基于PLC的变频调速电梯控制系统设计毕业设计

1、毕业设计论文题目：基于PLC的变频调速电梯控制系统设计毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。

2、学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。作者签名：指导教师签名：日期：日期：注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2 .论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3 .附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4 .文字、图表要求：1）文字

3、通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它哈尔滨剑桥学院毕业设计任务书题目名称：基于PLC的变频调速电梯控制系统设计立题意义：电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层

4、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。采用PLC与变频器实现电梯电气系统设计，可以使电梯运行的可靠性、安全性、舒适感、平层精度、运行速度、节能降耗、降低噪音等方面得到了极大的发展。通过该设计可以使学生掌握电梯的机械结构组成、工作过程和对电气控制的要求等，采用先进的PLC技术和变频器实现其控制，从而有效培养学生分析和解决生产实际问题的工程实践能力。技术条件与要求：设计电梯的电气系统，并选择合适的PLC和变频器，完成对电梯的电气控制系统设计。任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平

5、具体要求）内容：采用PLC和变频器，完成电梯（至少三层）电气系统的设计。计划：1）查阅国内外资料，了解生产实际中PLC及变频器的应用，了解电梯的控制技术和调速方法等，以及国内外发展动态。2）对采用PLCft变频器的电梯电气控制系统设计进行方案论证和方案分析。3）完成控制系统的硬件电路设计、PLC控制程序的设计。时间安排：2012年11月26日2013年4月7日选题、撰写阶段2013年4月8日5月12日中期检查阶段2013年5月13日5月24日整理、答辩阶段2013年5月25日毕业论文（设计）答辩要求：硬件设计合理，软件工作可靠，操作、维护方便，工作良好。按照计划进度、指导教师的要求完成预定的工

6、作量、提高论文的设计水平。专业负责人意见签名：年月日基于PLC的变频调速电梯系统控制设计摘要电梯是高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。随着电梯拖动技术、控制技术的快速发展，电梯已从直流电动机拖动到交流单速电动机驱动、交流双速电动机驱动，到交流调压调速(ACVV,AlternatingCurrentVoltage)控制，发展到交流调压调频技术(VVVF,VariableVoltageVariableFrequency控制，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制，使得电梯运行的可靠性、安全性、舒适感、平层精度、运行速度、节能降耗、降低噪音等方面得到了极大的发展。新制造的电梯都采用了对电动机

7、实现线性调速的调压调频(VVVF,VariableVoltageVariableFrequency技术，由于VVVF电梯采用微机控制，有完善的自检测、自诊断、自保护功能，因而十分安全可靠。在研究电梯基本结构的基础上，阐述了电梯的拖动原理和控制原理，研究并提出了基于可编程控制器PLCft变频器的电梯控制系统白实现方案，利用安川VS-616G5型变频器可编制速度曲线的特点为电梯舒适度的提高，提供了技术支持。通过合理分析所得速度控制曲线既可以满足快速性的要求又避免了重力加速度效应，旋转编码器的使用，使PLC的内部的资源和功能得到了充分的利用。采用PLC对电梯信号系统进行控制，提高了电梯的控制水平，并

8、改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。关键词：PLC控制；变频调速；模块化；电梯DesignofVariableVoltageVariableFrequencyelevatorcontrolsystembasedonPLCAbstractTheelevatorisanecessaryvehicleforhighbuilding'sperpendiculartransportatiAdongwiththerapiddevelopingofdragandcontroltechnique,theelevatorhasbeendevelopedfromtheDCmotordr

9、ivetotheACsinglespeedandACdoublespeedmotordriveilltheACvariablevoltage(ACVV)controlandthentillthevariablevoltagevariablefrequency(VVVF)control.It'slogiccontrolalsohasbeenreplacedbyPLCfromcontrol-relay,whichleadstothegreatprogressoftheelevator'sreliasecyrity,comfort,floorprecision,liftingspee

