第一章 毕业设计课题介绍

第一章毕业设计课题介绍

1.1 引言

进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。可编程序控制器(PLC)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。同时，由于电机交流变频调速技术的发展电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速。因此，PLC控制技术加变频调速已成为现代电梯行业的一个热点。

PLC是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方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。电梯采用了PLC控制，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。控制系统结构简单，外部线路简化.另外可方便地增加或改变控制功能。也可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。

随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的发展也十分迅速。电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速性能和起制动性能、高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

变频调速电梯使用了先进的SPWM技术，明显改善了电梯运行质量和性能;调速范围广、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，几乎可与直流电机媲美。同时明显改善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因数，节能显著。通过本课题的研究，可以在一定程度上推动电梯相关行业的发展，拓展PLC在自动化行业的应用领域，具有一定的经济和理论意义。

1.2 课题设计概述

电梯是随着建筑业和运输业的兴起而发展起来的一种运输工具。随着现代科学技术在电梯上的大量应用,电梯成为了一种机电一体化的大型复杂设备。电梯给人们的生活、生产带来了诸多方便。但是有时候还是会出现一些小的事故,但近年来电梯已经趋于稳定。

现在的电梯已经被使用的越来越广泛了,有乘客电梯、载货电梯、客货电梯、病床电梯、住宅电梯、杂物电梯、船用电梯、观光电梯、汽车电梯、自动扶梯、自动人行道等。当然按驱动方式来说又可分为曳引式电梯、强制驱动式电梯、液压式电梯、感应式电梯。目前还有许多地方可以用的到电梯。

基于上述原因，以“PLC控制的四层电梯”作为毕业设计课题。本课题设计主要做了如下的设计工作：

1．可编程控制器(PLC)来实现四层楼电梯的启动、停止以及各个楼层的呼叫情况。

2．使用GX developer PLC编程软件设计四层电梯的梯形图。

3．编写设计说明书。

1.3 课题设计方案选择

本课题设计通过继电器控制电梯设计的优缺点和可编程控制电梯设计优点的概述，通过比较以及PLC和电梯的发展过程和发展展望，以及人们对于电梯越来越高的要求，选择用可编程控制电梯。

第二章电梯与PLC概述

2.1 电梯概述

2.1.1 电梯的作用

电梯是电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物的机械设备。随着城市的发展，高层建筑的增多，电梯的应用也越来越广泛，分类也随之增多。

2.2.2 电梯技术发展概况

1、电梯的速度要求越来越快，高速、超高速电梯的数量愈来愈多。

2、电梯的拖动技术有了较大的发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。逐步被交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到愈来愈广泛的应用。交流拖动电梯更是得到迅速的发展，己由以前的变级调速(AC-VP)发展成为调压调速(AC-VV)及调频调压调速(AC-VVV F)，使得电梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。

3、电梯的逻辑控制己从过去简单的继电器—接触器控制发展为可编程序控制(PLC)和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大提高。

4、电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足用户的使用功能要求。如紧急停车操作、消防员专用、防捣乱系统等。

5、智能群控管理得到广泛应用。

6、机械传动方面，由于国际上机械加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛，已使电梯的传动形式多样化。

7、电梯的结构不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化随着新技术、新结构、新材料、新工艺的发展，电梯的机械系统结构简单化、体积小型化、材料轻型

化、工艺先进化、外观漂亮化。同时，无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。

8、电梯的技术含量更高，性能更好：电梯行业技术发展非常迅速，几年前推出的具有先进性能、高舒适性的VV VF电梯，如今已成为电梯行业的标准配置，因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁挣、更安全、更安静、更经济的特点，所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的主流:由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代VVVF技术。另外，网络控制和智能群控系统.以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电梯的发展潮流。

9、电梯的安装更方便、更快捷高效、安全、可重复使用的无脚手架安装，将是高层电梯安装的主要方式;随着新技术的开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的方便，使电梯安装更快、效率更高。此外，电梯的双向安全装置、无底坑、无线控制、绿色环保—安全、环保、节能、舒适，也将是未来电梯的重要发展方向。

2.2 PLC概述

2.2.1 PLC的发展概况

20世纪60年代以前，对工业生产进行自动控制的最先进装置就是继电器控制盘，它对当时生产力的发展确实发挥了很大的作用。但是当人类历史进入20世纪60年代以后，工业生产随着市场的转变，开始由大批量少品种的生产转变为小批量的多品种的生产。在这种转变的过程中，继电器控制的许多固有弊端越发显得突出，成为了生产转变的一大障碍。如继电器控制系统中，使用了大量的机械触点，系统的可靠性较差；功能局限性大、体积大、耗能多，特别是生产工艺要求变化时，控制柜内的原件和接线也必须作相应的变动，这种变动的工期长，费用高，有的用户宁愿扔掉旧的控制柜，另外再作一台新的控制柜。总之，20世纪60年代后期，市场所需的“柔性”生产线呼唤新型控制系统的诞生。