三層電梯控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.摘要2</b></p><p><b>　　1.緒論3</b></p><p>　　1.課程設(shè)計(jì)目的5</p><p>　　2.課程設(shè)計(jì)題目和要求5</p><p>

2、<b>　　2.1設(shè)計(jì)題目5</b></p><p><b>　　2.2控制要求5</b></p><p>　　3.可編程控制器的特點(diǎn)5</p><p><b>　　4.設(shè)計(jì)內(nèi)容7</b></p><p>　　4.1 PLC的構(gòu)成7</p><p

3、>　　4.2 電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)8</p><p>　　4.3 I/O地址分配9</p><p>　　4.4 I/O接線圖10</p><p>　　4.5電梯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.5.1電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能12</p><p>　　4.5.2電梯操作方式13</p

4、><p>　　4.5.3控制系統(tǒng)流程圖15</p><p>　　4.6控制系統(tǒng)梯形圖16</p><p><b>　　參考書目17</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　可編程控制器是以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制和通信技術(shù)發(fā)

5、展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，經(jīng)過30多年的發(fā)展在工業(yè)生產(chǎn)中獲得的了極其廣泛的應(yīng)用。目前，可編程控制成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中極為重要、應(yīng)用最多的控制裝置，居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱(可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造)的首位。其應(yīng)用的深度和廣度成為衡量一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化程度高低的標(biāo)志。</p><p><b>　　可編程控制器的定義</b></p><p>　　

6、早期的可編程控制器主要是用來替可變橫控制器（Programmable controller）縮寫為PC。為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)的PC（personal computer）相區(qū)別。有時(shí)在PC中人為的加上L而寫成PLC.</p><p>　　自1969年第一臺(tái)可編程控制器面試以來，經(jīng)歷了30多年的發(fā)展可編程控制器已成為一種最重要，最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制器，可以說只有可編程控制器才是真正的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)初期可編程控制

7、器只是用于邏輯控制器用于代替繼電器控制盤，但現(xiàn)在可編程控制器已進(jìn)入過程控制、位置控制等場(chǎng)合的所有控制領(lǐng)域現(xiàn)在可編程控制器繼續(xù)保留了原來邏輯控制器的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它吸收和發(fā)展了其他控制器（過程儀表、計(jì)算機(jī)、集散系統(tǒng)、分散系統(tǒng)等）的優(yōu)點(diǎn)。在許多場(chǎng)合只需可編程控制器即可構(gòu)成包括邏輯控制、過程控制、數(shù)據(jù)采集及控制和圖形工作站的經(jīng)濟(jì)合算、體積小巧，設(shè)計(jì)調(diào)試方便的綜合控制</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC 、電梯控制 、程

8、序設(shè)計(jì) 、梯形圖 </p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　　0.1選題背景</b></p><p>　　隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分，廣泛的應(yīng)用于高層住宅，大型公共建筑，工

9、廠倉庫等場(chǎng)所，節(jié)省了人力和時(shí)間，提高了工作效率。</p><p>　　電梯作為現(xiàn)代化的產(chǎn)物，早在上個(gè)世紀(jì)就進(jìn)入了我們的生活之中。大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)尤其是蓬勃發(fā)展的房地產(chǎn)業(yè)給國內(nèi)電梯行業(yè)開拓了更為廣闊的市場(chǎng)。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國電梯需求量越來越大。由此，一個(gè)更為龐大的電梯市場(chǎng)已經(jīng)在國內(nèi)轟然形成。我國以前主要都是依靠國外的進(jìn)口技術(shù)，本國的電梯廠商主要都是依靠為進(jìn)口電梯作銷售代理或者售后維修進(jìn)行經(jīng)營。但是隨著

10、技術(shù)的革新和與國外的交流，當(dāng)今經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的各類電梯，幾乎全部都可以在中國生產(chǎn)。電梯生產(chǎn)作為一門國家的新興產(chǎn)業(yè)，它這種能有減少人口膨脹對(duì)環(huán)境所造成的巨大壓力的特性，注定了其在中國具有一片光明的前景。</p><p>　　國內(nèi)電梯的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量和制造成本有很強(qiáng)的國際競(jìng)爭(zhēng)力。關(guān)稅的降低使國外電梯產(chǎn)品的進(jìn)口量有可能增長，但同時(shí)也給國產(chǎn)電梯以及零部件的出口提供了機(jī)會(huì)；我國電梯市場(chǎng)是很大的市場(chǎng)，也是很挑剔的市場(chǎng)。隨著

