基于PLC的六层电梯控制系统的毕业设计(最新)

基于plc的电梯控制系统

摘要

随着现代城市的发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。传统的电梯控制系统采用的是继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运行寿命短，占地空间大，正逐步被淘汰。

为了提高自动控制系统的可靠性和设备的工作效率，设计了一套以PLC为核心控制器的电梯自动控制系统，用来取代以往的较复杂的继电器—接触器控制。系统的核心部分（控制部分）使用了日本三菱公司生产的FX2N-80型PLC，因为在核心控制部分采用的是软件程序控制，从而在保证电梯正常运行这个要求的情况下，大大的提高了电梯故障检查与维修的方便性和容易性，同时还克服了手动操作所带来的一些人为干扰因素，取得了良好的预期效果。

关键词：电梯，PLC，梯形图

THE ELEVATOR CONTROL SYSTEM BASED ON PLC

ABSTRACT

With the development of modern cities, an increasing number of high-rise building, elevator become an indispensable means of transport of daily life. The quality of the lift performance of the impact on people's lives becoming more and more obvious, it must strive to improve the performance of elevator systems, and ensure the operation of the lift is safe, reliable and energy efficient. The traditional elevator control system uses logic of the relay to control circuit, this kind of controls easily to be crash, maintains inconveniently, the movement life is short, and that occupying a large area of space, it being eliminated gradually.

For raising the credibility of the automatic control system and the work efficiency of the equipments, design a set of take PLC as the core controller of the elevator auto control system, using to replace former more complicated of after electric appliances-the contact machine control. The core part(control part) of the system used a Japanese Mitsubishi company to produce of the FX2N - 80 type PLC is the software procedure control in the core because of what to control the part adoption, thus Be promising the elevator circulates normally under the circumstance of[with] this request, raised elevator to break down check and the convenience and easy for maintain consumedly, still overcame to move an operation some artificial interference factors bring in the meantime, obtain the good results.

KEY WORDS: Elevator, PLC, Ladder Diagram

1.绪论 (2)

1.1 电梯继电器控制系统的特点及存在问题 (2)

1.1.1 电梯继电器控制系统的优点 (2)

1.1.2 电梯继电器控制系统存在的问题 (3)

1.2 PLC 及其在电梯控制中的应用特点 (3)

1.2.1 PLC 的特点 (4)

1.2.2 PLC 控制电梯的优点 (6)

1.3 课题的提出 (6)

1.4 课题的主要讨论内容 (7)

1.5电梯的功能要求 (7)

2.三菱FX2N系列可编程序控制器介绍 (9)

2.1.可编程控制器的基础认识 (9)

2.2 可编程序控制器的工作方式 (12)

2.3 PLC的编程语言 (14)

3.电梯设备及电梯发展动态 (16)

3.1 电梯的出现及发展 (16)

3.2 电梯设备 (17)

3.2.1 电梯的分类 (17)

3.2.2 电梯的主要组成部分 (18)

3.2.3 电梯的安全保护装置 (19)

3.2.4 电梯技术发展情况 (19)

3.2.5 电梯发展展望 (20)

4.PLC 的选择及其软件开发 (22)

4.1 可编程控制器（PLC）的选型 (22)

4.2交流双速电梯的主电路 (22)

4.3 门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路 (24)

4.4电梯的主要电气设备 (26)

4.5输入输出设计 (29)

4.5.1算法说明 (32)

4.5.2程序中相关中间继电器的说明 (33)

4.6梯形图的设计 (34)

4.7梯形图程序 (38)

5.电梯模拟调试及安装 (59)

5.1 电梯模拟调试 (59)

5.2 电梯安装调试 (59)

5.3 程序的调试与运行监控 (60)

6.总结 (63)

致谢 (65)

参考文献 (66)

附录 (67)

1.电梯的主电路图 (67)

2. I/O连接图 (68)

前言

近年来我国的经济飞速发展，人民生活水平的迅速梯高，工作

居住条件得到了巨大的改善。电梯作为建筑物内的垂直交通运输工具，与人们的生活息息相关。传统的电梯曳引电动机采用接触器来

实现电动机工作状态的改变，另外，传统的电梯控制系统由继电器

接触器控制逻辑组成，存在着电气元件多、功能弱、电气故障频繁，可靠性差和工作寿命短等缺陷。可编程控制器（P L C）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的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被P L C控制代替。同时，由于电机交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速，不仅能满足乘客的舒适感和保证平稳的精度，还可以降低能耗，节约能源，减小运行费用。因此，P L C控制技术加变频调速已成为现代电梯行列的一个热点。

“基于P L C的电梯控制系统的设计”做诠释如下P L C控制是指电梯信号控制由P L C及其软件来实现，控制系统的核心为P L C。其次课题开发的主要任务和内容是：建立“P L C控制的电梯系统”的总体框架；信号控制系统利用P L C集中处理电梯运行方式、安全保护信号、内指令信号、外召唤信号、井道信号、门区信号、开关门及限位信号等信号，并显示电梯所到楼层、运行方向及呼梯应答等，实现开关门控制；拖动控制系统中曳引机的启动、运行、制动停止，包括正反转信号及多种速度信号，经P L C运算、判断后通过电机来实现。达到的要求是：通过深入的理论研究和编程实践，全面认真的完成上述几个内容。

