三菱PLC变频调速电梯的PLC控制系统(毕业设计论文).doc

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三菱PLC变频调速电梯的PLC控制系统

毕业设计论文

摘要

在现代社会和经济活动中，计算机技术、自动控制技术和电力电子技术得到了迅速的发展，电梯已经成为城市物质文明的一种标志。

特别是在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输设备。

随着高层建筑飞速发展的今天，电梯行业也随之进入了新的发展时期,电梯控制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，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。

本设计针对我国电梯业的现状，将可编程序控制器（PLC）应用于四层电梯进行逻辑控制，通过合理的选择和设计，不但提高了电梯可靠性、可维护性以及灵活性，同时延长了使用寿命，缩短了电梯的开发周期，并提高了电梯的控制水平，改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。

本文所设计的电梯与传统的电梯相比，在运行上具有良好的舒适感，在生活中可以节约电能，取得了良好的经济效益和社会效益，达到了理想的目的。

该电梯控制系统具有指层、厅召唤、选层选向、手动和自动等功能，具有集选控制的特点。

在介绍电梯基本结构的基础上，深入分析了电梯的工作原理，阐述了PLC的优点及特点，重点分析了电梯的硬件设计和软件设计，研究并提出了基于PLC电梯控制系统设计的实现方案，最后对本论文的研究内容进行了总结与展望。

关键词：

电梯；变频器；PLC控制；变频调速

Abstract

Inthemodernsocialandeconomicactivities,computertechnology,automaticcontroltechnologyandpowerelectronictechnologyhasbeenrapiddevelopment,thelifthasbecomeasymbolofurbanmaterial.Especiallyinthehigh-risebuilding,theelevatorisnotalackofverticaltransportationequipment.Withtherapiddevelopmentofhigh-risebuildingsoftoday,theliftindustryalsohasenteredanewperiodofdevelopment,elevatorcontroltechnologyhasbeendevelopedtotheFMspeedregulator,thelogiccontrolbythePLCtoreplacetheoriginalrelaycontrol,manyofitsfunctionstraditionalrelaycontrolsystemcannotbeachieved.

ThedesignforthestatusquoofChina'selevatorindustrywillbeaprogrammablelogiccontroller（PLC）usedforfour-storeyelevatorcontrollogic,throughtherationalselectionanddesign,notonlytoimprovethereliabilityoftheelevator,maintainability,andflexibility,whileextendingtheoflifeandshortenthedevelopmentcycleoftheelevatorandtheelevatorcontroltoraisetheleveloftheelevatoroperationtoimprovethecomfort,sothatthelifttoreachamoresatisfactorycontroleffect.Inthispaper,thedesignoftheelevatorbytheelevatorwhencomparedwiththetraditional,intherunwithgoodcomfort,inlifecansaveenergy,andachievedgoodeconomicandsocialbenefitstoachievethedesiredpurpose.Theelevatorcontrolsystemhasameanlayer,theOfficeofcallstothelayerselected,manualandautomaticfunctionswithasetoffeaturestocontroltheelection.

Inintroducingthebasicstructureoftheliftonthebasisofthedepthanalysisoftheworkingprincipleoftheelevator,onthemeritsandcharacteristicsofPLC,thefocusofananalysisofthelifthardwaredesignandsoftwaredesign,researchandPLCbasedcontrolsystemdesignedtolifttheachievementoftheprogram,Finally,thestudyofthisthesisaresummarizedandprospects.

