基于plc控制的4层电梯控制系统[1].doc

11绪论 山东技师学院毕 业 论 文基基于于 PLC 的的自自动动门门控控制制系系统统设设计计学生姓名 王庆政 导师姓名 刘天华 学科、专业 技师机电一体化 学号 087610439 班级 技师机电0804 绪论随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分 电梯已不22仅是一种生产环节中的重要设备，更是一种工作和生活中的必需设备，随着社会的 发展，电梯在人们物质文化生活中的地位将日益提高成为重要的运输设备之一 ，继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法但是，进入九十年代，随着科学技 术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显可编程序控制器 (PLC)最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计数字运算操作的电子装置 ，其控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、 灵活性强等特点选择该课题作为毕业设计就是因为继电器控制的弱点越来越明显，而PLC 控制的优点越来越突现。

就发展看来PLC 终究会代替继电器控制2 2. . 总总体体设设计计方方案案2 2. .1 1 PLC 控控制制系系统统和和其其他他工工业业控控制制系系统统的的比比较较目前，电梯行业在我国迅速的发展，在一定程度上占有很大的市场而在今天选择 控制电梯运动的设备已经从传统的继电器 —接触器转变成可编程序控制器（ PLC） 个人计算机有很强的数据处理功能和图形显示功能，有丰富的软件支持，但是它们 是为办公室自动化和家庭设计的，对环境要求很高，抗干扰能力不强，一般不适合在工 业现场使用单片机只是一片集成电路，不能直接将它与外部 I/O信号相连要将它用于工业控制，还要附加一些配套的集成电路和 I/O接口电路，硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大，要求设计者具有很强的计算机领域的理论知识和实践经验继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和安全性，经常造成停梯，给 乘用人员带来不便和惊忧且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故工业控制计算机（简称工控机）也是为工业控制设计的，目前比较流行的是 PC总线工控机，它与个人计算机兼容工控机采用总线式结构，各厂家产品的兼容性强。

工控 机一般是在通用微机的基础上发展起来的，有实时操作系统的支持，因此在要求快速、 实时性33强、功能复杂的领域占有优势工控机的价格较高，将它有与开关量控制以取代 继电器系统有些大材小用工控机的外部 I/O接线一般都用多芯扁平电缆和插头、插座， 直接从印刷电路板上引出，不如可编程序控制器的接线端子那样方便可靠以上各种计算机用语控制的程序一般都是用汇编语言编写的，不像可编程续控制器 的梯形图语言那样易于被工厂的电气人员掌握可编程序控制器是专为工厂现场应用环境设计的，结构上采取整体密封或插件组合 型，对印刷电路板、电源、机架、插座的制造和安装，均采用了严密的措施可编程序 控制器由于具有前述的各种优点，在工业控制领域具有不可比拟的竞争力当然在电梯的控制领域也具有重要的地位，把可编程序控制器用于电梯运动的核心 部分是很合理的选择，而且可编程序控制器现在在市场上也是一种成熟的产品总之， 经上述比较可得，我确定选用 PLC控制电梯的运行PLC是一种用于工业自动化控制的专 用计算机，实质上属于计算机控制方式 PLC与普通微机一样，以通用或专用 CPU作为字处理器，实现通道(字)的运算和数据存储，另外还有位处理器，进行点 (位)运算与控制。

PLC控制一般具有可靠性高 、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点PLC控制系统优点如下：(1)在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制 ，可靠性大大提高2)去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化3)PLC 可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能 4)PLC 可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修5)用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率6)更改控制方案时不需改动硬件接线2 2. .2 2 电电梯梯P PL LC C 控控制制系系统统的的构构建建（1）机房机房用来安装曳引机、电控屏、限速器等机房可以设置在井道顶部，也可设置在 井由自部当机房设于井道底部时，即为曳引机下置式曳引方式这种方式结构复杂， 建筑44物承重大，对井道尺寸要求大，只有在机房无法顶置时才使用对于绝大多数电 梯，椭均设于井道顶部机房必须有足够的面积，高度、承重能力及良好的通风条件2)曳引系统曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮组成曳引机由电动机联轴器、制动 器、减速器、机座、曳引轮等组成，它是电梯的动力源；曳引钢丝绳的两端分别连接轿 厢和对重装置（或者两端固定在机座房上），依靠钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力来 驱动轿厢的升降；导向轮的作用是分开轿厢和对重装置的距离，采用复绕型时还可增加 曳引能力。

