基于PLC的电梯控制系统设计
基于PLC的电梯控制系统设计[20200128194411]
2012年 09 月 20 日摘 要
随着现代城市的发展，高层建筑与日俱增，电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧密相关，随着人们对电梯运行安全性、高效性、舒适性等要求的不断提高，电梯得到了快速发展。传统的电梯控制系统主要采用继电器—接触器进行控制，这种控制方式存在很多的缺陷：线路复杂，易出现故障，保养维修工作量大，费用高，检查故障困难，费时费工。
为了提高电梯控制系统的可靠性和设备的工作效率，设计了以PLC为核心控制器的电梯控制系统，用来取代以往的较复杂的继电器—接触器控制。本设计控制系统针对的是五层电梯。系统的核心部分使用了欧姆龙公司生产的CPM2A-60CDR型PLC，因为在核心控制部分采用的是软件程序控制，从而在保证电梯正常运行这个要求的情况下，大大的提高了电梯故障检查与维修的方便性和容易性，同时还克服了手动操作所带来的一些人为干扰因素，实现了电梯主机的启动加速与稳定运行、停车制动、呼叫优先响应和开关门等控制功能，取得了良好的预期效果。
摘 要 1
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:电梯；PLC；变频器；控制系统;安全
引言 3
（一） 、 研究背景 3
（二） 、PLC的概述 3
（三） 、 电梯概述 4
（四） 、 研究内容 4
（五） 、 电梯的功能要求 4
二、系统设计 4
（一）、 控制要求分析 4
（二）、 PLC控制系统设计 5
1． 信号控制系统 5
2． PLC输入输出信号的确定 6
（三）、 软件设计 7
（1）、 系统总设计流程图 8
（2）、 软件设计 9
1． 厅门（外呼）按钮呼梯信号记忆和显示 9
2． 平层信号记忆及信号解除 9
3． 轿厢内呼按钮呼梯信号记忆和显示 10
4． 厅门开关门有效信号所绘制的梯形图如下： 10
5． 轿厢内呼开关门有效信号所绘制的梯形图如下： 11
6． 开关门控制的梯形图如下： 11
7． 电梯轿厢上行 13
8． 电梯轿厢下行 15
9． 降控制信号所绘制的梯形图如下图所示： 17
10．层显示信号的控制程序如下图所示： 17
11．层显示信号的控制程序如下图所示： 18
三、 总结 18
四、 致谢 19
五、 参考文献资料 20
六、 附录 20
引言
可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的崭新的工业自动控制装置。PLC以基本代替传统的继电器控制而广泛应用于工业控制的各个领域，它已跃居工业自动化三大支柱的首位。
PLC控制系统的硬件是由微处理器（CPU）、存储器（ROM和RAM）、输入/输出（I/O）单元、电源单元及外围设备等组成。系统的规模可根据实际应用的需要而定，可大可小。运用PLC可安全可靠并且低消耗的进行实验。
一、绪论
（一）、研究背景
随着人口的增多，现代建筑向空中发展也成为必然，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要标志，作为高层建筑的垂直运载工具——电梯也得到了快速发展。
(1)电梯的速度要求越来越快，高速电梯、超高速电梯的数量越来越多。
(2)电梯拖动技术有了很大的发展，直流电梯由于消耗大，维修难等缺点，逐步被交流电梯所替代。液压电梯因为运行平稳，机房位置灵活等优点在低楼层场合得到了越来越广泛的应用。交流电梯更是得到了迅速的发展，已由以前的变级调速(AC-V Y)发展成为了调压调速(AC-V V )和调频调压调速(AC-V V VF)，使得电梯的速度、加速度等的控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感得到了改善。
（3）电梯的逻辑控制系统已从过去简单的继电器—接触器控制系统发展为可编程序控制器((PLC)和微机控制系统，控制方式也由手柄控制、信号控制等发展成为了集选控制、并联控制等，电梯的可靠性得到很大提高。
(4)电梯的管理功能在不断增强，电梯广泛运用了微机控制技术，不断的满足用户的各种使用功能要求。比如紧急停车操作和消防员专用系统等。
(5)智能群控管理系统得到广泛的应用。
(6)机械传动方面，由于国际上的机械加工水平在不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动等在电梯上的应用日益广泛，使得电梯的传动形式变的多样化。
（二）、PLC的概述
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与普通微机一样，以通用或专用CPU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、灵活性强的特点。
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁生产、石油、化工生产、电力发送、建材制造、机械制造、汽车制造、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等多个行业，使用情况主要分为如下几类：
（1） 开关量的逻辑控制
（2） 运动控制
（3） 闭环过程的控制
（4） 数据处理
（5） 通信联网
（三）、电梯概述
电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或运载货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。服务于规定楼层的固定式升降设备。
（四）、研究内容
