电梯自动控制系统研究现状论文

摘 要PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。随着社会的不断发展，楼房越来越高，而电梯成为了高层楼房的必须设备。电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，为高层运输做出了不可磨灭的贡献。PLC在电梯升降控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于PLC具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯升降过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对的控制。本文主要讨论研究利用西门子S7-200 PLC对电梯的升降进行控制，形成电梯控制系统。关键词：PLC；电梯控制；西门子;升降ABSTRACTPLC (programmable controller) takes one industrial control microcomputer, it is convenient by its programming, simplicity of operator its merits and so on high controllability, obtained the widespread application particularly in the industrial production process. It applies the large scale integrated circuit, the miniature machine technology and the mechanics of communication development achievement, formed gradually had many kinds of merits and miniature, medium, large-scale, the ultra-large type and so on each kind of specification's serial products, applied to monitors between computer's many control domain from the black-white control system. Along with society's unceasing development, the building is getting higher and higher, but the elevator became the high-level building to the equipment. The elevator from the handle switch operation elevator, the push-button control elevator develops to present's group control elevator, has made the indelible contribution for the high-level transportation. PLC mainly manifests in the elevator cuing control's application in its logical switch control function. Because PLC has the logic operation, counting and fixed time as well as data feeds output function. In the elevator rises and falls in the process, each logical switch control and the PLC very good union, very good have realized to the fluctuation the control.This article main discussion studies uses Simens in the S7-200 PLC to carry on the control to elevator's fluctuation, forms the lift control system.key words: Programmable Logic Controller,Lift control; Simens; Fluctuation目 录1绪论…………………………………………………………………………11.1概述 …………………………………………………………………11.2国内外现状及发展 …………………………………………………22可编程控制器（PLC）的概述 ………………………………………62.1可编程序控制器简介 ………………………………………………62.2 PLC控制系统的设计软件…………………………………………152.3 PLC的工作原理……………………………………………………172.4 PLC与其他控制系统的比较………………………………………173西门子PLC可编程控制器的原理 …………………………………203.1西门子S7-200CN PLC可编程控制器结构 ………………………203.2 西门子PLC的特点…………………………………………………223.3 S7-200系列PLC的CPU……………………………………………224电梯控制系统……………………………………………………………254.1 电梯控制系统概述…………………………………………………254.2 电梯电路的设计……………………………………………………31结论 …………………………………………………………………………50参考文献……………………………………………………………………51致谢 …………………………………………………………………………52附录 …………………………………………………………………………531绪论1.1 概述1.1.1利用PLC设计电梯系统的目的本课题主要对PLC的结构、特点、性能以及与现场控制对象的连线进行具体的研究，并通过PLC实现电梯的自动控制。