基于PLC的三层电梯控制系统设计
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摘要随着科学技术和社会经济的发展,高层建筑已成为现代城市的标志。
电梯作为垂直运输工具,承载着大量的人流和物流的输送,在建筑物中起着至关重要的作用。
采用可编程控制器对电梯进行控制,通过合理的选择和设计,能够有效地提高电梯的控制水平,使电梯的控制达到比较理想的控制效果。
本文设计一个三层电梯控制系统,基于西门子S7-200PLC实现。
在介绍电梯结构的基础上,重点分析了三层电梯的控制要求以及电梯控制系统设计中如何用PLC实现控制系统,编制梯形图,并完成程序的调试,利用QSPLC-III型实验装置的电梯模块对三层电梯控制系统进行仿真实验。
关键词:电梯西门子可编程控制器调试仿真实验AbstractWith the development of science and technology and social economy development,high-rise buildings have become the hallmark of modern cities.As a vertical transportation equipment,a lot of people bear the transportantion and logistics,its role a very important part in building . Using Programmable Controller to cntrol the elevater .can improve the reliability and enable the elevator control to achieve an ideal effect, through the reasonable selection and design.So the effect of control is more ideal.This paper use Siemens S7-200 PLC to design a 3-storied elevator control system.Based on the introduction of the elevater's basic structure,expatiates the control request of elevator and analyzes how to use the PLC to program controlling process,edit ladder diagram and debug the program,And use the elvator module on QSPLC-III experimental equipment to do simulation experiment.Keywords:Elevator Siemens PLC Debug simulation experiment目录第1章绪论 01.1 设计背景 01.2 PLC在电梯控制系统中的重要意义 01.3 电梯技术发展前景 (1)1.4 论文的主要内容 (2)第2章电梯控制系统概述 (3)2.1 电梯的起源与发展 (3)2.2 电梯的结构和组成 (4)2.3 电梯的保护装置 (6)2.4 电梯的工作原理 (6)第3章PLC简介 (7)3.1 PLC的产生与发展 (7)3.2 PLC的用途及特点 (10)3.3 PLC的硬件组成 (12)3.4 PLC的工作原理 (14)第4章控制系统总体设计 (16)4.1 控制要求分析 (16)4.2 硬件设计 (16)4.3 软件设计 (21)第5章控制系统仿真 (29)5.1 编程软件简介 (29)5.2 实验装置简介 (31)5.3 程序的编辑 (34)5.4 程序的调试 (34)5.5 控制系统仿真 (35)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)第1章绪论1.1 设计背景随着科学技术的迅猛发展、城市现代化的突飞猛进,电梯作为一种高效、迅捷、安全、可靠的垂直运输设备,成为人们不可缺少的运输工具。
海南大学毕业论文(设计)题目:电梯自动控制系统的设计学院:机电工程学院系别:电气工程系专业:电气工程及其自动化完成日期:2013年 5 月10日摘要随着经济的发展,现代城市中的高层建筑日益增多,电梯成为人们日常生活必不可少的工具。
而电梯性能的好坏,除了电机等硬件以外,电梯控制系统是其核心因素。
目前电梯控制系统主要有三种控制方式:继电器控制系统、PLC 控制系统、微机控制系统。
继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点,目前已逐渐被淘汰。
微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能,但也存在抗扰性差、系统设计复杂,一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。
实践表明可编程序控制器对电梯进行控制优于传统的继电器控制,其性能有很大改善。
因此,本设计采用可编程序控制器实现对五层电梯的自动控制。