针对老式电梯采用的继电器逻辑控制系统存在的功能弱、故障多、可靠性差和使用寿命短等缺点，提出采用功能更强、故障率更低、可靠性更高的可编程控制器（PLC）控制电梯。调速系统运用交流变频调速，在各种负载情况下都能有良好的调速性能和准确的停车性能，满足乘客的舒适感并且能够节约大量电能。
（五）、电梯的功能要求
电梯PLC控制系统实现的基本功能：
1．电梯运行到位后就有手动和自动开关门功能
2．电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示
3．每层的楼厅均有输入（分上行和下行）按钮召唤电梯
4．具有自动定向，顺向截梯、反向保号，外呼记忆，自动开关门，停梯消号等功能
5．电梯能在一定情况下启动，加速和变速
二、系统设计
(一)、控制要求分析
? 此次设计所涉及的电梯模型共有五层，电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示；1-5所对应的指示灯表示楼层，每层的楼厅都有输入（分上行和下行）的按钮召唤电梯。工作中的电梯运行系统主要对各种呼叫信号和当时的运行状态进行综合分析，以此来确定下一个工作状态，为此它必须具备自动选向、顺向截停、反向保号等功能以及外呼记忆，自动开/关门运作，停梯消号，自动达层等功能。电梯的上/下行由一台电动机M1拖动，电动机M1正转(KM1)为电梯上升，反转(KM2)为下降。另外，电梯门的开关也由一台电动机M2控制，电动机M2正转（KM3）为电梯开门，反转（KM4）为关门。
分析以上控制要求，将电梯控制要实现的功能罗列如下：
（1）开始时，电梯处于任意一层。
（2）当有外呼梯信号到来时电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时三秒后自动关门。
（3）当有内呼梯信号到来时，电梯应该响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，三秒后开门到位，再延时三秒后自动关门，关门时间也为三秒。当关门时，为了防止夹住乘客，在门两侧安装了红外线传感器，有人进出时，两秒后才关门。
（4）楼层呼叫按钮及电梯内按钮按下，电梯未达到相应楼层或未得到相应的相应时，相应指示灯一直接通指示。
（5）电梯应具有最远反向外呼梯响应功能。例如电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三?层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。
（6）电梯具有同向截车功能。
（7）电梯未在平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮可使门打开，按关门按钮可使门关闭。
（8）开门时蜂鸣器响。
2012年 09 月 20 日摘 要
随着现代城市的发展，高层建筑与日俱增，电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧密相关，随着人们对电梯运行安全性、高效性、舒适性等要求的不断提高，电梯得到了快速发展。传统的电梯控制系统主要采用继电器—接触器进行控制，这种控制方式存在很多的缺陷：线路复杂，易出现故障，保养维修工作量大，费用高，检查故障困难，费时费工。
为了提高电梯控制系统的可靠性和设备的工作效率，设计了以PLC为核心控制器的电梯控制系统，用来取代以往的较复杂的继电器—接触器控制。本设计控制系统针对的是五层电梯。系统的核心部分使用了欧姆龙公司生产的CPM2A-60CDR型PLC，因为在核心控制部分采用的是软件程序控制，从而在保证电梯正常运行这个要求的情况下，大大的提高了电梯故障检查与维修的方便性和容易性，同时还克服了手动操作所带来的一些人为干扰因素，实现了电梯主机的启动加速与稳定运行、停车制动、呼叫优先响应和开关门等控制功能，取得了良好的预期效果。
摘 要 1
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:电梯；PLC；变频器；控制系统;安全
引言 3
（一） 、 研究背景 3
（二） 、PLC的概述 3
（三） 、 电梯概述 4
（四） 、 研究内容 4
（五） 、 电梯的功能要求 4
二、系统设计 4
（一）、 控制要求分析 4
（二）、 PLC控制系统设计 5
1． 信号控制系统 5
2． PLC输入输出信号的确定 6
（三）、 软件设计 7
（1）、 系统总设计流程图 8
（2）、 软件设计 9
1． 厅门（外呼）按钮呼梯信号记忆和显示 9
2． 平层信号记忆及信号解除 9
3． 轿厢内呼按钮呼梯信号记忆和显示 10
4． 厅门开关门有效信号所绘制的梯形图如下： 10
5． 轿厢内呼开关门有效信号所绘制的梯形图如下： 11
6． 开关门控制的梯形图如下： 11
7． 电梯轿厢上行 13
8． 电梯轿厢下行 15
9． 降控制信号所绘制的梯形图如下图所示： 17
10．层显示信号的控制程序如下图所示： 17
11．层显示信号的控制程序如下图所示： 18
三、 总结 18
四、 致谢 19
五、 参考文献资料 20
六、 附录 20
引言
可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的崭新的工业自动控制装置。PLC以基本代替传统的继电器控制而广泛应用于工业控制的各个领域，它已跃居工业自动化三大支柱的首位。
PLC控制系统的硬件是由微处理器（CPU）、存储器（ROM和RAM）、输入/输出（I/O）单元、电源单元及外围设备等组成。系统的规模可根据实际应用的需要而定，可大可小。运用PLC可安全可靠并且低消耗的进行实验。
一、绪论
