【JL039】五层楼房电梯PLC控制系统设计
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【JL039】五层楼房电梯PLC控制系统设计,jl039,楼房,电梯,plc,控制系统,设计
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西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 （本科毕业论文） 外文文献及译文 题目： 业名称 : 自动化 学生姓名 : 牛帅 指导老师 : 金文凯 毕业时间 : 2014 年 6 月 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 1 外文 文献 原文： y or is a of as of on LC is to to to in or A is an of a be in to a in of to is I/O) LC to as of On or or or be a or LC , a LC be to of 北工业大学明德学院本科毕业设计论文 2 by of of in to to to a of on a of LC to of to , a to in 1131-3 be A is on to a of in of is to of so of a LC is to of a On in of to of be of a or a be by an a in A be or of be so of be 北工业大学明德学院本科毕业设计论文 3 to an of of as of be as in of or a A be to of a a or of a be CS LC or as n ff 1 , of a or a is n a 4 V , 2 V DC n, , a of as by of on of to 632,768 32,767. by or a 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 4 to of an mA - 10 V be an - 32767. s an a to in a is by as in LC LC a to so is LC to so is LC to An a or a an of to In to a of A so a in in of A to a to a LC a of in if (of a to to 北工业大学明德学院本科毕业设计论文 5 as of s a of , up to or to a of be in a of to . a to 1131-3 1131-3 to to of LC to , LC of a be to of or A is s to MIs ( A to as as a to as a a or 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 6 in F1 is as of LC in to of as to be by 968 a an 84 it a to of on is to be of 977 EG is of of in as LC 7 译文： 可编程控制器 作者： 辛西娅 摘自： 维基自由百科全书 可编程逻辑控制器或者简易可编程控制器是一种数字化的计算机，它应用于工业自动化的生产过程中，比如工厂 装配生产线 中机械的控制。不同于普通用途的计算机，可编程逻辑控制器是专为安排多输入和多输出而设计的，它拓展了工作温度范围，可抑制电气噪声，抗振动和干扰。 备用电池或非易失性存储器中。 一个典型的 实时 控制 系统 ， 输出结果在一个时间范围内必须对输入条件做出响应，否则会导致意想不到的结果。 特征 可编程控制器 的控制面板（灰色元素的中心），它的每个单 元 都是由 单个 的元素组成的，由左向右分别是：电源供应器，控制器，继电器单元的输入输出。 其他计算机的主要区别是它 适用于各种恶劣环境条件下（如灰尘，潮湿，高温，低温等），并配备了 易于扩展和连接的 输入 /输出 端口的设备。这些设备将 接到相应的 传感器 和 信号发生器 上 。 以定义各种 开关 量，模拟量（如温度和压力等）用来配置各种复杂系统的各种变量，一些 至还需要使用机器视觉。在信号发生器方面， 以控制的设备有 电动机 ，气压缸或 液压 缸，电磁 继电器 或 螺线管 继电器，以及一些模拟输出设备。通过输入 /输出模块的配置，可以构建一个简单的 统。这个 统可以通过外部I/O 模块连接到一个计算机网络上。 