学位论文—基于plc控制的电梯控制.doc

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1、前 言目前国内七八十年代安装的许多电梯电气部分用继电器接触器控制系统，线路复杂，接线多，故障率高，维修保养难，许多已处于闲置状态，其拽引系统多采用交流双速电机系统换速，效率低，调速性能指标较差，严重影响电梯运行质量。由于这些电梯交流调压调速系统，交流双速电机拖动系统性能及乘坐舒适感较差，交流调压调速系统属能耗型调速的机械部分无大问题，为节约资金，大部分老式电梯用户希望对电梯的电气控制系统进行改造，提高电梯的运行性能。因此对电梯控制技术进行研究，寻找适合我国老式电梯的改造方法具有十分重要的意义。随着科学技术的发展、近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速发展一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。更新

2、换代生产更新型的电梯，电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份，随着自动控制理论与微电子技术的发展，电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电路控制系统(“早期安装的电梯多位继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们重

3、视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。PLC作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到广泛应用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为当前电梯控制和技术改造的热点之一。电梯控制系统分为调速部分和逻辑控制部分。调速部分的性能对电梯运行是乘客的舒适感有着重要影响，而逻辑控制部分则是电梯安全可靠运行的关键。为了改善电梯的舒适感和运行的可靠性，现在都改为用PLC来控制电梯的运行，这样大大提高了电梯的性能。可编程控制器（Prog

4、rammable Logic controller，简称PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术与自动化技术而开发的新一代工业控制器。它具有可靠性高、适应工业现场的高温、冲击和振动等恶劣环境的特点，已成为解决自动控制问题的最有效工具，是当前先进工业自动化的三大支柱之一。PLC是一种专门从事逻辑控制的微型计算机系统。由于PLC具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。因此在工业控制方面得到了广泛应用。自80年代后期PLC引入我国电梯行业以来，由PLC组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普遍采用。并形成了一系列的定型产品。在传统继电器系统的改造工程中，PLC系统一直是主流控制系统。所以，

5、综上所述，本设计就以PLC作为工具对升降电梯的各种操作进行控制。我打算画出它的控制面板图，再根据控制面板图估计一下I/O点数，这样可以确定所选机型，然后写出流程图，梯形图，写出语句。最后是进行调试，看看此程序是否可行。 第1章：硬件面板图图1-1硬件面板图第二章：输入/输出的分配2.1输入信号表1.2.1输入序号名称输入点序号名称输出点0四层内选按钮S4X0007一层上呼按钮U1X0071三层内选按钮S3X0018二层上呼按钮U2X0102二层内选按钮S2X0029三层上呼按钮U3X0113一层内选按钮S1X00310一层行程开关SQ1X0124四层下呼按钮D4X00411二层行程开关SQ1X

6、0135三层下呼按钮D3X00512三层行程开关SQ1X0146二层下呼按钮D2X00613四层行程开关SQ1X0152.2输出信号表1.2.2输出序号名称输入点序号名称输出点0四层指示L4Y0008二层内选指示SEL2Y0101三层指示L3Y0019一层内选指示SEL1Y0112二层指示L2Y00210一层上呼指示UP1Y0123一层指示L1Y00311二层上呼指示UP2Y0134轿箱下降指示DOWNY00412三层上呼指示UP3Y0145轿箱上升指示Y00513二层下呼指示DN2Y0156四层内选指示Y00614三层下呼指示DN3Y0167三层内选指示Y00715四层下呼指示DN4Y017

7、第三章： PLC的机型选择3.1可编程控制器控制系统的I/O点数估算（1）控制电磁阀等所需的I/O点数有电磁阀的动作原理可知，一个单线圈电磁阀用可编程控制器时需两个输入及一个输出；一个双线圈电磁阀需三个输入及两个输出；一个比例式电磁阀需三个输入及五个输出。一个按钮需一个输入；一个光电开关要占用一个或两个输入点；一个信号占用一个输出点；而波段开关，有几个波段就占用几个输入点；一般情况，各种位置开关都要占用两个输入点。根据上面所述原理分析，本设计用到十个按钮，需要十个输入点。四个位置按钮，需要八个输入点。十六个信号灯，需要十六个输出点。（2）控制交流电机所需的I/O点数根据具体情况，本设计可以不用