（一）、研究背景
随着人口的增多，现代建筑向空中发展也成为必然，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要标志，作为高层建筑的垂直运载工具——电梯也得到了快速发展。
(1)电梯的速度要求越来越快，高速电梯、超高速电梯的数量越来越多。
(2)电梯拖动技术有了很大的发展，直流电梯由于消耗大，维修难等缺点，逐步被交流电梯所替代。液压电梯因为运行平稳，机房位置灵活等优点在低楼层场合得到了越来越广泛的应用。交流电梯更是得到了迅速的发展，已由以前的变级调速(AC-V Y)发展成为了调压调速(AC-V V )和调频调压调速(AC-V V VF)，使得电梯的速度、加速度等的控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感得到了改善。
（3）电梯的逻辑控制系统已从过去简单的继电器—接触器控制系统发展为可编程序控制器((PLC)和微机控制系统，控制方式也由手柄控制、信号控制等发展成为了集选控制、并联控制等，电梯的可靠性得到很大提高。
(4)电梯的管理功能在不断增强，电梯广泛运用了微机控制技术，不断的满足用户的各种使用功能要求。比如紧急停车操作和消防员专用系统等。
(5)智能群控管理系统得到广泛的应用。
(6)机械传动方面，由于国际上的机械加工水平在不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动等在电梯上的应用日益广泛，使得电梯的传动形式变的多样化。
（二）、PLC的概述
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与普通微机一样，以通用或专用CPU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、灵活性强的特点。
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁生产、石油、化工生产、电力发送、建材制造、机械制造、汽车制造、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等多个行业，使用情况主要分为如下几类：
（1） 开关量的逻辑控制
（2） 运动控制
（3） 闭环过程的控制
（4） 数据处理
（5） 通信联网
（三）、电梯概述
电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或运载货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。服务于规定楼层的固定式升降设备。
（四）、研究内容
针对老式电梯采用的继电器逻辑控制系统存在的功能弱、故障多、可靠性差和使用寿命短等缺点，提出采用功能更强、故障率更低、可靠性更高的可编程控制器（PLC）控制电梯。调速系统运用交流变频调速，在各种负载情况下都能有良好的调速性能和准确的停车性能，满足乘客的舒适感并且能够节约大量电能。
（五）、电梯的功能要求
电梯PLC控制系统实现的基本功能：
1．电梯运行到位后就有手动和自动开关门功能
2．电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示
3．每层的楼厅均有输入（分上行和下行）按钮召唤电梯
4．具有自动定向，顺向截梯、反向保号，外呼记忆，自动开关门，停梯消号等功能
5．电梯能在一定情况下启动，加速和变速
二、系统设计
(一)、控制要求分析
? 此次设计所涉及的电梯模型共有五层，电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示；1-5所对应的指示灯表示楼层，每层的楼厅都有输入（分上行和下行）的按钮召唤电梯。工作中的电梯运行系统主要对各种呼叫信号和当时的运行状态进行综合分析，以此来确定下一个工作状态，为此它必须具备自动选向、顺向截停、反向保号等功能以及外呼记忆，自动开/关门运作，停梯消号，自动达层等功能。电梯的上/下行由一台电动机M1拖动，电动机M1正转(KM1)为电梯上升，反转(KM2)为下降。另外，电梯门的开关也由一台电动机M2控制，电动机M2正转（KM3）为电梯开门，反转（KM4）为关门。
分析以上控制要求，将电梯控制要实现的功能罗列如下：
（1）开始时，电梯处于任意一层。
（2）当有外呼梯信号到来时电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时三秒后自动关门。
（3）当有内呼梯信号到来时，电梯应该响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，三秒后开门到位，再延时三秒后自动关门，关门时间也为三秒。当关门时，为了防止夹住乘客，在门两侧安装了红外线传感器，有人进出时，两秒后才关门。
（4）楼层呼叫按钮及电梯内按钮按下，电梯未达到相应楼层或未得到相应的相应时，相应指示灯一直接通指示。
（5）电梯应具有最远反向外呼梯响应功能。例如电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三?层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。
（6）电梯具有同向截车功能。
（7）电梯未在平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮可使门打开，按关门按钮可使门关闭。
（8）开门时蜂鸣器响。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/4315.html
