PLC的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)定稿

1、摘要：PLC （可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以其編程方便、操作簡(jiǎn)單尤其是它的高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點(diǎn)和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，樓房越來(lái)越高，而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。電梯從手柄開關(guān)操縱電梯、按鈕控制電梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運(yùn)輸做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。PLC 在電梯控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC 具有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)和定時(shí)以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電

2、梯控制過(guò)程中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC 很好的結(jié)合，很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯的控制。本文主要討論研究利用三菱公司的可編程控制器對(duì)三層電梯的控制，形成電梯控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：三層；電梯；PLCAbstract ：PLC (Programmable Logical Controller took one kind most important, the application situation most industries control microcomputer, it is convenient, operation simple in particular by its programming

3、 merit and so on redundant reliability, obtained the widespread application in the industrial production process. It applies the large scale integrated circuit, the miniature machine technology and the communication technology development achievement, gradually formed had the many kinds of merits an

4、d miniature, medium, large-scale, ultra large-scale and so on each kind of specification series product, applied to monitors between the computer from the control system many controls domain.Along with societys unceasing development, the building is more and more high, but the elevator became the hi

5、gh level building to have the equipment. After humanitys more than centuries unremitting endeavors, the elevator already from the handle switch operation elevator, the push-button control elevator develops to the present group control elevator, has made the indelible contribution for the high level

6、transportation.PLC in the control in the elevator the application mainly to manifest in its logical switch control function. This function enable PLC to have the logic operation, counts with fixed time as well as the data feeds output function. Rises and falls in the process in the elevator, each lo

7、gical switch control and PLC very good union, very good realization to fluctuation control.This article main discussion studies using SANLING Corporations PLC molding machine carries on the control to the 5-floor elevator fluctuation, forms the elevator control system。Key words: 3-floor , elevator；

8、PLC；一、電梯的概述1.1 電梯的組成曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。轎廂轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。門系統(tǒng)門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機(jī)，門鎖裝置組成。重量平衡系統(tǒng)系統(tǒng)的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動(dòng)正常。系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝

9、置組成。電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力，實(shí)行電梯速度控制。電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成。電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜 ，平層裝置，選層器等組成。安全保護(hù)系統(tǒng)保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。由限速器，安全鉗，緩沖器，安全觸板，層門門鎖，安全窗，限位開關(guān)，裝置組成。1.2 電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)

10、到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動(dòng)。常閉塊式制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動(dòng)，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，對(duì)重用來(lái)平衡轎廂載荷、減少電動(dòng)機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來(lái)補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動(dòng)中的張力和重量變化，使曳引電動(dòng)機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確?？俊ｋ姎庀到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)完成選層、平層、測(cè)速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時(shí)顯示轎廂的運(yùn)動(dòng)方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全。1.3 電梯的基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介(1電梯內(nèi)部部件功能簡(jiǎn)介在電梯內(nèi)

11、部，應(yīng)該有三個(gè)樓層按鈕、開門和關(guān)門按鈕以及樓層顯示器、上升和下行顯示器。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯后，電梯內(nèi)應(yīng)該有能讓乘客按下的代表其要去目的地的樓層按鈕，稱為內(nèi)呼叫按鈕。電梯停下時(shí)，應(yīng)具有開門、關(guān)門的功能，即電梯門可以自動(dòng)打開，經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)后，又可自動(dòng)關(guān)閉。而且，在電梯內(nèi)部也應(yīng)有控制電梯開門、關(guān)門的按鈕，使乘客可以在電梯停下時(shí)隨時(shí)地控制電梯的開門與關(guān)門。電梯內(nèi)部還應(yīng)配有指示燈，用來(lái)顯示電梯現(xiàn)在所處的狀態(tài)，即電梯是上升還是下降以及電梯處在樓層的第幾層，這樣可以使電梯里的乘客清楚地知道自己所處的位置，離自己要到的樓層還有多遠(yuǎn)，電梯是上升還是下降等。(2電梯的外部部件功能簡(jiǎn)介電梯的外部共分三層，每層都應(yīng)該有

12、呼叫按鈕、呼叫指示燈、上升和下降指示燈，以及樓層顯示器。呼叫按鈕是乘客用來(lái)發(fā)出呼叫的工具，呼叫指示燈在完成相應(yīng)的呼叫請(qǐng)求之前應(yīng)一直保持為亮，它和上升指示燈、下降指示燈、樓層顯示器一樣，都是用來(lái)顯示電梯所處的狀態(tài)的。三層樓電梯中，一層只有上呼叫按鈕三層只有下呼叫按鈕，二層都同時(shí)具有上呼叫和下呼叫按鈕。而上升、下降指示燈以及樓層顯示器應(yīng)相同。1.4 電梯的狀態(tài)分析1）電梯的初始狀態(tài)：設(shè)電梯位于一層待命，各層顯示器都被初始化，電梯處于以下狀態(tài)：a. 各層呼叫燈均不亮；b. 電梯內(nèi)部及外部各樓層顯示器顯示均為“1”；c. 電梯內(nèi)部及外部各層電梯門均關(guān)。2）電梯在運(yùn)行過(guò)程中：a. 按下某層呼叫按鈕后，該

