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1、1湘潭医卫职业技术学院毕业设计2班 级： 姓 名： 指导教师： 年 月 日 毕 业 设 计项目说明书项目说明书设计题目：设计题目： PLC 控制电梯自动化 专专 业：业： 机电一体化 班班 级：级： 学学 号：号： 设设 计计 者：者： 指导教师：指导教师： 3完成时间：完成时间： 摘摘 要要本文讲述的是四层电梯的三菱 PLC 控制系统。电梯是一种运输设备，运行的方式主要是垂直方向的,在高层建筑的运输，它扮演着重要的作用。它依靠电力系统，驱动一个能载物或人的轿厢，使其能在建筑的井道里的导轨上做垂直升降运动。电梯的控制系统也从以前的继电器控制渐渐发展成现在的 PLC 系统，电梯在运行中，是要满足
2、“稳、准、快”的运行的要求。为了这个达到这个要求，本控制系统主要是由可编程控制器（PLC）作为核心控制元件，辅助以三相交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器的控制系统。本三菱 PLC 控制系统能实现电梯的上升下降；平层；起动、停止控制。其设计简单、工作效率高、平层准确度高、易于理解与掌握。关键词关键词：PLC 控制系统 四层电梯 三菱4Abstract5AbstractThis article is about the five layers of Siemens PLC control system of the lift. Elevator is a kind of t
3、ransportation equipment, operation way is mainly vertical direction, transport in high-rise buildings, it plays an important role. It depends on the power system, can drive a slide or capsules, can make it in the construction of hole on the guide rail vertical lifting movement.Elevator control syste
4、m is also from the previous relay control gradually developed into the current PLC system, the elevator in the operation, is to meet the “steady, accurate, fast“ operation requirements. For this meet this requirement, the control system is mainly composed of programmable controller (PLC) as the core
5、 control components, auxiliary to three-phase ac asynchronous motor, relay, contactor, trip switch, button, luminous indicator of control system.The Siemens PLC control system can realize the lift up and down; Flat layer; Start and stop control. Its simple design, high work efficiency, flat layer wi
6、th high accuracy, easy to understand and grasp.Keywords: PLC control system Four layers of elevator Siemens摘 要67目目 录录第 1 章 引言.1 1.1 研究背景.1 1.2 研究的现状.1 1.3 研究的意义及内容.2 第 2 章 电梯设备及电梯发展动态.3 2.1 电梯的出现及发展3 2.2 电梯设备4 2.2.1 电梯的分类.4 2.2.2 电梯的基本结构.5 2.2.3 电梯的安全保护装置.6 2.2.4 电梯技术发展情况.7 2.2.5 电梯发展展望.7 第 3 章 三菱 F
7、X2N 系列可编程序控制器介绍83.1 可编程控制器的基础认识8 3.1.1 三菱 FX2N PLC 的主要特点.8 3.1.2 PLC 系统的组成93.2 可编程序控制器的工作方式及编程语言11 3.2.1 PLC 的工作方式11 3.2.2 PLC 的编程语言13 第 4 章 PLC 控制系统选择及硬件设计.134.1 PLC 控制在电梯控制中的优势.134.2 系统组成图及主电路144.3 系统变量定义及 I/O 分配表154.4 PLC 接线图设计.18 第 5 章 控制系统软件设计.185.1 电梯升降流程图185.2 电梯控制要求分析195.3 程序设计21 第 6 章 仿真调试解
8、决问题.26 第 7 章 结论.30 第 8 章 参考文献.31 第 9 章 致 谢.32 第 10 章 附录.33 第 11 章 译文.478第第 1 章章 引言引言1.11.1 研究背景研究背景电梯是一种多学科和技术相结合的高科技机电设备，它涵盖了机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等诸多学科和创新技术。电梯作为一种较为复杂的机电一体化设备，它由多许机械构件和电子、电气、大规模集成电路组成的微型计算系统及声、光控制部件所组成。电梯能实现的功能有很多，主功能如：电梯的定向选层、 、稳速运行、到站减速、平层停车、开关门。还有一些辅助功能，如检修功能、安全保护