10、d,powersavingandnoisepreventing.New-madeelevatorsallhaveemployedtheVVVFsothattheyworkquitesafelyandreliably,causewhichusemicro-computercontrollingsothattherearesomemeritsfollowing:perfectself-test,self-diagnostics,self-protect.Inthisthesisithasstudiedandproposedtheimplementationprojectofelevator'

11、;sVVVFcontrolsystembasedonPLCandtransducerThisthesishasbeensupportedtechnicallybythemeritofcompilingspeedcurveusingANCHUANVS-616.Analyzingreasonablythecurvewhichcannotonlymeetstheclaimingofrapiditybutalsoavoidstheeffectfromaccelerationofgravity.Andtheinteriorresourceandfunctioncanbefullyutilizedusin

12、gtherotaryencoderIthasbeendevelopedacompleteelevatorcontrolsoftwareinthisthesis,havingraisedtheelevatorcontrollinglevel,improvedthecozyfeeling,sotheeffectofcontrolcomesmoreideally.Keywords：PLCcontrol;FrequencyConversion；Modularization；Elevator；ii摘要VAbstract:错误！未定义书签。1绪论11.1 课题的研究背景11.2 电梯的国内外发展状况21.

13、3 PLC在电梯控制中的应用以及发展前景31.4 PLC控制系统与继电器控制系统的比较51.5 PLC控制系统与计算机控制系统的比较61.6 设计主要内容62电梯的概述72.1 电梯的基本结构72.2 电梯的种类92.3 电梯的主要参数及性能指标112.3.1 主要参数错误！未定义书签。2.3.2 性能指标错误！未定义书签。3控制系统的组成错误！未定义书签。3.1 PLC控制系统组成错误！未定义书签。3.1.1 硬件的组成错误！未定义书签。3.1.2 软件的组成错误！未定义书签。3.2 PLC控制系统抗干扰措施错误！未定义书签。3.2.1 PLC控制系统的安装和使用环境错误！未定义书签。3.2

14、.2 PLC的电源与接地PLC错误！未定义书签。3.2.3 PLC的输入、输出设备错误！未定义书签。3.2.4 软件抗干扰措施错误！未定义书签。3.2.5 利用看门狗”方法对系统的运动状态进行监控错误！未定义书签。3.2.6 消抖183.2.7 用软件数字滤波的方法提高输入信号的信噪比18iii3.3 输入输出（I/O）点数的估算183.4 变频器的选择193.4.1 通用变频器193.4.2 安川VS-616G5型变频器204四层楼电梯控制系统设计错误！未定义书签。4.1 电梯控制系统模拟面板图错误！未定义书签。4.2 电动机控制电路图错误！未定义书签。4.3 PLC外部接线图错误！未定义书

15、签。4.4 流程图244.5 操作原理简要说明274.6 编程元件明细表274.7 梯形图及注释284.7.1 电梯初始控制284.7.2 报警器及超重控制284.7.3 内指令信号的登记与消除294.7.4 电梯选层定向辅助错误！未定义书签。4.7.5 外召唤信号的登记与消除324.7.6 电梯开关门334.7.7 电梯指层控制35结论37致谢38参考文献39IV哈尔滨剑桥学院毕业设计基于PLC的变频调速电梯控制系统设计1绪论1.1 课题的研究背景电梯是高层宾馆、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

16、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”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

17、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。

18、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哈尔滨剑桥学院毕业设计件结构，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

19、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、冶金、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业得到广泛应用。PLC的应用深度和广度已经成为

20、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11,01.2 电梯的国内外发展状况在经济不断发展，科学技术日新月异的今天，楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来。电梯作为建筑物内的主要运输工具已经成为我们日常生活的一个不可缺少的组成部分。一个国家的电梯需求总量，主要受

21、其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、国家产业结构等综合因素的影响。我国的国民经济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，随着经济建设的持续高速发展，我国电梯需求量越来越大。总趋势是上升的，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，我国的电梯远未达到饱和的程度。全世界平均1000人有l台电梯，我国如果要达到这个水准，还需要增加70万台。到那时候，全国在用电梯将达到130万台，每年仅报废更

