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1、XXXX 大学 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题 目 基于 PLC 的四层电梯控制系统设计 学 院 电气与信息工程学院 专业班级 XXXXXXXXXXXXXXXXX 学生姓名 XXXXX 学号 XXXXXX 指导教师 XXXXX 职称 讲 师 评阅教师 职称 201X 年 X 月 XX 日 论文原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业论文是在导师的指导下进行的 设计（研究）工作及取得的成果，论文中引用他（她）人的文献、 数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独 立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的 学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（
2、研究） 所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业论文作者（签字）： 签字日期： 年 月 日 清华大学毕业论文 摘要 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，电梯也已成为人类现代生活中广泛使用的运输工具。随着人们 对电梯运行的安全性、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
3、入设备使用简便，具有人性化的人机界 面，配备应用程序库，加快编程和调试速度。通过 PLC 对程序设计，实现对电 梯的运行控制。 关键词 PLC 电梯 控制系统 清华大学毕业论文 目录 I 目录 摘 要I 1 绪论1 1.1、可编程控制器的介绍.1 1.1.1 定义1 1.1.2 PLC 的构成 1 1.1.3 CPU 的构成 1 1.1.4 I/O 模块 2 1.1.5 电源模块2 1.1.6 底板或机架2 1.1.7 PLC 系统的其它设备 2 1.2 电梯硬件的分析 3 1.2.1 电梯的组成3 1.2.2 电梯的工作原理 4 2 四层电梯控制系统的设计5 2.1 设计要求 5 2.2 设
4、计分析 5 2.2.1 PLC 控制系统的 I/O 点数计算 5 2.2.2 PLC 的型号选择 6 3 硬件接线设计 7 3.1 主电路设计 7 3.2 I/O 分配 7 3.2.1 输入/输出点分配.7 3.2.2 辅助继电器点分配8 3.3 输入电路设计8 3.4 输出电路设计.10 4 系统软件设计.12 4.1 系统运行流程图.12 4.2 四层电梯控制系统的整体分析.13 清华大学毕业论文 目录 II 4.2.1 电梯上行分析 .13 4.2.2 电梯下行分析 .14 4.2.3 电梯呼叫、上行或下行执行条件 .15 4.2.4 电梯上行或下行执行要求 .15 4.3 系统的 PL
5、C 控制程序设计 .15 5 控制系统的调试及运行分析.16 5.1 总体运行调试分析.16 5.2 开门分析.16 5.3 关门分析.17 5.4 电梯运行至一楼调试分析 .17 5.4.1 内呼至一楼.17 5.4.2 一楼外呼.17 5.5 电梯运行至二楼调试分析 .18 5.5.1 内呼至二楼.18 5.5.2 二楼外呼.18 5.6 电梯运行至三楼调试分析 .19 5.6.1 内呼至三楼.19 5.6.2 三楼外呼.19 5.7 电梯运行至四楼调试分析.20 5.7.1 内呼至四楼.20 5.7.2 四楼外呼.20 6 总结.21 7 致谢.22 8 参考文献.23 9 附录 梯形图
6、.24 主程序.24 子程序.27 清华大学毕业论文 绪论 0 1 绪论 随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC（即可编程控制器）在工业 控制领域内得到十分广泛地应用。PLC 是一种基于数字计算机技术、专为在工 业环境下应用而设计的电子控制装置，它采用可编程序的存储器，用来存储用 户指令，通过数字或模拟的输入/输出，完成一系列逻辑、顺序、定时、记数、 运算等确定的功能，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。 电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和 多层仓库需要有货梯;高层住宅需要有住宅梯;百货大楼和宾馆需要有客梯,自动 扶梯等。在现代社会,电梯已像汽车、轮船
7、一样,成为人类不可缺少的交通运输 工具。据统计,美国每天乘电梯的人次多于乘载其它交通工具的人数。当今世界,电 梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。 1.1、可编程控制器的介绍 1.1.1 定义 PLC 可编程序控制器：PLC 英文全称 Programmable Logic Controller ,中 文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工 业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执 行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字 或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 1.1.2 PLC 的构成
8、从结构上分，PLC 分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式 PLC 包括 CPU 板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的 整体。模块式 PLC 包括 CPU 模块、I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架， 这些模块可以按照一定规则组合配置。 1.1.3 CPU 的构成 CPU 是 PLC 的核心，起神经中枢的作用，每套 PLC 至少有一个 CPU，它按 PLC 的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由 现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和 PLC 内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，
9、从用户程 序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号， 去指挥有关的控制电路。 CPU 主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及 状态总线构成，CPU 单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用 清华大学毕业论文 绪论 1 于存储程序及数据，是 PLC 不可缺少的组成单元。 在使用者看来，不必要详细分析 CPU 的内部电路，但对各部分的工作机制 还是应有足够的理解。CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它读取指令、解释指令 及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算， 在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的
10、中间结果，它也是在控 制器指挥下工作。 CPU 速度和内存容量是 PLC 的重要参数，它们决定着 PLC 的工作速度，IO 数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 1.1.4 I/O 模块 PLC 与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O 模块集 成了 PLC 的 I/O 电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存 器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入 PLC 系统，输出模块相反。I/O 分为开关量输入（DI） ，开关量输出（DO） ，模拟量输入（AI） ，模拟量输出 （AO）等模块。 开关量是指只有开和关（或 1 和 0）两种状态的信号，模拟量是指连续变
11、 化的量。常用的 I/O 分类如下： 开关量：按电压水平分，有 220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有 继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA） 、电压型（0-10V,0- 5V,-10-10V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。除了上述通用 IO 外， 还有特殊 I/O 模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按 I/O 点数确定模块规 格及数量，I/O 模块可多可少，但其最大数受 CPU 所能管理的基本配置的能力， 即受最大的底板或机架槽数限制。 1.1.5 电源模块 PLC 电源用于为 PLC 各模块的集
12、成电路提供工作电源。同时，有的还为输 入电路提供 24V 的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC 或 110VAC） ， 直流电源（常用的为 24VAC） 1.1.6 底板或机架 大多数模块式 PLC 使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的 联系，使 CPU 能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各 模块构成一个整体。 1.1.7 PLC 系统的其它设备 1）编程设备：编程器是 PLC 开发应用、监测运行、检查维护不可缺少 的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控 PLC 及 PLC 所控制的系统的工作 清华大学毕业论文 绪论 2 状况，但它不直接参与现场
13、控制运行。小编程器 PLC 一般有手持型编程器，目 前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 2）人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏） 式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机 界面非常普及。 3）输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如 EPROM、EEPROM 写入器、 条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机 1.2 电梯硬件的分析 1.2.1 电梯的组成 (1)曳引系统 曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。曳引系统主要由曳 引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。 (2)导向系统 导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活
14、动自由度，使轿厢和对重只能 沿着导轨作升降运动。 导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。 (3)轿厢 轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。轿厢由轿厢架和 轿厢体组成。 (4)门系统 门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门，层门， 开门机，门锁装置组成。 (5)重量平衡系统 系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的 重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。 系统主要由对重和重量补偿装置组成。 (6)电力拖动系统 电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。 电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置 等组成。
15、 (7)电气控制系统 电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。 电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置， 选层器等组成。 清华大学毕业论文 绪论 3 (8)安全保护系统 保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。由限速器，安全 钳，缓冲器，端站保护装置组成。 1.2.2 电梯的工作原理 曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机 通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实 现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装 在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。 常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿 厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运 载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补 偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿 厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测 速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全 装置保证电梯运行安全。 清华大学毕业论文 四层电梯控制系统的设计 4 2 四层电梯控制系统的设计