发明取代 了过去使用成百上千的 继电器 ， 凸轮定时器 ，鼓音序器来构建一个自动化系统的时代。 个简单可编程控制器通过编程，以取代成千上万的 继电器 。可编程控制器最初应用于汽车制造业中， 当 软件修改取代了硬连线控制面板的重新布线，这标志着生产模式发生了彻底的改变。 许多早期的 计表明，在简单的梯形 逻辑的决策中， 已经出现了类似梯形图的电气原理图。电工们通过使用梯形逻辑能够很方便的查找出电路示意图西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 8 的问题。这项 可编程 符号的选择 为了 降低培训其现有的技术人员的要求。而其他早期的 使用一种基于堆栈的逻辑解决方法 指令表编程的方式。 功能经过多年的发展，已经包括顺序控制，运动控制， 过程控制 ， 分布式控制系统 和 网络 控制系统 等多个方面。一些现代的 数据处理，储存，整理能力和通信能力，已大约相当于 台式电脑 了。可编程控制器的编程结合远程I/O 硬件，允许通用台式电脑进行一些 面的特定应用。 根据 国际电工委员会 61131准， 编程可以使用基于标准的编程语言。所谓顺序功能图的图形符号编程适用于某些特定的可编程控制器。 可编程控制器与其他控制系统 以很好的适 应各种自动化任务。这些都是典型的工业机械生产，在这些部门自动控制系统的高额费用是与其昂贵的的制造维护费用分不开的。 常 用于高度定制的系统 ,以便使组装 成本低于设计控制器的成本。另外，在大规模生产产品方面，自定义的控制系统是经济的，由于他的组成部分成本较低。这是代替通用解决方案的最佳选择。 为大批量或者简单的固定自动化任务，不同的技术被采用。例如：消费者洗碗机被成本只有几美元的机电凸轮计时器控制。 微处理器的设计要考虑成百上千的组成单元，以便开发 成本（电源供应器和输入输出硬件的设计）能遍布到很多销售领域，并且最终用户不需要改变控制。汽车应用是一个例子，每年有数以百万辆汽车被制造，只有极少数最终用户改变控制程序。然而，一些特殊车辆，如使用 统代替定制设计控制的过境巴士因为使用量少所以开发费用不够经济。 复杂的过程控制，如用于化学工业的过程控制要求的算法和性能甚至超过了高性能的 制。高速度和精度的控制也可能需要量身定制的解决方案，如飞机的飞行控制。 统包括逻辑单变量反馈模拟控制回路，一个 “比例、积分、导数 ”或 “。 路可用于控制制造过程的温度，例如历史上的 常只用于少数模拟控制回路这个过程需要成百上千的循环 , 分布式控制系统（ 代替使用。然而，由于 功能越来越强大， 界定越发的不明确。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 9 数字和模拟信号 数字或离散信号表现为二进制开关信号， 表现为 一个闭合或关断信号。按钮、限位开关、光电传感器能提供了一个离散信号。离散信号以电压或电流的形式传送，它在一个特定的范围内被设置成开和关。例如： 须使用 24 伏直流电压的 I/O 口，高于 22 伏直流电压代表开，低于 2 伏直流电压代表关，中间值不确定 。最初， 有离散的 I/O 接口。 模拟信号和音量控制一样，在零和满量程之间有一系列的值。这些常常被定义为 的整数，它的范围取决于设备中可用来存储比特数据的存储单元的数量。由于 常使用 16 位有符号二进制处理器，整数值被限定在32767 之间。压力、温度、流量、重量往往代表的模拟信号。模拟 信号 可以使用与原信号成正比的电压或电流信号。例如：一个 4电流信号或者 0电压信号将被转化成一个 0间的整型值。 事例 水箱可以作为一个例子。一个设备用于向水箱中注水 ，另一个设备用于从水箱中取水，根据需要，我们必须建立一个系统去控制水箱的水位。 若只用数字信号， 两个数字输入开关量（水箱空和水箱满）。 当水位下降使得水箱空箱开关关闭时， 会打开阀门使更多的水进入。一旦水位升高到一定高度使得满箱开关闭合， 会临时关闭进水阀门防止水的溢出。 一个模拟系统可能会使用水位的 压力传感器 、可调（节流）出水阀和调节阀来逐渐提高水箱水位。 在这一系统中，为了避免损坏阀的扰动调节器，很多的 入 “滞后 ”环节，基本上实现了 “死 区 ”的活动。技术员通过调整死区，使阀只在有一个显 著 变化率的 瞬间 动作。这将依次把阀门的动作减到最少，从而减少其磨损。 一个真正的系统可能把这两种做法结合起来，使用浮动开关和简单阀门来防止泄漏，使用速率传感器和速度阀来优化水位上升速率并防止水锥的发生。考虑到支持性的维护方法，一个实际的系统将会非常复杂。 系统规模 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 10 一个小型 有固定数量的 I/O 接口。 I/果相应的模型并没有足够的 I/O 接口，则需要扩展 I/O 口。 