1、重庆科技学院本科生毕业设计 摘要1重庆科技学院毕业设计（论文）题 目 基于 PLC 的电梯控制系统设计 院 （系） 电气与信息工程学院 专业班级 自动化 2010-4 学生姓名 杜林博 学号 2010441395 指导教师 任国燕 职称 讲 师 评阅教师 职称 2014 年 6 月 8 日 重庆科技学院本科生毕业设计 摘要2学生毕业设计（论文）原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构
2、的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日重庆科技学院本科生毕业设计 摘要3摘 要随着社会不断前进的发展过程，人们为了对各种类型的建筑物内的电梯进行全面的管理和调度，更好的满足建筑物内部人员需求，以及为了使电梯更智能、更易操控、发展更迅速。人们决定由 PLC 控制取缔传统的继电器控制。PLC（可编程逻辑控制器）它是采用一类可编程的存储器，用于内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等指令，并通过数字量或模拟量输入/输出控制各种机械理性或生产过程。是具有集计算机控
3、制、自动控制技术、通信技术一体的新型自动控制装置，PLC 的发展已经成为不可避免的趋势。PLC 的编程采用易学易懂的梯形图语言。控制灵敏，抗干扰能力强，运行稳定。本次设计是基于 PLC 控制系统的基础上满足人们日常生活和商业化运输的需要，取代传统的继电器电梯控制方式，运用更为可靠稳定的基于 PLC 的控制方式。争取能够设计出一款高效、安全、价廉的电梯控制系统。关键词：PLC 稳定 安全重庆科技学院本科生毕业设计 ABSTRACT 4ABSTRACTWith the development of society continues to advance , in order to lift al
4、l types of people in the building to conduct a comprehensive management and scheduling , to better meet the needs of internal staff buildings, and in order to make the elevator more intelligent , more control, the development of more quickly. It is controlled by the PLC decided to ban traditional re
5、lay control .PLC ( programmable logic controller ) which is the use of a programmable memory for internal storage procedures , perform logical, sequential control, timing , counting and arithmetic operations such instruction , and through digital or analog input / output rational control of various
6、machinery or production processes. Is a set of computer-controlled , automatic control technology, new communication technologies integrated automatic control devices , the development of PLC has become an inevitable trend. Easy to learn PLC programming using ladder language. Control sensitive , str
7、ong anti-interference ability and stable operation.This design is to meet the needs of peoples daily lives and commercial transportation control system based on PLC base , replace the traditional relay elevator control, based on the use of a more reliable and stable control of the PLC. Be able to de
8、sign an efficient, safe, inexpensive elevator control system .Keywords: PLC；stable； optimize；safe重庆科技学院本科毕业设计 目录5目录摘 要 .IABSTRACT.II1 绪 论 .61.1 电梯的起源与现状 .61.1.1 电梯起源 .61.1.2 国内电梯发展史 .61.1.3 电梯的分类.71.2 PLC 可编程控制器 .71.2.1 可编程控制器的由来 .81.2.2 可编程控制器的基本结构 .81.2.3 可编程控制器的工作原理 .92 电梯的机械系统 .102.1 拽引电机.112.2
9、轿厢和对重装置.112.3 变频器.132.3.1 变压变频调速基本原理 .132.3.2 变频器的分类 .132.3.3 变频器选型 .142.3.4 MM420 参数设置.142.3.5 变频器容量计算.152.3.6 变频器制动电阻容量计算 .153 电梯的控制系统设计 .163.1 电梯控制流程 .163.2 I/O 口计算分配 .173.3 主体程序设计 .193.4 开关门程序设计.203.5 复位程序设计.233.6 信号灯程序设计.234 结论 .25参考文献 .26致谢. 27附录 1 电气图.28附录 2 程序图.36重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献61 绪 论1.1
10、电梯的起源与现状1.1.1 电梯起源很久以前，人类就开始使用比较原始的方法来运送人和货物，通过人或者畜提供动力给简陋的机械。1800 初，欧美国家开始尝试用蒸汽机给升降机械提供动力。到了 1845 年，研制出世界上第一台使用液压作为动力的升降机，而液压驱动的介质是水。虽然工程师们不停的的改良升降工具，但是研究出来的升降机器并不被工业界认为是真正的升降机。直到 1852 年美国杨克斯的机械工程师奥的斯先生发明了世界上第一台安全升降机。1857 年 3 年 23 日，奥的斯公司安装上了世界上第一台真正意义上的客运升降机。1862 年，奥的斯公司成功研制出只由蒸汽机控制的升降机。1878 年，奥的斯
