基于plc的电梯控制系统设计【字数：7742】
摘 要系统以可编程逻辑控制器（PLC）为主要控制器，采用交流调频调速和集选控制的方法，实现了PLC控制六层电梯的功能。本设计分为初始化、平层、定向判断上下行、开关门、启停、楼层显示等模块，对电梯的基本结构与原理、电梯内部的传感器、变频器设备进行了分析，完成了PLC控制六层电梯的软硬件设计。PLC控制系统易于实现复杂的工业控制要求，在电梯控制领域有着广泛而深入的应用。
目 录
1 绪论 1
1.1电梯的起源 1
1.2研究背景及意义 1
1.3设计任务 1
1.4总体设计方案 2
2 可编程逻辑控制器（PLC）概述 3
2.1 PLC的定义 3
2.2 PLC的组成与工作原理 3
2.2.1 PLC的组成 3
2.2.2 PLC的工作原理 4
2.3 PLC的特点 4
2.4 PLC的发展趋势 5
3 电梯控制系统的硬件设计 6
3.1电梯的组成结构 6
3.2电梯中的传感器 7
3.2.1位置 7
3.2.2安全 8
3.3 PLC控制电梯主电路 9
3.4变频器 10
3.4.1变频器的组成与工作原理 10
3.4.2变频器的调速原理 10
3.5 PLC的电梯控制系统的组态 11
3.5.1硬件组态 11
3.5.2 I/O分配 13
3.6电梯设计的控制要求 15
3.7 PLC的选型 15
4 电梯控制系统的软件设计 16
4.1系统设计的基本原则 16
4.2电梯控制逻辑流程图 16
4.3电梯控制系统程序设计 18
5 调试与仿真 22
5.1调试仿真 22
5.2 WINCC监控画面 25
5.3调试出现的问题与解决方法 29
总 结 30
致 谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1电梯的起源 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
电梯的定义：“电力拖动，由载客或载货轿厢组成，轿厢的尺寸与构造便于人们的进出，轿厢在两个垂直的轨道之间运行”[1]。
在古代，近似电梯的升降装置就已经呈现了。例如，在我国周朝时期，劳动人民便用绳索和轱辘来进行提高物体的高度，古希腊和埃及人民利用类似电梯的起重机来建筑世界上著名的金字塔[1]。到了现代便出现了以蒸汽机、液压机为动力的进行运输货物的设备，而后奥的斯公司则利用电动机生产了世界上第一部电梯[2]。
通过人类的不断努力与创造，如今电梯的平层效果、速度以及舒适度都有很大的完善，电梯产业也不断地得到更新与发展。
1.2研究背景及意义
传统电梯控制系统中广泛使用继电器控制系统，元器件全部通过电线相连。 输入、输出设备以及控制部分组成一个整体，完成电气控制系统输入、输出信号的处理。大部分的元器件都是一些经常使用的控制器件，便于更换与维修。但继电器控制系统也有许多不足之处，一旦发生故障，电梯可能会冲出顶层或急剧下降，对乘客的生命安全造成威胁，因而现在的电梯很少采用继电器控制系统。
我国电梯产业相比于西方国家起步较慢，但是发展速度十分惊人。特别是在改革开放战略的实施过程中，我国电梯制造业急速发展，大多数省市都有自己的电梯产业。其中大部分是从国外引进的先进技术，并建立了许多合资企业。 因为电子元器件的不断发展和更新与国外先进技术的引进，我国已生产了由可编程逻辑控制器（PLC）控制的电梯。 当前，中国电梯产业正在从引进国外技术转向自制产品而进步。
1.3设计任务
依据不同楼层的需求，随时响应，实现上下行、开关门、自动平层、超重故障显示等基本功能[3]。
1.4总体设计方案
首先对可编程逻辑控制器PLC进行介绍，对电梯控制系统中所需要使用的各类传感器、变频器进行讨论。对电梯控制系统中的主电路与控制电路、以及控制要求进行讨论，本设计采用TIA博途软件进行PLC与计算机的通信组态，并能够进行下载模拟仿真。
2 可编程逻辑控制器（PLC）概述
根据本设计方案，采用可编程逻辑控制器PLC对电梯进行集选控制，首先介绍了可编程逻辑控制器PLC的定义、组成及工作原理，并对PLC的特点与发展趋势进行了讨论。
2.1 PLC的定义
可编程逻辑控制器（PLC）是一种以自动控制技术、计算机技术、通信技术相融合一体的自动化控制装置[5]。
PLC不仅可以进行各种逻辑控制与运算，还可以通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种工业控制与生产[6]。它不同于传统继电器控制系统，从繁琐的电气布线、诸多元器件布局转向程序控制，不仅提高了电梯的运行效率，还使得电梯的稳定性和舒适性得到增强。
2.2 PLC的组成与工作原理
2.2.1 PLC的组成
PLC是由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出单元、通信接口与I/O外设等组成[7]。每一个组件与模块之间通过总线进行信息交流。PLC的结构如下所示：
图21 PLC系统结构图
2.2.2 PLC的工作原理