13、層呼叫燈亮，電梯響應(yīng)該層呼叫；b. 電梯上行或下行直至該層；c. 各樓層顯示隨電梯移動(dòng)而改變，各層指示燈也隨之而變；d. 運(yùn)行中電梯門始終關(guān)閉，到達(dá)指定層時(shí)，門才打開；e. 在電梯運(yùn)行過(guò)程中，支持其它呼叫。3 電梯運(yùn)行后狀態(tài)：在到達(dá)指定樓層后，電梯會(huì)繼續(xù)待命，直至新命令產(chǎn)生。a. 電梯在到達(dá)指定樓層后，電梯門會(huì)自動(dòng)打開，經(jīng)一段延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，在此過(guò)程中，支持手動(dòng)開門或關(guān)門；b. 各樓層顯示值為該層所在位置，且上行與下行指示燈均滅 。二、可編程序控制器介紹（PLC ）2.1可編程序控制器的定義和特點(diǎn)可編程序控制器的定義：PLC 英文全稱Programmable Logic Controller ,

14、中文全稱為可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器是一種數(shù)位運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？沙淌竭壿嬁刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?？删幊绦蚩刂破鞯奶攸c(diǎn)：可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)； 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)； 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造； 體積小，重量輕，能耗低。2.2可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu) CPU ：(1 將各

15、種輸入信號(hào)取入存儲(chǔ)器。(2 編譯、執(zhí)行指令。(3 把結(jié)果送到輸出端。(4 響應(yīng)各種外部設(shè)備的請(qǐng)求。存儲(chǔ)器：RAM ：存儲(chǔ)各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、用戶正調(diào)試的程序。ROM ：存放監(jiān)控程序和用戶已調(diào)試好的程序輸入、輸出接口：采用光電隔離，減小了電磁干擾。輸出三種形式：繼電器 - 低速大功率可控硅 - 高速大功率晶體管 - 高速小功率各種接口、高功能模塊：便于擴(kuò)展。2.3可編程序控制器的工作原理 PLC 有兩種工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN ）狀態(tài)和停止（STOP ）狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，PLC 通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。為了使PLC 的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是只

16、執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直到PLC 停機(jī)或切換到STOP 工作狀態(tài)。除了執(zhí)行用戶程序外，每次循環(huán)過(guò)程中，PLC 不還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5 個(gè)階段，如右圖所示。 PLC 的這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。三、電梯PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 電梯的控制要求a 電梯運(yùn)行到指定位置后應(yīng)具備手動(dòng)或自動(dòng)開、關(guān)門功能。b 利用指示燈顯示電梯箱外的呼喚信號(hào)、電梯箱內(nèi)的指令信號(hào)和電梯到達(dá)信號(hào)。c 能自動(dòng)判別電梯的運(yùn)行方向，并發(fā)出相應(yīng)的指示信號(hào)。d 電梯上行下行由一臺(tái)電機(jī)牽引。電機(jī)正轉(zhuǎn)，電梯上升；電梯反轉(zhuǎn)，電梯下降。e 電梯轎廂門又另一臺(tái)小功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)正轉(zhuǎn)

17、，轎廂門打開；電梯反轉(zhuǎn)，轎廂門關(guān)閉。f 每一層樓設(shè)有呼叫按鈕SB6-SB9；轎廂內(nèi)開門按鈕SB1，關(guān)門按鈕SB2；轎廂內(nèi)層面指令按鈕SB3-SB5。3.2 電梯開關(guān)門流程圖電梯開關(guān)門流程圖3.3 電梯上升下降流程圖 電梯上升下降流程圖3.4 三層電梯的電氣控制主電路 3.5 三層電梯控制程序與梯形圖的具體設(shè)計(jì)根據(jù)電梯的控制要求，可得PLC 輸入/輸出點(diǎn)的分配見下表。其PLC 控制梯形圖如下圖。 （1） 開門關(guān)門控制程序（2）電梯到層指示 基于PLC 的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（3）層面呼喚指示 （4）電梯啟動(dòng)與運(yùn)行 基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 舍相關(guān)知識(shí)， 不知不覺中我們查閱資料的能力也得到

18、了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的 知識(shí)是有限的， 在以后的工作中我們肯定會(huì)遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力 便會(huì)使我們受益非淺。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，總是遇到這樣或那樣的問(wèn)題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，需 要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起 來(lái)了。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。 謝辭： 本次課設(shè)應(yīng)該感謝學(xué)院的安排，讓我們?cè)趯W(xué)習(xí)課本知識(shí)的同時(shí)，能夠有這樣 的機(jī)會(huì)實(shí)踐。 更應(yīng)該感謝指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)，要不然靠我們自己不可能那么順 利完成。還應(yīng)該感謝班干的工作，幫我們省去了不少麻煩的工作。最后還要謝謝 自己的態(tài)度，因?yàn)檎J(rèn)真對(duì)待所以感覺學(xué)到了東西。 參考文獻(xiàn)： 1 趙明工廠電氣控制設(shè)備。北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1998 2 張福恩交流調(diào)速電梯原理、設(shè)計(jì)及安裝維修北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1996 3 張漢杰現(xiàn)代電梯控制技術(shù)哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版業(yè)出版社.1996 4 張萬(wàn)忠. 可編程控制器入門與應(yīng)用實(shí)例（西門子 S7-200 系列）.中國(guó)電力出版社.2004. 5 汪曉平. 可編程控制器系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例導(dǎo)