基于plc的电梯控制系统设计毕业设计(编辑修改稿)

基于plc的电梯控制系统设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

备，随着 PLC 应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起因此， 它已经成为电梯运行中的关键技术。 国内外发展状况在经济不断发展，科学技术 R 新月异的今天，楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来。 作为建筑的中枢神经，电梯起着不可或缺的作用，电梯作为建筑物内的主要运输工具，像其他的交通工具一样，已经成为我们 R 常生活的一个不可缺少的组成部分。 一个国家的电梯需求总量，主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、国家产业结构等综合因素的影响。 在全球经济持续低迷的情况下，我国国民经济仍然以较高的速度持续增长，城市化水平不断提高。 这从客观上导致了我国电梯行业 的空前繁荣景象，我国已经成为全球最大的电梯市场。 上世纪 80 年代以来，随着经济建设的持续高速发展，我国电梯需求量越来越大。 总趋势是上升的，目自口进入了“第三次浪潮”， 2020 年总产量超过了 8 力．台，而且目前还没有减速的迹象。 从 1949 年建国以来全国共生产安装了 6l 万多台电梯。 尽管如此，我国的电梯远未达到饱和的程度。 全世界平均 1000 人有 l 台电梯，我国如果要达到这个水准，还需要增加 70 万台。 到那时候，全国在用电梯将达到 130 万台，每年仅报废更新就需要 6 万台。 到 2020 年，中国电梯的年产量达到 13． 5 万台，与 1980 年相比， 25年增长了 59 倍，产量每年平均增长 17． 8％。 2020 年安装验收电梯 124465 台，截至 华中科技大学文华学院毕业生论文 5 05 年底，我国的在用电梯总数已达 651794 台。 如此庞大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台 !我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。 兴旺的电梯市场吸引了全世界所有的知名电梯公司，美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、同本三菱、只立、东芝、富士达等 13 家大型外商投资公司在国内的市场份额达到了74％”先进技术和先进管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用。 苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海华 立、昌华、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙和东南液压电梯等一批优秀的电梯品牌看清了自己的定位与出路。 目前国内市场需要的电梯产品，我国电梯行业几乎全部可以生产，不但大量替代了进口，而且有一定的出口。 国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高。 自 1985 年我国参加了国际标准化组织 ISO／ TCl78 以来，先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准。 标准的高起点使我国电梯行业在技术上居于有利地位。 许多新技术和新产品，如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等，国际上也是刚刚出现，我国就有许多企业 可以生产了。 国产电梯以其高质量，低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户，为逐步进入国际市场创造了有利条件。 随着计算机技术的发展，微型计算机在工业控制系统中得到了广泛的应用，在电梯控制上采用微型计算机，取代传统的继电器控制方式越来越受到人们的重视。 使用微型计算机控制，它成本低，体积小，可靠性高，使用寿命长，简化了安装调试工作，使得电梯控制系统体积减小，节省能源、可靠性提高。 可编程使灵活性增大。 更突出的优点是微型计算机具有算术运算功能和灵活的逻辑运算功能，因此可以实现更完善的自动控制，例如对于电梯平层可以实现 自适应控制，便平层情况达到最佳状态”目前，交流调压调速电梯技术已趋成熟，一些企业都有成功的产品。 