1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案國家職業(yè)資格全國統(tǒng)一鑒定維修電工 （職業(yè)名稱）論文（國家職業(yè)資格 二級）論文題目：PLC控制器在電梯設(shè)備中的應(yīng)用姓 名：身份證號：準(zhǔn)考證號：所在單位：報考機(jī)構(gòu)：文檔大全引 言如今，隨著科技的進(jìn)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(jī)技術(shù) 的可編程序控制器（簡稱PL。正在世界各地，各個領(lǐng)域得到迅速 發(fā)展。電梯一一標(biāo)志現(xiàn)代物質(zhì)文明的運(yùn)輸工具， 是機(jī)電一體化的復(fù)雜 運(yùn)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(yùn)輸。以上兩項事實(shí)，使得PLC在電梯控制

2、領(lǐng)域中的應(yīng)用成為一種必 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的基本概念與功能21.2 PLC的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)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(tǒng) 112.6 PLC 對電梯變頻電機(jī)的控制 122.7 PLC 用于電梯控制的梯形圖 13總結(jié)15參考文獻(xiàn)16隨著我國科技與經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，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

3、層建筑里也是 不可缺少的運(yùn)輸工具。電梯的控制系統(tǒng)已由初期的繼電控制向微機(jī)控 制發(fā)展。可編程控制器由于具有可靠性高， 功能強(qiáng)大等特點(diǎn)已經(jīng)成為 電梯微機(jī)控制系統(tǒng)的核心。比較先進(jìn)的電梯設(shè)備控制單元普遍采用可 編程控制器PLC對機(jī)器進(jìn)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；力口、減速; 平層、起動、開關(guān)門等過程進(jìn)行自動控制。其機(jī)構(gòu)簡單、運(yùn)行效率高、 平層精度高，易于操作與維護(hù)。【關(guān)鍵詞】PLC電梯設(shè)備自動控制文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)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(jī)家族中的一員， 是在繼電器控制和計算機(jī) 控制的基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制

4、造的以微處理 器為核心，把自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體的新型工 業(yè)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(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過 了邏輯控制的范圍，還可以進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和模擬量控制等，因此，美 國電器制造協(xié)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(jī)(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(shù)字運(yùn)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(yùn)算、時序運(yùn)算、定時、計數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作的 指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)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(jī)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(diǎn)及結(jié)構(gòu)組成可編程序控制器的特點(diǎn)總結(jié)為如下幾條。(1)通用性好：PLC是通過軟件來實(shí)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(shí)現(xiàn)不同的控制要求。

6、(2)硬件的可靠性高，環(huán)境適應(yīng)性好，抗干擾能力強(qiáng)。(3)功能強(qiáng)大和豐富的I/O接口模塊：既可對數(shù)字量進(jìn)行控制， 也可對模擬量進(jìn)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(dǎo)體集成電 路。PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，所以其硬件結(jié)構(gòu)基本 上與微型計算機(jī)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(jié)構(gòu)框圖如圖：輸入單元0系統(tǒng)程序存編程器電源輸 出 單 元圖1-1 PLC結(jié)構(gòu)簡化框圖第二章PLC在電梯控制領(lǐng)域中的應(yīng)

7、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。電梯的可靠實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 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(yùn)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

8、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。2.1.1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問題一、電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1)所有控制功能及信號處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理 解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。(2)系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)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(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，已形成系列化產(chǎn) 品，技術(shù)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(tǒng)存在的缺點(diǎn)(1)系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)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(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能， 使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。(3)電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動作速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng) 控制精度難以提高。(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動作噪音大。(5)由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用 高；而且檢查故障困難，費(fèi)時費(fèi)工。電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案大大降低了電梯的可靠性和安全性,經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來 不便和驚擾。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機(jī)械部件 損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。2.1.2 PLC 及其在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn)PLC在電梯控制領(lǐng)域的優(yōu)勢總結(jié)如下：(1)編程

10、方便：在控制功能方面，PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制 系統(tǒng)，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(yīng)用面拓展。(2)硬件的可靠性高：PLC由于采用了微電子技術(shù)，大量的開關(guān) 動作由無觸點(diǎn)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。通過在電梯控制中采用了 PLC,用軟件實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)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(kuò)展的靈活性：PLC的擴(kuò)展靈活性是它的一個重要特點(diǎn)。它 可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可

11、進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)展、應(yīng)用和 控制范圍的擴(kuò)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(shù)PLC采用編程器進(jìn)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(jù)所需要的地 址編號或接點(diǎn)號進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ遥?然后進(jìn)行更改。更改的信息可 在液晶屏或CRT_t顯示。(5)效率高，適應(yīng)能力強(qiáng)：用于群控調(diào)配和管理，能提高電梯 運(yùn)行效率。另外環(huán)境適應(yīng)性好，抗干擾能力強(qiáng)：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；(6)接線簡單：去掉了選層器及大部分繼電器

12、，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡 單，外部線路簡化。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；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(jìn)行故障自動檢測報警顯示，提高運(yùn)行安 全性，并便于檢修。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)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(jié)構(gòu)緊湊，堅固耐用，又具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和較高 的抗干擾能力，因此是實(shí)現(xiàn)機(jī)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(diǎn)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(jī)系統(tǒng)也高。(2)工作速度

