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1、毕业设计报告题 目 电梯设计 摘要随着变频技术和PLC控制技术的发展，自动化应用也越来越多，由于一些行业的要求或是由于工作场地的特殊情况，电气控制部分一般都很简单，多数采用人工手动控制或采用继电器控制方式。这些升降机械存在一些明显的问题，如启动停止和运行不平稳，升降运动过程动作不可靠，自动化程度不高，故障率较高，设备能耗高，无法应急运行，存在安全隐患等等。基于这些问题使得这些升降机械很难在生产生活中发挥高效率的作用，同时也使得国内生产的这些升降机械无法与进口的自动化生产线配套使用，也无法根据实际的生产需要转换和调整升降机械的动作方式和工作顺序。电梯作为现代智能建筑内的代步工具，越来越显示出它的
2、重要作用。为了适应电梯的迅速发展，由PLC控制代替传统继电器控制已成为发展定局。PLC是集计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。它的编程软件采用易学易懂的梯形图语言，控制灵活方便，抗干扰能力强，运行稳定可靠，本次设计对传统的电梯控制方式加以更新，应用高性价比的现代PLC控制方式，力求以人性化、智能化方向推存出新，设计出一款高效、安全、价廉，能个性化组合且能在商业办公楼、行政大楼、中小型宾馆和居民公寓中发挥显著作用的普及型电梯控制系统。实际上电梯是根据外部呼叫信号和自身控制规律运行的，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都不能满足控
3、制要求。因此，本系统采用经验设计法为主设计方法，取得了良好的效果。关键词：电梯；PLC；电梯程序设计目录1设计任务及要求41.1设计任务41.2设计要求42设计思路521 设计背景522系统结构框图设计及说明53系统外部电路设计73.1系统主电路图及操作说明74系统程序设计94.1 内呼信号输入及存储程序94.2 外呼信号输入及存储程序94.3 比较判断轿厢上下行程序95总结111设计任务及要求1.1设计任务功能描述：当电梯对应的楼层外面呼叫，如果电梯在所对应的楼层这时电梯马上开门；如电梯不在外呼叫所对应的楼层则电梯会向对应的呼叫楼层运动（这时电梯箱电机将正转或反转）；当电梯到达所对应的楼层时
4、，电梯将延时几秒后开，或者认为手动开门，当电梯门开好后将会延时几秒后关门，或者认为手动关门；当有人进入电梯时，认为呼叫几楼，电梯箱将向对应的楼层运动，到点后停车；电梯箱行车时，对应的电梯门不能开门，电梯门开门时对应的电梯箱不能行车。1.2设计要求（1）报警功能：如电梯行走了一段时间但还没到达对应的呼叫楼层，报警灯将亮起；（2）超载保护功能：如电梯人太多超载，这时电梯门将一直开着直到电梯恢复正常；（3）检修功能：如电梯遇到故障，按下检修开关，电梯将进入检修状态；（4）记忆功能：当很多层电梯呼叫是，电梯会依次按呼叫的电梯运动，如果顺向则执行；（5）运行时候特别功能：当电梯在3楼时，如电梯1楼外呼叫
5、，这时电梯外2楼向上呼叫，这时电梯在2楼不停车。2 设计思路21 设计背景电梯是社会不可缺少的一种电器，发展非常快，在生活中提供了很大的方便性。电梯包括外呼叫、内呼叫、先后顺序、检修、报警等一系列过程。电梯的控制方案有许多种，如单片机、DPS、工业PC机、机械等。目前，国内市场上的运用电梯的控制系统可大致分为两大类：机械式控制系统和单片机式控制系统。随PLC元件性能的提高，PLC的可靠性也相应的提高。一般平均无故障可达几万小时以上，某些厂家甚至宣布，不再标明可靠性这一指标，因为这对PLC来说以毫无意义。经过人们大量的实践，PLC中发生的故障大多来于PLC外部开关、传感器、执行器引起的，而不是P
