1、毕业论文题 目 基于 PLC 的电梯控制系统设计 学 号 姓 名 赵 明 专业班级 学 院 电气工程学院 指导教师 基于 PLC 的电梯控制系统设计摘 要 近些年来，由于世界大环境的发展，各国人们水平也不断提高。高层建筑作为城市化的产物也得以突飞猛进的发展，高层建筑的发展直接带动了电梯的发展，电梯的变化也比较大，更新换代也是日新月异。从目前的趋势来看，电梯不论是在高层建筑里，还是在许多多层建筑里，电梯都是非常重要的生活工具。本文介绍的是基于 PLC 系统控制的电梯。由于 PLC 的特点，使它在近年来应用非常广泛，就电梯控制系统来说，它成功的取代了原始的继电器控制电梯。本次控制系统是由 PLC
2、以及相应的逻辑电路组成，具体的包括：按钮开关、行程开关、交流异步电动机、继电器、七段显示数码管、变频器等。并使用三菱公司出产的 PLC 对系统进行编程与控制。关键词 可编程逻辑控制器,电梯控制,三菱 FX2N-80MRABSTRACTIn recent years, as the development of the world environment, the rising level of people all over the world. The product as a city of high-rise buildings can also make a spurt of prog
3、ress of development, the development of the high-rise building directly to the development of the elevator, the elevator changes are relatively large, renewal and change rapidly. From the current trend, elevators in high-rise building, or in many multistory building, the elevator is a very important
4、 tool for life.This paper introduces the elevator PLC control system based on. Because of the characteristic of PLC, so it is widely used in recent years, on the elevator control system, it successfully replaced the original relay control elevator. The control system is composed of PLC and the corre
5、sponding logic circuit, including: button switch, travel switch, AC asynchronous motor, relay, seven digital tube display, and frequency converter. And carries on the programming and control of the system using the Mitsubishi Co production of PLC.Key Words: PLC Elevator control Mitsubishi FX2N-80MR目
6、录1. 绪论 .11.1 设计电梯的目的 .11.2 设计电梯的意义 .21.3 电梯的国内外发展现状 .22. 电梯的总体方案设计 .32.1 电梯控制系统的组成 .32.2 电梯的分类与选择 .52.2.1 按用途分类 .52.2.2 按拖动系统分类 .52.3 电梯的工作方案设计 .62.3.1 电梯内、外部部件功能设计 .62.3.2 电梯的工作状态 .62.3.3 电梯上/下行分析 .72.3.4 电梯的控制要求 .72.3.5 电梯的安全系统 .83. 电梯控制系统的硬件设计 .93.1 电梯 PLC 的选型 .93.1.1 PLC 组成及特点 .93.1.2 PLC 的接口设计
7、.103.1.3 PLC 的选择 .123.2 电梯变频器的选型 .133.2.1 变频调速在电梯中的应用 .133.2.2 变频器对电梯的控制 .143.3 电梯控制系统电路图设计 .163.3.1 系统的主电路设计 .163.3.2 曳引电动机和门电机的选择 .163.3.3 系统的保护电路设计 .183.4 显示部分的设计 .193.5 井道信号系统设计 .203.5.1 井道系统的设计 .203.5.2 干簧管感应器的设计 .214. 电梯控制系统的软件设计 .234.1 电梯控制系统的主流程图 .234.2 电梯控制系统的梯形图 .244.2.1 电梯的开门环节 .244.2.2 电
8、梯的关门环节 .264.2.3 开关门保护及其对应的故障显示电路 .274.2.4 楼层信号产生与清楚环节 .294.2.5 内选信号环节 .304.2.6 外呼信号环节 .314.2.7 停层信号的产生与消除环节 .334.2.8 定向环节 .354.2.9 停车环节 .364.2.10 自动运行环节 .374.3 电梯控制系统的 MCGS 仿真 .385总结 .40致 谢 .41参考文献 .4211. 绪论1.1 设计电梯的目的随着科学技术在近几年的快速发展，我国的电梯生产技术同样也是得到了突飞猛进的发展，现在国内各大驰名电梯公司也在不断地进行改进生产技术，逐步淘汰落后的技术，利用新技术生