在较大的 I/O 系统中， 能使用点对点（ 处理器通信。这使得一个复杂过程的单独部分有各自的控制，同时又允许各子系统同级之间进行通信联系。这些通讯联系常常被用于 机界面）设备，如键盘或 工作站。当今 以通过各种各样的设备进行通信联系，包括 口，同轴电缆，和具有速度高达 100 兆比特 /秒的网络控制 I/O 的以太网。 编程 早期的 至 20 世纪 80 年代中期）使用专有的编程渠道或特殊用途的编程终端进行编程。它们是用来取代继电器逻辑系统的。这些 梯形图编程，其非常类似于继电器逻辑示意图。 以以各种方式编程，从梯形图到更传统的编程语言，如 C，另一种高级程序设计语言是 它是基于 状态转移图 设计 序的。 最近，国际标准 经流行。目前的 可编程控制系统定义了 5 编程语言： 功能框图 ）， 梯形图 ）， 结构化文本 ），指示表 ） 和 顺序功能图 ）。这些技术强调动作的逻辑组织。 所有制造商 程的基本概念是共同的，分歧在于 I/O 的选择，存储组织的安排和指令集，所以不同生产商之间的 序从来都 不可以完全的互换。即使是同一制造商同一产品线，不同的模式也可能无法兼容。 用户界面 了配置，报警或日常控制的目的可能需要人机互动交流。 机界面）因此而产生。人机界面包括 机接口）和 形用户界面）。 一个简单的系统可以使用按钮和灯来与用户互动。文字显示以及图形化的触摸屏也可能用到。最现代的 运行 控和数据采集系统）的计算机系统或网络浏览器。 通信 内置通信端口通常使用 9 针 的 口 ，并选择性使用 以太网 。 议 或 常用的一种 通信协议 。其他 通信协议 包括各种 现场总线 ，如 场总线 或 场总线 等。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 11 历史 应美国汽车业发展的需要而产生的。在 生之前，汽车使用继电器进行顺序控制和安全联锁逻辑，制造定时器和专用闭环控制器。每年模型转换是非常耗时和昂贵的而且中继系统需要有熟练的电工才能操作。在 1968 年通用汽车公司发出一份为硬连线中继系统寻找一个电子替代品的建议书。 中标投标书来自贝德福德，马萨诸塞州的贝德福德联营公司。第一个 命名为 084 ，因为它是贝德福德的第八十四个项目的结果。贝德福德联营协会创建了一个新的公司，它致力于开发，制造，销售和服务这一新产品：莫迪康，它代表模块化数字控制器。该项目主持者 切尼莫雷 ，被认为是 “父 ”。该莫迪康品牌在 1977 年被 古尔德电子 收购，后来又被德国 司收购，然后是法国 施耐德电气 ，也是目前的所有者。 汽车行业仍然是最大的一个 户，莫迪康仍然标称一些控制器的模型。用在许多不同的行业和机器上，如包装机和半导体设备， 品牌有东芝 ， 西门子 ， 艾伦布拉德利 ， 三菱 ， 欧姆龙 和 通用电气等。 论 文 题 目： 五层楼房电梯 控制系统设计 导 师 : 金文凯 答辩人 :牛帅 专 业 :自动化 课题意义 利用 进一步研究 利于提高学习者对 设计内容 究电梯系统控制要求、特点； 析设计要求和需求，提出电梯 计五层五站电梯控制系统的硬件电路； 制电梯控制程序； 证设计。 论文框架 绪论 总体设计方案 硬件设计 程序设计 1 2 3 4 5 系统调试 系统方框图 电梯 入接口 输出接口 外呼 内呼 楼层感应器 限位开关 开关门 运行方式选择 运行控制 安保信号 呼梯信号 楼层显示 运行方向 报警 开关门控 电机拖动控制 控制系统硬件电路 可 编 程 控 制 器 . . . . . 4V 限位行程开关 楼层感应器 内外呼梯按钮 . . . . . . 指 示灯 内 部 继 电 器 24V 220V 硬件电路的说明 ： 首先根据 I/上图，一个 也是 所有的请求按键和行程开关构成 请求信号通过 有的指示灯及电梯内部继电器线圈构成 出点通过 制电梯运行。值得注意的是输出电路中，各种指示灯接直流电源，交流接触器接交流电源。 主程序流程图 开始 初始化 等待 是否箱内呼叫 是否厅外呼叫 确认本层与目标层 Y Y 是否与本层 同层 电梯定向 电梯启动 运行 楼层信号 是否目标层 平层制动 Y N 开门 延时 关门 是否停止 运行 结束 Y Y N N 程序设计说明 本次程序设计“先分后总”的方法，首先编写各模块的程序 最后将其有机的联系在一起，从而得出整体的控制程序。此外程序中较多的使用 定向环节 内呼登记与消除环节 外呼登记与消除环节 上电初始化环节 电机启动环节 上下行控制环节 开关门环节 楼层信号与显示环节 有机联系 电梯 实物调试 1、模型的特点 : 本次设计所用的电梯模型是由北京理工达盛科技有限公司提供的型号为 基本具备电梯的各种功能，主要不同的是该电梯模型的曳引机是永磁直流电机，其等效图如下： M D F 以在针对电梯模型编写程序时只需要将 或 1就可以控制电机的启停，将 或 1时就可以控制电梯的上下行。 