八层电梯的PLC控制毕业论文

兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）I摘 要PLC 作为新一代的工业控制器，已广泛应用于各个领域的控制系统，在本文中我就阐述了 PLC 的一些具体概念，在电梯控制方面的设计步骤，以及用 PLC 对电梯硬件进行保护的方法。在设计中我具体讲述了电梯在使用 PLC 控制时的硬件和软件的设计过程，列出了具体的主要硬件电路，并分析了主要输入输出点的作用。在 PLC 的电梯控制系统中，电梯的使用功能都是通过控制软件来实现的，为了使控制软件和电梯的运行动作有较好的对应关系，电梯的软件控制程序，我主要分为楼层的显示程序、呼叫信号程序、上下行程序、开关门程序，各司其职，对电梯的运行进行控制。本次毕业设计使用三菱 FX2N-48MR 型 PLC 模拟进行八层电梯运行的仿真设计。关键词：PLC；电梯；控制兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）IIAbstract:PLC has been widely applied for control systems of many demesnes as a new generational industry controller. In this thesis, I expound some concepts of PLC, the design course of PLC control elevator and the protective methodology of elevator hardware with PLC. In the design I explain the design course of hardware and software about PLC control elevator, and the specific main hardware circuit. It also analyzes the use of main input point and output point. In the PLC control system, the using functions are achieved by control software. To have a better correspondence relationship between control software and the action of elevator and easy to debug and assert, I use pattern edit program. And explain three working mode of elevator of working. I divide the control software for parts: display program of floor, calling program, direction program, switch door program, transform speed program. They played to control elevator working correctly.This system is a design to use Mitsubishi FX2N-48MR PLC to control a eight-floor simulation model.KEYWORDS: Elevator, PLC, Ladder Diagram兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）III目 录1. 绪 论 .11.1PLC 的简介 .11.2PLC 的基本概念 .11.3PLC 的基本结构 .21.4PLC 的工作原理 .31.5 电梯控制的基本要求 .32.三菱 FX2N 系列可编程序控制器介绍 .42.1 可编程控制器的基础认识 .42.1.1 PLC 的性能指标和分类 .42.2 可编程序控制器的工作方式 .62.3 PLC 的编程语言 .72.3.1 可编程序控制器与继电器、微机在电梯控制中的应用比较 .73.八层电梯 PLC 控制系统 .83.1 电梯的输入与输出信号 .83.1.1 输入信号（输入继电器） .83.1.2 输出信号（输出继电器） .103.2 电梯输入输出原理图 .123.3 八层电梯控制主回路 .144. 八层电梯控制程序详解 .15电梯平层和停层装置示意图 .15兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）IV4.1 楼层请求信号 .154.2 楼层指示信号的消除 .164.3 平层信号指示灯 .234.4 蜂鸣器 .254.5 电梯下行程序 .254.5.1 下行到七楼 .254.5.2 下行到六楼 .254.5.3 下行到五楼 .264.5.4 下行到四楼 .274.5.5 其他楼层的下行程序 .284.5.6 下行到二楼 .284.5.7 下行到一楼 .294.6 电梯下行总控制程序 .294.6.1 开关门程序 .304.6.2 电梯下行至一楼，自动延时 2 秒 .304.6.3 电梯下行至二楼，自动延时 2 秒 .314.6.4 电梯下行至三楼，自动延时 2 秒 .314.6.5 电梯下行至四楼，自动延时 2 秒 .324.6.6 电梯下行至五楼，自动延时 2 秒 .324.6.7 电梯下行至六楼，自动延时 2 秒 .324.6.8 电梯下行至七楼，自动延时 2 秒 .334.7 电梯上行程序 .34兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）V4.7.1 上行到 2 楼 .344.7.2 上行到 3 楼 .344.7.3 上行到 4 楼 .354.7.4 上行到 5 楼 .364.7.5 上行到其他楼层 .374.8 电梯上行总控制程序 .384.8.2 上行到七楼，自动延时 2 秒 .394.8.3 上行到六楼，自动延时 2 秒 .394.8.4 上行到五楼，自动延时 2 秒 .404.8.5 上行到四楼，自动延时 2 秒 .404.8.6 上行到三楼，自动延时 2 秒 .414.8.7 上行到二楼，自动延时 2 秒 .414.9 电梯上下行信号输出 .424.10 总结 .42致谢 .44参考文献 .45兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）11. 绪 论1.1PLC 的简介随着城市建设的不断发展，中高层建筑不断增多，电梯作为这些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。PLC 作为新一代的工业控制器，以其高可靠性和技术先进性等特点，在电梯的控制 nb 中得到了广泛的使用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为当今电梯控制和技术改造的热点之一。