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基于PLC的三层电梯设计摘要：本论文阐述了可编程控制器PLC在电梯控制系统中的应用，介绍了3层楼电梯的PLC控制系统的总体设计方案、设计过程、组成，列出了具体的主要硬件电路、I/O分配表、电梯的控制梯形图及指令表，并给出了系统组成框图和程序流程图。在分析处理随机信号逻辑关系的基础上，进行了PLC的编程方法，设计了一套完整的电梯控制系统方案。电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成。目前电梯设计使用可编程控制器(PLC)，功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少，使电梯运行更加安全、方便、舒适。当乘员进入电梯，按下楼层按钮，电梯门自动关闭后．控制系统进行下列运作：根据轿厢所处位置及乘员所处层数。判定轿厢运行方向，较厢运行。将轿厢停在选定的楼层上；同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。关键字：PLC电梯控制程序设计梯形图选题背景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，广泛的应用于高层住宅，大型公共建筑，工厂仓库等场所，节省了人力和时间，提高了工作效率。电梯作为现代化的产物，早在上个世纪就进入了我们的生活之中。大规模的经济建设尤其是蓬勃发展的房地产业给国内电梯行业开拓了更为广阔的市场。随着经济建设的持续高速发展，我国电梯需求量越来越大。由此，一个更为庞大的电梯市场已经在国内轰然形成。我国以前主要都是依靠国外的进口技术，本国的电梯厂商主要都是依靠为进口电梯作销售代理或者售后维修进行经营。但是随着技术的革新和与国外的交流，当今经济建设需求的各类电梯，几乎全部都可以在中国生产。电梯生产作为一门国家的新兴产业，它这种能有减少人口膨胀对环境所造成的巨大压力的特性，注定了其在中国具有一片光明的前景。国内电梯的生产能力、产品质量和制造成本有很强的国际竞争力。关税的降低使国外电梯产品的进口量有可能增长，但同时也给国产电梯以及零部件的出口提供了机会；我国电梯市场是很大的市场，也是很挑剔的市场。随着我国城市化、城镇化和村镇化建设步伐的加快，尤其是西部大开发战略的实施，住宅建设势头不减，住宅电梯的需求量继续看好；电梯是一种售后服务工作量特别大的机电产品，其使用可靠性不但取决于产品的制造与安装，而且更大程度上取决于完善的维修与保养。为了更好地适应市场要求，电梯企业目前应该注意进一步遵守市场行为规范，努力培育自主开发能力，组建完善的维修保养和售后服务网络，不断提高国产电梯和民族品牌的市场竞争力。方案的比较和论证影响电梯质量好坏的关键是它的控制系统。传统的电梯自动控制一是由继电器——接触器进行控制，其缺点是触点多，接线复杂，故障率高，可靠性差，维护工作量大，二是有微机控制，其缺点是系统抗干扰能力弱，而采用PLC组成的控制系统很好的解决了上述问题，它工作可靠性高，灵活性好，通用性高，编程简单，使用方便，而且它的抗干扰能力远远强于传统电梯的，它使电梯的运行更加安全，方便。已成为目前电梯系统中使用最多的控制方式。程序总体结构制电梯位置判断程序电梯上下控制程序电梯状态显示程序电梯开关门控制程序电梯呼叫信号采集电梯楼层显示电梯保护控制程序电梯上下状态显示防夹程序电梯的结构电梯是一个具有特种容载装置轿厢沿着恒定不变的铅垂导轨，在不同水平面间歇运动的用电力驱动的起重机械，它适宜于装置在二层以上的高层建筑物内，专供上下运送人员或货物之用。电梯的结构及其装备可分为机械、电气两大部分，现将组成电梯的主要部件按其安装部位的不同分别介绍，并说明其作用如下：一、机房部分：1、曳引机：电梯的起重机构，安装在专用承重钢梁上，其主要有下列部件组成：a.