本课题的核心问题有两个：一是运行效率、平层精度和安全性的要求；二是P L C实现电梯信号控制及其软件开发。对于第一个问题，通过选择合适的P L C，进行合理的设计和编程便可以实现。本人选择的P L C是日本三菱公司的F X2N－80型可编程控制器。第二个问题，根据电梯所要实现的功能以及P L C的顺序执行程序的特点，编写P L C程序主要是采取模块化编程思想，即根据各功能实现的条件及原则编写各个功能模块来实现。

方案选择是通过多种方案的比较和对照，完成电梯控制系统中控制方法的选择。

第1章绪论

1.1电梯继电器控制系统的特点及存在问题

1.1.1电梯继电器控制系统的优点

1.所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理

解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。

2.系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。

3.大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格便宜。

4.多年来我国一直生产这类电梯，技术成熟，已形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉掌握的人员较多。

1.1.2电梯继电器控制系统存在的问题

1.系统触点繁多接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，

因而故障率较高。

2.普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的

控制功能不易增加，技术水平难以提高。

3.电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度

难以提高。

4.系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。

5.由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高；而且检查故障困难，费时费工。电梯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扰。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。

1.2 PLC 及其在电梯控制中的应用特点

1.2.1 PLC 的特点

P L C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。P L C与普通微机一样。以通用或专用C P U作为字处理器，实现字运算和数据存储，另外还有位处理器（布尔处理器），进行点（位）运算与控制。P L C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。

1、可靠性

对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。

（1）P L C不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。

（2）P L C采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了M T T F （平均无故障时间），使可靠性提高。

（3）P L C有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误。

（4）P L C是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程错误率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。

（5）在P L C的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件；采用先进的工艺制造流水线制造；对干扰的屏蔽、隔离和滤波等；对电源的断电保护；对存储器内容的保护等。

（6）P L C的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波等；软件自诊断；简化编程语言等。

2、易操作性

P L C的易操作性表现在下列几个方面：

（1）操作方便

P L C的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数P L C采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的P L C，编程器采用了C R T屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显示。更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或C R T上显示。

（2）编程方便

P L C有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握和理解。采用布尔助记符编程语言，十分有助于编程人员的编程。

（3）维修方便

P L C具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求减低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快的找到故障的部位，以便维修。

3、灵活性

P L C的灵活性表现在以下几个方面：

（1）编程的灵活性。

P L C采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展。

（2）扩展的灵活性。

P L C的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可根据应用的规模不同，即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。

（3）操作的灵活性。

操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易

1.2.2 PLC 控制电梯的优点

（1）在电梯控制中采用了P L C，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）P L C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）P L C可进行故障自动检测报警显示，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。

此外，微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷而没被广泛采用。P L C控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。

1.3课题的提出

P L C以其优越的性能，在很多领域中得到了广泛的应用。在电梯业也是如此，目前国内70～80年代安装完成的电梯绝大部分是继电器控制，线路复杂，节点接线多，故障率高，系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大，严重地影响电梯运行质量。应对这些电梯进行更新和改造。但是更新需要大量资金，对使用单位来说有一定困难，所以对电梯进行局部改造是经济的、实际的。近年来，采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器（P L C）来控制

电梯，取得了良好效果。利用P L C和变频器对旧电梯进行改造，不但可以增加电梯的舒适感、安全性、可靠性，还可以降低能耗，节约能源，减少运行费用。

1.4课题的主要讨论内容

课题所研究的内容主要是用可编程控制器（P L C）改造在用电梯自动控制系统。由于大部分老式电梯的电控系统可靠性欠佳，用户寻求对电梯的电控系统进行改造，以节约资金。因此，对电梯控制技术进行研究，找出一条适合国产老式电梯的改造之路，并进而提高国产电梯的技术水平和质量，具有十分重要的意义。

针对老式电梯采用的继电器逻辑控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺陷，提出采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器（P L C）来控制电梯。

论文的主要内容如下：

首先对电梯系统及可编程控制器（P L C）作了比较全面的总结和介绍。接着阐述了电梯控制系统的分类及特点，电梯的控制系统分为调速和信号控制两大部分。确定了系统的总体结构，由P L C来实现电梯信号控制，有双速电机实现调速，完成了电机和可编程控制器（P L C）的选择。然后是系统硬件开发，完成了P L C的选型、I/O点数分配与P L C的连接。在分析了电梯系统的软件设计方法基础上，设计出了软件流程图，提出了模块化编程思想，介绍了系统的软件开发。最后对改造后的电梯系统进行模拟调试。

