1、實用標準文案國家職業資格全國統一鑒定維修電工 （職業名稱）論文（國家職業資格 二級）論文題目：PLC控制器在電梯設備中的應用姓 名：身份證號：準考證號：所在單位：報考機構：文檔大全引 言如今，隨著科技的進步，自動控制這一領域也得到了迅速發展， 相關科技得到了廣泛普及和應用。 在工業控制方面，采用微機技術 的可編程序控制器（簡稱PL。正在世界各地，各個領域得到迅速 發展。電梯一一標志現代物質文明的運輸工具， 是機電一體化的復雜 運輸設備。目前電梯的生產情況和使用數量已經成為國家現代化城 市的標志之一，隨著現代化的城市的高度發展，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

2、領域中的應用成為一種必 然的需要，本文主要論述的內容就是這一應用中的一些問題。目 錄摘要1第一章PLC簡介21.1 PLC的基本概念與功能21.2 PLC的特點及結構組成2第二章PLC在電梯控制領域中的應用 32.1 電梯領域中PLC與其他控制方式的對比 32.2 PLC的工作方式和原理62.3 PLC 的編程語言92.4 電梯自動控制方式 102.5 PLC 參與的電梯控制系統 112.6 PLC 對電梯變頻電機的控制 122.7 PLC 用于電梯控制的梯形圖 13總結15參考文獻16隨著我國科技與經濟的高速發展，電梯逐漸融入我們的日常生活 與工作當中。它不僅僅是高層建筑里的必備設施， 在多

3、層建筑里也是 不可缺少的運輸工具。電梯的控制系統已由初期的繼電控制向微機控 制發展。可編程控制器由于具有可靠性高， 功能強大等特點已經成為 電梯微機控制系統的核心。比較先進的電梯設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通過PLC邏輯控制電路對電梯的升降；力口、減速; 平層、起動、開關門等過程進行自動控制。其機構簡單、運行效率高、 平層精度高，易于操作與維護。【關鍵詞】PLC電梯設備自動控制文檔大全實用標準文案第一章 PLC簡介1.1 PLC的基本概念與功能可編程控制器是計算機家族中的一員， 是在繼電器控制和計算機 控制的基礎上開發的產品，是為工業控制應用而設計制

4、造的以微處理 器為核心，把自動化技術、計算機技術和通訊技術融為一體的新型工 業自動控制裝置。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller ),簡稱 PLC 它主要用來代替繼 電器實現邏輯控制。隨著技術的發展，這種裝置的功能已經大大超過 了邏輯控制的范圍，還可以進行算術運算和模擬量控制等，因此，美 國電器制造協會(NEMA于1980年正式將這種裝置命名為可編程控 制器(Programmable Controller ),簡稱PG但是為了避免與個人 計算機(Personal Computer )的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡 稱PLCPLC即

5、可編程序控制器，它是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下的應用而設計。 他采用可編程序的存儲器，用來在其 內部存儲執行邏輯運算、時序運算、定時、計數和算數運算等操作的 指令，并通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生 產過程。PLC在傳統順序控制器的基礎上，引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通信技術形成的新型工業控制裝置，目的是取代傳統繼電器，執行邏輯、計時、計數等順序控制功能。1.2 PLC的特點及結構組成可編程序控制器的特點總結為如下幾條。(1)通用性好：PLC是通過軟件來實現控制的。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不同的控制要求。

6、(2)硬件的可靠性高，環境適應性好，抗干擾能力強。(3)功能強大和豐富的I/O接口模塊：既可對數字量進行控制， 也可對模擬量進行控制；既可單控，又可群控；既可現場控制，又可 遠距離控制；(4)編程簡單，使用方便：采用面向控制過程、面向問題的“自 然語言”編程，容易掌握。(5)安裝簡單、體積小、重量輕、功耗低、采用半導體集成電 路。PLC實質是一種專用于工業控制的計算機，所以其硬件結構基本 上與微型計算機相同，PLC由中央處理單元，存儲器，輸入單元， 輸出單元，電源五部分組成。其結構框圖如圖：輸入單元0系統程序存編程器電源輸 出 單 元圖1-1 PLC結構簡化框圖第二章PLC在電梯控制領域中的應

