服从于导轨的直立方向。

（3） 

门系统

　　门系统由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成。

　　轿厢门设在轿厢入口，由门扇、门导轨架、门靴和门刀等组成。

　　层门设在层站入口，由门扇、门导轨架、门靴、门锁装置及应急开锁装置组成。

开门机设在轿厢上，是轿厢门和层门启闭的动力源。