6、LC本身。如果利用PLC作为电梯的控制系统，可以避免以上两个缺陷。PLC自身具有完善功能，模块化的结构，开发容易、操作方便、性能稳定、可靠性高和性价比高，且不需要印刷电路板，只需把调试好的程序输入到PLC中，就可以直接安装到电梯上使用，在一定程度上节省了时间和人力。现代的社会是一个讲节能讲效率的社会。谁的产品更节能、工作效率更高，那么这个产品就更有生命力，更有发展前途。单片机控制缺点为：(1)系统硬件设计相对比较复杂，运用该方案，该系统硬件设计包含扩展电路部分和系统配置电路部分，所以该系统电路设计工作量相对较大，影响系统开发的时间。(2)系统的抗干扰能力相对较差，在系统设计中，虽然注意了芯片、
7、器件选择、去耦滤波、电路板的布线，通道隔离以及屏蔽。但由于工厂的条件比较差，很难保证系统的可靠性和稳定性。(3)系统需要自己设计电源，而且不能保证系统的可靠运行。(4)维护维修相对比较麻烦，维修需要的时间也相对较长。22系统结构框图设计及说明本次设计的控制系统主要以可编程序逻辑控制器所输出的离散型指令为指令源。通过这些数字信号的输出及其他控制电路的受控制行为来指挥供电电路给电动机供电，实现对模拟电梯的控制。控制电路的组成主要包括：可编程控制器，继电器组和连接电路（变频器）。其中，继电器为主要执行模块，PLC所发出的数字指令控制继电器线圈，而继电器的开合直接控制电源电路，实现对电动机的控制。另外
8、，变频器只是作为演示是增加效果的连接装置，在电路控制上升下降时的电机转速，不作为必要装置。从下面图可看出，对供电电路的控制是本次设计的主要目的，也就是说，继电器的开合为控制电路的主要动作。模拟电梯是满足市场上380V三相电源的交流异步电动机，要想改变电动机的旋转方向只需调整其中的任意两相。这就是继电器的主要功能。PLC执行控制电路电动机供电电路离散器继电器开合图2.1 系统结构框图3系统外部电路设计3.1系统主电路图设计如下图所示为三相异步电动机正反转控制的主电路图，其中FU为熔断器，KM1和KM2分别为正转和反转的交流接触器，图中KM1、KM2的主触点改变电动机三相电源的相序，即可改变电动机
9、的旋转方向。图中FR为热继电器，在电动机过载时，它的常闭触点断开，电动机停止。图3.1 主电路图操作说明：（1）首先：要将启动按钮按下，接着对应操作将在PLC实验板上进行操作。（2）其次：具体操作过程，在触摸屏上按下启动按钮，接着给电梯一个初始位置（如1楼就拨开关1.00），接着按1楼外向上呼叫，这时门就开了，人进入电梯，接着在触摸屏上按你要去的楼层，达到对应的楼层，电梯箱将停止，对应电梯门将开启，人走后，几秒后电梯门又将自动关闭，总之哪楼先呼叫电梯就向哪楼先运行，达到对应楼层电梯就停止，关好门后电梯有将向下一个地点运动，如电梯在2分钟内无呼叫，电梯将会回到一楼，如对应楼层呼叫电梯运动十来秒电
10、梯还没达到对应呼叫楼层，这时电梯将报警。（3）最后：按停止按钮停止电梯运行，一切回到初始态。(1)按下呼叫按钮，电梯在检测到外呼或者内呼信号以后，便会运行到指定楼层。上升过程中，只执行上行信号，下行信号不执行且只保持相应指示灯点亮，反之亦然。(2)若同时按下多层反向外呼按钮，则轿厢首先运行最远的反向外呼信号所在的楼层，然后再顺序执行其他的外呼信号。(3)平层后开门，直至碰到开门到位行程开关，再经过3.5S的延时后自动关门。在此过程中可以按轿厢内的开门开关或关门开关进行开关门。(4)在上升或下降过程中，开关门按钮无效。在开关门和3.5S延时过程中，轿厢不能上升和下降。(5)用指示灯指示轿厢当前所
