基于PLC七层电梯控制系统设计Word格式.docx

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themoduleofdoormovement，themoduleofelevatoroperation，andsoon．Thesemodulesachievethefunctions：

fingeringoutthelocationofthecabin，registeringtheinstructionsfromthecabinandthestationhall．choosingthedirectionandthestationofelevatorfollowtheseinstructions，operatingelevatoranddoorautomatically，andotherfunctions．

Thiselevatorcontrolsystemappliesintheactualoperatingelevator．theoperatingresultindicated：

itssecurityandreliabilityalehigh,theroutinemaintenanceandthetroubleshootingareconvenient,theelevatoroperatingcostislow．Theelevatorcontinuousrunning12000times．thefailurerateis0。

theevenlevelprecisionissmallerthan+5mm，thebalancedcoefficientsis48％～50％，thestarting，thebrakeandthemovementaleextremelysteadyandfortable，thesafekeepingofsecurityandthereliabilityachievedGB7588—2003thestipulations．Cansatisfytheelevatorthecontrolrequest．

KeyWords：

Elevator;

ControlSystem;

ProgrammableLogicController

第一章绪论

随着社会主义市场经济的不断开展，我国建筑行业的快速开展和楼宇自动化、智能化的需要，电梯产品的用量剧增。

电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术基于一体的机电设备，它是建筑物的永久性垂直交通工具。

为满足和提高人们的生活质量，电梯的智能化、自动化技术迅速开展。

特别是随着计算机网络技术、微电子和电力电子技术的飞速开展，现代电梯的技术含量日益提高。

电梯控制系统主要有以下三种控制方式：

继电器控制系统、PLC控制系统和微机控制系统。

继电器控制系统犹豫故障率高，控制方式不灵活及功率消耗大等缺点，目前已经逐渐被淘汰。

微机控制系统虽然在只能控制方面有比拟强大的功能，但也存在一定的缺乏之处，例如抗干扰性差，系统设计比拟复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术，这些都限制了微机控制系统应用的广泛性。

而PLC控制系统由于运行可靠、试用维修方便、抗干扰性能强等优越性，成为目前在电梯控制系统中试用最多的控制方式。

电梯需要运行平稳且舒适性好，使用变频器进展变频控制电机的速度能到达很好的控制目的，现在的电梯通常是PLC+变频器组成的控制系统。

1.1课题研究背景和意义

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。

随着社会的开展，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，应具有高度的平安性。

事实上，在电梯上已经采用了多项平安保护措施。

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平安系数和保险系数。

然而只有电梯的制造，安装调试、售后效劳和维修保养都到达高质量才能全面保证电梯的最终高质量。

在国外，已“法规〞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，承当安装调试、定期维修和检查试验，从而为电梯运行的可靠性和平安性提供了保证。

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，正以很快的速度开展着。

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，己成为电梯控制的开展方向。

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根底上开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开发的第一台PLC问世以来，迄今己30多年，它的开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根底的形象编程语言和模块化的软件构造，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、能对模拟量进展控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能，同时取代由大量输入输出继电器、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.总之，电梯的控制是比拟复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空问。

PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术的不断开展，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，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。

1.2国外开展状况

在经济不断开展，科学技术日新月异的今天，楼的高度已和经济开展同样的速度成长起来。

作为建筑的中枢神经，电梯起着不可或缺的作用，电梯作为建筑物的主要运输工具，像其他的交通工具一样，已经成为我们日常生活的一个不可缺少的组成局部。

一个国家的电梯需求总量，主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、国家产业构造等综合因素的影响。

在全球经济持续低迷的情况下，我国国民经济仍然以较高的速度持续增长，城市化水平不断提高。

这从客观上导致了我国电梯行业的空前繁荣景象，我国已经成为全球最大的电梯市场。

上世纪80年代以来，随着经济建立的持续高速开展，我国电梯需求量越来越大。

总趋势是上升的，目前进入了“第三次浪潮〞，2004年总产量超过了8万台，而且目前还没有减速的迹象。

从1949年建国以来全国共生产安装了61万多台电梯。

尽管如此，我国的电梯远未到达饱和的程度。

全世界平均1000人有l台电梯，我国如果要到达这个水准，还需要增加70万台。

到那时候，全国在用电梯将到达130万台，每年仅报废更新就需要6万台。

到2005年，中国电梯的年产量到达13．5万台，与1980年相比，25年增长了59倍，产量每年平均增长17．8％。

2005年安装验收电梯124465台，截至05年底，我国的在用电梯总数已达651794台。

如此庞大的市场需求为我国电梯行业的开展创造了广阔的舞台!

