《基于PLC的电梯控制器的设计-毕业设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC的电梯控制器的设计-毕业设计.doc（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于PLC的电梯控制器设计 目录中文摘要1英文摘要21 引言32 电梯42.1 概述42.1.1 电梯的发展42.1.2 电梯的应用52.1.3 电梯的发展方向52.1.4 电梯的分类62.2 电梯的基本结构73 总体设计93.1 设计要求93.1.1 标准功能93.1.2 特别功能103.2 设计方案113.2.1 电梯系统主要参数的选择113.2.2 电机的选择113.2.3 PLC的选择113.2.4调速方式的选择113.2.5 变频器的选择124 可编程控制器134.1 概述134.1.1 可编程控制器的发展134.1.2 PLC的主要性能指标134.1.3 PLC的分类144.1.4
2、 PLC的特点144.1.5 PLC的功能154.1.6 PLC的工作流程164.1.7 PLC与其他自动控制系统比较174.2 西门子S7-200 PLC184.2.1 硬件系统184.2.2 通信与网络185 电梯调速系统205.1 概述205.2 变频器205.2.1 变频器的形式与结构205.1.2 西门子MICROMASTER440型通用变频器226 详细设计246.1 硬件设计246.2 软件设计27结论37谢辞38参考文献39- 10 -基于PLC的电梯控制器设计摘要：本文介绍了一种基于可编程控制器(PLC)的电梯控制方法。作者对电梯控制系统的现状作了分析，根据国家有关标准选择系
3、统硬件，利用现代控制技术改进了传统的电梯控制方法。该方法基于电气集选控制原则，以PLC和变频器为控制器和调速器，以交流异步电动机为控制对象，利用脉冲编码器取代传统的位置检测装置进行位置反馈，通过PLC与变频器之间的通信来实现主电机与门电机的起停与调速控制。本文所述控制系统用软件代替部分硬件功能，适当的减少了输入和输出点数，降低了系统成本，提高了系统的可靠性和安全性。采用变频器调速提高了电梯的平稳性和乘客的舒适感，有效的提升了平层准确性，同时提高了电梯的控制精度，实现了对电梯的全数字化控制。设计了主电路与关键的控制电路原理图，并给出主要软件的流程图和部分程序代码。关键词：电梯、变频器、调速、PL
4、C。Design of PLC-based elevator controllerAbstract: A method of elevator control based on programmable logical controller (PLC) is introduced in this paper. The present situation of elevator control system is analyzed in the first, the system hardware is chosen according to the relevant national stan
5、dards, the traditional control methods are improved by modern control technology. In the method based on the principles of electrical control assembly election, PLC and variable frequency transducer are used as main controller and regulator respectively to control the controlled object of the altern
6、ative current induction motors, the pulse encoder is used to replace the traditional position detect devices to achieve the position feedback, the communication between PLC and transducer is adopted to start and stop the motors and regulate the speed. A part of hardwares functions are implemented by
7、 software in the proposed method, which reduces the number of input and output points and the cost of the whole system and improves the security and the reliability. The transducer is used to improve the smooth lift and passenger comfort, the leveling accuracy and the lift control precision. The ful
8、ly digital control of the elevator is realized. The main circuits and the key control circuits are schematically presented. The flow chart of the main software and some program codes are also proposed. Keywords: Elevator; Transducer; Governor; PLC1 引言在现代复杂的楼宇建筑中，电梯成为不可或缺的运输工具，其使用越来越广泛。随着楼层的增加，人们对于电梯