2、电梯模型控制系统的接线图 图中黄色的导线为输入接线，绿色导线为输出线，黑色导线为公共端接线。 3、针对电梯模型的程序设计说明 （ 1）程序主体及编程思想基本不变； （ 2）由于电梯模型不存在门电路，所以针对电梯模型的程序设计不需要编写开关门控制程序； （ 3）电梯的启停控制是通过 （ 4）电梯的上下行控制是通过 4、演示 主要演示电梯的定向、停层、上下行、上下行指示灯的亮灭、楼层感应指示灯的亮灭。 具体演示过程见演示视屏。 设计结果 （ 1）完成了五层楼房电梯 括硬件电路的设计和控制程序的设计； （ 2）结合电梯模型进行了系统的调试与修改，实现了电梯运行的基本功能； （ 3）撰写了毕业论文。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 本科毕业设计论文 题 目 : 五层楼房电梯 制系统设计 专业名称 自动化 学生姓名 牛帅 指导教师 金文凯 毕业时间 2014 年 6 月 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 I 毕业设计任务书 一 题目 五层楼房电梯 制系统设计 二 指导思想和目的要求 通过毕业设计使学生对所学自动化基本知识和理论加深理解，掌握 制系统设计的基本方法，培养独立开展 设计 工作的能力。 要求在毕业设计中： 1. 分析现代化高层建筑智能 控制对 电梯系统的要求， 研究 电梯系统 控制 要 求、特点及 制系统设计方法，设计五层楼房电梯 制系统 ， 实现要求的 主要功能， 达到要求的 主要技术指标 ； 2. 开展 电梯 制系统方案论证，分析 设计 要求和需求 ，提出电梯 控制系统方案 ； 3. 可编程序 控制器选型， 建立输入 输出分配表； 4. 编制电梯 控制 程序； 5. 系统调试， 验证 设计 ； 6. 撰写毕业设计论文。 三 . 主要技术指标 1. 楼高五层； 2. 采用欧姆龙系列产品； 3. 具有开启、停车、上行、下行等运行 功能 ； 4. 调试模型电梯实现规定动作。 四 . 进度和要求 1. 1：收集查阅资料； 2. 4：完成总体 方案设计； 3. 7：完成 系统分析和控制器硬件选择， 编制输入 输出分配表； 4. 9： 编制电梯 控制 程序，调试模型电梯， 完成验证及修改； 5. 12：完成毕业设计论文。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 、主要参考书及参考资料 1程子华、刘小明 . 理与编程实例分析第二版 M. 国防工业出版 社 ,2王冬青、顶锋 . 欧姆龙 M3王冬青、谭春 . 欧姆龙 理及其应用 M4徐世许、 宫淑贞、彭涛 . 可编程控制器应用指南 M. 人民邮电出版社 , 5林育兹、鲍平 . 可编程控制器过程控制技术 M. 机械工业出版社 ， 6吴亦锋 M 7蔡杏山 术 M 8魏得仙 制器原理与应用 M9岳庆来 制技术 M10樊金荣 .欧姆龙 列 理与应用 M机械工业出版社 ,2009,34311王卫星 .可编程控制器原理及应用 M国水利水电出版社 2002,15412009 13 010 14 ，在众多建筑物尤其是高层建筑物上已经成为了必不可少的交通设备。传统的电梯控制系统多采用继电控制的方式，由于其使用较多的时间继电器和中间继电器且需要占用较大的机房面积、运行故障率高、控制方式单一、检修难度大，因而已逐渐被 继电器控制的特点不同， 可编程控制器（ 有可靠性高、功 能强大、检修方便等特点，在目前的电梯控制系统中得到了广泛的应用。因而为了提高电梯自动控制系统的可靠性、安全性、功能强大性，设计以 时 有其固有的学术意义。 本文在阐述电梯主电路、控制系统的结构、主要的电气设备、 对 5层 5站电梯，以欧姆龙 行五层五站电梯 系统的设计。包括 析和提出及硬件电路的设计，并且编制了包括电梯的楼层显示模块、轿内和厅外召唤的登记与消号模块、电梯自动定向模块、电梯自动及手动开关门运行模块、电梯上下行控制模块、电梯停车制动模块的控制程序。最后结合北京理工达盛科技有限公司提供的型号为 制程序的验证、调试、修改。 通过验证可知本次设计所得到的控制方案是可行的，具体能够实现电梯的楼层显示、轿内与各层厅站呼梯指令的记录与消除、运行方向和停靠的层站的自动控制、稳定运行、停层和自 动或手动开关门等基本功能。此外本次设计所得到的电梯控制系统可以被用于实际电梯控制中在实现电梯工作的基本功能同时也能够实现 障率低、运行成本低、安全性高、控制功能强大等特点。 