22、新就需要6万台。到2005年，中国电梯的年产量达到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发展创造了广阔的舞台！哈尔滨剑桥学院毕业设计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、日立、东芝、富士达等13家大型外商投资公司在国内的市场份额达到了74%。先进技术和先进管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用。苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上

23、海华立、昌华、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州中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。目前国内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/TC178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，低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户，为逐步进入国际

24、市场创造了有利条件。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1万台左右，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贡献。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。在一些发达的工业国家，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、瑞士迅达公司、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。止匕外，家用小型电梯将成走电梯家族中新的组成部分。1.3 PLC在电梯

25、控制中的应用以及发展前景目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PLC实际上是一种专用计算机，它采用循回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作；又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。

26、随着科技的进步，电梯也更加安全、舒适。然而，人们的追求并没有就此停止下来，哈尔滨剑桥学院毕业设计仍在不断地进行研究改进。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、更安全地为人类的生产和生活服务，强调电梯与环境的协调与和谐。目前意义上的绿色”，一般是强调关然”的一面，强调与环境的协调与和谐。电梯属于纯粹的工业产品，其天然性应表现为对环境影响的尽可能小，与环境的协调与平衡，以及电梯本身的人性化。这也应是绿色电梯的发展方向。1 .智能化。我们这罩所说的智能化电梯是传统的人工智能是无法胜任的。传统的智能控制是一种技术的事先安排，说到底是一种程序控制，

27、是一种周期性的系统自动控制，实际上还算不上智能。而真正的智能电梯应更具人性化特点，不仅具有传统的人工智能的所有优点，而且还有传统的人工智能无法比拟的东西，具有动念和随机处理各种问题的能力,诸如能根据轿厢内的情况和各层的候梯信息，自动地制定每次最优的运动速度和停车政策；自动选择运动方面；双向语音交流；到达目的层的语音提示等，让乘客有更多的主动性，使大楼交通运输实现真正的人机对话。智能化要求电梯有自动安全检测功能，让电梯自己能够检测到电梯的故障所在，并及时报警予以排除。2 .安全。运行安全是电梯的根本和关键。可以说，电梯的全部其他工作都是以此为中心展开的，使电梯安全运行更有保障。运行安全不仅要消除

28、电梯启动时较强的电磁辐射，使用安全材料和运行稳定，而且要有一种良好的视觉效果，让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒适的好心情。同时，电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时，不但要使乘客容易与外界沟通联系，而且电梯本身应当能自动播放让乘客感到放松的音乐，彻底消除产生紧张不安的情绪。当小孩和老人乘坐时，电梯对他们应给予一种如同家人般的照顾，不但让老人和孩子感到方便和舒适，而且更让其家人感到放心。电梯运行安全还要求电梯有自动休眠功能，使电梯在保证运行效率最高的同时，使电梯能最大限度地得到休眠。3 .与环境的协调和平衡，包括以下几个方面：(1)视觉协调。有人曾经做过环境色彩是否对人有影响的研究。

29、该研究发展：视觉不协调的环境色彩对人的情绪、精神影响非常大。国内的许多电梯公司对此的重视是远远不够的，甚至不少通过引进国外技术国产化的电梯也显露出一副土生土长的容貌。(2)消除电磁辐射。如前所述，由于电梯是大楼里频繁起制动的大容量电器是电磁干扰的元凶，所以绿色电梯必须是一个达到自身对大楼电磁干扰最小，而又不被其他电磁干扰影响的建筑机电设备。这样不仅可以保证乘客的身心健康，而且也可以保证大楼、大哈尔滨剑桥学院毕业设计厦中的大楼的办公自动化（OA）、楼宇自动化（BA）、通讯自动化（CA）的正常运转。（3）舒适感。通过采用高载频波矢量静音变频器，可降低噪声变换频率及电压。以CPU控制电压及频率的连续

