四层电梯的设计

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1、湖南娄底职业技术学院毕业设计（论文）课题名称：基于pic四层电梯控制系统的设计 系另U： 机电系专业：电气自动化班级：08电气自动化姓名：胡顺祥同组人：起迄日期： 2010.11.1 2010.12.15指导教师：唐立伟职称: 副教授娄底职业技术学院教务处印制摘要随着科学技术的发展、近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速 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 新型的电梯，电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份，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

2、制系统（“早期安装的 电梯多位继电器控制系统）、PLC控制系统、微机控制系统。继电器 控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率 大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有 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控制系统由于运行可靠性高，使 用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们重 视等优点，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。电梯PLC的控制系 统和其他类型的电梯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

3、PLC主机及扩展、机械系统、轿厢 操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。电梯信号控制基本由 PLC 软件实现。电梯信号控制系统，输入到 PLC的控制信号。关键字：PLC电梯控制系统PLC控制系统 微机控制系统目录摘要1 第一章 绪论1.1 课题的研究背景及意义 31.2 电梯的发展趋势. 4第二章PLC的概述2.1 PLC 的简介. 52.2 PLC的特点62.3 PLC 的主要功能和应用. 82.4 PLC 的编程语言. 92.5 STEP 7 概述92.6 程序设计常用方法 10第三章 总体设计方案设计和硬件的设计3.1 总体方案确定.123.2 设计思想.123.3

4、四层电梯曳引电机及门电机电路图.133.4 PLC 的系统硬件设计.143.4.1 PLC控制系统设计的基本原则143.4.2可编程控制器机型的选择153.4.3 输入/输出点分配 16 第四章 软件设计4.1 系统结构框图 174.1.1 电梯开关门流程图 174.1.2电梯上升下降流程图184.2 梯形图194.2.1外召唤信号登记及消除194.2.2 内指令信号登记及消除204.2.3 电梯的平层信号处理 .214.2.4 选层定向及反向截梯 .214.2.5内指令外召唤信号的保持254.2.6各楼层停车信号264.2.7 自动开关门 .27总结29答谢30参考文献31第一章 绪论1.1

5、课题的研究背景及意义电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直 方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电 梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程 领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度 的安全性。事实上，在电梯上已经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和 电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而，只有电梯的制造，安装调 试、售后服务和维修保养都达到高质量，才能全面保证电梯的最终高质量。在国 外，已“法规

6、”实行电梯制造、安装和维修一体化，实行由各制造企业认可的、 法规认证的专业安装队伍维修单位，承担安装调试、定期维修和检查试验，从而 为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证。因此，可以说乘坐电梯更安全。美国 一家保险公司对电梯的安全性做过认真地调查和科学计算，其结论是：乘电梯比 走楼梯安全5倍。掘资料统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人 次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。目前，由可编程序控制器(PLC) 和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用PLC控制的 电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的 灵活性，可以完成更为复杂的控

7、制任务，己成为电梯控制的发展方向可编程序控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺 序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核 心用作数字控制的专用计算机。自1969年针对工业自动控制的特点和需要而丌 发的第一台PLC问世以来，迄今己30多年，它的发展虽然包含了前期控制技术 的继承和演变，但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用 微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操 作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具 风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结

8、构，使 用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易。用户买到所需PLC 后，只需按说明书或提示，做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可灵活 而方便地将PLC应用于生产实践。而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有 专门的计算机编程语言知识。这样就破除了 “电脑”的神秘感，推动了计算机技术的普遍应用。可编程序控制器PLC在现代工业自动化控制中是最值得重视的先 进控制技术。PLC现已成为现代工业控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一， 以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功 能，易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高

9、性能模块 等优异性能，同益取代由大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等组成的传 统的继电一接触控制系统，在机械、化工、石油、冶会、轻工、电子、纺织、食 品、交通等行业德到广泛应用。PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先 进水平的重要标志之一。总之，电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了 广阔的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术 的不断发展，将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、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子 和计算机的功能综合在一起。因此，它已经成为电梯运行中的关键技术

10、。1.2 电梯的发展趋势1、智能化 电梯智能群控系统将基于强大的计算机软硬件资源，如基于专家系统、模糊控制、神经网络、计算机图像监控的群控等。将智能控制方法与新兴科学（如最 优控制、预测控制、模式识别、机器学习、计算机视觉等）进行结合是未来智能 化电梯的发展方向。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。2、超高速 21世纪将会发展多用途、全功能的塔式建筑，超高速电梯继续成为研究方向。未来超高速电梯不仅速度会大大提高，舒适感也会有明显改善。3、蓝牙技术广泛应用蓝牙技术是一种全球开放的，短距无线通讯技术规范。它可通过短距离无线 通讯把电梯各种电子设备

11、连接起来，实现无线组网。这种技术将减少电梯的安装 周期和费用，提高电梯的可靠性和控制精度，有利于把电梯归纳到大楼管理系统 或智能化管理小区系统中。第二章 PLC 的概述2.1 PLC 简介1、PLC 的定义PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller),是指以计算 机技术为基础的新型工业控制装置。在 1987 年国际电工委员会颁布的 PLC 标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计 的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储 执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字

12、式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外 围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设 计。” 2、PLC 的工作方式PLC 采用循环扫描的工作方式。当 PLC 投入运行后，其工作过程一般分为 三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段 称作一个扫描周期。在整个运行期间， PLC 的 CPU 以一定的扫描速度重复执行上 述三个阶段。(1) 输入采样阶段在输入采样阶段， PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将 它们存入 I/O 映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和 输出刷新阶

13、段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化， I/O 映象区中 的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信 号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。(2) 用户程序执行阶段在用户程序执行阶段， PLC 总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯 形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控 制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算， 然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态； 或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执

14、行该梯形 图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在 I/O 映象 区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在 I/O 映象区或系统 RAM 存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序 执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在 下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对 排在其上面的程序起作用。(3) 输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相 应的外设。这时，才是PLC的真正输出。同样的若干条梯形图，其排列次序不 同，执行的结果也不同。另外，也可以看到：采用扫描用户程序的运行结果与继 电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的 时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。一