关键词 ： 电梯，控制系统，可编程控制器 (电梯模型 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 ow of a by of to be So of is to of of to an as a in it of s of at of an by as of of of of of of so by of we is of of In 北工业大学明德学院本科毕业设计论文 V be in of At it of 北工业大学明德学院本科毕业设计论文 录 第一章 绪论 . 8 梯的概述及 制电梯的优点 . 8 梯的概述 . 8 制电梯的优点 . 10 内外电梯发展的现状 . 11 题研究的背景及意义 . 13 题研究的背景 . 13 题研究的意义 . 14 计任务分析 . 15 计任务的主要要求 . 15 计的主要内容 . 15 第二章 概述及电梯结构和控制原理的分析 . 17 概述 . 17 定义 . 17 组成 . 17 特点 . 19 工作原理及编程语 言 . 20 梯的组成结构 . 22 梯的控制原理分析 . 25 第三章 电梯控制系统的总体方案与硬件部分的设计 . 27 体方案的比较与确定 . 27 体方案的比较 . 27 体方案的确定 . 27 型及输入输出电路的设计 . 29 统 I/O 容量的估算 . 29 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 选型 . 29 入输出电路设计 . 32 第四章 电梯控制系统的程序设计 . 34 环节控制要求的说明 . 34 I/O 分配表及梯形图编制 . 37 第五章 实物的运行与调试 . 41 梯模型的介绍与其控制程序的编制 . 41 梯模型组成 . 41 梯模型各端口含义的测试 . 42 梯模型各端口含义的测试结果 . 43 梯模型控制程序的编制 . 43 电梯模型的线路连接 . 44 机调试 . 45 试结果分析 . 48 第六章 全文总结 . 49 参考文献 . 50 致谢 . 51 毕业设计小结 . 52 附录 1. 53 附录 2. 55 附录 3. 68 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 8 第一章 绪论 梯的概述及 梯的概述 电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在垂直的倾斜角小于 15的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构型式便于乘客出入或装卸货物。它适用于装置在两层以上的建筑内，是输送人员或货物的垂直提升设备的交通工具。 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站在装满货物的升降梯平台上，命令助手将平台拉升到观众都能看得到的高度，然后发出信号，令助手用利斧砍断了升降梯的提拉缆绳。令人惊讶的是，升降梯并没有坠毁，而是牢牢地固定在半空中 奥的斯先生发明的升降梯安全装置发挥了作用。这就是人类历史上第一部安全升降梯。 目前电梯的基本分类方法大致如下： （ 1)乘客电梯、 载货电梯两类； (2)流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯、螺杆式电梯五类； （ 3)速梯（速度低于 1m/s）、中速梯（速度在1s 之间）、高速梯（速度大于 2m/s）、超高速梯（速度在 5m/s 以上） （ 3)柄操控式、按钮式、信号控制式、集选控制式、群控式。此外按电梯轿厢的尺寸大小可以分为：大型 式、小型式。 （ 1） 额定载重量 （ ：制造和设计规定的电梯载重量。 （ 2） 轿厢尺寸 （ ：宽深高。 （ 3） 轿厢形式：有单或双面开门及其它特殊要求等。 （ 4） 轿门形式：有栅栏门、封闭式中分门、封闭式双拆门、封闭式双拆中分门等。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 9 （ 5） 开门宽度 （ ：轿厢门和厅门完全开启的净宽度。 （ 6） 开门方向 ： 人在厅外面对厅门，门向左方向的为左开门，门向右方向开启的为右开门，两扇门分别向左右两边开启者为中开门，也称为中分门。 （ 7） 曳引方式：常用的有半绕 1： 1 吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝的运行速度。半 绕 2： 1 吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝运行速度的一半。全绕 1： 1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝的运行速度。 （ 8） 额定速度 （ m/s）： 制造和设计所规定的电梯运行速度。 （ 9） 电气控制系统：包括控制方式、拖动系统的形式等。如交流电机拖动或直流电机拖动，轿内按钮控制或集选控制等。 （ 10） 停层站数（站）：凡在建筑物内各层楼用于出入轿厢的地点均称为站。 （ 11） 提升高度 （ 由底层端站楼面至层顶端站楼面之间的垂直距离。 （ 12）顶层高度 （ :由顶层端站楼面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之的垂直距离。电 梯的运行速度越快，顶层高度一般越高。 （ 13） 底坑深度 （ 由层底端站楼面至井道底面之间的垂直距离。电梯的运行速度越快，底坑一般越深。 （ 14） 井道深度 （ 由井道底面至机房楼房或隔音层楼房板下最突出构件之间的垂直距离。 （ 15） 井道尺寸 （ 宽深。 （ 1） 安全性 电梯的安全与设计、制造、安装调试及检修各环节都有密切联系，任何一个环节出了问题，都可能造成不安全的隐患，以致造成事故。 （ 2） 可靠性 电梯的可靠性很重要，如果一部电梯工作起来经常出故障，就会影 响人们正常的生产与生活，给人们造成很大的不便。要想提高可靠性，首先应提高构成电梯的各个零部件的可靠性，只有每个零部件都是可靠的，整个电梯才能是可靠的。 （ 3） 停站的准确性 停站准确性又称平层准确度，平层精度。 GB/梯技术条件对轿厢的平层准确度规定如下： 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 10 电梯类型 额定速度 （ m/s） 平层准确度 （ m/s） 交流双速电梯 15 30 交直流快速电梯 15 交直 流高速电梯 5 电梯轿厢的平层准确度与电梯的额定速度，电梯的负载情况有密切关系。负载重，则惯性大，提速高惯性也大。 （ 4） 振动、噪声及电磁干扰 现代电梯是为乘客创造舒适的生活和工作环境。因侧要求电梯运行平稳，安静，无电磁干扰。 （ 5） 舒适感和快速感 电梯作为一种交通工具，对于快速性的要求是必不可少的，快速可以节省时间，对于快节奏的现代生活是很重要的。但是加速度和减速度的过分增大的不合理变化又会造成乘客的不适感。因此在电梯设计时就要兼顾快速性和舒适感这两个互相矛盾的因 素。 （ 6） 节能 在对宾馆、写字楼等高层建筑的用电情况调查统计中，电梯用电量占总用电量的 17%上，仅次于空调用电量，高于照明、供水等的用电量。合理的选择拖动方式，以达到节能的目的 以可编程控制器为控制核心对电梯进行控制，通过用户程序的编写来规定更种运行功能，结合 以方便的增加或修改电梯的运行功能，实现各种复杂控制动作。 传统的继电控制电梯主要由控制电路和主电路两部分组成，而大部分的时间继电器 和中间继电器主要集中在控制电路部分，这样导致就控制电路部分的接线复杂，维修难度大。更重要的是大量继电器的使用加之触点容易烧坏磨损，使整个继电控制系统的故障率增加。相反使用 梯的控制电路部分可西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 11 以由 以省去大量继电器的使用，同时结合 继电控制所使用的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 。相反 制电梯的控制动作由 部 合用户程序和开关量的输入给出，一般 处理速度是相当高的（ 以采用双 提高指令执行的速度），因而 使用时的电梯控制系统的精准性大大提高。 除此之外 ， 制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，从而使得电梯控制系统的设计和调试周期缩短、能耗费用降低。目前 制方式已成为在电梯控制系统中使用最多的控制方式。 内外电梯发展的现状 在经济不断发展、科学技术不断更新的今天，楼的高度已和经济发展以同样的速度成长起来了。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，已经成为我们日常生活中的重要组成部分。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。十一届三中全会以来我国国民经济以较高的速度持续增长，城市化水平也不断提高。这从客观上导致了我国电梯行业的呈现了一片繁荣的景象，今天我国已经成为全球最大的电梯市场。我国电梯需求总量呈上升趋势，而且这种趋势没有丝毫减缓的迹象。从 1949年建国以来全国共生产安装了 6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 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多万台。 与此同时我国也成为全球电梯制造中心，近年来我国电梯的出口年均增长率将保持在 35%以上 ,电梯行业也逐步成为国内比较重要的行业。