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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）基于PLC的电梯控制系统设计摘 要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速发展,交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代,其应用越来越广。而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,随着人们对其要求的提高,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。本文主要的目的是结合PLC，介绍了电梯控制系统的构成和工作原理，并重点阐述了PLC在电梯控制系统中的应用，并利用三菱FX2-80MR、变频器和交流电机来设计六层电梯控制系统。整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加
2、、减速；平层；起动、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。关键词：PLC，电梯，变频器， Design of PLC-based control system for elevatorABSTRACTalong with our countrys high-speed economic development, microelectronics technology, computer technology and automatic control technology also have developed rapidly, ac variable-frequenc
3、y regulating speed technology has entered into a new era, with its used more and more widely. And as a modern high-rise buildings elevator vertical transportation, is closely related to peoples lives, as people to improve its request, elevator obtained fast development, the technology have to drag s
4、peed, its logic FM surge by PLC control also replace original relay control.The this machine control unit adoption carries on whole process a control to the machine by the programmable controller PLC of Mitsubishi company.The purpose of this paper is a combination of PLC , introduces the elevator co
5、ntrol system structure and working principle, and focuses on the PLC in the elevator control system, and to use the Mitsubishi FX2-80MR PLC, OMRONs 3G2JV frequency devices and two-phase AC motor to design five-story elevator control system.The whole system passes PLC, logic control the electric circ
6、uit is to the rise and fall of elevator;Add, decelerate;Even layer;Start, make to move a control.Its structure is simple and circulate an efficiency, even layer accuracy, be easy to comprehension and control.KEY WORDS: PLC, Elevator, Inverter 53目录前言1第1章电梯的概论21.1电梯的概述21.2电梯的组成部件21.2.1机房31.2.2桥厢与对重31.
7、2.3 厅门31.2.4井道与设施31.3电梯主要电气设备41.4电梯的功能要求6第2章 电梯的硬件设备72.1 电梯的主要部分72.2电梯安全保护装置72.3可编程控制器的选择72.4电梯控制电路的设计82.5交流电机主电路92.6门机电路，抱闸电路，门锁及安全运行电路102.7 输入与输出设计11第3章 电梯控制程序设计163.1算法说明163.2 程序中相关继电器的说明173.3梯形图的设计183.3.1开关门环节183.3.2层楼信号的产生于清除环节213.3.3停层信号的登记与消除环节233.3.4外呼信号的登记与消除环节253.3.5电梯的定向环节253.3.6自动运行时启动加速和
8、稳定环节263.3.7停车制动环节27结论29谢 辞30参考文献31附录33前 言近年来我国的经济飞速发展，人民生活水平的迅速梯高，工作居住条件得到了巨大的改善。电梯作为建筑物内的垂直交通运输工具，与人们的生活息息相关。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，另外，传统的电梯控制系统由继电器接触器控制逻辑组成，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）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装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被 PLC 控制代替。同时，由于电机交流变
