基于plc的7层电梯控制程序设计

基于plc的7层电梯控制程序设计内容摘要：

实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。 （ 2） 系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。 （ 3） 大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格便宜。 （ 4） 多年来我国一直生产这类电梯，技术成熟，已形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉掌握的人员较多。 电梯继电器控制系统存在的问题 （ 1） 系统触点繁多接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良， 因而故障率较高。 （ 2） 普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的 控制功能不易增加，技术水平难以提高。 （ 3） 电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度 难以提高。 （ 4） 系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。 （ 5） 由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高；而且检查故障困难，费时费工。 电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠 性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊扰。 且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。 PLC 及其在电梯控制中的应用特点 PLC 的特点 PLC 是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。 PLC 与普通微机一样。 以通用或专用 CPU 作为字处理器，实现字运算和数据存储，另外还有位处理器（布尔处理器），进行点（位）运算与控制。 PLC 控制一般具有可靠性高、易操作、维修。 编程简单、灵活性强等特点。 可靠性 对可维修的 产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。 （ 1） PLC 不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。 （ 2） PLC 采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了 MTTR，使可靠性提高。 （ 3） PLC 有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误。 （ 4） PLC 是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机更简单的编程语言和更可靠的硬件。 采用了精 简化的编程语言，编程错误率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大 大提高。 （ 5） 在 PLC 的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。 例如，采用可靠性的元件；采用先进的工艺制造流水线制造；对干扰的屏蔽、隔离和滤波等；对电源的断电保护；对存储器内容的保护等。 （ 6） PLC 的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。 例如，采用软件滤波等；软件自诊断；简化编程语言等。 易操作性 PLC 的易操作性表现在下列几个方面： （ 1） 操作方便 PLC 的操作包括程序输入和程序更改的操作。 大多数 PLC 采用编程器进行输入和更改的操作。 编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的 PLC，编程器采用了 CRT 屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显示。 更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。 更改的信息可在液晶屏或 CRT 上显示。 （ 2） 编程方便 PLC 有多种程序设计语言可供使用。 对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握和理解。 采用布尔助记符编程语言，十分有助于编程人员的编程。 （ 3） 维修方便 PLC 具有的自诊断功能对维修人员维修 技能的要求减低。 当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快的找到故障的部位，以便维修。 灵活性 PLC 的灵活性表现在以下几个方面： （ 1） 编程的灵活性。 PLC 采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。 编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展。 （ 2） 扩展的灵活性。 PLC 的扩展灵活性是它的一个重要特点。 它可根据应用的规模不同，即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。 （ 3） 操作的灵活性。 操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易 PLC 控制电梯的优点 （ 1） 在电梯控制中采用了 PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。 （ 2） 去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。 （ 3） PLC 可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。 （ 4） PLC 可进行故障自动检测报警显示，提高运行安全性，并便于检修。 （ 5） 用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。 （ 6） 更改控制方案时不需改动硬件接线。 此外，微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂， 一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷而没被广泛采用。 PLC 控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。 课题的 提出 PLC 以其优越的性能，在很多领域中得到了广泛的应用。 