【《基于PLC的电梯智能控制系统设计与实现》8800字（论文）】.docx

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1、基于P1.C的电梯智能控制系统设计与实现摘要隐若社会发展,建筑物数量激增.人们对电梯的需求也在增加,建筑楼层熠加.电梯等科技产品也必须不断地在做出改进和创新才能满足人们日益追求的理想生活。而在电梯系统更新设计中.控制系统是一个产品开发和运行的核心，是电梯正常运行的保障。该系统的设计重点是针对电槎进行设计,从原理分析、动作流程设计等方面诳行了设计，实现了对电梯的自动控制。该系统以P1.C为控制年元，实现了对电梯的自动控制。根据p1.c的设计思想,对电梯的工艺需求Ia行了设计.并确定了控制方案,并在此基础上进行了设备的选型、硬件I/O的设计。根据外部揄入、输出、线路需求,对软件的设计流程进行分析。

2、关键词P1.C：电梯；硬件设计：软件设计目录摘要1第1章结论21.1 电悌的诞生与结构21.2 电梯控制系统发展趋势21.3 电梯控制系统的总体设计421电梯控制的工艺设计42.2 控制万案的选择42.2.1 单片机系统方案42.2.2 可编程控制器系统方案52.2.3 梯的工隹原理52.2.4 继电器控制62.2.5 控制系统选择62.3 控制方案的确定6第3章电梯控制系统的硬件设计83.1 可编程控制器的选型83.1.1 央处理单元83.1.2 存储器83.1.3 通信接口83.1.4 电源83.2 变频器的选型93.3 系统的硬件设计思路103.4 变频器电路的接线设计103.5 可编程

3、控制器的接线设计11第4克电梯控制系统的软件设计134.1 I/O分配设计134.2 程序流程功能图设计144.3 程序的设计164.4 电梯控制的上位机设计17第5革结论22参考文献23第1章绪论1.1 电梯的诞生与结构升降机是一种旧的升降机。这是美国伊丽莎白奥特斯于19世纪中期发明的。现代化的升降机主要是用来把人和货物从高楼上运过来。随若工业信息化的快速发展,以及现代化城市的快速发展.随若对电梯的需求不断增加.对其性能的要求也在不断提高。中国于2003年发布了电梯制造和安装安全标准电梯技术标准,并于2013年出台了特种设备安全法等相关法慰一百多年来.电梯控制技术经过了手柄控制、按键控制、信

4、号控制和人机交互控制。在国内.P1.C是目前电梯控制的主流。与常规的继电器控制比较，P1.C具有较好的安全性和可靠性。可靠性高，电路简单,故障率低，能耗低.维护方便.数字化程度高,是当今电梯发展的必然招势。中国目前已成为全球第一大升降机生产国和消费国。现在.全球主要的电梯公司都在中国建立了自己的或中外合资的公司。中国生产的升降机占全球总升降机的70%,而中国的升降机销量则占60%-65%o业内人士表示，中国的升降机产业正朝着一个更加集中的方向发展。泰森.康妮.奥的斯.三菱.还有很多其它的升降机工业。我们有许多的升降机和主板。我国目前除了变频调速之外,还有大量的升降机.其技术和产品的品质也在不断

5、地提升。巨大的市场空间造就了升降机技术的发展与至新。1.2 电梯控制系统发展趋势这台升降机已经使用了150多年。1854年,世界博览会在纽约的水晶皂举行。首先想到的是格雷夫斯契蒂斯。人们也开始利用起重机来运送货物。但是，在这个阶段.却产生了很多问题.尤其是断裂的绳子。随着科技的进步,升降机的材质也是五颜六色，由直线型到面式,亦有手柄切换、按键控制、信号控制、集中控制、人机对话等。另外,在控制系统中.也存在若很多的联动、智芯控制等。其后，升降机的功能、品种愈来愈多,愈加人性化,人们的生活变得更好了,越来越快乐。1901年.奥的斯公司将中国首台升降机引入上海。中国将于1951年在天安门广场上实现国