30、变换方式，按人体生理适应要求，利用计算机优化设计而成的理想运行曲线，实现更稳定、更舒适的运行。对现代化电梯性能的衡量，主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。止匕外，对经济性、能耗、噪声等级等方面也有相应要求。1.4 PLC控制系统与继电器控制系统的比较继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法。但是，进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电气控制的弱点就越来越明显。可编程控制器（PLC）最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方

31、式已逐渐被PLC控制所代替。同时，由于机电交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速。因此，PLC控制技术加变频调速技术已成为现代电梯行业的一个热点。电梯继电器控制系统的优点：所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握；系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器；大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格较便宜；多年来我国一直生产这类电梯、技术成熟，已形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉，掌握的人较多。但是，电梯继电器控制系统存在很多的问题：系统触点繁多、接线线路复杂、且触点容易烧坏磨损

32、，成接触不良，因而故障率较高；普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高；电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高；系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大；由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高，而且检查故障困难，费时费工。电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊扰，且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC与哈尔滨剑桥学院毕业设计普通微

33、机一样，以通过或专用PLC作为字处理器，实现通道(字)的运算和数据存储，另外还有位处理器(布尔处理器)，进行点(位)运算与控制，PLC控制一般具有可靠性高，易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。PLC控制电梯具有以下优点：(1) 在电梯控制中采用了PLC、用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提Mi。(2) 去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。(3) PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。(4) PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。(5) 用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。(6) 更改控制方案时不需要改动硬件接

34、线。1.5 PLC控制系统与计算机控制系统的比较计算机控制系统在工业控制领域中，其主机一般采用能够在恶劣工业环境下可靠运行的工控机。工控机有通用微机应用发展而来，在硬件结构方面总线标准化程度高，品种兼容性强，软件资源丰富，能提供实时操作系统的支持，故对要求快速，实时性强，模型复杂的工业对象的控制占有优势，但是，它的使用和维护要求工作人员应具有一定的专业知识，技术水平较高，且工控机在整机水平上尚不能适应恶劣的工作环境。可编程控制器对此进行了改进，变通用为专用，有利于降低成本，缩小体积，提高可靠性等特性，更适应过程控制的要求。1.6 设计主要内容课题设计的主要内容是用可编程控制器和变频器设计二十三

35、层居民楼电梯控制系统。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。毕业设计说明书的主要内容如下首先对电梯系统及可编程控制器(PLC)、变频器作了比较全面的介绍。接着确定了系统的总体结构，由PLC来实现电梯信号控制，变频器实现变频调速，完成了PLC和变频器的选择。然后是系统硬件开发，完成了变频器参数设置及PLC的选型、I/O点数分配以及旋转编码器与PLC的连接。最后，设计了软件流程图，完成系统模块化编程。哈尔滨剑桥学院毕业设计2电梯的概述本章介绍了电梯系统的基本结构及各种分类方式。电梯控制系统主要分为机

36、械和电气两大部分，详细介绍电梯系统的组成和分类，为下面系统设计做准备。2.1电梯的基本结构电梯是机电一体化产品。目前使用的电梯绝大多数为电力拖动、钢丝纯曳引式结构，其机械部分由曳引系统，轿厢和门系统，平衡系统，导向系统以及机械安全保护装置组成4；而电气控制部分由电力拖动系统，运行逻辑功能控制系统和电气安全保护等系统组成。电梯的基本结构如图2-1所示何。1.控制柜（屏）2.曳引机3.曳引钢丝绳4.限速器5.限速器钢绳6.限速器张紧装置7.轿厢8.安全钳9.轿厢门安全触板10.导轨11.对重12.厅门13.缓冲器图图2-1电梯的基本结构哈尔滨剑桥学院毕业设计(1)曳引系统电梯曳系统的功能是输出动力

