基于PLC的施工场地升降机控制系统设计毕业设计论文
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1、毕业设计（论文）PLC的施工场地升降机控制系统设计第1章 绪论1.1 本课题设计的背景 1985年国际电工委员会（IEC）对PLC的定义如下： 可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器，它采用了可以编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。 PLC是继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控制方面具有一定优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：（1）逻辑运算（2）弱电控制强电。 PLC是集自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新
2、型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。可编程控制器，简称PLC。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的的一中新型工业控制设备。 具有1.可靠性高、抗干扰能力强 2.设计、安装容易，维护工作量少 4.功能强、通用性好 5.开发周期短，成功率高 6.体积小，重量轻、功耗底等特点。已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。与继电接触器系统相比系统更加可靠；占位空间比继电接触器控制系统小；价格上能与继电接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、触器与于之相当的执行机构；能向中央执行
3、机构；能向中央数据处理系统直接传输数据等。 因此，进行升降机的PLC控制系统的设计，可以推动建筑用施工电梯行业的发展，扩大PLC在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。1.2 本课题设计的内容 1、升降机类型的选择。综合升降机的类别和各类的特点和要求，在本课题中主要研究建筑用施工电梯上下行控制，开、关门控制、内外呼叫控制。 2、硬件系统的设计。本课题设计的升降机要求运行迅速准确度高，在升降机的各层检测系统中选用用在工业自动控制上大量运用的具有检测精度高、寿命长、稳定性能好的接近传感器，运用感应器的开关量信号输入给PLC来实现PLC对电梯的控制。由于本课题的具体需求在硬件系统的设计
4、过程中主要考虑了升降机的经济实用、稳定的需要。 3、 升降机控制系统软件的设计。在本设计中选用了目前运用最多的PLC编程语言梯形图，梯形图的编程能直观明了的设计出机械手控制的要求。 1.3本课题设计的目的和意义 随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展建筑用施工电梯也已成为人类现代生活广泛使用的建筑施工运输工具。随着人们对建筑用施工电梯运行安全性、高效性、舒适性等要求的提高，其功能得到了快速发展，其拖动技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。 可编程序控制器（PLC）因为稳定可靠、结构简单、成本低廉、简单易学、功能强大和使用方
5、便已经成为应用面最广、最广泛的通用工业控制装置，成为当代工业自动化的主要支柱之一。电梯控制要求接入设备使用简便，对应于系统组态的编程简单，具有人性化的人机界面，配备应用程序库，加快编程和调试速度。通过PLC对程序设计，提高了建筑用施工电梯的控制水平，并改善了建筑用施工电梯运行的舒适感。因此PLC在电梯控制系统中的应用非常广泛，非常有实际价值。第2章 系统设计方案的确定2.1升降机的概述 施工升降机又叫建筑用施工电梯，也可以成为室外电梯，工地提升吊笼。是建筑中经常使用的载人载货施工机械，主要用于高层建筑的内外装修、桥梁、烟囱等建筑的施工。由于其独特的箱体结构让施工人员乘坐起来既舒适又安全。施工升
6、降机在工地上通常是配合塔吊使用。一般的施工升降机载重量在1-10吨，运行速度为1-60m/min。施工升降机的种类很多，按运行方式分有：无对重和有对重两种；按控制方式分为手动控制式和自动控制式。根据实际需要还可以添加变频装置和PLC控制模块，另外还可以添加楼层呼叫装置和平层装置。1、安全系数高 标准节顶节无齿条的设计保证了吊笼不会冒顶，限位和极限开关以及防坠安全器的安装更加保证了施工人员的安全。 2、驱动系统 减小吊笼内噪音，使吊笼内净空增大，同时也使传动更加平稳、机构振动更小。 3、便捷多用在传统施工升降机基础上加装了钢筋运送装置和混凝土运送装置，可运送钢筋、混凝土及施工人员，大大提高施工效
7、率；可选配性能先进的无级变频调速系统，使得升降机可实现060m/min的无级调速，运行平稳无冲击 4、钢结构 钢结构主要由吊笼、外笼、标准节、对重、附墙架等组成。 1）吊笼：吊笼是升降机的核心部件，为焊接钢结构体，周围有钢丝防护网，前后分别安装单、双开吊笼门，顶上安装护身拉杆。吊笼的立柱上有传动机构和限速器底板安装孔，导向滑轮组也安装在立柱上。 2）外笼：外笼主要由底盘、防护围杆及一节基础标准节等组成。外笼入口处有外笼门并装有自动开门机构，当吊笼上升时，外笼自动关闭。 吊笼着地时，外笼门能自动打开。底盘装有缓冲弹簧，以保证吊笼着地时能柔性接触。 3）标准节：标准节由无缝钢管和角钢等焊接而成。标
8、准节上安装齿条，多节标准节用螺栓相接组成导轨架，通过附墙架和建筑物固定，作为吊笼上下运转的导轨。 4）对重：对重用以平衡吊笼的自重，从而提高电动机功率利用率和吊笼载重，并可改善结构受力情况。对重由钢丝绳通过导轨架顶部的天轮与吊笼上下运转的导轨。 5）附墙架：附墙架用来使导轨架与建筑物附着连接，以保证导轨架的稳定性 本设计课题为施工场地的升降机控制系统设计。以四层建筑场地升降机为模型，主要用于建筑施工与维修。 2.2 升降机继电器控制系统1、升降机继电器控制系统的优点 (1) 所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。(2)系统的保养、维修
9、及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。 (3) 大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格较便宜。 (4) 多年来我国一直生产这类升降机，技术成熟，己形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉、掌握的人员较多。2、升降机继电器控制系统存在的问题(1) 系统触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。 (2) 普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。(3) 电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。 (4) 系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。(5) 由于线路复杂，易出现故障，
10、因而保养维修工作量大，费用高；而且检查故障困难，费时费工。升降机继电器控制系统故障率高，大大降低了升降机的可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊忧。且升降机一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成升降机机械部件损坏，还可能出现人身事故。 2.3 PLC控制系统1、升降机的PLC控制自80年代后期PLC引入我国升降机行业以来，由PLC组成的升降机控制系统被许多升降机制造厂家普遍采用。并形成了一系列的定型产品。在传统继电器系统的改造工程中，PLC系统一直是主流控制系统。升降机控制系统分为调速部分和逻辑控制部分。调速部分的性能对升降机运行是乘客的舒适感有着重要影响，而逻辑控制部分则是升降机安全可
11、靠运行的关键。为了改善升降机的舒适感和运行的可靠性，现在都改为用PLC来控制升降机的运行，这样大大提高了升降机的性能。PLC控制制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在升降机控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。2、 PLC的工作原理及结构图（1）PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式PLC具有微机许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式。PLC则采用循环扫描工作的方式。在PLC中，用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后
