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雞西大學(xué)

PLC 設(shè)計(jì)報(bào)告

題目 基于PLC 的電梯智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

班 級(jí) 學(xué) 號(hào) [1**********]

學(xué) 生 姓 名 海濤

指 導(dǎo) 教 師 楊超

填 表 日 2012 年 月 日

一、選題的依據(jù)及意義：

（1）選題背景：隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，樓群建筑不斷增多，電梯在當(dāng)今社會(huì)的生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為樓群建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，大部分電梯控制系統(tǒng)都采用隨機(jī)邏輯方式控制。傳統(tǒng)的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制線路。這種控制線路，存在易出故障、維護(hù)不便、運(yùn)行壽命較短、占用空間大等缺點(diǎn)。從技術(shù)上發(fā)展來看，這種系統(tǒng)將逐漸被淘汰。如何解決電梯的可靠性、維護(hù)方便等問題已成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)和大眾的迫切心聲。

（2）題目研究的意義：目前，由可編程序控制器和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC 控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開 發(fā)周期短，這種電梯運(yùn)行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，已成為電梯控制的發(fā)展方向，其許多功能是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)無法實(shí) 現(xiàn)。

可編程控制系統(tǒng)是專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。通過可編程控制器可以實(shí)現(xiàn)由繼電器實(shí)現(xiàn)的邏輯控制功能，而且最主要的是可編程控制器的“可編程”功能，使得當(dāng)改變電梯的控制功能時(shí)，只要更改程序即可，而不需要像繼電器控制系統(tǒng)那樣改變硬件和接線。

二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：

傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器—接觸器進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)是觸點(diǎn)比較多，故障高，可靠性差、體積大、維修工作量大等缺點(diǎn)，正逐步被淘汰。世界上各主要PLC 生產(chǎn)廠家?guī)缀醵加羞\(yùn)動(dòng)控制功能，它的運(yùn)動(dòng)控制功能廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)械，如金切削機(jī)床、金屬成型機(jī)械、電梯等；隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，近年來國(guó)外工廠自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展很快，各個(gè)著名的PLC 廠家都推出了自己的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這有利于電梯向智能化方向發(fā)展，而PLC 控制系統(tǒng)的開關(guān)柜制作、現(xiàn)場(chǎng)施工和梯形圖設(shè)計(jì)可以同時(shí)進(jìn)行，梯形圖可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題后修改起來非常方便。

自1889年美國(guó)奧斯升降機(jī)公司推出世界第一部以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的升降機(jī)以來，

電梯在驅(qū)動(dòng)方式上經(jīng)歷了卷筒式驅(qū)動(dòng)、牽引式驅(qū)動(dòng)等歷程，逐漸形成了直流電機(jī)拖動(dòng)和交流電機(jī)拖動(dòng)兩種不同的拖動(dòng)方式。如今電梯已成為人們進(jìn)出高層建筑不可缺少的代步工具，而且作為載人工具，人們?cè)谶\(yùn)動(dòng)的平滑性、高速行、準(zhǔn)確性和高效性等一系列靜動(dòng)態(tài)性能方面對(duì)它提出了更高的要求。由于早期的電梯繼電器控制方式存在故障較多、可靠性較差、接線較復(fù)雜、一旦接收完成不易更改等缺點(diǎn)，所以需要開發(fā)一種安全、高效的控制方式?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC ）既保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口和維修方便等諸多高品質(zhì)性能，又采用一種可編程運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。因此，現(xiàn)在PLC 在電梯控制領(lǐng)域得到了廣泛而深入的應(yīng)用。 隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程序控制器更多的具有計(jì)算機(jī)的功能，不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，還具有數(shù)據(jù)處理、通信、網(wǎng)絡(luò)等功能。由于它可以通過軟件來改編控制過程，而且體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，大大推進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程?？删幊炭刂葡到y(tǒng)是一種專門為工業(yè)環(huán)境下使用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，它采用了一種可編程運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算的操作的指令，通過數(shù)字式模擬式輸入、輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。可編程序控制器的出現(xiàn)，以其無可媲美的優(yōu)越性，正在以驚人的速度取代繼電器-接觸器系統(tǒng)。

在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著

可編程序控制器的性能價(jià)格比不斷提高，過去許多使用計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合可以使用可編程序控制器?？删幊绦蚩刂破鞯膽?yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，正在成為工業(yè)控制領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備。

可編程序控制器的推廣應(yīng)用在我國(guó)更是得到了迅猛發(fā)展，大量地應(yīng)用于引進(jìn)設(shè)