论文内容主要包括对电梯发展和可编程序控制器的介绍,电梯系统软硬件设计,控制系统的程序编制和仿真。
结果表明,该方案切实可行。
关键词:可编程序控制器;电梯自动控制;仿真AbstractAlong with the economic development, increasing number of high-rise buildings in the modern city, elevators become an indispensable tool of daily living. And lift performance for better or worse, in addition to hardware such as motor, the elevator control system is its core elements. At present there are mainly three kinds of control methods of the elevator control system: relays, PLC control system the control system, computer controlled systems. Relay control system because of the high failure rate inflexibility, poor reliability, control methods, as well as disadvantages, such as power consumption, is now gradually being phased out. Microcomputer control system for intelligent control with strong features, but there is also poor immunity, complex system design, technical defects such as general staff it is difficult to control their maintenance. Practice shows that the programmable logic controller of the elevator control than traditional relay control, its performance has improved substantially. Therefore, this design using programmable controller to realize the automatic control of five-story elevator. Content of the paper included the elevator development and introduction to programmable logic controllers, system hardware and software design, programming and simulation of control system. Results show that the programme is practical.Keywords: Programmable controller; elevators control; simulation目录1.引言 (1)2.电梯技术简介 (1)2.1.电梯的定义及发展历程 (1)2.2.电梯的分类 (2)2.3.电梯技术的研究现状及发展趋势 (4)3. PLC的基本概念 (5)3.1. PLC的由来 (5)3.2. PLC的定义 (5)3.3. PLC的特点 (6)3.4. PLC的结构及工作原理 (7)3.4.1. PLC结构 (7)3.4.2. PLC工作原理 (8)3.5. PLC控制系统与其他控制系统的比较 (9)3.5.1. PLC与微机控制系统的比较 (9)3.5.2. PLC与继电器控制系统的比较 (10)4.电梯的控制系统 (11)4.1.电梯的工作原理 (11)4.2电梯的机械系统 (11)4.3 电梯电气控制系统 (12)5.电梯的PLC控制系统 (14)5.1.电梯的PLC控制系统的硬件组成 (14)5.2.电梯的控制要求 (14)5.3.电梯PLC控制系统设计 (14)5.4. PLC的选择 (15)5.5.电梯的PLC控制系统梯形图 (16)5.5.1.开关门环节 (16)5.5.2.层楼信号的产生与清除环节 (17)5.5.3.停层信号的登记与清除环节 (18)5.5.4.外呼信号的登记与清除环节 (18)5.5.5.电梯的定向环节 (19)5.5.6.停层过程环节 (19)5.5.7.停车制动过程环节 (20)5.5.8.启动加速、稳速运行、停车制动环节 (20)6.仿真软件的介绍及调试运行 (20)6.1.仿真软件的介绍 (20)6.2.软件中梯形图的编写 (21)6.3.梯形图程序仿真 (23)总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)附录1 (27)附录2 (29)附录3 (30)附录4 (31)附录5 (31)附录6 (33)附录7 (34)附录8 (34)1.引言近年来我国的经济飞速发展,人民生活水平的迅速梯高,工作居住条件得到了巨大的改善。