PLC代替传统继电器控制实现逻辑控制功能，是当今工控领域最核心的部分之一。它具有存储程序、逻辑运算、A/D、D/A转换、联网通信、实时监控等功能[8]。
目 录
1 绪论 1
1.1电梯的起源 1
1.2研究背景及意义 1
1.3设计任务 1
1.4总体设计方案 2
2 可编程逻辑控制器（PLC）概述 3
2.1 PLC的定义 3
2.2 PLC的组成与工作原理 3
2.2.1 PLC的组成 3
2.2.2 PLC的工作原理 4
2.3 PLC的特点 4
2.4 PLC的发展趋势 5
3 电梯控制系统的硬件设计 6
3.1电梯的组成结构 6
3.2电梯中的传感器 7
3.2.1位置 7
3.2.2安全 8
3.3 PLC控制电梯主电路 9
3.4变频器 10
3.4.1变频器的组成与工作原理 10
3.4.2变频器的调速原理 10
3.5 PLC的电梯控制系统的组态 11
3.5.1硬件组态 11
3.5.2 I/O分配 13
3.6电梯设计的控制要求 15
3.7 PLC的选型 15
4 电梯控制系统的软件设计 16
4.1系统设计的基本原则 16
4.2电梯控制逻辑流程图 16
4.3电梯控制系统程序设计 18
5 调试与仿真 22
5.1调试仿真 22
5.2 WINCC监控画面 25
5.3调试出现的问题与解决方法 29
总 结 30
致 谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1电梯的起源 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
电梯的定义：“电力拖动，由载客或载货轿厢组成，轿厢的尺寸与构造便于人们的进出，轿厢在两个垂直的轨道之间运行”[1]。
在古代，近似电梯的升降装置就已经呈现了。例如，在我国周朝时期，劳动人民便用绳索和轱辘来进行提高物体的高度，古希腊和埃及人民利用类似电梯的起重机来建筑世界上著名的金字塔[1]。到了现代便出现了以蒸汽机、液压机为动力的进行运输货物的设备，而后奥的斯公司则利用电动机生产了世界上第一部电梯[2]。
通过人类的不断努力与创造，如今电梯的平层效果、速度以及舒适度都有很大的完善，电梯产业也不断地得到更新与发展。
1.2研究背景及意义
传统电梯控制系统中广泛使用继电器控制系统，元器件全部通过电线相连。 输入、输出设备以及控制部分组成一个整体，完成电气控制系统输入、输出信号的处理。大部分的元器件都是一些经常使用的控制器件，便于更换与维修。但继电器控制系统也有许多不足之处，一旦发生故障，电梯可能会冲出顶层或急剧下降，对乘客的生命安全造成威胁，因而现在的电梯很少采用继电器控制系统。
我国电梯产业相比于西方国家起步较慢，但是发展速度十分惊人。特别是在改革开放战略的实施过程中，我国电梯制造业急速发展，大多数省市都有自己的电梯产业。其中大部分是从国外引进的先进技术，并建立了许多合资企业。 因为电子元器件的不断发展和更新与国外先进技术的引进，我国已生产了由可编程逻辑控制器（PLC）控制的电梯。 当前，中国电梯产业正在从引进国外技术转向自制产品而进步。
1.3设计任务
依据不同楼层的需求，随时响应，实现上下行、开关门、自动平层、超重故障显示等基本功能[3]。
1.4总体设计方案
首先对可编程逻辑控制器PLC进行介绍，对电梯控制系统中所需要使用的各类传感器、变频器进行讨论。对电梯控制系统中的主电路与控制电路、以及控制要求进行讨论，本设计采用TIA博途软件进行PLC与计算机的通信组态，并能够进行下载模拟仿真。
2 可编程逻辑控制器（PLC）概述
根据本设计方案，采用可编程逻辑控制器PLC对电梯进行集选控制，首先介绍了可编程逻辑控制器PLC的定义、组成及工作原理，并对PLC的特点与发展趋势进行了讨论。
2.1 PLC的定义
可编程逻辑控制器（PLC）是一种以自动控制技术、计算机技术、通信技术相融合一体的自动化控制装置[5]。
PLC不仅可以进行各种逻辑控制与运算，还可以通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种工业控制与生产[6]。它不同于传统继电器控制系统，从繁琐的电气布线、诸多元器件布局转向程序控制，不仅提高了电梯的运行效率，还使得电梯的稳定性和舒适性得到增强。
2.2 PLC的组成与工作原理
2.2.1 PLC的组成
PLC是由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出单元、通信接口与I/O外设等组成[7]。每一个组件与模块之间通过总线进行信息交流。PLC的结构如下所示：
图21 PLC系统结构图
2.2.2 PLC的工作原理
PLC代替传统继电器控制实现逻辑控制功能，是当今工控领域最核心的部分之一。它具有存储程序、逻辑运算、A/D、D/A转换、联网通信、实时监控等功能[8]。
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