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1、安徽工程大学毕业设计（论文）1基于基于 PLCPLC 的施工场地升降机控制系统设计的施工场地升降机控制系统设计摘摘 要要升降机即简易的电梯，电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧 密相关，随着人们对电梯运行安全性、高效性、舒适性等要求的不断提高，电梯得到 快速发展。其拖动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。 电梯采用了 PLC 控制，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。控 制系统结构简单，外部线路简化，可方便的增加或改变控制功能，也可以进行故障自 动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。而电动机交流变频器调速技术是 当今节
2、电、改善工艺流程以提高产品质量、改善环境、推动技术进步的一种主要手段。 变频器调速以其优异的调速性能和起制动性能、高效率、高功率因素和节电效果，广 泛的适用范围及其它许多优点而获国内外公认为最有发展前途的调速方式。因此，PLC 控制技术加变频器调速技术已成为现代电梯行业的一个热点。 本设计考虑到施工场地升降机的实际操作功能，所设计的控制系统针对的是四层 电梯。代替传统的继电控制系统，由变频器实现对电梯的拖动调速，使 PLC 与调速拖 动装置相结合，构成 PLC 集选控制系统，实现了电梯的各种控制功能，提高了电梯运 行的可靠性，降低了故障率。 关键词：关键词：电梯；变频器；PLC 控制；变频调速
3、唐悦奇：基于 PLC 的施工场地升降机控制系统设计2Abstract Lift that is, a simple lift. As the vertical transport of modern high-rise buildings, the elevator and the lives of people closely related with the continuous improvement of the people on the elevator operational safety, efficiency, comfort requirements, the elevat
4、or rapid development. Drag technology has developed to a FM variable voltage control, logic control instead of the original relay control by PLC. The elevator uses a PLC control software to achieve automatic control of the elevator operation, and reliability are increased. The control system structu
5、re is simple, external circuit is simplified, and can easily add or change of control functions can also be automatic fault detection and alarm display, improve operational safety and easy maintenance. Motor AC inverter speed control technology is todays energy-saving, and to improve the process to
6、improve product quality, improve the environment, a major means of technological advancement. The inverter is its superior speed performance and from the braking performance, high efficiency, high power factor and energy-saving effect, the broad scope of application and many other benefits by the do
7、mestic and international public .that the most promising speed. Designed taking into account the practical features of the construction site lifts the control system design for a four-story elevator. Drag the governor of the elevator instead of the traditional relay control system by the inverter, s
8、o that the combination of PLC and speed drag devices, constitute the PLC sets the election control systems, elevator control, improved elevatorreliability of operation, to reduce the failure rate.Key words：Elevator，PLC control，VVVF，Inverter安徽工程大学毕业设计（论文）3目录目录引言.3 一、绪论.4 1.1 本课题设计的背景 .4 1.2 本课题设计的内容5
9、 1.3 本课题设计的目的和意义 .5 二、系统设计方案的确定.5 2.1 升降机的概述 .5 2.2 升降机继电器控制系统 .6 2.2.1 升降机继电器控制系统的优点 .6 2.2.2 升降机继电器控制系统存在的问题 .6 2.3 PLC 控制系统 .6 2.3.1 PLC 控制升降机的优点 7 2.4 变频调速控制升降机的特点.7 2.5 系统设计的基本步骤 .8 三、系统硬件设计.8 3.1 PLC 的选型 .8 3.1.1 SIMATIC S7-300 系列 PLC 系统基本构成 9 3.2 变频器的选择11唐悦奇：基于 PLC 的施工场地升降机控制系统设计43.2.1 VS-616