1.5电梯的功能要求

（1）电梯运行到指定位置后应具有手动或自动开/关门的功能。

（2）利用指示灯显示电梯轿厢外的呼唤信号、电梯轿厢内的

指令信号和电梯的到达信号。

（3）能自动判断电梯的运行方向，并发出响应的指示信号。

（4）电梯的上行下行有一台交流双速电机牵引。电机正传，电梯上升；电梯反转，电梯下降。

（5）电梯轿厢门由另一台小功率电机驱动。电机正传，轿厢门打开；电机反转，轿厢门关闭。

（6）每一层楼设有呼叫按钮；轿厢内设有开关轿厢门按钮；轿厢内的层面指令按

（7）电梯启动、运行、到站实现速度的调节。

（8）行车时，厅门和轿厢都不能开门。开门之后不能行车，有门连锁保护。

平层时可自动开门、手动开门，夹人时自动开门。

第2章三菱FX2N系列可编程序控制器介绍

2.1可编程控制器的基础认识

1.三菱F X2N P L C的主要特点：

（1）集成型高性能。C P U、电源、输入输出三为一体。

对6种基本单元，可以以最小8点为单元连接输入输出扩展设备，最大可以扩展输入输出256点。

（2）高速运算

基本指令：0.08μs／指令

应用指令：1.52～几百μs／指令

（3）安全、宽裕的存储器规格

内置8000步R A M存贮器

安装存储盒后，最大可以扩展到16000步。

（4）丰富的软元件范围

辅助继电器：3072点，定时器：256点，计数：235点

数据寄存器；8000点

（5）除了具有输入输出16～256点的一般速途，还有模拟量控制、定位控制等特殊控制。

（6）面向海外的产品适合各种安全规格

为大量实际应用而开发的特殊功能：

开发了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要----模拟I／O，高速计数器。对每一个F X2N主单元可配置总计达8个特殊功能模块。

2.P L C的性能指标和分类

（1）P L C的主要性能指标

(1)输入／输出点数（I／O点数）

I／O点数是指可编程序控制器外部输入、输出端子数的总和。它标志着可以接多少个开关、按钮和可以控制多少个负载。

（2）存储容量

存储容量是指可编程序控制器内部用于存放用户程序的存储

器容量，一般以步为单位，二进制16位即一个字为一步。

（3）扫描速度

一般以执行1000步指令所需时间来衡量，单位为m s/k步，也有以执行一步指令所需时间来计算的，单位用μs/步。

（4）功能扩展能力

可编程序控制器除了主模块之外，通常都可配备一些可扩展模块，以适应各种特殊应用的需要，如A／D模块、D／A模块、位置控制模块等。

（5）指令系统

指令系统是指一台可编程序控制器指令的总和，它是衡量可编程序控制器功能强弱的主要指标。

（6）P L C的分类

通常，P L C产品可按结构形式、控制规模等进行分类。按结构形式不同,可以分为整体式和模块式两类。按控制规模大小、则可以分为小型、中型和大型P L C三种类型。

3.P L C系统的组成

P L C是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其硬件结构与微型计算机控制系统相似。P L C也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。

（1）P L C的硬件结构

一套P L C系统在硬件上由基本单元（包含中央处理单元、存储器、输入／输出接口、内部电源）、I／O扩展单元及外部设备组成。

（2）P L C的软件

P L C的软件系统指P L C所使用的各种程序的集合，它由系统程序（系统软件）和用户程序（应用软件）组成。系统程序：包括监控程序、输入译码程序及诊断程序等。用户程序是用户根据控制要求，用P L C的编程语言（如梯形图）编制的应用程序。

2.2 可编程序控制器的工作方式

1. P L C 的扫描工作方式

图2-1 P L C 的扫描过程

可编程序控制器在进入R U N 状态之后，采用循环扫描方式工作。

从第一条指令开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储的

地址号递增的顺序逐条执行程序，即按顺序逐条执行程序，直到程

序结束。然后再从头开始扫描，并周而复始地重复进行。可编程序

控制器工作时的扫描过程如图2-1所示，包括五个阶段：内部处理、

开始

内部处理 通信处理 R U N 方式？ 输入扫描 程序执行

输出处理

N Y

通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理。P L C 完成一次扫描过

程所需的时间称为扫描周期。扫描周期的长短与用户程序的长度和

扫描速度有关。

2. P L C 的程序执行过程

P L C 的程序的执行过程一般可分为输入采样、程序执行和输出

刷新三个主要阶段，如图2-2所示。

图2-2 P L C 的程序执行过程

3. P L C 的扫描周期

在P L C 的实际工作过程中，每个扫描周期除了前面所讲的输入

采样、程序执行、输出刷新三个阶段外，还要进行自诊断、与外设

（如编程器、上位计算机）通信等处理。即一个扫描周期还应包含

自诊断及与外设通信等时间。

4. P L C 的I ／O 响应时间

P L C 采用集中I ／O 刷新方式，在程序执行阶段和输出刷新阶

段，即使输入信号发生变化，输入映像寄存器区的内容也不会改变，输入

端

子

输入映象寄存

器

输出映像寄存器 输出锁存器 输出端子 输………. 输

程序执行阶段 输入采样阶输出刷新阶

X 001 Y 001 Y 001 M 1 读 读 ① ② ③ ④ ⑤

还会影响本次循环的扫描结果。输出信号的变化滞后于输入信号的变化，这产生了P L C的输入输出响应滞后现象，最大滞后时间为2-3个扫描周期。

2.3PLC的编程语言

P L C的编程语言有梯形图语言、助记符语言、顺序功能图语言等。其中前两种语言用得较多，顺序功能图语言也在许多场合被采用。本课题所采用的编程语言为梯形图语言。

（1）.可编程序控制器与继电器、微机在电梯控制中的应用比较

在电梯的电气系统中，逻辑判断起着主要的作用，其控制系统必须起动各种控制信号和执行元件（如接触器、继电器、发光指示器、电动机以及电子元件、电力电子器件等），要达到这些控制目的，其方法有：

