基于PLC的电梯控制系统设计毕业论文

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摘 要

摘 要

随着现代城市的发展,高层建筑日益增多,电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著,因此必须努力提高电梯系统的性能,保证电梯的运行高效节能又安全可靠。传统的电梯控制系统采用的是继电器逻辑控制电路,这种控制易出故障,维护不便,运行寿命短,占地空间大,正逐步被淘汰。可编程控制器由于具有可靠性高、功能强大等特点已经成为电梯微机控制系统的核心。

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,针对三层三站电梯,使用西门子S7-200 PLC和仿真软件设计了电梯的运行控制监控系统。电梯的输入信号有3个轿内指令、厅外上、下召唤信号、用3个行程开关来代替电梯的位置信号。输出信号有上行和下行、位置指示灯和轿厢内指令信号指示灯。控制系统可以完成信号的登记和消除、自动选层和定向自动控制功能。阐述了PLC的优点及特点,重点分析了电梯的硬件设计和软件设计,研究并提出了基于PLC电梯控制系统设计的实现方案,最后对本论文的研究内容进行了总结与展望。

关键词:电梯 S7-200PLC 梯形图

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Abstract

Abstract

With the development of modern cities, an increasing number of high-rise building, elevator become an indispensable means of transport of daily life. The quality of the lift performance of the impact on people's lives becoming more and more obvious, it must strive to improve the performance of elevator systems, and ensure the operation of the lift is safe, reliable and energy efficient. The traditional elevator control system uses logic of the relay to control circuit, this kind of controls easily to be crash, maintains inconveniently, the movement life is short, and that occupying a large area of space,it being eliminated gradually. Programmable controller with high reliability, powerful features has become the core of microcomputer control system of elevator.

Based on the elaboration of the elevator structure and structure and working principle of programming controller, according to the three layer three Creator, the elevator control system design using Siemens S7-200PLC.The input signal of the 3 elevator car instruction, hall, apposition signal call signal, with three travel switches instead of the elevator. The output signal has the up link and down link, position indicator lights and car lamp. The control system can complete the signal registration and eliminate automatic layer selection and directional automatic control function. It has elaborated the advantages and characteristics of PLC, analyzes the hardware design and software design of the elevator, and puts forward the design scheme based on PLC elevator control system, finally the research contents of this thesis are summarized and prospects.

Keywords:elevator S7-200PLC control system

II

绪 论

目 录

摘 要 ............................................................................................................................. I ABSTRACT .................................................................................................................. II 第一章 绪论 ................................................................................................................. 1 1.1课题的研究背景及意义 ....................................................................................... 1 1.2电梯的国内外发展状况 ....................................................................................... 2 1.3PLC在电梯控制中的应用以及发展前景 ............................................................ 2 1.4课题研究的内容 ................................................................................................... 4 第二章 电梯概述 ......................................................................................................... 5 2.1电梯的定义 ........................................................................................................... 5 2.2电梯的种类 ........................................................................................................... 5 2.3电梯的结构及组成 ............................................................................................... 7 第三章 PLC简介 ...................................................................................................... 10 3.1PLC的基本工作 .................................................................................................. 11 3.2自诊断程序 ......................................................................................................... 11 3.3梯形图设计规则 ................................................................................................. 11 第四章 三层电梯PLC控制系统硬件设计 ............................................................. 13 4.1控制要求 ............................................................................................................. 13 4.2主要硬件选型 ..................................................................................................... 14 4.2.1PLC选型 ........................................................................... 错误!未定义书签。 4.3三层电梯曳引电机及门电机电路图 ................................................................. 15 4.3I/O分配表 ............................................................................................................ 15 4.4外部接线图 ......................................................................................................... 16 第五章 三层电梯PLC控制系统软件设计 ............................................................. 17 5.1PLC的编程语言 .................................................................................................. 17 5.2STEP 7概述 ......................................................................................................... 17 5.2程序设计常用方法 ............................................................................................. 18 5.3软件设计流程及描述 ......................................................................................... 19 5.4梯形图程序设计 ................................................................................................. 21 第六章 总结与展望 ................................................................................................... 28 致 谢 ........................................................................................................................... 29 参考文献 ....................................................................................................................... 30

III

第一章 绪论

第一章 绪论

1.1课题的研究背景及意义

电梯是安装在建筑物内的一种交通工具,是为了满足人们对于垂直运输的需要而建立的。在现代社会,电梯就如同汽车、轮船一般不可或缺。有关资料显示,在美国,每年乘坐其它交通工具的人数约为80亿人次而乘坐电梯的人数达到540亿人次之多。如今,电梯的使用情况已成为衡量现代化发展程度的一种标志,从某种意义上说,电梯也成为研究一个城市中居民生活状态的最完美空间。

电梯作为,种公共交通工具,安全性能显得尤为重要,因为只有安全运行才能够使乘客对电梯产生信任感。事实上,电梯的设计方面已采用了多种安全保护措施,据美国一家保险公司对电梯安全性的一项调查和计算显示,乘电梯要比走楼梯安全5倍。随着高层建筑的不断出现,人们对电梯系统的性能要求也越来越高,不单单是安全性,还包括舒适度等方面。从研究电梯交通系统的统计特性到研究电梯交通系统的动态特性,人们在电梯控制系统中利用了各种技术来提高系统的运行效率。

社会生产力的不断发展带动了人类文明的高速发展,特别是20世纪70年代以后,高层建筑在世界范围内得到的迅猛发展,极大地促进了电梯技术的改良和革新。近半个世纪以来,电梯技术从原始的模型升降机发展到能满足人类需要的高级智能化电梯。

最初的电梯是由司机操作控制的,然而这样不但浪费人力还很浪费财力。于是,为了解决这个问题,便在旅馆和住宅楼里采用了简易的自动控制方式来控制电梯。它的优点是可以不利用人力便可自动记住呼梯信号以响应最先呼叫的乘客的需求,不过这种控制方式却无法同时记住多个呼梯信号,这就造成电梯的使用不方便、效率低于人力操作效率的缺点。为了解决这一问题,后来便出现了集选控制,该控制很好地解决了原先那种简易的自动控制不能记住多个呼梯信号的问题并且还具有能在运行方向上依次进行响应的特点。

电梯的拖动技术经历了直流电动机驱动到交流单速电动机驱动、交流双速电动机驱动、交流调速调压控制及后来的交流调速调频调压控制的几个阶段,这几个阶段的发展使电梯控制技术得以不断成熟。70年代,尤其从1973年开始,电梯控制柜的控制电路逐步从模拟电路向数字电路发展,数字技术的运用明显地提高了电梯运行的可靠性和精准度。80年代,随着大功率晶体管模块的问世及微机和数字调节模块的逐渐成熟,人们利用脉宽调节(PWM)技术来控制换流器以实现对电梯中交流电动机进行调压调频并达到线性调速的目的。自80年代中期,调压调频控制的电梯相继由美国奥的斯、日本三菱等公司开发出来并逐步推向市场。到了90年代,调压调频拖动技术得到较快发展,其许多技术、经济指标明显优于其他电梯控制系统。

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