37、和传递动力，驱动电梯运行。主要由曳引机，曳引钢丝纯，导向轮和反纯轮组成。曳引机为电梯的运行提供动力，由电动机，曳引轮，连轴器，减速箱，和电磁制动器组成。曳引钢丝的两端分别连轿厢和对重，依靠钢丝绳和曳引轮之间的摩擦来驱动轿厢升降。导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距，采用复绕型还可以增加曳引力。(2)导向系统导向系统由导轨，导靴和导轨架组成。它的作用是限制轿厢和对重的活动自由度，使得轿厢和对重只能沿着导轨做升降运动。(3)门系统门系统有轿厢门，层门，开门，连动机构等组成。轿厢门设在轿厢入口，由门扇，门导轨架，等组成，层门设在层站入口处。开门机设在轿厢上，是轿厢和层门的动力源。(4)轿厢轿厢是运送乘

38、客或者货物的电梯组件。它是有轿厢架和轿厢体组成的。轿厢架是轿厢体的承重机构，由横梁，立柱，底梁，和斜拉杆等组成。轿厢体由厢底，轿厢壁，轿厢顶以及照明通风装置，轿厢装饰件和轿厢内操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定载重量和额定客人数决定。(5)重量平衡系统重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成。对重将平衡轿厢自重和部分额定载重。重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧曳引钢丝绳长度变化对电梯的平衡设计影响的装置。(6)电力拖动系统电力拖动系统由曳引电机，供电系统，速度反馈装置，调速装置等组成，它的作用是对电梯进行速度控制。曳引电机是电梯的动力源，根据电梯配置可采用交流

39、电机或者直流电机。供电系统是为电机提供电源的装置。速度反馈系统是为调速系统提供电梯运行速度信号。一般采用测速发电机或速度脉冲发生器与电机相连。调速装置对曳引电机进行速度控制。(7)电气控制系统电梯的电气控制系统由控制装置，操纵装置，平层装置，和位置显示装置等部分组成。其中控制装置根据电梯的运行逻辑功能要求，控制电梯的运行，设置在机房中的控制柜上C哈尔滨剑桥学院毕业设计操纵装置是由轿厢内的按钮箱和厅门的召唤箱按钮来操纵电梯的运行的。平层装置是发出平层控制信号，使电梯轿厢准确平层的控制装置。所谓平层，是指轿厢在接近某一楼层的停靠站时，欲使轿厢地坎与厅门地坎达到同一平面的操作。位置显示装置是用来显示

40、电梯所在楼层位置的轿内和厅门的指示灯，厅门指示灯还用箭头指示电梯的运行方向。(8)安全保护系统安全保护系统包括机械的和电气的各种保护系统，可保护电梯安全的使用。机械方面的有：限速器和安全钳起超速保护作用，缓冲器起冲顶和撞底保护作用，还有切断总电源的极限保护装置。电气方面的安全保护在电梯的各个运行环节中都有体现。2.2 电梯的种类根据建筑的高度、用途及客流量(或物流量)的不同，而设置不同类型的电梯。目前电梯的基本分类方法大致如下：(1)按用途分类乘客电梯：为运送乘客设计的电梯，要求有完善的安全设施以及一定的轿内装饰。载货电梯：主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。医用电梯：为运送病床、担架、

41、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。杂物电梯：供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。观光电梯：轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。车辆电梯：用作装运车辆的电梯。船舶电梯：船舶上使用的电梯。建筑施工电梯：建筑施工与维修用的电梯。其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。(2)按驱动方式分类交流电梯：用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等。直流电梯：用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在2.00m/s以上。液压电梯：一般利用

42、电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。齿轮齿条电梯：将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯螺杆式电梯：将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机(或皮带)带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。直线电机驱动的电梯：其动力源是直线电机。电梯问世初期，曾用蒸汽机、内燃机作为动力直接驱动电梯，现已基本绝迹。(3)按速度分类电梯无严格的速度分类，我国习惯上按下述方法分类。低速梯：常指低于1.00m/s速度的电梯。中速梯：常指速度在1.002.00m/s的电梯。高速梯：常指速度大于2.00m/s的电

