机电基于plc的电梯控制系统改造设计 大学论文.doc

浙江广厦建设职业技术学院 机电一体化技术专业毕业设计说明书 设计题目 基于PLC的电梯控制系统 改造设计 学生姓名 学 号 0210110121 指导教师 专 业 机电一体化技术 年 级 2013级 摘 要 现今世界，电梯的生产情况和使用数量已成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。随着城市人口的不断提高，人们物质文化生活水平的提高，建筑业不断的发展，已是高楼林立，电梯在人们的生产、生活、工作中日益重要。因此电梯的研究也显得愈来愈重要。 本设计主要分析了电梯的主要结构以及其控制要求，以四层电梯为设计对象，从电梯控制系统的构成及工作原理对电梯控制的硬件进行相应选择，另外通过对电梯的PLC软件进行设计，以此完成了基于PLC的电梯控制系统改造设计。 关键词：电梯控制；通用变频器；可编程控制器（PLC）；三相异步交流电机 目 录 1引言 1 1.1 设计的研究背景及意义 2 1.2 PLC及在电梯控制中的应用特点 3 1.2.1 PLC简介、特点及其应用领域 3 1.2.2 PLC控制电梯的优点 4 1.3 电梯变频调速控制的特点 4 1.4 设计的主要内容 5 2电梯的概述 6 2.1 分析控制对象和确定控制范围 6 2.1.1本电梯控制系统实现的主要功能 6 2.1.2 电梯的控制功能 7 2.1.3 电梯的控制要求 8 2.2 电梯的工作原理 8 2.3 电梯的组成 9 2.4电梯硬件分析 11 2.4.1 电梯曳引机部分 11 2.4.2 限位器和传感器部分 11 2.4.3 轿厢和开关门电动机部分 12 2.4.4 变频器部分 12 2.5 电梯的硬件工作原理 13 3 PLC控制系统硬件设计 15 3.1 四层电梯主电路 15 3.1.1 四层电梯曳引电机及门电机电路图 15 3.1.2 PLC外部接线图 15 3.2 I/O点数的分配及机型的选择 17 3.2.1 I/O点数的估算 17 3.2.2 输入/输出的分配 17 3.2.3机型的选择 18 3.2.4 STEP 7概述 19 4系统软件设计 21 4.1 四层电梯梯形图设计 21 4.1.1 PLC的编程语言 21 4.1.2 电梯各程序的说明 21 5结束语 32 6致 谢 33 7附录 34 8参考文献 35 1引言 电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。追溯电梯这种升降设备的历史,据说最早可追溯到公元前236年的古希腊。而1858年在美国出现了以蒸汽机为动力的客梯,继而英国又出现了水压梯。1889年美国奥的斯电梯公司率先使用电动机作为电梯的传动动力,这才出现了世界上第一部名副其实的电梯,并使电梯开始趋于实用化。1900年，出现了第一台自动扶梯。1949年又出现了群控电梯,首批4～6台群控电梯在美国纽约的联合国大厦被投入使用。1955年出现了小型计算机(真空管)控制的电梯。1962年美国甚至还出现了速度高达8米/秒的超高速电梯。1963年，世界上一些先进工业国制成了无触点半导体逻辑控制电梯。1967年可控硅应用于电梯，使电梯的拖动系统化，性能也随之提高。1971年集成电路首次被应用于电梯，次年又出现了数控电梯。1976年微处理机开始应用到电梯中，这使电梯的电气控制系统进入到了一个新的发展时期 [1] 。 电梯控制系统应采用随机逻辑控制方式控制。目前电梯的控制普遍采用两种控制方式：一种是采用微机作为信号控制单元，完成电梯的信号采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式是用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。国内厂家大多数采用第二种方式，原因在于用PLC控制有很多优点：可靠性高，由于采取了一系类的PLC高可靠性的措施，PLC的平均无故障时间（MTBF）一般可达3～5万小时。另外PLC的环境适应性也很强，它能在工业环境下可靠的工作；编程简单，PLC最常用的编程语言是梯形图语言。这种编程语言形象直观，简单易懂，容易掌握，不需要专门的计算机知识，便于广大现场工程技术人员使用和掌握。当工作流程需要改变时，又可以现场改变程序，使用方便、灵活；体积小、结构紧凑、安装、维修方便。PLC的体积小，重量轻，便于安装。而且一般PLC都具有自诊断、故障报警、故障种类显示等功能 [2] 。 1.1 设计的研究背景及意义 在现代社会和经济活动中，计算机技术、自动控制技术和电力电子技术得到了发展，不断满足社会经济快速发展和人民生活水平提高的需要，电梯作为一种重要的交通运输