基于PLC的五层电梯控制系统设计_毕业论文 精品

基于PLC的五层电梯控制系统设计

基于PLC的五层电梯控制系统设计

电气工程及其自动化专业 来红雨

【摘 要】电梯不仅仅是高层建筑里的必备设施，在多层建筑里也是不可缺少的垂直运输工具。据此本文在阐述电梯的结构和可编程控制器的结构和工作原理的基础上，针对5层5站电梯，使用西门子200可编程控制器，设计了电梯的控制系统。实现了电梯的指层控制、轿内与各层厅站呼梯指令的记录、电梯运行方向和停靠的层站的控制，自动运行和自动开关门等功能。这种电梯控制系统应用于实际运行的电梯中，运行结果表明：电梯控制系统安全性和可靠性高，日常保养维护和故障检修方便，运行成本低。

【关键词】电梯；控制系统；可编程控制器；西门子200

Design of Five-storey Elevator Control System Based on PLC

Electrical Engineering and Automation Specialty LAI Hong - yu

Abstract: The elevator is not only the necessary facility in the high-rise building, but also the essential vertical transport means in the multi—layered construction. This article elaborated the elevator structure，the structure and the working principle of the programmable logic controller．Aim at the elevator of 5 storey and 5 stations，I design this elevator control system by the use of S7-200 programmable logic controller. These modules achieve the functions：fingering out the location of the cabin，registering the instructions from the cabin and the station hall．choosing the direction and the station of elevator follow these instructions，operating elevator and door automatically，and other functions. This elevator control system applies in the actual operating elevator．The operating result indicated：its security and reliability ale high, the routine maintenance and the trouble shooting are convenient, the elevator operating cost is low.

Keywords: Elevator; controller system; programmable logic controller; S7-200

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基于PLC的五层电梯控制系统设计

目 录

1 引言 .................................................................... 1

1.1 课题研究背景和意义 ................................................ 1 1.2 国内外发展状况 .................................................... 2 2 西门子S7系列可编程序控制器的介绍 ....................................... 2

2.1 可编程控制器的基础认识 ............................................ 2 2.2 可编程序控制器的工作方式 .......................................... 4 2.3 可编程序控制器的编程语言 .......................................... 5 3 电梯控制系统的硬件设计 .................................................. 6

3.1 电梯硬件框图及控制要求分析 ........................................ 6 3.2 可编程控制器的选型 ................................................ 7 3.3 交流双速电梯的主电路 .............................................. 7 3.4 门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路 ............................ 9 3.5 电梯的主要电气设备 ................................................ 9 3.6 输入输出设计 ..................................................... 12 3.7 楼层位置显示功能 ................................................. 12 3.8 设计流程图 ....................................................... 13 4 电梯控制系统的软件设计 ................................................. 14

4.1 电梯的自检状态 ................................................... 15 4.2 电梯的正常工作状态 ............................................... 15 4.3 电梯开关门控制 ................................................... 15 4.4 层楼信号产生与消除 ............................................... 17 4.5 内选指令的登记与消除 ............................................. 18 4.6 外呼信号的登记与消除 ............................................. 20 4.7 电梯的上、下行定向 ............................................... 22 5. 程序的仿真及调试 ...................................................... 24

5.1 创建项目 ......................................................... 24 5.2 程序的编写 ....................................................... 25 5.3 程序的编译及调试 ................................................. 25 结束语 ................................................................... 27 参考文献 ................................................................. 28 附录 ..................................................................... 29 致谢 ..................................................................... 30

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基于PLC的五层电梯控制系统设计

1 引言

1.1 课题研究背景和意义

电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。事实上，在电梯上已经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而只有电梯的制造，安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量才能全面保证电梯的最终高质量。在国外，已“法规”实行电梯制造、安装和维修一体化，实行由各制造企业认可的法规认证的专业安装队伍维修单位，承担安装调试、定期维修和检查试验，从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证。因此，可以说乘坐电梯更安全。美国一家保险公司对电梯的安全性做过认真地调查和科学计算，其结论是：乘电梯比走楼梯安全5倍。掘资料统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多”。

目前，由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的发展方向。可编程序控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。自1969年针对工业自动控制的特点和需要而开发的第一台PLC问世以来，迄今已30多年，它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变，但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易。用户买到所需PLC后，只需按说明书或提示，做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可灵活而方便地将PLC应用于生产实践，而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言知识。这样就破除了“电脑”的神秘感，推动了计算机技术的普遍应用。可编程序控制器PLC在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术。PLC现已成为现代工业控制三大支柱(PLC、CAD／CAM、ROBOT)之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制

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程序、具有远程通信联网功能，易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能，取代由大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等组成的传统的继电一接触控制系统。

1.2 国内外发展状况

在经济不断发展，科学技术日新月异的今天，楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来。作为建筑的中枢神经，电梯起着不可或缺的作用，电梯作为建筑物内的主要运输工具，像其他的交通工具一样，已经成为我们日常生活的一个不可缺少的组成部分。一个国家的电梯需求总量，主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、国家产业结构等综合因素的影响。在全球经济持续低迷的情况下，我国国民经济仍然以较高的速度持续增长，城市化水平不断提高。这从客观上导致了我国电梯行业的空前繁荣景象，我国已经成为全球最大的电梯市场。上世纪80年代以来，随着经济建设的持续高速发展，我国电梯需求量越来越大。总趋势是上升的，进入了“第三次浪潮”。2004年总产量超过了8万台，而且目前还没有减速的迹象。从1949年建国以来全国共生产安装了61万多台电梯。尽管如此，我国的电梯远未达到饱和的程度。全世界平均1000人有l台电梯，我国如果要达到这个水准，还需要增加70万台。到那时候，全国在用电梯将达到130万台，每年仅报废更新就需要6万台。到2005年，中国电梯的年产量达到13.5万台，与1980年相比，25年增长了59倍，产量每年平均增长17.8％。2005年安装验收电梯124465台，截至05年底，我国的在用电梯总数已达651794台。如此庞大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台!我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。兴旺的电梯市场吸引了全世界所有的知名电梯公司，美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、日本三菱、东芝、富士达等13家大型外商投资公司在国内的市场份额达到了74％先进技术和先进管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用。苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海华立、昌华、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电梯品牌看清了自己的定位与出路。目前国内市场需要的电梯产品，我国电梯行业几乎全部可以生产，不但大量替代了进口，而且有一定的出口。 国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高。

2 西门子S7系列可编程序控制器的介绍

2.1 可编程控制器的基础认识

1.西门子PLC的主要特点：

1)集成型高性能。CPU、电源、输入输出三为一体。

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