【PLC在电梯中的应用6400字（论文）】

PLC在电梯中的应用摘要在我国经济飞速发展的过程中，现代城市建设不断加快，越来越多的摩天楼随之掘起，电梯是不可或缺的上下楼辅助硬件设施。其性能的优良性对人们的日常工作生活有着至关重要的影响，所以为了确保其能够安全稳定的工作并达到节能的效果，应当增强电梯的综合性能。此次重点是进行了PLC六层电梯以及I/O控制系统，还有电机双速电梯主电路和安全回路的设计。对电梯门、上下操纵、安全稳定增速和减速运行以及楼层的显示及清除等各控制系统展开了设计，电梯各运行模块通过功能测试全面符合设计要求，可进行正常工作。通过此次对电梯控制系统的设计促使其控制性能得到了全面优化，很大程度的确保后续维护及检修更加简单快捷，并且还使得因人工操作所引起的不稳定因素得到了有效处理，有着不错的成效。关键词：PLC控制，电梯，梯形图目录TOC\o"1-3"\h\u3058第1章概述 181321.1研究背景 1156761.2研究意义 1253411.3研究内容 17282第2章PLC电梯控制系统的硬件设计 1164702.1PLC控制电梯系统要求 1129442.2电梯控制系统的总体结构 256682.3电梯系统中的主要电气设备 32052.4电梯系统的主电路图及工作原理 329713第3章PLC电梯控制系统的软件设计 4261713.1电梯的主要功能 4150483.2电梯的正常工作状态 5202743.3电梯各环节梯形图软件设计 5251423.3.1楼层位置的数码管显示环节梯形图 5258723.3.2电梯开门环节梯形图 6252813.3.3电梯关门环节梯形图 7269143.3.4电梯的确定上下行方向环节梯形图 7248513.3.5电梯自动运行时启动加速和稳定运行环节梯形图 9316663.3.6电梯运行的故障保护及显示电路梯形图 1031092第4章系统测试 1122658结论 12第1章概述1.1研究背景随着市场经济的快速发展，居民对住房要求水平也随之提出更高标准。电梯成为了越来越普及的建筑物内的运输工具，在居民生活关系中扮演着重要角色。接踵而来的安全问题成为了人们的关注焦点。传统电梯采用继电器控制电路，其硬件水平已经不能满足与适应现代生活对电梯的功能需求。近年来，可编程控制器(PLC)由于其出众的稳定性以及易操作性，得到了越来越广泛的应用。在电梯市场中占据着主导地位，引领电梯行业进入了新的发展时代。1.2研究意义电梯在节省人们时间和体力的同时也带来了一定的风险，一旦发生安全事故由此产生的经济损失和人身伤亡将不可估量，容易造成极其恶劣的社会影响。本文介绍了PLC控制电梯的优势并绘制出PLC控制电梯的系统电路设计，并结合现今的发展方向，从而对电梯运行过程中的各种信号达到有效的控制，确保其可以实现安全稳定的运行并为人们提供良好的舒适性。1.3研究内容本文对PLC电梯控制系统进行设计，从PLC硬件设计与软件设计入手，在硬件设计中主要针对电梯控制系统总体结构、主要电气设备进行设计，给出了电梯系统的电路图及控制原理，在软件设计中针对电梯工作特点，进行梯形图设计，在电梯开关门，上下运行过程当中设计控制方法，并对电梯运行进行了保障。第2章PLC电梯控制系统的硬件设计2.1PLC控制电梯系统要求主要包含有以下几条突出优点：可编程控制器在电梯控制系统中进行了引用，有效提高了电样运行的安全稳定性。将大多数的继电器作出了淘汰，从而促使系统总线及构造更加简单。各类庞大的系统通过PLC都能进行有效控制，可实现控制功能的快捷调整。通过PLC能够实现系统自诊断及风险预警等，易于进行设备检修，加强运行可靠性。在群呼管理中能够进行应用，同时大大加快电梯工作速度。