导向轮安装在曳引机架上或重梁上当钢丝绳的绕绳比大于 1时，在轿厢和对重架上应增设反绳轮反绳轮的个数可以是 1个、2个，甚至3个，这与曳引比有关3)导向系统导向系统由导轨、导靴和导轨架等组成它的作用是限制轿厢和对重只能沿着导轨 作升降运动导轨固定在导轨架上；导轨架是支承导轨的组件，与井道壁联接；导靴装 在轿厢和对重架上，与导导轨配合，强制轿厢和对重的运动服从于导轨的直立方向4)门系统门系统由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成轿厢门社在轿厢入口， 由门扇、门导轨架、门靴和门刀等组成；层门社在层站入口，由门扇、门导轨架、门靴 和门锁装置及开锁装置组成；开门机社在轿厢上，是轿厢门和层门启闭的动力源5)轿厢轿厢是用以运送乘客和货物的电梯组件它由轿厢架和轿厢体组成轿厢架是轿厢 体的承重构架是由上横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成；轿厢体由轿厢底、轿厢壁、 轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮等组成；轿厢体空间的大小由额 定载重量和额定载客量决定6)门厅每一层电梯门口装的门，门上带有机器锁及电气接点客梯多为自动开关门，开关 门由轿厢门上的开门刀带动厅门上的橡皮勒辘来完成的，而轿厢门是由轿厢上的开关门 装置驱动的。

7)井道55井道由围壁、顶板及底坑围成一个在纳电梯轿厢和对重的有限空间为了出人， 在每个层站开有入口8)围壁围壁的作用是将电梯与外界分隔开，当导轨架直接安装在围壁上时，它还应承受费 切力围壁的结构分为封闭式和空格式9)顶板井道的顶部是机房，它是维修人员工作的地方因此顶板必须是封闭型的，将井道 与机房完全隔离顶板还具有阻止机房即传向井道的作用对于快、高速电梯，为了取 得良好的隔声效果，常在井道顶部设隔音层，此时的井道顶成了双层结构10)底坑井道的底坑深入地面，用于安装缓冲器、限速器、钢丝绳涨紧装置等由于深人了 地面，因此要求防水，最好有排水设施11)重量平衡系统该系统由对重和重量补偿装置组成对重由对重架和对重块组成，对重将平衡轿厢 自重和部分的额定载重；重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧曳引钢丝绳长度 变化对电梯设计影响的装置12)电力拖动系统该系统由曳引机、供电系统、速度反馈装置、调速装置和变频器等组成对电梯实 行速度控制曳引电动机是电梯的动力源，根据电梯的配置可用交流电动机或直流电动 机；供电系统是为电动机提供电源的装置；速度反馈装置是为调速系统提供电梯运行速 度信号，一般采用测速发电机或速度脉冲发生器，与电动机相连；调速装置对曳引电动 机实行调速控制；变频器可以通过改变频率的大小来控制其运行速度的快慢。