我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。

兴旺的电梯市场吸引了全世界所有的知名电梯公司，美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、日本三菱、只立、东芝、富士达等13家大型外商投资公司在国的市场份额到达了74％先进技术和先进管理的引进对国电梯企业产生了强大的推动作用。

江南、百斯特、巨人、华立、昌华、飞鹏、宏大、申龙和东南液压电梯等一批优秀的电梯品牌看清了自己的定位与出路。

目前国市场需要的电梯产品，我国电梯行业几乎全部可以生产，不但大量替代了进口，而且有一定的出口。

国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高。

自1985年我国参加了国际标准化组织ISO／TCl78以来，先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准。

标准的高起点使我国电梯行业在技术上居于有利地位。

许多新技术和新产品，如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等，国际上也是刚刚出现，我国就有许多企业可以生产了。

国产电梯以其高质量，低本钱的优势赢得了越来越多的国外客户，为逐步进入国际市场创造了有利条件。

随着计算机技术的开展，微型计算机在工业控制系统中得到了广泛的应用，在电梯控制上采用微型计算机，取代传统的继电器控制方式越来越受到人们的重视。

使用微型计算机控制，它本钱低，体积小，可靠性高，使用寿命长，简化了安装调试工作，使得电梯控制系统体积减小、节省能源、可靠性提高。

可编程使灵活性增大。

更突出的优点是微型计算机具有算术运算功能和灵活的逻辑运算功能，因此可以实现更完善的自动控制，例如对于电梯平层可以实现自适应控制，便平层情况到达最正确状态。

目前，交流调压调速电梯技术已趋成熟，一些企业都有成功的产品。

微机控制电梯是电梯技术的方向，一些生产企业与科研单位相结合，相继推出了微机控制的电梯新机型使控制功能得到增强，电梯的性能得到改善，明显提高了可靠性。

除了合资企业外，也有其他厂家开发出了变频调速电梯新产品。

另外，用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进展控制还是有前途的。

有些生产企业开发了紧急供电装置、防火厅门、地震控制、自检测以及语言合成等电梯新功能；

对机械系统采用了新构造、新材料、新技术和新工艺。

总之，与国外先进技术水平相比，虽然还存在一定差距但国电梯技术正以迅猛的开展速度赶超世界先进水平。

中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置，每年销售量己达l万台左右，约占亚洲市场的1／50，一些合资企业在出口创汇方面也做出了奉献。

当今世界，电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。

在一些兴旺的工业国家，电梯的使用相当普遍。

世界上有名的几家电梯公司，诸如：

美国奥的斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等，其电梯的产量已占世界市场的51％。

其中，奥的斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。

目前，国外除了以交流电梯取代直流电梯以外，在低层楼房越来越多的使用液压电梯。

此外，家用小型电梯将成走电梯家族中新的组成局部。

随着科技的进步，电梯也更加平安、舒适。

然而，人们的追求并没有就此停顿下来，仍在不断地进展研究改良。

绿色是和平，绿色是天然，绿色是和谐。

电梯是载人的机电设备，要实现“绿色〞，也就是强调电梯更舒适、更平安地为人类的生产和生活效劳，强调电梯与环境的协调与和谐。

国外对绿色电梯的研究做得比拟出色的可能要数Peters了，他专门就绿色电梯进展研究。

当然，他的研究是从电梯对环境影响的角度进展的。

不可再生资源的消耗、产生废弃物和为生产满足曳引电梯的电力而产生的二氧化碳。

同时他还认为，目前电力是不可持续的并对环境有损害，作为在地球上有责任的人，我们应当减少能源消耗，寻找可持续开展的能源。

1.3主要研究容

课题所研究的容主要是用可编程控制器〔PLC〕和变频器改造在用电梯自动控制系统。

由于大局部老式电梯的电控系统可靠性欠佳，用户寻求对电梯的电控系统进展改造，以节约资金。

因此，对电梯控制技术进展研究，找出一条适合国产老式电梯的改造之路，并进而提高国产电梯的技术水平和质量，具有十分重要的意义。

针对老式电梯采用的继电器逻辑控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺陷，提出采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器〔PLC〕来控制电梯。