7、用2.1 電梯領域中PLC與其他控制方式的對比目前，我國國產電梯大部分為繼電器和 PLC控制系統，繼電器控 制系統性能不穩定，故障較多，給乘用人員的生活帶來不便。因而傳 統的電梯控制系統的更新勢在必行。 可編程控制器在電梯控制中得到 廣泛應用。電梯的可靠性在電梯的性能指標中尤為重要。電梯的可靠實用標準文案 性直接或間接的影響著生產力的發展。在電梯控制領域，采用PLC控制技術來取代傳統控制方式， 也已 經成為當今工業及民用領域的發展主流。PLC在電梯控制上的應用主要是對PLC技術的理解、消化、吸收的基礎上，將它運用于電梯的控 制中，從而改變傳統繼電器接觸式電梯可靠性差、接線繁瑣、控制復 雜的弊端

8、使電梯的控制變得簡單方便， 而且經過PLC的控制還可使電 梯的可靠性明顯提高。2.1.1 電梯繼電器控制系統的特點及存在問題一、電梯繼電器控制系統的優點(1)所有控制功能及信號處理均由硬件實現，線路直觀，易于理 解和掌握，適合于一般技術人員和技術工人所掌握。(2)系統的保養、維修及故障檢查無需較高的技術和特殊的工具、 儀器。(3)大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價格便宜。(4)多年來我國一直生產這類電梯，技術成熟，已形成系列化產 品，技術資料圖紙齊全，熟悉掌握的人員較多。二、電梯繼電器控制系統存在的缺點(1)系統觸點繁多接線線路復雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接 觸不良，因而故障率較高。(

9、2)普通控制電器及硬件接線方法難以實現較復雜的控制功能， 使系統的控制功能不易增加，技術水平難以提高。(3)電磁機構及觸點動作速度比較慢，機械和電磁慣性大，系統 控制精度難以提高。(4)系統結構龐大，能耗較高，機械動作噪音大。(5)由于線路復雜，易出現故障，因而保養維修工作量大，費用 高；而且檢查故障困難，費時費工。電梯繼電器控制系統故障率高，實用標準文案大大降低了電梯的可靠性和安全性,經常造成停梯，給乘用人員帶來 不便和驚擾。且電梯一旦發生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機械部件 損壞，還可能出現人身事故。2.1.2 PLC 及其在電梯控制中的應用特點PLC在電梯控制領域的優勢總結如下：(1)編程

10、方便：在控制功能方面，PLC可實現各種復雜的控制 系統，方便增加或改變控制功能。PLC采用的編程語言有梯形圖、布 爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。編程方法的多 樣性使編程方便、應用面拓展。(2)硬件的可靠性高：PLC由于采用了微電子技術，大量的開關 動作由無觸點的半導體電路來完成；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。通過在電梯控制中采用了 PLC,用軟件實現對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高，PLC還具有完善的自診斷能力，檢查判斷故障迅速方便，因也而便于維修。(3)擴展的靈活性：PLC的擴展靈活性是它的一個重要特點。它 可根據應用的規模不同，即可

11、進行容量的擴展、功能的擴展、應用和 控制范圍的擴展。(4)操作方便：PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。大 多數PLC采用編程器進行輸入和更改的操作。編程器至少提供了輸入 信息的顯示，對大中型的 PLC編程器采用了 CRT幕顯示，因此， 程序的輸入直接可以顯示。更改程序的操作也可直接根據所需要的地 址編號或接點號進行搜索或順序尋找， 然后進行更改。更改的信息可 在液晶屏或CRT_t顯示。(5)效率高，適應能力強：用于群控調配和管理，能提高電梯 運行效率。另外環境適應性好，抗干擾能力強：PLC是專為工業控制設計的控制裝置，能適應工業現場的惡劣環境；(6)接線簡單：去掉了選層器及大部分繼電器

