【正文】 摘 要PLC具有可靠性高，維護(hù)方便，開發(fā)周期短，與各種邏輯開關(guān)控制很好地結(jié)合，易于實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯控制的特性。論文基于此，采用三菱FX2N128對(duì)五層樓梯控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，在對(duì)電梯結(jié)構(gòu)和工作原理做詳細(xì)了解后，分析現(xiàn)代電梯要達(dá)到的控制要求，制定電梯控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案，方案包括電梯層門、轎廂及其主電路的設(shè)計(jì)。然后分析電梯系統(tǒng)的整體工作流程，分配PLC的I/O和根據(jù)工作流程制定層序，層序設(shè)計(jì)包括（開/關(guān)門控制，外呼信號(hào)的登記與消除，樓層信號(hào)的顯示，電梯箱內(nèi)選擇停層與顯示及電梯的定向、起步運(yùn)行，制動(dòng)）。最后用三菱模擬仿真軟件仿真，科學(xué)的證明制定的設(shè)計(jì)方案可行。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在提高理論知識(shí)的同時(shí)，增強(qiáng)了在分析，處理和解決實(shí)際問題的能力。并且促進(jìn)了對(duì)電梯較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞：五層電梯。 PLC。 控制系統(tǒng) ABSTRACTPLC has high reliability, easy maintenance, short development cycle, with a variety of well integrated switch control logic, easy to implement features of elevator control. Based on this thesis, the Mitsubishi FX2N128 has been used to five stairs control system designer. First, the elevator in the structure and working principle of a detailed understanding, of the modern elevator control requirements to be achieved, development of the elevator control system hardware design, the program includes the elevator floor door, car and its main circuit. Then analyze the overall elevator system workflow, distribution of PLC39。s I/O and developed according to the workflow sequence, sequence design includes (open / close control, outbound registration and elimination of the signal, signal display floor, the elevator box choice stop layer and the display and lift the orientation, start running, braking).Finally, the Mitsubishi simulation software simulation, scientific proof of the design is feasible to develop. With this graduation project, in improving the theoretical knowledge, enhance the analysis, processing, and solve practical problems, and promoted a more systematic understanding of the elevator. Keywords：Five elevators。 PLC。 control system 目 錄 1. 緒論 1 課題的研究背景及意義 1 電梯的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 2 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景 3 課題研究的內(nèi)容 42. 電梯的結(jié)構(gòu) 5 電梯的結(jié)構(gòu) 5 電梯的工作原理 63. 電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 7 電梯控制的要求 7 電梯轎箱的控制要求 7 電梯門的控制要求 7 電梯模型結(jié)構(gòu) 7 電梯層門 7 電梯轎廂內(nèi)控制 8 主電路的設(shè)計(jì) 8 拖動(dòng)電機(jī)電路的設(shè)計(jì) 8 門電機(jī)電路的設(shè)計(jì) 9 變頻器調(diào)速 9 變頻器的結(jié)構(gòu)和變頻調(diào)速的特點(diǎn) 9 變頻調(diào)速的特點(diǎn) 10 變頻器的選型 104. 電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)的工作流程 10 PLC I/O地址分配 11 輸入/輸出信號(hào)的確定 12 內(nèi)部輔助繼電器的確定 14 PLC I/O硬件連接圖 145. PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)基本功能梯形圖分析 16 外呼信號(hào)的登記與消除 16 開門控制 18 關(guān)門控制 21 樓層信號(hào)的顯示 23 電梯箱內(nèi)選擇停層與顯示 25 電梯的定向環(huán)節(jié) 27 電梯定向（上行）環(huán)節(jié) 28 電梯定向（下行）環(huán)節(jié) 30 電梯的起步、穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)節(jié) 31 電梯的制動(dòng)環(huán)節(jié) 336. 結(jié)論與展望 39參考文獻(xiàn): 40 1. 緒論 課題的研究背景及意義電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對(duì)電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性提出了更高的要求[1]。電梯是集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動(dòng)、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問題。而對(duì)現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對(duì)機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而，只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國外，已“法規(guī)[2]”實(shí)行電梯制造、安裝和維修一體化，實(shí)行由各制造企業(yè)認(rèn)可的、法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝隊(duì)伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗(yàn)，從而為電梯運(yùn)行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險(xiǎn)公司對(duì)電梯的安全性做過認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計(jì)算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。掘資料統(tǒng)計(jì)，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。目前，由可編程序控制器(PLC)和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開發(fā)周期短，這種電梯運(yùn)行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，己成為電梯控制的發(fā)展方向?？删幊绦蚩刂破鳎俏C(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)。自1969年針對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制的特點(diǎn)和需要而丌發(fā)的第一臺(tái)PLC問世以來，迄今己30多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的繼承和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機(jī)控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。用戶買到所需PLC后，只需按說明書或提示，做少量的安裝接線和用戶程序的編制工作，就可靈活而方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不需要具有專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用。