调速系统采用交流变频调速，在各种负载下都有良好的调速性能和准确的停车性能，满足乘客的舒适感和保证平层精度〔即准确停车〕，并能节约大量电能。

第一章绪论主要介绍电梯的开展情况和背景。

阐述了选题的目的和意义。

第二章电梯的概述主要介绍电梯的分类情况以及电梯的主要机械部件。

第三章电梯的电力驱动系统主要介绍电力驱动系统的组成、电动机的选择和电力驱动系统的设计。

第四章变频器选层及参数设计主要介绍变频器的选择以及变频器的参数设计。

第五章PLC的选择及其电路设计主要介绍可编程控制器的选择和电气系统原理设计。

第六章控制方案与程序设计主要介绍各信号的控制程序设计和主程序的设计。

第七章电梯模拟调试主要介绍程序在软件上的运行以及检测。

第八章总结与展望对本文进展了总结并对电梯的开展做了初步展望。

第二章电梯的概述

2.1电梯的定义

电梯是效劳于规定楼层的固定式升降设备。

它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的倾斜角小于15度的钢性导轨之间。

轿厢尺寸与构造形式便于乘客出入或装卸货物。

它适用于装置在两层以上的建筑，是输送人员或货物的垂直提升设备的交通工具。

2.2电梯的分类

2.2.1按用途分类

1）乘客电梯代号K为运行乘客而设计的电梯，有完善的平安装置。

2）载货电梯代号H为运送货物而设计的电梯，通常有人操作，有必备的平安装置。

3）客货梯代号L主要用作运送乘客，但也可运送货物，它与乘客电梯的区别在于轿厢部装饰构造和使用场合不同而言。

4）病床电梯代号B为运送医院病人及其病人而设计的电梯，其轿厢具有窄而长的特点。

5）住宅电梯代号Z供住宅楼使用的电梯，控制系统和轿厢装饰均较简单，也必须具有客梯所具有的平安保护装置。

6）杂物电梯代号W供图书馆,办公楼，饭店运送图书、文件、食品等。

而绝不允许人员进入的小型用货电梯。

7）消防梯代号火警情况下能适应消防员专用的电梯，非火警情况下可作为一般客梯或客货梯使用。

8）船舶电梯代号C专用于船舶上的电梯，能在船舶摇晃中正常工作。

9）观光电梯代号G轿厢壁透明，供乘客游览观光之用。

2.2.2按驱动系统分类

1）交流电梯曳引电动机时交流异步电动机的有以下四类：

⑴交流单速电梯曳引电动机为交流单速异步电动机，梯速υ≤0.4m/s。

⑵交流双速电梯曳引电动机为电梯专用的变级对数的交流异步电动机，速υ≤1m/s，提升高度h≤35m。

⑶交流调速电梯曳引电动机为电梯专用的单速或多速交流异步电动机，而电动机的驱动控制系统在电梯的起动加速─温速─制动〔或仅是制动减速〕程中采用调压调速或涡流制动器调速或变频变压调速的方式，梯速υ≤2m/s，提升高度h≤50m。

⑷交流高速电梯曳引电动机为电梯专用的低速的交流异步电动机，其驱动控制系统为变频变压加矢量变换的VVVF系统。

其梯速υ>

2m/s，提升高度h≤120m。

2）直流电梯曳引电动机是电梯专用的直流电动机的有以下两类：

⑴直流快速电梯曳引电动机经减速箱后驱动电梯，梯速υ≤2m/s，提升高度h≤50m。

⑵直流高速电梯曳引电动机为电梯专用的低转速直流电动机，梯速υ>

3）液压电梯电梯的升降是靠液压传动的，有以下两类：

⑴柱塞直顶式液压缸柱塞直接支撑在轿厢底部，通过柱塞的升降而使轿厢升降的液压梯，梯速υ≤1m/s，提升高度h≤20m。

⑵柱塞侧顶式油缸柱塞设置于轿厢旁侧，通过柱塞升降而使轿厢升降的液压梯。

梯速υ≤0.63m/s，提升高度h≤15m。

2.2.3按操作控制方式分类

1）门外按钮控制小型杂物电梯：

该电梯是一种门外按钮自动控制的小型杂物电梯，它专用于提升和下降重量和体积较小的构件，绝不允许任何人员进入轿厢。

这种电梯在楼层层门旁各设有操作箱。

当基站的发货人员装货完毕后将层门关闭，并钦下操作箱上相对应于接货站的停站按钮，电梯就能起动行驶到达该站停顿，及时发出信号，促使接货人注意，开层门卸货。

2）轿厢手柄开关控制自平自动门电梯：

该电梯在轿厢设有经专业平安技术培训的专职司机操作，要求上升或下降时司机可将操作箱上的手柄开关按照需要的方向转到极限位置，这时层门和轿厢门就自动关闭，电梯随即起动向上〔或向下〕行驶。