9、产更新型的电梯，电梯由两大重要部分组成，即机械系统与控制系统，微电子技术与自动控制理论的发展，促成了电梯的控制方式与手段均发生了很大的变化，但当前电梯拖动仍以交流调速为主要发展方向，普通电梯控制系统主要有以下三种，如继电路控制、PLC（可编程逻辑控制器）控制、微机控制，继电器控制系统存在故障率高、可靠性差、控制方法不灵活，以及功耗大等一些缺点，这些缺点，注定着它被淘汰，计算机控制系统，虽然有一个强大的智能控制功能，但其抗干扰性非常差，系统设计也非常复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术，目前大家公认 PLC 比较好，因为控制系统的可靠性、维修方便、抗干扰能力强、设计和调试周期短等，这些倍受人们的
10、关注，该控制方法是最常用的控制方法，也普遍用于传统继电器控制系统的技术改造 1。PLC 控制系统有以下几大优点,如（1）可靠性高；（2）操作简单（3）设计方便灵活，PLC 不需要大量的活动元件和连线电子元件，系统的维修简单，维修时间短，具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低，PLC有多种程序设计语言可供使用，容易掌握和理解，操作十分灵活方便，监视和控制变量十分容易，PLC 的操作包括程序输入和程序更改，程序的输入2直接可接显示，更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找，然后进行更改，所以，PLC 控制器在电梯业运用非常广泛 2。1.2 设计电梯的意义现今国家
11、实力不断发展，各国人们的生活水平显著提高，城市化程度越来越高，随之而来，建筑业也得到迅猛发展，电梯被称为室内的交通工具，是随着高层建筑的发展而发展的垂直运输工具。电梯的应用很广泛，在住宅、仓库、工厂、商场、宾馆以及矿井等地，都是不可或缺的。对于电梯技术的成熟与发展，电梯安全已经被人们越来越重视起来，若何设计出安全、高效、环保的电梯控制系统，不知是人们安全的保证，也是电梯业的发展方向。所以，电梯的发展足以表现一个国家的发展状况 3。1.3 电梯的国内外发展现状自从 1852 年来，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；之后该公司又由玻璃等外观材料制作成升降机形式的
12、电梯；后来又生产出了蒸汽式与水压式的电梯；到十七世纪九十年代，又安装了直接的连接式的电梯；后来，电梯就发展成为了电力驱动的了，直到现在，这就是电梯的模型。电梯再从设计出以后，在国外的发展速度非常快，电梯的更新换代也是非常迅速的，这一点从电梯的发展史就能看出来，各项技术的发展直接带动了电梯的发展，由此可知，电梯是与人们的日常生活与工作息息相关的。后来电梯在中国也得广泛的应用，特别是改革开放以后，我国经济迅速发展，电梯被带到了广大人们群众的身边。3近年来，PLC 技术得到了快速的发展，这无疑给电梯产业带来了又一次革命。PLC 技术以其安全可靠、操作简单等优点，使其在电梯行业中得到了广泛的应用，更是
13、由于 PLC 有其他继电器形式的系统无法相比的优势，使其已经几乎取代了原始的控制方式。2. 电梯的总体方案设计2.1 电梯控制系统的组成楼 层 选 择按 钮楼 层 指 示 及运 行 方 向开 关 门检 修井 道 信 号输 入门 锁 及 安 全回 路开 关 门 按钮P L C变频器M上 行外 部按 钮对重内 部面 板称 重设 施轿厢轿 内 信 号载 荷 数 字 信 号厅 外 呼 叫慢 速快 速下 行抱 闸 控 制曳 引 机制动器RST WVU三相电源图 2-1 电梯控制系统的原理图如图 2-1 所示，为电梯控制系统的原理图，其具体的组成如以下几点：（1）曳 引系统主要的电梯动力系统，由钢丝绳，滑
14、轮等组成，通过钢丝绳来进行对电梯的拖拽，是电梯垂直上下的运行。（2）导向系统4导向系统为轿厢的运行提供了轨道，对轿厢和对重的自由度进行了限制，使轿厢只能沿着导轨做垂直上下的运行。（3）轿厢轿厢为电梯主要部分之一，轿厢的上下运动可以运送乘客和物品。（4）门系统电梯的门系统由内门和外门组成。内门为轿厢的入口部分，外门为楼层的入口部分，开门机和门锁控制门系统的打开与关闭。内门只有一个,外门每一层都有一个。（5）重量平衡系统平衡系统主要部分是对重，它与电梯的轿厢通过钢丝绳连接，对重的重量可以用来平衡轿厢的重量，使电梯运行正常。（6）电力拖动系统电力拖动系统主要由曳引电机构成，电梯的运动拖动电梯的上下运
15、行。（7）电气控制系统电气控制系统对电梯的正常运行进行控制，由各种电气部件构成。 （8）安全保护系统该部分主要保护电梯安全运行，以及确保人身安全。（9）平层装置平层装置的作用是检测电梯的位置，由两个平层的感应器和隔磁板组成，电梯运动过程中两个隔磁板先后被隔磁板插入，分别起到减速和停车的作用。5（10）停层装置电梯在井道中运行时，传感器会根据平层感应器所处的位置来判断电梯的位置，从而来检测并产生平层信。2.2 电梯的分类与选择2.2.1 按用途分类（1）乘客电梯：主要的功能是为了运送乘客，此类电梯基本安装在人们活动比较多的地方。电梯的运行迅速，自动化程度高。（2）住宅电梯：主要用于生活区域，此类
16、功能强，不仅能乘人，还能乘轻巧的物品。（3）载货电梯：主要为了货物的运输而设计，用于仓库和商场的场所，常有专业人员操作，此类电梯装修简单，速度比较慢。（4）医用电梯：主要为医院运输病床所设计，根据病床的需要而设计的比较狭长，通常有前后贯通的门，一般有专业人员操作。（5）杂物电梯：此类电梯可以运送很多种物品，例如：饭店运输食物；办公室运输文件；图书馆运输图书等，一般不允许乘坐人员。（6）车用电梯：主要用于垂直运输车辆，现在多用于立体车库等地，此类电梯设计要求结实耐用，轿箱无顶且大，载重量大。（7）观光电梯：此类电梯的轿厢是是透明的，乘坐电梯的乘客可以观光风景。通常安装于建筑物的外侧。（8）船载电梯：通常按装在大型船舶，电梯的载重量比较小。（9）建筑电梯：安装于建筑工地，用于运输建筑用品以及人员。（10）其他类型电梯：电梯的种类多种多样，用途不已，差别也很大，
