基于PLC的电梯控制系统——软件设计

摘要I摘要随着现代经济和城市生活的发展，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具，电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著。传统继电器电梯控制系统，由于继电器本身的机械和电磁惯性大，大大降低了电梯系统的可靠性和安全性。为了保证电梯运行既高效节能又安全可靠，必须改进电梯控制方式。根据顺序逻辑控制的需要发展起来的可编程控制器(PLC)，它是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。PLC处理速度快，可靠性高，能够保证电梯正常、安全、可靠地运行。同时，由于电机交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式己由原来直流调速逐渐过渡到了变频调速，不仅能满足乘客的舒适感和保证平稳的精度，还可以降低能耗，节约能源，减小运行费用。本文将基于PLC的变频调速方法应用到电梯系统中，并对此方法进行研究。首先，分别阐述了电梯继电器控制和PLC控制的特点，突出讲述继电器电梯控制系统暴露的缺点以及PLC电梯控制系统所具有的优点，并对电梯的变频调速控制进行了介绍。其次，在阅读了大量国内外相关文件资料的基础上，对电梯技术和电梯设备的发展进行了综述。然后，介绍了变频器类型以及参数设计的相关知识;同时介绍了PLC选型原则以及PLC控制系统的设计思路;在此基础上，根据电梯系统自身的工作状态要求，进行电梯系统的PLC软件开发，通过软件开发的特点，结合PLC自身的控制规律，设计出可实现一定功能的PLC电梯控制系统。最后的模拟调试结果表明，基于PLC的变频调速电梯系统运行效率高，系统安全可靠性强，并且系统构造简单易于实现，满足了对电梯系统期望的要求。关键词:电梯，可编程控制器，变频调速，旋转编码器AbstractIIAbstractAlongwiththedevelopmentofmoderneconomyandcitylife,theelevatorhasbecomeaessentialwalkingtoolforpeopleindailylife,andtheperformanceofelevatorsobviouslyinfluencespeople’slives.ThetraditionalelevatorsystembasedonrelaylargelydecreasesthereliabilityandsecuritysincethemechanicalandelectromagneticinertiaofrelayisbigInordertoensuretheefficiencyandreliablesecurities,thecontrolmethodofelevatormustbechanged.Theprogrammablelogiccontroller(PLC),whichdevelopsbasedonsequencelogicalcontrol,isdigitaloperationelectronicdevicespecializedintheindustrialapplicationenvironment.PLCpossessesfastprocessspeedandhighreliability.Therefore,PLCcanbeabletoensuretheelevatorrunnormally,securelyandreliably.Inaddition.ThedrivemethodofelevatorshasreplacedtheDCvelocitymodulationwithfrequencycontrolduetothedevelopmentofACfrequencycontrolofmotors.Thefrequencycontrolnotonlysatisfiesthecomfortsenseofpassengersandensuresthestableprecision,butalsodecreasesthelossofpower,savesresourcesandreducesexpenses.ThefrequencycontrolmethodbasedonPLCisappliedtotheelevatorsystemandfurtherresearched.Firstly,theessayrespectivelypresentsthecharacteristicsoftheelevatorsystembasedonrelaycontrolandPLCcontrol,speciallyformulatesthedefectsexposedfromrelaycontrolsystemandtheadvantagesofPLCcontrolsystem,introducesthefrequencycontrolofelevators.Secondly,basedonreadingmanydomesticandinternationalrelativeliteratures.Thedevelopmentofelevatortechniquesandelevatordevicesisoverviewed.Andthen,therelativeknowledgeoffrequency-converterisintroduced;theprincipleofPLCmodelelectionanddesignschemeofPLCcontrolsystemareintroducedaswell.Onthebasisofthese,thePLCsoftwareofelevatorsystemisdevelopedaccordingtotheworkingstatesdemandsoftheelevator.AelevatorsystembasedonPLCcontrolisdesignedthroughcombiningthecharacteristicsofsoftwaredevelopmentandtherulesofPLCcontrol.Finally,theanalogexaminationshowstheelevatorfrequencycontrolbasedonPLCpossesseshighoperationalefficiencyandstrongsystemsecurity.Thesystemstructureissimpleandeasilyrealized,andsatisfiesthedemandsoftheelevatorsystemexpected.Keywords:Elevator,ProgrammableLogicControl(PLC),FrequencyConversion&VelocityAdjustment,RevolvingEncoder目录目录摘要………………………………………………………………………………………IAbstract…………………………………………………………………………………II1绪论……………………………………………………………………………………11.1电梯控制系统的发展及特点……………………………………………………11.1.1交流曳引电梯调速方式的发展……………………………………………11.2了解可编程控制器(PLC)及其在电梯控制中的应用…………………………21.2.1PLC的特点…………………………………………………………………21.2.2PLC控制电梯的优点………………………………………………………31.2.3电梯变频调速控制的特点…………………………………………………41.3课题的来源………………………………………………………………………41.4课题的主要研究内容……………………………………………………………52电梯设备与电梯发展动态……………………………………………………………62.1电梯的出现………………………………………………………………………62.2电梯设备简介……………………………………………………………………62.2.1电梯的分类…………………………………………………………………62.2.2电梯的主要参数……………………………………………………………62.2.3电梯的安全保护装置………………………………………………………72.3电梯的发展概况…………………………………………………………………82.3.1电梯技术发展概况…………………………………………………………82.3.2电梯发展展望………………………………………………………………93调速变频器类型选择及其设计参数………………………………………………103.1变频器的分类及选择…………………………………………………………103.1．1变频器的分类…………………………………………………………103.1.2变频器的类型选择………………………………………………………103.1.3变频器的规格选择………………………………………………………103.1.4选择的变频器应满足的条件……………………………………………103.2通用变频器简介及选择………………………………………………………113.2.1通用变频器简介…………………………………………………………113.2.2VS一616G5型通用变频器………………………………………………12目录3.2.3VS-616G5型通用变频器电梯调速系统……………………………………143.2.4变频器结构及参数设计………………………………………………………144PLC的选择及其控制系统的硬件开发………………………………………………164.1电力调速系统的应用与发展………………………………………………………164.2电机调速系统的设计………………………………………………………………164.3异步电机的调速方法及经济技术比较……………………………………………174.4井道信号系统的设计………………………………………………………………204.5电梯控制系统的设计………………………………………………………………204.6可编程控制器(plc)的选型………………………………………………………214.7设计思路……………………………………………………………………………214.7.1电梯控制系统实现的功能……………………………………………………214.7.2点数的分配及机型的选择……………………………………………………225系统软件开发…………………………………………………………………………255.1电梯的自检状态……………………………………………………………………255.2电梯的正常工作状态………………………………………………………………255.3系统的软件开发过程………………………………………………………………255.3.1开关门环节……………………………………………………………………255.3.2电梯初始化环节………………………………………………………………265.3.3停层信号的登记与消除环节…………………………………………………265.3.4外呼信号的登记与消除环节………………………………………………265.3.5电梯的定向环节………………………………………………………………265.3.6、电梯的上升与下降…………………………………………………………275.3.7层楼位置指示…………………………………………………………………275.3.8616G5参数设置………………………………………………………………285.4程序框图设计………………………………………………………………………28致谢…………………………………………………………………………………………30参考文献……………………………………………………………………………………31附录A电梯梯形图控制程序………………………………………………………………32河北工程大学毕业设计说明书11绪论从19世纪50年代美国人OTIS