9、频调速技术的发展，电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速，不仅能满足乘客的舒适感和保证平稳的精度，还可以降低能耗，节约能源，减小运行费用。因此，PLC 控制技术加变频调速已成为现代电梯行列的一个热点。本课题的研究题目“基于 PLC的电梯控制系统的设计”做诠释如下 PLC 控制是指电梯信号控制由 PLC 及其软件来实现，控制系统的核心为 PLC。其次课题开发的主要任务和内容是：建立“PLC 控制的电梯系统”的总体框架；信号控制系统利用 PLC 集中处理电梯运行方式、安全保护信号、内指令信号、外召唤信号、井道信号、门区信号、开关门及限位信号等信号，并显示电梯所到楼层、运行方向及呼梯
10、应答等，实现开关门控制；拖动控制系统中曳引机的启动、运行、制动停止，包括正反转信号及多种速度信号，经 PLC 运算、判断后通过电机来实现。达到的要求是：通过深入的理论研究和编程实践，全面认真的完成上述几个内容。本课题的核心问题有两个：一是运行效率、平层精度和安全性的要求；二是 PLC 实现电梯信号控制及其软件开发。对于第一个问题，通过选择合适的PLC，进行合理的设计和编程便可以实现。本人选择的PLC是日本三菱公司的 FX2N80 型可编程控制器。第二个问题，根据电梯所要实现的功能以及 PLC 的顺序执行程序的特点，编写 PLC 程序主要是采取模块化编程思想，即根据各功能实现的条件及原则编写各个
11、功能模块来实现。 第1章 电梯的概论1.1 电梯概述电梯在做垂直运行的过程中，有起点站也有终点站。对于三层以上建筑物内的电梯，起点站和终点站之间还设有停靠站。起点站设在一楼，终点站设在最高楼，设在一楼的起点站常作为基站。起点站和终点站之间的停靠站称为中间站。各站的厅外设有召唤箱，箱上设置有供乘用人员召唤电梯用的召唤按钮或触钮。一般电梯在两端站的召唤箱上各设置一只按钮或触钮，中间层站的召唤箱上各设置两只按钮或触钮。对于无司机控制的电梯。在各层站的召唤箱上均设置一只按钮或触钮。作为电梯基站的厅外召唤箱，除设置一只召唤按钮或触钮外，还设置一只钥匙开关，以便下班关闭电梯时，司机或管理人员把电梯开到基站
12、后，可以通过专用钥匙扭动钥匙开关，把电梯的厅轿门关闭妥当后，自动切断电梯控制电源或动力源。1.2电梯的组成部分 电梯是一种复杂的机电产品，一般由机房、轿厢、厅门及井道和井底设备等4个基本部分组成。1.2.1机房机房位于电梯井道的最上方或最下方，用于装设曳引机、控制柜、限速器、选层器、配线板、总电源开关及通风设备等。当机房设在井道底部时，称为下置式曳引方式。由于此种方式结构较复杂，钢丝绳弯折的次数较多，缩短了钢丝绳的使用期限，增加了井道承重，且保养困难，所以一般不采用，只有机房不可能设在井道顶部时才采用。相反，机房上置式曳引方式因设备简单，钢丝绳弯折次数少，成本低，维护简单等特点，最为普遍采用。
13、如果机房即不可能设在井道底部，也不了能设在顶部时，可考虑选用液压式电梯，即机房侧置式。(1)曳引机 曳引机是电梯升降的动力源，由曳引电动机、电磁制动器、减速器、曳引轮和盘车手轮等组成，通过业余绳与曳引绳轮的摩擦产生的牵引力来实现轿厢和平衡对重升降驱动装置。按曳引电动机与曳引轮之间有无减速箱，又可以分为有齿轮曳引机和无齿轮曳引机。有齿轮曳引机采用涡轮蜗杆减速传动。(2)控制柜 该装置能发出指令，检测各机器的动作情况，并具有控制功能，从而使电梯能安全、稳妥、快速到达目的层。该装置由主电路接触器、管理继电器、控制继电器、时限继电器、半导体器等组装而成。因是精密设备，所以要防尘，并保持良好的通风，以维
14、持规定电温度。(3)限速器 限速其为电梯限速保护装置，是重要的安全设备。当电梯超过额定速度或失控时（为额定速度的115%），限速器能发出电信号，自动切断控制电路。如果轿厢仍然继续高速下行，此时限速器则以机械方式操纵安全钳动作，将轿厢夹持在导轨上，阻止起继续下降，避免产生不良后果。电梯上的限速器大多属于离心式限速器，由轮盘、开关、缆绳和夹钳装置构成，以旋转所产生的离心力反映电梯的运行速度，常见的有甩块式和甩球式两种。轴承、销部的磨损是误动作的主要原因，会降低安全装置的机能，故要经常检查。1.2.2轿厢与对重1.轿厢 轿厢是是用来安全运送乘客及物品到目的层的箱体装置，它的运行轨迹是在曳引钢丝绳的牵
15、引下沿导轨上下运行。2.对重 对重又称平衡重，起到平衡轿厢的作用（但这种平衡是相对的和变化的）。对重与轿厢通过曳引绳的连接，利用曳引绳与曳引轮槽之间的摩擦力驱动轿厢的上升和下降。1.2.3厅门（层门）厅门是为确保在候梯厅的乘客安全而设置的开闭装置，只有在轿厢停层和平层时才被打开。1.2.4井道与井底设备1.曳引钢丝绳 连接轿厢与对重，驱动轿厢上下运行。2.导轨 使轿厢和平衡对重在井道内垂直升降的导向装置。3.限速钢丝绳、张紧装置 用以防止限速钢丝绳的松弛或摇动，把轿厢速度正确地传送到限速器的辅助装置。4.终端保护装置 终端保护装置由终端电气保护装置和机械缓冲装置两部分组成，终端电气保护装置由换速开关、限速开关和极限开关组成。机械缓冲装置是指位于底坑的各种缓冲器，它们是电梯安全保护的最后一道措施，设置在井道底坑中且正对轿厢和对重，起作用是防止轿厢和对重冲顶撞底。常用的缓冲器有弹簧缓冲器和油压缓冲器两种。1.3电梯的主要电气设备 1.牵引电动机 齿轮牵引机为电梯的提升机构。主要由驱动电动机，电磁制动器（也称电器包闸），减速器牵引轮组成。 2.自动门机 用来完成电梯的开门与关门。电梯的门分为厅门（每层站一个）与轿门（只有一个）。只有当电梯停靠在某层站时，此层厅门才允许开启