11、在的楼层以及上行还是下行。表3-1 输入输出分配表输入输出01层内呼 X00001层内呼指示 Y00012层内呼 X00112层内呼指示 Y00123层内呼 X00223层内呼指示 Y00234层内呼 X00334层内呼指示 Y00341层外呼上 X00441层外呼上指示 Y00452层外呼下 X00552层外呼上指示 Y00562层外呼上 X00662层外呼上指示 Y00673层外呼下 X00773层外呼上指示 Y00783层外呼上 X01083层外呼上指示 Y01094层外呼下 X01194层外呼上指示 Y01110开门开关 X01210电梯上行 Y01211关门开关 X01311电梯下行
12、 Y013121层平层 X01412门电机开 Y014132层平层 X01513门电机关 Y015143层平层 X01614电梯上行指示 Y016154层平层 X01715电梯下行指示 Y01716开门限位 X020161楼层指示 Y02017关门限位 X021172楼层指示 Y02118上极限位 X022183楼层指示 Y02219下极限位 X023194楼层指示 Y02320超重 X024 20喇叭 Y02421 手动报警 X25 22关门防夹 X26 4系统程序设计4.1 内呼信号输入及存储程序编程思路：以一楼内呼为例，按下X000按钮，则Y000被接通并保持，直到电梯到达一楼时利用X0
13、14常闭触点断开Y000。在按下X000的同时D1赋值为1，从而实现存储功能。当Y000失电时，D1和M0、M1、M2被清零。图4.1 1楼内呼信号输入及存储程序梯形图4.2 外呼信号输入及存储程序编程思路：以二楼向上外呼信号为例，如果电梯不在二楼，此时按下X006，D7赋值为2，M106得电并保持。如果此时电梯为下行，则M106、Y017常开闭合，Y006得电并且在电梯下降过程中一直保持。如果电梯处于上行阶段，则M106、Y016常开闭合，Y006得电并保持，直到电梯上行到二楼时失电。Y006失电时，D7和M18、M19、M20被清零。图4.2 1楼外呼信号输入及存储程序梯形图4.3 比较判
14、断轿厢上下行程序编程思路：(1)比较程序:按下某楼层按钮则将该按钮所对应的数据寄存器中的值与轿厢所在楼层数据寄存器D0中的值进行比较，从而可以判断上下行。(2)判断上下行程序：当D1到D10中任一数据寄存器中的值大于D0中的值，则轿厢上行；当D1到D10中任一数据寄存器中的值小于D0中的值，则轿厢下行。如果当D1到D10中任一数据寄存器中的值既有大于D0的，又有小于D0的，则轿厢上下行以第一次按下按钮所对应的数据寄存器中的值与D0的比较结果而得。图4.3 比较判断轿厢上下行程序梯形图 5心得体会通过这次毕业设计，提高了我们的忍耐力，懂得了怎么样缓解压力，学会了独立思考、动手能力，也懂得了合作、
15、提出问题、分析问题、解决问题的方法。这是我们希望看到的，也正是我们进行课程设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐，但我们的收获却更加丰富。通过与老师和同伴的沟通和交流，我了解此系统的功能，也解决了过程中的问题，最终完成了本次设计。我们的收获是很难用那个语言来描述的。非常感谢老师的指导与帮助。 顺利的完成本次毕业设计，给我了很大的信心，让我了解了专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心。它们有着很多的优越性，但也存在一定的不足，这些不足在一定程度上限制了我们的创造力。发现问题，面对问题，才有可能解决问题。我会好好努力多学点先进的知识，更好的为社会做出贡献。参考文献 1 王整风，谢云敏.可编程控制器原理与实践教程.上海：上海交通大学，2007.2 郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术.南京：东南大学出版社，2003.3 常晓玲.电气控制系统与可编程控制器.北京：机械工业出版社，2006.4 严盈富，罗海平，屋海勤.监控组态软件与PLC入门.北京：人民邮电出版社，2006.附录1 程序总梯形图