关于电梯的PLC控制

1、机电一体化技术专业关于电梯的PLC控制综合课程设计姓 名： 班 级： 指导教师： 日 期: 秦皇岛职业技术学院·机电工程系引言电梯是楼宇现代文明的标志，已成为高层建筑中不可缺少的垂直交通工具。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，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

2、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电梯控制系统的技术改造。关键字：PLC控制；交流调速；电梯拖动目 录引 言第一章电梯的简介.第一节电梯的组成第二节电梯工作原理第二章可编程控制器第一节 PLC的定义第二节 PLC的工作原理 第三节 PLC的编程语言 第三章系统硬件设计第一节 PLC控制系统的I/O点数分配第二节 I/O接线图第三节 设计流程图第四章结论参考文献第一章 电梯简介1.1电梯的

3、组成 电梯主要由曳引系统、轿厢、重量平衡系统、导轨、门系统、安全保护系统、电力拖动和电气控制系统等部件组成。曳引系统的主要功能是输出与传递动力，拖动电梯运行。曳引系统主要由曳引电动机、减速机、曳引轮和电磁抱闸组成。曳引电动机也称主电机，通常采用交流电动机，目前大多采用变频器对其进行速度和转矩控制。轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。轿厢在井道中沿着导轨作升降运动。井道侧壁对应各楼层的相应位置装有减速、平层的遮磁板，以便发送减速、停车信号。在井道中还设有各层的楼层编码开关的磁块，用做楼层指示信号。轿厢内门的操作盘上设有选层按钮及相应的指示灯，还有开/关门按钮等各种显示电梯运行状态的

4、指示灯。门系统由轿厢门、层门、开门机、门锁装置组成。轿厢门的上方装有开门机，开门机由一台小电动机驱动来实现开/关门动作。在井道对应各楼层候梯厅一侧开有厅门，厅门平时是关闭的，只有当轿厢停稳在该层时，厅门被轿门的联动机构带动一起打开或关闭。在各层厅门的一侧面装有呼梯按钮和楼层显示装置，呼梯按钮通常有上行呼梯、下行呼梯各一个（最底层只有上行呼梯按钮、最高层只有下行呼梯按钮）。按钮内（有时在按钮旁）装有呼梯相应指示灯，该灯亮表示呼梯信号被控制系统登记。楼层显示装置有时也设在厅门上方。电气控制系统由PLC、变频器、交流电动机、输入/输出电器部件和控制屏等组成，主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。本课

5、题侧重电梯的PLC控制系统的设计，未能实现主电动机的升降速度的调节以及安全保护体统的实现。1.2电梯工作原理曳引绳两端分别连着轿厢与对重（又称配重），缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中产生偏斜或摆动。常闭式制动器在电动机工作时间松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少发动机功率。补偿

6、装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的于东方向和所在楼层位置。第二章 可编程控制器2.1 PLC的定义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。（5）体积小，重量轻，能耗低。以超小型PLC为例

7、，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。2.2 PLC的工作原理当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

8、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

9、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。2.3 PLC的编程语言编程语言是PLC的重要组成部分，PLC为用户提供了完整的编程语言，以适应用户编程的需要。利用编程语言，按照

10、不同的控制要求编写不同的控制程序，这相当于设计和改变几点起的硬件接线线路，这就是所谓的4“可编程序”。程序由编程器送到PLC内部的存储器中，它也能方便地读出、检查与修改。PLC共有5种标准编程语言，其中有三种图形语言，即梯形图、功能块图，和顺序功能图，两种文本语言，即结构化文本和指令表。其中梯形图是最早使用的一种PLC语言，也是现在最常用的编程语言。它是从继电气控制系统原理图的基础上演变而来的，它继承了继电气控制系统中的基本工作原理和电器逻辑关系的表达方法，梯形图预计电气控制系统梯形图的基本思想是一致的，只是在使用符号和表达方式上有一定区别，所以在逻辑控制系统中得到了广泛的使用。它的最大特点就