微机控制电梯是电梯技术的方向 ，～些生产企业与科研单位相结合，相继推出了微机控制的电梯新机型 使控制功能得到增强，电梯的性能得到改善，明显提高了可靠性。 除了合资企业外，也有其他厂家开发出了变频调速电梯新产品。 另外，用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。 有些生产企业开发了紧急供电装置、防火厅门、地震控制、自检测以及语言合成等电梯新功能；对机械系统采用了新结构、新材料、新技术和新工艺” 3。 总 之，与国外先进技术水平相比，虽然还存在一定差距 但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。 中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置，每年销售量己达 l 万台左右，约占亚洲市场的 1／ 50，一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献“。 当今世界，电梯的生产情况与使用数量已经 华中科技大学文华学院毕业生论文 6 成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。 在一些发达的工业国家，电梯的使用相当普遍。 世界上有名的几家电梯公司，诸如：美国奥的斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等，其电梯的产量已占世界市场的 51％” 1。 其中，奥的斯公司和三菱公司是世 界上最大的电梯生产企业。 目前，国外除了以交流电梯取代直流电梯以外，在低层楼房越来越多的使用液压电梯。 此外，家用小型电梯将成走电梯家族中新的组成部分 随着科技的进步，电梯也更加安全、舒适。 然而，人们的追求并没有就此停止下来，仍在不断地进行研究改进。 绿色是和平，绿色是天然，绿色是和谐。 电梯是载人的机电设备，要实现“绿色”，也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服务，强调电梯与环境的协调与和谐。 国外对绿色电梯的研究做得比较出色的可能要数 Peters 了，他专门就绿色电梯进行研究。 当然，他的研究是从电梯对环 境影响的角度进行的。 P 不可再生资源的消耗、产生废弃物和为生产满足曳引电梯的电力而产生的二氧化碳。 同时他还认为，目前电力是不可持续的并对环境有损害，作为在地球上有责任的人，我们应当减少能源消耗，寻找可持续发展的能源。 2 可编程序控制器 简介 可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。 它具有体积小、功能强、灵活通用与维护方便等一系列的优点．特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，受到用户的青睐。 因而在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛 的应用，成为了现代工业控制的三大支柱之一” 2． 1 可编程序控制器的发展历史 在可编程序控制器问世以来，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。 这种由继电器构成的控制系统有着明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度不高，尤其是对生产工艺多 变的系统适应性更差，如果生产任务和工艺发生变化，就必须重新设计 并改变硬件结构造成了时间和 资金 的严重浪费。 1968 年，在底特律的美国通用汽车公司 (GM 公司 )为了在每次汽车改型或改变工艺流程时能不改动原有继电器柜内的接线以便降低生产成本，缩短新产品的开发周期，提出了 研制新型逻辑 华中科技大学文华学院毕业生论文 7 顺序控制装置，并提出了该装置的研制指标要求，即十项招标技术指标。 其主要内容如下 n(1)在使用者的工厂里，能以最短中断服务时间，迅速方便地对其控制的硬件和设备进行编程及重新进行程序的设计。 (2)所有系统单元必须能在工厂内无特殊支持的设备、硬件及环境条件下运行。 (3)系统的维修必须简单易行。 在系统中应设计有状态指示器及插入式模块，以便在最短的停车时间内使维修和故障诊断变得简单易行。 (4)装置的体积应小于原有继电器控制柜的体积，它的能耗也应较少。 (5)必须能与中央数据收集处理系统进行通信，以便监视系统 的运行状念和运行情况。 (6)输入开关量可以是已有的标准控制系统的按钮和限位开关的交流 15V 电压信号。 (7)输出的驱动信号必须能驱动以交流运行的电动机起动器和电磁阀线圈， 每个输出量将设计为可开停和连续操纵具有 115V、 2A 以下容量的电磁阀等负载设备。 (8)具有灵活的扩展能力。 在扩展时，必须能以系统最小的变动及最短的更换和停机时间，使原有装置从系统的最小配置扩展到系统的最大配置。 (9)在购买和安装费用上，应有与原有继电辑控制系统的竞争力，即有高的性能价格比。 (10)用户存储器容量至少在 4KB 以上。 (根据当时的汽车装配过程的要求提出 )从上述十项指标可以看出 ，它实际上就是当今可编程序控制器的最基本的功能。 将它们归纳一下 其核心为四点 (1)用计算机代替继电器控制盘。 (2)用程序代替硬件接线。 (3)输入输出电平可与外部装置直接连接。 (4)结构易于扩展。 美国的数字设备公司 (DEC)CP 标，并在 1969 年研制出了第一台可编程序控制器 (PDP14)““ 其后，美国的 MODICON 公司也推出了 084 控制器， 1971 年，日本推出了 DSC． 8控制器 1973 年西欧各国的各种可编程序控制器也研制成功．我国在 1974 年开始研制可编程序控制 器可编程序控制器的发展与计算机技术、半导体集成技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技 术的发展息息相关。 这些高新技术的发展推动了可编程序控制器的发展 而可编程序控制器的发展又对这些高新技术提出了更高更新的要求，促进了它们的发展。 从控制功能束分，可编程序控制器的发展经历了下列四个阶段。 第一阶段：从第一台可编程序控制器问世到 20 世纪 70 年代中期，是可编程序控制器的初创阶段。 这一阶段的产品主要用于逻辑运算和计时、计数运算，它的 CPU 由中小规模的数字集成电路组成，它的控制功能较简单．典型产品有 MODICON 公司 的 084＼ ALLEN— BRADLEY(AB)公司的 PDQ DEC 的 PDP． 1同立公司的 SCY022 等。 由于这 些 产 品 主 要 完 成 逻 辑 运 算 功 能 ， 因 此 被 称 为 可 编 程 序 逻 辑 控 制 器(ProgrammableLogic ControlletPLC)。 第二阶段：从 20 世纪 70 年代中期到末期，是可编程序控制器的扩展阶段，在这一阶段，产品的主要控制功能得到了较大的发 华中科技大学文华学院毕业生论文 8 展，它的发展主要来自两方面，从可编程序控制器发展而来的控制器，它的主要功能是逻辑运算，同时扩展了其他运算功能；而从模拟仪表发展而来的控制器，其功能主要是模 拟运算，同时扩展了逻辑运算功能。 因此，按习惯的分类方法，前者被称为可编程序逻辑控制器 (PLC，后者被称为单回路或多回路控制器。 可编程序控制器的名称缩 PC(Programmable Controll)，但是为了与个人计算机 (Personal Computer)的名称缩写 PC 相区别，通常还是把可编程序控制器简称为 PLC，这一阶段的产品有 MODICON公司的 18 28 384，西门予公司的 SomaticS3 系列，富士电机公司的 SC 系列等产品．第三阶段：从 20 世纪 70 年代末期到 20 世纪 80 年代中期，是 PLC 通信 功能实现阶段。 与计算机通信的发展相联系， PLC 也在通信方面有了很大的发展，初步形成了分布 2 式的通信网络体系，但是，由于制造企业各自为政，通信系统自成系统，因此，各产品的互相通信是较困难的。 在该阶段，由于生产过程控制的需要，对 PLC 的需求大大增加，产品的功能也得到了发展，数学运算的功能得到了较大的扩充，产品的可靠性进一步提高。 这一阶段的产品有西门子公司的 SYMATIC S6 系列、富士电机公司的MICREX 和德州仪器公司的 T1530 等等。 第四阶段：从 20 世纪 80 年代中期开始是 PLC的开放阶段。 由于开放系统的提出 ，使 PLC 也得到了较大的发展。 主要表现在通信系统的开放，使各制造企业的产品可以通信，通信协议的标准化使用户得到了好处。 在这一阶段，产品的规模增大，功能不断完善，大中型的产品多数有 CRT 屏幕的显示功能，产品的扩展也因通信功能的改善而变得方便，此外，还采用了标准的软件系统，增加了高级编程语占等。 这一阶段的产品有西门子公司的 SYMA7IC S5 和 s7 系列、 AB公司的 PLC 一 5 等。 2． 2 PLC 的特点 PLC 能如此迅速发展的原因是由于它具有通用计算机所不及的一些下列特点。 可靠性对可以维修的产品，可靠性包括产品的有 效性和可维修性． PLC 的可靠性高，表现在下列几方面：与继电器逻辑控制系统比较，。