基于PLC电梯系统控制毕业设计说明书.docx

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基于PLC电梯系统控制毕业设计说明书

本科生毕业设计说明书（毕业论文）

题目：

基于PLC电梯系统控制

基于PLC电梯系统控制

摘要

随着经济的快速发展，高层建筑物业已经层出不群了，那么随着高层建筑物的出现，电梯在现实生活中已成为了人们垂直运动的必备交通公交。

同时，人们对电梯的要求也在不断的提高，舒适性、安全性、可靠性等特点是现代电梯发展的趋势。

本文在介绍电梯结构的基础上，也说明了电梯的拖动系统的工作原理，本文重点就是研究分析如何用可编程控制器来实现电梯的控制，通过PLC与变频器的对接实现了升降机的变频调速，通过PLC与旋转编码器的对接实现了轿厢位置的准确定位，通过PLC的控制实现了电梯到层显示、內选指示灯控制、外呼梯控制针对这些问题对电梯系统进行了新的一步设计，从而实现变频调速的电梯系统。

关键词：

电梯；变频调速；PLC系统

BasedonTheDesignAndControlofTheElevatorPlc

Abstract

Withtherapideconomicdevelopment,Propertyhaslayersofhigh-risebuildingsnogroupof,Thenwiththeemergenceofhigh-risebuildings,Elevatorinreallifepeoplehasbecomeanessentialbustransportationverticalmovement.Atthesametime,Peopleontheelevatorrequirementsarealsoconstantlyimproving,comfort、security、Reliabilityisthedevelopmenttrendofmodernelevator.Theelevatorhasbeendevelopedrapidly.

Thispaperdescribesthestructureoftheelevatoronthebasisof,Alsoshowstheelevatordragsystemworks,Thisarticlefocusesonhowtouseresearchandanalysisisaprogrammablecontrollertoachievetheelevatorcontrol,HowdockingPLCandinverterfrequencycontroltoachievealift,HowthePLCandtherotaryencodertoachievethedockingpositionoftheexactlocationofthecar,Tosolvetheseproblemsfortheelevatorsystemforanewstepinthedesign,InordertoachieveVVVFelevatorsystem.

Keywords:

elevator;VVVF;plcsystem

第一章绪论

一.1电梯的发展状况

自从我国实行改革开放政策以来，随着技术的进步和经济的发展，全国各地高层建筑不断涌现、比比皆是，作为高楼大夏的垂直交通工具——电梯，其普及率相应提高，需求量日益增长。

各种类型、规格繁多的电梯已经在各楼堂馆所、商住楼宇内投入使用。

在我国参与电梯制造、营销、安装和维修保养的从业人员近上万人，使用和管理人员则数以几千。

再加上随着经济的迅猛发展以及人们工作条件和生活水平的提高，建筑业发展日益壮大，高层建筑如雨后春笋般的涌现。

作为建筑物内提供垂直交通运输的电梯，也得到迅速的发展。

目前，电梯和汽车一样，已经成为人们生活中不和缺少的交通运输工具。

电梯是一种相当复杂的机电综合设备，具有零碎、分散、垂直运行、频繁启动、安装与调试工作远离制造厂等特点。

近几年来，随着新技术的不断引进和国内电梯生产厂商的合资化的进行，电梯产品换代迅速。

虽然微机控制方式成为主流，但继电器和plc控制依旧大量的存在。

同时，随着智能建筑的出现，网络技术在电梯技术方面得到了很大的应用，运程控制也是势在必得。

可编程控制器（PLC）是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子设备。

同时，由于电机交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式由原来的直流调速变为现在的变频调速，不仅能满足顾客的舒适要求，还可以降低能耗、节能减排，运费小。

所以PLC控制技术已经成为现在的一个热点。

一.1.1我国电梯的发展状况

电梯是当今世界高层建筑中必不可少的垂直方向的交通工具，特别是在现代社会和经济活动中，电梯已经成为城市物质文明的一种标志。

电梯是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倾斜角小于15°的刚性导轨之间。

轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。

它适用于装置在两层以上的建筑内，是输送人员或货物的垂直提升设备的交通工具。

追溯电梯这种提升设备的历史，早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统，这套系统的基本原理至今仍无变化：

即一个平衡物下降的同时，负载平台上升。

早期的升降工具基本以人力为动力。

1203年，在法国海岸边的一个修道院了安装了一台以驴子为动力的起重机，这才结束了用人力运送重物的历史。

1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国第一次向世人展示了他的发明——历史上第一台安全升降梯。

