发布时间 : 星期六 文章S7-300-PLC-五层电梯控制系统-设计方案2013更新完毕开始阅读
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题 目 基于S7-300 PLC的五层电梯控制系统设计 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电升11Q1 学 生 秦伟 学 号 20113024045 指导教师 李聪
二〇一三年四月二日
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学院 泉城学院 专业 电气工程及其自动化 学生 秦伟 学号 20113024045 论文题目 基于S7-300 PLC的五层电梯控制系统设计 一、选题背景与意义
1. 国内外研究现状及水平：
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中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，已经进入了“第三次浪潮”，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6l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2010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、同本三菱、、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、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。自1985年我国参加了国际标准化组织ISO／TCl78以来，先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准。标准的高起点使我国电梯行业在技术上居于有利地位。许多新技术和新产品，如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等，国际上也是刚刚出现，我国就有多企业可以生产了。国产电梯以其高质量，低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户，为逐步进入国际市场创造了有利条件。随着计算机技术的发展，微型计算机在工业控制系统中得到了广
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泛的应用，在电梯控制上采用微型计算机，取代传统的继电器控制方式越来越受到人们的重视。使用微型计算机控制，它成本低，体积小，可靠性高，使用寿命长，简化了安装调试工作，使得电梯控制系统体积减小，节省能源、可靠性提高。可编程使灵活性增大。更突出的优点是微型计算机具有算术运算功能和灵活的逻辑运算功能，因此可以实现更完善的自动控制，例如对于电梯平层可以实现自适应控制，便平层情况达到最佳状态。
目前，交流调压调速电梯技术已趋成熟，一些企业都有成功的产品。微机控制电梯是电梯技术的方向，～些生产企业与科研单位相结合，相继推出了微机控制的电梯新机型，使控制功能得到增强，电梯的性能得到改善，明显提高了可靠性。除了合资企业外，也有其他厂家开发出了变频调速电梯新产品。另外，用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、防火厅门、地震控制、自检测以及语言合成等电梯新功能；对机械系统采用了新结构、新材料、新技术和新工艺”。总之，与国外先进技术水平相比，虽然还存在一定差距，但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置，每年销售量己达l万台左右，约占亚洲市场的1／50，一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献“。。当今世界，电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。
随着时代的发展，对人在与外界隔离封闭的电梯轿厢内，心理上的压抑感和恐惧感也有所考虑。因此，提倡对电梯进行豪华性装修，比如：轿厢内用镜面不锈钢装潢、在观光电梯井道设置宇宙空间或深海景象：进而主张电梯、扶梯应与大自然相协调，在扶梯的周围种植花草；在轿厢壁和顶棚装饰某些图案甚至是有变化的图案，并且在色彩调配上要令人赏心悦目；在轿厢内播放优美的音乐，用以减少烦躁；在轿厢内播放电视节目，乘客可收看天气预报、新闻等，同时绿色电梯也是将来发展的一个放心方向，要求电梯的智能化、安全水平、视觉协调、消除电磁辐射、舒适感等都要达到一定的要求。 2. 选题的目的及意义：
电梯是垂直运行的电梯，通常简称电梯；倾斜方向运行的自动扶梯；倾斜或水平方向运行的自动人行道德总称。电梯已成为现代生活中广泛使用的运输工具，对电梯的安全性，舒适性，高效性等的不断追求推动了电梯技术的进步。目前，有可编程序控制器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，并且有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，已成为电梯控制的发展方向，，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。
可编程控制（Progremmable Controller)系统是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统，它采用一种可编程的存储器，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。通过数字式或模拟式的输入输出控制各种类型的机械设备或生产过程，通过可编程控制器可以实现由继电器实现的逻辑控制功能，而且最主要的是可编程控制器“可编程”功能，使得当改变电梯的控制功能时，只要更改程序即可，而不需要像继电器一样需要更
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改硬件和接线。
通过本课题的研究，使学生了解电梯控制系统的工作原理,掌握PLC的硬件及软件的设计，达到用PLC控制电梯按要求工作的目的。锻炼学生综合运用基本理论知识解决工程设计问题的能力，使实际动手能力得到进一步的提高;培养学生从事科学研究所具有的勇于探索刻苦钻研精神。
二、设计内容
（1）熟悉基于s7-300的电梯控制系统的基本内容和基本原理。 （2）熟悉STEP7编程环境，并掌握编写梯形图的方法。
（3）熟悉该控制系统中所应用到的器件，如：可编程控制器PLC、变频器、拽引机等。 （4）掌握现场总线技术系统设计和面向对象设计的一般方法。
（5）利用现有旋转编码器构成速度环的同时，通过变频器的PG卡输出与电机速度及电梯位移成比例的脉冲数，由此确定电梯位置。
（6）利用PLC扩展功能模块D／A模块实现的，事先将数字化的理想速度曲线存入PLC寄存器，程序运行时，通过查表方式写入D／A，由D／A转换成模拟量后将理想曲线输出。
（7）通过位置信号检测，软件实时计算以下位置信号：电梯所在楼层位置、快速换速点、中速换速点、门区信号和平层位置信号等。
主要指标及技术参数：电梯控制系统的位移控制 ，速度控制，楼层计数， 快速换速 ，脉冲信号故障检测 。采用s7—300PLC系统来处理接近开关信号、按钮信号以及电梯的控制开关和楼层显示等。
具体要求：
（1）学习并掌握西门子S7-300PLC的使用及STEP7开发环境编制程序。 （2）掌握人机界面组态软件WinCC的使用。
（3）通过对现场总线技术的学习，以及对微机控制系统知识的了解。 （4）掌握现场总线技术在控制系统中的应用方法。
三、设计方案
不断的关注近期国内外PLC电梯控制系统的研究状况，多阅读和PLC电梯控制系统有关的书籍和网页，结合本科阶段所学的专业知识进行实际可行、安全可靠的设计，在PLC对控制系统现状、要求等很了解的基础上制定出自己所需要设计的高层电梯设计方案。多结合实际、做到理论和实物浑然一体，多收集和PLC电梯有关的数据。
3.1 变频器的选择
随着变频器性能价格比的提高，交流变频调速己应用到许多领域，由于变频调速的诸多优点，使得交流变频调速在电梯行业也得到广泛应用。目前有为电梯控制而设计的专用变频器早已问
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