9、的安全性、准确性、可靠性、效率等提出了更高的要求。电梯控制系统目前多采用两种方式：一是PLC加变频器控制系统，二是微机加变频器控制系统。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强的功能，但抗干扰性差，系统较复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术，这些限制了微机控制系统应用的广泛性。PLC电梯控制系统由于运行可靠、容易实现、使用维修方便、抗干扰性强等优点，正日益成为电梯控制系统中使用最多的控制系统方式肖峰，贺哲荣.PLC编程100例M.北京.中国电力出版社.2009。 PLC是以微处理器为核心，融合了自动化技术、计算机技术、通信技术的工业自动控制装置，它能改造传统的继电器接触器控制系统，又适用于现代过程
10、控制。凭借其卓越的可靠性、抗干扰性和可编程性，目前已被广泛应用于各种工业过程的自动控制中。本次设计选用西门子公司的S7-200系列PLC，它可靠性高，指令功能强，易于掌握，有较好的通信功能和性价比，在中小型控制系统中能充分发挥作用。2 电梯2.1 概述2.1.1 电梯的发展电梯发展的历史，可以追溯到公元前236年的古希腊。当时希腊有个叫阿基米德的人设计出一种人力驱动的卷筒式卷扬机，安装在尼罗宫殿里。这种卷筒式卷扬机被认为是现代电梯的鼻祖。据有关资料记载，在古代埃及，当时为了修建金字塔，曾经使用过由人力驱动的升降机械周海宾.PLC在电梯模型中的应用D.上海科学技术职业学院.2009。1852年，
11、德国制造出人类历史上最早的用电动机拖动提升绳索来使轿厢上下运行的电梯，但结构简单、无导轨、无安全装置，仅供货物运送。1857年，美国人奥的斯研究升降梯的安全装置成功后，世界上第一台载人电梯问世。1858年美国研制出以蒸汽为动力，并通过带传动和蜗轮减速装置驱动的电梯。1878年英国的阿姆斯特朗发明了水压电梯，随后水压电梯的使用淘汰了蒸汽电梯。后来又出现了采用液压泵和控制阀的电梯，并采用至今。1889年，美国奥的斯公司将卷筒式驱动的电梯改进为曳引轮驱动，为开发行程长、速度高的电梯奠定了基础。当时的电动机是直流电机，使用时具有控制困难、平层不准确等问题，为了消除这些缺点，人们采用发电机电动机组的直流
12、变压方式，从而实现了电梯的高速化。由于交流感应电动机的出现，1915年起人们开始使用交流式电梯。到了20世纪50年代，电梯广泛采用了电子技术，设计制造出了群控电梯，提高了电梯自动化程度。到了20世纪70年代，电梯控制系统应用了集成电路、微处理机，使电梯的电气控制进入了以个新的发展时期。电梯发展到了90年代，随着计算机技术和现场总线技术的发展，电梯控制系统由并行信号传输向以串行传输为主的方式过渡。我国从1908年在上海汇中饭店等一些高层建筑安装了第一批进口电梯起，到新中国成立以前的1949年，全国各大城市中安装的电梯已有数百台。上海和天津等地也先后建立了几家电梯修配厂，从事电梯的安装与维修业务。
13、新中国成立以后，先后在上海、天津、沈阳、西安、北京、广州等地建立了电梯制造厂，使我国的电梯工业从无到有，从安装维修到制造，从小到大地发展起来。我国从20世纪50年达开始生产电梯，用我国生产的电梯产品先后装备了人民大会堂、北京饭店等政府机关和国家宾馆。60年代开始生产自动扶梯和自动人行道，生产的自动扶梯装备了北京地铁车站，生产的自动人行道装备了北京首都机场。随着我国对外开放，80年代开始引进技术，我国的电梯工业得到飞速发展。进入21世纪以来，随着人口的增加，经济的发展，我国城市化水平迅速提高，大批的高楼大厦拔地而起，电梯在人们生活中的地位逐步增强，成为重要的运输设备之一。2.1.2 电梯的应用电
14、梯应用范围很广，一般安装在高层楼内较多，特别是大城市的居民住宅、政府机关、商场、饭店、医院、仓库、机场、矿井、船舶、车站、电厂、工地等地方。我国的中小城市和大学企业在20世纪90年代前后也安装了很多电梯。飞机场的地下车库，使用运机梯垂直将飞机提升到机场跑道上；矿井下使用矿井梯供井内运送人员和货物；船舶上使用电梯运送人员和货物；工地使用施工电梯来运送建筑施工人员和材料；汽车场装运汽车的电梯；消防用电梯是在发生火警时，用来运送消防人员、消防器材及乘客；还有防爆、耐热、防腐蚀等特殊用途电梯及自动扶梯、自动人行道等都是现代建筑中必备的交通设备。2.1.3 电梯的发展方向目前，电梯技术不断发展，新型电梯
15、不断出现，但总的来说，电梯的未来在于四个方面。 更加智能：电梯智能群控技术不断出现，如基于专家系统的群控、基于模糊逻辑的群控、基于计算机图像监控的群控、基于神经网络控制的群控、基于遗传基因法则的群控等。这些群控系统能适应电梯交通的不确定性、控制目标的多样化、非线性表现等动态特性。随着智能建筑的发展，电梯的智能群控系统将与大楼所有的自动化服务设备结合成整体智能系统。 更加高速：21世纪以来，世界各地城市化水平不断提升，为了在有限的空间内满足人们的居住与工作需求，超高层建筑不断出现，电梯的高速化成为电梯技术发展的重要方向。曳引式超高速电梯的研究继续在采用超大容量电动机、高性能的微处理器、减振技术、新式滚轮导靴和安全钳、永磁同步电动机、轿厢气压缓解和噪声抑制系统等方面推进。采用直线电机驱动的电梯也有较大研究空间。未来超高速电梯舒适感会有明显提高。 网络化与信息化：电梯控制系统将与网络技术相结合，用网络把各地的电梯监管起来进行维保；通过电梯网站进行网上交易，包括电梯配置、招投标等，也可以在网上申请电梯定期检验。 更加绿色环保：世界资源与能源问题的不断突出，要求电梯在环保方面做出改变。能耗