市建设的不断发展，城市迅速的崛起，高层建筑的不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。它是采用电力拖动方式，将载有乘客或货物的轿厢，运行于垂直方向的两根刚性导轨之间，运送乘客和货物的固定式提升设备。所以，电梯是为高层建筑运输服务的设备，它具有运送速度快、安全可靠、操作简便的优点。但传统的电梯控制系统主要采用继电器--接触器进行控制，其缺点是触点多，故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用 PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题，使电梯运行更加安全、方便、舒适。1.1.2利用PLC设计电梯系统意义本设计是以广泛应用的西门子S7-200CN PLC 为背景机，详细介绍其系统配置，兼顾介绍其指令系统、编程方法和控制系统设计方法，也介绍了模块式PLC的一些智能单元。从而让我们能更多了解PLC和更好的使用它。1.1.3利用PLC设计电梯系统内容在完成PLC控制电梯的试验中对PLC的结构、特点和性能进行总结、归纳和综述，对PLC与其它控制器件进行比较，从而设计实现了利用西门子S7-200CN PLC对三层电梯的升降控制。1.2国内外现状及发展1.2.1 电梯的发展据国外有关资料介绍，在20世纪初，美国OTIS电梯公司首先使用直流电动机作为动力，生产出以槽轮式驱动的直流电梯。从此以后，电梯这个产品，一直在日新月异的发展着。目前的电梯产品，不但规格品种多，自动化程度高，而且安全可靠，乘坐舒适。当今世界，部分地区人口高度密集，人和土地资源短缺的矛盾日趋激化。这就注定了必须合理地利用土地去解决人与土地的矛盾。而兴建高层建筑是其中的有效措施之一。因此，能使人们快速、便捷地到达目的楼层的电梯便应运而生了。在一些发达国家和地区，人均电梯拥有数量一般在每万人30台以上，某些国家甚至达到每万人120台以上，随着城镇化程度的加大，电梯市场会更加繁华。中国的电梯市场增长也很乐观，目前，每年增长率为15%—18%。随着电梯普及率的升温，人们对电梯的要求也会越来越高。如何更安全、更快捷地到达目的楼层，也就成了人们对电梯最为根本的要求。而电梯系统里掌控这方面技术参数的是电梯控制系统。因此，控制系统的设计就成了在电梯设计领域里最为核心的技术。1.2.2 市场竞争十分激烈电梯行业外商云集，国际上最大的电梯公司几乎全部进入我国，最先进的电梯产品争先在中国生产。美国奥的斯，瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森，日本三菱、日立、东芝、富士达等世界最负盛名的电梯公司先后在北京、天津、上海、广州、沈阳、杭州、廊坊等地投资建厂，可以说能来的都来了。他们大多用合资的方式建设了最好的工厂，装备了最好的设备，引进了最好的技术，培训了最好的人才，目前合资企业在国内的市场份额已超过80%，从这个意义上说，我国电梯行业早已加入了WTO。中国电梯市场的特色已经不是国内企业之间的竞争，而是全球电梯劲旅的竞争。这种世界级的激烈竞争使我国的电梯用户成了最大的受益者，他们可以用最低的价格随意选购最好的电梯产品。1.2.3 国内企业的实力不断增强对外开放的政策和国外先进技术与先进管理的引进对国内电梯企业的发展产生了强大的推动作用，有力地促进了内资企业的技术进步。苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海房屋设备总公司、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙和东南液压电梯等一批优秀的内资企业并没有被合资企业挤出电梯市场，相反，现代化合资企业的示范作用使他们看清了自己的定位与出路，目前这些企业除规模稍小之外，企业管理、技术水平、产品质量、售后服务等诸多方面均无逊色，不但在国内电梯市场上占据了一席之地，而且产品出口到了东南亚、大洋洲、欧洲和美国。有的企业还到境外投资寻求发展。事实证明这些企业不但在国内市场而且在国际市场上，同样具有一定的竞争实力。1.2.4 传统的电梯生产结构正在改变在国外各大电梯公司纷纷进入我国的同时，德国威特、西班牙塞维拉等一些优秀的电梯配件公司也在我国建立了合资企业，国内配件生产企业如宁波欣达、宁波申菱、张家港润发、上海新时达、沈阳蓝光、常熟曳引机、河北东方等也迅速发展起来。不少配件生产企业的销售额已经超过了中等规模的整机生产企业。专业化生产具有质量好、价格低的优势，不但给生产能力较弱的中小型电梯企业助了一臂之力，而且也给“大而全”的合资企业提供了降低成本的可能。零部件的社会化、专业化生产改变了“经济规模”的概念，使得企业能否赢利不再取决于生产能力的强弱，企业无论大小，只要有技术有人才，就有生存空间。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信号控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。PLC可靠性高，程序设计方便灵活。1.2.5 今后的电梯市场会更加活跃国内电梯的生产能力、产品质量和制造成本有很强的国际竞争力。