43、梯。超高速梯：速度超过5.00m/s的电梯。随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。(4)按电梯有无司机分类有司机电梯：电梯的运行方式由专职司机操纵来完成。无司机电梯：乘客进入电梯轿厢，按下操纵盘上所需要去的层楼按钮，电梯自动运行到达目的层楼，这类电梯一般具有集选功能。有/无司机电梯：这类电梯可变换控制电路，平时由乘客操纵，如遇客流量大或必要时改由司机操纵。(5)按操纵控制方式分类手柄开关操纵：电梯司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关，实现电梯的起动、上升、下降、平层、停止的运行状态。按钮控制电梯：是一种简单的自动控制电梯，具有自动平层功能，常见有轿外

44、按钮控制、轿内按钮控制两种控制方式。信号控制电梯：这是一种自动控制程度较高的有司机电梯。除具有自动平层，自动开门功能外，尚具有轿厢命令登记，层站召唤登记，自动停层，顺向截停和自动换向等功能。集选控制电梯：是一种在信号控制基础上发展起来的全自动控制的电梯，与信号控制的主要区别在于能实现无司机操纵。并联控制电梯：23台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制，共用层站外召唤按钮，电梯本身都具有集选功能。群控电梯：是用微机控制和统一调度多台集中并列的电梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。(6)其它分类方式按机房位置分类，则有机房在井道顶部的(上机房)电梯、机房在井道底部旁侧的(下机房)电梯，以及

45、有机房在井道内部的(无机房)电梯。按轿厢尺寸分类，则经常使用小型“、超大型”等抽象词汇表示。止匕外，还有双层轿厢电梯等。2.3 电梯的主要参数及性能指标2.3.1 主要参数：(1)额定载重量(kg)：制造和设计规定的电梯载重量。(2)轿厢尺寸(mm)：宽妹(3)轿厢形式：有单或双面开门及其它特殊要求等，以及对轿顶、轿底、轿壁的处理，颜色的选择，对电风扇、电话的要求等。(4)轿门形式：有栅栏门、封闭式中分门、封闭式双拆门、封闭式双拆中分门等。(5)开门宽度(mm):轿厢门和厅门完全开启的净宽度。(6)开门方向：人在厅外面对厅门，门向左方向的为左开门，门向右方向开启的为右开门，两扇门分别向左右两边

46、开启者为中开门。(7)曳引方式：常用的有半绕1:1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝的运行速度。半绕2:1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝运行速度的一半。全绕1:1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝的运行速度。(8)额定速度(m/s):制造和设计所规定的电梯运行速度。(9)电气控制系统：包括控制方式、拖动系统的形式等。如交流电机拖动或直流电机拖动，轿内按钮控制或集选控制等。(10)停层站数(站)：凡在建筑物内各层楼用于出入轿厢的地点均称为站。(11)提升高度(mm)：由底层端站楼面至层顶端站楼面间的垂直距离。(12)顶层高度(mm):由顶层端站楼面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之的垂直距离。电梯的运

47、行速度越快，顶层高度一般越高。(13)底坑深度(mm)：由层底端站楼面至井道底面之间的垂直距离。一般电梯的运行速度越快，底坑越深。(14)井道深度(mm)：由井道底面至机房楼房或隔音层楼房板下最突出构件之间的垂直距离。(15)井道尺寸(mm)：宽必采。2.3.2性能指标(1)安全性电梯时运送乘客的，即使载货电梯通常也有人相伴随，因此对电梯的第一要求就是安全。电梯的安全与设计、制造、安装调试及检修各环节都有密切联系，任何一个环节出了问题，都可能造成不安全的隐患，以致造成事故。(2)可靠性电梯的可靠性很重要。要想提高可靠性，首先应提高构成电梯的各个零部件的可靠性，只有每个零部件都是可靠的，整个电梯

