基于六层电梯PLC控制系统毕业设计论文.docx

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基于六层电梯PLC控制系统毕业设计论文

基于PLC的六层电梯控制系统设计（三菱）

ThedesignofelevatorcontrolsystemBasedonPLCsix（mitsubishi）

摘要

随着社会的发展，尤其是现代城市的建设高速发展所带来的高层建筑猛烈的增多，在高层建筑之间的垂直交通工具——电梯，对人们生活也就显得特别重要。

在电梯出现的早期，其控制方式多为继电器控制方式，但这种控制方式有个致命的缺点——安全性差。

随着微电子技术、计算机技术、和自动控制理论技术的发展，电梯的逻辑控制也由PLC代替了原来的继电器控制，安全性、可靠性得到了质的飞越。

本文针对某楼栋六层电梯模型控制系统，对其PLC系统的设计和调试进行了详细的阐述。

其系统控制的核心部分是日本三菱公司制造的FX2NC系列的PLC，其控制适应性强、控制速度快、安装调试简便、运行费用较低，PLC控制技术已成为现代电梯控制的一个热点。

关键词：

PLC电梯控制系统

Abstract

Withthedevelopmentofsociety,especiallytheconstructionofmoderncitybroughtbyrapidgrowthofthehigh-risebuildingmoreviolent,elevatoralsoisespeciallyimportantforthepeoplelifeinthehigh-risebuildingofverticaltransportation!

Intheearly,whenliftisinvented,itscontrolwayisrelaycontrolway,butthiskindofcontrolmodehasafatalflaw-poorsafety.Withthedevelopmentofmicroelectronicstechnology,computertechnology,andautomaticcontroltheory,thelogicoftheelevatorcontrolisPLCinsteadoftheoriginalrelaycontrol,anditissafety,reliabilityareimproved.

Inthispaper,thedesignanddebuggingofPLCsystemarestatedindetailinastoriedbuildingsixelevatormodelcontrolsystem.ThecoreofthesystemcontrolpartismadeofmitsubishiJapanFX2NCseriesofPLC.PLCcontroltechnologyhasbecomeamodernelevatorcontrolofahotspot.ThePLCcontrolhasstrongadaptability，fastspeed，simpleinstallation,loweroperationcost.SoPLCcontroltechnologyhasbecomeamodernelevatorcontrolofahotspot.

Keywords:

PLC;elevator;controlsystem

第一章绪论

1.1电梯国内外发展现状

1854年，在美国纽约举行的世界博览会上，伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯第一次向世人展示了他的安全升降梯。

首先他把货物放在升降梯平台上，再命令他的肋手把平台拉到一定的高度，然后再割断升降梯的提拉缆绳，但是升降梯并没有坠落。

这就是有史以来第一部安全升降梯。

很久很久以前，人类就学会了用升降工具来运输货物或者人员，人类的伟大奇迹金字塔在建造时就大量应用了最原始的升降系统，和如今的电梯基本原理如出一辙。

但是那时的升降工具基本上是以人力为动力。

直到18世纪中叶后，伟大的的科学家瓦特发明了蒸汽机，电梯的升降工具才慢慢的摆脱了人力，而以蒸汽为动力。

紧随其后，威廉·汤姆逊研制出用液压驱动的升降梯，液压的介质是水。

但是安全问题一直是阻碍电梯发展的顽疾，因为一旦升降梯拉升缆绳发生断裂，负载平台就一定会发生坠毁事故。

而后来奥的斯先生的发明彻底改变了人们对电梯安全的恐惧感。

终于在1889年，美国奥的斯电梯公司制造出了名副其实的电梯。

最初是用直流电动机作为动力，通过蜗轮减速器带动卷筒上缠绕的绳索，悬挂并升降轿厢，而后采用按钮操纵装置，为操作纵方式现代化开了先河。

随着时代的发展，科技的进步，电梯也一直不断的发展和完善，在操纵控制方面可以说是步步出新——手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控；双层轿厢电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势；变速式自动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间；不同外形——扇形、三角形、半菱形、半圆形、整圆形的观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。

电梯越来越受到人们的欢迎。

1901年我国最早的一部电梯出现在上海，从那以后电梯技术在我国得到了长足的发展。

而由美国奥的斯公司在天津利顺德酒店安装的电梯至今还安全运行着，成为我国最老的电梯之一。

新中国解放后由天津从庆生电机厂制造的电梯被安装在天安门，这是由我国自行制造的第一台电梯。

改革开放后，伴随着经济的发展，中国的电梯业也进入了高速发展时期。

现如今电梯已广泛应用在中国的每一个城市，电梯给人们生活带来了极大的便利，也为我国的现代化建设提供了坚强的后盾。

据有关数据统计，中国在用的电梯多达34.6多万台，且每年还以5万～6万台的速度增长，虽然电梯在中国已有100多年的历史，但其应用的快速增长却是在改革开放以后，到目前为止，我国的电梯的技术水平已赶上了世界的平均水平。

1.2选此课题的意义

电梯的电气系统一般由拖动系统和信号控制系统两部分组成。

早期的电气系统采用的是继电器逻辑控制系统，但是随着时代的发展以及人们对电梯要求的提高，人们发现继电器逻辑控制有些无法克服的致命的缺点，如控制系统设备体积大，可靠性差，动作速度慢，功能缺少等缺点，正逐渐被人们所淘汰。