6、产升降机的全部安装。我国电榜行业自改堇开放后.已在国民经济中快速发展。中国是当今世界上最大的国家.但发展相对滞后。我国在发展过程中,由于受到多种原因的制约.我国的发展机遇错失.科学技术发展水平也相对滞后。所以,必须在经济体制改革和政治体制改董的大背景下.大力改至现有的科学技术体制。我们要抓住这次机遇.诳一步深化科技体制改至。在改至全面深化的前提下,要在一些重大领域率先突破、走在全国前列：一是科技体制改至要有新突破。当前,我国的科技创新制度仍存在诸多问题,特别是以企业为主体的应用创新,尚有较大的发展空间。我国高质量的创新资源还很匮乏,创新平台的建设还很落后.需要提升自己的创新能力.需要更多的科技

7、投资,更需要完善的制度和机制。我国的科技创新已经迈入21世纪,但是我国的科技成果转化体系并未与之同步,这就更加增强了我国科技创新的紧迫性和使命感。要加强科技创新的动力，要主动适应经济发展对科技发展的新需求,使之真正落实。同时，我国的升降机产业也在不断地进行着变革和至新.采用灵活的升降机技术也得到了快速的发展。中国在解放前引入了电榜.上个世纪七十年代,中国已经研制出了具有自主知识产权的电梯组和升降机O朱伯良介绍了将PMSM用于电梯技术的研究。针对电梯控制系统的设计需求,提出了一种新型的升降机转向系统。在确定电梯的控制方式和方向时，必须综合考虑其使用环境、运行要求和投入。设计要求必须具备良好的管理

8、水平，能够适应现场的工业生产，并且茂够进行后续的升级。系统的选取直接关系到系统的稳定性、掇作的完备性、管理的便利性，从而影峋系统的升级与调整的空间。第2章电梯控制系统的总体设计2.1 电悌控制的工艺设计根据电槎的基本技术要求进行设计,使其能够实现自行操控,上下行和开关门命令。详细的工艺解析为：1 .电梯有内外呼两种按钮，外呼按钮一层是上行、是下层以外,剩下的都设者有上下性按钮；内部按钮的作用是选择楼层，当乘客乘坐电梯的时候，依靠内部按钮对需要楼层做出选择，可以控制电梯上下。2 .如果电梯正在上升或者下降,会不接收反向的指令。当有反向外呼指令，没有内呼指令的时候，使能够回应反向的指令。而且设计电

9、梯一定要具备最远反向外呼相应的性能。3 .电梯各个楼层都设置有平层检测传感器，当抵达目标层的时候，此平层传感器使会工作,电梯不再运行，而且能够停止在目标楼层,还能自行开门,并且有等待时候之后会自行关门。4 .依靠限位开关去检测是不是正常的开关门。当正常开门.电悌使能上下行,若是关门的时候有人员步入电槎，防夹传感器会回应,再次打开电槎门，避免乘客受伤。根据上述电槎设计的相关要求去选择控制电槎的方案.并且对软硬件进行设计,依靠上位机对控制电梯的功能进行模版。2.2 控制方案的选择根据电悌控制系统的设计需求,选用与设计控制系统。当控制系统被选定时，应分析使用环境、系统性能要求和经济成本。系统设计稳定

10、可控.现场工作环境良好.升级后仍有改进空间。控制系统的选择将极大地影响系统的稳定性、功能完善性和控制方使性.为以后的系统改造与升级留出了余地,同时也为系统的迸一步完善与更新打下了基础。最重要的是,成本控制系统的设计与项目的设计和研究时间密切相关，接着对几种常见的控制方法进行了分析对比，并对其进行了优劣对比，最终确定了一种适用于此的控制方案。2.2.1 单片机系统方案P1.C工作万式分为工作模式和停机模式。若在终止状态，则只有两种处理流程：内部和通讯；在工作的时候,它的工作模式是重登的。一且收到第一条命令，就会按姆一定的联序进行相应的处理，直到整个过程结束。然后再进行一次,如此反复。P1.C在运

11、行时,除内部和通讯信息外,还包括输入、输出、执行。执行程序一般由三个阶段组成：取样、执行和更新。另外.P1.C在运行中也能自动进行故障诊断.并能完成对终端设备的数据传递。分外,P1.C的程序在运行时.该系统采用了集中控制方式，即使有异常信号,也不会对内存产生影响。首先,本文详细地介绍了单片机的硬件电路和软件设计。尤其是在R&D电路板的设计上要慎重。如果您的疏忽,可能导致线路板的品质出现问题.因此,如果MCU在研发中,如果现场测试流程出现了很大的改变,那么MCU厂商很可能会放弃电密板的设计。在软件设计的时候,如果有一个固定的记忆体,那么更改是非常困难的。另外,MCU系统必须具备很好的抗干扰性,但

