1、扬州大学本科生毕业设计I毕业设计（论文）作 者： 孙行知 学 号： 院 部： 电气工程系 专 业： 数控设备应用与维护 题 目： 基于 PLC 电梯控制系统的设计 校内指导教师： 陈志文企业指导教师： 张宏评阅者：2017 年 5 月扬州大学本科生毕业设计II摘要现在的经济越来越发达，导致我们对生活质量与安全的要求越来越高，大部分出现的就是代步工具，在生活中，运用较多的就是电梯了，所以电梯性能的好坏对我们的生活的影响越来越大。对于技术的成熟掌握，使得电梯的各种性能也得到了快速的发展，其运动技术也已经发展到了多种调平调压调速的技术。原本的继电器控制也替换为了 PLC 来代替。所以本文主要讲的就是
2、然后用 PLC 来控制电梯通过各种方案和设计，让我们能更加方便的控制电梯，也在乘坐电梯的同时给我们讲带来身心的愉悦，也更加舒适，不会像以前那么沉闷。关键词：电梯；控制系统；可编程控制器扬州大学本科生毕业设计IIIAbstractNow more and more developed, leading to our quality of life and safety of demand is higher and higher, most is the transport, in the life, use more is the elevator, so the stand or fall
3、of elevator performance has more and more influence on our lives. For mature control technology, make the various performance of the elevator also obtained fast development, its movement technology also has already progressed to a variety of leveling regulating speed control technology. The original
4、 relay control was replaced by PLC instead. So this article is primarily concerned with and use PLC to control the elevator through a variety of plan and design, let us can more convenient control, elevator in the elevator at the same time told us also bring physical and mental pleasure, more comfor
5、table, not so boring like before.Key words：The elevator control system Programmable controller扬州大学本科生毕业设计IV目录摘要 21 引言 41.1 课题的必要性与发展概况41.2 电梯的简介 41.3 电梯的设计要求与思想 52 基本方案的选择 72.1 变频器的选择 72.2 可编程控制器（PLC）选型 72.2.1 输入输出（I/O）点数的估算 102.3 PLC 控制系统抗干扰措施102.3.1 硬件抗干扰措施 102.3.2 软件抗干扰措施 113 电梯控制系统设计 扬州大学本科生毕业设计
6、V133.1 主回路原理图 133.2 电梯控制主程序流程图 143.3 梯形图 15结论 24致谢 25参考文献 26附录 A I/O 口分配表 27扬州大学本科生毕业设计VI1 引言1.1 课题的必要性与发展概况随着社会的进步，人类对于计算机技术的熟练掌握，我们对于生活质量的要求也越来越高了。所以在乘坐电梯的过程中，不止追求于速度，更加追去乘坐过程的享受。所以现在就有一种新的技术代替原来的技术。所以就要运用到可编程控制器PLC 来控制电梯的运行，它将代替原先继电器的控制方式。电机的变频技术也有显著的提示，所以也将原来的直流变频调速换成的当今热门的交流变频调速，所以，通过 PLC 控制和变频
7、调速来控制电梯的运行，已经成为了以后电梯发展的一个重要方向。PLC 是一种用于自动化控制的专用计算机，所以利用计算机来控制电脑将会给电梯提高很多的操作空间。因为 PLC 控制相较于其他的控制会更加的方便快捷，可操作的空间也更大。不会像以前那么死板。PLC 控制也更加的智能，不用太多复杂的线路，使整个电梯更加的简洁，降低使用成本。也可以进行自动的故障检测，不在需要人为的一点一点的去检测，甚至于一个普通的乘客也可以再电梯发生故障时顺利简单的解决故障。 随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的发展也十分迅速。电动机技术的日益完善也对电梯的使用过程中节电和空间利用方面
8、带来了很大的改善，也对电梯的效率有了大大的提升。然后就是变频调速，它的优点就在于它的调速性能，能够对于提高效率和功率，节能减排方面有很大的帮助，正是因为它的这些优点是当今社会所追求的，所以，PLC 控制技术和变频技术将会是电梯和其他行业的一个重要的发展方向。变频调速电梯使用了先进的 SPWM 技术，明显改善了电梯运行质量和性能;调速范围广、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，几乎可与直流电机媲美。同时明显改善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因数，节能显著。1.2 电梯的简介扬州大学本科生毕业设计VII其实人类在很早以前就已经发明出了类似于电梯的搬运工具，早在公元 26
