1、技 師 專 業(yè) 論 文（高級）工種：維修電工PLC控制器在電梯設(shè)備中的應(yīng)用姓 名：身份證號：等 級：高級技師準(zhǔn)考證號：申報者單位：培訓(xùn)單位：、鑒定單位：、日 期：2012年 月引 言如今，隨著科技的進步，自動控制這一領(lǐng)域也得到了迅速發(fā)展，相關(guān)科技得到了廣泛普及和應(yīng)用。在工業(yè)控制方面，采用微機技術(shù)的可編程序控制器（簡稱PLC）正在世界各地，各個領(lǐng)域得到迅速發(fā)展。電梯標(biāo)志現(xiàn)代物質(zhì)文明的運輸工具，是機電一體化的復(fù)雜運輸設(shè)備。目前電梯的生產(chǎn)情況和使用數(shù)量已經(jīng)成為國家現(xiàn)代化城市的標(biāo)志之一，隨著現(xiàn)代化的城市的高度發(fā)展，每天都有大量人流和物流需要運輸。以上兩項事實，使得PLC在電梯控制領(lǐng)域中的應(yīng)用成為一種必

2、然的需要，本文主要論述的內(nèi)容就是這一應(yīng)用中的一些問題。目 錄摘 要 -1第一章 PLC簡介-21.1 PLC的概念與功能-21.2 PLC的特點及組成-2第二章 PLC在電梯控制領(lǐng)域中的應(yīng)用-32.1電梯領(lǐng)域中PLC與其他控制方式的對比-32.2 PLC工作原理-52.3 電梯自動控制方式-6 2.4 有PLC參與的電梯控制系統(tǒng)-7 2.5 PLC對電梯變頻電機的控制-8 2.6 PLC用于電梯控制的梯形圖-9 總 結(jié)-11 參考文獻-12摘 要隨著我國科技與經(jīng)濟的進步，電梯逐漸融入我們的日常生活與工作當(dāng)中。它不僅僅是高層建筑里的必備設(shè)施，在多層建筑里也是不可缺少的運輸工具。電梯的控制系統(tǒng)已由

3、初期的繼電控制向微機控制發(fā)展?？删幊炭刂破饔捎诰哂锌煽啃愿?，功能強大等特點已經(jīng)成為電梯微機控制系統(tǒng)的核心。比較先進的電梯設(shè)備控制單元普遍采用可編程控制器PLC對機器進行全過程控制整個控制系統(tǒng)通過PLC、邏輯控制電路對電梯的升降；加、減速；平層、起動、開關(guān)門等過程進行自動控制。其機構(gòu)簡單、運行效率高、平層精度高，易于操作與維護?！娟P(guān)鍵詞】 PLC 電梯設(shè)備 自動控制 第一章 PLC簡介1.1 PLC的概念與功能PLC即可編程序控制器，它是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計。他采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、時序運算、定時、計數(shù)和算數(shù)運算等操作的指令，并通

4、過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC在傳統(tǒng)順序控制器的基礎(chǔ)上，引入了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)形成的新型工業(yè)控制裝置，目的是取代傳統(tǒng)繼電器，執(zhí)行邏輯、計時、計數(shù)等順序控制功能。1.2 PLC的特點及組成可編程序控制器的特點總結(jié)為如下幾條。（1）通用性好：PLC是通過軟件來實現(xiàn)控制的。同一臺PLC可用于不同的控制對象，只需改變軟件就可以實現(xiàn)不同的控制要求。（2）硬件的可靠性高，環(huán)境適應(yīng)性好，抗干擾能力強。（3）功能強：既可對數(shù)字量進行控制，也可對模擬量進行控制；既可單控，又可群控；既可現(xiàn)場控制，又可遠(yuǎn)距離控制；（4）編程簡單，使用方便：采用面向控制

5、過程、面向問題的“自然語言”編程，容易掌握。（5）體積小、重量輕、功耗低、采用半導(dǎo)體集成電路。PLC實質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的專用計算機。PLC系統(tǒng)也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。（1）PLC的硬件系統(tǒng)：PLC的硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成PLC的物理實體或稱物理裝置，也就是它的各個結(jié)構(gòu)部件。由中央處理器CPU、存儲器、I/O模塊、編程器、I/O擴展機、外部設(shè)備和電源等組成。圖1.PLC硬件系統(tǒng)基本組成（2）PLC的軟件系統(tǒng)：PLC的軟件系統(tǒng)是指PLC所使用的各種程序集合，包括系統(tǒng)程序（系統(tǒng)軟件）和用戶程序（應(yīng)用軟件）。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序及診斷程序；用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場控制的需要，使用

