电气工程自动化文毕业设计-基于plc的六层电梯设计.docx

本科毕业设计基于PLC的六层电梯设计学生姓名： 毛坤文学 号： 201050136专 业： 电气工程及其自动化年 级： 2010级四班指导教师： 付兴烽讲师Suihua University Graduation PaperThe Six Story Elevator Control Based OnPLCStudent nameStudent numberMajorSupervising teacherMao Kunwen201050136Electrical engineering and automationFu XingyeSuihua University随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在人们的生活中占有着 越来越重要的地位本文结合PLC的性能，在介绍电梯基本结构的基础上，深 入分析了电梯的工作原理，重点分析了电梯的硬件设计和软件设计论述PLC在 电梯控制系统中的运用，研究并提出了基于西门子PLC (S7-200)的6层电梯控制 系统设计的实现方案，通过合理的选择和设计，实现电梯指层、选层、选向、手 动和自动关门等基本功能关键字：电梯、PLC、控制AbstractWith the city construction^ continuous development , the amount of high-rise buildings is increasing rapidly , which makes the role that elevator played in people's daily life become more and more important. In this thesis, based on the introduction of the basic structure of the elevator, we deeply analyzed how the elevator works, and emphasized on the elevator's hardware and software design. By stating the application of PLC in the system of elevator control, we researched and worked out a practical scheme of 6 layer elevator's control system based on Siemens PLC (s7-200).through the rational selection and design, we manager to make the elevator carry out the basic function such as layer pointing, layer selecting, direction selecting, manual and automatic door operation, etc.key words: elevator, PLC, control摘要 IAbstrac t II目录 1前言 1第一章绪论 31.1概述 31.2电梯的起源与发展 41.2.1电梯的定义 41.2.2电梯的发展历程 41.3电梯现状研究 51.4课题研究的主要内容 9第二章电梯的基本结构及原理 102.1电梯的分类与结构 102.1.1电梯的分类 102.1.2电梯的结构 102.2电梯的工作原理 112.3电梯的主要电气设备 122.4电梯的调速方式 132.4.1交流变极调速 132.4.2交流调压调速 142.4.3变频调速 14第三章 系统控制方案的选择及PLC概述 153.1方案的选择 153.1.1继电器一接触器控制系统 153.1.2微机控制系统 153.1.3 PLC控制系统 163.2可编程控制器概述 163.2.1可编程控制器的定义 163.2.2可编程控制器的特点 163.3 PLC的工作原 173.3.1、 PLC的硬件系统结构 173.3.2、 可编程控制 193.3.3 PLC的等效工作电路 193.3.4 PLC的工作原理 203.4 PLC的软件系统 213.5 PLC的编程语言 21第四章电梯控制系统整体设计方案 244.1可编程控制器（PLC）的选型 244.2电梯控制系统构成 244.3门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路 254.4电梯控制硬件设计 26第五章PLC软件设计 285.1算法说明 285.2梯形图的设计 28结论 33参考文献 34致谢 35附录一 36附录二 58—1—冃II 5在现代化城市的高速发展中，一幢幢高楼拔地而起，电梯的广泛应用已成为城市 物质文明的一种标志。

特别是在高层建筑中，电梯作为不可缺少的垂直运输设备，已 与人们的日常生活密不可分在计算机技术、自动控制技术和电力电子技术飞速发展 的今天，电梯也随之进入了新的发展时期电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实 际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足要求的 因此，电梯控制系统应采用随机逻辑控制方式控制目前电梯的控制普遍采用两种控 制方式：一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯的信号采集、运行状态和功能的 设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控 制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制从控制方式和性能上来 说，这两种方式并没有太大的区别国内厂家大多采用答二种方式，其原因在于用PLC 控制有许多优点：1,可靠性高，由于采取了一系类的PLC高可靠性的措施，PLC的 平均无故障时间（MTBF） 一般可达3~5万小时而且PLC的环境适应性也很强，它 能在工业环境下可靠地工作；2,编程简单，PLC最常用的编程语言是梯形图语言这 种编程语言形象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识，便于广大现场工程技术 人员掌握。

当工作流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活；3,体积小、 结构紧凑、安装、维修方便PLC的体积小，重量轻，便于安装一般PLC都具有自 诊断、故障报警、故障种类显示等功能可编程控制器不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要 求，同时也照顾到现场电气维护人员的技能和习惯，撰弃了微机常用的计算机编程语 言的表达方式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化 的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学、调试和查错都很容易PLC现 在已经成为现代工业控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其优异的 性能，日益取代有大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等组成的继电-接触控制 系统，在机械、化工、石油、冶金、轻工、电子、纺织、食品、交通等各行各业都得 到广泛的应用总之，电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前的几十年里，继电器控制系统 为电梯控制的发展起到了巨大的作用，然而其控制性能与自身的功能已经无法满足与 适应电梯控制的要求和发展，与PLC相比较，存在质的差别电梯使用继电接触器控 制的时代，很难设计出质量优良的电梯控制系统，而现在，可编程控制器的使用为电 梯的控制提供了更广阔的空间。

PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，使它 的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠、抗干扰性能增强、机械 与电气部件被机结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起因此 它已成为电梯运行中的关键技术第一章绪论1.1概述随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进，电梯作为一种迅捷、高效、 安全、可靠的垂直运输设备，成为了人们不可缺少的运输工具现代高层建筑中各办 公大楼、住宅、宾馆、医院、工矿企业、仓库、码头、大型货轮等都离不开它据统 计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540 亿人次之多电梯服务在改革开放以后，我国电梯的使用数量快速增长尤其是现阶 段，随着经济日新月异的发展，人们生活水平不断提高，城市建筑不断增多，楼房也 越来越高，与此相应，电梯也得到迅猛的发展现在，电梯已完全融入我们的生产、 生活中，满足人们生活、工作及学习的需要据统计，我国在用电梯已达40多万台， 每年还以约5万〜6万台的速度增长当今世界，电梯的生产情况与使用数量已成为衡量一个国家现代化程度的标志之 一特别是随着城市人口的增加，人们物质文化生活水平的提高，建筑迅速发展，大 批的高楼大厦拔地而起，电梯在人们的生产、工作、生活中日益重要。

因此对电梯的 研究也显得更加有意义国内外对电梯的研究一直没有停止过电梯的控制以PLC及 专用控制板为主电梯的群控技术有集选控制和随机逻辑控制电梯其运行性能、安 全性能、乘坐舒适感等均有一定的发展为了确保电梯正常运行、安全使用，一般电 梯都有专业的维修管理人员他们必须对电梯原理、性能、控制、运行要全面认识和 掌握，才能做到对电梯的正确使用、管理及维护根据我国有关部门的规定，电梯作 业属于特种作业，其作业人员必须经过专门培训，并经理论考试和实践考核合格后， 发给《特种作业操作证》方可上岗操作同时，对电梯操作人员定期考核，让他们定 期参加安全技术学习，扎扎实实地做好电梯维护和保养工作，才能使人们长久的使用 电梯1.2电梯的起源与发展1.2.1电梯的定义电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，利用沿刚性导轨运行的 箱体或者固定线路运行的梯级，运行在至少两列垂直的或倾斜的刚性导轨之间，进行升 降或者平行运送人、货物的机电设备例如:载人（货）电梯、自动扶梯、自动人行道等 我国对电梯制造与安全规范方面也颁布了其相应的标准，其中GB 7588-2003就对电梯 中的各个细节做出了明确要求和硬性指标。

1.2.2电梯的发展历程1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙•格雷夫斯•奥的 斯第一次向世人展示了他的发明…历史上第一部安全升降梯从那以后，升降梯在世 界范围内得到了广泛应用以奥的斯的名字而命名的电梯公司也开始了她辉煌的旅 程150年以来，她已经发展成为世界、亚洲和中国领先的电梯公司自从我国实行改革开放政策以来，全国各地高层建筑不断涌现，作为高楼的垂直 交通工具一电梯，其需求量日益增长，各种类型、规格繁多的电梯已在高楼内投入运 行为了确保电梯正常运行、安全使用，必须要了解电梯、熟悉电梯、管理电梯、维 护好电梯20世纪初，美国出现了曳引式电梯，其结构如图2-1所示，从图中可见，钢丝绳 悬挂在曳引轮上，一端与轿厢连接，而另一端与对重连接，随曳引轮的转动，靠钢丝 绳与曳引轮槽之间的摩擦力使轿厢与对重作一升一降的相反运动显然，钢丝绳不用 缠绕，因此钢丝绳的长度和股数均不受限，当然轿厢的载重以及提升高度就得到了提 高，从而满足了人们对电梯的使用需求因此，近一百年来，曳引式电梯一直受到重 视，并发展沿用至今3■图1-1曳引式电梯示意图在后来的几十年里，电梯的自动平层控制系统以及1—轿厢2—曳引轮3—对重 通过变换电动机级数的调速方法来调整电梯的运行速度的技术相继研制成功，1933 年世界上第一台运行速度为6m/s的电梯被安装在美国纽约的帝国大厦。

第二次世界大战后，建筑业的发展促使电梯进入了高峰发展时期，代表新。