13)电器控制系统该系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等组成，它起着操 纵和控制电梯运行的作用操纵装置包括轿厢内的按钮操作箱或手柄开关箱、层站召唤 按钮、轿顶和机房中的检修或应急；位置显示装置是指轿内和层站的指层灯；层站上一 般能显示电梯运行方向或轿厢所在的层站；控制屏安装在机房中，由各类电气控制元件 （或板）组66成，是电梯实行电气控制的集中组件；选层器能起到指示和反馈轿厢位置、 决定运行方向、发出加减速信号等作用它可由机械式、继电器式或电子式组成14)安全保护系统电梯上设有机械和电气的各类保护系统，以保证电梯安全使用机械方面的有限速 器和安全钳，起超速保护作用；缓冲器，起冲顶和撞底保护作用；切断总电源的极限保 护2 2. .3 3 电电梯梯控控制制系系统统实实现现的的功功能能(1)一台电机控制上升和下降 2)各层设上/下呼叫开关(最顶层与起始层只设一只 )3)电梯到位后具有手动或自动开门关门功能 4)电梯内设有层楼指令键 ，开关门按键，警铃风扇及照明按键 5)电梯内外设有方向指示灯及电梯当前层号指示灯 6)待客自动开门，当电梯在某层停梯待客时，按下层外召唤按钮，应能自动开门迎客。

7)自动关门与提早关门 在一般情况下，电梯停站4-6 秒应能自动关门；在延时时间内，若按下关门按钮，门将不经延时提前实现关门动作 8)按钮开门在开关过程中或门关闭后，电梯启动前，按下操纵盘上开关按钮，门将打开9)内指令记忆当轿厢内操纵盘上有多个选层指令时，电梯应能按顺序自动停靠车门，并能至调定时间，自动确定运行方向10)自动定向当轿厢内操纵盘上，选层指令相对与电梯位置具有不同方向时，电 梯应能按先入为主的原则 ，自动确定运行方向11)呼梯记忆与顺向截停 电梯在运行中应能记忆层外的呼梯信号 ，对符合运行方向的召唤，应能自动逐一停靠应答12)自动换向当电梯完成全部顺向指令后，应能自动换向，应答相反方向的信号13)自动关门待客当完成全部轿厢内指令，又无层外呼梯信号时电梯应自动关门 在调定时间内自动关闭轿厢照明772 2. .4 4 电电梯梯的的安安全全保保护护装装置置(1)电磁制动器，装于曳引机轴上，一般采用直流电磁制动器，启动时通电松闸，停层后断电制动2)强迫减速开关，其分别装于井道的顶部和底部，当轿厢驶过端站换速未减速时，轿厢上的撞块就触动此开关，通过电器传动控制装置，使电动机强迫减速。

3)限位开关，当轿厢经过端站平层位置后仍未停车，此限位开关立即动作，切断电源并制动，强迫停车4)行程极限保护开关，当限位开关不起作用，轿厢经过端站时，此开关动作5)急停按钮，装于轿厢司机操纵盘上，发生异常情况时，按此按钮切断电源，电磁制动器制动，电梯紧急停车6)厅门开关，每个厅门都装有门锁开关仅当厅门关上才允许电梯启动 ;在运行中如出现厅门开关断开，电梯立即停车7)关门安全开关，常见的是装于轿厢门边的安全触板，在关门过程中如安全触板碰到乘客时，发出信号，门电机停止关门，反向开门，延时重新开门，此外还有红外线开关等8)超载开关，当超载时轿底下降开关动作，电梯不能关门和运行9)其它的开关，安全窗开关，钢带轮的断带开关等2 2. .5 5 电电梯梯控控制制系系统统原原理理图图电梯控制系统原理图如图2-2 所示88图图 2 2- -2 2 电电梯梯控控制制系系统统原原理理图图2 2. .6 6 设设计计要要求求及及选选型型可编程序控制器是由继电器逻辑控制而来的，所以它在开关量处理、顺序控制方面 具有一定的优势，发展初期主要侧重于开关量顺序控制随着计算机技术的发展，可编 程序控制器增加了数值运算、 PID闭环调节功能，并开始与个人计算机或小型计算机联网， 它本身也可以构成网络系统。

可编程序控制器的应用领域，在发达的工业国家，可编程序控制器已经广泛地应用 在所有的工业部门，随着可编程序控制器的性能价格比的不断提高，过去许多使用专用 计算机的场合也。