48、才能使可靠的。(3)停站的准确性停站准确性又称平层准确度。电梯技术条件对平层准确度规定如表2-1:表2-1平层准确度规定电梯类型额定速度(m/s)平层准确度(m/s)交流双速电梯0.25或0.5<+150.75或1.0<+30交直流快速电梯1.52.0<+15交直流高速电梯>2.0<+5电梯轿厢的平层准确度与电梯的额定速度，电梯的负载情况有密切关系。负载重，则惯性大，提速高惯性也大。因此检查平层准确度时，分别以空载，满载,上下运行，到达同一层站停测量平衡误差，取其最大值做平层站的平层准确度。(4)振动、噪声及电磁干扰现代电梯是为乘客创造舒适的生活和工作环境。因侧要

49、求电梯运行平稳，安静，无电磁干扰(5)舒适感和快速感电梯作为一种交通工具，对于快速性的要求是必不可少的，快速可以节省时问，这对于现代生活中的乘客是很重要的。但是加速度和减速度的过大的不合理变化又会造成乘客的不适感。因此在电梯设计时就要兼顾快速性和舒适感这两个互相矛盾的因素。(6)节能现代电梯应该合理的选择拖动方式，以达到节能的目的。3控制系统的组成3.1 PLC控制系统组成PLC控制系统像一般的计算机控制系统一样，也是由硬件和软件两个部分组的应用程序，编程语力和编程支持工具软件港口储程器其他外谡用户程丹器储存泰炫程厅I/O犷斐3成的，硬件是指PLC本身及其外围设备，软件是指管理PLC的系统软件

50、，PLC巽勘受控元件注车亘元图3-1典型PLC控制系统的硬件组成图3.1.1 硬件的组成图3-1为典型PLC控制系统的硬件组成图。PLC控制系统的硬件是由PLC,输入/输出(I/O)电路及外围设备等组成的。系统规模可根据实际应用的需要而定，可大可小。下面对构成控制系统的主要部分简要介绍。1 .主控模块除了早期生产的整体式PLC（PLC的各个不见都在同一机壳内）外，目前市场多数的PLC都已采用模块化的结构（PLC的各个部件独立封装，称之为模块）o在PLC中各个模块均通过系统总线相互连接起来构成一个系统。在这个系统中最核心的模块是主控模块（也称CPU）,它包括：CPU,存储器，通信接口等部分。2

51、.输入/输出模块PLC的控制对象是工业生产过程，它与工业生产过程的联系是通过I/O模块实现的。生产过程有许多控制变量，如温度，压力，液位，速度，电压，开关量，继电器状态等，因此，需要有相应的I/O模块作为CPU与工业生产现场的桥梁。且这些模块应具有较好的抗干扰能力。目前，生产厂家已开发出各种型号的模块供用户选择。对于输入/输出模块有：数字量输入/输出模块，开关量输入/输出模块，模拟量输入/输出模块，交流新号输入/输出模块，220V交流输入/输出模块。还有智能模块，它本身带CPU,存储器和监控系统，可独立完成各种运算。智能模块的种类很多，如高速计数模块，PID调节的模拟量控制模块，阀门控制模块，

52、智能存储模块和智能I/O模块。3 .电源模块该模块将交流电源转换成供CPU存储器所需的直流电源，是整个PLC系统的能源供给中心。它的好坏直接影响到PLC的功能和可靠性。目前，大多数PLC采用高质量的开关式稳压电源，与普通电源相比，PLC的电源工作稳定性好，抗干扰能力也强。有些机器的电源除了供内部电路使用外，还向外提供24VDC的稳压电源，用于外部传感器的需要，这样就避免了因外部电源不合格而引起的外部故障。4 .I/O电路PLC的基本功能就是控制，它采集被控对象的各种信号。经过PLC处理后，通过执行装置实现控制。输入电路就是被控对象（需要进行控制的机器，设备和生产过程）进行检测，采集，转换和输入

