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基于plc的电梯系统设计.doc
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基于plc的电梯系统设计.doc
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目 录
第一章 绪言.............................................................1
1.1 国内外电梯的现状与发展 ..........................................1
1.2 PLC 的产生和发展................................................2
第二章 可编程 PLC 的概述.................................................3
2.1 可编程控制器(PLC)的简介..........................................3
2.1.1 可编程控制器的定义 .........................................3
2.1.2 三菱 FX2NPLC 可编程控制器的基础知识 .........................3
2.1.3 PLC 的性能指标和分类 .......................................4
2.1.4 PLC 的工作原理 .............................................6
2.2 PLC 与其它控制系统的比较.........................................8
第三章 电梯设备及电梯发展动态...........................................9
3.1.电梯的运行工作情况 ..............................................9
3.2 电梯控制系统的组成..............................................10
3.3 电梯的安全保护装置 .............................................10
3.4 电梯发展展望 ...................................................10
第四章 PLC 的选择及其软件开发..........................................12
4.1 可编程控制器(PLC)的选型 ......................................12
4.2 交流双速电梯的主电路 ..........................................12
4.3 门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路 .........................15
4.4 电梯的主要电气设备 ............................................15
4.5 PLC 控制电梯 I/0 点分析..........................................17
4.6 PLC I/O 硬件连接图..............................................21
4.7 算法说明 ......................................................22
4.8 电梯控制程序 ...................................................24
第五章 结 语...........................................................42
致 谢..................................................................43
参考文献...............................................................44
附 录..................................................................45
1.电梯的主电路图 ...................................................45
2. I/O 连接图.......................................................46
烟台大学毕业论文(设计)
1
第一章 绪言
1.1 国内外电梯的现状与发展
据国外相关资料介绍,在 20 世纪初,美国奥的斯电梯公司使用直流电动机作动
力,生产出以槽轮式驱动的直流电梯。自此以后,电梯这个产品,一直在日新月异的
发展着。目前的电梯产品,不仅规格品种多,自动化程度高,而且安全可靠,乘坐舒
适。
今天的世界,在某些地区人口密度高,土地资源短缺和日益加剧。这就决定是合
理利用土地,解决人与土地之间的矛盾。在高层建筑施工的有效措施之一。因此,使
其快捷方便地访问到目的层电梯诞生了。在一些发达国家和地区,每部电梯的人均数
量,都与城市化程度越来越普遍超过每百万 30 在一些国家甚至超过百万分之 120,
电梯市场将变得更加繁荣。中国的电梯市场的增长亦非常关心目前,15%-18%的年增
长率乐观,对气候变暖电梯渗透,人民的意愿越来越高的要求的电梯。如何更安全,
更迅速,到达目的地楼层,电梯将成为最根本的要求之一。电梯控制系统在这方面的
技术参数是电梯控制系统。因此,控制系统的设计已成为在电梯设计的核心技术领域
最。外商聚集在电梯行业,在国际几乎所有进入该国,首先到最先进的电梯生产的产
品在中国最大的电梯公司。美美国奥的斯,瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森,日本三
菱、日立、东芝、富士达这些世界上最有名的公司先后在北京,天津,上海,广州,
沈阳,杭州,廊坊等的投资和建设工厂,它可以说是能来都来了。他们大多用最好的
方式建立合资工厂,配备了最好的设备,最好的技术引进,培养优秀人才,在国内市
场份额的合资企业目前已超过 80%,在这个意义上说,中国电梯行业早先加入 WTO。
对中国的电梯市场的特点并没有国内企业之间的竞争,在全球电梯竞争中这,我国的
电梯用户已成为最大受益者,他们可以自由地选择最佳的电梯产品的。