1.继电器—接触器控制系统

这种控制系统是早期电梯多采用的一种控制系统。优点：与其它控制系统比较，其简单、易于理解和掌握、价格便宜。缺点：动合触点易磨损，且电接触不良；体积大；控制系统耗能大、动作噪声大；维修保养工作量大、费用高。因此这种控制系统仅用于速度不高、性能要求也不高的电梯中。

2.微机控制系统

电梯的微机控制系统实质上是使控制算法不再由硬件逻辑完成，而是通过程序存贮器中的程序来完成的控制系统。因此对于有不同功能要求的电梯控制系统，只要改变程序存贮器中的程序指令

即可，而无需变更或增减硬件系统的元件或布线。因此，十分方便于使用和管理，并提高系统的可靠性，减小控制系统体积，降低了能耗及其维修保养费用。虽然微机控制的电梯，与继电器控制的电梯比较，它具有较大的优越性。但是，对一般的电梯而言，应用微机控制也有其局限性和不足之处。其缺点是：微型计算机是按数字运算的需要而设计的，功能比较齐全，结构比较复杂；而一般的电梯控制只需要进行简单的逻辑运算，运算方式多为“与”、“或”、“非”几种，运算位数只需1位，即“1”与“0”。因此，使用微机就有“大材小用”之嫌。此外，微机的接口电路没有标准件，而且一般不控制强电。但在电梯控制中，往往要求能直接控制110V或220V 的用电设备，如用户专门配备接口电路既不方便又不可靠。综上所述，造成用微机控制的成本、运行和维修费用均较高，因此，如在一般的电梯上使用微机控制在经济上不合算。

3.P L C控制系统

P L C充分利用了微型计算机的原理和技术，保留计算机控制的优点，而克服了它的缺点。它具有强大的生命力，各工业部门纷纷用它来改造旧有的电梯控制电路，取得了明显的效果。总之，P L C 是采用微机技术制造的通用自动控制设备，它能控制开关量、模拟量、具有可靠性高、抗干扰能力强、并具有完成逻辑判断、定时、计数、记忆和算术、运算等功能，可以取代继电器为主的各种控制设备。它不仅能用于控制机械设备、流水线和各种设备的运行过程，将P L C用于控制电梯各种操作和处理相关信息也是可行的。

第3章电梯设备及电梯发展动态

3.1电梯的出现及发展

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―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1-1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。

图3-1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

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陕西国防工业职业技术学院 SHAANXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕业设计说明书 题目四层电梯的自动控制系统及模拟系统

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段

保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

自动化毕业论文(四层电梯的PLC控制系统设计与实现)概要

摘要 随着科学技术的发展，近年来我国的电梯生产技术得到了迅速发展，一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。更新换代生产更新型的电梯，电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份，随着自动控制理论与微电子技术的发展，电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电路控制系统(早期安装的电梯多位继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。 关键词PLC；电梯；控制系统；设计 I

Abstract Along with science's and technology's development, the recent years, our country's elevator production technology obtained the rapidly expand. Some elevator factory unceasingly is also improving the design, the revision craft. The renewal production renewal's elevator, the elevator mainly divides into the mechanical system and the control system two major parts, along with the automatic control theory and microelectronic technology's development, elevator's dragging way and the control method has had the very big change, the exchange velocity modulation is the current elevator dragging main development direction. At present the lift control system mainly has three control modes: Following electric circuit control system (“early installment elevator many black-white control system), PLC control system, microcomputer control system. Because the black-white control system the failure rate is high, the reliability is bad, control mode not nimble as well as consumed power big and so on shortcomings, at present has been eliminated gradually. Key words PLC, elevator, control system, design II

六层电梯的PLC控制系统设计

目录 摘要......................................................................... I Abstract .................................................................... II 第1章引言.. (1) 第2章功能需求分析 (3) 2.1 电梯的集选控制功能 (3) 2.2 电梯的楼层检测及平层功能 (3) 2.3 电梯门的控制功能 (3) 2.4 电梯的调速功能 (4) 2.5电梯的安保功能 (4) 第3章电梯控制系统的硬件设计 (5) 3.1可编程控制器（PLC）的选型 (5) 3.2其他主要器件的选型 (5) 3.2.1电机的选型 (5) 3.2.2变频器的选型 (6) 3.2.3开关器件的选型 (6) 3.3电气原理图的设计及工作原理 (7) 3.3.1主电路图的设计及工作原理 (7) 3.3.2电梯升降控制部分电路图设计及工作原理 (9) 3.3.3电梯门控制部分电路图设计及工作原理 (10) 3.4输入输出（I/O）口分配及PLC接线 (11) 第4章系统软件设计 (15) 4.1 软件设计思想及主程序流程图 (15) 4.2 电梯控制系统各环节梯形图设计 (16) 4.2.1 外部请求响应子程序 (16) 4.2.2 梯内请求信号响应子程序 (18) 4.2.3 当前层显示子程序 (18) 4.2.4 上升控制子程序 (19) 4.2.5 下降控制子程序 (19)

