0701050011徐甜甜基于PLC設計的電梯樓層控

1、南京城市職業(yè)學院畢業(yè)設計任務書題目：基于PLC設計的電梯樓層控制系統(tǒng) 姓 名：徐甜甜學 號：0701050011年 級：07級專 業(yè)：機電一體化學生類別：高職指導教師：周澤如教學單位：江寧廣播電視大學 年 月 日 隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，微電子技術、計算機技術和自動控制技術也得到了迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術已經(jīng)進入一個嶄新的時代，其應用越來越廣。而電梯作為現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，與人們的生活緊密相關，隨著人們對其要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動技術已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制。本文采用PLC對電梯進行控制，通過合理的選擇和設計，提高了電梯的控制水

2、平。環(huán)境及要求：參考文獻：【l】陳立定、吳玉香、蘇開才編電氣控制與可編程控制器，廣州：華南理工大學出版社200l【2】劉載文、李毫升、鐘亞林編。電梯控制技術北京：電子工業(yè)出版社1996【3】 SIMATIC s7200可編程序控制器系統(tǒng)手冊，西門子公司【4】STEP 7-MiertWIN 32 V31 sPl編程幫助手冊，西門子自動化設備公司【5】MCGs參考手冊、MCGs用戶指南、MCGS嵌人版說明書，北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司【6】王平崔納新，PLC在電梯控制中的應用微計算機信息1999(2)畢業(yè)設計進度計劃起訖時間工 作 內(nèi) 容備 注 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月

3、日 年 月 日 年 月 日畢業(yè)設計課題的確定和設計工具的選擇收集資料，撰寫開題報告論文初稿的撰寫，包括（設計電路圖，原理圖等），分析設計電路的可行性論文的修改（二稿）論文的定稿提交畢業(yè)設計資料南京城市職業(yè)學院畢業(yè)設計說明書題目：基于PLC設計的電梯樓層控制系統(tǒng) 姓 名：徐甜甜學 號：0701050011年 級：07級專 業(yè)：機電一體化學生類別：高職指導教師：周澤如教學單位：江寧廣播電視大學 年 月 日南京城市職業(yè)學院畢業(yè)設計題目：基于PLC設計的電梯樓層控制系統(tǒng) 姓 名：徐甜甜學 號：0701050011年 級：07級專 業(yè)：機電一體化學生類別：高職指導教師：周澤如教學單位：江寧廣播電視大學

4、年 月 日南京城市職業(yè)學院畢業(yè)作業(yè)課題審批表教學單位(蓋章)專業(yè)機電一體化學生類別高職課題名稱基于PLC設計的電梯樓層控制系統(tǒng)填報時間課題內(nèi)容簡介在現(xiàn)代社會和經(jīng)濟活動中，計算機技術、自動控制技術和電力電子技術得到了迅速的發(fā)展，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標志。特別是在高層建筑中，電梯是不可缺少的垂直運輸設備。隨著高層建筑飛速發(fā)展的今天，電梯行業(yè)也隨之進入了新的發(fā)展時期,電梯控制技術已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制，其許多功能是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)的。本設計針對我國電梯業(yè)的現(xiàn)狀，將可編程序控制器(PLC)應用于四層電梯進行邏輯控制，通過合理的選擇和設計

5、，不但提高了電梯可靠性、可維護性以及靈活性，同時延長了使用壽命，縮短了電梯的開發(fā)周期，并提高了電梯的控制水平，改善了電梯運行的舒適感，使電梯達到了較為理想的控制效果。本文所設計的電梯與傳統(tǒng)的電梯相比，在運行上具有良好的舒適感，在生活中可以節(jié)約電能，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，達到了理想的目的。該電梯控制系統(tǒng)具有指層、廳召喚、選層選向、手動和自動等功能，具有集選控制的特點。在介紹電梯基本結構的基礎上，深入分析了電梯的工作原理，闡述了PLC的優(yōu)點及特點，重點分析了電梯的硬件設計和軟件設計，研究并提出了基于PLC電梯控制系統(tǒng)設計的實現(xiàn)方案，最后對本論文的研究內(nèi)容進行了總結與展望。指導教師姓名周澤

