畢業(yè)設(shè)計論文 西門子PLC在五層電梯中的應(yīng)用.doc

遼寧省交通高等?？茖W(xué)校機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計文件設(shè)計題目:PLC在電梯中的應(yīng)用專業(yè):機(jī)電一體化姓名:王金龍班級:08531學(xué)號:03完成期限:2010年11月01日至2010年02月28日指導(dǎo)教師：孫英偉設(shè)計任務(wù)PLC在電梯中的應(yīng)用設(shè)計要求1、了解電梯的起源、發(fā)展和組成2、了解PLC的各項基礎(chǔ)知識3、PLC的選型以及控制分析4、編制梯形圖設(shè)計成果第一稿(手稿)；第二稿(打印，按格式)設(shè)計進(jìn)程2010年11月03日至5日完成寫作提綱；2010年11月6日至20日完成第一稿；2010年11月21日至12月3日完成第二稿（清樣）；2010年12月4至12月底完成定稿（按系要求格式）。指導(dǎo)教師評語評閱人評語成績設(shè)計成績指導(dǎo)教師評閱成績評閱教師答辯成績答辯負(fù)責(zé)人總評負(fù)責(zé)人遼寧省交通高等?？茖W(xué)校機(jī)電系畢業(yè)論文第1頁共35頁摘要:隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在人們的生活中占有著越來越重要的地位。本文結(jié)合PLC的性能，在介紹電梯基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，深入分析了電梯的工作原理，重點分析了電梯的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。論述PLC在電梯控制系統(tǒng)中的運(yùn)用，研究并提出了基于西門子PLC(S7-200)的5層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計的實現(xiàn)方案，通過合理的選擇和設(shè)計，實現(xiàn)電梯指層、選層、選向、手動和自動關(guān)門等基本功能。關(guān)鍵字：電梯、PLC、控制Abstract:withthecityconstructionscontinuousdevelopment,theamountofhigh-risebuildingsisincreasingrapidly，whichmakestherolethatelevatorplayedinpeoplesdailylifebecomemoreandmoreimportant.Inthisthesis,basedontheintroductionofthebasicstructureoftheelevator,wedeeplyanalyzedhowtheelevatorworks,andemphasizedontheelevatorshardwareandsoftwaredesign.BystatingtheapplicationofPLCinthesystemofelevatorcontrol,weresearchedandworkedoutapracticalschemeof5layerelevatorscontrolsystembasedonSiemensPLC(s7-200).throughtherationalselectionanddesign,wemanagertomaketheelevatorcarryoutthebasicfunctionsuchaslayerpointing,layerselecting,directionselecting,manualandautomaticdooroperation,etc.keywords:elevator,PLC,control遼寧省交通高等?？茖W(xué)校機(jī)電系畢業(yè)論文第1頁共35頁目錄前言.11、概述.21.1電梯的起源與發(fā)展.21.2電梯硬件分析.31.2.1電梯的組成.31.3PLC簡介.61.3.1PLC的定義.61.3.2PLC的產(chǎn)生與發(fā)展.61.3.3PLC的特點.71.4PLC的應(yīng)用領(lǐng)域.91.5PLC的工作原理.101.6PLC的編程語言.111.7西門子s7-200PLC簡介.111.8PLC控制系統(tǒng)設(shè)計思路.122、硬件設(shè)計.132.1控制要求分析.132.2PLC選型.142.2.1PLC控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)計算與分配.142.2.2PLC的型號選擇.153、軟件設(shè)計.163.1開關(guān)轎廂門程序.16遼寧省交通高等?？茖W(xué)校機(jī)電系畢業(yè)論文第2頁共35頁3.2自動選向程序.183.3轎廂內(nèi)呼和樓層外呼指示程序.214、PLC電梯控制梯形圖.23結(jié)束語：.29參考文獻(xiàn).30遼寧省交通高等?？茖W(xué)校機(jī)電系畢業(yè)論文第1頁共35頁前言在現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展中，一幢幢高樓拔地而起，電梯的廣泛應(yīng)用已成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。特別是在高層建筑中，電梯作為不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備，已與人們的日常生活密不可分。電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實際上是一個人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足要求的。因此，電梯控制系統(tǒng)應(yīng)采用隨機(jī)邏輯控制方式控制。