电梯控制系统设计.docx

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电梯控制系统设计

电梯控制系统设计（总49页）

（2011届）

专科毕业设计（论文）资料

题目名称：

电梯控制系统设计

学院（部）：

电气与信息工程学院

专业：

自动化技术

学生姓名：

班级：

学号

指导教师姓名：

职称

最终评定成绩：

湖南工业大学教务处

（2011届）

专科毕业设计（论文）资料

电梯控制系统设计

学院（部）：

电气与信息工程学院

专业：

电气自动化

学生姓名：

班级：

学号

指导教师姓名：

职称

最终评定成绩：

2011年6月

摘要

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。

传统的电梯控制系统采用的是继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运行寿命短，占地空间大，正逐步被淘汰。

为了提高自动控制系统的可靠性和设备的工作效率，设计了一套以PLC和变频器为核心控制器的电梯自动控制系统，用来取代以往的较复杂的继电器—接触器控制。

系统的核心部分（控制部分）使用了西门子公司生产的S7—200型PLC，因为在核心控制部分采用的是软件程序控制，从而在保证电梯正常运行这个要求的情况下，大大的提高了电梯故障检查与维修的方便性和容易性，同时还克服了手动操作所带来的一些人为干扰因素，取得了良好的经济效益和社会效益。

以变频器来控制电梯在升降启停过程中的速度，大大满足了人们的舒适感。

关于PLC控制系统的基本结构及电梯控制系统的安装与调试重点介绍如下。

关键词：

电梯，变频调速，PG卡，接触器，梯形图，闭环系统，旋转编码器，变频器，SWOPC-FXGP/WIN-C，VVVF，PC，LED

ABSTRACT

Withthecontinuousdevelopmentofcityconstruction,increasinghigh-risebuildings.Elevatorashigh-risebuildingsoftransportationverticallyoperationalreadyandPeople'sDailylifeareinseparable.Thetraditionalelevatorcontrolsystemadoptsisrelaylogiccontrolcircuit,thiscontroleasymalfunction,maintenance,operation,shortlifeinconveniencecoversalargespace,isgraduallybeeliminated.Inordertoimprovethereliabilityoftheautomaticcontrolsystemequipmentandworkefficiency,designedasetofPLCandinverterintheelevatorforcorecontrollerofautomaticcontrolsystemthatreplacedpreviouscomplexrelays-contactorcontrolling.Thecoreofthesystempart（controlsection）USEStheSiemenscompanyproducestheS7-200typePLC,becauseinthecorecontrolpartadoptsissoftwareprogramcontrol,inordertoguaranteethenormaloperationoftheelevatorrequirementsofthesituation,greatlyimprovetheelevatorbreakdowncheckingandmaintenanceconvenienceandease,alsoovercomethemanualbringssomehumaninterferencefactors,andhaveachievedgoodeconomicandsocialbenefits.Tocontroltheelevatorinverterinthespeedofliftingstart-stopprocess,greatlysatisfythepeopleintimacy.AboutPLCcontrolsystemthebasicstructureandtheelevatorcontrolsysteminstallationandcommissioningintroducedbelow.

Keywords:

Theelevator,frequencycontrol,PGcard,contactor,ladderdiagram,closed-loopsystem,revolvingencoder,frequencyconverter,SWOPC-FXGP/WIN-C,VVVF,PC,LED

第1章绪论

设计背景

1968年，美国最大的汽车制造商—通用汽车公司为满足市场需求，适应汽车生产工艺不断更新的需要，将汽车的生产方式由大批量、少品种转变为小批量、度品种。

为此要解决因汽车不断改型而重新设计汽车装配线上各种继电器的控制线路问题，要寻求一种比继电器更可靠、响应速度更快，功能更强大的通用工业控制器。

于是可编程控制器应运而生，1969年，美国数字设备公司研制出世界上第一台可编程控制器，从此，PLC开始活跃于控制领域。

而且其影响也越来越大，应用也越来越广。

70年代后期，随着微电子技术和计算机的迅猛发展，是PLC从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC（programmablecontroller）。

但由于PC容易与个人计算机（programmablecomputer）相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。

PLC的定义：

可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器，它采用了可以编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