11、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，从此电梯就真正诞生了。随着近年来建筑业不断的发展和人们对建筑的大量需求，同时高层建筑和智能化建筑的不断的涌现。因此人们不得不对电梯提出更高的要求以保证人们的生命财产安全，传动继电器电梯越来越不能满足人们日常生活和建筑物内的运输需要，这就需要更加稳定、合理、安全、高效的电梯控制系统来缓解电梯运行的压力，因此出现了 PLC 电梯控制系统。1.1.2 国内电梯发展史和国外比较起来，我国因受国外
12、专利技术限制，使得国内在电梯控制系统方面的研究则起步较晚。从整体情况看，系统稳定性还不太理想，因此，寻找重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献7一种更加稳定的电梯控制系统方案是国内电梯控制系统急待解决的问题。据统计，我国在用电梯 34 多万台，每年还保持 5 万左右的增幅。电梯已经在中国有了 100 多年的历史。在改革开放之后，我国的电梯在数量和质量方面有了很大的飞跃。100 多年来，中国电梯行业的发展经历了以下几个阶段：（1）19001949 年：对进口电梯的销售、安装、维保阶段，这一时间段我国电梯拥有量仅约一千多台；（2）19501979 年：独立自主，艰苦研制、生产阶段，这一时间段我国共生
13、产、安装电梯大约 1 万台；（3）1980 年至今：建立三资企业，这一时间段是行业快速发展的阶段，这一阶段我国共生产、安装电梯约 40 万台。目前，我国已成为世界最大的新装电梯市场和最大的电梯生产国。2002 年，中国电梯年产量首次突破 6 万台。自改革开放以来中国电梯行业掀起第 3 次发展浪潮。第 1 次时间出现在 19861988 年，第 2 次时间出现在19951997 年。我国电梯年产量如下表所示。1.1.3 电梯的分类电梯的分类多种多样，但是一般按以下几种类型分类：客运电梯、载货电梯、医用电梯、杂物电梯、住宅电梯、客货电梯。各类电梯的用途不一样，比如：客运用于客流量较大的建筑物，为了
14、满足客流量和高效率，因此运行速度快。载货电梯要满足能同时装载人和货物，用于低楼层建筑。医用电梯需要满足同时装载医护人员和病床，因此轿厢要有足够的长度。杂物电梯用于图书馆、餐馆等为了运送图书或者食物，不能载人。年份 里程碑 实际年产量/万台1983 突破 5 千台 0.511986 突破 1 万台 1.131993 突破 2 万台 2.411998 突破 3 万台 3.022001 突破 4 万台 4.672002 突破 6 万台 6.20重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献81.2 PLC 可编程控制器可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC） ，它
15、采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。1.2.1 可编程控制器的由来1969 年，DEC（美国数字设备公司）研制出第一台 PLC，成功的在美国通用汽车自动装配线上得到应用。这种新型的工业控制装置具有简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列的优点，很快在美国及其全世界的其他工业领域推广应用。我国从 1974 年开始研制，在 1977 年开始应用在工业中。1.2.2 可编程控制器的基本结构可编程控制器的结构多种多样，但其组成基本原理一样，都以微处理器为核心，
16、功能的实现基于硬件和软件的支持。图 1.2.2PLC 基本结构图重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献9CPU (中央控制处理单元)PLC 的 CPU 主要采用微处理器（微处理器型号一般有8080、8086、80286、80386 等） 、单片机和双极型位片式微处理器。存储器PLC 一共配有两种存储器：系统存储器、用户存储器输入输出接口作用：连接用户和 PLC 控制器，将各输入信号转换成 PLC 标准电平供 PLC处理，再将处理好的输出信号转换成用户设备所要求的信号。对输入输出接口的要求：良好的抗干扰能力；对各类输入输出信号（开关量、模拟量、直流量、交流量）的匹配能力。PLC 输入输出接口的类型
17、：模拟量输入输出接口、开关量输入输出接口（直流、交流及交直流） 。用户应根据输入输出信号的类型选择合适的输入输出接口。开关量输入接口电路一般的电源输入：直流(1224)V 输入、交流(100120)V 输入与交流(200 240)V 输入和交直流 (1224)V 输入。直流输入一般由机内 24v 电源提供，输入信号接通时输入电流一般小于 10mA；交流输入模块的电源则由使用者提供。开关量输出接口电路有三种形式，即继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。开关量输出端的负载电源一般由用户提供，输出电流一般不超过 2A。开关量输出端的负载电源一般由用户提供，输出电流一般不超过 2A。用户输入输出设备:用
18、户输入器件有控制开关和检测元件，即各种开关、按钮、传感器等；用户输出设备主要有接触器、电磁阀、指示灯等。1.2.3 可编程控制器的工作原理PLC 有运行模式和停止模式，运行模式包括内部处理、输入处理、通信操作、输出处理、程序执行一共五个阶段。（1）内部处理阶段：PLC 检查 CPU 模块的硬件是否正常，复位监视定时器。（2）通信服务阶段：PLC 与一些智能模块通信响应输入命令。重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献10（3）输入处理阶段：输入处理也叫输入采样。在此阶段顺序读取所有输入端子的通断状态，并将所读取的信息存到输入映象寄存器中，此时，输入映像寄存器被刷新。（4）程序处理阶段：按先上后下，先左后右的步序，对梯形图程序进行逐句扫描并根据采样到输入映像寄存器中的结果进行逻辑运算，运算结果再存入有关映像寄存器中。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。（5）输出刷新阶段：程序处理完毕后，将所有输出映象寄存器中各点的状态，转存到输出锁存器中，再通过输出端驱动外部负载。PLC 的工作特点：集中采样、集中输出、周期性循环扫描， “串行”的工作方式PLC 的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式为扫描周期。 PLC 的扫描周期与 CPU 的运算速度、I/O 点的情况、应用程序的长短等有关。