中国电梯协会预测 ,未来五年内我国垂直电梯和扶梯市场国内市场和出口市场将分别占整个全球市场的 1/2和 1/3,我国在今后相当长的时间内仍将是全球最大的电梯市场 ,年产值超千亿元 ,电梯市场可谓是前景广阔。 据统计 2008年 ,我国电梯产量超过 21万台 ,年增幅超过 20%,产量超过了全世界电梯年产量的 50%。国务院特种设备安全西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 12 监 察条例规定 ,特种设备的强制报废制度也为我国电梯改造市场带来了新的机遇。按国外电梯使用寿命惯例 ,一般日本系列电梯设计寿命为 15年 ,欧美电梯设计寿命为 25年 ,中国电梯的保有量已经超过 100万台 ,专家预计今后每年大修改造以及已有建筑加装电梯的市场容量将保持在 12万台以上。值得注意的一点是，我国电梯产业集群效应初显、自主品牌加速崛起 自上世纪 90年代起 ,大量民营企业开始介入电梯行业 ,从为外资企业做配套或者与外资企业合资开始 ,在生产过程中不断学习和消化技术 ,借鉴外资企业带来的国际化技术标准、安装维保体系、管理模式等 ,自主品牌电梯在技术、质量、管理、服务上快速步入了国际化行列 ,逐步发展到目前占有一定的市场份额 ,开始打破了外资品牌的垄断地位 ,涌现出如康力电梯股份有限公司、江南嘉捷电梯股份有限公司、苏州市申龙电梯有限公司等自主品牌企业。从产业布局上看 ,我国电梯整机及零部件的制造基本集中在长三角、珠三角地区 ,其中长三角地区电梯生产总量占全国的 60%以上。另外我国的一些自主品牌也在加速崛起，最有代表性的是康力电梯， 2005年至 2008连续四年成为自主品牌销售额第一，被中国电梯协会誉为“中国电梯业的希望和骄傲”。 再看国际状况 ， 当今世界，电梯的生产情况与使用数量已经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 ”。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，家用小型电梯将成为电梯家族中新的组成部分。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，近年来人们对绿色电梯进行了 研究，国外对绿色电梯的研究做得比较出色的可能要数 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。 前的电梯在整个电梯生命周期里，对环境占主导影响的因素有：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。 他认为，绿色电梯应从西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 13 以下四方面考虑： (1)选择驱动电梯的更有 效能源； (2)减小惯性和其他阻力； (3)有效的电梯轿厢照明； (4)优化计划，包括可到达的楼层和避免电梯容积过大。 总之对现代化电梯性能的衡量，主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。此外，对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应要求。随着时代的发展，对人在与外界隔离封闭的电梯轿厢内，心理上的压抑感和恐惧感也有所考虑。因此，提倡对电梯进行豪华性装修，比如：轿厢内用镜面不锈钢装潢、在观光电梯井道设置宇宙空间或深海景象，进而主张电梯、扶梯应与大自然相协调，在扶梯的周围种植花草；在轿厢壁和顶棚装饰某些图 案甚至是有变化的图案，并且在色彩调配上要令人赏心悦目；在轿厢内播放优美的音乐，用以减少烦躁；在轿厢内播放电视节目，乘客可收看天气预报、新闻等。 题研究的背景及意义 随着生产的发展和经济的崛起，电梯作为一种重要的交通工具越来越接近我们的生活和工作。当今社会随着建筑物规模迅速扩大以及楼层的增加，人们对电梯控制系统的可靠新、安全性以及电梯的调速精度、调速范围的要求也在不断地提高。 对于 现代化高层建筑智能 控制 电梯而言，不仅要求机械传动和电气控制的可靠性同时对电梯平层制动及 启动加速时的舒适感也有十分高的要求。首先来说可靠性，不同于传统的继电控制的方式现代高层建筑智能控制电梯采用 可靠性和安全性上有了长足的提高。 