【正文】 器觸點多，故障率高、可靠性差、安裝調(diào)試周期長、維修工作量大、接線復(fù)雜等缺點。 1 畢 業(yè) 論 文 題 目： 基于 PLC的三層電梯控制設(shè)計 專 業(yè)： 電氣工程 及其自動化 2 目 錄 引言 ...................................................................... 1 1 電梯的概述 .............................................................. 1 電梯的發(fā)展簡史 ........................................................ 1 電梯的基本結(jié)構(gòu) ........................................................ 2 2 可編程控制器簡介 ........................................................ 3 PLC 的結(jié)構(gòu)及各部分的作用 ............................................. 4 PLC 的工作原理 ....................................................... 5 PLC 的編程語言 ....................................................... 6 PLC 基本指令 ......................................................... 6 梯形圖設(shè)計規(guī)則 ........................................................ 9 3 三層 電梯 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 ................................................ 9 電梯的控制要求 ....................................................... 9 三層電梯主電路 ....................................................... 9 輸入輸出點數(shù)分配 .................................................... 10 PLC 外圍接線圖 ...................................................... 11 功能指令表概述 ...................................................... 11 程序分析 ............................................................ 12 三層電梯助記符語句程序 .............................................. 18 本系統(tǒng)的不足及改進 .................................................. 24 結(jié) 束 語 ................................................................. 26 致 謝 ................................................................. 27 附 錄 ............................................................. 28 參考文獻 ................................................................. 31 1 基于 PLC 的三層電梯的控制設(shè)計 摘要： 本論文通過討論電梯控制系統(tǒng)的組成，闡述可編程控制器（ PLC）在電梯控制中的應(yīng)用，采用三菱 PLC 編程的程序控制方式，提出了三層電梯的 PLC 控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案、設(shè)計過程、組成， 列出了具體的主要硬件電路、電梯的控制梯形圖及指令表。并給出了系統(tǒng)組成框圖和程序流程圖，在分析、處理隨機信號邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了 PLC 的編程方法，設(shè)計了一套完整的電梯控制系統(tǒng)方案。使電梯運行更加安全、方便、舒適。 它是采用電力拖動方式，將載有乘客或貨物的轎廂，運行于垂直方向的兩根剛性導(dǎo)軌之間，運送乘客和貨物的固定式提升設(shè)備。但 傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器 接觸器進行控制，其缺點是觸點多，故障率高、可靠性差、維修工作量大等，而采用 PLC 組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問題，使電梯運行更加安全、方便、舒適。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。 1 電梯概述 電梯的發(fā)展簡史 據(jù)國外有關(guān)資料介紹，公元前 2800 年在古代埃及，為了建筑當時的金字塔，曾使用過由人力驅(qū)動的升降機械。 18 世紀末發(fā)明了電機，特別是交流雙速電動機的出現(xiàn)，顯著改善了電梯的工作性能。從此以后，電梯這個產(chǎn)品，一直在日新月異的發(fā)展著。 電梯的結(jié)構(gòu) 電梯是一個具有特種容載裝置轎廂沿著恒定不變的鉛垂導(dǎo)軌，在不同水平面間歇運 動的用電力驅(qū)動的起重機械，它適宜于裝置在二層以上的高層建筑物內(nèi)，專供上下運送人員或貨物之用。 ― 閉式型電磁制動器，只有在制動器通電時松閘，或當電梯停駛時即時制動。 ― 采用蝸輪蝸桿減速器或永磁同步驅(qū)動技術(shù)，蝸輪蝸桿減速器具有承載能力大，驅(qū)動平穩(wěn)等特點，永磁同步驅(qū)動具有高效率及低噪音特點。 限速器： 由限速器的制動裝置和漲緊裝 置組成，它通過安全繩索與轎廂連接，把轎廂的運動傳遞給限速器隨轎廂速度相應(yīng)轉(zhuǎn) 動，當轎廂的運動速度超過允許的安全速度時，限速器即起作用，其過程分為： a. 首先通過超速限位開關(guān)，切斷控制電路 ； b. 如果電梯繼續(xù)超速，則限速器動作帶動安全鉗或夾繩器動作。在操縱裝置的配合下，使電梯正確地實現(xiàn)起動和停止、上行或下行、快速和慢速，以及達到設(shè)定的自動功能和安全性能。 主開關(guān)： 每臺電梯單獨裝設(shè)一只能切斷該電梯所供電電路（下列供電電路除外）的主動力開關(guān)，該開關(guān)不應(yīng)切斷下列供電電路。 電梯的控制要求 控制要求： （ 1）開始時，電梯處于任意一 層。例如，電梯轎廂在一樓，將要運行到三樓，在次過程中可以響應(yīng)二層向上的外呼梯信號，但不響應(yīng)二層向下的外呼梯信 號。否則，電梯將繼續(xù)運行至三樓，然后向下運行響應(yīng)二層向下外呼梯信號。例如，電梯轎廂在一樓，而同時有二層向下呼梯，三層向下呼梯則電梯轎廂先去三樓響應(yīng)三層向下外呼梯信號。平層且電梯轎廂停止運行后，按開門按鈕轎廂開門，按關(guān)門按鈕轎廂關(guān)門。PLC 的基本設(shè)計思想是反映計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標準的、通用的?？刂破骱捅豢貙ο筮B接方便。 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。 PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電器接觸控制系統(tǒng)中機械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用微處理器的優(yōu)點。另一方面，從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據(jù)用戶的訂貨要求專門設(shè)計控制器，適合批量生產(chǎn)。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的應(yīng)用。通常由中央處 理單元（ CPU）、存儲器（ RAM、 ROM）、輸出輸出單元（ I/O）、電 5 源和編程器等幾個部分組成。 CPU一般由控制電路、運算器和寄存器組成。 CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路連接。 2. 存儲器（ RAM、 ROM） 存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。常用的存儲器有 RAM、 EPROM 和 EEPROM。 RAM存儲器是一種高密度、低功耗、價格便宜的半導(dǎo)體存儲器，可用鋰電池做備用電源。 EPROM、 EEPROM 都是只讀存儲器。 3. 輸入輸出單元（ I/O 單元） I/O 單元實際上是 PLC 與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。接到 PLC 輸入接口的輸入器件是各種開關(guān)、按鈕、傳感器等。 4. 電源 C P U存儲器電源部分輸入單元輸出單元編程器或其他設(shè)備按鈕 接觸器電磁閥指示燈行程開關(guān)繼電器觸點 6 PLC 電源單元包括系統(tǒng)的電源及備用電池，電源單元的作用是把外部電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。 5. 編程器 編程器是 PLC 的 最重要外圍設(shè)備。除此以外，在個人計算機上添加適當?shù)挠布涌诤蛙浖纯捎脗€人計算機對 PLC 編程。 PLC 的工作原理 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，在 PLC 中用戶程序按先后順序存放， CPU 從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回到第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。全過程掃 描一次所需的時間稱為掃描周期。在 PLC 處于運行狀態(tài)時，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對應(yīng)的映像寄存器與外界隔離， 即使輸入信號發(fā)生變化，其映像寄存器的內(nèi)容也不會發(fā)生變化，只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。對每個器件來說，器件映象寄存器中所寄存的內(nèi)容，會隨著程序執(zhí)行過程而變化。 PLC 的編程語言 梯形圖編程語言 梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，它是在電路控制系統(tǒng)中常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡化了符號演變來的