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1、21摘要 随着科学技术的的发展,近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速的发展，一些电梯厂也在不断改进设计，修改工艺，更新换代生产更新型电梯，电梯主要分为机械系统和控制系统两大部分，随着自动控制理论与微电子技术的发展，电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式:继电路控制系统，PLC控制系统，微机控制系统。继电器控制由于故障率高，可靠性差，控制方式不灵活以及消费功率大等缺点，目前已经逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷，而PLC控制系统由于运行
2、可靠性高，其维修方便，抗扰性强，设计和调试周期短等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。 关键字： PLC 电梯 自动控制目录摘要1第一章 前言31.1电梯的起源31.2电梯继电器控制系统的特点及存在问题3第二章 电梯的机构4第三章 硬件的选择73.1.1 PLC的定义73.1.2 PLC的基本结构73.1.3 PLC主要的特点83.1.4 PLC的工作原理93.1.5 PLC内部运作方式103.2.1 PLC的系统硬件设计11第四章 电梯控制系统原理及硬件组成124.1电梯控制系统原理124.2电梯控制系统的硬件组成124.3电梯模型
3、PLC控制系统设计13第五章 三层电梯升降PLC控制的设计145.1 电梯控制的功能要求145.2 PLC选型及输入、输出地址分配145.3 梯形图程序设计145.4系统的调试与操作19结束语20致谢21参考文献22 第一章 前言1.1电梯的起源说到电梯的起源要从公元前2600年埃及人在建造金字塔时使用了最原始的提升系统说起，但这一类起重机的能源均为人力。到了1203年，法国的二修道院安装了一台起重机，所不同者只是该机器是利用驴作为动力，载荷由绕在一个大滚筒上的绳子进行起吊，此方法一直沿用到近代直到瓦特发明了蒸汽机，约在1800年，煤矿主才能利用起重机把矿井中的煤输送上来。数百年来人们制造过各
4、种类型的升降机，他们都有一个共同的缺陷：只要起吊绳突然断裂，升降机便急速的坠落到底层，1854年奥蒂斯设计了一种制动机在升降的平台顶部安装一个货车用的弹簧机一个制动杆与升降井道两侧的导轨相连接，起吊绳与货车弹簧相连，这样仅是起重平台的重量就足以拉开弹簧，避免与制动杆接触。如果绳子断裂，货车弹簧会将拉力减弱，两端立即与制动杆牢固的原地固定免继续下坠。“安全的升降梯”发明成功啦!YI 一时间，奥的斯成了众人注目的中心，第一台升降机并非奥的斯所发明，但他确实第一台“安全”升降梯的发明者。“安全”这一概念不仅开创了升降梯工业，而且也为那些想建造更高层建筑物以增加更多可利用空间的设计们打开了通途。然而真
5、正构成为电梯的产品应该是在20世纪初才出现的。1.2电梯继电器控制系统的特点及存在问题继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法。但是，进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性，可靠性的要求越来越高，及电梯控制的弱点就越来越明显。可编程控制器（PLC）最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专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,电梯的机电其控制方式已逐渐被PLC控制所代替。同时，由于电机交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式一由原来直接调速逐渐过渡到交流变频调速。因此，PLC控制技术加变频调速技术已成为现在电梯行
6、业的一个热点。第二章 电梯的机构 电梯是机电一体化产品，其机械部分好比是人的躯体，电气部分相当于人的神经，控制部分相当于人的大脑。各部分通过控制部分调度，密切协同，是电梯可靠运行。尽管电梯品种繁多，但目前使用的电梯大多数为电力拖动，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装置等组成，电梯基本结构如下2-1图电梯的基本结构图2-11 控制柜（屏）；2曳引机；3曳引钢丝绳；4限速器；5限速器钢绳；6限速器张紧装置；7轿厢；8安全钳；9轿厢门安全触板；10导轨；11对重；12厅门；1
7、3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。主要有曳引机，曵引钢丝绳，导向轮和反绳轮组成。曳引机为电梯的运行提供动力，由电动机，曳引轮，联轴器，减速箱，和电磁制动器组成。曵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，采用复绕型还可以增加曳引力。二 导向系统导向系统有导轨，导靴和导轨架组成。它的作用是限制轿厢和对重的活动自由度，使得轿厢和对重只能沿着导轨做升降运动。三 门系统门系统是由轿厢门，层门，开门，联动机构组成。轿厢门设在轿厢入口，有门扇，门导轨架等组成，层门设在层站入口处。开门机设在轿厢上
8、，是轿厢和层门的动力源。四 轿厢轿厢是运送乘客或货物的电梯组件。它是由轿厢架和轿厢体组成的。轿厢架是有轿厢体的承重机构，有横梁，立柱，底梁和斜拉杆等组成。轿厢体有箱底，轿厢壁，轿厢顶以及照明通风装置，轿厢装饰和轿厢内操作按钮版等组成。轿厢体空间的大小事由额定载重量和额定客人数决定。五 重量平衡系统重量平衡系统是由对重和重量补偿装置组成。对重有对重架和队重块组成。对重浆平衡轿厢自重和部分额定载重。重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢对重侧曵引钢丝绳长度变化对电梯平衡设计影响的装置。六 电力拖动系统电力拖动系统由曳引电机，供电系统，速度反馈装置，调速装置组成，它的作用的对电梯惊醒速度控制。曳引电机是电
9、梯的动力源，根据电梯配置可采用交流电机或者直流电机。供电系统是为点击提供电源的装置。速度反馈系统是为调速系统提供电梯运行速度信号。一般采用测速发电机或速度脉冲发生器与电机相连。调速装置对曳引电机进行速度控制。七 电梯的电气控制电梯的电气控制系统由控制装置，操作装置和位置显示装置等部分组成。其中控制装置根据电梯运行逻辑功能要求，控制电梯运行，设置咋机房中的控制柜上。操作装置时由轿箱内的按钮箱和厅门的召唤箱按钮来操纵电梯运行的。平层装置时发出平层控制信号，使电梯轿厢准确平层的控制装置。所谓平层，是指轿厢在接近楼层的停靠站时，欲使轿厢地坎和厅门地砍达到用平面的操作。位置显示装置，是用来显示电梯所在楼
10、层位置的轿内和厅门的指示灯，厅门指示灯还用箭头指示电梯的运行方向。八 安全保护系统安全保护系统包括机械的和电气的各种保护系统，可保护电梯的安全使用。机械方面的有：限度器和安全钳起超速保护作用，还有切断总电源的极限保护装置。电气方面的安全保护在电梯的各个运行环节中都有体现。 第三章 硬件的选择3.1.1 PLC的定义可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装
11、置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC 3.1.2 PLC的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：结构图3-1所示 图3-1a、电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去 b. 中央处理单元(
12、CPU) 中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用
13、双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。 c、存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 d、输入输出接口电路 1、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。 2、现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 e、功能模块 如计数、定位等功能模块 f、通信模块 如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等 3.1.3 PLC主要的特点1、高可
14、靠性（1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。（2）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为1020ms.（3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。（4）采用性能优良的开关电源。（5）对采用的器件进行严格的筛选。（6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。（7）大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。2、丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。有相应的
15、I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。3、采用模块化结构为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。4、编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。5、安装简单，维修方便PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。3.1.4 PLC的工作原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号哦（或地址号）作周期性循环