13、較計算機(jī)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(jī)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(tài)，即運(yùn)行(RUN狀態(tài)和停止(STOP狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，PLC通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)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(jī)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,除了執(zhí)行用戶程序外，在每次循環(huán)過程中，PLC還要完成

14、內(nèi)部處理、通信處理等工作，每一次循環(huán)的具體階段。PLC的工作原理與計算機(jī)的工作原理是基本一致的。他通過執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)。但是，在時間上，PLC執(zhí)行的任務(wù)是串行， 與繼電一接觸器控制系統(tǒng)中任務(wù)的執(zhí)行有所不同。 PLC采用循環(huán)掃描 工作方式。在程序執(zhí)行過程的周期中，程序?qū)Ω鱾€過程輸入信號進(jìn)行 采樣，對采樣的信號進(jìn)行運(yùn)算和處理，并把結(jié)果輸出到生產(chǎn)過程的執(zhí) 行機(jī)構(gòu)中。所謂I/O刷新即對PLC的輸入進(jìn)行一次讀取，將輸入端各變量的 狀態(tài)重新讀入PLC中存入內(nèi)部寄存器，同時將新的運(yùn)算結(jié)果送到輸出 端。這實(shí)際是將存入輸入、輸出狀態(tài)的寄存器內(nèi)容進(jìn)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(tài)發(fā)生變化，則本次掃 描期間輸出端也會相應(yīng)的發(fā)生變化，或者說輸出隊輸入產(chǎn)生了響應(yīng)。 反之，若在本次I/O刷新之后，輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸 出不變，即不響應(yīng)，而要到下一次掃描期間輸出才會產(chǎn)生響應(yīng)。由于 PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸出對輸入的響應(yīng)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(shù)：一是 CPU 執(zhí)行指令的速度，二是每條指令占用的時間，三是指令條數(shù)的多少， 即程序的長短。對于慢速控制系統(tǒng)，響應(yīng)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(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力。 因為干擾常是脈沖式的、短 時的，而由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢

16、，常常要幾個掃描周期才響應(yīng)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(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，這一問題 就需慎重考慮。應(yīng)對響應(yīng)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(yīng)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(jìn)入 RUN犬態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。 從第一條指令開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲的地 址號遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié) 束。然后再從頭開始掃描，并周而復(fù)始地重復(fù)進(jìn)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(nèi)部處理、通信處 理、輸入掃描、程序執(zhí)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(guān)。2.2.2 PLC 的程序執(zhí)行過程PLC的程序的執(zhí)行過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)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(zhí)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(zhí)行過程2.2.3 PLC的掃描周期在PLC的實(shí)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(zhí)行、輸出刷新三個階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如 編程器、上位計

18、算機(jī)）通信等處理。即一個掃描周期還應(yīng)包含自診斷 及與外設(shè)通信等時間。2.2.4 PLC的I /O響應(yīng)時間PLC采用集中I/O刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段， 即使輸入信號發(fā)生變化，輸入映像寄存器區(qū)的內(nèi)容也不會改變，還會影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。輸出信號的變化滯后于輸入信號的變化， 這產(chǎn)生了 PLC的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)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(yīng)PLC在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)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(dāng)于 設(shè)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(nèi)

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(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變 而來的。PLC梯形圖PLC的梯形圖與電氣控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想 是一致的，只是在使用符號和表達(dá)方式上有一定區(qū)別。PLC的梯形圖使用的時內(nèi)部繼電器、定時器/計數(shù)器，都是由軟件實(shí)現(xiàn)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(jī)中的助記符語言，他是可 編程控制器最基礎(chǔ)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(fā)、選擇等復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)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(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，根據(jù)每一種特殊的控制要 求，根據(jù)編程者的熟練程度正確合理應(yīng)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(tǒng)而言，其一旦啟動，將進(jìn)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 2-3 所示，簡單說明電梯控制過程。圖2-3電梯系統(tǒng)控制過程2.5 可編程序控制器（PL。參與的電梯控制系統(tǒng)電

21、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)兩部分組成如圖2-4所示，主要硬件包括PLC主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、 門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī)、操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)信號通過PLCS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(jī)控 制系統(tǒng)等發(fā)出控制信號。從而實(shí)現(xiàn)了基于 PLC的電梯自動控制。2.6 PLC對電梯變頻電機(jī)的控制電梯能夠升降，主要依靠拖拽電機(jī)，PLC對電梯的控制，也主要 體現(xiàn)在對于拖拽電機(jī)的控制上，目前比較先進(jìn)的是變頻

22、電機(jī)，這類電 機(jī)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(jī) 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(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 H2-3電梯運(yùn)行曲線示意圖電梯的運(yùn)行由變頻器控制，一次完整的運(yùn)行過程，就是曳引電動 機(jī)從起動、勻速運(yùn)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(jìn)行說 明，當(dāng)PLC發(fā)出正轉(zhuǎn)（或反轉(zhuǎn)）高速運(yùn)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(yùn)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下降至U 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(yùn)行。按下檢修 上行時，以檢修速度（1