可編程序控制器PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱(PLC、CAD／CAM、ROBOT)之一，以其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能，易與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)行控制、具備高速記數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，同益取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、記數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電一接觸控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、石油、冶會(huì)、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)德到廣泛應(yīng)用。PLC的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一?？傊娞莸目刂剖潜容^復(fù)雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，隨著PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。因此，它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。 電梯的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長起來。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€(gè)不可缺少的組成部分。一個(gè)國家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的情況下，我國國民經(jīng)濟(jì)仍然以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經(jīng)成|為全球最大的電梯市場(chǎng)。上世紀(jì)80年代以來，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?？傏厔?shì)是上升的，目自口進(jìn)入了“第三次浪潮”，2004年總產(chǎn)量超過了8萬臺(tái)，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了6l萬多臺(tái)電梯。盡管如此，我國的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺(tái)電梯，我國如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加70萬臺(tái)。到那時(shí)候，全國在用電梯將達(dá)到130萬臺(tái)，每年僅報(bào)廢更新就需要6萬臺(tái)。到2005年，與1980年相比，25年增長了59倍，％。2005年安裝驗(yàn)收電梯124465臺(tái)，截至05年底，我國的在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺(tái)。如此龐大的市場(chǎng)需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺(tái).我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。興旺的電梯市場(chǎng)吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國蒂森、同本三菱、日立、東芝、富士達(dá)等13家大型外商投資公司在國內(nèi)的市場(chǎng)份額達(dá)到了74％”。先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對(duì)國內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國內(nèi)市場(chǎng)需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進(jìn)口，而且有一定的出口。國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國參加了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO／TCl78以來，先后等同或等效采用了一批國際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點(diǎn)使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機(jī)房電梯、無齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動(dòng)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢(shì)贏得了越來越多的國內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國際市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件。中國電梯在亞洲市場(chǎng)占有越來越重要的位置，每年銷售量己達(dá)l萬臺(tái)左右，約占亞洲市場(chǎng)的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，電梯的使用相當(dāng)普遍。世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國奧的斯公司、瑞士訊達(dá)公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場(chǎng)的51％。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。目前，國外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來越多的使用液壓電梯。此外，家用小型電梯將成走電梯家族中新的組成部分。 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC控制和微型計(jì)算機(jī)控制三種。而PLC實(shí)際上是一種專用計(jì)算機(jī)，它采用巡回掃描的方式分時(shí)處理各項(xiàng)任務(wù)，而且依靠程序運(yùn)行，這就保證只有正確的程序才能運(yùn)行，否則電梯不會(huì)工作；又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實(shí)際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無線圈又無觸點(diǎn)，使用次數(shù)不受限制，屬無觸點(diǎn)運(yùn)行，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運(yùn)行壽命更長，工作更加可靠安全，自動(dòng)化水平更高。PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實(shí)用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。隨著科技的進(jìn)步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求并沒有就此停止下來，仍在不斷地進(jìn)行研究改進(jìn)。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。電梯是載人的機(jī)電設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)“綠色”，也就是強(qiáng)調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強(qiáng)調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。 課題研究的內(nèi)容課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（PLC）改造在用電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對(duì)電梯的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，對(duì)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。針對(duì)老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來控制電梯。論文的主要內(nèi)容如下：首先對(duì)電梯系統(tǒng)及可編程控制器（PLC）作了比較全面的總結(jié)和介紹。接著闡述了電梯控制系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)，電梯的控制系統(tǒng)分為調(diào)速和信號(hào)控制兩大部分。確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由 PLC 來實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制，有雙速電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速