毕业设计论文 西门子PLC在五层电梯中的应用.doc

辽宁省交通高等专科学校机电系毕业设计文件设计题目:PLC在电梯中的应用专业:机电一体化姓名:王金龙班级:08531学号:03完成期限:2010年11月01日至2010年02月28日指导教师：孙英伟设计任务PLC在电梯中的应用设计要求1、了解电梯的起源、发展和组成2、了解PLC的各项基础知识3、PLC的选型以及控制分析4、编制梯形图设计成果第一稿(手稿)；第二稿(打印，按格式)设计进程2010年11月03日至5日完成写作提纲；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（清样）；2010年12月4至12月底完成定稿（按系要求格式）。指导教师评语评阅人评语成绩设计成绩指导教师评阅成绩评阅教师答辩成绩答辩负责人总评负责人辽宁省交通高等专科学校机电系毕业论文第1页共35页摘要:随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在人们的生活中占有着越来越重要的地位。本文结合PLC的性能，在介绍电梯基本结构的基础上，深入分析了电梯的工作原理，重点分析了电梯的硬件设计和软件设计。论述PLC在电梯控制系统中的运用，研究并提出了基于西门子PLC(S7-200)的5层电梯控制系统设计的实现方案，通过合理的选择和设计，实现电梯指层、选层、选向、手动和自动关门等基本功能。关键字：电梯、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辽宁省交通高等专科学校机电系毕业论文第1页共35页目录前言.11、概述.21.1电梯的起源与发展.21.2电梯硬件分析.31.2.1电梯的组成.31.3PLC简介.61.3.1PLC的定义.61.3.2PLC的产生与发展.61.3.3PLC的特点.71.4PLC的应用领域.91.5PLC的工作原理.101.6PLC的编程语言.111.7西门子s7-200PLC简介.111.8PLC控制系统设计思路.122、硬件设计.132.1控制要求分析.132.2PLC选型.142.2.1PLC控制系统的I/O点数计算与分配.142.2.2PLC的型号选择.153、软件设计.163.1开关轿厢门程序.16辽宁省交通高等专科学校机电系毕业论文第2页共35页3.2自动选向程序.183.3轿厢内呼和楼层外呼指示程序.214、PLC电梯控制梯形图.23结束语：.29参考文献.30辽宁省交通高等专科学校机电系毕业论文第1页共35页前言在现代化城市的高速发展中，一幢幢高楼拔地而起，电梯的广泛应用已成为城市物质文明的一种标志。特别是在高层建筑中，电梯作为不可缺少的垂直运输设备，已与人们的日常生活密不可分。电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足要求的。因此，电梯控制系统应采用随机逻辑控制方式控制。目前电梯的控制普遍采用两种控制方式：一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯的信号采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方式并没有太大的区别。国内厂家大多采用第二种方式，其原因在于用PLC控制有许多优点：1、可靠性高，由于采取了一系类的PLC高可靠性的措施，PLC的平均无故障时间（MTBF）一般可达35万小时。而且PLC的环境适应性也很强，它能在工业环境下可靠地工作；2、编程简单，PLC最常用的编程语言是梯形图语言。这种编程语言形象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识，便于广大现场工程技术人员掌握。当工作流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活；3、体积小、结构紧凑、安装、维修方便。PLC的体积小，重量轻，便于安装。一般PLC都具有自诊断、故障报警、故障种类显示等功能。可编程控制器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维护人员的技能和习惯，摈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。总之，电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前的几十年里，继电器控制系统为电梯控制的发展起到了巨大的作用，然而其控制性能与自身的功能已经无法满足与适应电梯控制的要求和发展，与PLC相比较，存在质的差别。电梯使用继电接触器控制的时代，很难设计出质量优良的电梯控制系统，而现在，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了更广阔的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，使它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠、抗干扰性能增强、机械与电气部件被机结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此它已成为电梯运行中的关键技术。辽宁省交通高等专科学校机电系毕业论文第2页共35页1概述1.1电梯的起源与发展追溯电梯的起源，在我国及国外都能找到其雏形。如我国公元前1700多年出现的桔槔，是一种用于提水的升降装置。公元前1100多年出现的轱辘，是一种用于提水或升举重物的升降装置。在古代希腊，于公元前236年出现的阿基米德绞车，是一种升举重物的升降装置。它们的共同特点是都由支架、卷筒、绳索、摇杆、乘物装置几部分组成的最原始、最简单的升降机械，由木（竹）材料制成，靠人力或畜力驱动在很低速度下运行。1889年美国的奥梯斯电梯公司首先使用电动机作为电梯动力,这才出现名副其实的电梯,并使电梯趋于实用化。1900年还出现了第一台自动扶梯。1949年出现了群控电梯,首批46台群控电梯在纽约的联合国大厦被使用。1955年出现了小型计算机(真空管)控制电梯。1962年美国出现了速度达8米/秒的超高速电梯。1963年一些先进工业国只成了无触点半导体逻辑控制电梯。1967年可控硅应用于电梯，使电梯的拖动系统筒化，性能提高。1971年集成电路被应用于电梯。第二年又出现了数控电梯。1976年微处理机开始用于电梯，使电梯的电气控制进入了一个新的发展时期。由于早期的电梯及电气控制方式存在故障率较高、可靠性差、接线复杂、一旦完成不易更改等缺点，所以需要开发一种安全、高效的控制方式。可编程控制器（即PLC）既保留了传统继电气控制系统的简单易懂，而且具备控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺改变、易于与计算机接口连接、维修方便等诸多高品质性能。因此，PLC在电梯控制领域得到了广泛而深入的运用。如今，电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的交通工具，随着时代的发展，科技的进步，人们对电梯在运行时的平稳性、高速性、准确性、高效性等一系列静、动态性能提出了更高的要求。电梯今后的发展将主要呈现以下趋势。(1)超高速电梯。随着人们生活节奏的加快，高层建筑的增加，全功能的塔式建筑将会促使超高速电梯继续成为研究方向，5m/s以上运行速度的超高速电梯，成为人们关注的重点和市场发展的新趋向