PLC控制四层电梯

四川机电职业技术学院综合实训毕业设计（文胜）PLC控制的四层电梯毕业综合训练专业班级：学生姓名：指导教师：PLC控制的四层电梯设计【摘要】：PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。

它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。

随着社会的不断发展，楼房越来越高，而电梯成为了高层楼房的必须设备。

电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，为高层运输做出了不可磨灭的贡献。

PLC在电梯升降控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。

由于PLC具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。

在电梯升降过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对的控制。

关键词：PLC；电梯控制；西门子;升降目录前言 (1)目录 (1)第1章课题任务的分析 (2)1.1电梯硬件的分析 (2)1.1.1电梯的组成 (2)1.1.2电梯的工作原理 (3)1.2电梯控制方法的分析 (6)1.3整体设计流程的确定 (7)第2章可编程控制器的机型选 (8)2.1可编程控制器控制系统的I/O点数估算 (8)2.1.1控制电磁阀等所需的I/O点数 (8)2.1.2控制交流电机所需的I/O点数 (8)2.1.3控制直流电动机所需的I/O点数 (8)2.2内存的估计 (8)2.2.1内存利用率的说明 (8)2.2.2开关量输入输出的点数的确定 (8)2.2.3模拟量输入输出的总点数的确定 (8)2.2.4程序编写质量的计算 (8)2.3响应时间的分析 (9)2.4输入输出模块的选择 (9)2.5机型的确定 (9)第3章硬件设计 (10)3.1硬件配置简介 (10)3.2PLC控制系统设计 (10)3.3入/输出的分配 (12)3.3.1输入 (12)3.3.2输出 (13)3.4四层电梯控制PLC接线图 (13)第4章软件设计 (15)第5章程序调试、运行 (17)5.1正常情况下程序调试 (17)5.2过程分析 (17)5.2.1用指示灯来模拟电梯的运行过程 (17)总结 (23)参考文献 (24)前言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。

实际上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控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。

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（PLC）取代微机实现信号集选控制。

从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。

国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC 可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。

电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。

为满足和提高人们的生活质量，电梯的智能化、自动化技术迅速发展。

特别是随着计算机网络技术、微电子和电力电子技术的飞速发展，现代电梯的技术含量日益提高。

在改善电梯性能的同时，对电梯的设计、管理和维护人员提出了更高的要求。

第1章课题任务的分析1.1电梯硬件的分析1.1.1电梯的组成图1-1系统结构图(1)曳引系统曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。

曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。

(2)导向系统导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。

导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。

(3)轿厢轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。

轿厢由轿厢架和轿厢体组成。

(4)门系统门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。

门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成。

(5)重量平衡系统系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。

系统主要由对重和重量补偿装置组成。

(6)电力拖动系统电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。

电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置等组成。

(7)电气控制系统电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。

电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层器等组成。

(8)安全保护系统保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。

由限速器，安全钳，缓冲器，端站保护装置组成。

1.1.2电梯的工作原理曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。

固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。

常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。

轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。

补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。

电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。

指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。

安全装置保证电梯运行安全。

四层电梯控制电路（1）、四层电梯控制上下行主电路图1-2控制上下行主电路图中：KM12、KM13为电动机正、反转接触器，用以实现电梯上、下行控制，当KM12接通时，电机正转，实现电梯上行；当KM13接通时，电机反转，实现电梯下行。

（2）、四层电梯门电机控制电路原理图1-3电梯门电机控制电路原理门电机为它励直流电机，如上图所示，KM14、KM15控制其正、反转。

KM14接通时，电流由电枢左端流向右端，电机正转实现电机开门；KM15接通时，电流由电枢右端流向左端，电机反转实现电机关门。

当开门和关门到位时，由开门限位信号和关门限位信号使得KM14和KM15打开，电机停止运行。

（3）、程序流程图图1-4程序流程图（4）、四层电梯实物平面图图1-5实物平面图1.2电梯控制方法的分析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。

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目前国内七八十年代安装的许多电梯电气部分用继电器接触器控制系统，线路复杂，接线多，故障率高，维修保养难，许多已处于闲置状态，其拽引系统多采用交流双速电机系统换速，效率低，调速性能指标较差，严重影响电梯运行质量。

由于这些电梯交流调压调速系统，交流双速电机拖动系统性能及乘坐舒适感较差，交流调压调速系统属能耗型调速的机械部分无大问题，为节约资金，大部分老式电梯用户希望对电梯的电气控制系统进行改造，提高电梯的运行性能。

因此对电梯控制技术进行研究，寻找适合我国老式电梯的改造方法具有十分重要的意义电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。

PLC作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到广泛应用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为当前电梯控制和技术改造的热点之一。

自80年代后期PLC引入我国电梯行业以来，由PLC组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普遍采用。

并形成了一系列的定型产品。

在传统继电器系统的改造工程中，PLC系统一直是主流控制系统。

1.3整体设计流程的确定综上所述，本设计就以PLC作为工具对升降电梯的各种操作进行控制。

以上已对四层电梯的硬件部分作了分析，看需要什么样的开关，电机，信号灯等。

然后，画出它的控制面板图，再根据控制面板图估计一下I/O点数，这样可以确定所选机型，然后在软件设计，写出流程图，梯形图，写出语句。

最后是进行调试，看看此程序是否可行。

第2章可编程控制器的机型选2.1可编程控制器控制系统的I/O点数估算2.1.1控制电磁阀等所需的I/O点数有电磁阀的动作原理可知，一个单线圈电磁阀用可编程控制器时需两个输入及一个输出；一个双线圈电磁阀需三个输入及两个输出；一个比例式电磁阀需三个输入及五个输出。

一个按钮需一个输入；一个光电开关要占用一个或两个输入点；一个信号占用一个输出点；而波段开关，有几个波段就占用几个输入点；一般情况，各种位置开关都要占用两个输入点。

根据上面所述原理分析，本设计用到十个按钮，需要十个输入点。

四个位置按钮，需要八个输入点。

十六个信号灯，需要十六个输出点。

2.1.2控制交流电机所需的I/O点数根据具体情况，本设计可以不用到交流电机，所以，可以不算上交流电机的I/O点数。

2.1.3控制直流电动机所需的I/O点数本设计是对电梯的控制，所以，我们根据情况可知，要控制电梯的上升和下降，需要一个可逆运行的直流电机。

这样，我们需要九个输入点和六个输出点。

2.2内存的估计用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响：内存利用率；开关量输入输出点数；模拟量输入输出点数；用户的编程水平。

2.2.1内存利用率的说明我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字数的比值称为利用率。

2.2.2开关量输入输出的点数的确定一般系统中，开关量输入和开关量输出的比为6：4。

这方面的经验公司是根据开关量输入、开关量输出的总点数给出的。

所需内存字数=开关量（输入+输出）总点数*102.2.3模拟量输入输出的总点数的确定只有模拟量输入时：内存字数=模拟量点数*100模拟量输入输出同时存在：内存拟量字数*2002.2.4程序编写质量的计算经验计算公式：总存储器字数=(开关量输入点数+开关量输出点数)*10+模拟量点数*150。