随着时代的发展电梯的控制系统多采用两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成信号的采集和控制以及运行和功能的调试，二是采用可编程控制器PLC作为信号控制单元。

而国内大多采用第二种方式，由于前者生产规模较小，成本高，而PLC它有功能灵活，编程简单易懂，操作方便，可靠性高，噪音小等优点，所以现在可编程控制系统已广泛用于电梯系统控制当中。

1.3本文主要内容及结构

本文主要分为四章，第一章主要介绍电梯发展的国内外现状和选此课题的意义，第二章为电梯的组成、工作原理和电梯控制的功能要求。

其中电梯的控制要求是着重点，因为只有把电梯的要求分析清楚，后续的设计工作才能展开。

在清楚了电梯的工作原理、功能要求后，才真正开始了电梯控制的设计。

电梯控制系统的设计分为第三章硬件和第四章软件两个部分。

硬件部分主要介绍了PLC的输入和输出I/O端口的选择与分配和PLC型号的选择。

软件部分根据电梯所要实现的功能分为六大部分，分别为开关门环节、楼层信号控制环节、轿内指令信号控制环节、厅外召唤信号控制环节、启动换速控制环节和自动选向控制环节。

把这六大部分分别设计调试出来，再组合，便成了电梯的软件设计部分。

第二章电梯的控制

2.1电梯控制技术的发展

自从电梯产生以来，电梯的控制系统从初期的继电器控制系统发展到主要的以下几种控制系统。

（1）继电器电梯控制

它是种比较古老的电梯控制系统，是一种逻辑电路控制，它需要的电路器件较多，系统安装调试繁琐，抗干扰能力弱，工作不稳定，性价比不高，现基本上被PLC、单片机、多微机控制系统所取代。

（2）电梯PLC控制

PLC是可编程控制器的简称，它是一种数字运算的电子操作系统，是一种自动控制的专用微机，与继电器控制系统相比它有明显的优点如适应性强、控制速度快、安装调试简便、寿命长、可靠性高等优点。

（3）电梯的单片机控制

单片机是一种单片微型计算机，是一种集成电路芯片，是嵌入式微控制器，采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、RAM、ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

（4）多微机控制

随着现代社会的发展所带来的高层建筑的发展，人们对电梯的运行速度，控制性能，安全可靠等方面的要求可以说越来越高，这就要求在电梯控制系统中仅仅采用一个CPU已经不能满足用户的要求，在这种情况下，多微机控制系统应运而生。

多微机控制系统是顾名思义就是系统用到了多个微处器而不是单个，可以使多个处理器之间协调高效的完成电梯所需要控制的功能，使资源的利用得到最优化、最大化，从而使电梯系统更安全、更可靠、更灵活，但这方面的技术还太成熟，有待进一步的发展。

2.2电梯的构造

现代电梯主要包括以下几个部分：

●曳引系统部分，主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。

其主要功能是输出与传递动力，使电梯能正常的上下运行。

●导向系统主要由导轨、导靴和导轨架组成。

主要的功能是控制轿厢和对重的活动，使轿厢和对重沿着导轨安全的上下移动。

●轿厢，也就是运送货物和乘客的电梯车厢，是电梯上下运行的工作部分。

它主要由吊着轿厢体的轿厢架和轿厢体组成。

●门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成。

门系统的主要功能是控制楼层厅门入口和轿厢入口打开与关闭。

还得注意在正常工作过程中门系统中的轿厢门和层门必须保持同时开和同时关。

●重量平衡系统，主要由对重和重量补偿装置组成。

重量平衡系统就是保证轿厢和对重重量差在可允许的一定的范围之内，只有这们电梯在才能稳定、安全的工作。

●电力拖动系统，由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置等组成。

其主要功能是为电梯的正常运行提供动力，并其上下移多的速度进行调节，以到达安全运行的要求。

●电气控制系统，主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏（柜），平层装置，选层器等组成。

顾名思义电气控制系统也就是电梯正常运行的实际操纵者和控制者。

●安全保护系统，也就是保证电梯正常安全的运行，避免一切威胁人身安全的事故发生。

其主要由有限速器、安全钳、缓冲器等装置组成。

根据电梯的构造，我们能大概地画成其拖动系统示意图，可画成如右图所示。

从图中我们能更加理解电梯是怎样运行的，以便我们更好的设计电梯的控制系统。

从图中我们可以看出，电梯的轿厢和配重通过曳引轮分别系在钢丝绳的两端，而曳引轮是用于减速的机构，再前面就是提供动力的电动机。

通过电机的拖动，带动曳引轮的轮动，从而引起电梯的上下运动。

2.3电梯系统PLC控制

PLC控制的电梯系统主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。

如图3—1所示为其基本结构图。

图3—1电梯PLC控制系统的基本结构图

通过基本结构图可知电梯PLC控制系统主要硬件包括PLC、安全装置、井道装置、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、拖动控制、调速装置、门机等。

通过图可知PLC主机是系统的核心部分。

安全装置、井道装置、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘以及门机等信号通过PLC的输入接口送入PLC，经过PLC一系列的运算和控制，通过PLC的输出接口把输出信号送入到轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、拖动控制、调速装置、门机等，以达到对电梯的实际控制。

2.4电梯的控制要求

2.4.1电梯控制的功能

作为用于楼层的运输的交通工具，电梯的安全运行的重要性