PLC-三菱FX2N PLC在电梯控制中的应用

摘  要
本次毕业设计主要是对可编程控制器（PLC）在电梯电气控制系统中的应用，通过对系统硬件设计方法和程序设计思路的介绍，给出了5层电梯逻辑控制部分的方法。

此设计介绍了电梯的概况、三菱FX2N 系列可编程序控制器和它的工作方式及编程语言等，主要涉及5层电梯的PLC控制系统的总体设计方案、组成及模块化程序设计。

在这次设计中培育了我的独立能力，掌握了可编程序控制器的（PLC）编程和调试方法、设计的具体步骤，绘制了流程图、梯形图，对可编程序控制器解决一个实际问题的全过程有了进一步的了解，通过对电梯的PLC控制设计的调试，了解了电梯的工作流程。

关键词：PLC；电梯；逻辑控制；程序设计

电梯控制系统的原理
电梯PLC控制系统的基本结构：系统控制核心为PLC主机，通过 PLC输入接口送入PLC，由存储器的PLC软件运算处理，然后经输出接口分别向指层器及召唤指示灯等发出显示信号，向主拖动系统发出控制信号。电梯控制系统主要由电力拖动部分和电气控制部分组成。
1.电梯的电力拖动部分
电梯主拖动类型有直流电动机拖动、交流电动机拖动、直流G－M（即发电机－电动机组供电）拖动、晶闸管供电（SCR－M）的直流拖动和交流双速电动机拖动、交流调压调速（AVCC）拖动、交流变频调速（VVVF）等。因直流电梯的拖动电动机有电刷和换相器，维护量较大，可靠性低，现已被交流调速电梯所取代。为了得到较好的舒适感，要求曳引电动机在选定的调速方式下，电动机的输出转矩总能达到负载转矩的要求。考虑到电压的波动、导轨不够平直造成的运动阻力增大等因素，电动机转矩还应有一定的裕度
2．电梯的电气控制部分
电气控制系统由控制柜、操纵箱、层楼指示、召唤箱及曳引电动机等几十个分散安装在电梯井道内外和各相关电梯部件中的电器元件构成。电气控制系统通过电路控制电力拖动系统工作程序，完成各种电气动作功能，保证电梯安全运行。
电梯一般是由电动机来拖动的，其运行过程大多包括启动、正（反）转、停止等，这整个过程是由电气控制系统来完成。具体地说电梯的控制主要是指对电动机的起动、停止、运行方向、层楼指示、层站召唤、轿厢内指令等进行处理。其操纵是实行各个控制环节的方式和手段。
电梯电气控制系统与电力拖动系统比较，变化范围比较大。当一台电梯的类别、额定载重量和额定运行速度确定后，电力拖动系统各零部件就基本确定了，而电气控制系统则有比较大的选择范围，必须根据电梯安装使用地点、乘载对象进行认真选择，才能最大限度地发挥电梯的使用效益。
电气控制系统决定着电梯的性能、自动化程度和运行可靠性。随着科学技术的发展和技术引进工作的进一步开展，电气控制系统发展换代迅速。继电器控制系统的电梯故障率高，大大降低了电梯的运行可靠性和安全性，所以基本上已经被淘汰。而PLC以其体积小、功能强、故障率低、寿命长、噪声低、维护保养简便、修改逻辑灵活、程序容易编制，易联成控制网络等诸多优点得到了广泛的应用。
第四章 三菱FX2N 系列可编程序控制器介绍
（一）可编程控制器的基础认识
1.三菱FX2N PLC的主要特点：
 一个程序包的单元型可编程控制器
 采用装卸式端子台
 内装RUN/STOP开关
 程序存储器
 钟表功能
 RUN写入
 元件注解
 利用键盘保护程序（编程手册，外围设备手册）
 丰富的输出入扩展设备
 丰富的特殊扩展设备
 用SFC表现的编程
 简便的应用指令群
 高速处理
2.PLC的性能指标和分类
1) PLC的主要性能指标
 输入／输出点数（I／O点数）
I／O点数是指可编程序控制器外部输入、输出端子数的总和。它标志着可以接多少个开关、按钮和可以控制多少个负载。
 存储容量
存储容量是指可编程序控制器内部用于存放用户程序的存储器容量，一般以步为单位，二进制16位即一个字为一步。
 扫描速度
一般以执行1000步指令所需时间来衡量，单位为ms/k步，也有以执行一步指令所需时间来计算的，单位用µs/步。
 功能扩展能力
可编程序控制器除了主模块之外，通常都可配备一些可扩展模块，以适应各种特殊应用的需要，如A／D模块、D／A模块、位置控制模块等。
 指令系统
指令系统是指一台可编程序控制器指令的总和，它是衡量可编程序控制器功能强弱的主要指标。
2) PLC的分类
通常，PLC产品可按结构形式、控制规模等进行分类。按结构形式不同, 可以分为整体式和模块式两类。按控制规模大小、则可以分为小型、中型和大型PLC三种类型。

