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PLC电梯控制系统毕业论文

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前言………………………………………………………………2

第一章电梯的简介……………………………………………4

电梯的起源与发展………………………………………………………4

电梯的分类………………………………………………………………5

电梯的工作原理…………………………………………………………6

第二章PLC的简介………………………………………………7

PLC的定义………………………………………………………………8

PLC的基本结构和组成…………………………………………………8

PLC的工作原理………………………………………………………11

PLC的特点………………………………………………………………12

PLC系统的发展趋势……………………………………………………12

第三章PLC电梯控制系统………………………………………13

PLC电梯控制的基本概念………………………………………………13

电梯控制系统特性………………………………………………………13

PLC控制电梯的优点……………………………………………………14

PLC电梯控制系统实现的功能…………………………………………14

电梯控制主程序流程图和楼层显示程序图……………………………15

第四章PLC电梯控制系统的设计方案…………………………17

PLC控制系统基本方案……………………………………………………17

PLC电梯控制系统设计方向……………………………………………18

第五章PLC电梯控制系统设计…………………………………23

硬件接线图………………………………………………………………23

控制逻辑流程图…………………………………………………………25

I/O点的分配……………………………………………………………26

硬件系统调试……………………………………………………………27

软件系统调试……………………………………………………………27

程序梯形图………………………………………………………………27

程序说明…………………………………………………………………33

总结………………………………………………………………37

参考文献……………………………………………………………38

第一章电梯的简介

一、电梯的起源与发展

1、电梯的起源

现代社会中，电梯已经成为不可短少的运输设备。

电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。

多层厂房和多层仓库需要有货梯；高层住宅需要有住宅梯；百货大楼和宾馆需要有客梯，自动扶梯等。

在现代社会，电梯已像汽车、轮船一样，成为人类不可缺少的交通运输工具。

电梯在汉语词典中的解释为：

建筑物中用电作动力的升降机，代替步行上下的楼梯。

说到电梯的起源要从公元2600年埃及人在建造金字塔时使用了最原始的提升系统说起，但这一类起重机的能源均为人力。

到了1203年，法国的二修道院安装了一台起重机，有所不同的是该机器是利用驴作为动力，载荷由绕在一个大滚筒上的绳子进行起吊。

此种方法一直沿用到近代直到瓦特发明了蒸汽机，约在1800年，煤矿主才能利用起重机把矿井中的煤输送上来。

数百年来人们制造过各种类型的升降机，它们都具有一个共同的缺陷：

只要起吊绳突然断裂，升降机便急速地坠落到底层。

1854年奥迪斯设计了一种制动器：

在升降机的平台顶部安装一个货车用的弹簧及一个制动杆与升降梯井道两侧的导轨相连接，起吊绳与货车弹簧连接，这样仅是起重平台的重量就足以拉开弹簧，避免与制动杆接触。

如果绳子断裂，货车弹簧会将拉力减弱，两端立刻与制动杆咬合，即可将平台牢固地原地固定，免了继续下坠。

这样，第一台“安全”升降梯就产生了，然而真正能够称为电梯的产品应该是在20世纪初才出现。

2、电梯技术的发展

（1）电梯的速度要求越来越快，告诉，超高速电梯的数量越来越多。

（2）电梯的拖动技术有了圈套的发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。

逐步被交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到越来越广泛的应用。

交流拖动电梯更是得到迅速发展。

（3）电梯的逻辑控制已从过去简单的继电器-接触器控制发展为可编程序控制（PLC）和计算机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大的提高。

（4）电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用计算机控制技术，不断满足用户的使用功能要求。

如停车操作、消防员专用等。

（5）智能群控制管理得到广泛的运用。

（6）机械传动方面，由于国际上机械加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛，已使电梯的传动形式多样化。