4.2.6 电梯门控制子程序 (20) 4.2.7 电梯升降控制子程序 (20) 第5章系统的仿真 (22) 第6章结论 (24) 致谢 (26) 参考文献 (27)

电梯PLC控制系统毕业设计

防灾科技学院 毕业设计 题目电梯PLC控制系统设计 学生王中榆学号 085031101 系别防灾仪器系专业电气工程及其自动化班级 0850311 开题时间2011 年12 月 20 日答辩时间 2012 年 6 月11 日指导教师立新职称讲师

电梯PLC控制系统设计 作者王中榆 指导教师立新 摘要从第一次工业革命开始，为人类提供方便的东西出现得越来越多，电梯就是其中之一。电梯的高档、新奇、灵活、方便等深受广大人们的青睐。为此，本文阐述了可编程序控制器PLC在电梯控制中的应用，主要介绍了一个5层楼的PLC电梯控制系统的总体设计方案、设计过程以及所选用的PLC的型号、电梯控制的梯形图，并给出了程序流程图，在分析、处理逻辑关系之后，提出了PLC编程。 关键词：电梯;系统控制;可编程序控制器;梯形图 Desing of Elevator Control System Based on PLC Author WANG Zhong—yu Teacher LI Li—xin Abstract After the first industrial revolution, more and more inventions which offer convenience for human have been appearing, and the elevator is one of them. Because of top grade, novelty, flexibility and convenience, the elevator is favored by the majority of people. Therefore, this paper expounds the programmable logic controller PLC in the elevator control application, mainly introducing a five-flo or building’s PLC control system’s the overall design of the scheme, design process and the use of PLC model, the elevator control

三层电梯PLC控制系统设计报告

PLC课程设计报告题目：三层电梯PLC控制系统设计 院别： 姓名： 学号： 指导教师： 日期：

本设计主要利用欧姆龙系统完成。主要介绍了3层电梯的PLC的特点、PLC的功能、发展趋势、PLC控制电梯的软、硬件设计。在示意图、接线图、电梯的控制梯形图、指令表、和程序流程图的基础之上提出了PLC的编程方法。 可编程控制系统（Programmable Logic Controller）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业自动化控制控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。 电梯是高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运送乘客和货物，传统的电梯控制系统主要采用继电器--接触器进行控制，其缺点是触点多，故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用 PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题，使电梯运行更加安全、方便、舒适。目前PLC在电梯行业已得到广泛应用。在层数和控制功能较少的场合，采用PLC控制较为方便。

第一章三层楼电梯自动控制 (4) 一．电梯设计要求 (4) 二．电梯设计分析 (5) 1.分析被控对象 (5) 2.分配PLC的输入/输出端子 (5) 3.统计输入、输出点数并选择PLC型号 (5) 4.输入/输出端子接线图 (6) 5.运动形式分析 (6) 6.助记符 (11) 三．硬件配置设计 (15) 1. 电梯控制构成 (16) 2. 主电路 (16) 四．型号规格 (16)

基于PLC的六层电梯系统设计

电气及自动化课程设计报告题目：基于PLC的六层电梯系统设计 课程： PLC原理与应用 学生姓名： 学生学号： 年级： 14级 专业：自动化 班级： 2班 指导教师： 机械与电气工程学院制 2017年6月

目录 1课程设计的任务及要求 0 1.1课程设计的任务 0 1.2课程设计的要求 0 2设计的内容及主要功能 0 2.1设计内容 0 2.2主要功能 0 3 PLC概述 (1) 3.1 PLC的定义 (1) 3.2 PLC的基本结构 (1) 3.3 PLC工作原理 (3) 3.4 PLC编程语言 (3) 4 电梯简介 (4) 4.1 电梯结构 (4) 4.2 电梯控制要求 (6) 5 系统硬件选取 (7) 5.1 PLC的选取 (7) 5.2 系统I/O分配表 (8) 6 系统软件设计及仿真 (10) 6.1 初始化 (10) 6.2 内外呼信号的记忆与消除 (10) 6.3 平层信号 (11) 6.4 电梯上下行信号 (12) 6.5 自动及手动开关门信号 (13) 6.6 加减速信号 (14) 6.7 程序仿真 (16) 7设计总结 (19) 参考文献 (20)

