机电一体化毕业设计论文

毕业论文（设计）

论文题目基于PLC的五层电梯控制设计系部机电工程系

学生姓名

专业名称机电一体化

班级/学号

指导教师

基于PLC的五层电梯控制设计

【摘要】本次设计基于PLC的五层电梯控制系统的总体设计方案主要将可编程序控制器（PLC）应用到电梯的控制系统中去，以五层电梯为例来完成电梯PLC控制系统的总体设计方案、组成及程序设计。通过三菱FX2N可编程控制器，利用220V交流电源供压。在进行PLC的I/O接口分配，确定机内各种软继电器、通道代号，常用指令的编制规则。选用交流双速电机实现电梯拖动，采用楼层传感器实现楼层间翻转；显示驱动电路采用LED发光二极管。重点研究PLC的安全控制电路、楼层控制电路，开关门电路的设计，以及启动开关门程序、上行下行程序、楼层控制程序、自动定向程序的编写。PLC电梯控制系统只需要稍加改进即可应用于更高性能要求的电梯中。整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。本设计考虑到载客电梯的实际操作功能，又兼顾载电梯控制中具有递推功能，所设计的控制系统针对的是五层电梯。代替传统的继电控制系统，由变频器实现对电梯的拖动调速，使PLC与调速拖动装置相结合，构成PLC集选控制系统，实现了电梯的各种控制功能，提高了电梯运行的可靠性，降低了故障率。

关键词：PLC,电梯,曳引电动机,梯形图

目录

1 概述 (1)

1.1电梯的发展简史 (1)

1.2电梯的运行工作情况 (1)

1.3设计要求 (2)

2 交流双速电梯的基本工作原理 (3)

2.1交流双速电梯的主电路 (3)

2.2电梯的主要电气设备 (4)

3 输入/输出电路的设计 (7)

3.1PLC的选择 (7)

3.2门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路 (7)

3.3PLC输入/输出电路 (8)

4 梯形图的设计 (10)

4.1梯形图的概念 (10)

4.2开门环节 (10)

4.3电梯的关门环节 (11)

4.4电梯图的总设计 (12)

5 结论与展望 (22)

谢辞 (22)

参考文献 (23)

1.概述

1.1 电梯的发展简史

电梯是垂直方向的运输设备，是高层建筑中不可缺少的交通运输设备。它靠电力，拖动一个可以载人或物的轿厢，在建筑的井道内导轨上做垂直升降运动，在人们生活中起着举足轻重的作用。而控制电梯运行的PLC系统也要求越来越高，要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。本机控制单元采用以三菱FX2N的可编程控制器PLC对机器进行全过程控制。电梯是机电合一的大型复杂产品,机械部分相当于人的躯体,电器部分相当于人的神经.机与电的高度合一,使电梯成了现代科学技术的综和产品.对于电梯的结构而言,传统的方法是分为机械部分和电气部分,

1.2 电梯的运行工作情况

召唤箱上各设置两个按钮。而电梯的轿厢内都设置有（杂物电梯除外）操纵箱，操纵箱上设置有手柄开关或与层站对应的按钮，供司机或乘用人员控制电梯上下运行。召唤箱上的按钮称外召唤按钮，操纵箱上的按钮称指令按钮一部电梯主要由轿厢、配重、曳引机、控制柜／箱、导轨等主要部件组成。电梯在做垂直运行的过程中，有起点站也有终点站。对于三层以上建筑物内的电梯，起点站和终点站之间还设有停靠站。起点站设在一楼，终点站设在最高楼。

各站的厅外设有召唤箱，箱上设置有供乘用人员召唤电梯用的召唤按钮。一般电梯在起点站和终点站上各设置一个按钮，中间层站的。

电梯的运行工作情况和汽车有共同之处，但是汽车的起动、加速、停靠等全靠司机控制操作，而且在运行过程中可能遇到的情况比较复杂，因此汽车司机必须经过严格的培训和考核。而电梯的自动化程度比较高，一般电梯的司机或乘用人员只需通过操纵箱上的按钮向电气控制系统下达一个指令信号，电梯就能自

动关门、定向、起动、在预定的层站平层停靠开门。对于自动化程度高的电梯，司机或乘用人员一次还可下达一个以上的指令信号，电梯便能依次起动和停靠，依次完成全部指令任务。

尽管电梯和汽车在运算工作过程中有许多不同的地方，但仍有许多共同之处，其中乘客电梯的运行工作情况类似公共汽车，在起点站和终点站之间往返运行，在运行方向前方的停靠站上有顺向的指令信号时，电梯到站能自动平层停靠开门接乘客。而载货电梯的运行工作情况则类似卡车，执行任务为一次性的，司机或乘用人员控制电梯上下运行时一般一次只能下达一个指令任务，当一个指令任务完成后才能再下达另一个指令任务。在执行任务的过程中，从一个层站出发到另一个层站时，假若中间层站出现顺向指令信号，一般都不能自动停靠，所以载货电梯的自动化程度比乘客电梯低。

本设计主要研究五层电梯的PLC控制方法，分述其硬件设计和软件设计过程。设计程序要求完成电梯控制系统主要达到以下要求：

。

1.3 设计要求

（1）自动启停，达到指定楼层，自动停层、自动开门；

（2）电梯到达顶层或底层，自动变换运行方向。

（3）门外或轿内有楼层显示和运行方向显示。

2.交流双速电梯的基本工作原理

2.1 交流双速电梯的主电路

图（1）是交流双速电梯的主电路图。

图中，M1为YYTD系列电梯专用型双速笼型异步电动机（4/16）；KM1、KM2为电动机正、反转接触器，用以实现电梯上、下行控制KM3、KM4为电梯高、低速运行接触器，用以实现电梯的高速或低速运行；KM5为启动加速接触器；KM6、KM7、KM8为减速制动时的接触器；