基于PLC的五层电梯控制系统设计[1]Word格式.doc

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Theelevatorisnotonlythenecessaryfacilityinthehigh-risebuilding,butalsotheessentialverticaltransportmeansinthemulti—layeredconstruction.Thisarticleelaboratedtheelevatorstructure，thestructureandtheworkingprincipleoftheprogrammablelogiccontroller．Aimattheelevatorof5storeyand5stations，IdesignthiselevatorcontrolsystembytheuseofS7-200programmablelogiccontroller.Thesemodulesachievethefunctions：

fingeringoutthelocationofthecabin，registeringtheinstructionsfromthecabinandthestationhall．choosingthedirectionandthestationofelevatorfollowtheseinstructions，operatingelevatoranddoorautomatically，andotherfunctions.Thiselevatorcontrolsystemappliesintheactualoperatingelevator．Theoperatingresultindicated：

itssecurityandreliabilityalehigh,theroutinemaintenanceandthetroubleshootingareconvenient,theelevatoroperatingcostislow.

Keywords:

Elevator;

controllersystem;

programmablelogiccontroller;

S7-200

目录

1引言 1

1.1课题研究背景和意义 1

1.2国内外发展状况 2

2西门子S7系列可编程序控制器的介绍 2

2.1可编程控制器的基础认识 2

2.2可编程序控制器的工作方式 4

2.3可编程序控制器的编程语言 5

3电梯控制系统的硬件设计 6

3.1电梯硬件框图及控制要求分析 6

3.2可编程控制器的选型 7

3.3交流双速电梯的主电路 7

3.4门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路 9

3.5电梯的主要电气设备 9

3.6输入输出设计 12

3.7楼层位置显示功能 12

3.8设计流程图 13

4电梯控制系统的软件设计 14

4.1电梯的自检状态 15

4.2电梯的正常工作状态 15

4.3电梯开关门控制 15

4.4层楼信号产生与消除 17

4.5内选指令的登记与消除 18

4.6外呼信号的登记与消除 20

4.7电梯的上、下行定向 22

5.程序的仿真及调试 24

5.1创建项目 24

5.2程序的编写 25

5.3程序的编译及调试 25

结束语 27

参考文献 28

附录 29

致谢 30

II

1引言

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开发的第一台PLC问世以来，迄今已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，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，取代由大量中间继电器、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。

1.2国内外发展状况

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，进入了“第三次浪潮”。

2004年总产量超过了8万台，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61万多台电梯。

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、日本三菱、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、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。

2西门子S7系列可编程序控制器的介绍

2.1可编程控制器的基础认识

1.西门子PLC的主要特点：

1）集成型高性能。

CPU、电源、输入输出三为一体。

对6种基本单元，可以以最小8点为单元连接输入输出扩展设备，最大可以扩展输入输出256点。

2）高速运算

基本指令：

0.08μs／指令

应用指令：

1.52～几百μs／指令

3）安全、宽裕的存储器规格

内置8000步RAM存贮器，安装存储盒后，最大可以扩展到16000步。

4）丰富的软元件范围

辅助继电器：

3072点；

定时器：

256点；

计数：

235点；

数据寄存器：

8000点。

5）除了具有输入输出16～256点的一般速途，还有模拟量控制、定位控制等特殊控制。

6）面向海外的产品适合各种安全规格

为大量实际应用而开发的特殊功能：

开发了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要-模拟I／O，高速计数器。

对每一个主单元可配置总计达8个特殊功能模块。

2.PLC的性能指标和分类

1）PLC的主要性能指标

（1）输入／输出点数（I／O点数）

I／O点数是指可编程序控制器外部输入、输出端子数的总和。

它标志着可以接多少个开关、按钮和可以控制多少个负载。

（2）存储容量

存储容量是指可编程序控制器内部用于存放用户程序的存储器容量，一般以步为单位，二进制16位即一个字为一步。

（3）扫描速度

一般以执行1000步指令所需时间来衡量，单位为ms/k步，也有以执行一步指令所需时间来计算的，单位用µ

s/步。

（4）功能扩展能力

可编程序控制器除了主模块之外，通常都可配备一些可扩展模块，以适应各种特殊应用的需要，如A／D模块、D／A模块、位置控制模块等。

（5）指令系统

指令系统是指一台可编程序控制器指令的总和，它是衡量可编程序控制器功能强弱的主要指标。

2）PLC的分类

通常，PLC产品可按结构形式、控制规模等进行分类。

按结构形式不同,可以分整体式和模块式两类。

按控制规模大小、则可以分为小型、中型和大型PLC三种类型。

3.PLC系统的组成

PLC是一种以微处理器为核心的工业通用自动