基于PLC的六层电梯系统设计 机械与电气工程学院自动化专业 1课程设计的任务及要求 1.1课程设计的任务 使用西门子S7-200PLC编写程序实现六层电梯系统的设计并使用仿真软件进行其功能的实现。 1.2课程设计的要求 （1）编程实现按下呼梯按钮时按钮指示灯亮； （2）编程实现电梯自动平层，加减速； （3）编程实现电梯到层后自动开门与自动关门； （4）运行过程中监控电梯所在楼层并显示在数码管上。 2设计的内容及主要功能 2.1设计内容 目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、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取代微机实现信号控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。PLC可靠性高，程序设计方便灵活。本设计在用PLC控制电梯进行上下行，开关门等动作。 2.2主要功能 （1）行车途中如遇呼梯信号时，顺向截车，反向不截车； （2）内选信号、呼梯信号具有记忆功能，执行后解除； （3）内选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层位置均有信号灯指示； （4）停层时可延时3s自动开门、手动开门、(关门过程中)本层顺向呼梯开门； （5）有内选信号时延时自动关门，关门后延时自动行车； （6）停层进人超重时进行报警不关门，行车过程超重不响应外呼信号； （7）集选控制，将所有呼梯信号集中进行分析比较选取最优路线行车。

Java课程设计------电梯控制系统

A1 系统描述 1．功能描述 本电梯系统用来控制一台运行于一个具有N层的大楼电梯，它具有上升、下降、开门、关门、载客的基本功能。 大楼的每一层都有： （1）两个指示灯这两个指示灯分别用于指示当前所在的层数和电梯的当前状态（上行、下行或停止）； （2）电梯锁用于将本层的电梯门锁住，并使本楼层的电梯按钮失效，电梯里相应的按钮也失效，使得电梯不能也不可能停在本层； （3）按钮除了第一层和顶层，每一层都有两个按钮（上行、下行），乘客可以呼叫上楼或下楼，顶楼只有一个下楼按钮，而第一层只有一个上楼按钮。 电梯里面具有： （1）标示从“1”到“N”的N个按钮，用于让乘客选择所要的层数； （2）关门按钮当乘客按下此按钮时，电梯门如果开着将关上，否则不执行任何操作；（3）开门按钮当乘客按下此按钮时，电梯如果停在某一层，电梯门将打开，否则不执行任何操作； （4）超重测试和警报装置电梯的地面有超重感应装置，当电梯载重达到某一个值时，电梯“超重警报铃”发出超重警报，并且不执行关门命令。 2．关键实现方法描述 用“最大距离循环”来说明电梯的运行方式。也说是说，电梯处于上行状态时就一直上行直到不再有上行任务，电梯处于下行状态时就一直下行直到不再有下行任务。 当电梯正在上行时，如果上行队列的队列头改变时，系统将同时将这个新的队列头发送给电梯作为它的新目的地。有两种原因引起队列头的改变。 （1）新的请求插入到上行队列头。 （2）电梯到达某个楼层将这个楼层的请求从上行队列的队列头删除，后继的更高楼层号成为对列头。 当电梯正在下行时，如果下行队列的队列头改变时，系统将同时将这个新的队列头发送给电梯作为它的新目的地。有两种原因引起下行队列头的改变。 （1）新的请求插入到下行队列头。 （2）电梯到达某个楼层将这个楼层的请求从下行队列的队列头删除，后继的更高楼层号成为对列头。 在电梯上行过程中，当上行队列中没有比电梯当前所在的楼层更高的楼层号时，发送电梯目的地的开始从下行队列中取得。同样，在电梯下行过程中，当下行队列中没有比电梯当前所在的楼层更低的楼层号时，发送电梯目的地的开始从上行队列中取得。如此反复，当两个队列中都没有数据时，电梯暂停。 当电梯到达某层时，此层的所有请求按钮全部复位（包括楼层和电梯里的按钮），电梯门自动开启，在一段时间内如果乘客没有按下开门或关门的按钮，电梯将自动关门。 为了保证电梯系统的安全，在任何不安全的情况下，紧急制动就会被促发，电梯被强制停止。A2 用例模型 1．角色识别 根据前面系统的描述，可以确定与该系统交互的两个角色：电梯管理员（elevator manager）和乘客（passenger），其中乘客是电梯的主要使用者，电梯管理员的责任

六层电梯的PLC控制系统设计

六层电梯的PLC控制系统设计

目录

摘要 本文采用可编程控制器(PLC)代替传统的继电器接触控制，设计了六层电梯的控制系统。在功能需求分析的基础上，选用S7-200系列PLC（CPU226）作为控制器完成了系统的硬件系统的设计，利用编程软件Step7-Micro结合模块化的编程思想设计了电梯系统各环节的梯形图，并借助S7-200仿真软件对六层电梯控制系统进行了模拟仿真，给出了仿真结果图。仿真结果表明本设计实现了电梯运行的基本功能。本文设计的电梯控制系统提高了电梯的控制水平，克服了手动操作所带来的一些人为干扰因素，取得了良好的预期效果，也为高层电梯及电梯的群控技术提供了理论依据。 关键字：电梯，PLC 控制系统，硬件系统，梯形图，仿真