目录
第一章 引言………………………………………………………………………… 1
第二章 电梯的工作情况及要求
   （一）电梯的运行工作情况…………………………………………………… 2
   （二）电梯控制系统的要求…………………………………………………… 2
第三章 电梯控制系统的框图及原理
（一）电梯控制系统的组成框图……………………………………………… 3
（二）电梯控制系统的详细框图……………………………………………… 4
（三）电梯控制系统的原理…………………………………………………… 5
第四章 三菱FX2N 系列可编程序控制器介绍
   （一）可编程控制器的基础知识  …………………………………………… 6
      1. 三菱FX2N PLC的主要特点  …………………………………………… 6
      2. PLC的性能指标和分类   ……………………………………………… 6
      3. PLC系统的组成   ……………………………………………………… 7
   （二）可编程序控制器的工作方式及编程语言  …………………………… 8
      1. PLC的工作方式   ……………………………………………………… 8
        1）PLC的扫描工作方式   ……………………………………………… 8
2）PLC的程序执行过程   ……………………………………………… 8
3）PLC的扫描周期   …………………………………………………… 8
4）PLC的I／O响应时间  ……………………………………………… 8
 2. PLC的编程语言   ……………………………………………………… 9
   （三）可编程序控制器与继电器、微机在电梯控制中的应用比较   ………10
      1. 继电器—接触器控制系统    …………………………………………10
      2. 微机控制系统  …………………………………………………………10
   3. PLC控制系统   …………………………………………………………10

第五章 PLC控制单台电梯的分析
（一）电梯模型结构   …………………………………………………………11
   （二）PLC单台电梯控制系统功能介绍   ……………………………………13
      1. PLC电梯控制系统三种工作方式介绍   ………………………………13
      2. PLC单台电梯控制系统的工作流程 ……………………………………14
   （三）PLC控制单台电梯方案   ………………………………………………15
      1. PLC I/O地址分配   ……………………………………………………15
      2. PLC I/O硬件连接图   …………………………………………………19
   （四）PLC单台电梯控制系统基本功能梯形图分析   ………………………19
      1. 召唤信号登记响应及清除功能  ………………………………………19
      2. 指令信号登记响应及清除功能  ………………………………………19
      3. 自动定向功能  …………………………………………………………21
      4. 停站控制功能  …………………………………………………………22
      5. 厅外开门功能  …………………………………………………………24
      6. 开门时间、上／下客时间、关门时间、门关闭控制功能  …………25
      7. 有司机直驶控制功能  …………………………………………………26
8. 轿厢定位功能  …………………………………………………………26
9. 层楼位置显示功能  ……………………………………………………27
10. 马达上行／下行、运行显示控制功能  ………………………………27

第六章 PLC控制多台电梯的分析
   （一）PLC控制两台电梯协调运行的原则   …………………………………28
   （二）PLC控制两台电梯协调运行系统的功能   ……………………………28
      1. 两台电梯各自独立控制的部分  ………………………………………28
      2. 两台电梯协调运行控制的部分  ………………………………………29
      3. PLC两台电梯控制系统的工作流程   …………………………………29
   （三）PLC控制两台电梯协调运行方案   ……………………………………30
      1. PLC I/O地址分配   ……………………………………………………30
      2. PLC I/O硬件连接图   …………………………………………………34
   （四）PLC两台电梯控制系统基本功能梯形图分析   ………………………34
      1. 召唤信号登记响应及清除功能  ………………………………………34
      2. 自动定向功能  …………………………………………………………35

结束语 ………………………………………………………………………………37
总结 …………………………………………………………………………………38
致谢 …………………………………………………………………………………39
参考文献 ……………………………………………………………………………40