毕业设计五层电梯的PLC控制系统设计

本科毕业论文(设计) 题目：五层电梯的PLC控制系统设计

学院：自动化工程学院

专业：07级自动化

姓名：

指导教师：

2011年6 月8 日

Design of a Five-story Elevator Control System Based on PLC

摘要

随着我国经济的迅猛发展，人民物质文化生活水平日益的提高，伴随建筑业的蓬勃发展，建筑楼房越来越高，而电梯成了高层楼房的必须的交通设备，可编程序控制器(PLC)在电梯系统的应用更加普及。

本文采用OMRON的PLC和变频器控制五层电梯，介绍了电梯的系统结构，详细论述了电梯的启动与选向、自动换速与平层、轿厢开关门控制、呼叫信号综合处理、楼层检测及信号显示控制、电梯检修等功能的实现。采用模块化程序设计思想设计程序，经调试运行电梯模型能够正确、有序、可靠地运行。

关键词可编程序控制器电梯模块化程序梯形图

Abstract

With the rapid development of our country's economy, the rising of people's material and cultural life level and the increasingly and vigorous development of the construction industry, buildings are higher and higher and the elevator has became the necessary transportation equipment to the top building. Programmable Logic Controller (PLC) application is more popular in the elevator system.

This paper adopts OMRON PLC and inverter to control five-story elevator，introduces the elevat or’s system structure and discusses the implementation of the starting and choose direction of elevator, automatic speed transformation and stop, control switch of elevator car door, the call signal integrated treatment, control of floor detection and signal display, elevator repair and other functions in detail. Program design adopts modular programming design concept and the elevator model can be correctly, orderly and reliable operate by debugging.

Keywords PLC elevator modular programming ladder program

目录

前言 (1)

第一章绪论 (3)

1.1设计背景 (3)

1.2设计内容 (3)

1.3设计思想 (4)

1.4设计目的和意义 (4)

第二章电梯简介 (5)

2.1电梯的起源与发展 (5)

2.2电梯的分类 (5)

2.3电梯的组成 (5)

2.4电梯工作原理 (6)

第三章可编程序控制器简介 (7)

3.1可编程序控制器概述 (7)

3.2可编程序控制器一般组成 (7)

3.3可编程序控制器发展趋势 (8)

第四章控制系统硬件设计 (9)

4.1电梯模型结构 (9)

4.2电梯的系统结构 (11)

4.2.1 PLC的选型 (12)

4.2.2 传感器与变频器 (13)

第五章控制系统的软件设计 (15)

5.1划分系统功能模块 (15)

5.2程序设计流程 (17)

5.3输入/输出（I/O）分配 (19)

5.4各模块程序设计 (20)

5.4.1 电梯的复位 (21)

5.4.2 电梯运行方向的控制 (22)

5.4.3 电梯换速与平层 (23)

5.4.4 轿厢开关门的控制 (24)

5.4.5 电梯运行方向指示灯的显示 (26)

5.4.6 呼叫信号的综合处理 (27)

5.4.7 楼层号的显示与清除 (28)

5.4.8 电梯的检修 (29)

5.4.9 程序组合 (30)

5.5程序调试 (30)

第六章PLC控制系统抗干扰设计 (32)

结束语 (34)

谢辞 (35)

参考文献 (36)

附录一PLC外部接线图 (37)

附录二梯形图程序 (38)

前言

目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、微型计算机控制和PLC控制三种方式。采用继电器控制电梯，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。随着时间推移，这种控制系统将逐渐被淘汰。现在几乎全部的电梯控制系统都采用上位机或可编程控制器（PLC）控制，大大提高了电梯运行的可靠性和可维护性，并且延长了其使用寿命，同时缩短了电梯的开发周期，将PLC用于电梯控制系统，已经成为一种发展趋势。

可编程控制器(PLC：Programmable Logic Controller)的发展是根据顺序逻辑控制的需要，专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。PLC控制方式具有可靠性、实用性和灵活性的特点，它更适合于电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制中理想的控制新技术。PLC采用巡回扫描的方式，分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会正常工作；又由于PLC中的内部辅助继电器和保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，且使用次数不受限制，属无触点运行。因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。

同时随着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发展成为交流变频调速。这不仅能满足乘客的舒适感和保证平层的精度，还可以节约能源、降低能耗、减小运行费用。

模块化程序设计思想是把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块，分别编写和调试，最后组成一个完成总任务的完整程序。采用这种程序设计思想各模块具有相对独立性，相互连接关系简单，程序易于调试修改，特别是用于复杂控制过程的生产过程。

本文选用OMRON C200HE型号的PLC来对五层电梯进行逻辑控制，由它提供变频器的运行方向和速度指令，使变频器根据电梯需要的速度调节运行方向和速度。通过PLC 的合理编程，实现自动掌握停站时间、自动开关门、自动平层、顺向截梯、自动换向及内外呼信号的登记与消除等集选控制功能。

五层电梯控制系统是集选式控制系统，控制比较复杂，适合采用模块化的编程方法，将各个输出信号按属性分类，模块与模块之间的衔接可以用内部继电器来传递信息。系统软件大致分为：电梯的启动与选向模块、电梯的换速与停层模块、电梯轿厢开关门控制模块、电梯运行方向指示灯显示模块、信号综合处理程序模块、楼层检测及显示控制模块和检修模块八大模块。要求实现以下功能：

●电梯复位模块：当超过一定时间无呼叫信号，电梯自动返回基站，即一层。

●电梯的启动与选向模块：完成电梯在响应呼叫时作出的向上运行还是向下运行的

判断。