Abstract In this paper, the programmable controller (PLC) is used to replace the traditional relay contact control and the design of the control system for an elevator of six levels is introduced.On the basis of analysis of the functional requirements, S7-200 series PLC (CPU226) is selected as the controller to complete the system hardware design, the use of the programming software Step7-Micro designed the elevator system at all stages of the ladder with modular programming ideas, and the use of S7-200 simulation software for a six-story elevator control system simulation debugging, simulation results are given and the Fig simulation results show that the design of the basic functions of elevator running can be realized.In this paper, the design of elevator control system improves the control level of the elevator, and overcomes some human interference factors in manual operation, and has achieved good result. meanwhile it provides the theory basis for high-level elevator and the control technology of elevator group. Key words: elevator, PLC control system, hardware system,ladder diagram, simulation

基于PLC系统电梯控制系统毕业设计论文

本科学生毕业设计（论文） 毕业论文 课题名称：基于PLC的四层电梯控制 班级：07自动化2 学号：08 姓名： 指导教师： 信息工程系

论文摘要 本文介绍一种电梯PLC控制系统。电梯是垂直方向的运输设备，是高层建筑中不可缺少的交通运输设备。它靠电力，拖动一个可以载人或物的轿厢，在建筑的井道内导轨上做垂直升降运动，在人们生活中起着举足轻重的作用。而控制电梯运行的PLC系统也要求越来越高，要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。本机控制单元采用以三菱公司的可编程控制器PLC对机器进行全过程控制。 整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。

目录 论文摘要 (1) 第四章电梯的电气控制系统 (5) 4.1概述 (5) 4.2电梯电气控制系统中的主要电器部件 (5) 4.3电梯自动控制系统中的各主要控制环节及结构原理 (6) 4.3.1 各类电梯安全可靠运行的充分与必要条件 (6) 4.3.2 电梯自动开关门的控制环节 (6) 4.3.3 电梯的方向控制环节 (7) 4.3.4 发生制动减速信号的控制环节 (9) 4.3.5 主驱动控制环节 (10) 4.3.6 电梯的安全保护环节 (10) 4.4电梯的内外召唤指令的登记与消除 (12) 4.4.1 召唤指令信号登记记忆线路的原理说明 (13) 4.4.2 轿内信号的登记、记忆与消除 (14) 4.4.3 层外召唤信号的登记记忆与消除 (15) 4.5电梯的信号指示系统 (16) 4.5.1 数码显示的层楼指示灯 (16) 4.5.2 运行方向灯、轿内指令及厅外召唤信号灯 (16) 4.5.3 超载信号指示灯及音响 (17) 4.6电梯的消防控制系统 (18) 4.6.1 电梯控制系统中适应消防控制的几个基本要求 (18) 4.6.2 消防控制系统的类型及工作原理 (19) 4.7交流信号控制电梯线路原理说明 (20) 4.7.1 概况 (20) 4.7.2 电梯投入使用和撤出使用 (20) 4.7.3 自动开关门 (20) 4.7.4 电梯的启动，加速和满速运行，制动减速，停车和开门 (21) 4.7.5 指令信号登记，记忆和消除 (22) 4.7.6 电梯的安全保护 (22) 第五章结论 (23) 参考文献 (55) 附录一I/O分配表 (56) 附录二交流双速电梯线路图元件代号说明 (57)

基于FPGA的六层电梯控制系统课程设计打印终稿

基于FPGA 的六层电梯控制系统 郑州轻工业学院 电子技术课程设计 题目基于FPGA的 学生姓名 专业班级 学号 院 指导教师 完成时间

郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目基于FPGA 的六层电梯控制系统 专业、班级电子信息工程10-01 学号 541001030136 姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容： 要求学生使用硬件描述语言设计六层电梯控制系统的FPGA源程序，实现如下功能：(1)每层电梯入口处设有上下请求开关，电梯内设有顾客到达层次的停站请求开关。(2)设有电梯入口处位置指示装置及电梯运行模式(上升或下降)指示装置。（3)电梯到达有停站请求的楼层，开门指示灯亮，开门后,经一段时延后，电梯门关闭电梯继续进行，直至执行完最后一个请求信号后停留在当前层。 (4)电梯运行规则：当处于上升模式时，只响应比所在位置高的请求信号，由下而上逐个执行，直到最后一个上楼请求执行完毕；高层有下楼请求，则直接升到请求层，进入下降模式。当电梯处于下降模式时则与上升模式相反。 基本要求： 1、掌握FPGA 的程序设计方法。 2、掌握硬件描述语言语法。 3、掌握有限状态机的原理与实现方法。 4、程序设计完成后要求在软件中实现功能仿真。 主要参考资料： 1、王锁萍.电子设计自动化（EDA）教程[M].成都：成都电子科技大学出版社,2006. 2、何立民．EDA应用技术选编[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2008． 完成期限：2013.6.21—2013.6.25 指导教师签名： 课程负责人签名：

2013年6月18 摘要 ................................................................................................................ I 1概述 (1) 1.1课题背景及意义 (1) 1.2 EDA技术及实现方法概述 (1) 1.2.1 EDA技术简介 (2) 1.2.2 FPGA简介 (3) 1.2.3 VHDL语言介绍 (4) 1.3 状态机简介 (5) 2 系统方案设计 (6) 2.1设计要求 (6) 2.2 总体设计方案 (6) 2.2.1 控制器模块化概述 (6) 2.2.2 电梯上下层运行流程图 (7) 2.2.3电梯运行控制流程图 (8) 2.2.4 电梯控制器设计思路 (9) 2.3 设计的VHDL实现 (10) 2.3.1 控制器实体设计 (10) 2.3.2 控制器结构体设计 (11) 3 器件选型 (11)