在电梯业也是如此，目前国内 70～ 80 年代安装完成的电梯绝大部分是继电器控制，线路复杂，节点接线多，故障率高， 系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大 ， 严重地影响电梯运行质量。 应对这些电梯进行更新和改造。 但是更新需要大量资金，对使用单位 来说有一定困难，所以对电梯进行局部改造是经济的、实际的。 近年来，采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器（ PLC）来控制电梯，取得了良好效果。 利用 PLC 和变频器对旧电梯进行改造，不但可以增加电梯的舒适感、安全性、可靠性，还可以降低能耗，节约能源，减少运行费用。 课题的主要讨论 内容 课题所研究的内容主要是用可编程控制器（ PLC）改造在用电梯自动控制系统。 由于大部分老式电梯的电控系统可靠性欠佳，用户寻求对电梯的电控系统进行改造，以节约资金。 因此，对电梯控制技术进行研究，找出一条适合国产老式电梯的改造之路，并进而提高国产电梯的技术水平和质量，具有十分重要的意义。 针对老式电梯采用的继电器逻辑控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺陷，提出采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控 制器（ PLC）来控制电梯。 论文的主要内容如下： 首先对电梯系统及可编程控制器（ PLC） 作了比较全面的总结和介绍。 接着阐述了电梯控制系统的分类及特点，电梯的控制系统分为调速和信号控制两大部分。 确定了系统的总体结构，由 PLC 来实现电梯信号控制， 有双速电机 实现 调速，完成了电机 和可编程控制器（ PLC）的选择。 然后是 系统硬件开发，完成了 PLC 的选型、 I/O 点数分配 与 PLC 的连接。 在分析了电梯系统的软件设计方法基础上，设计出了软件流程图，提出了模块化编程思想，介绍了系统的软件开发。 最后对改造后的电梯系统进行模拟调试。 电梯的功能 要求 （ 1）电梯运行到指定位置后应具有手动或自动开 /关门的功能。 （ 2）利用指示灯显示电梯厢外的呼唤信号、电梯厢内的指令信号和电梯的到达信号。 （ 3）能自动判断电梯的运行方向，并发出响应的指示信号。 （ 4）电梯的上行下行有一台电机牵引。 电机正传，电梯上升；电梯反转，电梯下降。 （ 5）电梯轿厢门由另一台小功率电机驱动。 电机正传，轿厢门打开；电机反转，轿厢门关闭。 （ 6） 每一层楼设有呼叫按钮；轿厢内设有开关轿厢门按钮；轿厢内的层面指令按 （ 7）电梯启动、运行、到站实现速度的调节。 第 2 章 电梯设备及电梯发展动态 电梯的出现 及发展 1854 年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙格雷夫斯奥的斯第一次向世人展示了他的发明－历史上第一部安全升降梯。 从那以后，升降梯在世界范围内得到了广泛应用。 以奥的斯的名字而命名的 电梯公司也开始了她辉煌的旅程。 150 年以来，她已经发展成为世界、亚洲和中国领先的电梯公司。 自从我国实行改革开放政策以来，全国各地高层建筑不断涌现，作为高楼的垂直交通工具―电梯，其需求量日益增长。 各种类型、规格繁多的电梯已在高楼内投入运行。 为了确保电梯正常运行、安全使用，必须要了解电梯、熟悉电梯、管理电梯、维护好电梯。 20 世纪初，美国出现了曳引式电梯，其结构如图 11 所示，从图中可见，钢丝绳悬挂在曳引轮上，一端与轿厢连接，而另一端与对重连接，随曳引轮的转动，靠钢丝绳与曳引轮槽之间的摩擦力使轿厢与对重作 一升一降的相反运动。 显然，钢丝绳不用缠绕，因此钢丝绳的长度和股数均不受限，当然轿厢的载重以及提升高度就等到了提高，从而满足了人们对电梯的使用需求。 因此，近一百年来，曳引式电梯一直受到重视，并发展沿用至今。 图 11 曳引式电梯示意图 在后 来的几十年里，电梯的自动平层控制系统以及 1— 轿厢 2— 曳引轮 3— 对重 通过变换电动机极数的调速方法来调整电梯的运行速度的技术相继研制成功，1933 年世界上第一台运行速度为 6m/s 的电梯被安装在美国纽约的帝国大厦。 第二 次世界大战后，建筑业的发展促使电梯进入了高峰发展时期，代表新技术的电子技术被广泛应用于电梯领域的同时，陆续出现了群控电梯、超高速电梯、交流变频变压调速电梯。 随着电力电子技术的发展，晶闸管变流装置越来越多地用于电梯系统，使电梯的拖动系统简化，性能提高。 同时交流调压调速系统的研制和开发，使交流电梯的调速性能有了明显的改善。 进入 20 世纪 80 年代，通过控制电动机定子供电电压与频率电梯运行速度的调压调频技术研制成功，出现了交流变压变频（ VVVF）调速电梯，开拓了电梯拖动的新领域。 1993 年，日本生产了 交流变压变频调速电梯，结束了直流电梯独占高速领域的历史。 电梯发展的今天，在使用需求和新技术应用方面都进入到全面发展时期，随着智能化、信息化建筑的兴起与完善，要求电梯不只是完成垂直运输的基本功能，还应以人为本提高舒适度，特别从电梯运行的控制智能化角度考虑，电梯的优质服务不再是单一的“时间最短”问题，而是采用模糊理论、神经网络、专家系统等方法，以期实现单梯与群控管理的最佳模式。 合理的配置与使用远程监控与故障诊断、节能以及减少环境污染等。 本文中着重电梯的升降控制逻辑，不调节主电动机的升降速度以及电梯的 安全保护措施。 电梯设备 电梯的分类 电梯的分类有各式各样： （ 1）按速度分类 低速电梯 1m/s 以下 高速电梯 23m/s 超高速电梯 310m/s （ 2）按用途分类 乘客电梯 住宅电梯 观光电梯 载货电梯 客货两用电梯 车辆电梯 其他电梯 （ 3）按拖动方式分类 交流电梯 直流电梯 液压电梯 齿轮齿条电梯 螺杆式电梯 （ 4）按有无司机分类 有司机电梯 无司机电梯 有 /无司机电梯 （ 5）按控制方式分类 手柄操纵控制电梯 按钮控制 电梯 信号控制电梯 集选控制电梯 群控电梯 （ 6）按曳引机结构分类 有齿曳引机电梯 无齿曳引机电梯 （ 7）其它分类方式 按轿厢尺寸的大小分类时，经常使用“小型”、“超大型”等词来描述电梯。 按机房位置不同可分为：机房位于井道顶部的上置式电梯；机房底部的下置式电梯。 电梯的主要组成部分 （ 1） 曳引部分：通常有曳引机和曳引钢丝绳组成。 电动机带动曳引机旋转 使轿厢上下运动。 （ 2） 轿厢和厅门：轿厢由轿架，轿底，轿壁和轿门组成；厅门一般有封闭式、中分式、双折中分式和直分式等。 （ 3） 电 器设备及控制装置：有曳引机，选层器传动及控制柜、轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅外指示器组成。 （ 4） 其它装置：对重装置、补偿装置等。 电梯的安全保护装置 （ 1） 电磁制动器：装于曳引机轴上，一般采用直流电磁制动器，启动时通电松闸，停层后断电制动。 （ 2） 强迫减速开关：起分别装于井道的顶部和底部，当轿厢驶过端站换速未减速时，轿厢上撞块就触动此开关，通过电器传动控制装置，使电动机强迫减速。 （ 3） 限位开关：当轿厢经过端站平层位置后仍未停车，此限位开关立即动作，切断电源并制动，强迫停车。 （ 4） 行 程极限保护开关：当限位开关不。