关税的降低使国外电梯产品的进口量有可能增长，但同时也给国产电梯以及零部件的出口提供了机会；我国电梯市场是很大的市场，也是很挑剔的市场。中国的电梯用户不但对产品质量要求高，而且对新技术的接受很快，所以变频变压调速技术、无机房电梯、永磁同步拖动技术、计算机控制技术、远程监控技术等推广迅速；随着我国城市化、城镇化和村镇化建设步伐的加快，尤其是西部大开发战略的实施，住宅建设势头不减，商场、机场和地铁项目明显增多，住宅电梯、自动扶梯和自动人行道的需求量继续看好；电梯是一种售后服务工作量特别大的机电产品，其使用可靠性不但取决于产品的制造与安装，而且更大程度上取决于完善的维修与保养。在用电梯总量的不断增加给维修服务业带来了发展机遇；配套件的专业化生产对提高产品质量、降低生产成本具有十分积极的作用，受到了许多电梯公司和维修保养单位的欢迎，仍然有发展空间。为了更好地适应市场要求，电梯企业目前应该注意进一步遵守市场行为规范，努力培育自主开发能力，组建完善的维修保养和售后服务网络，不断提高国产电梯和民族品牌的市场竞争力。在电子技术飞速发展的今天，现代电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，加速了电子设计技术的普及进程及技术革新。电子设计在日常生活和物质产品生产都占到了举足轻重的地位，这尤其体现在其对电子产品的开发和设计上。面对如此广袤的电梯市场，所谓“科技就是第一生产力”，处于科技前沿的电子设计技术很自然地就与电梯控制设计一拍即合，给设计师们以巨大的设计空间。因此，本设计就是希望在以开发更安全、更快捷的三层电梯控制系统为前提下，结合电子设计技术，对电梯控制进行设计。2可编程控制器（PLC）概述2.1 可编程序控制器简介2.1.1 可编程控制器(PLC)的定义可编程控制器简称PC（Programmable Controller），它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller）和可编程序控制器PC几个不同时期。为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器PLC这个老名字。它是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”2.1.2 PLC的产生和发展可编程控制器（PLC）是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术和通信技术融为一体的新型工业自动控制装置，在近40年来它得到了迅猛的发展，至今已成为工业生产自动化三大技术支柱（机器人技术、CAD/CAM技术和PLC技术）之一，被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中。PLC从诞生至今已经快40年了，在这期间它的发展大概经历了以下几个阶段：1. 1969～1972PLC发展的雏形阶段，功能都很简单，只有逻辑运算，定时和计数等功能，硬件方面因集成电路还未投入大规模工业化生产，CPU由分离元件组成，存储器为磁芯存储器，容量为1～2K，操作系统为磁芯构成的微程序，指令一般只有20～30条，机种单一，没有形成系列，一台PLC最多只能替代200～300个继电器组成的系统，可控性优于继电器。2. 1972～1976美国INTEL公司成功开发了世界上第一片集成电路的微处理器，因此PLC技术获得了较大的发展。PLC功能除逻辑运算等外、计算机接口和模拟量控制等，软件开发有自诊断程序，存储程序开始用了EPROM，可控性进一步提高，初步形成系列。结构上PLC有模块式和整体式之分，整机功能从专用向通用过渡。3. 1976～1983在这个阶段，微处理技术日趋成熟，进而出现单片微处理器、半导体存储器进入工业化生产，大规模集成电路开始普遍应用。4. 1983～1988计算机网络技术普遍应用，超大规模集成电路、门阵列等专用集成电路迅速发展。PLC的CPU为16位或32位或位片式芯片构成，处理速度可达1μs/步，高速计数、中断、PID和运动控制等功能引入PLC，满足了程序控制中所有要求。联网能力增强，既可以和上位计算机联网，也可以下挂PLC，组成多级集散系统（DCS）。编程语言除了成熟的梯形图和语句表等，还有用于算术运算的BASIC语言和机床控制和数控语言等。5. 1988年至今在这个阶段PLC技术日新月异，发展势头十分强劲，并不断扩大其应用领域，如为用户配置柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）等。21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编

电梯控制技术论文篇二 电梯PLC控制系统分析 摘 要：随着城市建设进程的加快，由于高层建筑数量越来越多，高度也越来越高，而高层建筑中的电梯也成为日常出行的重要代步工具。而电梯运行质量的优劣直接影响着人们的出行，所以在电梯质量正常运行的同时也要提高技术含量，其中安全指数和稳定指数是重中之重。 关键词：电梯;PLC控制系统;程逻辑控制器 中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2013) 16-0000-01 电梯是上下运输代步工具，而且在运行期间频繁的启动和停止，而电梯的负载量也有着显著的变化、在运行期间的转换。在无负载运行时，电梯的电机的负载降低到最少，而且可能出现自发电状态。当电梯在超出负载能力运行的时候，电梯电机的负载提升到最大，这个时候出现电动状态，这时候的电梯电机要求在正、反转，电动、发电运行。 一、电梯发展及控制 电梯作为垂直方向的出行运输设备，在高层建筑和重要机构电梯的作用已经成为不可或缺的部分。