12、，控制系統結構簡 單，外部線路簡化。PLC的接線只需將輸入信號的設備與 PLC輸入端 子連接，將接受輸出信號執行控制任務的執行元件與 PLC的輸出端子 連接；因此更改控制方案時都不需改動硬件接線。(7)維修方便：PLC可進行故障自動檢測報警顯示，提高運行安 全性，并便于檢修。當系統發生故障時，通過硬件和軟件的自診斷， 維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。總之PLC的結構緊湊，堅固耐用，又具有較強的環境適應性和較高 的抗干擾能力，因此是實現機電一體化的理想控制設備。當然，PLC也并非十全十美，其缺點是：(1)價格還比較高：一般來說，比繼電器控制高，比一般的單板 機系統也高。(2)工作速度

13、較計算機慢，輸出對輸入的影響有滯后現象。(3)在使用中，要求使用者應具有一定的計算機知識。2.2 可編程序控制器(PL。的工作方式和原理PLC有兩種工作狀態，即運行(RUN狀態和停止(STOP狀態。在運行狀態，PLC通過執行反映控制要求的用戶程序來實現控制 功能。為了使PLC的輸出及時地響應隨時可能變化的輸入信號，用戶 程序不是只執行一次，而是反復不斷地重復執行，直到PLC停機或切 換到停止工作狀態。PLC的這種周而復始的循環工作方式稱為掃描工作方式。在工作 狀態下，執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,除了執行用戶程序外，在每次循環過程中，PLC還要完成

14、內部處理、通信處理等工作，每一次循環的具體階段。PLC的工作原理與計算機的工作原理是基本一致的。他通過執行用戶程序來實現控制任務。但是，在時間上，PLC執行的任務是串行， 與繼電一接觸器控制系統中任務的執行有所不同。 PLC采用循環掃描 工作方式。在程序執行過程的周期中，程序對各個過程輸入信號進行 采樣，對采樣的信號進行運算和處理，并把結果輸出到生產過程的執 行機構中。所謂I/O刷新即對PLC的輸入進行一次讀取，將輸入端各變量的 狀態重新讀入PLC中存入內部寄存器，同時將新的運算結果送到輸出 端。這實際是將存入輸入、輸出狀態的寄存器內容進行了一次更新， 故稱為“I （輸入）/O（輸出）刷新”。

15、由此可見，若輸入變量在I/O刷新期間狀態發生變化，則本次掃 描期間輸出端也會相應的發生變化，或者說輸出隊輸入產生了響應。 反之，若在本次I/O刷新之后，輸入變量才發生變化，則本次掃描輸 出不變，即不響應，而要到下一次掃描期間輸出才會產生響應。由于 PLC采用循環掃描的工作方式，所以它的輸出對輸入的響應速度要受 掃描周期的影響。掃描周期的長短主要取決于這幾個因數：一是 CPU 執行指令的速度，二是每條指令占用的時間，三是指令條數的多少， 即程序的長短。對于慢速控制系統，響應速度常常不是主要的，故這種方式不但 沒有壞處反而可以增強系統抗干擾能力。 因為干擾常是脈沖式的、短 時的，而由于系統響應較慢

16、，常常要幾個掃描周期才響應一次，而多 次掃描后，瞬間干擾所引起的誤動作將會大大減少， 故增加了抗干擾 能力。但對控制時間要求較嚴格、響應速度要求較快的系統，這一問題 就需慎重考慮。應對響應時間作出精確的計算，精心編排程序，合理 安排指令的順序，以盡可能減少周期造成的響應延時等的不良影響。2.2.1 PLC的掃描工作方式圖2-1 PLC的掃描過程可編程序控制器在進入 RUN犬態之后，采用循環掃描方式工作。 從第一條指令開始，在無中斷或跳轉控制的情況下，按程序存儲的地 址號遞增的順序逐條執行程序，即按順序逐條執行程序，直到程序結 束。然后再從頭開始掃描，并周而復始地重復進行。可編程序控制器 工作時

