【導(dǎo)讀】核準(zhǔn)通過，歸檔資料。未經(jīng)允許，請勿外傳！電梯采用了PLC控制，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。測與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。而電動(dòng)機(jī)交流變頻器調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)。電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而獲國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。因此，PLC控制技術(shù)。加變頻器調(diào)速技術(shù)已成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)，由變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的拖動(dòng)調(diào)速，使PLC與調(diào)速拖動(dòng)裝?？啃裕档土斯收下?。

　　

【正文】 ........ 6 ....................................... 6 PLC控制系統(tǒng) ............................................................... 7 PLC控制升降機(jī)的優(yōu)點(diǎn) ................................................ 7 變頻調(diào)速控制升降機(jī)的特點(diǎn) ................................................... 7 ......................................................... 8 三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .................................................................. 9 PLC的選型 ................................................................. 9 SIMATIC S7300系列 PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成 .................................. 10 變頻器的選擇 ............................................................. 11 VS616G5型通用變頻器 ............................................... 12 ...................................................... 15 ........................................ 16 I/O點(diǎn)數(shù)的估算 ............................................................ 17 PLC外部接線圖 ............................................................ 19 第四章、系統(tǒng)軟件開發(fā) ............................................................. 20 升降 機(jī)的三個(gè)工作狀態(tài) ...................................................... 20 .............................................................. 20 ............................................................ 21 ........................................................ 23 結(jié)論和展望 ....................................................................... 37 基于 PLC 的施工場地升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 致謝 ............................................................................. 38 參考文獻(xiàn) ......................................................................... 39 附錄 A：電氣原理圖 ................................................................ 40 附錄 B：外文文獻(xiàn)及譯文 ............................................................ 41 附錄 C：參考文獻(xiàn)及內(nèi)容簡介 ........................................................ 45 引言 伴隨著工廠自動(dòng)化程度的提高， PLC 可編程控制器在工廠中的應(yīng)用也越 來越廣泛，而且?guī)缀跎婕暗焦S的各個(gè)方面，包括供電，生產(chǎn)，物料管理，運(yùn)輸?shù)鹊?。本文旨在通過實(shí)現(xiàn) 施工升降機(jī) 控制系統(tǒng)這樣一個(gè)典型的實(shí)例，來展現(xiàn) PLC 在 現(xiàn)代化建設(shè)中 的應(yīng)用，同時(shí)利用這個(gè)典型的應(yīng)用只要稍加變化就可以擴(kuò)展為其他控制系統(tǒng)。 采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn) 升降機(jī) 的控制對(duì)于提高 升降機(jī) 運(yùn)行的穩(wěn)定性、降低 升降機(jī)控制系統(tǒng)的成本以及縮短 升降機(jī) 系統(tǒng)的開發(fā)周期都具有實(shí)際意義。通過本課題的研究，可以在一定程度上推動(dòng) 升降機(jī)即 電梯相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，拓展 PLC 在自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論意義。 一、緒論 本課題設(shè)計(jì) 的背景 1968 年，美國最大的汽車制造商 —— 通用汽車公司為滿足市場需求，適應(yīng)汽車生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，將汽車的生產(chǎn)方式由大批量、少品種轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨?、多品種。為此要解決因汽車不斷改型而重新設(shè)計(jì)汽車裝配線上各種繼電器的控制線路問題，要尋求一種比繼電器更可靠，響應(yīng)速度更快，功能更強(qiáng)大的通用工業(yè)控制器。于是可編程控制器應(yīng)運(yùn)而生， 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，從此， PLC開始活躍于控制領(lǐng)域。而且其影響也越來越大，應(yīng)用也越來越廣泛。 70 年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，使 PLC 從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡稱 PC（ programmable controller） .但由于 PC 容易與個(gè)人計(jì)算機(jī)（ programmable puter）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用 PLC 作為可編程器的縮寫。 1985 年國際電工委員會(huì)（ IEC）對(duì) PLC 的定義如下： 可編程控制器是一種進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和 算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程。 PLC 是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具有一定畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 優(yōu)勢。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：（ 1）邏輯運(yùn)算（ 2）弱電控制強(qiáng)電。 PLC 是集自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，已躍居工業(yè)自動(dòng)化三大支柱（ PLC、 ROBOT、 CAD/CAM）的首位?？删幊炭刂破?，簡稱 PLC。它在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的的一中新型工業(yè)控制設(shè)備。 具有 靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 、安裝容易，維護(hù)工作量少 、通用性好 發(fā)周期短，成功率高 ，重量輕、功耗底等特點(diǎn)。具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的支柱產(chǎn)品。與繼電 —— 接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電 —— 接觸器控制系統(tǒng)小；價(jià)格上能與繼電 —— 接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動(dòng)電磁閥、觸器與于之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。 因此，進(jìn)行 升降機(jī) 的 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)電梯行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大 PLC 在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價(jià)值。 本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1 升降機(jī) 類型的選擇。