图2.1电梯控制流程图2.2电梯控制系统的总体结构在计算机技术快速提升的过程中，PLC电梯控制技术将传统的断电器技术进行了全面取代。其与其他形式的电梯控制机制是相同的，通常包含两部分即信号和拖动。PLC控制系统的整体构造详情参照图3.1，于此之中主机是系统控制的关键性部分，而操纵箱、安全装置等通过I/O将信号向PLC中进行传输，接过控制软件将信号传送至拖动系统，从而促使电梯正常运行。图2-2PLC电梯控制系统示意框图该系统是通过厅外召唤、厅内按钮实现自动控制的，电梯通过厅内的按钮发出相应指令，厅内按照顺序执行相关指令促使电梯工作，从而运行到所选层。主要是通过电机运转带动电梯垂直运行的，当电机顺时针转动时则带动电梯上行，当电机逆时针转动时则会带动电梯下行；同时在电梯启动时可实行加速，在电梯停止时可实现减速等确保其稳定运行。2.3电梯系统中的主要电气设备牵引电动机，其是电梯的主要提升装置，重点构成部分包括驱动机、减速装置和电磁抱闸。自动门机，主要是对电梯门的开关进行控制。电梯门包括一个轿门和各楼层厅门。如果电梯停止在一个楼层时，该层相关的顶门则会实现自动打开，唯有轿门与厅门实现完全闭合之后电梯才能实现运行。楼层指示灯，其是设立在轿箱顶端，主要是用来对电梯上下方向和所在楼层进行显示。传统使用的是低压灯，目前大部分采用的是辉光管，同时和呼梯盒组合成一个整体。平层及开门装置，主要包括楼层和平层两个感应装置，当电梯处于上升时，楼层感应装置被上磁板触及后，就出产生相应的减速停车指令，电梯则会慢慢减缓运行速度，直到触及平层感应装置时，则会产生停止和开门的指令，电机停止转动。当电梯处于下降过程中时，楼层感应装置被下磁板触及后，就出产生相应的减速停车指令，电梯则会慢慢减缓运行速度，直到触及平层感应装置时，则会产生停止和开门的指令。轿厢位置检测装置，重点是对轿厢的运行情况和所在的楼层进行检测，同时将需求信号传送至控制系统。运行方向主要是按照特定的必要程序、轿厢以及外呼的相互联系来进行确立的，如果电梯快要抵达目标层的情况下，则会向电机发出减速的指令，在平层停止运行之后，相应的指令则会清除同时对所处楼层进行响应，同时显示出轿厢所处楼层。其包含有多种类型，一般包括继电器、机械以及计算机三个选层器。于此之中，在断电器技术慢慢被代替的过程中前两种选层器也将会被慢慢取代。2.4电梯系统的主电路图及工作原理M—三相交流电梯专用电动机；KM3—电机顺时针转动接触器；KM4—电机逆时针转动接触器；KM5—电梯快速运行接触器；KM6—电梯低速运行接触器；KM7—电梯起车时加速接触器；KM8、—即将到站时减速接触器，对平层停车过程中的加速度进行控制；—串连电抗；—串连电阻；和加减速接触器进行有机协作从而确保电机按照特定的加减速度运行。图2-3电梯速度控制系统示意主线路图第3章PLC电梯控制系统的软件设计3.1电梯的主要功能电梯至平层之后可人工开关电梯门，也可实现自动打开与闭合。在对轿厢的垂直运行进行控制时可通过一台交流电机实现。迎接用户进入轿厢时可实现自动开门。如果轿厢内没有其他信号，同时也没有外呼指令时，电梯可实现自动六合。在系统特定时间内可实现自动闭合。当用户触动厢内关门键时，在时间定时器设置的延时内，电梯能够自动将门预先闭合。电梯还未启动的情况下，触动开门键，可打开轿厢门。在每个楼层进电梯的地方都安装有上下行按钮（最下一层楼的门厅处只有上行按钮，最高层的门厅处只有下行按钮）。在电梯的内外都安装有运行方向显示灯和所在层显示灯。如果轿厢内有同时具有不同目标层的信号需求，电梯可以自动根据楼层顺序依次进行停留，同时实现上下方向的自动感应。电梯停靠之后此时轿厢内具有不同方向的指令时，可实现自动定向。电梯在上下行过程中可以对呼梯信号作出响应，当有相同方向的需求时，可实现依次停靠。