自 1969年针对工业自动控制的特点和需要而设计的第一台 今己有近 40年的历史，它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变，但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格地形成一套以继电 器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易，从而在应用于电梯控制系统时使电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，从而现代智能控制的电梯的可靠性和安全性有了重要的保证。而对于舒适感来说，由于 14 系统易于与传感器相连，结合梯形图指令可以很好的提高电梯的平层和启动时的舒适感。具体来说现代电梯引入了平层装置，该装置由隔磁铁板和上、下平层感应器组成，上行时上平层感应器首先插入隔磁铁板，发出减速信 号，此时系统同时执行梯形图中相应的减速指令，电梯开始减速，至下平层感应器时，发出停层信号，同时执行梯形图中的停层指令，这样就实现了一个减速平层过程。启动过程与之类似，不同的是启动是一个缓慢加速过程。总之现代电梯基本可以保证人们乘坐电梯时的舒适感。 不可否认电梯的继电控制系统是复杂的，引入 是同时 电梯控制系统的发展提供了更为广阔的空间。 题研究的意义 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的质量。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、可行的。近年来，采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器 （ 来控制电梯，取得了良好效果。利用 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。 可编程控制器作为一种智能化的控制器，将其引入电梯控制系统中，为电梯的智能化、功能更加多样化提供广阔的发展空间。 电梯作为一种重要的垂直交通运输设备，又是比较复杂的机、电结合成一体的大型工业产品，既有完善的机械专用构造，又有复杂的电气控制部分。将 好的体现了 以提高学习者对可编程控制器的工作原理、特点、组成以及对外控制西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 15 方式的认识。 计任务分析 计任务的主要要求 在分 析现代化高层建筑智能 控制对 电梯系统的要求、 研究 电梯系统 控制 要求、特点及 制系统设计方法的基础上，设计五层楼房电梯 制系统 ，实现要求的 主要功能， 达到要求的 主要技术指标 ；主要的技术指标包括： （ 1） 要求楼高五层； （ 2） 可编程控制器采用欧姆龙 列； （ 3） 设计所得的控制系统应能够实现五层五站电梯的基本运行功能，包括：电梯的稳定上下行、制动、楼层显示、内外呼梯信号的登记与消除等； （ 4） 将设计所得的控制系统应用于梯模型应能够实现规定的控制动作。 计的主要内容 高层建筑智能 控制对 电梯系统的要求， 研究 电梯系统 控制 要求、特点及 制系统设计方法。 主要通过查阅相关资料分析当前对高层建筑电梯控制系统的要求，引出本次电梯控制系统设计的方向。之后分析 梯控制系统的组成结构、控制方法，从而得出设计五层五站 梯控制系统的理论基础。 梯 制系统方案论证，分析 设计 要求和需求，提出电梯 制系统方案。 根据设计要求确定总体控制方案，由于设计要求使用欧姆龙 以控制系统的硬件组成应以由欧姆龙 入按钮（包括呼梯按钮、开关门按钮）和楼层感应器组成输入回路，所有的指示灯以及上下行接触器、停层制动接触器组成输出回路，绘制输入输出接线图同时估计输入输出容量。软件方面根据控制要求结合欧姆龙 后将各模块的程序综合起来。 制器选型， 建立输入输出分配表。 根据输入输出容量，进行欧姆龙 姆龙 终确定型号。同时进行 I/为程序编写做准备。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 16 首先要确定各模 块的控制算法和各模块实现的控制目标，同时确定各模块之间的联系。在此基础上梯形图语言的编写，具体包括以下模块： （ 1） 开关门模块、（ 2） 呼梯信号的产生与消除、 （ 3） 电梯定向环节、 （ 4） 稳定上下运行模块、 （ 5）制动模块、 （ 6） 上电后的初始化模块。 验证 设计。 主要结合给定的电梯模型 终完善系统的设计。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 17 第二章 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。 由于 此，对它下一个确切的定义是困难的。在二十世纪七十年代 美国电气制造商协会 ( 使用可编程序的存储器来存储指
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