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1、学号： 常 州 大 学 毕业设计（论文）（2012届）题 目 学 生 学 院 专业班级 校内指导教师 专业技术职务 校外指导老师 专业技术职务 二一二年六月基于PLC的电梯控制系统设计摘 要：电梯已经成为现代城市物质文明的一种标志。特别是在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输设备。本设计将可编程序控制器(PLC)应用于六层电梯进行逻辑控制，通过合理的选择和设计，不但提高了电梯可靠性、可维护性以及灵活性，同时延长了使用寿命，缩短了电梯的开发周期，并提高了电梯的控制水平。本文所设计的电梯控制系统具有楼层指示、厅召唤、选层选向、手动和自动等功能。在介绍电梯基本结构的基础上，重点完成了基于PLC的电梯
2、的硬件设计和软件设计，提出了基于PLC电梯控制系统设计的实现方案，最后对所设计的系统进行了实验室模拟实验，结果表明，所设计的系统能实现预期的基本功能。关键词：电梯；PLCDesign of Elevator Control System Based on PLCAbstract： The elevator has become a symbol of urban material. Especially in the high-rise building, the elevator is absolutely necessary in vertical transportation equip
3、ment. A programmable logic controller (PLC) is used for six-storey elevator control logic, through the rational selection and design, not only to improve the reliability of the elevator, maintainability, and flexibility, but also extending the of life ,shorting the development cycle of the elevator
4、and raising the level of the elevator operation. In this paper, the design of the elevator control system has a layer, indicator, calls to the layer selected, manual and automatic functions.After introducing the basic structure of the lift,the hardware design and software design based on PLC ,are co
5、mpleted, and the schems of control system designed to realize is put forward , Finally, simulation experiment of the designed system is done in laboratory. The results show that the system can achieve the desired basic functions for the design of elevator control systems.Key words：elevator；PLC目 录摘 要
6、目 录1 引言11.1 课题研究的意义11.2 国内外现状综述11.3 基于PLC的电梯控制系统的关键技术21.4论文的主要工作22 电梯基本知识22. 1电梯基本知识简介22.1.1电梯的分类22.1.2 电梯的主要组成部分43 基于PLC的电梯控制系统硬件设计63.1 电梯控制系统的硬件结构63.1.1 可编程序控制器简介63.1.2 可编程控制器的编程语言73.1.3 可编程序控制器基本结构电路图73.1.4 可编程序控制器的工作原理83.2 硬件选择及硬件结构框图93.2.1 控制元件选择93.2.2 程序中间继电器说明103.2.3 电梯控制系统结构图124电梯控制系统PLC软件设计
7、134.1 I/O变量列表134.2 电梯控制流程图154.3 程序设计思路164.3 软件介绍204.3.1 编程软件简介204.3.2 仿真软件简介215 模拟实验226 工作总结和展望27参 考 文 献28致 谢30附 录 A31附 录 B32II常州大学本科生毕业设计（论文）1 引言1.1 课题研究的意义在学校的教学实践中，要求学生更实际更真实地了解现代工业系统的控制理论及程序结构，熟悉和掌握各种工业控制软件的使用方法。电梯计算机控制及监控系统在现代工业控制系统中具有较为广泛的代表意义。它包括现场数据采集、数据实时分析处理、网络通信、基于PLC的电机调速控制和远程动态监控等技术。 近年
8、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。PLC控制电梯有许多优点： 1，可靠性高，由于采取了一系类的PLC高可靠性的措施，PLC的平均无故障时间（MTBF）一般可达35万小时。而且PLC的环境适应性也很强，它能在工业
9、环境下可靠地工作；2，编程简单，PLC最常用的编程语言是梯形图语言。这种编程语言形象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识，便于广大现场工程技术人员掌握。当工作流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活；3，体积小、结构紧凑、安装、维修方便。PLC的体积小，重量轻，便于安装。一般PLC都具有自诊断、故障报警、故障种类显示等功能。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 控制电
10、梯已成为现代电梯行列的一个热点1。1.2 国内外现状综述近年来，我国的电梯事业发展很快，在北京、上海、天津、广州等地先后建立了中外合资电梯制造公司，使电梯的控制和驱动技术接近国际先进水平。 随着城市建设的不断发展，电梯作为垂直方向的交通工具,在高层建筑和公共场所已经成为不可或缺的设备2。电梯是自动化程度最高的先进设备的一种。以前的电梯主要采用单片机控制，其性能等各方面都不太完善，现在电梯控制系统多采用PLC，从电梯的性能、器件的灵活性及安全保障方面等都有了很大的提高。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑
11、控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。 在控制技术方面:从手柄开关控制发展到按钮信号控制、集选控制及多台电梯机群管理控制，从继电器控制发展到计算机(含PLC)控制，从有级调速、调压调速发展到调频调速控制。但是在群控控制方面，国内企业与迅达、奥的斯、三菱、日立等电梯公司还有一定的距离。在电梯速度方面:由0.5m/s发展到0.5- l .0m/
12、s的交流双速电梯;由1.52. 0m/s的快速电梯发展到2.5m/s的直流高速电梯;还有1.0-4.5m/s的交流调速电梯。目前国外超过16m/s的超高速交流变频调速电梯即将投入运行3。 尽管电梯控制技术目前在理论或实际工程中都已经成熟，但是由于计算机控制系统的复杂性，在教学实践中仍是难点和重点。1.3 基于PLC的电梯控制系统的关键技术电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前的几十年里，继电器控制系统为电梯控制的发展起到了巨大的作用，然而其控制性能与自身的功能已经无法满足与适应电梯控制的要求和发展，与PLC相比较，存在质的差别。电梯使用继电接触器控制的时代，很难设计出质量优良的电梯控制系统，而
13、现在，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了更广阔的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠、抗干扰性能增强、机械与电气部件被机结合在一个设备内。基于PLC的电梯控制系统的关键技术主要有以下几个方面：(1) 把仪表、电子和计算机的功能综合在一起;(2) 用PLC实现对电梯的运动控制；(3) 电机的选择和电梯运行速度的控制；(4) 开关门的安全性，可靠性和灵敏度；(5) 节能环保，降低成本； 1.4论文的主要工作 电梯控制系统是一种相当复杂和典型的开关量控制系统，当代电梯基本上都是用PLC控制的。 论文完成了下面的主要工作:(1)
14、绍电梯的基本知识、主要组成部分、功能和运行过程，为模拟电梯运行打下基础。(2)用s7-200实现了对PLC控制的6层电梯的控制，包括轿箱内和楼层的呼梯按钮，轿箱内的开门、关门按钮，楼层数字显示、方向显示和限位开关的状态显示。(3)在实验台上实现对四层电梯的模拟控制。2 电梯基本知识2. 1电梯基本知识简介2.1.1电梯的分类 根据建筑的高度、用途及客流量(或物流量)的不同，可以选用不同类型的电梯。目前电梯的基本分类方法大致如下： 按用途分类 乘客电梯：为运送乘客设计的电梯，要求有完善的安全设施以及一定的轿内装饰。 载货电梯：主要为运送货物而设计，通常有人伴随。 医用电梯：为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢长而窄。 杂物电梯：供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。 观光电梯：轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。 车辆电梯：用来装运车辆的电梯。 船舶电梯：船舶上使用的电梯。 建筑施工电梯：建筑施工与维修用的电梯。
