发布时间 : 星期日 文章基于PLC的五层电梯控制系统的设计更新完毕开始阅读
本科毕业设计说明书（论文）
1 引言
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随着科学技术和社会经济的发展，高层建筑已经成为现代城市的标志。电梯作为垂直运输工具，承担着大量的人流和物流的输送，在建筑物中有相当重要的作用。是现代城市生活中必不可少，且应用最广泛的垂直交通运输工具[1]。
1.1 设计背景
电梯是垂直运行的电梯(通常可简称为电梯)、倾斜方向运行的自动扶梯、倾斜或水平方向运行的自动人行道的总称。
伴随我国城镇化进程的加速，电梯已成为城镇居民生产、生活不可或缺的垂直交通工具，在提升公众的生产、生活效率与质量的同时，其安全工作也成为一项民生工程，其安全状况倍受公众与媒体关注。
(一)安全形势总体平稳
在电梯数量快速增加情况下，电梯事故稳中有降，保持了总体平稳的安全形势。从2005年开始，平均每年电梯事故起数在40起、死亡人数在30人左右。电梯万台事故率和万台死亡人数稳步下降，2010年电梯万台事故率0.26，万台死亡人数0.17，均小于特种设备平均水平，也小于锅炉压力容器等其他特种设备[1]。
(二)近年事故原因分类
近年电梯事故中，违章操作引发的事故较为突出，事故中受到伤害的人员以普通乘客最多。
●事故产生原因中，违章操作62.7%，设备缺陷22.7%，意外8.0%，非法使用设备6.6%。
●事故中受伤害人员中普通乘客50%，维护保养人员13%，安装工人12%，电梯操作人员4%，其它包括保安等未经培训的人员21%。 (三)电梯数量快速增长
截至2010年底，全国在用电梯总数已经达到162.8万台，并以每年20%左右的速度高速增长，每年新增电梯数在30万台以上，占全球每年新增电梯总量的一半以上。上海、北京等几个城市在用电梯数量已超过10万台。目前，我国电梯年产量、电梯保有量、年增长量均世界第一。上海超过纽约成为全世界电梯最多的城市[5]。
1.2 电梯的起源与趋势
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●公元前236年,古希腊的阿基米德设计出一种人力驱动的卷筒式卷扬机。 ●1850年，美国人亨利·沃特曼制作出世界第一台以蒸汽机为动力的卷扬机。 ●1854年, 美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯向世人展示了历史上第一部安全升降梯。
●1889年，美国奥的斯公司制造出由直流电动机通过蜗杆蜗轮减速器带动卷筒卷绕绳索悬挂并升降轿厢的电动升降机。
●1892年，美国亨利·华特·列昂那得发明了用调节电动机励磁场来调速的电动机-发电机电力驱动系统。
●1900年, 交流感应电动机被使用到电梯驱动中。
●1903年，美国奥的斯在电梯传动机构中采用了曳引驱动代替卷筒方式。 ●70 年代，电梯控制柜的控制电路逐渐从模拟电路向数字化电路发展，数字技术显著的提高了电梯的可靠性和运性精度。
●70 年代末到 80年代初，高速无齿轮和有齿轮快速电梯都应用微机作为控制的主要部件，而且每部电梯使用的微机不止一部。
●80 年代，大功率晶体管模块的问世以及微机和数字调节技术的不断成熟，人们开始利用PWM(脉宽调节)技术来控制换流器，实现对电梯中交流电动机进行调压调频(VVVF)，达到线性调速的目的[3]。
●90年代，电梯控制系统由并行信号传输向以串行信号为主的信号传输方式过度。
●21世纪电梯产业将实现 A信息化、网络化。
B驱动系统使用永磁同步无齿曳引机。 C一绿色发展为基本理念。
1.3 本文的研究目标
本次毕业设计以五层电梯作为控制对象，以PLC作为工具对电梯控制系统进行了设计。
在设计过程中，对六层电梯的硬件部分作分析，看需要什么样的开关，电机，信号灯等。然后，根据需要画出控制面板图，再根据控制面板图计算出I/O点数，确定所选PLC机型，选定变频器型号，画出连线图，然后在进行软件设计，写出控制系统的流程图，梯形图，写出语句[5]。
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2 电梯控制系统整体设计
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要想设计出可靠而使用的电梯控制系统，就要考虑到有关电梯的方方面面如电梯的快速性、电梯的舒适度等。这就要求我们编写符合实际的程序，并根据实际情况选择合适的硬件设备，以完成任务。
2.1 电梯的概述
2.1.1 电梯工作原理
曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全[3]。 2.1.2 电梯结构及分类
(1)电梯的结构
电梯的机械部分是电梯的躯体，同时电子电气是电梯的神经和大脑。机械部分与电子电气之间的有机结合，才能实现电梯的功能。它由曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、对重装置、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统等组成。
电梯的结构如图2-1所示。 (2)电梯的分类
电梯的分类非常丰富，根据使用性质、驱动方式、运行速度、有无司机、操纵控制方式等不同，有多种分类方法。
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图2-1 电梯的结构
2.2 系统控制方案设计
2.2.1 控制方式的选择
继电器和PLC都可以控制电梯的运行方式,但控制方法的不同会使得电梯具有不同的特点,如表2-1为PLC与继电器控制系统功能与特点的比较。
表2-1 PLC与继电器控制系统功能与特点的比较
比较项目 对生产工艺变 需进行重新设计与接线.适应性差 只需对程序进行修改.适应性强 化的适应性 控制功能的实现 控制的实时性 复杂控创能力 可靠性 通过对继电器进行硬接线完成相应的控制功能 机械动作时间常数大，实时性差 极差 元器件多、触点多，容易出现故障 对进行编程实现所需控制要求 微处理器控制，实时性非常好 很强 采用大规模集成电路.绝大部分是软继电器，可靠性高 具有种类齐全的扩展单元，扩展灵活 体积小，重量轻，安装工作量 小 寿命长 继电器控制 PLC控制 柔韧性和灵活性 差 控制柜体积大、笨重，安较施工工占用空间与安装 作量大 使用寿命 易损、寿命短