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基于 plc 电梯 控制系统 设计 说明书 仿单 论文

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太原理工大学阳泉学院毕 业 设 计 说 明 书毕业生姓名 ： 杨绒专业 ： 机械设计制造及其自动化学号 ： 120511058指导教师 : 杨德明所属系（部） ： 机械电子工程系二一六年六月目录摘 要 .ivAbstract.v第一章 引言 .1第一节 电梯的概述 .1第二节 电梯的发展简史 .1第三节 课题的提出 .1第四节 课题的主要讨论内容 .2第五节 传统继电器控制电梯 .2一、优点 .2二、缺点 .3第六节 PLC控制电梯 .3第二章 可编程控制技术 .4第一节 可编程控制器的基本概念 .4第二节 PLC的特点 .4第三节 PLC控制电梯的优点 .5第四节 可编程控制器的组成及其各部分功能 .6第五节 PLC的选型 .7第六节 可编程控制器的工作方式 .7一、PLC的工作过程 .7二、PLC的编程语言 .9第三章 电梯设备及电梯发展动态 .10第一节 电梯的出现 .10第二节 电梯设备 .10一、电梯的分类 .10二、电梯的主要组成部分 .11三、电梯的安全保护装置 .11四、电梯技术发展情况 .12i五、电梯发展展望 .12第四章 PLC的选择及其软件开发 .14第一节 可编程控制器（PLC）的选型 .14第二节 交流双速电梯的主电路 .14第三节 门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路 .15第四节 电梯的主要电气设备 .16第五节 输入输出设计 .18一、算法说明 .18二、 程序中相关中间继电器的说明 .19第六节 梯形图的设计 .20第七节 梯形图程序 .23第五章 GX Developer编程软件的使用 .44第一节 GX Developer编程软件的主要功能 .44第二节 GX Developer 编程软件的界面 .44第三节 工程的创建和调试范例 .45第四节 编程操作 .47第五节 程序调试及运行 .48第六章 MCGS软件介绍 .50第一节 MCGS系统介绍 .50一、MCGS的主要特性和功能 .50二、MCGS的构成 .51第七章 系统原理设计 .52第一节 系统总体设计思路 .52第二节 六层电梯功能介绍 .52一、控制系统介绍 .52二、控制方案 .53三、电梯控制的软元件设计 .53第八章 基于组态技术和PLC的电梯模拟设计 .54第一节 六层电梯的监控方案设计 .54第二节 MCGS组态软件与PLC通信连接 .54ii第三节 MCGS实现监控的设计过程 .56一、主控窗口 .57二、实时数据库 .57三、设备窗口 .58四、用户窗口 .58五、 MCGS的监控运行 .59结束语 .60参考文献 .61外文资料 .62中文译文 .64致谢 .66iii基于PLC的电梯控制系统设计摘 要随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯作为交通工具已与人们的日常生活密不可分，电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。传统的电梯控制系统采用的是继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运行寿命短，占地空间大，正逐步被淘汰。为了提高控制系统的可靠性和设备的工作效率，设计了一套以PLC为核心控制器的电梯自动控制系统，用来取代以往较复杂的继电器接触器控制。系统的核心部分（控制部分）使用了日本三菱公司生产的FX2N-80型PLC，因为在核心控制部分采用的是软件程序控制，从而在保证电梯正常运行的情况下，大大提高了电梯故障检查与维修的方便性和容易性，同时还克服了人为干扰因素，取得了良好的预期效果。本课题的研究题目涉及以下两方面：首先PLC控制是指电梯信号控制由PLC及其软件来实现，控制系统的核心是PLC。其次稳定与安全运行是评价电梯性能的重要依据，针对提高电梯的安全运行，设计一种基于MCGS组态软件的电梯实时运行的监控方案。该方案通过RS485/RS232通信接口采集到模拟电梯的实时运行数据，采用MCGS组态软件涉及电梯的现场监控系统，通过整体的设计和动画效果的演示，实现现场设备的实时监视，MCGS组态软件的引入对电梯控制以及工业现场监控的进一步研究有着积极的意义。关键词：PLC；电梯；模拟电梯；MCGS；监控系统ivDesign of elevator control system based on PLCAbstractAlong with the urban construction development unceasing, the high rise building increases unceasingly too. The elevator as a transport has been closely linked with peoples daily life, The quality of the lift performance of the impact on peoples lives becoming more and more obvious, it must strive to improve the performance of elevator systems, and ensure the operation of the lift is safe, reliable and energy efficient. The traditional elevator control system uses logic of the relay to control circuit, this kind of controls easily to be crash, maintains inconveniently, the movement life is short, and that occupying a large area of space, it being eliminated gradually. For raising the credibility of the automatic control system and the work efficiency of the equipment, design a set of take PLC as the core controller of the elevator auto control system, using to replace former more complicated of after electric appliances-the contact machine control. The core part of the system used a Japanese Mitsubishi company to produce of the FX2N-80 type PLC is the software procedure control in the core because of what to control the part adoption, thus Be promising the elevator circulates normally under the circumstance ofwith this request, raised