毕业设计三层电梯PLC控制系统设计

摘要信息随着科学技术和社会经济的发展，高层建筑已经成为现代城市的象征。作为垂直运输工具，承载很多人流和物流运输的电梯在建筑物中起着非常重要的作用。利用可编程控制器控制电梯，合理选择和设计，有效提高电梯控制水平，实现电梯控制更理想的控制效果。本文基于西门子S7-200PLC实现，设计了三层电梯控制系统。在介绍电梯结构的基础上，重点介绍了在三层电梯控制要求和电梯控制系统设计中，使用PLC实现控制系统，制作梯形图，完成程序调试，使用QSPLC-III实验装置的电梯模块模拟三层电梯控制系统。关键词：电梯西门子可编程控制器调试模拟实验Abstractwith the development of science and technology and social economy development，High-rise buildings have become the hall mark of modern citeas A vertical transportation equipment，A lot of people bear the transport antion and logistics，Its role A very important part in buildingusing programmable controller to cntrol the elevater。can improve the relieability and enable the elevator Control to achieve an ideal effect，through the reasonable selection and design . so the effectthis paper use Siemens S7-200 PLC to design a 3-storied elevator control system . based on the introduction of the elevate RS basic structurekeywords : elevator Siemens PLC debug simulation experiement列表第一章简介11.1设计背景11.2 PLC在电梯控制系统中的重要性11.3电梯技术发展前景21.4论文的主要内容3第二章电梯控制系统概述42.1电梯的起源和发展42.2电梯结构和配置52.3电梯保护装置62.4电梯工作原理7第三章PLC简介83.1 PLC生成和开发83.2 PLC用途和特性103.3 PLC硬件组件123.4 PLC工作原理14第四章控制系统总体设计164.1控制要求分析164.2硬件设计164.3软件设计20第五章控制系统仿真285.1编程软件简介285.2实验装置简介305.3编辑程序325.4程序调试325.5控制系统模拟33结论34审计35参考文献36第一章简介1.1设计背景随着科学技术的快速发展、城市现代化的飞跃，电梯成为高效、快速、安全、可靠的垂直运输装置，成为人们不可缺少的运输工具。现代高层建筑中，各大办公楼、住宅、医院、工矿企业、仓库、码头、大型货船等不能与电梯掉落。据统计，在美国使用其他交通工具的人每年约有80亿人，乘坐电梯的人每年约有540亿人。电梯服务为中国服务了100多年，特别是改革开放以来，我国电梯使用次数迅速增加。特别是在这个阶段，随着经济的一天一天地发展，人们的生活水平提高，城市高层建筑的增加，随之而来的电梯行业也在迅速增长。电梯现在完全满足了我们的生产、生活、工作和学习要求。据统计，我国的电梯达40多万台，以每年约5-6万台的速度增长。电梯的作用越来越大，电梯的需求也越来越大。目前我国使用的高科技电梯的系统基本上是海外设计制造的，核心技术没有公开。