PLC是继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控制方面具有一定优势。

继电器在控制系统中主要起两种作用：

（1）逻辑运算

（2）弱点控制强电

PLC是集自动控制技术，计算机技术个通讯技术于一体的一种新型工业控制装置，以跃居工业自动化散打支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。

可编程控制器，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1、可靠性高、抗干扰能力强2、设计、安装容易，维护工作量少3、功能强、通用性好4、开发周期短、成功率高5、体积小、重量轻、能耗低等特点。

具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小，重量轻等优点。

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。

设计内容

本次设计从一下几个方面对PLC电梯控制系统进行研究和论证：

（1）电梯类型的选择：

综合电梯的类别和各类的特点和要求，在本次设计中，主要研究五层电梯的上下行控制，开、关控制、内外呼叫控制。

（2）电梯硬件系统的设计：

本次设计的电梯要求运行迅速准确度高，在电梯的各层检测系统中许啊用用在工业自动控制上大量运用的具有检测精度高、寿命长、稳定性能好的接近传感器，运用感应器的开关量信号输入给PLC来实现PLC对电梯的控制。

在硬件系统的设计过程中主要考虑了电梯的经济实用、稳定的需要。

（3）电梯控制系统软件的设计：

本次设计选用了目前运用最多的PLC编程语言梯形图，梯形图的编程能直观明了的设计出机械手控制的要求，梯形图的编写运用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件，此软件支持全部三菱FX系列的PLC，并且具有强大的诊断功能，能更快的查找出故障的原因，从而大大缩短了维修时间。

设计的目的和意义

随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，电梯已成为人类现代生活广泛使用的人员运输工具。

随着人们对电梯运行安全性、高效性、舒适性等要求的提高，电梯得到了快速发展，其拖动技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。

可编程控制器（PLC）因为稳定可靠、结构简单、成本低廉、简单易学、功能强大和使用方便已经成为应用面最广、最广泛的通用工业控制装置，成为当代工业自动化的主要支柱之一。

电梯控制要求介入设备使用简便，对应于系统组态的编程简单，具有人性化的人机界面，配备应用程序库，加快编程和调试速度。

通过PLC对程序设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感。

因此PLC在电梯控制系统中的应用非常广泛，非常有实际价值。

第2章方案设计

课题的提出

PLC以其优越的性能，在很多领域中得到了广泛的应用。

在电梯业也是如此，目前国内70～80年代安装完成的电梯绝大部分是继电器控制，线路复杂，节点接线多，故障率高，系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大，严重地影响电梯运行质量。

应对这些电梯进行更新和改造。

但是更新需要大量资金，对使用单位来说有一定困难，所以对电梯进行局部改造是经济的、实际的。

近年来，采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器（PLC）来控制电梯，取得了良好效果。

利用PLC和变频器对旧电梯进行改造，不但可以增加电梯的舒适感、安全性、可靠性，还可以降低能耗，节约能源，减少运行费用。

电梯的功能要求

（1）电梯运行到指定位置后应具有手动或自动开/关门的功能。

（2）利用指示灯显示电梯厢外的呼唤信号、电梯厢内的指令信号和电梯的到达信号。

（3）能自动判断电梯的运行方向，并发出响应的指示信号。

（4）电梯的上行下行有一台电机牵引。

电机正传，电梯上升；电梯反转，电梯下降。

（5）电梯轿厢门由另一台小功率电机驱动。

电机正传，轿厢门打开；电机反转，轿厢门关闭。

（6）每一层楼设有呼叫按钮；轿厢内设有开关轿厢门按钮；轿厢内的层面指令按。

电梯控制系统的几种可行方案

电梯控制系统是根据当地环境要求和人为要求转化为控制指令主要控制电梯上下运行和开门关门，面对这些指令需逻辑运算处理才能被输出信号，能满足处理这些指令逻辑关系的控制系统就能达到我们控制电梯运行的指定要求。

根据这些要求我们提出继电器控制系统、单片机控制系统、计算机控制系统以及可编程控制器（PLC）控制等多种方式。

这几种电梯控制系统都具有可行性。

PLC控制系统与其它控制方式的比较

PLC控制系统与继电器控制系统的比较

继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法。

但是，进入九十年