从那以后，升降梯在世界范围内得到了广泛的应用。

1889年12月，美国奥的斯电梯公司制造除了名副其实的电梯，它采用了直流电动机为动力，通过蜗轮减速器带动卷筒上缠绕的绳索，悬挂并升降轿厢。

1892年，美国奥的斯公司开始采用按钮操纵装置，取代传统的轿箱内拉动绳索的操纵方式，为操纵方式现代化开了先河。

1900年开始出现交流感应电动机驱动电梯。

1903年又出现了拽引式驱动的电梯，为长行程和具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。

电梯的雏形源于公元前236年的古希腊，它是由阿基米德设计的由人力驱动的卷筒式的劵扬机。

其实，我国北方农村常见的水井绞车就是我们的祖先在在公元前使用的一种人力升降设备。

一.1.2国外电梯的发展状况

90年代以来，400多万台电梯在世界各地运行着，同时以每年15万台的需求量增加着，预计近十年内世界年平均增长率为7%，亚太地区的年增长率为9%。

世界著名的几家电梯公司，诸如美国奥的斯公司、瑞士迅达公司、日本三菱和日本公司，以及芬兰的科恩公司等，其电梯的产量已占世界市场的51%。

其中奥的斯公司和三菱公司是世界上年产量较大的电梯生产企业。

据有关资料统计，日本仔1990-1991一年中，共生产电梯31500台。

其中，直流电梯为23台，占0.07%；交流电梯为22690台，占72%；液压电梯为7829台，占24.8%；住宅楼梯为966台，占3.1%。

在亚洲，日本对电梯市场占有结对的优势，其占有率为67%。

目前除了以交流电梯取代直流电梯外，在低层建筑中正在越来越多的使用液压电梯。

电梯在国外发展的也很好，在美国发展很快，曾经在美国的戴维斯特大厅安装了第一批直流电动机涡轮蜗杆电梯，速度是0.5m/s。

1990年美国的一个公司又创造出世界上第一台自动扶手电梯，之后美国又进一步的研究制造出一部速度达6m/s的高速电梯。

在二战以后，美国的建筑业得到迅速发展，这也将促使电梯的快速发展。

电梯行业在日本也发展的很快，1977年日本三菱公司制造出一台速度高达10m/s的电梯，在1987年日本又将交流变频系统运用到2m/s电梯系统中。

一.1.3电梯发展的控制趋势

在我国，70年代的电梯产品主要是交流双速电梯，其调速原理是通过改变电梯牵引电动机的极对数而实现高速与低速运行的，这种电梯结构简单，使用和维护方便，尽管平滑调速不够理想，舒适感较差，但在调速指标要求一般的场合，仍能满足使用需求。

80年代，交流调压调速电梯技术已经成熟，其调速原理是通过改变三相异步电动机的定子供电电压而实现电动机的转速变化，由于采用了闭环控制，使电机的转速跟踪给定速度变化，制动过程快而平稳，精度较高，其调速性能优于交流双速电梯。

90年代，出现了调压调速调频电梯，其调速原理是调节交流电机定子绕组供电电压的幅值和频率。

由于调压调速调频电梯在传动系统中，采用了微机控制技术、脉宽调制技术及矢量变换技术，使其转速的控制与直流电机极为相似。

这种电梯体积小、质量轻、节省能源、运行效率高，几乎囊括了以往电梯的所有优点，所以，自问世以来受到国内外电梯行业的极大关注。

当今，微机控制已成为电梯技术的发展方向，许多生产厂家与科研单位合作，相继推出了用可编程控制器取代基电气控制系统和用微机控制的电梯新机型，使电梯的控制功能增强，性能明显改善，可靠性及舒适性有所提高。

随性和电梯技术的发展以及产量的提高，中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置。

目前，国内电梯产业仍存在不完善之处。

建设部在建字144号文件中发布了相关于提高电梯质量的若干规定。

提出：

各厂家生产的机型需进行整顿；在八五期间，分批淘汰定型机电气控制的交流双速电梯以及1m/s以下的低速电梯，到1997年将全国淘汰老邢继电器控制电梯；要统一技术标准，在制造、安装、保养和维护等方面进行综合治理；要开展产品质量认证，在建立全国性完整的电梯管理法规、落实检查机构、壮大安装调试队伍、组建维修保养网络和提高相关人员技术素质等方面，我国电梯行业正在进行这一系列的实质性地工作，并走向法规化。

一.2课题背景及意义

在高层宾馆、商店、住宅多层厂房和库房等地人们在垂直方向上不可没有的一种交通工具那就是电梯，随着国家经济的发展高层建筑是层出不群，所以这就要求电梯的服务效率和服务质量要有极其高的要求。

电梯是一个机电一体化的系统，所以它被应用的领域是很广泛的，比如：

机械工程，电子技术，电力电子技术，电机与拖动理论，自动控制理论，电力拖动自动控制系统，微机技术和土建工程等领域，在这么多的领域被应用所以就得考虑可靠性、舒适感和美学等问题。

电梯是服务于规定楼层的固定升降设备，它有一个轿厢，运行在至少两列垂直的倾斜角小于15°的刚性轨道之间。

传统的电梯是拽引电动机采用接触器来实现电动机工作状态的改变，双速异步电动机在电子回路中串联电抗和电阻来实现电动机的调速，但是这样的方法满足不了人们都舒适的感觉。

传统的电梯是控制系统是由继电器接触器控制逻辑组成，所以就存在很多不足，不如：

电器元件多，功能弱，电气故障频繁等问题。

一.3论文研究内容

主要研究内容如下：

本论文通过PLC控制技术来实现实验电梯的全自动化控制仿真运行。

电梯是根据外部呼应信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫时随机的，电梯控制系统是采用随机逻辑方式控制。

分析电梯的控制系统的硬件设计，根据电梯的控制原理和功能要求用PLC实现对电梯的运行控制设计。

研究如何实现电梯的并联控制策略，并联电梯的通信等。

进一步研究如何实现电梯的群控以及各个电梯的通信和信号的传递。

本文的主要工作就是以PLC作为工具控制电梯的升降操作，其实验步骤安排如下：

首先对四层电梯的硬件部分进行一次分析，判断需要什么样的电机、开关、信号灯等；

然后，绘制其控制面板图，再根据控制面板图估计一下i/o点数，确定合适机型；绘制流程图、梯形图、写出语句。

为了达到设计要求，基于系统不同的功能要求，将系统划分为电梯开关门控制、电梯到达楼层指示、楼层呼叫指示灯控制、轿厢内指令指示控制和电梯方向选择、启动控制、满员超载指示、限位保护等基本模块。

系统功能划分有利于简化设计思想，提高效率。

第二章PLC、变频