綜合 升降機(jī) 的類別和各類的特點(diǎn)和要求，在本課題中主要研究四層升降機(jī)上下行控制，開、關(guān)門控制、內(nèi)外呼叫控制。 2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本課題設(shè)計(jì)的 升降機(jī) 要求運(yùn)行迅速準(zhǔn)確度高，在 升降機(jī) 的各層檢測系統(tǒng)中選用用在工業(yè)自動(dòng)控制上大量運(yùn)用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開關(guān)量信號(hào)輸入給 PLC 來實(shí)現(xiàn) PLC 對(duì)電梯的控制。由于本課題的具體 需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中主要考慮了 升降機(jī) 的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定的需要。 3. 升降機(jī) 控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中選用了目前運(yùn)用最多的 PLC 編程語言梯形圖，梯形圖的編程能直觀明了的設(shè)計(jì)出機(jī)械手控制的要求， 本課題設(shè)計(jì)的目的和意義 隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展電梯也已成為人類現(xiàn)代生活廣泛使用的人員運(yùn)輸工具。隨著人們對(duì)電梯運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由 PLC 代替原來的繼電器控制。 可編程序控制器（ PLC）因?yàn)榉€(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、簡單易學(xué)、功能強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣、最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。電梯控制要求接入設(shè)備使用簡便，對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡單，具有人性化的人機(jī)界面，配備應(yīng)用程序庫，加快編程和調(diào)試速度。 通過 PLC 對(duì)程序設(shè)計(jì)，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感。 因此 PLC 在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，非常有實(shí)際價(jià)值。 基于 PLC 的施工場地升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定 升降機(jī)的概述 電梯 是 電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙 ，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物的機(jī)械設(shè)備。 隨著城市的發(fā)展，高層建筑的增多， 升降機(jī) 的應(yīng)用也越來越廣泛，分類也隨之增多。如按照 升降機(jī) 的用途可分為以下幾類： 乘客，為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的 升降機(jī) ，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的室內(nèi)裝飾。 載貨 升降機(jī) ，主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的 升降機(jī) 。 觀光 升降機(jī) ，廂壁透明，供乘客觀光用的 升降機(jī) 。 車輛 升降機(jī) ，用作裝運(yùn)車輛的 升降機(jī) 。 船舶 升降機(jī) ，船舶上使用的 升降機(jī) 。 建筑施工 升降機(jī) ，建筑施工與維修用的 升降機(jī) 。 其它類型的 升降機(jī) ，除上述常用 升降機(jī) 外，還有 些特殊用途的 升降機(jī) ，如冷庫 升降機(jī) 、防爆 升降機(jī) 、礦井 升降機(jī) 、電站 升降機(jī) 、消防員用 升降機(jī) 等。 本設(shè)計(jì)課題為施工場地的升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。以四層建筑場地升降機(jī)為模型，主要用于建筑施工與維修。 升降機(jī) 繼電器控制系統(tǒng) 升降機(jī) 繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) (1) 所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。 (2) 系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。 (3) 大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格較便宜。 (4) 多年來我國一直 生產(chǎn)這類 升降機(jī) ，技術(shù)成熟，己形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。 升降機(jī) 繼電器控制系統(tǒng)存在的問題 (1) 系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。 (2) 普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。 (3) 電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。 (4) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 (5) 由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi) 用高；而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。 升降機(jī) 繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了 升降機(jī) 的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚憂。且 升降機(jī) 一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成 升降機(jī)機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。 PLC 控制系統(tǒng) PLC 控制制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計(jì)和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在 升降機(jī) 控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用十傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。 PLC 是一種專門從事邏輯控制的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于 PLC 具有性能穩(wěn) 定、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)配置靈活等特點(diǎn)。因此在工業(yè)控制方面得到了廣泛應(yīng)用。自 80 年代后期PLC 引入我國 升降機(jī) 行業(yè)以來，由 PLC 組成的 升降機(jī) 控制系統(tǒng)被許多 升降機(jī) 制造廠家普遍采用。并形成了一系列的定型產(chǎn)品。在傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的改造工程中， PLC 系統(tǒng)一直是主流控制系統(tǒng)。 升降機(jī) 控制系統(tǒng)分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對(duì) 升降機(jī) 運(yùn)行是乘客的舒適感有著重要影響，而邏輯控制部分則是 升降機(jī) 安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。為了改善升降機(jī) 的舒適感和運(yùn)行的可靠性，現(xiàn)在都改為用 PLC 來控制 升降機(jī) 的運(yùn)行，這樣大大提高了 升降機(jī) 的性能。 可編 程控制器 (Programmable Logic controller，簡稱 PLC)是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制器。它具有可靠性高、適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的高溫、沖擊和振動(dòng)等惡劣環(huán)境的特點(diǎn)，已成為解決自動(dòng)控制問題的最有效工具，是當(dāng)前先進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化的二大支柱之一。 PLC 控制升降機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 控制方式上看：電器控制硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能很是困難；而 plc 軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。 工作方式上看：電器控制并行工作，而 plc 串行工作，不受制約。 控制速度上看：電器控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動(dòng)；而 plc 通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點(diǎn)，顧而無抖動(dòng)一說。 定時(shí)、記數(shù)看：電器控制定時(shí)精度不高，容易受環(huán)境溫度變化影響，且無記數(shù)功能； plc 時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬；有記數(shù)功能。 可靠、維護(hù)看：電器控制觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧燒傷，接線也多，可靠、維護(hù)性能差； plc 無觸點(diǎn)，壽命長，且有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)方便。 變頻