6、如參加學生姓名指導教師意見同意教學單位審核意見審核人 審核部門蓋章： 年 月 日摘要隨著微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展，PLC（即可編程控制器）在工業(yè)控制領域內(nèi)得到十分廣泛地應用。PLC是一種基于數(shù)字計算機技術、專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的電子控制裝置，它采用可編程序的存儲器，用來存儲用戶指令，通過數(shù)字或模擬的輸入/輸出，完成一系列邏輯、順序、定時、記數(shù)、運算等確定的功能，來控制各種類型的機電一體化設備和生產(chǎn)過程。本文介紹了利用可編程控制器編寫的一個四層電梯的控制系統(tǒng)，檢驗電梯PLC控制系統(tǒng)的運行情況。實踐證明，PLC可編程控制器和MCGS組態(tài)軟件結合有利于PLC控制系統(tǒng)的設計、檢測，具有良

7、好的應用價值。關鍵詞：PLC 四層電梯 變頻器目錄前言 1.可編程控制器（PLC）的概述 1.1 PLC的定義 1.2 PLC的應用領域 1.3 PLC的分類 1.4 PLC系統(tǒng)的組成 2.電梯的簡介 2.1電梯的基本結構 2.1 電梯的起源與發(fā)展 3.電梯系統(tǒng)控制的組成 3.1 電梯的系統(tǒng)原理框圖第一章、 緒論可編程控制系統(tǒng)（PLC）是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲器，可執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術運算等操作指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產(chǎn)過程。電梯是一種起重運輸設備，廣泛的應用于高層住宅，大型公共建筑，

8、工廠倉庫等場所，節(jié)省了人力和時間，提高了工作效率。影響的質(zhì)量好壞的重要因數(shù)是它的控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電梯自動控制由繼電器接觸器進行控制，其缺點是觸點多，接線復雜，故障率高，可靠性差，維護工作量大，而采用PLC組成的控制系統(tǒng)很好的解決了上述問題，它工作可靠性高，靈活性好，通用性高，編程簡單，使用方便，而且它的抗干擾能力遠遠強于傳統(tǒng)電梯的，它使電梯的運行更加安全，方便。1.可編程控制器（PLC）的概述1.1 PLC的定義PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller），是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（International E

9、lectrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計?！?.2 PLC的應用領域目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。1.3 PL

10、C的分類通常，PLC產(chǎn)品可按結構形式、控制規(guī)模等進行分類。按結構形式不同, 可以分為整體式和模塊式兩類。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型PLC三種類型。第二章、 電梯系統(tǒng)硬件的設計與論證2.1四層電梯主電路四層電梯曳引電機及門電機電路圖根據(jù)設計要求，本次設計的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖所示。圖中M1，M2為曳引電機和門電機，交流接觸器KM1KM4通過控制兩臺電動機的運行來控制轎廂和廳門，從而進行對電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過載保護作用的熱繼電器，用于電梯運行過載時斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護作用。 Plc外部接線圖本設計的PLC外部接線圖如圖所示.CPU226CN的

11、傳感器電源24V(DC)可以輸出600mA電流，通過核算在本設計中PLC容量完全滿足要求，CPU226CN的輸出繼電器觸點容量為2A，電壓范圍為530V（DC）或5250V（AC）。plc外部接線圖2.2工/0點數(shù)的分配及機型的選擇 I/O點數(shù)的估算采用PLC構成四層簡易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺電動機拖動，電動機正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕K1和指示燈H1，二層有上升呼叫按鈕K2和指示燈H2以及下降呼叫按鈕K4和指示燈H4，三層有上升呼叫按鈕K3和指示燈H3以及下降呼叫按鈕K5和指示燈H5，四層有下降呼叫按鈕K6和指示燈H6。一至四層有到位行程開關SQ1SQ4。

12、電梯內(nèi)有一至四層呼叫按鈕K10K7和指示燈H10H7；電梯開門和關門按鈕SB5和SB6，電梯開門和關門分別通過電磁鐵KM3和KM4控制，關門到位由行程開關ST1檢測，開門到位由行程開關ST2檢測。轎廂上行和下行由接觸器KM1和KM2控制，并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。綜上所述，輸入點共有14個，輸出點共有16個。輸入/輸出的分配如下：該系統(tǒng)占用PLC的30個I/O口，14個輸入點，16個輸出點，具體的I/O分配如下圖所示：序號名 稱輸入點序號名 稱輸出點0一層平層I0.00電梯上行記憶Q0.01二層平層I0.11電梯下行記憶Q0.12三層平層I0.22電機正轉(zhuǎn)Q0.23四層平層I0.33電

