基于PLC的电梯控制设计.docx

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基于PLC的电梯控制设计

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。

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制任务，己成为电梯控制的发展方向。

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。

关键词：

PLC控制;微机;电梯；抗干扰性能强

目录

第一章.绪论4

第二章.四层电梯整体设计方案4

2.1设计要求4

2.1.1电梯信号输入及其意义4

2.1.2电梯输出信号及其意义4　

第三章.控制电路5

3.1控制电路系统设计5

3.1.1主电路5

3.1.2流程图5

第四章.PLC的系统6

4.1PLC的系统硬件设计6

4.1.1可编程控制器机型的选择6

4.1.2电梯控制程序设计8

第五章.结论18

参考文献18

致谢19

第一章绪论

可靠性是电气控制设备的关键性能。

PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。

一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。

从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。

此外，PLC带有硬件自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。

在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障。

第二章四层电梯整体设计方案

2.1设计要求

2.1.1电梯信号输入及其意义

（1）位置信号由安装于电梯停靠位置的6个传感器SQ1～SQ6产生。

平时为OFF，当电梯运行到该位置时ON。

（2）指令信号有4个，分别由“一至四”4个指令按钮产生。

按某按钮，表示电梯内乘客欲往相应楼层。

（3）呼梯信号有6个，分别由6个呼梯按钮产生。

按呼梯按钮，表示电梯外乘客欲乘电梯。

例如，按SB3则表示二楼乘客欲往上，按SB6则表示三楼乘客欲往下。

2.1.2电梯输出信号及其意义

（1）运行方向信号有两个，由两个箭头指示灯组成，显示电梯运行方向。

（2）指令登记信号有4个，分别由4个指示灯组成，表示相应的指令信号已被接受（登记）。

指令执行完后，信号消失（消号）。

例如，电梯在二楼，按“三”表示电梯内乘客欲往三楼，则内部三层呼叫指示灯亮表示该要求已被接受。

电梯向上运行到三楼停靠，此时内部三层呼叫指示灯灭。

（3）呼梯登记信号有6个，分别由6个指示灯组成，其意义与上述指令登记信号相类似。

（4）楼层数显信号表示目前电梯所在楼层，由7段数码显示构成。

第三章控制电路

3.1控制电路系统设计

3.1.1主电路

根据设计要求，本次设计的电气控制系统主回路原理图如图3.1所示。

图中M1、M2为曳引电机和门电机，交流接触器KM1～KM4通过控制两台电动机的运行来控制轿厢和厅门，从而进行对电梯的控制。

FR1，FR2为起过载保护作用的热继电器，用于电梯运行过载时断开主电路。

FU1为熔断器，起过电流保护作用。

图3.1.1电动机控制电路图

3.1.2流程图

电梯开关门流程图

图3.1.2电梯开关门

第四章PLC的系统

4.1PLC的系统硬件设计

4.1.1可编程控制器机型的选择

为了完成设定的控制任务,主要根据电梯控制方式与输入/输出点数和占用内存的多少来确定PLC的机型。

本系统为四层楼的电梯,采用集选控制方式。

所需输入/输出点数与内存容量估算如下:

1、输入/输出点如图4.1.1所示

采用PLC构成四层简易电梯电气控制系统。

电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，反转为下降。

一层有上升呼叫按钮SB2和指示灯，二层有上升呼叫按钮SB3和指示灯以及下降呼叫按钮SB4和指示灯，三层有上升呼叫按钮SB5和指示灯以及下降呼叫按钮SB6和指示灯，四层有下降呼叫按钮SB7和指示灯。

一至四层有到位行程开关SQ1～SQ4。

电梯内有一至四层呼叫按钮SB8～SB11，相应的指示灯；电梯开门和关门按钮SB0和SB1，电梯开门和关门分别通过电磁铁KM3和KM4控制，关门到位由行程开关ST1检测，开门到位由行程开关ST2检测。

轿厢上行和下行由接触器KM1和KM2控制，并有上行记忆和下行记忆两路指示灯。

图4.1.1控制I/O分配表

4.1.2电梯的控制程序设计

电梯开，关门控制梯形图

自动关门时：

有定时器T38控制。

当电梯开门到位后Q2.2常开触点闭合，T38开始计时，延时时间到。

T38常开触点闭合Q2.3导通，桥厢门开始关闭。

自动关门时，可能夹住乘客，因此设计了再门两侧安装红外线检测器，当有人进出时，由红外线检测器发出信号，使得I2.2和I2.3闭合，内部继电器M0.0导电并自锁，定时器T39开始计时，2S后再次关门。