6、PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序，用以實現(xiàn)各種控制要求，這部分正是本次設(shè)計的核心工作，即本次設(shè)計使用PLC的過程語言編制出應(yīng)用程序。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)是相輔相成的，它們共同構(gòu)成PLC系統(tǒng)，缺一不可，沒有軟件的PLC系統(tǒng)稱為裸機系統(tǒng)，是沒有什么用途的。同樣，沒有硬件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)也就無立足之地。第二章 PLC在電梯控制領(lǐng)域中的應(yīng)用2.1 電梯領(lǐng)域中PLC與其他控制方式的對比目前，我國國產(chǎn)電梯大部分為繼電器和PLC控制系統(tǒng)，繼電器控制系統(tǒng)性能不穩(wěn)定，故障較多，給乘用人員的生活帶來不便。因而傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)的更新勢在必行。可編程控制器在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用。電梯的可靠性在電梯的性能指標(biāo)中尤為重要。

7、電梯的可靠性直接或間接的影響著生產(chǎn)力的發(fā)展。在電梯控制領(lǐng)域，采用PLC控制技術(shù)來取代傳統(tǒng)控制方式，也已經(jīng)成為當(dāng)今工業(yè)及民用領(lǐng)域的發(fā)展主流。PLC在電梯控制上的應(yīng)用主要是對PLC技術(shù)的理解、消化、吸收的基礎(chǔ)上，將它運用于電梯的控制中，從而改變傳統(tǒng)繼電器接觸式電梯可靠性差、接線繁瑣、控制復(fù)雜的弊端使電梯的控制變得簡單方便，而且經(jīng)過PLC的控制還可使電梯的可靠性明顯提高。PLC在電梯控制領(lǐng)域的優(yōu)勢總結(jié)如下：（1）在控制功能方面，PLC與單片機或通用微機相比，工作更可靠，編程十分簡單，使用非常方便，應(yīng)用設(shè)計和調(diào)試周期可大為縮短，又能在惡劣的環(huán)境下工作，因而深受人們的歡迎。（2）硬件的可靠性高：PLC由

8、于采用了微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成；另外還采用了屏蔽、濾波、隔離等抗干擾的措施，使其故障率明顯下降。PLC還具有完善的自診斷能力，檢查判斷故障迅速方便，因而便于維修。（3）環(huán)境適應(yīng)性好，抗干擾能力強：PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計的控制裝置，能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境；（4）接線簡單：PLC的接線只需將輸入信號的設(shè)備與PLC輸入端子連接，將接受輸出信號執(zhí)行控制任務(wù)的執(zhí)行元件與PLC的輸出端子連接；總之PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，堅固耐用，又具有較強的環(huán)境適應(yīng)性和較高的抗干擾能力，因此是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。當(dāng)然，PLC也并非十全十美，其缺點是：（1）價格還比較高：一般來說，比繼

9、電器控制高，比一般的單板機系統(tǒng)也高。（2）工作速度較計算機慢，輸出對輸入的影響有滯后現(xiàn)象。（3）在使用中，要求使用者應(yīng)具有一定的計算機知識。2.2 PLC工作原理PLC有兩種工作狀態(tài)，即運行（RUN）狀態(tài)和停止（STOP）狀態(tài)。在運行狀態(tài)，PLC通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。為了使PLC的輸出及時地響應(yīng)隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直到PLC停機或切換到停止工作狀態(tài)。PLC的這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。在工作狀態(tài)下，執(zhí)行一次下圖所示的掃描操作所需的時間稱為掃描周期。其典型值為1-100ms，如圖2所示。除了執(zhí)行用戶程序外