目录第一章绪论 (2)1.1 课题的必要性与发展概况 (2)1.2电梯继电器控制系统的特点及存在问题 (2)第二章 PLC的简介 (2)2.1 PLC的定义与特点 (2)2.2 PLC的基本结构 (2)2.3 PLC的工作原理 (3)第三章电梯硬件控制系统设计 (4)3.1 PLC控制系统的设计分析 (4)3.2电梯模型PLC控制系统设计 (4)3.3 PLC选择和I/O地址分配及元件明细 (5)3.4 I/O接线图 (8)3.5 PLC硬件接线图 (9)第四章电梯的软件控制系统设计 (10)4.1电梯控制系统实现的功能 (10)4.2电梯操作方式 (11)4.3减速及平层控制 (11)4.4控制系统流程图 (11)4.5控制系统梯形图 (13)4.6系统的调试及操作 (23)参考文献 (24)第一章绪论1.1 课题的必要性与发展概况PLC是一种用于自动化控制的专用计算机,实质上属于计算机控制方PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。
电梯采用了PLC控制,用软件实现对电梯运行的自动控制,可靠性大大提高。
控制系统结构简单,外部线路简化。
另外可方便地增加或改变控制功能。
也可进行故障自动检测与报警显示,提高运行安全性,并便于检修。
随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展,交流变频调速技术的发展也十分迅速。
变频调速电梯使用了先进的SPWM技术,明显改善了电梯运行质量和性能;调速范围广、控制精度高,动态性能好,舒适、安静、快捷,几乎可与直流电机媲美。
同时明显改善了电动机供电电源的质量,减少了谐波,提高了效率和功率因数,节能显著。
1.2电梯继电器控制系统的特点及存在问题继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法。
但是,进入九十年代,随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用,人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高,继电器控制的弱点就越来越明显。
可编程序控制器(PLC)最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的,是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。
工学院毕业设计(论文)题目:基于PLC的三层电梯控制设计专业:机械械设计制造及其自动化目录引言...................................................................1 电梯的概述...........................................................1.1 电梯的发展简史.....................................................1.2 电梯的基本结构.....................................................2 可编程控制器简介.....................................................2.1 PLC的结构及各部分的作用 ..........................................2.2 PLC的工作原理 ....................................................2.3 PLC的编程语言 ....................................................2.4 PLC基本指令 ......................................................2.5 梯形图设计规则.....................................................3 三层电梯PLC控制系统设计.............................................3.1 电梯的控制要求....................................................3.2 三层电梯主电路....................................................3.3 输入输出点数分配..................................................3.4 PLC外围接线图 ....................................................3.5 功能指令表概述....................................................3.6 程序分析..........................................................3.7 三层电梯助记符语句程序............................................3.8 本系统的不足及改进................................................