11、是直观、清晰。第三章 系统硬件设计3.1 PCL控制系统的I/O点数分配PLC五层电梯控制系统的输入、输出点分配表如下所示：PLC输入、输出点分配表输入点对应信号输出点对应信号X1呼叫按钮1Y0电梯上升（KM1）X2呼叫按钮2Y1电梯下降（KM2）X3呼叫按钮2Y2开门（KM3）X4呼叫按钮3Y3关门（KM4）X5呼叫按钮3Y4上行指示X6呼叫按钮4Y5下行指示X7呼叫按钮4Y6蜂鸣器X10呼叫按钮5Y7-X11内呼按钮去1楼Y101外呼指示X12内呼按钮去2楼Y112外呼指示X13内呼按钮去3楼Y122外呼指示X14内呼按钮去4楼Y133外呼指示X15内呼按钮去5楼Y143外呼指示X161楼

12、平层信号传感器Y154外呼指示X172楼平层信号传感器Y164外呼指示X203楼平层信号传感器Y175外呼指示X214楼平层信号传感器Y20内呼按钮去1楼指示X225楼平层信号传感器Y21内呼按钮去2楼指示X23上下限位Y22内呼按钮去3楼指示X24轿厢内开门按钮Y23内呼按钮去4楼指示X25轿厢内关门按钮Y24内呼按钮去5楼指示X26红外线传感器（左）Y25LED层显示a段X27红外线传感器（右）Y26LED层显示b段Y27LED层显示c段Y30LED层显示d段Y31LED层显示e段Y32LED层显示f段Y33LED层显示g段M1011楼上升外呼按钮用，用于记忆外呼按钮呼梯信号，平层解除M1

13、11上升综合信号M1022楼上升M112M1032楼下降M113M1043楼上升M114M1053楼下降M115下降综合信号M1064楼上升M116M1074楼下降M117M1085楼下降M118M5011楼平层平层用，用于记忆平层信号，被其他平层信号解除M119上升记忆信号M5022楼平层M120下降记忆信号M5033楼平层M2261层有效开门信号M5044楼平层M2272层有效开门信号M5055楼平层M2283层有效开门信号M201内呼去1楼用于要去的楼层，平层时解除M2294层有效开门信号M202内呼去2楼M2305层有效开门信号M203内呼去3楼M240已正常开关门记忆信号M204内呼

14、去4楼M2411层手动开门M205内呼去5楼M2422层手动开门M2111楼上升开关门有效外呼M2433层手动开门M2122楼上升M2444层手动开门M2132楼下降M2455层手动开门M2143楼上升M246各层手动开门信号综合M2153楼下降T0开门时间M2164楼上升T1关门时间M2174楼下降T2开门延时时间M2185楼下降M221内呼去1楼开关门有效内呼M222内呼去2楼M223内呼去3楼M224内呼去4楼M225内呼去5楼3.2 I/O接线图输出回路接线图3.3设计流程图系统总体设计流程如下图所示：第四章 结论在本次毕业设计中，我通过查阅与课题有关的技术参考资料，了解与此有关的应用

15、技术，同时学习掌握三菱系列PLC的编程调试方法，在此基础上设计并完成了用三菱PLC控制五层电梯系统的硬件和软件，给出系统硬件的设计说明，以及软件的设计构思，并编写出相应的梯形图。毕业设计是大学学习阶段的一次非常难得的理论与实践相结合的机会，通过这次独立地设计出电梯PLC控制系统，我摆脱了单纯的理论学习状态。通过实际的软、硬件设计与选择，锻炼了我综合运用所学专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高了我查阅文献资料以及专业文献翻译等其他方面的能力水平。通过与秦老师的沟通与交流，我了解到许多PLC的实际运用知识，硬件设备的选用方法等，让我的综合能力得到了提高。这一次的毕业设计使我得到了宝贵的实际设计经验，使我能够更好的把理论与实践结合起来，再未来的工作中表现出更好的自主学习能力和灵活应变能力。顺利如期的完成本次综合设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心。但在此次毕业设计中，我还有一些未能完成遗憾。由于能力所限，我仅仅运用PLC实现了电梯最基本的运动控制功能，在实际运行中还存在一些不足，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我会更关注实际与理论的结合，争取把理论很好的运用到实际中来。参考文献1刘建华，三菱FX2N系列PLC应用技术，机械工业出版社， 2010。2韩晓新，三菱FX