9、功能、消防功能、楼层显示等。电梯控制系统通过继电器控制，可编程控制器（PLC） ，单片机控制，多微机控制的形式了。 20 世纪 80 年代的第一个继电器控制系统是最广泛的控制方式之一，有简洁易懂的优点和易于记忆，但是系统的缺点是有大量的继电器和接触器来控制硬件连接，该硬件接触触点之间接触容易不良，导致高故障率，并在一段空间内增大控制柜的体积。随着电子技术和计算机技术的不断发展，其在电梯控制应用越来越成熟，并逐步取代大部分继电器控制。因为可编程控制器（PLC）随着计算机技术的推进是有不可替代的优势。它可以通过逻辑控制功能继电器和接触较少，可靠性高，故障率低，维修方便，噪音低来实现，其主要优点是只
10、动动手指改改程序，就可以改变电梯控制。PLC 的编程语言并不一定需要专门的计算机知识，通俗易懂，使工程师能够迅速掌握。1.21.2 研究的现状研究的现状随着人口的增加，随着经济的高速发展，各种技术的快速发展，使得电梯控制系统已经上升到了一个新的层次。电梯是随机地根据外部呼叫信号，然后根据自身的运行规律进行工作的设备，这是需要一个人机交流的工程，仅仅用简单的顺序控制或逻辑控制是无法完成这个控制过程的。所以，控制电梯是一个随机的逻辑方法。现在电梯控制通常使用两种,一种是信号控制单元采用微型计算机,它意识到电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,阻力是变频器的控制来完成;第二个是可编程序控制器(PLC
11、)代替信号采集由微机控制实现。从控制方法和性能的两个控制没有太多区别。以国内公司来说。他们大多用第二种9方法，这与我国公司规模小，设计与制造微机系统成本过高有关；而 PLC 的诸多优势，编程语言简单易懂，结构简单，抗干扰性能好等特点，所以目前的电梯控制系统一般都采用这种方法。 1.31.3 研究的意义及内容研究的意义及内容此次毕业设计的意义：1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握 PLC 的简单设计法、设计步骤，培养综合设计的能力。2、了解实际生活中电梯的自动控制原理。3、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。毕业设计的内容：电梯模型由“四层四站电梯对象、电机、正反向继电器、轿
12、厢、内选召唤按钮、外选召唤按钮、外呼指示灯、内选指示灯、楼层显示、上下行显示、平层电磁传感器检测”等组成，采用 S7-200PLC 进行控制，实现对电机的驱动，上、下行的顺序控制，随即呼叫的优化控制，自动准确定位，上、下行及平层指示灯显示。设计的主要内容包括：设计出硬件系统的结构图、接线图等;系统有启动、停止功能；轿厢开门、关门用指示灯显示；运用功能指令进行 PLC 控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；程序结构与控制功能自行创新设计；进行系统调试，实现四层电梯的控制要求。10第第 2 章章 电梯设备及电梯发展动态电梯设备及电梯发展动态2 2.1.1 电梯的出现及发展电梯的出现及发展18
13、54 年,世界博览会在水晶宫举行在纽约,美国人 Elisha. graves. Otis首先向世界展示他的发明历史上第一台安全电梯。从那时起,电梯在世界各地得到了广泛的应用。命名奥的斯电梯公司的名字,开始她辉煌的旅程。自 150年以来,它已经发展成为世界、亚洲和中国领先的电梯公司。自中国改革开放政策,高层建筑如雨后春笋般在全国各地立起,为作为高层建筑的垂直交通工具,电梯的需求增长也大幅增加。各种类型和规格的电梯在高层建筑已经投入运营。为了确保电梯的正常运行,安全使用,必须了解电梯,熟悉电梯,电梯管理,保障电梯。20 世纪初，美国出现了曳引式电梯，其结构如图 2-1 所示，从图中可见，钢丝绳悬挂
14、在曳引轮上，一端与轿厢连接，而另一端与对重连接，随曳引轮的转动，靠钢丝绳与曳引轮槽之间的摩擦力使轿厢与对重作一升一降的相反运动。显然，钢丝绳不用缠绕，因此钢丝绳的长度和股数均不受限，当然轿厢的载重以及提升高度就得到了提高，从而满足了人们对电梯的使用需求。所以，曳引式电梯在近一百年来的历史变迁中，一直受到重视，并持续发展使用至今。图 2-1 曳引式电梯示意图在随后的几十年里,电梯控制系统和自动平层 1 -轿厢 ，2-曳引轮，3 -重量通过改变电动机转速控制方法的来调整电梯的运行速度技术已经开发,1933年世界上第一个运行速度是 6 米/秒电梯安装在美国纽约帝国大厦。第二次世界大战之后,建筑业的发
15、展促进电梯发展进入高峰期,代表新技术电子技术已广泛应用于电梯领域的同时,在电梯群控制、高速电梯,交流变频变压电梯速度也迅猛发展。11随着电力电子技术的发展,晶闸管变流器设备正越来越多地用于电梯系统,使电梯的拖动系统简化和提高性能。交流调速系统研究和发展的同时,使交流电梯速度控制性能明显改善。到 1980 年代,通过控制电动机定子电压和频率调速运行的电梯调频技术的成功开发,交流变压变频(VVVF)调速电梯,电梯拖动的开辟了一个新的领域。1993 年,日本生产的高速 12.5 m / s,交流变压变频调速电梯,结束了直流高速电梯领域的垄断历史。电梯发展到了今天,新技术的使用和应用进入全面发展时期,随着智能的兴起,信息化建设和完善,电梯不仅要求垂直运输的基本功能,还应该以人为本提高舒适性,尤其是智能控制电梯运行的角度看,电梯服务不再是一个单一的“最短”问题,也但使用模糊理论、神经网络和专家系统方法,以达到最好的模型在单梯和组控制管理。合理的分配和使用远程监测和故障诊断,节约能源和减少环境污染等。本文主要关注电梯的升降控制逻辑,不是主电机速度的快慢以及电梯安全保护措施。2 2.2.2 电梯设备电梯设备2.2.12.2.1 电梯的分类电梯的分类电梯的分类有各式各样：（1）按速度分类 低速电梯 1m/s 以下 高速电梯 2-3m/s超高速电梯 3-10m/s