结束语 ..............................................................致谢 ..............................................................附录 ..........................................................参考文献 ..............................................................基于PLC的三层电梯的控制设计摘要:本论文通过讨论电梯控制系统的组成,阐述可编程控制器(PLC)在电梯控制中的应用,采用三菱PLC编程的程序控制方式,提出了三层电梯的PLC控制系统总体设计方案、设计过程、组成,列出了具体的主要硬件电路、电梯的控制梯形图及指令表。
基于PLC的电梯群控的方案设计电梯群控是指通过集中管理和控制多台电梯的运行,提高电梯系统的效率和安全性。
而基于PLC(可编程逻辑控制器)的电梯群控方案,可以实现对电梯运行的全面管理和监控,提高电梯系统运行的可靠性和稳定性。
下面将详细介绍基于PLC的电梯群控的方案设计。
1.系统结构设计:基于PLC的电梯群控系统主要由五部分组成:控制中心、电梯PLC控制器、电梯操作盘、电梯轿厢和楼层选择器。
其中,控制中心作为整个系统的中枢,负责对电梯的控制和调度,与电梯PLC控制器进行通信。
电梯PLC控制器负责实时监测电梯的各项参数,并控制电梯的运行。
电梯操作盘用于乘客的呼梯和设定楼层。
电梯轿厢通过电梯PLC控制器接收到的指令进行运行。
楼层选择器负责显示当前楼层信息和接收乘客的呼梯需求。
2.控制中心的功能设计:控制中心是电梯群控系统的核心部分,它负责实时监测电梯的运行状态、楼层选择器的状态和乘客的呼梯需求,根据这些信息制定调度策略,并将指令发送给相应的电梯PLC控制器。
控制中心还对电梯运行过程中出现的异常情况进行监测和处理,如故障报警、紧急停车等。
3.电梯PLC控制器的功能设计:电梯PLC控制器负责实时监测电梯的状态,如轿厢位置、速度、负载等,并根据来自控制中心的指令控制电梯的运行。
在接收到呼梯指令后,电梯PLC控制器会将呼梯楼层的信息与当前电梯位置进行比较,选择合适的电梯进行响应。
同时,它还能够监测电梯运行中的故障情况,并及时报警,保障乘客的安全。
4.电梯操作盘和楼层选择器的功能设计:电梯操作盘用于乘客的呼梯和设定楼层,通过与控制中心的通信,将乘客的呼梯需求传送给控制中心。
楼层选择器负责显示当前楼层信息,并接收乘客的呼梯需求,将这些信息传送给控制中心。
5.系统通信设计:为了实现各个部分之间的信息传递和协调工作,设计合适的通信方式非常重要。
通常可以使用RS485或以太网等方式进行通信,以实现实时高效的数据传输。
基于PLC的电梯群控方案设计可以实现对电梯系统的全面管理和监控,提高电梯系统的运行效率和安全性。
-机械与车辆学院"PLC课程设计"报告〔2013-2014学年第二学期〕课程设计题目:三层电梯控制:**:班级:指导教师:时间:年06月09 日—年06月20日成绩:摘要随着社会的不断开展,楼房越来越高,而电梯成为了高层楼房的必须设备。
电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯开展到了现在的群控电梯,为高层运输做出了不可磨灭的奉献。
PLC在电梯升降控制上的应用主要表达在它的逻辑开关控制功能。
由于PLC具有逻辑运算,计数和定时以及数据输入输出的功能。
在电梯升降过程中,各种逻辑开关控制与PLC很好的结合,很好的实现了对电梯的控制。
在PLC课程设计中,我设计了一个三层电梯控制系统,在学完"电气控制与PLC应用"课程后,我们在设计过程中较为得心应手,不至于从头开场。
整个过程包括了方案讨论,程序设计,程序修改,上机调试等,在程序设计方面花了比拟多的时间,主要考虑到电梯分别停在一层、二层和三层时在其他楼层呼叫等各种情况。
三层电梯是由三菱PLC作为电梯的控制器,控制电梯的运行。
通过PLC 控制程序经过OPC与组态王结合起来到达全程仿真的过程。
本文设计的三层电梯主要是一些简单得运行程序,通过电梯控制系统的组成,阐述可编程控制器〔PLC〕在电梯控制中的应用,采用三菱PLC编程的程序控制方式,提出了三层电梯的PLC控制系统总体设计方案、设计过程、组成,列出了具体的主要硬件电路、电梯的控制梯形图及指令表。
并给出了系统组成框图和程序流程图,在分析、处理随机信号逻辑关系的根底上,提出了PLC的编程方法,设计了一套完整的电梯控制系统方案。
采用本方案实现电梯控制,能够解决继电器——接触器触点多,故障率高、可靠性差、安装调试周期长、维修工作量大、接线复杂等缺点。
使电梯运行更加平安、方便、舒适。
目录一、课程设计性质和目的- 1 -二、课程设计的内容及要求- 2 -三、课程设计的进度及安排- 3 -四、设计所需软件平台- 4 -五、设计思路及梯形图程序- 4 -六、组态王人界界面设计- 5 -七、调试运行- 6 -八、结果及分析- 7 -九、心得体会- 7 -十、参考文献错误!未定义书签。
