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1、 专业技术资料 论文题目 电梯 PLC 控制系统设计 摘 要 电梯是现代高层建筑的必备交通工具 随着人们对电梯性能及乘坐舒适度要求的提 高 其早期继电器控制模式已不能满足要求 并逐渐被 PLC 控制所取代 论文将可编程序控制器 OMRON C60P 型 PLC 应用于四层电梯的控制 针对设计要 求 在论文中完成了 CPU 的选型 I O 地址的分配 及 PLC 对电梯控制的软件编程 针对电梯的负载特性实现了用 PLC 对电机进行了启 停控制 尤其考虑了电梯可能出现 的故障及其解决方案 最后通过模拟实验验证了设计工作 模拟实验表明 本次设计满 足了设计任务书中的各项要求 取得了满意的效果 关键词
2、 电梯 PLC 控制 变频器 安全 ABSTRACT 专业技术资料 The elevator is the indispensable means of transportation of the modern skyscraper As people s requirement of elevator performance and taking comfort improving Its control mode is replaced by PLC control with the simple Relay control The programmable controller of O
3、MRON C60P PLC was used to the control of four story elevator in this thesis For the design requirements in the selection choose of the CPU is completed I O address is assigned and designed the PLC on the elevator control software programming Think about the characteristics of the elevator achieved t
4、he motor using PLC start and stop designing In the process of design we consider elevator failures that may occur and solutions Finally the simulation proved the design work And it demonstrated that this design has achieved all the requirements and achieved satisfactory results KEY WORDS elevator pl
5、c control variable frequency drive safety 专业技术资料 目录 第 1 章 绪绪 论论 5 1 1 选题背景及研究意义 5 1 2 继电器控制系统的特点及存在问题 6 1 2 1 继电器控制系统的特点 6 1 2 2 电梯继电器控制系统存在的问题 6 1 3 可编程控制器 PLC 在电梯控制中的应用 7 1 3 1 可编程控制器 PLC 的特点 7 1 3 2 可编程控制器 PLC 控制电梯的优点 9 1 4 论文的内容安排 9 第 2 章 系统统硬件设计设计 10 2 1 概述 10 2 2 控制系统 12 2 2 1 系统 PLC 的选择 13 2
6、2 2 PLC 控制系统原理图 14 2 3 演示模型硬件设计 15 2 3 1 设计思想 15 2 3 2 PLC 参数 16 3 3 PLC 控制系统 I O 地址功能分配表 17 第 3 章 系统软统软件设计设计 19 3 1 程序编制原则 19 3 2 控制系统程序说明 20 3 2 1 指层功能 20 3 2 2 轿内指令处理 21 3 2 3 召唤信号处理 23 3 2 4 层指令 25 专业技术资料 第 4 章 电电梯的安全与与保护护 29 4 1 概述 29 4 2 常见安全保护系统的设计 30 4 2 1 超速断绳保护 30 4 2 2 层门锁保护 31 4 2 3 开关门安
7、全保护 31 4 2 4 缺相 错相保护 32 4 2 5 电梯电气控制系统中的短路保护 33 4 2 6 曳引电动机的过载保护 33 4 2 7 超载保护 34 第 5 章 结结束语语 35 致 谢谢 36 参参 考 文 献献 37 附 录录 38 专业技术资料 第 1 章 绪绪 论论 1 1 选题背景及研究意义 电梯是高层建筑不可缺少的交通运输工具 电梯性能的好坏对人们生活的影响越来 越显著 因此必须努力提高电梯系统的性能 保证电梯的运行既高效节能又安全可靠 随着人们对其要求的提高 电梯得到了快速的发展 其拖动技术己经发展到了变频调速 其逻辑控制也由 PLC 代替原来的继电器控制 电梯是垂
8、直运输工具 属于位能负载 并 且要求频繁起停 随着载客量多少的变化 上下行的变换 在空载上行或重载下行时 电动机的负载最小 甚至是处于发电状态 而电梯在重载上行或空载下行时 电动机的 负载最大 是处于电动状态 这就要求电动机在四象限运行 传统的电梯曳引电动机采 用接触器来实现电动机工作状态的改变 这满足不了乘客的舒适感 另外 传统的电梯控 制系统由继电器控制逻辑组成 存在着电气元件多 功能弱 电气故障频繁 可靠性差 和工作寿命短等缺陷 可编程控制器 PLC Programmable Logic Controller 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