如果电梯将轿厢中的所有指令完成的情况下，可实现自动转向，对不同方向的指令作出响应。在轿厢中安装有开关门指示按钮、各楼层数字按键、报警键、照明设备和风扇。3.2电梯的正常工作状态PLC在通电的情况下，则会启动梯形图，可由于电梯对于相关的输入指令还没进行识别，自然就不能对接收到的指令进行反馈。以便促使该问题得以有效解决，应当确保电梯到达平层时明确相应的楼层同时门是闭合的。因此电梯必须按照以下流程才能对呼叫作出正常的响应：电梯感应出呼叫信号之后，比照该楼层和轿厢当下所处的楼层信号，然后进行自动定向。轿厢在运行时按照先慢后快的方式，同时保持快速运行直到减速位置。如果电梯识别出所到达到的楼层减速位置所发出的指令，就会减速运行，然后从快速转移成缓慢运行至目标层后实现停靠。电梯到达平层之后，在定时器设定的延时时间内闭合电梯门，还未启动运行时，楼层显示器将一直显示当前楼层。3.3电梯各环节梯形图软件设计3.3.1楼层位置的数码管显示环节梯形图通过七段辉光管能够将电梯运行时当前所在的楼层显示出来，通过图4.1可以看出辉光管显示过程中的详细梯形图。其程序梯形图如图4.1所示。图3-1电梯所在楼层显示过程示意梯形图3.3.2电梯开门环节梯形图电梯门打开过程中重点包含七种形态，通过并联七部分的梯形图，可以将开门过程中的总梯形图构建出来，详细请参照图4.2。图3-2电梯门打开过程中示意梯形图当电梯停靠在没有指令运行中的楼层时，利用钥匙将其打开，图中X41与M8002会连接电源，这种情况下PLC同样会通电，开门环节的梯形图就会自动运行，此时电梯门打开，用户即可进入轿厢，电梯按照用户所按下的楼层指令运行。电梯在平层停止运行的情况下，M25会自动连接电源，此时电梯门自动打开。当电梯处于关门状态时，人工触动开门键XO能够实现电梯门的重新打开。目前大部分电梯在实施检测时通常使用的是光幕亦或是机械式重开门装置，当有开门的指令发出时，就会进行自动识别再次将门打开。如果电梯停靠在平层后，并没有其他需求指令，就会停止在当前位置等待需求信号，当该楼层出现外呼信号时，电梯则会自动开门迎接乘客。电梯在上行或下降时，如果出现了相同方向的需求信号，就会停靠在该层自动打开门；但如果外呼信号是反方向的，就不会停层。3.3.3电梯关门环节梯形图电梯门闭步骤与开门大致相同，重点包括以下五种不同的情况，并联这几部分的梯形图，可以将电梯门闭合过程中的总梯形图构建出来，详细请参照图4.3。图3-3电梯门闭合过程示意梯形图（1）如果电梯停靠在平层，用户出了轿厢之后，电梯门则会自动闭合，利用钥匙将关闭之后，就会断开电源，此时PLC则不再进行工作，电梯门闭合。（2）在电梯运行环节中，已没有乘客再进入或离开电梯，此时如果还没有到达程序设定的停站时间，采用人工关闭的方式可预先将电梯门关闭。（3）在电梯门打开的过程中，开门T5则开始进行计时，当到达设定的7s时间之后，电梯门就会自动进行闭合。（4）如果电梯门在运行时出现了一些阻挡物或者载重超过了额定载荷量，则会接通M70，此时M70将会串联M12则实现禁止关门的目标。（5）当电样处于维护保养的情况下时，就会接通X40，可采用人工操作的方法触动X1此时串联X40，将会达到关门的目的。权衡到维护保养情况下的电梯门闭合，因此这种情况下将不可以实现自动关门。3.3.4电梯的确定上下行方向环节梯形图电梯在运行过程中，识别到电梯内外需求指令的情况下，可以按照所在层比照需求目标层，最后对进行上升或是下降作出确立。如果确立好运行方向之后，与电梯相同方向的内外的需求信号未得到满足时，此时则会保留上升或是下降的信号。如果电梯正在维护保养的情况下，此时是无需进行方向确立的。通过图4.4可以看出电梯方向确定详细的梯形图。