基于PLC的六层电梯控制系统的毕业设计

烟台大学毕业论文（设计） 【摘要】： 随着现代城市的发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。传统的电梯控制系统采用的是继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运行寿命短，占地空间大，正逐步被淘汰。 为了提高自动控制系统的可靠性和设备的工作效率，设计了一套以PLC为核心控制器的电梯自动控制系统，用来取代以往的较复杂的继电器—接触器控制。系统的核心部分（控制部分）使用了日本三菱公司生产的FX2N-80型PLC，因为在核心控制部分采用的是软件程序控制，从而在保证电梯正常运行这个要求的情况下，大大的提高了电梯故障检查与维修的方便性和容易性，同时还克服了手动操作所带来的一些人为干扰因素，取得了良好的预期效果。 关键词：电梯、PLC、梯形图 1

烟台大学毕业论文（设计） 【Abstract】： With the development of modern cities, an increasing number of high-rise building, elevator become an indispensable means of transport of daily life. The quality of the lift performance of the impact on people's lives becoming more and more obvious, it must strive to improve the performance of elevator systems, and ensure the operation of the lift is safe, reliable and energy efficient. The traditional elevator control system uses logic of the relay to control circuit, this kind of controls easily to be crash, maintains inconveniently, the movement life is short, and that occupying a large area of space, it being eliminated gradually. For raising the credibility of the automatic control system and the work efficiency of the equipments, design a set of take PLC as the core controller of the elevator auto control system, using to replace former more complicated of after electric appliances-the contact machine control. The core part(control part) of the system used a Japanese Mitsubishi company to produce of the FX2N - 80 type PLC is the software procedure control in the core because of what to control the part adoption, thus Be promising the elevator circulates normally under the circumstance of[with] this request, raised elevator to break down check and the convenience and easy for maintain consumedly, still overcame to move an operation some artificial interference factors bring in the meantime, obtain the good results. KEYWORDS: Elevator, PLC, Ladder Diagram 2

电梯自动控制系统的设计

电梯控制系统模型 本论文主要介绍的是电梯自动控制模型，硬件部分我们使用的是单片机及外围电路组成高度为四层楼的电梯控制系统。单片机采用AT89C51，晶体振荡器选6MHz，C51、C52为30uF瓷片电容与晶体振荡器形成时钟电路。电容C53、电阻R51、R52和按键RESET构成上电复位和手动复位电路。软件部分采用了两种控制方案,简易控制方案只是简单的电梯上升下降,在各楼层短暂停留。而进一步控制方案则考虑各楼层的信号请求，以完成各楼层的升降控制。该系统具有工作稳定，操作简单等优点。 第一章引言 据国外有关资料介绍,公元前2800年在古代埃及,为了建筑当时的金字塔,曾使用过由人力驱动的升降机械。公元1765年瓦特发明了蒸汽机之后,1858年美国研制出以蒸汽为动力,并通过皮带转动和蜗轮减速装置驱动的电梯。1878年英国的阿姆斯特郎发明了水压梯。并随着水压梯的发展,淘汰了蒸汽梯。后来又出现了采用液压泵和控制阀以及直接柱塞式和侧柱塞式结构的液压梯,这种掖压梯至今仍为人们所采用。但是，电梯得以兴盛发展的原因在于采用了电力作为动力来源.。在20世纪初,美国奥梯斯电梯公司首先使用直流电动机作为动力,生产出以槽轮式驱动的直流电梯,从而为今天的高速度,高行程电梯的发展奠定了基础。20世纪30年代美国纽约市的102层摩天大楼建成,美国奥梯斯电梯公司为这座大楼制造和安装了74台速度为6.0M\S的电梯。从此以后,电梯这个产品,一直在日新月异的发展着.目前电梯产品,不但规格品种多,自动化强,而且安全可靠,乘坐舒服.近几年来,随着电子工业的发展,微处理机和电子计算机已成功的应用到电梯的电气控制系统中去,采用无触点元件的电梯电气控制系统已开始批量生产。 第二章设计要求 采用AT89C51单片机及外围电路组成高度为四层楼的电梯控制系统。 电梯内电路由FS1、FS2、FS3和FS4四个发光二极管作为指示灯，电梯模型上电后，电梯的起始位置为一楼，等待控制台Start按键按下，数码管显示“1”。当Start按键按下后，电梯开始向上运动，控制台的上升指示灯UP亮。2s后到达二楼，数码管显示“2”并在二楼停留5s，然后继续上升。每层楼停留5s，直到四楼。在四楼停留5s后开始下降，控制台的指示灯DOWN亮。每层楼停5s，直到一楼。然后重复上述过程。如果在一个上下循环中按下过Stop键,电梯下降到一楼后停止工作。直到再次按下Start键后重新恢复工作