【正文】 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告紙安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)專 業(yè) 自 動(dòng) 化 班 級(jí) 學(xué)生姓名 連西貝 學(xué) 號(hào) 07210020332 課 題 基于PLC的五層電梯設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 孫 虹 2011年 6 月 1 日基于PLC的五層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：孫虹摘要隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和城市生活的發(fā)展，電梯成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚拇焦ぞ?，電梯性能的好壞?duì)人們生活的影響越來(lái)越顯著。傳統(tǒng)繼電器電梯控。為了保證電梯運(yùn)行高效節(jié)能又安全可靠，必須改進(jìn)電梯控制方式。根據(jù)順序邏輯控制的需要發(fā)展起來(lái)的可編程控制器(PLC)，它是專門(mén)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。PLC處理速度快，可靠性高，能夠保證電梯正常、安全、可靠地運(yùn)行。同時(shí)，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式由直流調(diào)速逐漸過(guò)渡到了變頻調(diào)速，不僅能滿足乘客的舒適感和保證平穩(wěn)的精度，還可以降低能耗，節(jié)約能源，減小運(yùn)行費(fèi)用。本文將基于PLC的變頻調(diào)速方法應(yīng)用到電梯系統(tǒng)中，并對(duì)此方法進(jìn)行研究。首先，分別闡述了電梯繼電器控制和PLC控制的特點(diǎn)，突出講述繼電器電梯控制系統(tǒng)暴露的缺點(diǎn)以及PLC電梯控制系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)電梯的變頻調(diào)速控制進(jìn)行了介紹。其次，在閱讀了大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文件資料的基礎(chǔ)上，對(duì)電梯技術(shù)和電梯設(shè)備的發(fā)展進(jìn)行了綜述。然后，介紹了變頻器類型以及參數(shù)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。同時(shí)介紹了PLC選型原則以及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)電梯系統(tǒng)自身的工作狀態(tài)要求，進(jìn)行電梯系統(tǒng)的PLC軟件開(kāi)發(fā)，通過(guò)軟件開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)，結(jié)合PLC自身的控制規(guī)律，設(shè)計(jì)出可實(shí)現(xiàn)一定功能的PLC電梯控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:電梯、可編程控制器、變頻調(diào)速、旋轉(zhuǎn)編碼器安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告紙Abstract Along with the development of modern economy and city life, the elevator has bee an essential walking tool for people in daily life, and the performance of elevators obviously influences people’s lives. The traditional elevator system based on relay largely decreases the reliability and security since the mechanical and electromagnetic inertia of relay is big In order to ensure the efficiency and reliable securities, the control method of elevator must be changed. The programmable logic control (PLC), what develops based on sequence logical control, is digital operation electronic device specialized in the industrial application environment. PLC possesses fast process speed and high reliability. Therefore, PLC can be able to ensure the elevator run normally, securely and reliably. The drive method of elevators has replaced the DC velocity modulation with frequency control due to the development of AC frequency control of motors. The frequency control not only satisfies the fort sense of passengers and ensures the stable precision, but also decreases the loss of power, saves resources and reduces expenses. The frequency control method based on PLC is applied to the elevator system and further researched.Firstly, the essay respectively presents the characteristics of the elevator system based on relay control and PLC control, specially formulates the defects exposed from relay control system and the advantages of PLC control system, introduce the frequency control of elevators. Secondly, base on reading many domestic and international relative literatures. The development of elevator techniques and elevator devices is overviewed. And then, the relative knowledge of frequencyconverter is introduced。 the principle of PLC model election and design scheme of PLC control system are introduced as well. On the basis of these, the PLC software of elevator system is developed according to the working states demands of the elevator. An elevator system based on PLC control is designed through bining the characteristics of software development and the rules of PLC control. Key words: Elevator, Programmable Logic Control (PLC), Frequency Conversion amp。 Velocity Adjustment, Revolving Encoder安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告紙目錄1 緒論 1 4 42 電梯設(shè)備與電梯發(fā)展動(dòng)態(tài) 5 5 5 5 5 63 調(diào)速變頻器類型選擇及其設(shè)計(jì)參數(shù) 7 7 7 7 7 8 94 PLC的選擇及其控制系統(tǒng)的硬件開(kāi)發(fā) 10 10 10 11 11(PLC)的選型 12 13 I/O點(diǎn)數(shù)的分配及硬件電路圖 145 程序設(shè)計(jì) 16 16 16 16 16 16 17 17 17 18 典型梯形圖程序的分析 196 系統(tǒng)仿真 20 GX Designer2觸屏軟件介紹及工程創(chuàng)建 20 23致 謝 27主要參考文獻(xiàn): 28附錄A:電梯梯形圖程序 29附錄B 中英翻譯資料 36安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告紙1 緒論從19世紀(jì)50年代美國(guó)人OTIS發(fā)明出真正意義上的電梯以來(lái)，電梯控制技術(shù)就越來(lái)越顯示出其重要性。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高層建筑日益增多，電梯成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚拇焦ぞ?。