8、到交流电机，所以，可以不算上交流电机的I/O点数。（3）控制直流电动机所需的I/O点数本设计是对电梯的控制，所以，我们根据情况可知，要控制电梯的上升和下降，需要一个可逆运行的直流电机。这样，我们需要九个输入点和六个输出点。57893.2内存估计用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响：内存利用率；开关量输入输出点数；模拟量输入输出点数；用户的编程水平。（1）内存利用率我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字数的比值称为利用率。（2）开关量输入输出的点数一般系统中，开关量输入和开关量输出的比为6：4。这方面的经验公司是根据开关量输入、开关量输出的总点数给出的。所需

9、内存字数=开关量（输入+输出）总点数*10（3）模拟量输入输出的总点数只有模拟量输入时：内存字数=模拟量点数*100模拟量输入输出同时存在：内存拟量字数*200（4）程序编写质量经验计算公式：总存储器字数=(开关量输入点数+开关量输出点数)*10+模拟量点数*150。然后按计算存储器字数的25%考虑裕量。3.3响应时间可编程控制器顺序扫描的工作方式使它不能可靠的接收持续时间小于扫描周期的输入信号。系统响应时间是指输入信号产生时刻与由此而使输出信号状态发生变化时刻的时间间隔。系统响应时间=输入滤波时间+输出滤波时间+扫描周期。3.4功能、结构要合理单片控制往往是用一台可编程控制器控制一台设备，或

10、者一台可编程控制器控制几台小设备。3.5输入输出模块的选择可编程控制器输入模块是检测并转换来自现场设备（按钮、限位开关、接近开关等）的高电平信号为机器内部电平信号，模型类型分直流5、12、24、48、60V几种；交流115V和220V两种。模块输出的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的控制信号。输出模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共段所允许通过的电流值。输出模块的电流值必须大于负载电流的额定值。3.6机型确定综上所述，根据具体情况，我们选择三菱的FX系列。输入输出点数为34点，电机20点，考虑10%到15%的I/O裕量，我们选择FX2C-64MR这种型号。第四章：程序流程图 图2-1

11、流程图第五章：控制要求与程序语句5.2.1控制要求（1）当轿箱停于层或层，或者层时，按层按钮呼梯，则轿箱上升到层停。0 LDI X0011 OR Y0072 AND X0023 OUT Y0074 LDI X0025 OR Y0106 AND X0017 AND X0038 OUT Y0109 LDI X00310 OR Y01111 AND X00212 AND X00413 OUT Y01114 LDI X00415 OR Y01216 AND X00317 OUT Y01218 LDI Y02019 OR X03420 AND Y01521 AND Y01422 OUT Y013（2）当

12、轿箱停于层，若按层按钮呼梯，则轿箱上升到层停，若按层按钮呼梯则轿箱上升至层停。52 LD X01353 OR Y00154 LDI Y00755 OR Y02056 OR Y01657 ANB58 OUT Y00159 LD X01460 OR Y00261 LDI Y01062 OR Y02063 OR Y01564 ANB65 OUT Y00266 LD X01567 OR Y00368 LDI Y01069 OR Y02070 OR Y01671 ANB72 OUT Y003（3）当轿箱停于层，若按层按钮呼梯，则轿箱下降至层停，若按层按钮呼梯则轿箱下降至层停。73 LD X01674 O

13、R Y00475 LDI Y01176 OR Y02077 OR Y01578 ANB79 OUT Y00480 LD X01781 OR Y00582 LDI Y01183 OR Y02084 OR Y01685 ANB86 OUT Y00587 LD X02088 OR Y00689 LDI Y01290 OR Y02091 OR Y10592 ANB93 OUT Y006（4）当轿箱停于层，而后、层按钮均有人呼梯时，轿箱上升至层暂停后继续上升至层，暂停后，继续上升至层停止。94 LD Y02195 OR Y00196 OUT M2197 LD Y02298 OR Y00299 OR Y0