在当今的中国社会中，越来越多的八层带电梯的小高层受到人们的青睐，所以我就尝试着用 PLC 对八层电梯进行控制，并对其硬件和软件进行设1.2PLC 的基本概念PLC 的定义可编程控制器是计算机家族中的一员，是在继电器控制和计算机控制的基础上开发的产品，是为工业控制应用而设计制造的以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术和通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller） ，简称 PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，还可以进行算术运算和模拟量控制等，因此，美国电器制造协会（NEMA）于 1980 年正式将这种装置命名为可编程控制器（Programmable Controller） ，简称 PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称 PLC。PLC 的特点(1)、高可靠性(2)、丰富的 I/O 接口模块(3)、采用模块化结构(4)、编程简单易学(5)、安装简单，维修方便PLC 的发展PLC 技术在我国的起步比较晚，直到 80 年代初才正式进入我国，目前，在我国使用比较普遍的 PLC 有日本 OMRON 公司的 C 系列，三菱公司的 F 系列，美国 GE 公司的 GE 系列和德国西门子公司的 S 系列等，目前国内使用 PLC 主要还是依靠进口和合资企业生产。但相信在不久的将来，我们一定能实现 PLC 的国产化。兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）21.3PLC 的基本结构PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机，所以其硬件结构基本上与微型计算机相同，如图所示：(1).中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是 PLC 的控制中枢。它按照 PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O 以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。(2).存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。(3).输入、输出接口电路输入、输出接口电路是 PLC 与现场 I/O 设备或其他外设之间的连接部件，它起着PLC 和外围设备之间传递信息的作用。在 PLC 内部，由于 CPU 本身的工作电压比较低（一般在 5V 左右） ，而输入、输出信号电压比较高（比如直流 24V，交流 220V） ，所以 CPU 不能直接与外部的输入、输出装置相连接，而是要有输入、输出接口电路进行转接。这样。输入、输出接口电路除了要传递信号外，还承担着电平的转接和噪声的隔离的作用。(4).电源PLC 的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此 PLC 的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将 PLC 直接连接到交流电网上去。(5).编程单元编程器是 PLC 的重要外部设备，它使人机对话的窗口。有的可嵌在 PLC 本体上，兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）3有的可通过电缆从 PLC 本体上接出来，有的还可以远离 PLC 接到 I/O 控制站的接口中使用。1.4PLC 的工作原理最初研制生产的 PLC 主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的： （1）继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点（包括其常开或常闭触点）在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。 （2）PLC 的 CPU 则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。 1.5 电梯控制的基本要求电梯是用电力拖动，将具有乘客或载货的轿厢，运行于铅垂的两列刚性导轨之间，运送乘客或货物的设备。电梯的种类很多，但在控制方式上大多采用继电器接触器控制。由继电器接触器组成的自动控制系统，是通过电器间固定接线来实现顺序控制的，是针对具体的被控对象，设计出专用的电器控制线路，相对来说，这样的控制系统，设计周期长，造价高，维修不便。由于 PLC 的特点，用 PLC 来代替继电器接触器控制系统将会使电梯控制控制系统提升到一个新的层次。由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，因此，系统控制应采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定，并送 PLC 的计数器来进行控制。同时，每层楼设置一个接近开关以利平层。电梯的运行方向以及电梯所在的楼层都采用 LED 和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示(开关上带有指示灯)。同时，为了提高电梯的运行效率和平层的精度，系统要求 PLC 能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的控制。根据轿厢的实际位置以及交流调速系统的控制算法来实现。为了电梯的运行安全，系统应设置可靠的故障保护和相应的显示。下面就我这次的毕业设计的八层电梯系统作一下简单的介绍，以及对程序的逐步分解。兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）42.三菱 FX2N 系列可编程序控制器介绍2.1 可编程控制器的基础认识1. 三菱 FX2N PLC 的主要特点：1)集成型高性能。CPU、电源、输入输出三为一体。 对 6 种基本单元，可以以最小 8 点为单元连接输入输出扩展设备，最大可以扩展输入输出 256 点。 2)高速运算 基本指令：0.08s指令 应用指令：1.52几百 s指令 3)安全、宽裕的存储器规格 内置 8000 步 RAM 存贮器 安装存储盒后，最大可以扩展到 16000 步。 4)丰富的软元件范围 辅助继电器：3072 点，定时器：256 点，计数：235 点 数据寄存器；8000 点 5)除了具有输入输出 16256 点的一般速途，还有模拟量控制、定位控制等特殊控制。6)面向海外的产品适合各种安全规格为大量实际应用而开发的特殊功能： 开发了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要-模拟 IO，高速计数器。对每一个 FX2N 主单元可配置总计达 8 个特殊功能模块。 2.1.1 PLC 的性能指标和分类1) PLC 的主要性能指标 (1)输入输出点数（IO 点数）IO 点数是指可编程序控制器外部输入、输出端子数的总和。它标志着可以接多少个开关、按钮和可以控制多少个负载。 (2)存储容量存储容量是指可编程序控制器内部用于