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1、毕业设计姓 名：专 业：机电一体化 班 级：机电0801班 设计课题：电梯系统PLC自动控制设计指导教师： 电子信息工程系印制二一年九月毕业设计任务书毕业设计题目：电梯系统PLC自动控制设计毕业设计目的：通过对电梯系统进行PLC自动控制设计，综合应用PLC及电机拖动、电气控制相关课程知识，提高学生知识综合运用能力及PLC控制系统的整体设计能力。毕业设计任务：电梯系统由拖动电动机、电气控制部分、控制面板、显示部分等组成，要求根据控制要求，选用相应的PLC作为控制器对电梯系统进行自动控制。毕业设计主要技术数据：1、 电梯运行到位后具有手动或自动开门和关门的功能。2、 利用指示灯显示厢外召唤信号、厢
2、内指令信号和电梯到达信号。3、 电梯能够根据控制信号自动上升或下降到相应的楼层。毕业设计工作量要求：整个系统程序分为4个块，由四组学生各自完成，开门关门控制程序、电梯到层指示控制程序、层呼叫指示控制程序、电梯启动和运行控制程序。毕业设计进度计划：第五周、第六周：下达设计任务，查阅资料。完成初步设计。第七周、第八周：完成总体方案设计，画出程序流程图。第九周、第十周：完成程序设计及调试。第十一周、第十二周：整理资料，撰写论文，进行预答辩。第十四周：参加统一答辩。毕业设计应完成的技术资料：1、 设计报告2、 I/O接线图纸3、 I/O分配表4、 梯形图程序参考文献：1黄云龙.可编程控制器M。北京：科
3、学出版社，2003.教研室主任意见：系主管领导意见：任务下达日期2010年9月28日规定完成日期2010年11月19日目录第一章 绪 论1电梯PLC控制系统现状1电梯的分类21.3 课题要求、设计的目的及意义2本设计主要工作2第二章 电梯PLC控制系统总体方案的确定42.1 PLC控制系统设计的基本原则、内容和步骤42.1.1 PLC控制系统设计的基本原则42.1.2 PLC控制系统设计的主要内容及步骤42.2 电梯PLC控制系统总体结构及控制方案4总体结构4控制方案7第三章 PLC控制系统的实现103. 1 PLC简介103.1.1 PLC特点103.1.2 PLC控制电梯的优点113.3
4、PLC的选型123.3.1 输入输出（I/O）点数的估算123.3.2 存储器容量的估算123.3.3 控制功能的选择133.3.4 PLC机型的选择143. 4I/O接线图183. 5程序框图193. 6梯形图设计233. 7语句表指令24致 谢29参考文献30第一章 绪 论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，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代替原来文在已通有的继电器控制。本变频器的基础上，采用PLC对电梯进行控制，通过合理
5、的选择和设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。本文在阐述电梯的结构和可编程控制器（PLC）的结构和工作原理的基础上，针对四层电梯，使用三菱FX2N可编程控制器，设计了电梯的PLC控制系统。其包括了电梯的指层控制模块，轿内指令模块，厅外召唤模块，电梯的选层和定向模块，电梯的开关门运行模块，电梯运行模块等，实现了电梯电梯的指层控制，轿内指令控制，厅外召唤控制，电梯的选层和定向控制，电梯的开关门控制和自动运行等功能。这种电梯控制系统应用于实际运行的电梯中，运行结果表明：电梯安全性和可靠性高，日常保养维护和保障检修方便，运行成本低。电梯PLC控制系统现状
6、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，继电器控制的弱点就越来越明显。可编程序控制器(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。因此，PLC控制技术加变频调速已成为现代电梯行业的一个热点。 PLC是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点 电梯采用
7、PLC控制，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。控制系统结构简单，外部线路简化.另外可方便地增加或改变控制功能。也可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。 随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的发展也十分迅速。电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速性能和起制动性能、高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。调速范围广、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，几乎可与直流电机媲美。同时明显改
8、善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因数，节能显著。 随着城市建设的不断发展，楼群建筑不断增多，电梯在当今社会的生活中有着广泛的应用。电梯作为楼群建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。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控制是不能满足控制要求的，因此，大部分电梯控制系统都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。国内厂家大多选择第二种