摘要现今社会中,经纪发展迅速,高楼大厦,日益增多,高层建筑中,楼层高的有几十层,仅仅是楼梯已无法达到人们的需求,电梯的出现解决了这一难题,所以,电梯的发展也成为了一种趋势,对于电梯控制越来越高,被人们所青睐,成为了高层建筑中的列班车。
人们生活好了,对于安全以及生活舒适度的要求也更高,因而电梯在之后的发展中对于如何达到乘客乘坐电梯时,既安全又舒适这一问题,电梯的控制要求在电机调速、控制精度、以及调速范围等等,在各个方面提出了更加严格的控制要求。
随着工业需求发展,PLC也由此诞生,利用PLC控制,为其提供了更为宽广的发展方向。
PLC因工业而生,随着其发展,其体积越来越小、功能也越来越完善、控制效果更加稳定、能够减小外界干扰对其的影响。
具有把机械和电气元器件,集成在一个系统里的功能。
因此,PLC对于电梯的发展,也成为了其操作的关键技术。
关键词:电梯、PLC、继电器ABSTRACTIn the modern society, the rapid development of the brokerage, high-rise buildings, increasingly, high-rise buildings, floors high, dozens of layer is only stairs have been unable to meet the demand of people, the emergence of the elevator solved this difficult problem, therefore, the development of the elevator has also become a kind of trend, for elevator control more and more high, favored by people, became a high-rise building columns in the bus. People living well, also to the requirement of safety and comfort of life is higher, so the elevator in later development, also with the development of this trend. About how to attain the passenger elevator, safe and comfortable this problem, the elevator control requirements in the motor speed and control precision and speed range and so on, puts forward the more strict control requirements in each aspect. Also was born, with the development of industrial demand, PLC control using PLC, provided the development direction of wider. PLC for industry, along with its development, its volume is more and more small, function also more and more perfect, the control effect is more stable, can reduce the influence of interference on the. With the mechanical and electrical components, the function of integrated in a system. Therefore, PLC for the development of the elevator, has become the key technology of its operationKeywords: elevator,PLC,relay目录前言 (1)第一章电梯的概述 (3)1.1电梯的定义 (3)1.2电梯的框架 (3)1.3电器部件 (4)1.4电梯控制系统发展的现状 (5)1.5电梯继电器控制系统的特点及存在问题 (6)1.6电梯技术发展趋势 (6)第二章 PLC的概述 (8)2.1定义 (8)2.2功能 (8)2.3特点 (9)2.4 PLC与其他工业控制系统的比较 (12)2.5发展历史 (14)2.6 PLC的现状及发展趋势 (14)第三章三层电梯的设计 (16)3.1控制系统设计的基本原理 (16)3.2控制系统总体设计方案 (16)3.2.1控制要求 (17)3.2.2主电路的系统设计 (17)3.2.3硬件选型 (18)3.2.4电梯的I/O点分配 (19)3.2.5控制流程图 (21)3.2.6程序梯形图 (24)3.2.7程序语句表 (28)第四章程序运行仿真 (31)4.1仿真软件 (31)4.2触摸屏基本介绍 (31)4.3人机界面触摸屏软件的安装 (31)4.4触摸屏仿真画面的建立 (31)4.5 GT Simulater2仿真程序的使用 (33)4.6 程序运行仿真 (33)结束语 (36)参考文献 (37)前言现今社会中,经纪发展迅速,高楼大厦,日益增多,高层建筑中,楼层高的有几十层,仅仅是楼梯已无法达到人们的需求,电梯的出现解决了这一难题,所以,电梯的发展也成为了一种趋势,对于电梯控制越来越高,被人们所青睐,成为了高层建筑中的列班车。