随着微机技术、信息化处理技术、电气自动化技术等快速的推进，现在的电梯逐渐变成机电一体化形势下的高效电梯。随着城市建设进程的加快，由于高层建筑数量越来越多，高度也越来越高。建筑开发商在新型楼房建设上加强了各种住宅楼房的硬件设施，而家用电梯也迅速的走入市场。 任何类别的电梯，其运动的充分与必要条件之一是电梯要有确定的运行方向，因此所有用来确定电梯运行方向的控制环节简称为定向环节。在所有电梯的整体控制系统中，与电梯的自动开 关门控制环节一样，定向环节也是一个至关重要的环节。用PLC实现乘客电梯的控制，关键是怎样合理地利用PLC的硬件资源，节约PLC的输入输出端口，降低设计成本;同时充分利用软件资源简化控制程序，缩短PLC的扫描周期，提高电梯的安全可靠性和操作的灵活性;另外控制程序应尽量简单，且具有一定的规律性，适合于开发各种楼层的控制需求。 二、PLC控制系统 Programmable Logic Controller 简称PLC也可称为可编程逻辑控制器，替代了以往继电器控制装置，程逻辑控制器得到了迅速的推广，在全世界范围得到了广泛应用。同时，程逻辑控制器的功能持续更新。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，程逻辑控制器在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。现在的程逻辑控制器不再只能逻辑控制，在伺服控制、事后控制等领域也发挥着十分重要的作用。 程逻辑控制器是集成了继电器控制原理演变出现的，早期的程逻辑控制器只有开关量逻辑控制，程逻辑控制器运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。程逻辑控制器的中央处理器内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加。程序从开始运行基础序号为零起，依次执行到最终步，然后再返回起始步循环运算。程逻辑控制器每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的程逻辑控制器，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。程逻辑控制器用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位和32位的为一个模拟量。大型程逻辑控制器使用另外一个中央处理器来完成模拟量的运算。把计算结果送给程逻辑控制器的控制器。 现在电梯的操纵控制方式一般可分为按钮控制(AZ、AS)、信号控制(XH)、集选控制(JX)、并联控制(BL)、梯群控制(QK)、微机控制(W)这几类。那么我们该如何开始着手去判断区分它们呢?笔者觉得可以借鉴C语言算法中的选择结构，即“if(条件表达式)语句1else语句2”的表达方式写个“程序”来分析判断。集选类和非集选类(信号、按钮)的主要区别在于集选能实现无司机操纵，而按钮、信号因为自动化程度不够高，只能在有司机操纵下才能正常运行。因此判断方法就是看能不能实现无司机操纵：在轿内任意登记一个楼层，然后人出轿厢，过一会看电梯是否自动关门去到指定楼层，如果是，就是有司机操纵，可以判断属于集选类，反之属于非集选类。用C语言表达即为if(有司机操纵=1)集选类控制else非集选类控制。 三、电梯PLC控制系统 电梯是的正常运行是依靠外部指示信号以及电梯本身指示来完成的，而且每次指令发出的同时是不固定的， PLC控制系统是人与电机配合式的控制系统，在人发出控制之命令的同时，PLC控制系统会迅速做出存储命令，之后经过控制逻辑进行计算后发出指令。PLC控制系统在得到实际指令后，决定电梯的走向，在通过向变频器下达指令，变频器在得到PLC控制系统的指令后在对速度的快慢进行调节，当电梯电机启动后，速度迅速增至最大，控制可靠的动作，在到达命令临界点的时候，PLC控制系统传递出停止指令，变频器收到指令后已预先的指令把速度降低到慢行状态。 PLC控制系统从出现以及实际应用到至今，改变了以往老式继电器接线逻辑到存储逻辑的推进;实现了逻辑控制到数字控制;其应用领域越来越广，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。如今的PLC控制系统在处理模拟量、数据计算、人机接口和组网的各方面能力都已大大提高，成为自动化控制领域的主流控制器，在各行各业发挥着巨大的作用，电梯控制系统采用PCL及程逻辑控制主板为基础。电梯的群控技术有集选控制和随机逻辑控制。电梯其运行性能、安全性能、乘坐舒适感、节能方面等均有一定的发展。为了确保电梯正常运行、安全使用，所有的电梯都应该配备具有电梯专业知识的人员。他们必须对电梯工作原理、性能特点、控制运行要全面认识和掌握，才能做到对电梯的正确使用与保养。 具有PLC控制系统的电梯必然是未来电梯也得主流趋势，在制造与实际应用方面充分的展示了这个国家的综合实力的象征。而且在我国一线城市北京、上海、深圳等人口高密度城市，民众对物质文化的需求越来越高，由于高层建筑数量越来越多，高度也越来越高，而高层建筑中的电梯也成为日常出行的重要代步工具。而电梯运行质量的优劣直接影响着人们的出行，所以在电梯质量正常运行的同时也要提高技术含量，其中安全指数和稳定指数是重中之重。 参考文献： [1]王子文，骆建华.电梯PLC控制策略及其程序设计[J].起重运输机械，2006(07). [2]黄轶，王丽莉，张智勇.基于SIMADYND的矿井提升机控制系统的PLC改造[J].微计算机信息，2006(16). [3]叶予光，梁南丁.基于PLC技术的矿井提升机电控系统[J].机电一体化，2004(06). 看了“电梯控制技术论文”的人还看： 1. 电梯控制系统技术论文 2. 电梯技术论文 3. 电梯维修技术论文 4. 电梯职称论文发表 5. 电机及控制技术论文集