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基于plc的电梯控制器的设计学士学位论文.doc
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基于plc的电梯控制器的设计学士学位论文.doc
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基于 PLC 的电梯控制器设计
- 1 -
目录
中文摘要...............................................................................................................................1
英文摘要...............................................................................................................................2
1 引言.................................................................................................................................3
2 电梯.................................................................................................................................4
2.1 概述 ............................................................................................................................4
2.1.1 电梯的发展..........................................................................................................4
2.1.2 电梯的应用..........................................................................................................5
2.1.3 电梯的发展方向..................................................................................................5
2.1.4 电梯的分类..........................................................................................................6
2.2 电梯的基本结构 ........................................................................................................7
3 总体设计.........................................................................................................................9
3.1 设计要求 ....................................................................................................................9
3.1.1 标准功能..............................................................................................................9
3.1.2 特别功能............................................................................................................10
3.2 设计方案 ..................................................................................................................11
3.2.1 电梯系统主要参数的选择................................................................................11
3.2.2 电机的选择........................................................................................................11
3.2.3 PLC 的选择 ........................................................................................................11
3.2.4 调速方式的选择.................................................................................................11
3.2.5 变频器的选择....................................................................................................12
4 可编程控制器...............................................................................................................13
4.1 概述 ..........................................................................................................................13
4.1.1 可编程控制器的发展........................................................................................13
4.1.2 PLC 的主要性能指标 ........................................................................................13
4.1.3 PLC 的分类 ........................................................................................................14
4.1.4 PLC 的特点 ........................................................................................................14
4.1.5 PLC 的功能 ........................................................................................................15
4.1.6 PLC 的工作流程 ................................................................................................16
4.1.7 PLC 与其他自动控制系统比较 ........................................................................17
4.2 西门子 S7-200 PLC .................................................................................................18
4.2.1 硬件系统............................................................................................................18
4.2.2 通信与网络........................................................................................................18
5 电梯调速系统...............................................................................................................20
5.1 概述 ..........................................................................................................................20
5.2 变频器 ......................................................................................................................20
5.2.1 变频器的形式与结构........................................................................................20
基于 PLC 的电梯控制器设计
- 2 -
5.1.2 西门子 MICROMASTER440 型通用变频器 ..................................................22
6 详细设计.......................................................................................................................24
6.1 硬件设计 ..................................................................................................................24
6.2 软件设计 ..................................................................................................................27
结论.....................................................................................................................................37
谢辞.....................................................................................................................................38
参考文献.............................................................................................................................39
基于 PLC 的电梯控制器设计
- 0 -
基于 PLC 的电梯控制器设计
摘要:本文介绍了一种基于可编程控制器(PLC)的电梯控制方法。作者对电梯控制
系统的现状作了分析,根据国家有关标准选择系统硬件,利用现代控制技术
改进了传统的电梯控制方法。该方法基于电气集选控制原则,以 PLC 和变频
器为控制器和调速器,以交流异步电动机为控制对象,利用脉冲编码器取代
传统的位置检测装置进行位置反馈,通过 PLC 与变频器之间的通信来实现主
电机与门电机的起停与调速控制。本文所述控制系统用软件代替部分硬件功
能,适当的减少了输入和输出点数,降低了系统成本,提高了系统的可靠性
和安全性。采用变频器调速提高了电梯的平稳性和乘客的舒适感,有效的提
升了平层准确性,同时提高了电梯的控制精度,实现了对电梯的全数字化控
制。设计了主电路与关键的控制电路原理图,并给出主要软件的流程图和部
分程序代码。
关键词:电梯、变频器、调速、PLC。
基于 PLC 的电梯控制器设计
- 1 -
Design of PLC-based elevator controller
Abstract: A method of elevator control based on programmable logical controller (PLC)
is introduced in this paper. The present situation of elevator control system is
analyzed in the first, the system hardware is chosen according to the relevant
national standards, the traditional control methods are improved by modern
control technology. In the method based on the principles of electrical control
assembly election, PLC and variable frequency transducer are used as main
controller and regulator respectively to control the controlled object of the
alternative current induction motors, the pulse encoder is used to replace the
traditional position detect devices to achieve the position feedback, the
communication between PLC and transducer is adopted to start and stop the
motors and regulate the speed. A part of hardware's functions are
implemented by software in the proposed method, which reduces the number
of input and output points and the cost of the whole system and improves the
security and the reliability. The transducer is used to improve the smooth lift
and passenger comfort, the leveling accuracy and the lift control precision.
The fully digital control of the elevator is realized. The main circuits and the
key control circuits are schematically presented. The flow chart of the main
software and some program codes are also proposed.
Keywords: Elevator; Transducer; Governor; PLC
基于 PLC 的电梯控制器设计
- 2 -
1 引言
在现代复杂的楼宇建筑中,电梯成为不可或缺的运输工具,其使用越来越广泛。
随着楼层的增加,人们对于电梯的安全性、准确性、可靠性、效率等提出了更高的
要求。电梯控制系统目前多采用两种方式:一是 PLC 加变频器控制系统,二是微机
加变频器控制系统。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强的功能,但抗干扰性
差,系统较复杂,一般维修人员难以掌握其维修技术,这些限制了微机控制系统应
用的广泛性。PLC 电梯控制系统由于运行可靠、容易实现、使用维修方便、抗干扰性
强等优点,正日益成为电梯控制系统中使用最多的控制系统方式
[1]
。
PLC 是以微处理器为核心,融合了自动化技术、计算机技术、通信技术的工业自
动控制装置,它能改造传统的继电器—接触器控制系统,又适用于现代过程控制。
凭借其卓越的可靠性、抗干扰性和可编程性,目前已被广泛应用于各种工业过程的
自动控制中。
本次设计选用西门子公司的 S7-200 系列 PLC,它可靠性高,指令功能强,易于
掌握,有较好的通信功能和性价比,在中小型控制系统中能充分发挥作用。
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