畢業(yè)設計論文 西門子PLC在五層電梯中的應用.doc

遼寧省交通高等?？茖W校機電系畢業(yè)設計文件設計題目:PLC在電梯中的應用專業(yè):機電一體化姓名:王金龍班級:08531學號:03完成期限:2010年11月01日至2010年02月28日指導教師：孫英偉設計任務PLC在電梯中的應用設計要求1、了解電梯的起源、發(fā)展和組成2、了解PLC的各項基礎知識3、PLC的選型以及控制分析4、編制梯形圖設計成果第一稿(手稿)；第二稿(打印，按格式)設計進程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）。指導教師評語評閱人評語成績設計成績指導教師評閱成績評閱教師答辯成績答辯負責人總評負責人遼寧省交通高等?？茖W校機電系畢業(yè)論文第1頁共35頁摘要:隨著城市建設的不斷發(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)構的基礎上，深入分析了電梯的工作原理，重點分析了電梯的硬件設計和軟件設計。論述PLC在電梯控制系統(tǒng)中的運用，研究并提出了基于西門子PLC(S7-200)的5層電梯控制系統(tǒng)設計的實現(xiàn)方案，通過合理的選擇和設計，實現(xiàn)電梯指層、選層、選向、手動和自動關門等基本功能。關鍵字：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校機電系畢業(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的應用領域.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)設計思路.122、硬件設計.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、軟件設計.163.1開關轎廂門程序.16遼寧省交通高等專科學校機電系畢業(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.30遼寧省交通高等專科學校機電系畢業(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，電梯的廣泛應用已成為城市物質(zhì)文明的一種標志。特別是在高層建筑中，電梯作為不可缺少的垂直運輸設備，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)律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(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)應采用隨機邏輯控制方式控制。目前電梯的控制普遍采用兩種控制方式：一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯的信號采集、運行狀態(tài)和功能的設定，實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運行功能，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35萬小時。而且PLC的環(huán)境適應性也很強，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知識，便于廣大現(xiàn)場工程技術人員掌握。當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。可編程控制器不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領域的實時控制要求，同時也照顧到現(xiàn)場電氣維護人員的技能和習慣，擯棄了微機常用的計算機編程語言的表達方式，獨具風格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學、調(diào)試和查錯都很容易?？傊?，電梯的控制是比較復雜的，在計算機誕生前的幾十年里，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)過程控制而設計的控制設備，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、機械與電氣部件被機結(jié)合在一個設備內(nèi)，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。因此它已成為電梯運行中的關鍵技術。遼寧省交通高等專科學校機電系畢業(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、最簡單的升降機械，由木（竹）材料制成，靠人力或畜力驅(qū)動在很低速度下運行。1889年美國的奧梯斯電梯公司首先使用電動機作為電梯動力,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(真空管)控制電梯。1962年美國出現(xiàn)了速度達8米/秒的超高速電梯。1963年一些先進工業(yè)國只成了無觸點半導體邏輯控制電梯。1967年可控硅應用于電梯，使電梯的拖動系統(tǒng)筒化，性能提高。1971年集成電路被應用于電梯。第二年又出現(xiàn)了數(shù)控電梯。1976年微處理機開始用于電梯，使電梯的電氣控制進入了一個新的發(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在電梯控制領域得到了廣泛而深入的運用。如今，電梯已成為人們進出高層建筑不可或缺的交通工具，隨著時代的發(fā)展，科技的進步，人們對電梯在運行時的平穩(wěn)性、高速性、準確性、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以上運行速度的超高速電梯，成為人們關注的重點和市場發(fā)展的新趨向