国内具有独特知识产权的控制方法和技术在实际应用中还不完善，与国外先进技术相比有很大差距。尽快研究和掌握先进的控制技术对国内电梯产业的发展有很大的作用。1.2 PLC在电梯控制系统中的重要性在初始电梯自动控制系统中，信号的逻辑控制通常由继电器1接触器电路完成。继电器和接触器都是有触点的电气部件，因此体积大，电弧放电严重，寿命有限。在电梯等复杂的控制系统中，稳定性不高，施工过程中布线复杂，控制要求改变时，硬件布线需要改变，缺乏通用性和灵活性，生产周期延长。此外，继电器、接触器触点数量有限，扩展性差。继电器接触器控制系统依赖触点的机械动作进行控制，工作频率低，机器触点可能出现抖动问题。继电器控制逻辑通常没有计数功能。同时，随着建筑物层数的增加，继电器接触器控制系统太大，给设计带来不便。由于多种原因，电梯控制系统的公平性、运行的可靠性和安全性下降，目前正在逐步退出。目前电梯的控制主要有两种方式。一是将计算机用作信号控制装置，完成电梯信号收集、操作状态和功能设置，实现电梯的自动调度和选择性操作功能。计算机控制是电梯控制技术的发展方向，目前由计算机控制的部分电梯的新模型相继问世，提高了控制功能，提高了性能。计算机控制系统在智能控制方面有较强的功能，但也有一些缺点。一方面，计算机控制抗干扰能力差，系统设计复杂，一般服务人员难以掌握其维护技术，另一方面，专门设计和制造计算机控制装置，一次性费用更高。这些都限制了计算机控制系统的普及。第二种控制方法将计算机替换为可编程控制器(PLC)进行信号选择控制。目前，在国内对于大中型和小型电梯控制系统，大多数使用PLC控制。因为PLC控制在规模较大的情况下降低了微机控制装置的设计和制造成本，并使PLC易于编程。控制操作可靠性高，抗干扰能力强；通用性、强大的功能、开发周期短。体积小、易于使用、可扩展性强。具有成本低、维护方便、网络通信功能强等优点，已成为现代建筑中小型电梯控制系统的主流。与此同时，历史上我国目前拥有相当多的由继电器1接触器系统控制的球形电梯，这些电梯的PLC技术改造也是当前我国电梯控制的热点。因此，PLC控制在我国电梯行业得到了广泛应用。1.3电梯技术发展前景纵观我国电梯产业的发展过程，从改革开放到今天，电梯产业经历了从无意识到多到多的发展过程。随着住房市场的巨大变化，中国已经成为世界上容量最大、增长最快的电梯市场。这必然会更新电梯技术的持续发展。(1)小型机、小型机。随着新技术、新技术、新材料、新技术的开发，电梯的机械系统结构简化、小型化、材料轻量化、流程先进化、外观美观。同时，机房电梯今后将取得更大的发展。(2)技术内容更高，性能更好。电梯行业技术发展很快，目前具有高级性能、高舒适度的VVVF电梯是电梯行业的标准配置。但是永磁同步无齿轮牵引机具有高能效、清洁、安静、安全、经济等特点。因此，永磁同步无齿轮曳引机将逐渐成为新牵引机的主流，由于永磁技术的进步，今后很可能取代VVVF技术。此外，网络控制和智能组控制系统控制的高级功能、快速性、准确性和可靠性也是电梯发展的趋势。(3)安装更容易、更快。高效、安全、可重复使用的手动机架安装将成为高端电梯安装的主要方式，根据技术开发、应用，电梯的硬件系统安装更方便，电梯安装更快、更高效。1.4论文的主要内容本文采用可靠、强大的PLC设计电梯的控制系统。主要完成以下几项任务：(1)分析电梯的主要结构和控制要求。(2)利用PLC实现三层电梯控制。其中包括电梯门廊传唤控制、电梯自动对应传唤信号、电梯上行指示、电梯到达指示控制等，本文使用德国西门子生产的S7-200型PLC，以丰富而有力的命令设计梯形图。(3) QSPLC-III试验台电梯模具块调试电梯模拟控制测试。第二章电梯控制系统概述2.1电梯的起源和发展在科学技术和社会经济高速发展的现代社会，高层建筑成为现代城市的象征。电梯作为垂直运输工具，负责很多人流和物流的运输，起到建筑物内部的作用很重要。