9、作的电子装 置 鉴于其优点 电梯的继电器控制方式已逐渐被 PLC 控制代替 因此 PLC 控制技术 己成为现代电梯行业的一个热点 此次设计主要探讨了变频调速电梯 PLC 控制系统的运行规律和逻辑控制 限于实验 专业技术资料 条件的限制 本次设计以软件设计为主 模拟演示中硬件设计主要为软件服务 演示作 者所设计的电梯系统的信号处理功能 从而进一步论证 PLC 在电梯控制系统中的优越性 1 2 继电器控制系统的特点及存在问题 1 2 1 继电器控制系统的特点 1 所有控制功能及信号处理均由硬件实现 线路直观 易于理解和掌握 适合于一 般技术人员和技术工人所掌握 2 系统的保养 维修及故障检查无需较
10、高的技术和特殊的工具 仪器 3 大部分电器均为常用控制电器 更换方便 价格便宜 4 多年来我国一直生产这类电梯 技术成熟 已形成系列化产品 技术资料图纸齐 全 熟悉掌握的人员较多 1 2 2 电梯继电器控制系统存在的问题 1 系统触点繁多接线线路复杂 且触点容易烧坏磨损 造成接触不良 因而故障率 较高 2 普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能 使系统的控制功能不 易增加 技术水平难以提高 3 电磁机构及触点动作速度比较慢 机械和电磁惯性大 系统控制精度难以提高 4 系统结构庞大 能耗较高 机械动作噪音大 5 由于线路复杂 易出现故障 因而保养维修工作量大 费用高 而且检查故障困
11、难 费时费工 电梯继电器控制系统故障率高 大大降低了电梯的可靠性和安全性 经常造成停梯 给乘用人员带来不便和惊扰 且电梯一旦发生冲顶或蹲底 不但会造成电梯机械部件损 坏 还可能出现人身事故 专业技术资料 1 3 可编程控制器 PLC 在电梯控制中的应用 1 3 1 可编程控制器 PLC 的特点 PLC 是一种用于工业自动化控制的专用计算机 实质上属于计算机控制方式 PLC 与普通微机一样 以通用或专用 CPU 作为字处理器 实现字运算和数据存储 另外还 有位处理器 布尔处理器 进行点 位 运算与控制 PLC 控制一般具有可靠性高 易操作 维修 编程简单 灵活性强等特点 1 可靠性 对可维修的产
12、品 可靠性包括产品的有效性和可维修性 1 PLC 不需要大量的活动元件和接线电子元件 它的接线大大减少 与此同时 系 统的维修简单 维修时间短 2 PLC 采用了一系列可靠性设计的方法进行设计 例如 冗余设计 断电保护 故 障诊断和信息保护及恢复等 提高了 MTTR 使可靠性提高 3 PLC 有较高的易操作性 它具有编程简单 操作方便 维修容易等特点 一般不 易发生操作的错误 专业技术资料 图 1 1 PLC 的基本结构 4 PLC 是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置 它具有比通用计算机更简单 的编程语言和更可靠的硬件 采用了精简化的编程语言 编程错误率大大降低 而为工 业恶劣操作环境设
13、计的硬件使可靠性大大提高 5 在 PLC 的硬件方面 采用了一系列提高可靠性的措施 例如 采用可靠性的元件 采用先进的工艺制造流水线制造 对干扰的屏蔽 隔离和滤波等 对电源的断电保护 对存储器内容的保护等 6 PLC 的软件方面 也采取了一系列提高系统可靠性的措施 例如 采用软件滤波 等 软件自诊断 简化编程语言等 2 易操作性 PLC 的易操作性表现在下列几个方面 1 操作方便 PLC 的操作包括程序输入和程序更改的操作 大多数 PLC 采用编程器进行输入更改 的操作 编程器至少提供了输入信息的显示 对大中型的 PLC 编程器采用了 CRT 屏幕 显示 因此 程序的输入直接可以显示 更改程序
14、的操作也可直接根据所需要的地址编 号或接点号进行搜索或顺序寻找 然后进行更改 更改的信息可在液晶屏或 CRT 上显 示 2 编程方便 PLC 有多种程序设计语言可供使用 对电气技术人员来说 由于梯形图与电气原理 图较为接近 容易掌握和理解 采用布尔助记符编程语言 十分有助于编程人员的编程 3 维修方便 PLC 具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求减低 当系统发生故障时 通过 硬件和软件的自诊断 维修人员可以很快的找到故障的部位 以便维修 3 灵活性 PLC 的灵活性表现在以下几个方面 专业技术资料 1 编程的灵活性 PLC 采用的编程语言有梯形图 布尔助一记符 功能表图 功能模块和语句描述
15、编 程语一言 编程方法的多样性使编程方便 应用面拓展 2 扩展的灵活性 PLC 的扩展灵活性是它的一个重要特点 它可根据应用的规模不同 即可进行容量 的扩展 功能的扩展 应用和控制范围的扩展 3 操作的灵活性 操作十分灵活方便 监视和控制变得十分容易 1 3 2 可编程控制器 PLC 控制电梯的优点 1 在电梯控制中采用了 PLC 用软件实现对电梯运行的自动控制 可靠性大大提高 2 去掉了选层器及大部分继电器 控制系统结构简单 外部线路简化 3 PLC 可实现各种复杂的控制系统 方便地增加或改变控制功能 4 PLC 可进行故障自动检测报警显示 提高运行安全性 并便于检修 5 用于群控调配和管理
16、 并提高电梯运行效率 6 更改控制方案时不需改动硬件接线 1 4 论文的内容安排 电梯的继电器逻辑控制方式存在功能弱 故障多 可靠性差和工作寿命短等缺陷 因此采用功能强 故障率低 可靠性高的可编程控制器 PLC 来控制电梯 调速系统采 用交流变频调速 在各种负载下都有良好的调速性能和准确的停车性能 满足乘客的舒 适感和保证平层精度 即准确停车 并能节约大量电能 论文的安排如下 第一章在查阅大量参考文献的基础上 介绍了本课题选题的背景及研究意义 通过 继电器控制与 PLC 控制电梯的对比 论证 PLC 控制的优越性 第二章阐述了电梯 PLC 控制系统的硬件设计 包括模拟演示系统的设计 专业技术资料 第三章阐述模拟演示系统的软件设计 第四章在电梯安全保护方面进行了设计 第五章对毕业设计进行总结 第 2 章 系统统硬件设计设计 2 1 概述 电梯 PLC 的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控 制系统两部分组成 主要硬件包括 PLC 主机及扩展 机械系统 轿厢操纵盘 厅外呼梯 盘 指层器 门机 调速装置与主拖动系统等 系统控制核心为 PLC 主机 操纵盘 呼 梯盘