elevator to break down check and the convenience and easy for maintain consumed, still overcame to move an operation some artificial interference factors bring in the mean time, obtain the good results.The research projects cover the following two questions: First, PLC control means the elevator signal control software to achieve by the PLC control system. Second, stability and security operations are an important basis for performance evaluation of the elevator, for improving the safe operation of elevators, the design MCGS configuration software based on real-time applications that run on the elevator control program. RS485/RS232 communication interface of the program collected through the PLC controlled real-time simulation of elevators operating data, the use of configuration software MCGS scene involving the elevator control system, through the overall design and animation presentations, field devices to achieve real-time monitoring, remote Control, MCGS configuration software and the introduction of the elevator control further studies of industrial site monitoring has a positive meaning.Keywords：PLC；Elevator；Simulation of elevator；MCGS ；Monitoring System 太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书0第一章 引言第一节 电梯的概述随着人口的增加，科学技术日新月异地发展，人们物质文化生活水平的逐步提高，建筑业得以迅速发展，大批的高楼大厦拔地而起，十几层至几十层的宾馆、饭店、办公楼、住宅比比皆是。伴随建筑业的发展，为建筑内提供上下交通运输的电梯工业也在日新月异地发展着。电梯已不仅是一种生产过程中的重要电气设备，也越来越在人们的生活中扮演着重要的角色，传统的电梯已不能满足人们的需要，在追求高质量生活的今天，电梯的功能提高也显得尤为重要。第二节 电梯的发展简史最早的电梯可以追溯到公元前2800年的埃及，那时候为了建造金字塔，就有记载使用过由人力驱动的升降器材。在瓦特发明蒸汽机后出现了由蒸汽驱动的电梯，后来英国的阿姆斯特朗发明了水压梯，并且这种电梯现在仍有使用。随着电力文明的到来，电梯发生了革命性的变化，电力驱动的电梯成了当今的主流，并且随着电机的出现个革新，电梯的性能也得到了提高，而现在，电梯也正以飞快的速度发展着，可以预想到，未来的电梯将不是我们现在所乘坐的电梯那样，它的功能将更加强大。 20世纪30年代，美国纽约市的102层摩天大楼建成，美国奥的斯电梯公司为这座大楼制造和安装了74台速度为6.0m/s的电梯1。从此以后，电梯这个产品，一直在日新月异地发展着。目前的电梯产品，不但规格品种多，自动化程度高，而且安全可靠，乘坐舒适。随着电子工业的发展，可编程序控制器（PLC）和电子计算机成功地应用到电梯的电气控制系统中去后，电梯产品的质量和运行效果显著提高。第三节 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，目前国太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书1内7080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。第四节 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。第五节 传统继电器控制电梯一、优点（1）由硬件实现控制功能，线路直观，便于一般的技术人员理解掌握。 （2）系统的保养以及维护起来比较方便，并且不需要很高的技术，也不需要专门的仪器。 （3）控制系统中涉及的电器都是一些基本电器，后期的检修更换很方便。 太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书2（4）由于国内PLC 技术远不及国外的技术，所以国内以这类电器控制的电梯居多，这方面的技术也比较成熟，掌握这项技术的人员也比较多。二、缺点（1）系统的触点多，对于复杂的控制系统线路比较复杂，另外触点故障率比较高，例如接触不良，另外电气器件容易老化也是造成这一类控制系统故障率高的原因。 （2）对于复杂的控制功能，普通的控制器以及硬件接线难以实现，使得控制系统拓展起来变得困难，所以技术水平难以得到质的提高。（3）电磁原理有个比较大的缺点就是机械动作慢，造成系统的机械惯性比较大，难以用于高精度的控制系统。 （4）系统的结构庞大而且能耗也比较高，系统运行时噪音很大。 （5）由于接线复杂，容易出现故障，导致后期的维修和保养的工作量也比较大；又由于系统结构庞大，检查故障时费时费工。第六节 PLC控制电梯1.在电梯控制系统中引入PLC，可以实现软件对电梯运行时的自动控制，可靠性得以以提高。 2.PLC拥有丰富的内部资源，使得控制系统高度集成，外部接线简单明了。 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.PLC能用于群控调配和管理，便于提高电梯运行效率。 6.更改控制方案时不需改动硬件接线。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，目前已成为电梯控制系统中使用最多的控制方式。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书3第二章 可编程控制技术第一节 可编程控制器的基本概念可编程控制器简称（Programmable Controller）PC。个人计算机(Personal Computer)也称PC，为了避免混淆，人们将最初用于逻辑控制的可编程控制器叫做PLC（Programmable Logic Controller）3。 国际电工委员会在1987年颁布的PLC标准草案对PLC作了如下定义：“PLC是一种专门为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，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者生产过程。