二、电梯的分类

1.按用途分类

（1）乘客电梯：

为运送乘客而设计的电梯。

主用与宾馆，饭店，办公楼，大型商店等客流量大的场合。

这类电梯为了提高运送效率，其运行速度比较快，自动化程度比较高。

轿厢的尺寸和结构形式多为宽度大于深度，使乘客能畅通地进出。

而且安全设施齐全，装潢美观。

（2）载货电梯：

为运送货物而设计的并通常有人伴随的电梯。

主要用于两层楼以上的车间和各类仓库等场合。

这类电梯装潢不太讲究自动化程度和速度一般比较低。

而载重量和轿厢尺寸的变化围则比较大。

（3）住宅电梯：

为提供住宅楼使用设计的电梯，一般采用下集选控制方式允许残疾人的轮椅，童车及家具等乘坐。

（4）杂物电梯：

供图书馆，办公楼，饭店等运送图书，文件，食品等物品。

但不允许人员进入电梯。

此种电梯结构简单，操纵按钮在厅门外侧，无乘人必备的安全装置。

（5）船用电梯：

固定安装在船舶上为乘客和船员或其他人员使用的电梯。

船用电梯速度应小于或等于1M/S。

能在船舶摇晃中工作。

（6）汽车用电梯：

用于垂直运输各种车辆。

这种电梯的轿厢面积比较大结构牢固，梯速不大于1M/S。

有时无轿厢顶，其特点是大轿厢，大载重量。

常用与立体停车场及汽车库等场所。

（7）观光电梯：

观光电梯是一种供乘客观光用的，轿厢透明的电梯。

一般安装在高大建筑物的外壁供乘客观光建筑物的周围外景。

（8）病床电梯：

病床电梯是为医院运送病床而设计的电梯。

其特点是轿厢窄而宽，常要求前后贯通开门。

（9）消防梯：

火警情况下能适应消防员专用的电梯，非火警情况下可作为一般客梯或货梯使用。

消防梯轿厢的有效面积应不小于1.4M2。

额定载重量不得低于630kg。

庭门口宽度不得少于0.8M，并要求以额定速度从最低一个停站直驶运行到最高一个停站（中间不停层）的运行速度时间不得超过60s。

（10）建筑施工电梯：

建筑施工电梯指建筑施工与维修用的电梯。

（11）扶梯：

这类电梯装于商业大厦，火车站，飞机场。

供运送顾客或乘客上下楼用。

（12）自动人行道（自动步梯）：

用于档次要求很高的国际机场，火车站。

（13）特速电梯：

除上述常用几种电梯外，还有为特殊环境，特殊条件，特殊要求而设计的电梯。

如防爆电梯，防腐电梯等。

2.按驱动系统分类

交流电梯，牵引电动机是交流异步电动机的有以下四类：

（1）交流单速电梯：

牵引电机为交流单速异步电动机，梯速V≤0.4M/S。

例如用于杂物梯等。

（2）交流双速电梯：

牵引电机为电梯专用的变极对数的交流异步电动机，梯速V≤1M/S，提升高度h≤50M。

（3）交流调速电梯：

牵引电梯为电梯专用的单速或多速交流异步电机，而电动机的驱动控制系统在电梯的起动加速-稳速-制动减速（或仅是制动减速）的过程中采用调压调速或涡流制动器调速或变频变压调速的方式，梯速V≤2M/S，提升高度h≤50M。

（4）交流高速电梯：

牵引电机为电梯专用的低转速的交流异步电动机。

其驱动控制系统为变频变压加矢量的VVVF系统。

其梯速V﹥2M/S，一般提升高度h≤120M。

直流电梯，牵引电动机是电梯专用直流电动机有以下两类：

（1）直流快速电梯：

牵引电动机给减速箱后驱动电梯，梯速V≤2.0M/S。

现在由直流发电机供电给直流电动机的一个直流快速电梯已被淘汰，今后若有直流快速电梯的话。

将由晶闸管供电的直流快速电梯。

一般提升高度h≤50M。

（2）直流高速电梯：

牵引电动机为电梯专用的低转速直流电动机。

电动机获得供电的方式是支流发电机组供电的，或是晶闸管供电的两种形式，其梯速V>2.0M/S，一般的提升高度h≤120m。

液压电梯，电梯的升降是依靠液压传动的有以下两类：

（1）柱塞直顶式：

液压缸柱塞直接支撑在轿厢底部。

通过柱塞的升降而使轿厢升降的液压提。

梯速V≤1M/S，一般提升高度h≤20M。

（2）柱塞侧顶式：

（俗称”背包式”）油缸柱塞设置于轿厢两侧，通过柱塞升降使轿厢升降的液压梯，梯速V≤0.63。

一般提升高度h≤15M。

三、电梯的工作原理

当曳引机组的曳引轮旋转时，依靠嵌在曳引轮槽中的钢丝绳与曳引槽之间的摩擦力，驱动钢丝绳来升降轿厢，曳引钢丝绳一端挂着轿厢，另一端悬挂对重，产生拉力分别为S1和S2。

当S1和S2的差值等于或小于绳槽之间摩擦力时，电梯正常运行，绳槽之间无打滑现象。

具体图形如图1所示：

图1电梯的工作原理

第二章PLC的简介

一、PLC的定义

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专业在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的存储器，用于其部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，技术与算术操作等方面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而而设计制造的计算机。

它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。

但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。

二、PLC的基本结构和组成

1、PLC的结构图如下所示：

图2PLC的结构图

（1）中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢，在系统监控程序的控制下工作，承担着将外部输入信号的状态写入输入映像寄存器区域，然后将接过送到输出映像寄存器区域。

（2）存储器由只读存储器ROM和随机存储器RAM两大部分组成，存放系统软件的存储器称为系统程序的存储器ROM，存放应用软件或中间运行数据的存储器称为用户程序存储器RAM。

（3）基本I/O接口电路

A.PLC部输入电路作用是将PLC外部电路提供的、符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光耦电路送到PLC部电路。

B．PLC输出电路用来将CPU运算的结果换成一定形式的功率输出，驱动被控负载。

（4）接口电路：

PLC接口电路分为I/O扩展接口电路和外设通信接口电路两大类。

A.I/O扩展接口电路用于连接I/O扩展单元，可以用来扩充开关量I/O点数和增加模拟量的I/O端子。

I/O扩展接口电路采用并行接口和串行接口两种电路形式。

B．外设通信接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器，并能组成PLC的控制网络。

（5）电源：

PLC部配有一个专用开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC部电路需要的工作电源（5V直流）。

2.PLC控制系统的组成

PLC控制系统像一般的计算机控制系统一样，也是由硬件和软件两个部分组成的，硬件是指PLC本身及其外围设备，软件是指管理PLC的系统软件，PLC的应用程序，编程语言和编程支持工具软件。

图3PLC控制系统的组成

PLC控制系统的软件主要是系统软件，应用软件，编程语言及编程支持工具软件几个部分组成。

PLC系统软件是PLC工作所必须的软件。

在系统软件的支持西，PLC对用户程序进行逐条的解释，并加以执行，直到用户程序结束，然后返回到程序的起始又开始新的一轮扫