13、機反轉(zhuǎn)Q0.34內(nèi)呼一樓I0.44內(nèi)呼一樓指示Q0.45內(nèi)呼二樓I0.55內(nèi)呼二樓指示Q0.56內(nèi)呼三樓I0.66內(nèi)呼三樓指示Q0.67內(nèi)呼四樓I0.77內(nèi)呼四樓指示Q0.78一層外呼上行I1.08一層外呼上行指示Q1.09二層外呼上行I1.19二層外呼上行指示Q1.110三樓外呼上行I1.210三樓外呼上行指示Q1.211二樓外呼下行I1.311二樓外呼下行指示Q1.312三樓外呼下行I1.412三樓外呼下行指示Q1.413四樓外呼下行I1.513四樓外呼下行指示Q1.514手動開門I2.014門電機正轉(zhuǎn)Q1.615手動關門I2.115門電機反轉(zhuǎn)Q1.716開門限位I2.2 17關門限位I2

14、.318電梯上升極限位I2.419電梯下降極限位I2.5 機型的選擇SIMATIC S7-200系列PLC及其編程軟件STEP 7-Micro/WIN 32 SIMATIC 小型S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：極高的可靠性；極豐富的指令集；易于掌握；便捷的操作；豐富的內(nèi)置集成功能；實時特性；強勁的通訊能力；豐富的擴展模塊等。S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控

15、制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等。 STEP 7-Micro/WIN 32是西門子公司專門為S7-200系列PLC設計在個人計算機Windows操作系統(tǒng)下運行的編程軟件，它的功能強大，使用方便，簡單易學，可用梯形圖（LAD）、語句表（STL）和功能塊圖三種編程語言編制程序，不同的編程語言編制的程序可以相互轉(zhuǎn)換。STEP 7-Micro/WIN 32提供兩套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和國際標準指令集（IEC1131-3方式）。程序編制完成之后，利用PLC與計算機專用的PC/P

16、PI電纜傳送程序至PLC。2.3 編碼器與PLC的連接 1、THPLC-DT型四層電梯實驗教學模型一臺 2、安裝了V3.2 STEP 7 MicroWIN編程軟件的計算機一臺 3、PC/PPI編程電纜一根 4、PLC主機一臺（西門子自配），應選用40點機型（輸入口大于20點、輸出口大于14點）。2.4系統(tǒng)結構框圖電梯開關門流程圖電梯上升下降流程圖第三章 系統(tǒng)軟件設計3.1 四層電梯梯形圖外召喚信號登記及消除廳外召喚指令具有登記指示，到層取消。內(nèi)指令信號登記及消除 點動內(nèi)呼按鈕，信號登記顯示。到層信號取消。本系統(tǒng)設一樓為基站，兩分鐘內(nèi)無任何操作，電梯自動返回一樓。 電梯的平層信號處理 選層定向及

17、反向截梯轎廂上行轎廂下行 內(nèi)指令外召喚信號的保持轎廂的內(nèi)呼指令與外召喚指令保持信號，用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動或手動執(zhí)行開關門操作。開關門執(zhí)行一次之后，信號取消。使電梯能夠繼續(xù)響應其他乘坐信號。 各樓層停車信號 自動開關門 如梯形圖所示，電梯到層停車后，延時2s開門，5s后自動關門。并設有手動開門按扭和關門按鈕。可實現(xiàn)即時開關門。第六章. 結束語 總 結 本文主要論述了采用可編程控制器（PLC）取代微機實現(xiàn)信號集選控制，樓層計數(shù)器（CNT46）整個檢測系統(tǒng)，主要由PLC概述，全文由貨運電梯基本概念，電梯的移動，模擬組態(tài)，以及電梯負載控制四部分構成，介紹了電梯的發(fā)展背景。綜合論述了設計的

18、要求和功能，并且給出了每一部分的硬件原理圖，電路中涉及到的主要控制硬件。同時設計也提供各個部分的電梯控制圖。 經(jīng)過本次設計，感觸頗深的是解決問題的方法、技巧。在這段時間中，我遇到許許多多的問題，明白對待問題要多方法處理，多角度處理。通過這段時間的設計，我不但增強了實踐能力和協(xié)作精神，而且懂得了聯(lián)系實際的重要性，這對我以后的學習和工作不無裨益。 當然，我的設計還存在著一些缺陷，有待于在將來設計中進一步提高，在此懇求各位老師批評指正。6.結束語7.致謝在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導師周澤如的指導與督促，同時感謝他的諒解與包容。沒有周老師的幫助也就沒有今天的這篇論文。求學歷程是艱苦的，但又是快樂的。感謝我的班主任嵇書雄老師，謝