PLC及其有关的外围设备应该按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的设计理念设计。 和计算机相比，可编程控制器也有相当于电脑的处理器，不仅具有这些，为了适应工业控制设计厂家还给它设计了一些配件。从这个意义上说可编程控制器有点类似于经过二次开发的工业计算机，但是需要注意的是，这些只是说明它的功能强大，仍需进行开发设计，不然就不能应用于任何工业控制过程中。从可编程控制器诞生到现在，工程人员感觉其开发设计比较容易，这也是其能迅速发展的一个原因。由于其使用领域很广，开发简便，所以在大中小型控制领域都能见到可编程控制器的身影。另外可编程控制器集成度高，体积也较小，运行稳定性高，使得自其诞生就展现出强大的生命力和强劲的发展势头，并且可以预想未来仍将有不错的发展空间。第二节 PLC的特点1.可靠性高，抗干扰能力强 电气控制系统中最主要的指标是较高的可靠性。可编程控制器集成度很高，其生产基于PLC的电梯控制系统设计摘 要随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯作为交通工具已与人们的日常生活密不可分，电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。传统的电梯控制系统采用的是继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运行寿命短，占地空间大，正逐步被淘汰。为了提高控制系统的可靠性和设备的工作效率，设计了一套以PLC为核心控制器的电梯自动控制系统，用来取代以往较复杂的继电器 器控制。系统的核心 分 控制 分 用了日 生 的FX2N-80 PLC，因为 核心控制 分采用的是 控制， 保证电梯正常运行的 ，大大提高了电梯故障 与维 的 便性和 易性， 了人为因，取了好的效currency1。“的“fifl以 PLC控制是 电梯控制PLCfl 来”，控制系统的核心是PLC。 与安全运行是 电梯性能的要，对提高电梯的安全运行，设计一种基于MCGS 的电梯” 运行的控 。 通RS485/RS232通 采 电梯的” 运行，采用MCGS fifl电梯的 控系统，通 的设计和动 效currency1的 ，” 设备的” ，MCGS 的 对电梯控制以fl工 控的 一步 着 的 。 PLC 电梯 电梯 MCGS 控系统Design of elevator control system based on PLCAbstractAlong with the urban construction development unceasing, the high rise building increases unceasingly too. The elevator as a transport has been closelylinked with peoples daily life, The quality of the lift performance of the impact on peoples lives becoming more and more obvious, it must strive to improve the performance of elevator systems, and ensure the operation of the lift is safe, reliable and energy efficient. The traditional elevator control system uses logic of the relay to control circuit, this kind of controls easily to be crash, maintains inconveniently, the movement life is short, and that occupying a large area of space, it being eliminated gradually. For raising the credibility of the automatic control system and the work efficiency of the equipment, design a set of take PLC as the core controller of the elevator auto control system, using to replace former more complicated of after electric appliances-the contact machine control. The core part of the system used a Japanese Mitsubishi company to produce of the FX2N-80 type PLC is the software procedure control in the core because of what to control the part adoption, thusBe promising the elevator circulates normally under the circumstance ofwith this request, raised elevator to break down check and the convenience and easy for maintain consumed, still overcame to move an operation some artificial interference factors bring in the mean time, obtain the good results.The research projects cover the following two questions: First, PLC controlmeans the elevator signal control software to achieve by the PLC control system.Second, stability and security operations are an important basis for performanceevaluation of the elevator, for improving the safe operation of elevators, the design MCGS configuration software based on real-time applications that run on the elevator control program. RS485/RS232 communication interface of the programcollected through the PLC controlled real-time simulation of elevators operatingdata, the use of configuration software MCGS scene involving the elevator control system, through the overall design and animation presentations, field devices to achieve real-time moni