14、03100 OUT M22101 LD Y023102 OR Y004103 OR Y005104 OUT M23105 LD Y024106 OR Y006107 OUT M24108 LD Y022109 LD Y002110 ANI Y015111 ORB 112 LD Y003113 ANI Y016114 ORB115 LD Y003116 ANI Y001117 ANI Y021118 ANI Y015119 ORB 120 LD Y002121 ANI Y004122 ANI Y005123 ANI Y006124 ANI Y023125 ANI Y024126 ANI Y016

15、127 ORB 128 OUT M2（5）当轿箱上升（或下降）途中，任何方向下降（或上升）的按钮呼梯均有效。150 LD X033151 OR Y020152 LD Y015153 OR Y016154 ANB155 AND X036156 ANI M11157 OUT Y020158 LDI Y015159 ANI Y016160 LDI X004161 AND M24162 ORB163 LDI X003164 AND M3165 ORB 166 LDI X002167 AND M2168 ORB 169 LDI X001170 AND M21171 ORB 172 AND M12173

16、LDI M11174 AND T2175 ORB176 OUT M11177 LD X001178 OR X012179 LD X002180 OR Y010181 ANB182 AND X003 183 ANI X004184 OUT M12185 LD M22186 ANI Y010187 OR M23188 ANI Y011189 OR M24190 ANI Y012191 LD Y015192 AND Y020193 ORB194 ANI Y016195 OUT Y015196 LD M23197 ANI Y011198 OR M22199 ANI Y010200 OR M21201

17、ANI Y007202 LD Y016203 AND Y020204 ORB 205 ANI Y015206 OUT Y016以上呼梯信号：包括楼内选层按钮；楼层显示灯亮，表示轿箱到达该楼层：灯灭表示轿箱不在该楼层。箭头向上亮表示电梯上升，箭头向下亮表示电梯下降。（6）要求强制电梯提升、强制电梯下降、强制关门，运行启动信号207 LD M11208 OR M13209 ANI M14210 ANI T0 211 OUT M13212 LD M13213 ANI T0214 OR X040215 ANI Y017216 OUT Y000217 LD Y000218 OR T0219 AND M1

18、1220 OUT T0 K100223 LD T0224 OR M14225 ANI T1226 OUT M14227 LD M14228 OR T1229 ANI T2230 OUT T1 K50233 LD T1234 LD Y017235 ANI X037236 ORB237 ANI Y000238 LD Y015239 OR Y016240 ANB241 ANI T2242 OR X037243 OUT Y017244 LD Y017245 ANI X037246 OUT T2 K100249 END 附 录梯形图（续）梯形图（续）梯形图（续）梯形图（续）梯形图（续）梯形图（续）梯形图

19、（续）梯形图（续）参考资料 1 梁延东编著电梯控制技术M.北京：小国建筑出版社，1997，1371382 钟肇新，彭侃编著.可编程序控制器原理及应用.广州：华南理工大学出版社，19923 刘载文，李赢升，钟亚林电梯控制系统.北京：电子工业出版社，19964 陈家盛编著电梯结构原理及安装枝术.北京：机械工业出版社，19905 孙同景，徐蹲编著.可编程序控制器应用基础.山东科学技术出版社，19966 张汉杰编著.现代电标控制技术.哈尔滨工业大学出版杜，19967 余雷声编著电气控制与PLC应用北京：机械工业出版社，19968 洪忠渝编著可编程序控制器的原理及应用青岛：青岛海洋大学，19889 PROGRAMMING MANUAL .MISUBISHI ELECTRIC，199910 Programming Controller Melsec FX series Programming Manual.Misubishi electric,1994指导教师评语：建议此次毕业设计成绩为： 指导教师签名： 年 月 日答辩委员会组成人员名单姓 名性 别职 称单 位答辩评语：成绩： 答辩委员会主任：_(签名) 年 月 日答辩委员会意见23第 页共23页