驱动电动机―采用变压变频（VVVF）驱动方式，对电机进行控制，电梯起动时，逆变部分使定子频率从零赫兹，按要求上升到额定频率，使转速相应从零速平滑地上升到额定值，电梯停站前电源频率从额定频率按要求下降，使转速平滑地下降为零速，实现电梯停层，保证了电梯具有良好的舒适感。b.制动器―闭式型电磁制动器，只有在制动器通电时松闸，或当电梯停驶时即时制动。并保持轿厢位置不变，即制动器通电松闸，关电制动，充分保证工作的可靠性。c.减速器―采用蜗轮蜗杆减速器或永磁同步驱动技术，蜗轮蜗杆减速器具有承载能力大，驱动平稳等特点，永磁同步驱动具有高效率及低噪音特点。d.防振装置―采用橡胶防振装置安装于曳引机与承重大梁之间，以消除或减小曳引机的振动，提高电梯运行时的舒适感。2、限速器：由限速器的制动装置和涨紧装置组成，它通过安全绳索与轿厢连接，把轿厢的运动传递给限速器随轿厢速度相应转动，当轿厢的运动速度超过允许的安全速度时，限速器即起作用，其过程分为：a.首先通过超速限位开关，切断控制电路；b.如果电梯继续超速，则限速器动作带动安全钳或夹绳器动作。3、控制屏：控制屏是电梯电气控制的中心，采用先进的微电子及电力电子元件，用现代的微机技术及变压变频技术对电梯进行电气控制。在操纵装置的配合下，使电梯正确地实现起动和停止、上行或下行、快速和慢速，以及达到设定的自动功能和安全性能。当按下厅外召唤或轿内指令按钮时，控制系统按原先编制设定的程序，通过输入输出接口电路将信号输入微处理器，根据电梯当时的状态确定电梯的运行，屏内装有自动/检修转换开关，以及上行/下行按钮，可对电梯实行机房控制。4、主开关：每台电梯单独装设一只能切断该电梯所供电电路（下列供电电路除外）的主动力开关，该开关不应切断下列供电电路。a.轿厢照明、通风；b.轿顶电源插座；c.机房照明、电源插座；d.电梯井道照明；e.报警装置，该开关装于机房门内。电梯的控制要求控制要求：（1）开始时，电梯处于任意一层。（2）当有外呼电梯信号到来是，轿厢响应该呼梯信号，达到该楼层时，轿厢停止运行，（轿厢门打开，延时3秒后自动关门）（3）当有内呼电梯信号到来是，轿厢响应该呼梯信号，达到该楼层时，轿厢停止运行，（轿厢门打开，延时3秒后自动关门）（4）在电梯轿厢运行过程中，即轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼信号均不响应，但如果反方向外呼梯信号前方再无其他内、外呼梯信号时，则电梯响应该外呼梯信号。例如，电梯轿厢在一楼，将要运行到三楼，在次过程中可以响应二层向上的外呼梯信号，但不响应二层向下的外呼梯信号。当到达二层，如果三层没有任何呼梯信号，则电梯可以响应二层向下外呼梯信号。否则，电梯将继续运行至三楼，然后向下运行响应二层向下外呼梯信号。（5）电梯具有最远反向外呼梯功能。例如，电梯轿厢在一楼，而同时有二层向下呼梯，三层向下呼梯则电梯轿厢先去三楼响应三层向下外呼梯信号。（6）电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯轿厢停止运行后，按开门按钮轿厢开门，按关门按钮轿厢关门可编程控制器简介1PLC的特点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(布尔处理器)，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。三层楼电梯PLC控制系统设计.1电梯的控制要求一层呼叫按钮PB1、二层下呼叫按钮PB2、二层上呼叫按钮PB3，三层呼叫按钮PB4，一层行程开关LS1、二层行程开关LS2、三层行程开关LS3；输出信号有：电梯上升KM1、电梯下降KM2，控制要求如下：1．不允许同时有两层楼要求停电梯；2．当二层不需要停时，能越过二层直接到达所需楼层。LS3图3－1电梯示意图PLC系统的组成及功能PLC是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其实质是一种工业控制用的专用计算机。因此，它的组成与一般的微机计算机基板相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。