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1、西安工程技术学院毕业设计（论文）函授站 西工院 10 级专 业 机电一体化 姓 名 任东东 西安工程技术学院摘 要本文介绍了三菱公司 FR-A740 系列可编程控制器(PLC)在四层电梯控制系统中的应用，给出了可编程控制器控制四层电梯电气控制系统的硬件组成和软件设计。提出了四层电梯的可编程控制器(PLC)控制系统总体设计方案、设计过程、系统组成，并设计了一套完整的电梯控制系统方案。四层楼电梯分为在 1 层,2层,3 层,4 层四个楼层停靠时的其他楼层呼叫的种种情况，主要通过可编程控制器(PLC)来实现四层楼电梯的启停 以及那些呼叫的情况。轿厢升降和电梯门开关由两个直流电机分别控制。每层电梯门旁
2、都裝有呼叫电梯上下行的按钮，轿厢内有 1 至 4 层的内部选择按钮和开关按钮，轿厢运行的并道内装有楼层定位行程开关，电梯门两侧有开关定位行程开关。PLC 输入信号有 6 个外部呼叫按钮信号、4 个内部选择按钮信号、4 个楼层定位信号和 1 个开关定位信号共 16 个；PLC 输出信号有 1 个升降控制信号、1 个开关控制信号、6 个外呼指示灯信号和 4 个内选指示灯信号共 14 个，最后通过模拟实现了四层电梯的功能。关键词:PLC 电梯 控制系统 变频器 传感器西安工程技术学院I目目 录录第一章 绪 论.11.1 课题背景及发展前景.1第二章 电梯的定义与叙述.22.1 电梯的定义.22.1.
3、1 电梯的种类 .22.2 电梯的结构与组成 .3第三章 设计方案分析.73.1 电梯的工作流程 .73.1.1 电梯上升流程图 .73.1.2 电梯下行流程图 .93.1.3 电梯开关门流程图 .11第四章 硬件的设计.124.1 变频器的概况.124.2 变频器的参数设置 .134.3 三菱 FR-A740 变频器参数.134.4 四层电梯曳引机及门机电路.144.5 传感器的选择.154.6 PLC 的选型 .164.7 I/O 点数的估算 .17第五章 软件的设计.185.1 输入/输出点的分配 .185.2 PLC 外部接线图 .195.3 程序设计.205.3.1 外部信号输入存储
4、程序 .205.3.2 比较判断轿厢上下行程序 .235.3.3 补充程序 .255.3.4 开关门程序 .265.3.5 轿厢上行与下行程序 .28西安工程技术学院II第六章 调试系统程序.316.1 程序调试.316.2 程序运行过程中出现问题及调试.316.3 程序的最终运行情况.336.4 PLC 控制系统的外部干扰 .33总结.34参考文献.35致 谢.36西安工程技术学院、 1第一章 绪 论1.1 课题背景及发展前景电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，电梯已成为人们日常生活中最亲密的伴侣
5、和出行工具，人们对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。电梯是机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。事实上，在电梯上已经采用设计了多项安全保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数的测试。然而，只有电梯的制造，安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量，高效率，才能全面保证电梯的最终达到高运行质量。在国外，已“法律法规”实行电梯制造、安装和维修一体化，实行由各制造企业认可的、法规认证的专业安装队伍维修单位，承担安装调试、定期维修和检查试验
6、，从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了有力保证。因此，可以说乘坐电梯更安全。目前，由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用 PLC 控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的发展方向。目前，微电脑的大量应用及大功率半导体元件的技术发展使得电梯控制系统日益自动化，智能化，交流调频调压技术也正以很快的速度发展着。采用PLC 控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的发展方向。西安工程
7、技术学院2第二章 电梯的定义与叙述2.1 电梯的定义一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。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或倾斜角小于 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。习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。电梯主要采用电动机做动力，通过蜗轮式斜齿轮副减速器减速后去驱动槽式绳轮，以及由电动机直接驱动槽式绳轮，绳轮通过就位于轮槽内的曳引绳与轮槽之间的摩擦力，驱动联接于曳引钢丝绳两端的轿厢和对重装置沿着刚性导轨做上下垂
8、直运行的电梯。2.1.1 电梯的种类 根据建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而设置不同类型的电梯。目前电梯的基本分类方法大致如下：1、按用途分类乘客电梯：为运送乘客而设计的电梯。这类电梯为了提高运送效率，其运行速度快，自动化程度比较高，轿厢设计装饰美观。载货电梯：主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。自动化和运行速度一般比较低，载重量和轿厢尺寸的变化范围则比较大。医用电梯：为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，这种电梯的轿厢深度远大于宽度。杂物电梯：供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯，但不予许人员进入轿厢的电梯。这种电梯的安全设施不齐全，不准运送乘客。西安工程
9、技术学院3观光电梯：轿厢壁透明，干净，美观供乘客观光用的电梯。建筑施工电梯：建筑施工与维修用的电梯。其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。2、按驱动方式分类交流电梯：用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压，采用交流异步双绕组双速电动机调压调速拖动电梯与交流异步单绕组单速电动机调频调压调速的拖动电梯等。直流电梯：用直流电动机作为曳引电动机，其电源由直流发电电动机组的直流发电机供电的电梯。这类电梯的额定速度一般在 2.00m/s 以上。螺杆式电梯：将直顶式电梯的柱塞
10、加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。3、按速度分类电梯无严格的速度分类，我国习惯上按下述方法分类。低速梯：额定运行速度低于 1.00m/s 速度的电梯。中速梯：额定运行速度在 1.002.00m/s 的电梯。高速梯：额定运行速度大于 2.00m/s 的电梯。超高速梯：额定运行速度超过 5.00m/s 的电梯。随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。2.2 电梯的结构与组成电梯是把机械和电气合为一体的大型复杂产品，其中机械部分相当于人的躯体，电气部分相
11、当人的神经，俩者不可分隔。机与电的高度合一，使电梯成为现代科技的综合产品。尽管电梯的品种繁多，但目前使用的电梯绝大多数为西安工程技术学院4电力拖动、钢丝绳曳引式结构，其机械部分由曳引系统，轿厢和门系统，平衡系统，导向系统以及机械安全保护装置组成；而电气控制部分由电力拖动系统，运行逻辑功能控制系统和电气安全保护等系统组成。电梯的基本结构如图图 2-1 电梯的基本结构图1.控制柜2.曳引机西安工程技术学院53.曳引钢丝绳4.限速器5.限速器钢丝绳6.限速器涨紧装置7.轿厢8安全钳9轿厢门安全触板10导轨11对重12厅门13缓冲器一、曳引系统电梯曳引系统的功能是输出动力和传递动力，驱动电梯运行。主要由曳引机，曳引钢丝绳，导向轮和反绳轮组成。为电梯的曳引机运行提供动力，由电动机，曳引轮，连轴器，减速箱，和电磁制动器组成。曳引钢丝绳的两端分别连轿厢和对重，依靠钢丝绳和曳引轮之间的摩擦来驱动轿厢升降。导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距，采用复绕行还可以增加拽引力。二、导向系统导向系统由导轨，导靴和导轨架组成。它的作用是限制轿厢和对重相对位置，并对他们的运行起导向作用。固定导轨的空间位置并承受