11、我國城市化、城鎮(zhèn)化和村鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快，尤其是西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，住宅建設(shè)勢(shì)頭不減，住宅電梯的需求量繼續(xù)看好；電梯是一種售后服務(wù)工作量特別大的機(jī)電產(chǎn)品，其使用可靠性不但取決于產(chǎn)品的制造與安裝，而且更大程度上取決于完善的維修與保養(yǎng)。為了更好地適應(yīng)市場(chǎng)要求，電梯企業(yè)目前應(yīng)該注意進(jìn)一步遵守市場(chǎng)行為規(guī)范，努力培育自主開發(fā)能力，組建完善的維修保養(yǎng)和售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，不斷提高國產(chǎn)電梯和民族品牌的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 </p><p&g

12、t;　　0.2方案的比較和論證</p><p>　　影響電梯質(zhì)量好壞的關(guān)鍵是它的控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電梯自動(dòng)控制一是由繼電器——接觸器進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)是觸點(diǎn)多，接線復(fù)雜，故障率高，可靠性差，維護(hù)工作量大，二是有微機(jī)控制，其缺點(diǎn)是系統(tǒng)抗干擾能力弱，而采用PLC組成的控制系統(tǒng)很好的解決了上述問題，它工作可靠性高，靈活性好，通用性高，編程簡(jiǎn)單，使用方便，而且它的抗干擾能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于傳統(tǒng)電梯的，它使電梯的運(yùn)行更加安全，方便。已

13、成為目前電梯系統(tǒng)中使用最多的控制方式。</p><p>　　1 課程設(shè)計(jì)題目和要求</p><p>　?。?）通過對(duì)工程實(shí)例的模擬，熟練的掌握PLC的編程和程序調(diào)試方法。</p><p>　?。?）進(jìn)一步熟悉PLC的I/O連接。</p><p>　?。?）熟悉三層樓電梯采用轎廂內(nèi)外按鈕的編程方法。 </p><p>　

14、　2.課程設(shè)計(jì)題目和要求</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)題目</b></p><p><b>　　三層電梯控制系統(tǒng)</b></p><p><b>　　2.2控制要求</b></p><p>　　電梯由安裝在各樓層廳門口的上升和下降呼叫按鈕進(jìn)行呼叫操作，其操縱內(nèi)容為電梯

15、運(yùn)行方向。電梯轎廂內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕S1~S3，用以選擇需?？康臉菍印1為一層指示，L2為二層指示，L3為三層指示，SQ1~SQ3為到位行程開關(guān)。電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫，下降途中只響應(yīng)下降呼叫，任何反方向的呼叫均無效。</p><p>　　具有數(shù)據(jù)處理、調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。</p><p>　　3. 可編程控制器的特點(diǎn)</p><p>　　3.1可編程控制器的

16、特點(diǎn)</p><p>　　1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　現(xiàn)代PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，其可靠程度是使用機(jī)械觸點(diǎn)的繼電器所無法比較的。為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下可靠工作，在其設(shè)計(jì)好制造過程中采取了一系列硬件和軟件主面的抗干擾措施。</p><p>　　硬件主面采取的主要措施有：</p&

17、gt;<p>　　1、隔離---PLC 的輸入、輸出接口電路一般都采用光電耦合器來傳遞信號(hào)，這種光電隔措施使外部電路與PLC內(nèi)部之間完全避免了電的聯(lián)系，有效 的抑制了外部的干擾源對(duì)PLC的影響，還可防止外部強(qiáng)電竄入內(nèi)部CPU。</p><p>　　2、濾波----在PLC電路電源和輸入、輸出（I/O）電路中設(shè)置多種濾波電 路，可有效抑制高頻干擾信號(hào)。</p><p>　　3、

18、在PLC內(nèi)部對(duì)CPU供電電源采取屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等措施，防止干擾信號(hào)通過供電電源進(jìn)入PLC內(nèi)部，另外各個(gè)輸入、輸出（I/O）接口電路的電源彼此獨(dú)立，以避免電源之間的互相干擾。</p><p>　　4、內(nèi)部設(shè)置連鎖、環(huán)境檢測(cè)和診斷等電路，一旦發(fā)生故障，立即報(bào)警。</p><p>　　5、 外部采用密封、防塵、抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu)，一適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。</p><p>

19、　　在軟件方面采取的主要措施有：</p><p>　　1、設(shè)置故障檢測(cè)與診斷程序，每次掃描都對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障進(jìn)行檢測(cè)和診斷，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，立即自動(dòng)做出相應(yīng)的處理，以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。</p><p>　　2、對(duì)用戶程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備，以保障停電后有相關(guān)狀態(tài)及信息人不會(huì)因此而丟失。</p><p>　　采用以上抗干擾措施后，一般PLC的抗干