人们生活好了,对于安全以及生活舒适度的要求也更高,因而电梯在之后的发展中,也随着这一趋势发展。
对于如何达到乘客乘坐电梯时,既安全又舒适这一问题,电梯的控制要求在电机调速、控制精度、以及调速范围等等,在各个方面提出了更加严格的控制要求。
电梯的控制是一个复杂的过程,很好的体现了机电一体化,在控制方面,它涉及了很多的领域,例如:电机传动功能、电气控制功能、土建工程设计等等方面都有所涉及。
除了这些以外,我们还要思考,如何让电梯更加可靠.舒适.美感。
这些都是电梯在被控制时,我们要多加考虑的问题。
电梯发展到现在,已经足够安全。
我们在日常的生活中,常见的电梯里面,都具备很多的安全方面的保护功能。
在安全方面,电梯再设计的时候,对于元器件的选择要求都很高,质量首先要达到保障,其次,还要安装调试,以及,定期还要对其实施维护,对电梯进行保养,以保证电梯的最高质量。
在现在这一发展中,基本上大多的电梯都已经采用plc来实现其控制运行,运用plc控制它来运行,大大提高了它的可靠性,不但如此,维修工人也会得到很大的方便,便于他们维护,在发展潮流中,它的开发周期很短,电梯的运行方式也会逐步近于完善。
用这种方法来实现电梯的控制,已经成为其展潮流,在世界上也是其未来发展的方向。
在外国,为了严格控制电梯的安全性,电梯的制造,安装,调试,以及维修,都已经实行法规,以这种方法以保证电梯的质量,以及安全。
为其性能也提供了严格的保障。
在美国,曾经有一家公司做过调查,对于电梯的安全性的系数做过科学的计算,据其调查结果显示,人们在乘坐电梯所达到的安全系数远远超过了走楼梯的,超过期系数的5倍之多。
从而,我们看出电梯,其安全控制非常严格。
简单的来说,电梯控制很复杂。
然而,随着工业需求发展,PLC也由此诞生,利用PLC控制,为其提供了更为宽广的发展方向。
PLC因工业而生,随着其发展,其体积越来越小、功能也越来越完善、控制效果更加稳定、能够减小外界干扰对其的影响。
具有把机械和电气元器件,集成在一个系统里的功能。
因此,PLC对于电梯的发展,也成为了其操作的关键技术。
第一章电梯的概述1.1电梯的定义分为两种,一种,垂直升降,电动机为其提供动力,装载有吊舱,用于高层建筑中,乘人载物。
还有一种,履带式自动电梯,履带上装有踏步板,连续传送,一般装载商城等地方。
1.2电梯的框架电梯包括8个基本组成部分,各自有自己的工作领域。
曳引系统:一般由导向轮,曳引钢丝绳,反绳轮组成,运行过程中给电梯传递动力,使电梯运行的作用,是电梯的动力来源。
导向系统:主要由导靴、导轨以及导轨架组成,限制轿厢自由度,使得轿厢和对重只能沿着导轨作运动,使电梯运行更加稳定。
轿厢:由轿厢以及轿厢架体组成。
是用来运送乘客以及货物的电梯组件,是电梯的重要组成部分。
图1-1 电梯框架图门系统:主要由轿层门,厢门,开门机,门锁装置组成。
主要作用于封住层站入口及轿厢入口,保障乘客安全。
重量平衡系统:其主要功能主要是在电梯工作中使轿厢与对重间的重量差额保持在限定的规额中,保证电梯的曳引传动正常,主要由对重以及重量补偿装置组成。
相对平衡轿厢重量。
电气控制系统:主要由操纵装置,位置显示装置,控制屏(柜),平层装置,选层等组成。
对电梯的运行实行操纵以及控制。
电力拖动系统:由电动机,供电系统,速度控制系统组成,用于提供动力,实行电梯速度控制。
安全保护系统:由限速器,安全钳,缓冲器,端站保护装置组成。
保证电梯安全使用,预防一切危及人身安全的事故,保障人的安全。
1.3电器部件电气控制系统主要包括控制箱,是指一个层,呼梯盒,调平装置,维护开关,地板检测仪,安全设备,夹带电机,电磁制动器和车门电气元件,位于电梯控制室井道中。
(一)操纵箱安装在电梯轿厢内靠门边上的轿壁上,外面仅有操纵箱的控制面板,面板上装有根据电梯的需求所设立的运行功能开关和按钮。
如右图所示,仅包含普通电梯操纵面板上应该具有的开关按钮。
(二)电梯楼层指示器用来标明电梯在传动时实时所在的位置以及传动方向。
一边情况下,电梯的楼层指示器有上下指示灯以及楼层位置的指示灯等。
如图所示。
1)楼层指示灯的种类有两种,一种是信号灯,还有一种是数码管。
这里就只介绍数码管。
数码管楼层指示器,一般在计算机与PLC控制的电梯中使用。
数码管外形,能够显示电梯实时所在的楼层点,当楼层超过楼层指示器九层时,应当采用两个数码管。
此外,上下方向的指示灯用发光二极管指示,用来提醒乘客,电梯所到达的层数。
电梯内配有喇叭,乘客可以用声音来传达信息。
2)楼层信息获取方法:可以通过井道中的感应器获得,感应器可采用磁感应或者光感应等等,它的工作原理是:电梯在运行时,轿厢上的隔磁(光)板对应到某层感应器时,感应器触点工作,发出一个开关量信号,从而可以指示所到达的楼层。
(三)召唤盒召唤盒是用来让乘坐人员传呼电梯的装置,在最下层只有一个上呼按钮,在上层也只有一个下呼按钮,其余的都具有两个传呼功能,上下两个按钮,在按钮被按下后,系统会记录按下的信号,该层的指示灯亮起。