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基于西门子PLC电梯控制系统设计.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.61M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    目 录
    插图清单
    基于PLC电梯控制系统设计
    Design of Elevator Control System Based on PLC
    Abstract
    第一章 绪 论
    1.1课题研究背景和意义
    1.2国内外发展状况
    第二章 电梯控制系统硬件的设计与分析
    2.1电梯系统硬件的选择及电路图
    2.1.1曳引电动机主电路电路图设计
    设计思路：曳引电机正转时，KM3闭合，当KM7，KM5触点闭合，电机加速运行，此时串联电阻和电抗
    2.1.2电器柜布线图如下
    2.1.3门电路控制电路图如下
    2.2 I/O的分配及PLC的选择
    2.2.1 PLC控制系统的I/O点数计算与分配
    2.2.2 PLC的型号选择
    第三章 基于西门子PLC电梯系统的软件设计
    3.1外召唤信号登记及消除
    3.2内指令信号登记及消除
    3.3电梯的平层信号处理
    3.4选层定向及反向截梯
    3.5内指令外召唤信号的保持
    3.6各楼层停车信号
    3.7自动开关门
    结 论
    参考文献
    致 谢
    学 号__0709111068__ 毕 业 设 计 课 题 基于西门子 PLC 电梯控制系统设计 学生姓名 系 别 电 气 系 专业班级 2007 级自动化本科 指导教师 二 O 一一年 六 月
    基于 PLC 电梯控制系统设计 目 录 第一章 绪论 ........................................................................................................................................................ 1 1.1 课题研究背景和意义.............................................................................................................................. 1 1.2 国内外发展状况...................................................................................................................................... 2 第二章 电梯控制系统硬件的设计与分析 ..........................................................................................................4 2.1 电梯系统硬件的选择及电路图..............................................................................................................4 2.1.1 曳引电动机主电路电路图设计 ...................................................................................................5 2.1.2 电器柜布线图如下 ....................................................................................................................... 6 2.1.3 门电路控制电路图如下 ............................................................................................................... 7 2.2 I/O 的分配及 PLC 的选择 ................................................................................................................... 7 2.2.1 PLC 控制系统的 I/O 点数计算与分配....................................................................................... 7 2.2.2 PLC 的型号选择...........................................................................................................................9 第三章 基于西门子 PLC 电梯系统的软件设计...............................................................................................10 3.1 外召唤信号登记及消除 ....................................................................................................................... 13 3.2 内指令信号登记及消除 ....................................................................................................................... 14 3.3 电梯的平层信号处理........................................................................................................................... 15 3.4 选层定向及反向截梯........................................................................................................................... 16 3.5 内指令外召唤信号的保持................................................................................................................... 19 3.6 各楼层停车信号.................................................................................................................................... 21 3.7 自动开关门............................................................................................................................................ 22 结 论.................................................................................................................................................................23 参考文献 ...............................................................................................................................................................24 致 谢.................................................................................................................................................................25 -II-
    铜陵学院毕业论文（设计） 插图清单 图 2.1.1 曳引电机主电路电路图...........................................5 图 2.1.2 电器柜布线图...................................................6 图 2.1.3 门电路电路图...................................................7 表 2-1-1 PLC 输入、输出点分配表........................................8 图 3-1 下行最近目的楼层模块流程图.......................................11 图 3-2 上行最近目的楼层模块流程图.......................................12 -III-
    基于 PLC 电梯控制系统设计 基于 PLC 电梯控制系统设计 摘 要 电梯不仅仅是高层建筑罩的必备设施，在多层建筑里也是不可缺少的垂直运输工具。 电梯的控制系统已由初期的继电控制向微机控制发展。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 5 层 5 站电 梯，使用西门子 S7-200 （CPU226CN）可编程控制器，设计了电梯的控制系统。包括电梯 的指层控制模块、轿内指令和厅外召唤的登记与消号模块、电梯的选层和定向模块、电梯 的歼关门运行模块、电梯运行控制模块等，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，月常保养维护和故障检修方便，运行成本低。电梯连续运行 12000 次，故障率 为 0,平层精度小于_+5mm，平衡系数 48％～50％，起动、制动及运行平稳、舒适，安全保 护和可靠性均达到 GB7588．2003 的规定，能够满足电梯的控制要求。 关键字: 电梯；控制系统；可编程控制器 -IV-
    铜陵学院毕业论文（设计） Design of Elevator Control System Based on PLC Abstract Elevator is not only the necessary facility in the high-rise building ．is also the essential vertical transport means in the multi—layered construction．The control system of elevator iS developed from the initial relay control svstem to the microcomputer congol system ． The programmable logic controller has already become the core of the elevator microcomputer control system because of its high reliability and formidable function and SO On tlle characteristics． This article elabomted the elevator structure，the structure and the working principle of the programmable logic controller．Aim at the elevator of five floors and five stations，the writer design this elevator control system by the use of Mitsubishi FX2N·80MR programmable lclgic controller．111e writer design the elevator control modules．Such the module of shown layer．the module of register and cancel the instructions from the cabin．The module of register and cancel the instructions from 也 e smfion hall．the module of choose station and direction。the module ofdoor movement，the module ofelevator operation，and SO on．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 otherfunctions． This elevator control system applies in the actual operating elevator．the operating result indieated：its security and reliability ale high,the roUtine maintenance and the trouble shooting are convenient,the elevator operating cost is low ． The elevator continuous running 12000 times．the failure rate is 0。the even level precision is smaller than+5mm，the balanced eoefficient iS 48％～50％，the starting，the brake and the movement ale extremely steady dnd comfortable ， the safekeeping of security and the reliability achieved GB7588—2003 the stipulations．Can satisfy the elevator the control request． Key Words：Elevator；Control System；Programmable Logic Controller（PLC） -V-
    铜陵学院毕业论文（设计） 第一章 绪 论 随着我国经济的发展, 城市中涌现出越来越多的高层建筑, 而与之配套的电梯已成 为人们日常生活中不可缺少的工具。同时, 由于城市老龄化问题日益突出, 多层建筑同样 也有使用电梯的要求。而目前, 国内中小电梯厂商大多采用继电器控制或微机控制方法实 现对电梯的控制前者控制线路复杂、体积大、故障率高、维护困难后者可靠性不高, 容易 发生故障, 从而使电梯难以达到用户希望的安全、稳定、可靠的基本要求。自问世以来, 以 其高可靠的特点在工业自动化领域获得广泛的应用。近年来, 随着超大规模集成电路技术 和通信技术的进步, 的性能价格比逐年提高, 使用控制电梯, 是一种投资小、见效快、可 靠性高的好方法。 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丌发的第一台 PLC 问世以来，迄今己 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， -1-
    基于 PLC 电梯控制系统设计 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 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，同时取代由大量时间继电器、记数继电器等组成的传统的 继电一接触控制系统，在机械、化工、石油、冶会、轻工、电子、纺织、食品、交通等行 业德到广泛应用。总之，电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提 供了广阔的空问。PLC 是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着 PLC 应用技术的不 断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性 能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在 一起因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。 1.2 国内外发展状况 国内外发展状况在经济不断发展，科学技术 R 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 R 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，目自口进入了“第三次浪潮”， 2004 年总产量超过了 8 力台，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 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 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、同本三菱、只立、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。自 1985 年我国参加了国际标准化组织 ISO／ -2-
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