Keywords：

Elevator，PLCcontrol，VVVF，Inverter

目录

摘要 I

Abstract II

1绪论 1

1.1综述电梯的发展 1

1.1.1电梯的发展史 1

1.1.2电梯的发展趋势 3

1.2电梯继电器控制系统 4

1.2.1电梯继电器控制系统的优点 4

1.2.2电梯继电器控制系统存在的问题 4

1.3PLC及其在电梯控制中的应用特点 4

1.3.1PLC的特点 4

1.3.2PLC控制电梯的优点 5

1.4电梯变频调速控制的特点统 5

2方案选择 6

2.1变频器的选择 6

2.1.1变频器的分类 6

2.1.2简述通用变频器概况 6

2.1.3VS-616G5型通用变频器 8

2.1.4变频器的参数设置 10

2.2PLC的选择 12

2.2.1PLC的定义 12

2.2.2PLC的主要功能和应用 12

2.2.3PLC的选型 13

2.2.4SIMATICS7-300系列PLC系统基本构成 14

2.2.5S7-300系列PLC模块性能简介 15

3系统的硬件开发 17

3.1电梯设备 17

3.1.1电梯的分类 17

3.1.2电梯的主要组成部分 17

3.1.3电梯的安全保护装置 18

3.1.4一般电梯的控制要求 19

3.2PLC控制系统硬件设计 20

3.2.1PLC控制系统设计的基本原则 20

3.2.2PLC的控制系统的组成 21

3.2.3设计思想 21

3.3电梯曳引电机及门电机电路图 24

3.4电梯自动门的设计 25

3.5换速和平层感应器装置 27

3.6电梯的安全保护环节 27

3.7运行方向灯、轿内指令及厅外召唤信号灯 30

3.8I/O点数的估算与分配 31

3.8.1I/O点数的估算 31

3.8.2S7-300输入/输出扩展模块选型表 32

3.8.3I/O点数的分配 33

3.9PLC外部接线图 34

4系统软件开发 35

4.1电梯的三个工作状态 35

4.1.1电梯的自检状态 35

4.1.2电梯的正常工作状态 35

4.1.3电梯强制工作状态 35

4.2确定系统软件开发方法 36

4.2.1软件设计特点 36

4.2.2软件设计流程图 36

4.3系统的软件开发过程 37

4.3.1电梯的外指令、内召唤信号的登记、消除回路 38

4.3.2电梯的平层信号处理 40

4.3.3电梯的选层定向及反向截梯回路 41

4.3.4内指令外召唤信号的保持 45

4.3.5各楼层停车信号 47

4.3.6自动开关门及其仿真 48

结论 55

致谢 56

参考文献 57

-57-

1绪论

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[1]。

1.1.综述电梯的发展

1.1.1电梯的发展史

在现代社会和经济活动中，电梯已是城市物质文明的一种标志。

在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输设备。

每幢大型高楼都可以说是一座垂直的城市。

电梯不仅是代步的工具，也是人类物质文明的标志。

电梯问世不过100多年，但发展神速。

作为升降设备，据说它起源于公元前236年古希腊阿基米德设计的一种人力驱动的卷筒卷扬机。

事实上，早在公元前1115年至1079年之间我国劳动人民就已经开始使用“桔棒”、“辘护”等人力升降机。

18世纪末瓦特发明了蒸汽机后，人们尝试用蒸汽机来驱动。

1852年，美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯（ElishaGraviesOtis）发明了世界上第一部以蒸汽机为动力、配有安全装置的载人升降机。

这是世界上第一台具有安全装置的电梯，在电梯历史上具有划时代的意义。

1889年，奥的斯公司推出了第一台电力驱动齿轮直接传动电梯。

1903年，奥的斯公司设计出了槽轮式驱动电梯。

槽轮式驱动也称为曳引式驱动，是在曳引绳的一端提升重物，另一端为平衡重，依靠曳引绳与开有绳槽的曳引轮之间的磨擦来驱动重物作垂直运动。

其设计思想为长行程并具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。

电梯曳引传动控制技术也经历了由简单到复杂的发展阶段。

从19世纪末电梯问世开始，对于调速性能要求较高的电梯，都是采用直流电机控制。

直流电机控制系统具有调速范围宽、可连续平衡地调速以及控制方便、灵活、快捷、准确等优点。

然而，早期的直流电机控制系统往往是直流发电机一电动机组调速系统，其体积、重量、能耗和噪声都很大。

由于交流单速控制和交流双速控制电梯的结构简单、价格较低、使用维护方便，所以从电梯问世至今，交流单速控制和交流双速控制一直广泛地应用于调速性能要求不高的场合。

交流双速电梯是靠改