12、扩展性差，不适应恶劣的工作环境，后期难以改善。所以，要按原系统的设计需求，对其进行改造.留出一定的发展空间,这使得它无法适应系统的技术要求,也就无法满足软件的要求。2.2.2 可编程控制器系统方案可编程序控制器是针对当前工业控制环境.尤其是计算机、通讯等技术发展的需要而研制的。可编程控制器在P1.C(P1.C)的设计中得到了广泛的应用。在此基础上.P1.C可编程控制器可根据具体的应用条件和功能来迸行选择。例如.在实践中.需要进行模拟和仿真控制的选择。确保按照预定的通讯线路选择合适的通讯设备。根据P1.C的fi牌及型号，进行软件的设计及选用。研究、开发和设计一般都是用来进行数学运算的。在编程之后

13、,您可以从编程的线缆中下载该软件。如果没有改变“过程”域,那么就修改这个过程,然后增加一个功能。二次开采的研究比较简单，要求设备布置以保证外部剩余的投入和产出,从而更方便地进行后续的改造和现代化。由于P1.C在工程上的广泛使用.因此.本文以P1.C为控制单元，并将其用于实际系统的设计。为了进行控制系统的设计.对己有的系统参数迸行监测、记录、盲询和修改.必须将其显示在上位计算机的人机接口中,通过人机接口来了解目前的运行状况,查询有关的资料。PC机和P1.C通过通讯协议进行通讯。P1.C对夕屏的抗干扰能力较强。本论文所采用的三菱fx-2n型可编程控制器.箜够在30个小时内不同断地工作。同时.该P1

14、.C还具备故障显示、报警等功能,节约了运行周期，减少了后期维修工作的困难。与传统的继电器比较，P1.C采用集中式运算逻辑,可减少元件数目,减少电路及电路。P1.C在速度、液位、温度等方面有若广泛的应用。与其它装置的人机接口,使得整个系统具有较强的可操作性。由于P1.C具有体积小、占地少等优点,所以可以节省能源、时间和电签。2.2.3 电梯的工作原理升降机由钢丝绳、导轮、减速雳、刹车等组成。电梯依靠许多安全设备来褥俣电梯正常工作，比如导轨就是为了确保电梯的安全运转不会发生偏移和抖动。电梯对复用是为了减少电机的动力,平衡升降机的负荷,及时出现故障和停电故障也能保障旅客的人身安全。以上对升降机的工作

15、原理作了简要的介绍,本课题所涉及的升降机系统与一般升降机的要求是一致的。随若电梯的不断进步,电梯控制系统也得到了极大的改善,目前采用的是继电器控制（由于少面临停产）、可编程控制（P1.C.话用于产陪的环境）和微机控制（现代广泛应用）。2.2.4 继电器控制在升降机的控制中,采用了继电器。为了实现最基础的逻辑运算,保护继电器的正常开启和关闭。由于其依靠最简单的变化O所以,在电路的逻辑运算中,它比电子指令更为重要。它的特征是由硬件来完成所有的建辑西数.所以操作起来比较简单和直观。他们采用了电子控制部件,可以很便宜地买到全部部件。不需要专门的工具就可以进行零件的维修和安装。系统越来越健全,越来越多元

16、化。但是.由于继电器及控制系统的不完善,会造成继电器、控制系统等诸多问题。有时候.需要更多的时间来维持。由于在逻辑电路的运算中.采用的继电器数量较多.通讯手段也比较复杂,因此很难进行其它功能的优化。在逻辑处理中,由于器件的机械移动,会产生相应的反应和滞后。不同的机器同时工作,必然会发出很大的噪声，从而影响到使用者的舒适。总而言之,我们了解到.老的继电器有许多缺陷.必须经常进行维修C电梯的故障率很高,很难清理，使人感到舒适。2.2.5 控制系统选择我们在分析了各种方法的利弊后，再根据主题和学校的实际情况,作出了一个选择。根据实际需求本文选择基于P1.C进行合理因此选择P1.C的方式,这是这次研究的重点。2.3 控制方案的确定本设计将P1.C应用于电梯的设计中,