是现代城市生活的必要和最广泛使用的垂直交通工具。始于公元前236年古希腊。阿基米德设计了以人为中心的卷筒绞车，可以在尼禄的宫殿里安装三个。人们把这三个绞盘看作现代电梯的始祖。事实上，这个灯台早在我们的祖先和古埃及就使用过了。自从瓦特发明蒸汽机后，1850年在美国纽约市出现了亨利瓦特曼制造的世界上第一台蒸汽机动力绞车。1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱莎格雷夫斯奥蒂斯首次向世界展示了自己发明的日历史上第一台安全电梯。从那时起，电梯在世界范围内广泛使用。在此期间，英国阿姆斯特丹兰发明了液压梯。随着液压梯的发展，蒸汽机也逐渐淘汰。后来开发成使用液压泵和控制阀的液压梯。到今天为止，液压梯仍然在使用。1889年，美国奥蒂斯制造的直流电动机通过蜗杆减速器拉动绞车缠绕绳索，提起升降机，形成了现代电梯的始祖。为了解决乘客乘坐电梯的安全性和舒适问题，1892年，美国亨利沃尔特雷纳德设计了通过调节电动机磁场来调节速度的电动机发电机电力驱动系统，极大地发展了直流电梯的电力拖动结构。1900年，交流感应电动机在电梯驱动后。进一步简化电梯变速器。之后从交流单速电动机发展到交流双速感应电动机。1903年，美国奥蒂斯在电梯变速器中采用牵引驱动器代替滚动，提高了电梯驱动机器的通用性，制造了齿轮牵引高速电梯。这种电梯减少驱动装置，加强安全功能，成为当前电梯牵引传动的基本施工形式。在电梯控制技术方面，1949年引入了电子技术，之后出现了电子设备和用于信息处理的区域控制系统，之后发展成了大规模集成电路。2.2电梯结构和配置2.2.1电梯结构电梯的主要机械部件有汽车、电梯门、开关门机构、分层门锁和机械安全装置。电梯的限速器，安全钳装置时非常重要的机械安全装置。其作用是在机器或电力的某些原因，如断绳或无控制电梯的超速减少导致下降速度达到一定限制时，将电梯俄德停在轨道上。限速器或安全钳不能单独执行这项工作，只能通过两者的协调动作完成电梯的紧急情况保护。2.2.2电梯配置电梯是由牵引系统、汽车和门系统、平衡系统、感应系统和机械安全保护装置组成的机电集成装置，电气控制部分由电力牵引系统、操作逻辑功能控制系统和电气安全保护系统等组成。(1)牵引系统：电梯牵引系统的功能以输出功率和传递功率驱动电梯运行。主要由牵引机、牵引钢丝绳、导轮和反向绳轮组成。牵引机为电动机、牵引轮、连接轴、减速箱和电磁制动器的电梯运行提供动力。牵引钢丝的两端分别连接汽车和配重，根据钢丝绳和牵引车轮之间的摩擦驱动汽车升降机。导向轮的作用是分离汽车和配重的间距，使用襟翼也可以提高牵引力。(2)导向系统：导向系统由导轨、导向靴和导轨架组成。汽车和配重的作用是限制汽车和配重，以便只能沿着导轨进行升降运动。(3)门系统：门系统包括汽车门、分层门、门、连接机制等。轿车门安装在轿车入口，由门扇、门框等组成，而车门则放置在楼梯口。门热机安装在汽车上，是汽车和车门的动力源。(4)汽车：汽车是运送乘客或货物的电梯部件。它由汽车车架和汽车车身组成。车身是车身的承重装置，由横梁、龙骨、底梁、碗杆等组成。树干由树干底部、车壁、车顶和照明通风装置、车装饰板和车操作按钮板组成。轿车空间的大小由额定负荷和额定客人数决定。(5)重量平衡系统：重量平衡系统由重量和重量补偿装置组成。群众量由群众量和群众量组成。平衡汽车的自重和部分额定负荷。重量补偿装置是补偿高层电梯中汽车和配重钢丝绳长度变化对电梯平衡设计影响的装置。(6)电力拖动系统：电力拖动系统由牵引电动机、电源系统、速度反馈装置、速度调节装置等组成，其作用是执行电梯的速度控制。牵引电动机是电梯的动力源，根据电梯配置，可以使用交流电动机或直流电动机。供电系统是给马达供电的设备。速度反馈系统是为调速系统提供电梯运行速度信号。通常使用速度发电机或速度脉冲发生器连接到马达。调速装置执行牵