毕业论文-基于plc控制的五层电梯系统.doc

第一章绪论
引言
可编程控制器(PLC)是以微处理器为核心,将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的崭新的工业自动控制装置。PLC以基本代替传统的继电器控制而广泛应用于工业控制的各个领域,它已跃居工业自动化三大支柱的首位。
PLC控制系统的硬件是由微处理器(CPU)、存储器(ROM和RAM)、输入/输出(I/O)单元、电源单元及外围设备等组成硬件结构如图1所示。系统的规模可根据实际应用的需要而定,可大可小。
图1 PLC硬件结构
可编程控制器的特点
20世纪60年代末,为了克服传统继电器的种种应用上的缺点,人们研制出了一种先进的自动控制设备PLC,由于PLC具有优良的技术性能,因此它一问世就很快得到了推广应用。现在PLC作为用于工业生产过程控制的专用计算机,与商家、家用的微机不同,由于控制对象的复杂性,使用环境的特殊性和工作运行的连续性,使其在设计上有许多特点。
可靠性高,抗干扰能力强;
接口模块功能强、品种多;
硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强;
编程方法简单、直观;
系统的设计/安装、调试工作量少;
维修工作量小、维护方便;
体积小、耗能低、重量轻。
PLC的应用领域
目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况主要分为如下几类:
开关量逻辑控制
运动控制
闭环过程控制
数据处理
通信联网
PLC的设计步骤
开发应用PLC的设计任务分为硬件和软件设计两部分。
硬件设计
硬件设计主要包括:
确定安排PLC的输入、输出点;
设计外围电路,包括主电路;
选购PLC并进行现场安装接线等内容。

大多数用梯形图和指令程序,主要包括:
设计控制流程,根据工艺要求先画出工作循环,如有必要再画详细的状态流程图;
根据工作循环图,画出虚拟的电路图----继电器梯形图;
按梯形图编写指令程序表;
系统调试:根据设计要求,对程序进行调试和修改,必要时还可对硬件进行修改,直到符合要求为止。
第二章电梯控制的原理与实现
电梯控制系统构成
电梯控制系统主要由变频调速主回路、输入输出单元以及 PLC 单元构成,由如图2所示,PLC用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动,加减速,停止,运行方向,楼层显示,层站召唤,轿箱内操作,安全保护等指令信号进行管理和控制功能。
图2 电梯控制系统原理图
电梯的工作原理及功能要求
变频调速回路
变频调速主回路由三相交流输入、变频调速驱动、 R、S、T 经接线端子进入变频器为其主回路和控制回路供电,输出端为两相电接电动机的快速绕组,外接制动单元减少了制动时间,加快制动过程。旋转编码器用来检测电梯的运行速度和运行方向,变频器将实际速度与变频器内部的给定速度相比较,从而调节变频器的输出频率及电压,使电梯的实际速度跟随变频器内部的给定速度,达到调节
电梯速度的目的。变频器输入信号为:上、下行方向指令,低速、高速、检修速度编码指令。
输入输出回路
输入输出单元为 PLC 的 I/O 接口部分,主要由厅外呼叫、轿箱内选层、楼层及方向指示、开关门、井道内的上下平层、上下强迫换速开关、门锁、安全保护继电器、检修、消防、泊梯、称重等单元构成。
(1)输入单元为:
厅外呼叫单元,用来对各层站的厅外召唤信号进行登记、记忆和消除;轿箱内选层单元,负责对预选楼层指令的登记、消除和指示;开关门按钮,输入 PLC 控制轿门的开闭(厅门也同时动作);上下平层装置,用来保证电梯轿箱在各层停靠时准确平层;上下限强迫换速开关,用于保护电梯的高速运行安全,避免电梯出现冲顶或蹲底事故,当电梯到达上下端站时,装在轿厢边的上下限强迫换速开关打板,信号输入 PLC,PLC 发出换速信号强迫电梯减速运行到平层位置;门锁装置(或轿门和厅门联锁保护装置),轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提;安全回路,通常包括轿内急停开关、轿顶内急停开关、安全钳开关、限速器断绳开关、限速器超速开关、底坑急停开关、相序保护继电器、上下限极限开关等;检修、消防和泊梯,检修、消防和泊梯为电梯的三种运行方式,检修运行为电梯检修时的慢速运行方式,消防运行有消防返回基站和消防员专用两种运行状态,泊梯状态,消除内选和外呼信号,自动返回泊梯层、关门并断电;称重单元,用来检测轿厢负荷,判断电梯处于欠载、满载或超载状态,然后输出数字信号给 PLC,根据负载情况进行起动力矩补偿,使电梯运行平稳。
(2)输出单元为:
楼层及方向指示单元,包括电梯上下行方向指示灯、层楼指示灯以