当轿厢到达所要求停靠的楼层前适当高度〔平层区域〕时，司机应预先将手柄开关返回到零位，电梯就自动地从快速降低到慢速，并在慢速运转下自动停顿在楼面水平上，自动开门。

3）外按钮控制自平自动门电梯：

该电梯是一种乘客自己操作的电梯，电梯在各层站分别设有一个召唤按钮。

轿厢操作箱上那么设有与停站数相等的相应的指令按钮，某一层等待电梯的乘客按下召唤按钮，就能使不被占用的轿厢到来，电梯停靠时立即自动开门，乘客进入轿厢后，按下他要去的楼层的指令按钮，电梯就自动关门，自动行驶到该站。

每次停靠时，电梯自动进展减速、平层、开门。

4）选层按钮控制自平自动门电梯：

该电梯是一种乘客自己操作的电梯。

电梯在各层站分别设有一个召唤按钮。

轿厢操作箱上那么设有与停站数相等的想应指令按钮。

某一楼层等待电梯的乘客按下该召唤按钮，就能使不被“占用〞的轿厢到来；

电梯停靠时立即自动开门。

乘客进入轿厢后，按下他要去的指令按钮，电梯就自动关门，起动行驶到达该站。

5）集选控制或向下集选控制电梯：

该电梯是一种乘客自己操作或有时也可以有专职司机操作的自动电梯。

电梯在底层和顶层分别设有一个向上或向下召唤按钮，而在其他层站各设有向上、下两个召唤按钮〔集选控制〕或一个向下召唤按钮〔向下集选控制〕。

轿厢操作箱上那么设有与停站数相等的相应的指令按钮，当进入轿厢的乘客按下指令按钮，指令信号就被登记。

电梯在向上过程中按登记的指令信号和向上召唤信号逐一给予停靠，直到有这些信号登记的最高层和有向下召唤登记的最底层为止，然后又反向向下安置指令及向下召唤信号逐一停靠。

每次停靠时电梯自动进展减速、平层、开门。

2.3电梯的主要机械部件

1）轿厢2）电梯门3）开关门机构4）层门门锁5）机械平安装置

电梯中限速器、平安钳装置是十分重要的机械平安保护装置。

它的作用在于：

因机械或电气的某种原因，例如断绳或失控使电梯超速下降时当下降速度到达一定限值时，将轿厢擎停在导轨上。

不管是限速器还是平安钳都不能单独完成上述任务。

上述任务的完成是靠它们的配合动作来完成的。

以下图是电梯的根本构造剖视图及机械部件说明：

〔见图2-1〕　　

1-减速箱；

2-曳引轮；

3-曳引机底座；

4-导向轮；

5-限速器；

　　　　　6-机座；

7-导轨支架；

　　　　8-曳引钢丝绳；

9-开关碰铁；

　　　10-紧急终端开关；

11-导靴；

　　　　　12-轿架；

13-轿门；

　　　　　14-平安钳；

15-导轨；

16-绳头组合；

17-对重，18-补偿链；

19-补偿链导轮；

20-紧装置；

21-缓冲器；

　22-底坑；

23-层门；

　　　　　24-呼梯盒；

25-层楼指示灯；

26-随行电缆；

27-轿壁；

　　　　　28-轿操纵箱；

29-开门机；

30-井道传感器；

31-电源开关；

32-控制柜；

33-曳引电机；

　　　34-制动器

〔图2-1〕　

第三章电梯的电力驱动系统

3.1电梯电力驱动系统的定义及构成

在前一章所述的电梯分类中，有按电梯的驱动电动机的类型把电梯分为交流电梯和直流电梯两大类，所以电梯的电力驱动系统也相应分为两大类：

交流驱动系统和直流驱动系统，即用三相交流感应电动机为主体的交