图3-4电梯上升环节示意梯形图图中—依次表示的是二至六楼的轿厢内选信号；5—依次表示的二至六楼的楼层信号；X40—检修开关；X37—继电器；Y4—电梯上行显示灯；M18—下行继电装置相互锁定信号；M31—二楼电梯上行外呼信号；M32—二楼电梯下行外呼信号；M33—三楼电梯上行外呼信号；M34—三楼电梯下行外呼信号；M35—四楼电梯上行外呼信号；M36—四楼电梯下行外呼信号；M37—五楼电梯上行外呼信号；M38—五楼电梯下行外呼信号；M39—六楼电梯下行外呼信号；3.3.5电梯自动运行时启动加速和稳定运行环节梯形图电梯如果确立了是上行还是下行同时X36处于关闭的状态时，就能够加速运行，通过图4.5可看出其详细的梯形图。图3-5电梯加速运行示意梯形图其主要的运行规律是，如果电梯处于向上运行的状态，已接通了上行信号M16,在这种情况下闭合门之后将会连接X36，那么Y2、Y6就会处于启动状态，此时电梯开始快速上升，然后延长1.7s的时间，接通Y10,达到加速上升的目的；如果处于下行状态时，接通下行信号M18，在这种情况下闭合门之后将会连接X36，那么Y3、Y6就会处于启动状态，此时电梯开始快速上升，然后延长1.7s的时间，接通Y10,达到加速下降的目的。电梯运行时，倘若接通了M22，同时触及到X11的情况下，Y2则处于关闭状态，此时电梯会慢慢停止；当电梯在下降时解及到了X10，Y3则处于关闭状态，此时电梯会停止运行。3.3.6电梯运行的故障保护及显示电路梯形图电梯在闭合环节时如果由于某东西被夹等情况时，则会再次将门找开，达到设定的时间后则会将门闭合，但在闭合过程中若遇到障碍不能完全闭合时，则会重新自动开门。此操作会不断循环，在这种情况下倘若无人员第一时间进行解决，那么易导致门发生故障，所以在产生该情况时则非常有必要启动保护装置，即重复开关门次数超过六次，则启动预警装置。通过图4.6可看出其详细的梯形图。图3-6电梯异常重复开关门示意梯形图电梯门在进行闭合的过程中，会接通M12，倘若在设定的时间内，接通了X36,没有连接M72和T6的情况下，门是不会重新打开的。但是倘若是设定的时间内无法实现电梯门的完全闭合，X36处于接通的状态时，同时接通了M72和T6，电梯门就会被再次找开，到了开门设定的时间时，将会接通定时器T5，电梯将重新闭合，未实现完全闭合时，则又会自动打开，不断重复此动作至六次的情况下，就会接通C1，则会启动振荡装置，这时将会发出电梯异常重复开关门的预警信号。当启动X42时，则亮起Y41指示灯。如果X42为Off时，则不会亮起Y41。同时启动振荡装置。这种情况下辉光管显示的8、9则会轮流显示。通过图4.7可以看出安全运行保护程序详细的梯形图。图3-7安全运行保护程序示意梯形图如果电梯门循环进行开关的回数超过设定的限度，亦或是X42为Off的情况下，将会电梯的全部元器件开启保护措施，避免故障的产生，在没有相应需求指令的情况下，电梯正常是没有响应的。没有亮起Y41同时电梯不再上行或下行，通过图3.8可看出其详细的梯形图。图3-8电梯异常停止运行示意梯形图第4章系统测试该配置软件是用于数据采集和监视系统SCADA（监控和数据收集）的软件平台工具，本文使用的最新组态王软件版本为Kingview6.53。配置平台中的“电梯实验监控”用户窗口。通过可以启动该程序，就像电梯在二楼一样，打开门等待乘客，然后在进行内部选择或呼叫时，车辆开始移动到目标楼层，从而实现向前切断。如果满足条件，则反向阻止成功。如果开门延迟了3秒，乘客可以轻松进出；在2楼和3楼，等待内部选择信号后，门延迟了3秒钟。如果没有内部选择，则呼叫信号将到达二楼以打开门，这样不将乘客被困在电梯中。可以对系统设计进行测试，以达到电梯的上下效果以及门的开闭效果。图4-1测试结论笔者根据其所学的相关专业知识，通过深入的分析之