9、00 年前，金字塔的建造过程中，就是利用最原始的电梯系统，至今原理都还是如此，通过更重的物体去带动更轻的物体来移动，就和古代的马车有些类似，利用马行动时的大力气，将马车带动。后来人类渐渐利用科学的力量来代替最原始的劳动力。比如最初的蒸汽机，来作为动力。1845 年，第一台液压驱动升降机研制成功，这也标志着人类在电梯的运用上有老里程碑式的进步。不过问题一直都是存在的，直到1852 年，才有了第一台完全安全的升降机。 1852 年，美国纽约杨克斯的机械工程师奥的斯先生发明了世界第 1 台安全升降机。18573 年 23 日，奥的斯公司在纽约为一座专营法国瓷器和玻璃器皿的商店安装了世界上第一台客运升
10、降机。1862 年，奥的斯公司采用单独蒸汽机控制的升降机问世。1878 年，奥的斯公司在纽约百老汇大街 155 号安装了第 1 台水压式乘客升降机。1889 年 12 月，奥的斯公司在纽约的第玛瑞斯特大楼成功安装了 1 台直接连接式升降机。这 是 以 直 流 电 动 机 为动力的世界第 1 台电力驱动升降机，从此诞生了名副其实的电梯。1.3 电梯的功能设计要求1 电梯的功能设计要求（1） 当电梯到达乘客想要到达的楼层时，能够自动开门，然后手动关门。（2） 利用电梯里的按钮来控制乘客想要到达的楼层。（3） 能自动判断电梯的运行方向，并发出相应的只是信号。（4） 电梯在向上或者向下运行的同时都会有
11、一台电机牵引。电机正转，电梯上升；电机反转，电梯下降。（5） 电梯门的开关由一台电机来实施。（6） 每一层楼设有呼叫按钮；轿厢内设有开关轿厢门按钮，楼层指令按钮。（7） 电梯启动，运行，到站实现速度的调节。2 设计思想扬州大学本科生毕业设计VIII（1） 信号控制系统电梯信号控制基本由 PLC 软件实现。输入的主要信号有：呼叫电梯、电梯开关门的保护性、上下楼层控制、和提示灯的控制。（2） 电梯控制系统实现的功能能够在电梯外和内部对电梯进行控制，并作出相应的响应。电梯停在某一层时，此时按动该层的呼叫按钮（上呼叫或下呼叫）,则相当于发出打开电梯门的指令，电梯门打开；如果电梯此时不在该层，则等到电梯
12、完成其他楼层的指令后来进行运行。电梯运行的不换向原则指电梯有限执行于与电池此时所接受的信号的同方先来进行运行，直到没有相同方向的指令时，才会去完成反方向的指令。电梯在每一层都有一个行程开关，当电梯碰到某层的行程开关时，说明电梯已经到达所接受指令的层数。当电梯到达指示的楼层时，电梯门自动打开，等待时间内无人进出，则电梯门缓慢的关闭，直到完全闭合，电梯继续运行，运行过程中门是无法打开的。当电梯到达相应的楼层时，指示灯会亮起，每到一层指示灯都会改变。3 电梯操作方式电梯的方式主要以按钮控制为主。扬州大学本科生毕业设计IX2 基本方案的选择 2.1 变频器的选择 如今变频器的性价比越来越高，然后对于我
13、们设计的帮助，所以我们选择了有点更多的交流变频器。目前市面有很多专门用于电梯的变频器，但是这些变频器的价格都比较贵，所以我们还是选择了比较普通的变频器。利用我们对知识的掌握来提高变频器的性能，相信普通变频器也可以达到我们想要的效果。电梯的调速要求除了一般工业控制的静态、动态性能外，他的舒适度指标往往是选择的一项重要内容。本设计中拖动调速系统的关键在于保证电梯按理想的给定速度曲线运行，以改善电梯运行的舒适感;另外，由于电梯在建筑物内的耗电量占建筑物总用电量的相当比例，因此，电梯节约用电日益受到重视。考虑以上各种因素，本设计选用安川 VS-61665 型全数字变频器，它具有磁通矢量控制、转差补偿、
14、负载转矩自适应等一系列先进功能，可以最大限度地提高电机功率因数和电机效率，同时降低了电机运行损耗，特别适合电梯类负载频繁变化的场合。2.2 可编程控制器（PLC）选型可编程控制器，英文称 Programmable Logic Controller，简称 PLC。PLC 是用于工业现场的电控制器。它源于继电器制造技术，但基于电子计算机。它通过运行存储在其内存中的程序，把经输入电路的物理过程得到的输入信息，变换成为要求输出的信息，进而在通过输出电路的物理过程去实现对负载的控制。PLC 有丰富的指令系统有各种各样的 I/O 接口，通信接口，有大容量的内存，有可靠的自身监控系统因而具有以下基本功能：1
15、、数据运算功能；2、准确定数功能；3、高速计算功能；扬州大学本科生毕业设计X4、中断处理功能；5、程序与数据存储功能；6、自检测，自诊断功能；可以说，凡是小型计算机能实现的功能，PLC 也几乎都可以做到。像 PLC 这样，集丰富功能于一身，是别的电控器所没有的，更是传统继电控制电路所无法比拟的。因为 PLC 的功能更多，所以运用的范围也更加广泛，也为信息化及智能化创造了条件。PLC 的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性价比。所以我们的控制系统不在使用继电器控制系统。在电梯运行的时候，电梯如何判断所到的楼层以及提示相应的楼层，这是我们需要仔细研究的一个问题，在电梯
16、正常运行的同时，正确的接收信号然后到达所要到达的楼层，在运行过程中的匀速和到达起步时的慢速，这都是需要利用 PLC 来控制。利用 PLC 的编程，来对用户指令的执行，综合所述 PLC 具有以下特点：(1)可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达 30 万小时。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均无故障工作时间则更长。 (2)配套齐全，功能完善，适用性强。PLC 发展到今天，已经可以满足于各种类型产品的需求，也包括了很多方面的控制。(3)易学易用，对于技术人员来说，这些往往都是家常便饭，技术人员通过利用各种高端的编程技巧，来进行各种操作。(4)系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