17、的掃描過程如圖2-1所示，包括五個階段：內部處理、通信處 理、輸入掃描、程序執行、輸出處理。PLC完成一次掃描過程所需的 時間稱為掃描周期。掃描周期的長短與用戶程序的長度和掃描速度有關。2.2.2 PLC 的程序執行過程PLC的程序的執行過程一般可分為輸入采樣、程序執行和輸出刷 新三個主要階段，如圖2-2所示。輸出刷新階段程序執行階段輸入采樣階段輸入端子輸入映象寄存器輸出端子輸出鎖存器輸出映像寄存器輸出圖2-2 PLC的程序執行過程2.2.3 PLC的掃描周期在PLC的實際工作過程中，每個掃描周期除了前面所講的輸入采 樣、程序執行、輸出刷新三個階段外，還要進行自診斷、與外設（如 編程器、上位計

18、算機）通信等處理。即一個掃描周期還應包含自診斷 及與外設通信等時間。2.2.4 PLC的I /O響應時間PLC采用集中I/O刷新方式，在程序執行階段和輸出刷新階段， 即使輸入信號發生變化，輸入映像寄存器區的內容也不會改變，還會影響本次循環的掃描結果。輸出信號的變化滯后于輸入信號的變化， 這產生了 PLC的輸入輸出響應滯后現象，最大滯后時間為2-3個掃描 周期。2. 3 P L C的編程語言PLC提供了較完整的編程語言，以適應PLC在工業環境中的應用。利用編程語言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序,這相當于 設計和改變繼電器的硬接線線路， 這就是所謂的“可編程序”。程序 由編程器送到PLC內

19、部的存儲器中，它也能方便地讀出、檢查與修改。PLC提供的編程語言通常由三種：梯形圖、指令表、功能圖等。梯形圖（LAD）編程語言是從繼電器控制系統原理圖的基礎上演變 而來的。PLC梯形圖PLC的梯形圖與電氣控制系統梯形圖的基本思想 是一致的，只是在使用符號和表達方式上有一定區別。PLC的梯形圖使用的時內部繼電器、定時器/計數器，都是由軟件實現的。梯形圖 語言簡單明了，易于理解，是所有編程語言的首選。指令表（STL）編程語言類似于計算機中的助記符語言，他是可 編程控制器最基礎的編程語言。 所謂指令表編程，是用一個或幾個容 易記憶的字符來代表可編程控制器的某種操作功能。順序功能流程圖（SFC編程是一

20、種圖形化的編程方法，亦稱功 能圖。使用它可以對具有并發、選擇等復雜的系統進行編程。許多 PLC都提供了用于SF魏程的指令。每一種編程方法都有它的優點和缺點，根據每一種特殊的控制要 求，根據編程者的熟練程度正確合理應用編程方法。2.4 電梯自動控制方式對于PLC控制的電梯系統而言，其一旦啟動，將進入一個自動循 環控制的過程中，這個過程也是一個邏輯判斷的流程，電梯將根據外接的呼梯等輸入信號，來自動判斷何時應該執行上行，下行，停止等 輸出信號。當然這個過程也離不開許多傳感器和控制邏輯。如圖 2-3 所示，簡單說明電梯控制過程。圖2-3電梯系統控制過程2.5 可編程序控制器（PL。參與的電梯控制系統電

21、梯PLC的控制系統和其他類型的電梯控制系統一樣主要由信號控制系統和拖動控制系統兩部分組成如圖2-4所示，主要硬件包括PLC主機及擴展、機械系統、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、 門機、調速裝置與主拖動系統等。系統控制核心為PLC主機、操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護信號通過PLCS入接口送入 PLC存儲在存儲器中。經過 PLC預先編制 好的程序處理，形成輸出信號傳遞到輸出接口，向拖拽系統和門機控 制系統等發出控制信號。從而實現了基于 PLC的電梯自動控制。2.6 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 體現在對于拖拽電機的控制上，目前比較先進的是變頻

22、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。文檔大全實用標準文案 H2-3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PLC發出正轉（或反轉）高速運行，變頻器從 0Hz到50Hz開 始啟動，啟動經過一段時間后，維持 50Hz運行。當換速信號到時， PLC撤消高速信號，同時輸出爬行，爬行頻率為 6Hz。從50Hz下降至U 6Hz在短時間內完成。當到達6Hz速度時，就以此速度爬行。當平層 信號達到時，撤消正轉（或反轉）及爬行信號，變頻器從 6Hz減速到 0。電梯就會準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（1