備和國(guó)產(chǎn)設(shè)備中。伴隨著現(xiàn)代高新技術(shù)帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的時(shí)代潮流，可編程序控制器在我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域中將會(huì)有展示自己強(qiáng)大魅力的嶄新舞臺(tái)。

李方園在《PLC 工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐》認(rèn)為：PLC 是以微處理器為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制

裝置，是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境下的嶄新產(chǎn)品。它把邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等控制功能，以一系列指令形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)存儲(chǔ)的程序，通過數(shù)字或模擬量輸入輸出部件對(duì)過程進(jìn)行控制。利用PLC 進(jìn)行電梯的設(shè)計(jì)可以方便地進(jìn)行程序的修改，控制模式的轉(zhuǎn)換，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的可靠性、

靈活性和通用性等。

三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：

3.1研究?jī)?nèi)容

主要包括；設(shè)備選型及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)方案、

系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、繪制流程圖等工作。

3.2實(shí)驗(yàn)方案

PLC 試驗(yàn)方法有兩種，一種是用PLC 實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用程序的開發(fā)：

另一種是用普通的PLC 外加若干導(dǎo)線進(jìn)行簡(jiǎn)易的開發(fā)和實(shí)驗(yàn)。PLC 實(shí)驗(yàn)裝備具有直

觀，使用方便得優(yōu)點(diǎn)，通常配有各種工業(yè)控制模板，可以形象的模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控

制，尤其是導(dǎo)線的插拔連接形式，適用于教學(xué)的重復(fù)使用。如無PLC 實(shí)驗(yàn)裝置，

亦可以直接使用PLC 配以外部連接導(dǎo)線，給出必要的輸入信號(hào)進(jìn)行試驗(yàn)，并可以

利用PLC 自身的輸出功能指示觀察PLC 運(yùn)行結(jié)果。

1）PLC 的選型

要基于學(xué)校的調(diào)試與實(shí)驗(yàn)條件

2）電梯PLC 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能

① 電梯運(yùn)行到位后，具有手動(dòng)及自動(dòng)開關(guān)門功能

② 電梯的每一層均有升降及車廂所在樓層的指示燈顯示

③ 每層的樓頂均有輸入（分上行和下行）按鈕召喚電梯

④ 具有自動(dòng)定向、順向截梯、反向保號(hào)、外呼記憶、自動(dòng)開/關(guān)門、停梯銷號(hào)、

自動(dòng)達(dá)層等功能

⑤ 電梯能在一定條件下進(jìn)行啟動(dòng)，加速和減速

3）模擬實(shí)現(xiàn)功能手段

① 換向說明

當(dāng)電梯轎內(nèi)或門廳呼叫按鈕按下時(shí)，根據(jù)檢測(cè)到的上行或下行指令給出相應(yīng)的信號(hào)，從而控制電梯的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作；當(dāng)有多個(gè)呼叫信號(hào)到達(dá)時(shí)，

執(zhí)行方式為優(yōu)先響應(yīng)電梯運(yùn)行方向上的信號(hào)，再響應(yīng)另一方向信號(hào)；對(duì)未及時(shí)響

應(yīng)的信號(hào)要進(jìn)行保留。

② 換速說明 電梯正常狀態(tài)下以快速啟動(dòng)，當(dāng)要到達(dá)需要停止的樓層時(shí)，給出換速信號(hào)控制拖動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)為慢速運(yùn)行，以確保電梯平穩(wěn)的停止在目標(biāo)位置。

4）設(shè)計(jì)流程

四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度

4.1 目標(biāo)及主要特色

1）電梯停止時(shí)，可以響應(yīng)任意一層的呼叫；電梯在上升過程中，響應(yīng)將經(jīng)過樓層或高出目的樓層的同向呼叫；電梯在下降過程中，響應(yīng)將經(jīng)過樓層或低于目的樓層的同向呼叫，不響應(yīng)其他呼叫。電梯中途?？?，需延時(shí)一段時(shí)間，上升或下降指示燈不滅。若無鍵按下，電梯停止。系統(tǒng)必須有必要的電氣保護(hù)。

2）硬件和軟件聯(lián)調(diào)。

3）論文書寫規(guī)范。

4.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作進(jìn)度

1） 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000字符以上），撰寫開題報(bào)告。

第1周—第2周

2）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和電源電路設(shè)計(jì)。 第3周—第5周

3）系統(tǒng)鍵盤電路和顯示電路設(shè)計(jì)，相關(guān)軟件設(shè)計(jì)。 第6周—第9周

4）電梯驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，相關(guān)軟件設(shè)計(jì)。 第10周—第13周

5) 電梯保護(hù)電路設(shè)計(jì)。 第14周—第15周

6) 撰寫畢業(yè)論文。 第16周—第17周

五、參考文獻(xiàn)

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