20、擾強(qiáng)度可達(dá)峰值1000V，脈寬10US，其平均無故障時(shí)間可高達(dá)30—50萬小時(shí)以上。</p><p><b>　　2、編程簡(jiǎn)單易學(xué)</b></p><p>　　PLC采用與繼電器控制線路圖非常接近的梯形圖作為編程語言，它既有繼電器電路清晰直觀的特點(diǎn)，又充分考慮到電氣工人和技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣，對(duì)于使用者來說，幾乎不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此，易學(xué)易懂，程序改變也容易修改

21、。</p><p>　　3、功能完善，適應(yīng)性強(qiáng)</p><p>　　目前PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和模塊化，不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等功能。它能根據(jù)實(shí)際需要，方便靈活的組裝成大小各異，功能不一的控制系統(tǒng)：即可控制一臺(tái)單機(jī)、一條生產(chǎn)線、也可以控制一個(gè)機(jī)群，多條生產(chǎn)線，既可以現(xiàn)場(chǎng)控制，也可以遠(yuǎn)程控制。&

22、lt;/p><p>　　針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如交流和直流、開關(guān)量或模擬量、電流或電壓、脈沖或電位、強(qiáng)電或弱電等，PLC都有相應(yīng)的I/O接口模</p><p>　　塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制器件和設(shè)備直接連接，用戶可以根據(jù)需要方便進(jìn)行配置，組裝使用，緊湊的控制系統(tǒng)。</p><p>　　4、使用簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便</p><p>　　PLC的接線極其方便

23、，只需將產(chǎn)生的輸入信號(hào)設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）與PLC的輸入端子連接，將接受輸出信號(hào)的被控設(shè)備（如接觸器、電磁閥等）與的輸出端子連接，僅用螺絲刀即可完成全部接線工作。</p><p>　　PLC的用戶程序可在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用開關(guān)來模擬。輸出信號(hào)可以觀察PLC的發(fā)光二極管。調(diào)試后再將PLC在現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試，調(diào)試工作量要比繼電器控制系統(tǒng)少的多。PLC的故障率很低，并且有完善的自診斷功能和運(yùn)行故障指示裝置。一旦發(fā)生

24、故障，可以通過PLC機(jī)上各種發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)迅速查明原因，排除故障。</p><p>　　5、體積小、重量輕、功耗低</p><p><b>　　4.設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　4.1 PLC的構(gòu)成</p><p>　　根據(jù)物理結(jié)構(gòu)形式不同，PLC分為整體式和組合式（模塊式）兩種。整體式PLC是將CPU板、

25、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等組裝在一個(gè)箱體內(nèi)構(gòu)成主機(jī)。組合式PLC是將CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊分別作成相應(yīng)的電路板或模板，各模板可以插在帶有總線的底版上。PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。</p><p>　　4.2 電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　由于電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)、行程信號(hào)進(jìn)行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機(jī)的，

26、因此，系統(tǒng)控制采用隨機(jī)邏輯控制。即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號(hào)，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)的控制電梯的運(yùn)行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送PLC的計(jì)數(shù)器來進(jìn)行控制。同時(shí)，每層樓設(shè)置一個(gè)接近開關(guān)用于檢測(cè)系統(tǒng)的樓層信號(hào)。為便于觀察，對(duì)電梯的運(yùn)行方向以及電梯所在的樓層進(jìn)行顯示，采用LED和發(fā)光管顯示，而對(duì)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)以指示燈顯示(開關(guān)上帶有指示燈)。為了提高電梯的運(yùn)行效率和平層的精度

27、，系統(tǒng)要求PLC能對(duì)轎廂的加、減速以及制動(dòng)進(jìn)行有效的控制。根據(jù)轎廂的實(shí)際位置以及交流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法來實(shí)現(xiàn)。為了電梯的運(yùn)行安全，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置可靠的故障保護(hù)和相應(yīng)的顯示。根據(jù)電梯所處的位置和運(yùn)行方向，在編程中，采用了四個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，即上行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、上行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、下行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、下行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。其中，上行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為電梯向上運(yùn)行時(shí)，在電梯所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運(yùn)行的呼叫信號(hào)，該呼叫信號(hào)所對(duì)應(yīng)的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)