目前電梯的控制普遍采用兩種控制方式：一是采用微機(jī)作為信號控制單元，完成電梯的信號采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機(jī)實現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方式并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多采用第二種方式，其原因在于用PLC控制有許多優(yōu)點：1、可靠性高，由于采取了一系類的PLC高可靠性的措施，PLC的平均無故障時間（MTBF）一般可達(dá)35萬小時。而且PLC的環(huán)境適應(yīng)性也很強(qiáng)，它能在工業(yè)環(huán)境下可靠地工作；2、編程簡單，PLC最常用的編程語言是梯形圖語言。這種編程語言形象直觀，容易掌握，不需要專門的計算機(jī)知識，便于廣大現(xiàn)場工程技術(shù)人員掌握。當(dāng)工作流程需要改變時，可以現(xiàn)場改變程序，使用方便、靈活；3、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維修方便。PLC的體積小，重量輕，便于安裝。一般PLC都具有自診斷、故障報警、故障種類顯示等功能?？删幊炭刂破鞑粌H充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實時控制要求，同時也照顧到現(xiàn)場電氣維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，擯棄了微機(jī)常用的計算機(jī)編程語言的表達(dá)方式，獨具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)、調(diào)試和查錯都很容易?？傊?，電梯的控制是比較復(fù)雜的，在計算機(jī)誕生前的幾十年里，繼電器控制系統(tǒng)為電梯控制的發(fā)展起到了巨大的作用，然而其控制性能與自身的功能已經(jīng)無法滿足與適應(yīng)電梯控制的要求和發(fā)展，與PLC相比較，存在質(zhì)的差別。電梯使用繼電接觸器控制的時代，很難設(shè)計出質(zhì)量優(yōu)良的電梯控制系統(tǒng)，而現(xiàn)在，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了更廣闊的空間。PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計的控制設(shè)備，使它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠、抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件被機(jī)結(jié)合在一個設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計算機(jī)的功能綜合在一起。因此它已成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。遼寧省交通高等?？茖W(xué)校機(jī)電系畢業(yè)論文第2頁共35頁1概述1.1電梯的起源與發(fā)展追溯電梯的起源，在我國及國外都能找到其雛形。如我國公元前1700多年出現(xiàn)的桔槔，是一種用于提水的升降裝置。公元前1100多年出現(xiàn)的轱轆，是一種用于提水或升舉重物的升降裝置。在古代希臘，于公元前236年出現(xiàn)的阿基米德絞車，是一種升舉重物的升降裝置。它們的共同特點是都由支架、卷筒、繩索、搖桿、乘物裝置幾部分組成的最原始、最簡單的升降機(jī)械，由木（竹）材料制成，靠人力或畜力驅(qū)動在很低速度下運(yùn)行。1889年美國的奧梯斯電梯公司首先使用電動機(jī)作為電梯動力,這才出現(xiàn)名副其實的電梯,并使電梯趨于實用化。1900年還出現(xiàn)了第一臺自動扶梯。1949年出現(xiàn)了群控電梯,首批46臺群控電梯在紐約的聯(lián)合國大廈被使用。1955年出現(xiàn)了小型計算機(jī)(真空管)控制電梯。1962年美國出現(xiàn)了速度達(dá)8米/秒的超高速電梯。1963年一些先進(jìn)工業(yè)國只成了無觸點半導(dǎo)體邏輯控制電梯。1967年可控硅應(yīng)用于電梯，使電梯的拖動系統(tǒng)筒化，性能提高。1971年集成電路被應(yīng)用于電梯。第二年又出現(xiàn)了數(shù)控電梯。1976年微處理機(jī)開始用于電梯，使電梯的電氣控制進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期。由于早期的電梯及電氣控制方式存在故障率較高、可靠性差、接線復(fù)雜、一旦完成不易更改等缺點，所以需要開發(fā)一種安全、高效的控制方式?？删幊炭刂破鳎碢LC）既保留了傳統(tǒng)繼電氣控制系統(tǒng)的簡單易懂，而且具備控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計算機(jī)接口連接、維修方便等諸多高品質(zhì)性能。因此，PLC在電梯控制領(lǐng)域得到了廣泛而深入的運(yùn)用。如今，電梯已成為人們進(jìn)出高層建筑不可或缺的交通工具，隨著時代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們對電梯在運(yùn)行時的平穩(wěn)性、高速性、準(zhǔn)確性、高效性等一系列靜、動態(tài)性能提出了更高的要求。電梯今后的發(fā)展將主要呈現(xiàn)以下趨勢。(1)超高速電梯。隨著人們生活節(jié)奏的加快，高層建筑的增加，全功能的塔式建筑將會促使超高速電梯繼續(xù)成為研究方向，5m/s以上運(yùn)行速度的超高速電梯，成為人們關(guān)注的重點和市場發(fā)展的新趨向