10、G5 型通用变频器 .11 3.3 升降机的主要组成部分 14 3.3.1 升降机曳引电机及门电机电路图 16 3.4 I/O 点数的估算 16 3.5 PLC 外部接线图 18 第四章、系统软件开发19 4.1 升降机的三个工作状态19 4.2 软件设计特点 19 4.3 软件设计流程图 20 4.4 系统的软件开发过程 22 结论和展望36 致谢37 参考文献38 附录 A：电气原理图 39 附录 B：外文文献及译文 40 附录 C：参考文献及内容简介 44引言引言伴随着工厂自动化程度的提高，PLC 可编程控制器在工厂中的应用也越来越广泛， 而且几乎涉及到工厂的各个方面，包括供电，生产，物
11、料管理，运输等等。本文旨在 通过实现施工升降机控制系统这样一个典型的实例，来展现 PLC 在现代化建设中的应 用，同时利用这个典型的应用只要稍加变化就可以扩展为其他控制系统。 采用可编程控制器来实现升降机的控制对于提高升降机运行的稳定性、降低升降 机控制系统的成本以及缩短升降机系统的开发周期都具有实际意义。通过本课题的研 究，可以在一定程度上推动升降机即电梯相关行业的发展，拓展 PLC 在自动化行业的 应用领域，具有一定的经济和理论意义。一、绪论一、绪论1.1 本课题设计的背景1968 年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司为满足市场需求，适应汽车生 产工艺不断更新的需要，将汽车的生产方式由大批
12、量、少品种转变为小批量、多品种。 为此要解决因汽车不断改型而重新设计汽车装配线上各种继电器的控制线路问题，要安徽工程大学毕业设计（论文）5寻求一种比继电器更可靠，响应速度更快，功能更强大的通用工业控制器。于是可编 程控制器应运而生，1969 年，美国数字设备公司研制出世界上第一台可编程控制器， 从此，PLC 开始活跃于控制领域。而且其影响也越来越大，应用也越来越广泛。 70 年代后期，随着微电子技术和计算机的迅猛发展，使 PLC 从开关量的逻辑控制 扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为 可编程控制器，简称 PC（programmable controlle
13、r）.但由于 PC 容易与个人计算机 （programmable computer）相混淆，故人们仍习惯地用 PLC 作为可编程器的缩写。 1985 年国际电工委员会（IEC）对 PLC 的定义如下： 可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设 计的工业控制器，它采用了可以编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺 序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式的输入和输出， 控制各种类型机械的生产过程。 PLC 是继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控制方面具有一定 优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：（1）逻辑运算（2）弱电控
14、制强电。 PLC 是集自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置， 已跃居工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。可编程控制器，简称 PLC。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的的一中新型工业控制设备。 具 有 1.可靠性高、抗干扰能力强 2.设计、安装容易，维护工作量少 4.功能强、通用性 好 5.开发周期短，成功率高 6.体积小，重量轻、功耗底等特点。具有功能强、可靠 性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，已经广泛应用于自动化控制 的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。与继电接触器系统相比 系统更加可靠；占位空间比继
15、电接触器控制系统小；价格上能与继电接触器 控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、 触器与于之相当的执行机构；能向中央执行机构；能向中央数据处理系统直接传输数 据等。 因此，进行升降机的 PLC 控制系统的设计，可以推动电梯行业的发展，扩大 PLC 在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。1.2 本课题设计的内容1 升降机类型的选择。综合升降机的类别和各类的特点和要求，在本课题中主要研 究四层升降机上下行控制，开、关门控制、内外呼叫控制。 2 硬件系统的设计。本课题设计的升降机要求运行迅速准确度高，在升降机的各层 检测系统中选用用在工业自动控制上
16、大量运用的具有检测精度高、寿命长、稳定性能 好的接近传感器，运用感应器的开关量信号输入给 PLC 来实现 PLC 对电梯的控制。由 于本课题的具体需求在硬件系统的设计过程中主要考虑了升降机的经济实用、稳定的 需要。 3. 升降机控制系统软件的设计。在本设计中选用了目前运用最多的 PLC 编程语言 梯形图，梯形图的编程能直观明了的设计出机械手控制的要求，1.3 本课题设计的目的和意义随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅唐悦奇：基于 PLC 的施工场地升降机控制系统设计6速发展电梯也已成为人类现代生活广泛使用的人员运输工具。随着人们对电梯运行安 全性、高效性、舒适性等要求的提高，电梯得到了快速发展，其拖动技术已经发展到 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。 可编程序控制器（PLC）因为稳定可靠、结构简单、成本低廉、简单易学、功能强 大和使用方便已经成为应用面最广、最广泛的通用工业控制装置，成为当代工业自动 化的主要支柱之一。电梯控制要求接入设备使用简便，对应于系统组态的编