1.2 PLC 的产生和发展
可编程序控制器(PLC)在继电器控制和计算机控制的基础上,米发展,逐步发
展成为一个微处理器核心,自动化技术,计算机技术和新的工业自动化控制设备的通
讯技术的融合,在过去 40 多年来它一直是工业自动化的飞速发展,一直是这三种技
术(机器人技术,CAD / CAM 技术和 PLC 技术)支柱之一,广泛应用于各种生产机械
和自动化控制生产过程中。
PLC 从诞生至今己经快 40 年了,在这期间它的发展大概经历了以下几个阶段:
(1)1969-1972
PLC 的原型阶段的发展,功能是非常简单,只有逻辑,定时和计数功能,硬件,
烟台大学毕业论文(设计)
2
由于大规模集成电路尚未投入工业生产,CPU 的山脉分隔的核心部件内存容量,内存 1
-2K 的,构成了微程序,指令核心操作系统只有 20-30 种,单一,没有形成系列,
PLC 可取代多达 200-300 个继电器组成的系统,更好的可控性继电器。
(2)1972-1976
美国 INIEL 公司成功研制出世界上第一个集成电路微处理器,PLC 技术,取得较
大的发展。与 PLC 的逻辑运算,电脑接口和模拟控制,软件开发,自诊断程序加载的
功能,存储过程与 EPROM 的启动,进一步改善,初步形成系列的可控性。 PLC 具有模
块化结构和整体风格之分,过渡私人整体功能一般。
(3)1976-1983
在这个阶段,微处理技术的成熟,那么有微处理器芯片,半导体存储器到工业生
产,大规模集成电路开始普遍应用。。
(4)1983-1988
通用计算机网络技术,超大规模集成电路,专用集成电路门阵列和应用等迅速发
展的 PLC 的 CPU 是 16 位或 32 位或位芯片,芯片结构,处理速度可达 1 微秒/步高速
计数器,中断,PID 和运动控制功能,如引进了 PLC,过程控制,以满足所有要求。
能力,以加强网络和计算机网络的主机也可以在 PLC 的一个多层次的分销系统(DCS)
的形成联系在一起。除了阶梯形式的编程语言和报表的成熟等,以及基本的语言和算
术,而数控机床的控制语言。
(5)1988 年至今
PLC 技术的迅猛发展在这个阶段,发展势头十分强劲,并继续扩大,如用户配置
文件(FNIS)和计算机集成制造系统(CIMS)等柔性制造系统中的应用领域。
21 世纪 PLC 将有更大的发展。从技术角度来看,计算机技术的新成就将
更多的设计和制造用于可编程逻辑控制器,操作会更快,更大的存储容量,更智能的
物种出现,从规模查看产品点将进一步方向的超小型和大型化发展,从产品品种上的
配套产品将更加丰富,更完整的规格,完美的人机界面,完成所有的通信设备将更好
地适应于各种工业控制应用的需求;从市场的角度来看,每一种产品的国际竞争形势
与各种国家生产和打破垄断有几个品牌将成为国际市场形势,将有国际通用的编程语
言:从网络的发展情况,可编程控制器和其它工业控制计算机网络构成一个大型控制
系统采用 PLC 技术的发展。电流分布于大量应用可编程控制器控制系统 DCS(分布式
控制系统)已经通过计算机网络,港口发展,为自动化和控制网络的可编程控制器和
国际在行业和工业领域的重要组成部分,伴随着网络除了发挥日益重要的作用。
烟台大学毕业论文(设计)
3
第二章 可编程 PLC 的概述
2.1 可编程控制器(PLC)的简介
2.1.1 可编程控制器的定义
控制器简称 PC (Programmable Controller),它经历了可编程序矩阵控制器 PMC,可
编程顺序控制器 PSC、可编程序逻辑控制器 PLC (Programmable Logic Controller)和可
编程序控制器 PC 几个不同时期。为与个人计算机(PC)相区别,现在仍然沿用可编程
逻辑控制器 PLC 这个老名字。
1987 年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布 PLC 标准草案中
对 PLC 做了如下定义:
“PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采
用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数
和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的
机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整
体,易于扩展其功能的原则而设计。”
2.1.2 三菱 FX
2N
PLC 可编程控制器的基础知识
(1)三菱 FX2NPLC 的主要特点:
一个程序包的单元型可编程控制器
采用装卸式端子台
内装 RUN/STOP 开关
程序存储器
钟表功能
RUN 写入
元件注解
利用键盘保护程序(编程手册,外围设备手册)
丰富的输出入扩展设备
丰富的特殊扩展设备
用 SFC 表现的编程
简便的应用指令群
高速处理
通常,PLC 的产品可按结构形式、控制规模等进行分类。按结构形式的不同,可
以分为整体式和模块式两类。按控制规模的大小、则可以分为小型、中型和大型 PLC
烟台大学毕业论文(设计)
4
三种类型。
2.1.3 PLC 的性能指标和分类
1.PLC 的主要性能指标
输入/输出点数(I/O 点数)
I/O 点数是指可编程序控制器外部输入、输出端子数总和。它标志着可以接多少
个开关、按钮和控制多少个负载。
存储容量
存储容量是可编程序控制器内部用于存放用户程序的存储器容量,一般以步为单
位,二进制 16 位即一个字为一步。
扫描速度
一般以执行 1000 步指令所需时间来衡量,单位是 ms/k 步,也有以执行一步指令
所需时间来计算的,单位是 µs/步。
功能扩展能力
可编程序控制器除主模块之外,通常都可配备一些可扩展模块,以适应各种特殊
应用需要,如 A/D 模块、D/A 模块、位置控制模块等。
指令系统
指令系统指一台可编程序控制器指令的总和,它是衡量可编程序控制器功能强弱
的指标。
2.PLC 的分类
通常,PLC 产品可按结构形式、控制规模等进行分类。按结构形式不同, 可以分
为整体式和模块式两类。按控制规模大小、则可以分为小型、中型和大型 PLC 三种类
型。
3.PLC 系统的组成
PLC 是种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置,其硬件结构与微型计算机
控制系统十分相似。PLC 是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。
1) PLC 的硬件结构
PLC 系统在硬件上由基本单元(包含中央处理单元、存储器、输入/输出接口、
内部电源)、I/O 扩展单元及外部设备组成。图 2-1 为 PLC 的硬件结构图。
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