电梯桥厢内呼叫指示灯的PLC控制梯形图

电梯内部的四个呼叫按钮，指定的是电梯的运行目标。

在电梯未达到指定目标时，该层呼叫灯一直有显示，因此输出时就应该使用（SR触发器）。

另外，当电梯到达指定楼层时，呼叫灯应该灭掉。

电梯桥厢外部呼叫指示灯控制

电梯桥厢外部呼叫指示灯控制与内部呼叫指示灯控制是类似的，分上呼叫和下呼叫两种。

电梯外部上呼叫指示灯控制梯形图

电梯外部下呼叫指示灯控制梯形图

电梯楼层位置指示灯控制梯形图

电梯楼层位置指示灯的控制是以电梯是否碰到楼层行程开关来决定的。

另外要替换某一指示灯的值，需要电梯接触到其上层或下层的行程开关。

电梯升降指示灯指示灯控制

电梯升降指示灯控制共分三种状态，显示上升，显示下降，显示下降或者什么都不显示，且无论上升还是下降都与电梯的呼叫有密切的关系。

电梯上升指示灯控制梯形图

电梯下降指示灯控制梯形图

电梯到达目的楼层后停止的控制

电梯到达楼层后停止分两种情况，电梯在运行时，电梯外部有上升呼叫和下降呼叫，只有当呼叫方向与电梯运行方向相同时，电梯才能停止。

电梯向上呼叫停止控制梯形图

电梯向下呼叫停止控制梯形图

电梯的上升与下降控制

电梯的上升与下降控制的编程思路与电梯的上升与下降指示灯控制的编程思路相类似，但其中也有些不同。

电梯上升控制梯形图

电梯下降控制梯形图

第五章结论

利用PLC控制的电梯，具有功能齐全，易于制作的特点，并且适宜在实际中推广应用。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性强、抗干扰性强、编程简单等特点，广泛应用于各种行业，实现工业生产过程的自动控制。

PLC在工业自动化控制特别是顺序控制的地位，在可预见的将来，是无法取代的，随着PLC产品的发展，其应用范围越来越广。

因此，我们研究此课题具有深远的意义。

这次我的毕业设计我主要是利用PLC技术控制电梯的运行。

从硬件电路的选择，PLC的选型，到软件程序的设计等，使我对PLC有了更深的了解。

通过学习和应用PLC控制电梯，使我们对与PLC相关的知识有了一个全面而且系统的认识，如：

PLC的定义，PLC的历史、发展趋势、选型，PLC的相关知识以及PLC基本指令的正确使用等。

参考文献

[1]邱俊.可编程控制技术与应用.北京：

中国水利水电出版社.2013.

[2]高钦和.可编程控制应用技术与设计.北京：

人民邮电出版社.2005.

[3]李雪梅.工厂电气与可编程序控制器应用技术.北京：

中国水利水电出版社.2006.

[4]汪晓平.可编程控制系统开发实例导航.北京：

人民邮电出版社.2004.

[5]廖常初.S7-200PLC编程及应用.北京：

机械工业出版社.2011.

[6]西门子（中国）有限公司.S7-200可编程序控制器产品目录.2007.

致谢

转眼间，我就要在长沙民政度过三个年头了。

三年，说长不长，说短不短。

三年的光阴让我不断成长，让我从青涩走向成熟。

让我的人生更加充实。

通过这次设计使我对电梯的控制有了深入的了解，尤其是电梯的PLC控制。

在这次设计中，我经历了查资料→做笔记→思考→定位→选设备的过程，使我了解的不仅仅是电梯的控制，或是设备的选择，或浅或深，最重要的是我掌握了一种设计的方法，思维的方式，使受益非浅。

在此次设计中，使我还体会到了要想飞快的进步就要有一盏明灯照路。

在此我首先我要感谢我的导师——邱俊。

“授人以鱼，不如授之以渔”，邱老师正是以这样言传身教的方式来教导着我们。

毕业论文的每一个过程都凝结着邱老师的心血，从选题到最后设计完成的每一步，都离不开邱老师悉心的指导。

另外我也要感谢和我一起生活三年的室友，是你们让我们的寝室充满欢乐与温馨，在你们身上我学到了很多东西。

“君子和而不同”，我们亦是如此！

愿我们大家以后的人生都更加充实、多姿多彩！

最后我要感谢我的家人、朋友、以及所有关心我的人，感谢你们在我失意时给我鼓励和支持，在我迷失时给我提醒和启示，感谢你们陪我一路走来，让我在这过程中倍感温暖！

一个人的成长绝不是孤立的，总离不开别人的帮助和支持。

我感谢可以拥有这样的一段美好时光，在此，我要对所有曾经给予我关心、帮助的人说声“谢谢”在今后的日子里，我会更加坚强，更加努力，走好以后的人生。