53、。另外，安装在控制台上的按钮，开关等也可以向PLC送控制指令。输出电路的功能就是接受PLC输出的控制信号，对被控对象执行控制任务。PLC的外围设备很多，但基本功能不外乎对信息和数据的处理。常用的有编程器，可编程终端，打印机，条码读入机等等。编程器PLC的重要外围设备之一，它可以将用户编写的程序送到PLC的用户程序存储器。因此，它的主要任务是输入程序，调试程序和监控程序的执行过程。可编程终端是具有I/O功能的PLC人机界面产品。人可以通过触摸屏幕将信息输入PLC中同样可编程终端也可以将PLC的输入数据和信息显示在屏幕上。3.1.2软件的组成PLC控制系统的软件主要是系统软件，应用软件，编程语言及

54、编程支持工具软件几个部分组成。1 .PLC系统软件与工作过程PLC系统软件是PLC工作所必须的软件。在系统软件的支持PLC对用户程序进行逐条的解释，并加以执行，直到用户程序结束，然后返回到程序的起始又开始新的一轮扫描。PLC的这种工作方式就称之为循环扫描。2 .应用软件PLC控制系统的应用软件是指为完成PLC实际控制任务而编制的各种软件。随着PLC应用领域范围的不断扩大，应用水平的提高，PLC应用软件也大大丰富起来了。PLC应用软件与一般计算机信息处理软件相比，有很大不同，PLC应用软件有以下几个特点：(1)应用软件设计必须与生产工艺紧密结合。生产工艺要求不同，控制的功能也就要求不同，即使是相

55、同的生产过程，由于各种设备的工艺参数不一样，控制实现的方式也不一样。所以程序设计人员必须深入现场，严格遵守生产工艺的具体要求来设计应用程序。(2)应用软件与硬件紧密相关。软件设计人员不能抛开硬件配置和系统孤立地考虑软件设计。设计必须根据硬件系统，接口的实际情况进行相应的程序设计。(3)PLC应用软件的设计需要计算机，自动控制技术甚至网络通信技术等多种知识。特别是PLC网络的出现，PLC控制系统不再是一个单独的装置。在控制系统中，可能包括有多台不同型号的PLC,计算机，外围设备等。因此在进行软件设计时，实现和处理某种控制功能都离不开计算机，自动控制和通信技术。因此，应用程序中不仅有PLC程序，还

56、有计算机程序和通信网络程序等。3 .编程语言及编程支持工具软件PLC有多种编程语言：梯形图语言，助记符语言，逻辑功能图语言，布尔代数语言和某些高级语言（Basic,C语言等）。但使用广泛的还是梯形图语言和助记符语言。现在世界上各个PLC生产厂家都研制了自己的PLC编程支持工具软件和监控组态软件。用户可以根据自己的需要利用这些软件来改善软件的开发环境，提高编程效率。3.2PLC控制系统抗干扰措施自动化系统中所使用的各种类型PLC,有的是集中安装在控制室，有的是分散安装在生产现场的各单机设备上，虽然它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，但PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置，

57、在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施，故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用，但是由于它直接和现场的I/O设备相连，外来干扰很容易通过电源线或I/O传输线侵入，从而引起控制系统的误动作。PLC受到的干扰可分为外部干扰和内部干扰。在实际的生产环境下，外部干扰是随机的，与系统结构无关，且干扰源是无法消除的，只能针对具体情况加以限制；内部干扰与系统结构有关，主要通过系统内交流主电路，模拟量输入信号等引起，可合理设计系统线路来削弱和抑制内部干扰和防止外部干扰。要提高PLC控制系统的可靠性，就要从多方面提高系统的抗干扰能力。3.2.1 PLC控制系统的安装和使用环境PLC是专为工业控制设计的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。但是在PLC控制系统中，如果环境过于恶劣，或安装使用不当，会降低系统的可靠性。PLC使用环境温度通常在0c55c范围内，应避免太阳光直接照射，安装位置应远离发热量大的器件，同时应保证有足够大的散热空问和通