10、，在每次循環(huán)過程中，PLC還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，每一次循環(huán)的具體階段，如圖3所示。圖2.PLC掃描周期圖3.PLC工作過程示意圖2.3 電梯自動控制方式對于PLC控制的電梯系統(tǒng)而言，其一旦啟動，將進入一個自動循環(huán)控制的過程中，這個過程也是一個邏輯判斷的流程，電梯將根據(jù)外接的呼梯等輸入信號，來自動判斷何時應(yīng)該執(zhí)行上行，下行，停止等輸出信號。當(dāng)然這個過程也離不開許多傳感器和控制邏輯。如圖4所示，簡單說明電梯控制過程。 圖4.電梯系統(tǒng)控制過程2.4 有PLC參與的電梯控制系統(tǒng)電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成。圖5所示，為電梯PLC

11、控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括PLC主機及擴展、機械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機、操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護信號通過PLC輸入接口送入PLC，存儲在存儲器中。經(jīng)過PLC預(yù)先編制好的程序處理，形成輸出信號傳遞到輸出接口，向拖拽系統(tǒng)和門機控制系統(tǒng)等發(fā)出控制信號。從而實現(xiàn)了基于PLC的電梯自動控制。 圖5.PLC電梯控制系統(tǒng)2.5 PLC對電梯變頻電機的控制電梯能夠升降，主要依靠拖拽電機，PLC對電梯的控制，也主要體現(xiàn)在對于拖拽電機的控制上，目前比較先進的是變頻電機，這類電機可以通過改變輸入頻率來改變其輸出的速度或者扭矩。以變頻

12、電機拖拽的電梯為例，說明一下PLC在其升降控制過程中的控制方式。 圖6.電梯運行曲線示意圖電梯的運行由變頻器控制，一次完整的運行過程，就是曳引電動機從起動、勻速運行到減速停車的過程。為使乘客擁有良好的舒適感，電梯采用S型速度曲線，轉(zhuǎn)換成頻率曲線如圖6所示。此處以高速50Hz，爬行速度6Hz,檢修速度10Hz為例，來進行說明，當(dāng)PLC發(fā)出正轉(zhuǎn)（或反轉(zhuǎn)）高速運行，變頻器從0Hz到50Hz開始啟動，啟動經(jīng)過一段時間后，維持50Hz運行。當(dāng)換速信號到時，PLC撤消高速信號，同時輸出爬行，爬行頻率為6Hz。從50Hz下降到6Hz在短時間內(nèi)完成。當(dāng)?shù)竭_(dá)6Hz速度時，就以此速度爬行。當(dāng)平層信號達(dá)到時，撤消正

13、轉(zhuǎn)（或反轉(zhuǎn)）及爬行信號，變頻器從6Hz減速到0。電梯就會準(zhǔn)確的停留在這一層了。在檢修模式下，按下檢修鍵后，只能以檢修速度運行。按下檢修上行時，以檢修速度（10Hz）上行，松開按鍵，立即停止。同理，按下檢修下行時，以檢修速度(10Hz)下行，松開按鍵，立即停止。2.6 PLC用于電梯控制的梯形圖此處截取了部分梯形圖，該部分是控制電梯上下行運行條件的，如圖7所示。對于這一部分梯形圖。解讀如下：1.在非檢修狀態(tài)下，如若電梯沒有下行接觸器接通，門鎖正常，按下向上按鈕，電梯上行；反之按下向下按鈕，電梯下行。當(dāng)電梯行至要求的層數(shù)時會停止。2.在檢修狀態(tài)下，如果啟動，則向上燈亮（意味著按下向上按鈕），電梯上行，向下燈亮（意味著按下向下按鈕），電梯下行。3.在檢修狀態(tài)下，如果沒有啟動信號，則電梯自動歸位于上面或下面臨近的一個樓層。圖7.PLC電梯控制梯形圖（截取部分）總 結(jié)本論文對PLC的在電梯控制領(lǐng)域中的應(yīng)用進行了介紹和論述。整片論文通過分析PLC控制原理，電梯運行過程，自動控制流程，PLC梯形圖等方面，論述了PLC這種工業(yè)上流行的控制方式與電梯這種現(xiàn)代生活必不可少的運輸工具之間的結(jié)合。從技術(shù)的角度考慮，PLC比較適合應(yīng)用于電梯控制領(lǐng)域，同時也能夠滿足現(xiàn)代社會對于電梯控制的諸多要求，較為順應(yīng)時代潮流。但P