28、成的陣列。上行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為電梯</p><p>　　當(dāng)電梯以某一運(yùn)行方向接近某樓層的減速位置時(shí)，判別該樓層是否有同向的呼叫信號(hào)(上行呼叫標(biāo)志寄存器、下行呼叫標(biāo)志寄存器、有呼叫請(qǐng)求時(shí)，相應(yīng)寄存器為l，否則為0)，如有，將相應(yīng)的寄存器的脈沖數(shù)與比較寄存器進(jìn)行比較，如相同，則在該樓層減速停車：如果不相同，則將該寄存器數(shù)據(jù)送入比較寄存器，并將原比較寄存器數(shù)據(jù)保存，執(zhí)行該樓層的減速停車。該動(dòng)作完畢后，將被保存的數(shù)據(jù)重新送

29、入比較寄存器，以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制。系統(tǒng)還利用行程判斷樓層，并轉(zhuǎn)化成BCD碼輸出，通過硬件接口電路以LED顯示。</p><p>　　4.3 I/O地址分配</p><p>　　I/O分配表如表3-3所示</p><p>　　表3-3 I/O分配表</p><p>　　4.4 I/O接線圖</p><p>　　電梯控制系

30、統(tǒng)I/O接線圖如圖3-4所示</p><p>　　圖3-4 電梯的PLC控制的輸入/輸出接線圖</p><p>　　4.5電梯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.5.1電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　　(1)一臺(tái)電機(jī)控制上升和下降</p><p>　　(2)各層設(shè)上/下呼叫開關(guān)(最頂層與起始層只設(shè)一只)&

31、lt;/p><p>　　(3)電梯到位后具有手動(dòng)或自動(dòng)開門關(guān)門功能</p><p>　　(4)電梯內(nèi)設(shè)有層樓指令鍵，開關(guān)門按鍵，警鈴風(fēng)扇及照明按鍵</p><p>　　(5)電梯內(nèi)外設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號(hào)指示燈</p><p>　　(6)待客自動(dòng)開門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時(shí)，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動(dòng)開門迎客</p><

32、p>　　(7)自動(dòng)關(guān)門與提早關(guān)門.在一般情況下，電梯停站4-6秒應(yīng)能自動(dòng)關(guān)門;在延時(shí)時(shí)間內(nèi)，若按下關(guān)門按鈕，門將不經(jīng)延時(shí)提前實(shí)現(xiàn)關(guān)門動(dòng)作.</p><p>　　(8)按鈕開門。在開關(guān)過程中或門關(guān)閉后，電梯啟動(dòng)前，按下操縱盤上開關(guān)按鈕，門將打開。</p><p>　　(9)內(nèi)指令記憶。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上有多個(gè)選層指令時(shí)，電梯應(yīng)能按順序自動(dòng)?？寇囬T，并能至調(diào)定時(shí)間，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。<

33、;/p><p>　　(10)自動(dòng)定向。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上，選層指令相對(duì)與電梯位置具有不同方向時(shí)，電梯應(yīng)能按先入為主的原則，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。</p><p>　　(11)呼梯記憶與順向截停。電梯在運(yùn)行中應(yīng)能記憶層外的呼梯信號(hào)，對(duì)符合運(yùn)行方向的召喚，應(yīng)能自動(dòng)逐一停靠應(yīng)答。</p><p>　　(12)自動(dòng)換向。當(dāng)電梯完成全部順向指令后，應(yīng)能自動(dòng)換向，應(yīng)答相反方向的信號(hào)。&l

34、t;/p><p>　　(13)自動(dòng)關(guān)門待客。當(dāng)完成全部轎廂內(nèi)指令，又無層外呼梯信號(hào)時(shí)電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門在調(diào)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉轎廂照明。</p><p>　　(14)自動(dòng)返基站。當(dāng)電梯設(shè)有基站時(shí)，電梯在完成全部指令后，自動(dòng)駛回基站，停機(jī)待客。</p><p>　　4.5.2電梯操作方式</p><p>　　1)單轎廂下集選控制登記所有轎廂和廳門下行召喚;

35、轎廂上行是只答應(yīng)轎廂召喚，直至最高層;自動(dòng)改變運(yùn)行方向?yàn)橄滦校瑧?yīng)答廳門下行召喚。</p><p>　　2)單轎廂全集選登記所有廳門和轎廂召喚;上行時(shí)順應(yīng)答轎廂和廳門上召喚。直至最高層自動(dòng)反向應(yīng)答下行召喚和轎廂召喚。</p><p>　　4.5.3控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　4.6控制系統(tǒng)梯形圖</p><p><b>　　參

36、考書目</b></p><p>　　[1]楊長能.可編程序控制器(PC)基礎(chǔ)及應(yīng)用[lull，重慶:重慶大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[2]高麗麗. PLC控制交流變頻調(diào)速控制系統(tǒng)在電梯中的研究，山東：山東科技大學(xué)，2003-6</p><p>　　[3]廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用，重慶：重慶大學(xué)出版社，2001</p&