9、方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定、等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器 （PLC）来实现。1.2电梯的分类电梯按照用途可分为:乘客电梯、载货电梯、客货两用电梯、病床电梯、船用电梯、消防电梯与汽车电梯等多个类型。电梯按照定速分类可分为：低速电梯、快速电梯、高速电梯、超高速电梯。电梯按照驱动方式可以分为以:直流电梯、交流双速电梯、交流调压调速电梯、交流变压变频调速电梯、液压电梯；电梯按照控制方式可以分为:信号控制电梯、集选控制电梯、并联控制电梯、群控电梯； 课题要求、设计的目的及意义（1）课题
10、要求：电梯系统由拖动电动机、电气控制部分、控制面板、显示部分等组成，要求根据控制要求，选用相应的PLC作为控制器对电梯系统进行自动控制。整个系统程序分为4个块，由四组学生各自完成，开门关门控制程序、电梯到层指示控制程序、层呼叫指示控制程序、电梯启动和运行控制程序。（2）设计的目的：通过对电梯系统进行PLC自动控制设计，综合应用PLC、电气控制相关课程知识，提高学生知识综合运用能力及PLC控制系统的整体设计能力。1.4本设计主要工作 本次设计的主要工作是根据本次的设计题目（电梯系统PLC自动控制设计）的要求，主要对电梯的控制部分做以设计。在设计过程中，首先要对控制部分的核心器件（PLC）进行选型
11、设计，已达到本次设计要求和电梯的控制要求。其次是针对本次设计要求确定出输入/输出（I/O）分配口且画出I/O口分配表以及I/O口外部接线图纸。再次根据本次设计要求和输入/输出（I/O）分配口画出梯形图，并转换成指令表。最后安要求完成毕业设计报告。第二章 电梯PLC控制系统总体方案的确定2.1 PLC控制系统设计的基本原则、内容和步骤PLC的结构工作方式不同于一般的微型计算机。因此，用PLC设计电梯自动控制系统与其它设计电梯控制系统也有本质的区别。2.1.1 PLC控制系统设计的基本原则任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。在设计PLC控制系统时，应遵循以
12、下基本原则：1） 最大限度的满足被控对象的控制要求。2） 在啊满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单，经济，使用及维修方便。3） 保证控制系统安全可靠。4） 考虑到工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有余量。2.1.2 PLC控制系统设计的主要内容及步骤1）根据控制控制要求，如需要哪些动作条件，动作顺序，以及手动，自动等操作方式。2）根据控制要求确定所需要的输入/输出，以此来确定PLC的I/O点数。3)PLC型号的选择4）分配PLC的I/O点，设计I/O连接图5）针对此控制要求设计PLC程序2.2 电梯PLC控制系统总体结构及控制方案2.2.1总体结构电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯
13、控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成，主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门控电机、主拖动系统等构成。系统控制核心为PLC主机，通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器并由PLC软件运算处理，然后经输出接口分别向指层器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门控电机控制系统发出控制信号。以下主要对电梯门内外控制系统结构，电梯外部控制系统的结构以及电梯井道整体结构加以说明，如图所示： 图2.1 电梯实体基本结构示意图图2.2 电梯外部控制结构图图2.3 电梯PLC控制系统厅外示意图2.2.2控制方案以PLC为控制器，电动机及电梯为被控对象，通过
14、电梯内的指令按钮，到位限位开关，红外线传感器等作为PLC的输入元件，输出元件，来实现电梯的功能，以满足人们的需求。图2.4 基本控制结构图电梯是机、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，使电梯可靠运行。尽管电梯的品种繁多，但目前使用的电梯绝大多数为电力拖动、钢丝绳曳引式结构。 从电梯空间位置使用看，由四个部分组成：依附建筑物的机房、井道；运载乘客或货物的空间轿厢；乘客或货物出入轿厢的地点层站。即机房、井道、轿厢、层站。 从电梯各构件部分的功能上看，可分为八个部分：曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、
15、电力拖动系统、电气控制系统。电梯的原理非常简单多条钢缆，把轿箱悬挂在电梯井顶部机房的曳引轮之上。钢缆另一端悬挂作平衡的对重。对重一般为轿箱加上50%负载时的重量。当轿箱移动时，对重会向反方向移动。曳引轮是依靠钢缆的粗糙表面及引轮上坑纹之间的摩擦力来拉动轿箱。因此当钢缆或曳引轮用旧之后，必须适时更换以防滑溜。电动机负责带动曳引轮转动，提供动力升起或放下轿箱。电动机可能是交流，亦有可能是直流。部分电动机要使用齿轮带动曳引轮，较新及较快的电梯一般会采用无齿轮带动。部分高层曳引式电梯还有重量补偿：在轿箱及对重之下设有一条钢缆或锁链，连接到地上。作用是补偿悬挂轿箱或对重的钢缆长度改变引起的重量变化。 曳引式电梯一般需要在电梯顶部设置机房。近年设计新型的曳引式电梯，采用纤维钢缆复合缆