一PLC的硬件系统PLC的硬件系统由基板单元、I/O扩展单元及外部设备组成。图1—1所示为PLC的硬件结构框图接受现场信号电源输入部件微处理器(运算器控制器输出部件驱动受控原件外部设备外设接口存储器（系统程序）扩展接口扩展单元或上位计算机基本单元（用户程序）存储器输入部件电源1微处理器（CPU）与通用计算机一样，CPU是PLC的核心部件，在PLC控制系统中的作用类似于任意的神经中枢，整个PLC工作过程都是在CPU的统一指挥和协调下进行的。它的主要作用有一下几点：(1)、接受从编程器输入的用户程序和数据，送入存储器存储(2)、用扫描方式接受输入设备的状态信号，并存入相应的数据区（入映像寄存器）(3)、检测和诊断电源PLC内部电路工作状态和用户程序编程过程中的语法错误(4)、执行用户程序完成各种数据的运算、传递和存储功能(5)、根据数据处理的结果，刷新有关标志的状态和输出状态寄存器表的内容，以实现输出控制，制表打印或数据通信等功能。2存储器PLC配有两种存储器“系统存储器和用户存储器。系统存储器放在程序里，用户存储器用来存放用户编制的控制程序。常用的存储器类型有CMOSRAMEPROM和EEPROM.因为系统程序用来管理PLC系统，不能由用户直接存取，所以，PLC产品样本或说明书中所列的存储器类型极其容量，对用户程序存储器而言，如FX2-24M的存储器容量在4K步，即指用户程序存储器的容量。PLC所配的用户存储器的容量大小差别很大，通常中小型PLC的用户存储器存储容量在8K步以下，大型PLC的存储容量可达到或超过256K。3输入/输出(I/O)部件PLC输入/输出模块的电路框图如图1—2所示I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。数去接口是将处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）I/O接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。为了提高抗干扰能力，一般的输入/输出模块都有光电隔离装置，在数字量I/O模块中广泛采用发光二极管和光电三极管组成的光电耦合器，在模拟量I/O模块中通常采用隔离放大器。来自工业生产现场的输入信号经输入模块进入PLC，这些信号有的是数字量，有的是模拟量，有的是直流信号，有的是交流信号，使用时要根据输入信号的类型选择合适的输入模块。外部输入信号滤波器隔离器滤波器隔离器滤波器隔离器信号接受回路APLC具有多种I/O模块，常见的有数字量I/O模块和模拟量I/O模块，以及快速响应模块、高速计数模块、通信接口模块、温度控制模块、中断控制模块、PID控制模块和智能I/O模块、I/O模块的类型、品种与规格越多，PLC系统的灵活性越好，I/O模块的容量越大，PLC系统的适应性越好。输出状态寄存器信号发射回路保持器隔离器功率放大保持器隔离器功率放大保持器隔离器功率放大B图1-2I/O接口电路结构框图（A）输入接口（B）输出接口5电源部件PLC配有开关式稳压电源的电源模块，用来将外部供电电源转换成供PLC内部的CPU、存储器和I/O接口等电路工作所需的直流电源。PLC的电源部件有很好的稳压措施因此对外部电源的稳定性要求不是很高，一般允许外部电源电压的额定值在+10%-15%的范围内波动。小型PLC的电源往往和CPU单元合为一体，大中型PLC都有专用电源部件。6编程器编程器是PLC的最重要的外围，也是PLC不可缺少的一部分，它不仅可以写入程序，还可以对用户程序进行检查、修改和调试，以及在以线监视PLC的工作状态，它通过接口与CPU联系完成人机对话，编程器是PLC的一种主要的外部设备，用于手持编程，用户可用以输入、检查、修改、调试程序或监视PLC的工作情况，除手持编辑器外，还可通过适配器和专用电缆线将PLC与电脑连接，并利用专门的工具软件进行电脑编程和监控。编程器一般分为简易编程器和图形编程器两类。简易编程器功能较少，一般只能用语言形式进行编程，