而電梯作為現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，電梯性能的好壞對(duì)人們生活的影響越來(lái)越顯著，因此必須努力提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯的運(yùn)行高效節(jié)能又安全可靠。傳統(tǒng)的電梯曳引電動(dòng)機(jī)采用接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的改變，雙速異步電動(dòng)機(jī)在定子回路中串電抗與電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，這滿足不了乘客的舒適感；另外，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)由繼電器控制邏輯組成，存在著電氣元件多、功能弱、電氣故障頻繁，可靠性差和工作壽命短等缺陷?？删幊炭刂破鳎≒LC: Programmable Logic Controller）是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來(lái)的，是專門(mén)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)，目前，電梯的繼電器控制方式已逐漸被PLC控制代替。同時(shí)，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式已由原來(lái)直流調(diào)速逐漸過(guò)渡到了交流變頻調(diào)速，不僅能滿足乘客的舒適感和保證平層的精度，還可以降低能耗，節(jié)約能源，減小運(yùn)行費(fèi)用。因此，PLC控制技術(shù)加變頻調(diào)速已成為現(xiàn)代電梯行列的一個(gè)熱點(diǎn)。交流電梯與交流電機(jī)的發(fā)展緊密相連，至今已有三十多年的發(fā)展歷史，經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展歷程，大致可以劃分為三個(gè)階段:第一個(gè)階段是70年代，其主要標(biāo)志是交流雙速電梯，它采用改變牽引級(jí)對(duì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。電機(jī)通常采用兩種或兩種以上不同級(jí)對(duì)數(shù)的繞組制成，其中極數(shù)少的繞組稱為高速繞組，用于電梯的起動(dòng)及穩(wěn)速運(yùn)行，極數(shù)多的繞組稱為低速繞組，用于電梯的制動(dòng)及維修。這種電梯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用和維護(hù)都很方便，但調(diào)速不夠平滑、舒適感較差。第二個(gè)階段是80年代盛行的交流調(diào)壓調(diào)速電梯，其性能優(yōu)越于交流雙速電梯。調(diào)壓調(diào)速的方法是通過(guò)改變?nèi)喈惒诫姍C(jī)定子端的供電電壓實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速，其制動(dòng)多采用能耗制動(dòng)。第三個(gè)階段是90年代，變壓變頻調(diào)速電梯(VVVF電梯)開(kāi)始占據(jù)了世界電梯的市場(chǎng)。VVVF電梯通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)定子繞組供電電壓的幅值和頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。電梯傳動(dòng)系統(tǒng)中，由于大量采用微機(jī)控制技術(shù)和脈寬調(diào)制技術(shù) (PWM技術(shù))，其運(yùn)行效率得到了大幅度的提高，電梯的體積大為縮小?，F(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)向電梯控制領(lǐng)域的滲透，使得交流調(diào)速電梯的調(diào)速性能幾乎完全可以和直流電梯相媲美。由于變壓變頻調(diào)速(VVVF)的良好特點(diǎn)，目前新制造的電梯都實(shí)現(xiàn)了調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速控制。VVVF電梯以其獨(dú)特的先進(jìn)技術(shù)和性能，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、快速、舒適、平層準(zhǔn)確、低噪音、安全等目標(biāo)。由于其優(yōu)越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)能效果，在很多應(yīng)用場(chǎng)合已取代交流調(diào)壓調(diào)速電梯而成為現(xiàn)在電梯市場(chǎng)的主流。目前，VVVF電梯已經(jīng)遍布世界各國(guó)，如日本的三菱公司、東芝公司、日立公司、美國(guó)的奧的斯公司等大的電梯制造廠家在VVVF電梯的研制和進(jìn)一步開(kāi)發(fā)等方面，都取得了驕人的成就。在我國(guó)，電梯工業(yè)起步較晚，改革開(kāi)放以來(lái)，也取得了一定的進(jìn)步，如上海三菱、天津奧的斯、中國(guó)迅達(dá)、蘇州迅達(dá)、廣州電梯工業(yè)公司等五家電梯生產(chǎn)廠家，其產(chǎn)品都有一定的市場(chǎng)份額和技術(shù)含量。但遺憾的是，這些公司多為合資公司，電梯控制關(guān)鍵部分的變頻器、控制器等重要組成部分很大程度依靠進(jìn)口，其核心技術(shù)牢牢控制在國(guó)外大公司手中。(PLC)及其在電梯控制中的應(yīng)用 PLC的特點(diǎn)PLC是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。PLC與普通微機(jī)一樣。以通用或?qū)Ｓ肅PU作為字處理器，實(shí)現(xiàn)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另外還有位處理器（布爾處理器），進(jìn)行點(diǎn)（位）運(yùn)算與控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、維修。編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。（一）可靠性⑴PLC不需要大量的活動(dòng)元件和接線電子元件，它的接線大大減少，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單，維修時(shí)間短。⑵PLC采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，冗余設(shè)計(jì)，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，提高了MTTR，使可靠性提高。⑶PLC有較高的易操作性，它具有編程簡(jiǎn)單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一般不易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。⑷PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制而專門(mén)設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)更簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言和更可靠的硬件。采用了精簡(jiǎn)化的編程語(yǔ)言，編程錯(cuò)誤率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)的硬件使可靠性大大提高。⑸在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件；采用先進(jìn)的工藝制造流水線制造；對(duì)干擾的屏蔽、隔離和濾波等；對(duì)電源的斷電保護(hù)；對(duì)存儲(chǔ)器內(nèi)容的保護(hù)等。⑹PLC的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。例如，采用軟件濾波等；軟件自診斷；簡(jiǎn)化編程語(yǔ)言等。（二）易操作性⑴操作方便PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。大多數(shù)PLC采用編程器進(jìn)行輸入和更改的操作。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對(duì)大中型的PLC，編程器采用了CRT屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ遥缓筮M(jìn)行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上顯示。⑵編程方便PLC有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可供使用。對(duì)電氣技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。采用布爾助記符編程語(yǔ)言，十分有助于編程人員的編程。⑶維修方便PLC具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求減低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，方便維修。（三）靈活性PLC的靈活性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：⑴編程的靈活性。PLC采用的編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