基于西门子S7-200的PLC四层电梯电气控制设计
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基于S7-200 PLC的电梯控制系统设计(陕理工机械工程学院,测控技术与仪器专业,071班,陕西汉中 723003)指导教师:[摘要]电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具,与人们的生活紧密联系,随着人们对电梯运行的安全性、高效性、舒适性、方便性等要求的不断提高,让电梯得到快速发展。
本文介绍了一种基于力控组态软件和西门子可编程控制器的电梯控制系统。
该控制系统使用西门子S7-200系列的可编程控制器CPU226作为控制器,实现对电梯的精确控制;并利用装有力控组态软件的工控机作为上位机,来对电梯控制系统进行监控和数据采集。
CPU226和上位机采用PPI接口来进行数据通讯和交换。
分析了电梯的控制原理,对控制系统的硬件结构、软件设计和力控组态画面进行了较详细的说明。
该电梯控制系统具有层楼信号的产生与消除、停层信号的登记与消除、电梯的定向、停车信号、开关门环节及报警等功能。
[关键词]电梯;可编程控制器;控制;组态软件Design of elevator control system based on S7-200 PLCZhang Jing(Grade07,Class1,Major Observation and control technology and instrument, School of Mechanical engineering, Shaanxi University of Technology, Han zhong 723003 Shanxi )tutor: Wang MingwuAbstract: As elevator is the vertical traffic tools of a modern high-rise buildings, it closely contact with people's life .as people’s requirements for safe running ,high efficiency, comfort and convenience the unceasing enhancement of the elevator , the elevator has fast developed. This paper describes the elevator control system configuration software based on configuration software and Siemens PLC. The control system uses the Siemens S7-200 series PLC CPU226 as the controller to achieve precise control of the elevator; and the use of configuration software installed industrial computer as the host computer, achieve the elevator control system to monitor and data collection. CPU226 and PC interface with PPI data communication and exchange. Analysis of the elevator control theory, the control system hardware architecture, software design and power control configuration screen for a more detailed explanation. The elevator control system has the floor and the elimination of signal generation, stop the registration and the elimination of the signal level, elevator directional, stop signal, switching the door sessions, alarm functions and so on.Keywords: Elevator; Programmable Logic Controller; control ; Configuration software目录1 电梯的发展与分类................................................................................................................................... I I 1.1 概述 ....................................................................................................................................................... I I 1.1.1 电梯产品的录属关系和在人们物质生活中的作用......................................................................... I I 1.1.2 电梯产品发展简史............................................................................................................................. I I 1.1.3 电梯的运行工作情况......................................................................................................................... I I 1.2 电梯的分类 .. (III)1.3 电梯的主要参数及规格尺寸 (III)1.3.1 电梯的主要参数 (V)1.3.2 我国有关标准对电梯主要参数和规格尺寸的规定 (VI)1.4 电梯的组成部件 (VI)1.5 电梯工作原理 ...................................................................................................................................... V II2 方案论证 (VIII)2.1 电梯控制方式的论证 (VIII)2.2 可编程控制器用于控制电梯的特点 (IX)2.3 整体设计流程的确定 (X)3 硬件及软件的概述 (XI)3.1 PLC简介 (XI)3.1.1 PLC的基本结构 (XI)3.1.2 PLC的性能特点 ............................................................................................................................. X II 3.1.3 PLC的工作原理 (XIV)3.1.4 PLC控制系统设计思路 (XIV)3.2 编程软件简介及安装......................................................................................................................... X V 3.2.1 PLC的编程语言 ............................................................................................................................. X V 3.2.2 STEP 7概述 . (XVI)3.2.3 STEP 7 Micro WIN软件安装步骤 (XVI)3.3 力控组态软件简介及安装................................................................................................................. X X 3.3.1 力控组态软件概述.......................................................................................................................... X X3.3.2 力控组态软件安装要求及安装步骤 (XXI)4 硬件设计 (XXIX)4.1 控制要求分析 (XXIX)4.2 PLC选型 ......................................................................................................................................... X XX 4.2.1 PLC控制系统的I/O点数计算与分配....................................................................................... X XX 4.2.2 PLC的型号选择 .. (XXXII)4.3 电梯控制硬件连接 (XXXII)5 软件设计 ........................................................................................................................................ X XXIII 5.1 开关轿厢门程序.......................................................................................................................... X XXIII 5.2 轿厢内呼和楼层外呼指示程序................................................................................................... X XXV5.3 自动选向程序 (XXXVII)6 上位机组态及编程................................................................................................................................ XL 6.1 力控组态建立新工程的步骤............................................................................................................. XL 6.2 创建组态界面 ................................................................................................................................... X LI 致谢 ............................................................................................................................................................. LII 参考文献 .................................................................................................................................................... LIII 附录A:外文资料翻译附录B:程序清单附录C:硬件连接图附录D:上位机组态界面1 电梯的发展与分类1.1 概述1.1.1 电梯产品的录属关系和在人们物质生活中的作用随着人口的增加、科学技术日新月异地发展、人们物质生活水平的逐步提高,建筑业得以迅速发展,大批的高楼大厦拔地而起,十几层至几十层的宾馆、饭店、办公楼、住宅楼鳞次栉比。
基于PLC 的4层电梯设计陈伽城王子昂卢鹏程黑龙江八一农垦大学信息技术学院摘要:本文设计了一种基于力控组态软件和西门子可编程控制器的简明电梯控制系统。
该控制系统使用西门子S7-200系列PLC (CPU224)作为控制器,并利用装有力控组态软件的计算机作为上位机,实现了二者的同步控制。
关键词:电梯;PLC ;组态软件引言现代电梯控制系统可以分为调速和逻辑控制两个部分。
其中,逻辑控制部分一般有继电器控制、PLC 控制和微型计算机控制三种控制方式。
继电器控制系统存在控制不灵活、故障率高、可靠性差等缺点;计算机控制系统拥有强大的控制功能,但系统设计非常复杂;PLC 控制系统具有可靠性高、维修方便、抗干扰能力强、设计周期短等优点,普遍用于中低端电梯以及老旧电梯的改造。
一、电梯的PLC 控制方式电梯PLC 的控制系统的核心为PLC 主机,来自轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、井道装置及安全装置的外部信号通过输人接口送人PLC 内部进行逻辑运算与处理,再经过输出接口分别向指层器、呼梯信号灯发出显示信号,向主回路和门机控制电路发出控制信号,从而实现电梯运行状态的控制。
由于PLC 内部的逻辑运算和处理功能取代了继电器控制系统里的中间继电器和时间继电器,减少了系统中继电器的使用数量,提高了系统可靠性,降低了故障率,减少了控制柜的体积。
二、组态软件1、组态软件简介组态软件是标准化、规模化、商品化的通用工业控制开发软件,只需进行标准功能模块的软件组态和简单的编程,就可设计出标准化、专业化、通用性强、可靠性高的上位机界面控制程序,且工作量较小,开发调试周期短,对程序设计员要求也较低,因此,控制组态软件是性能优良的软件产品,已成为开发上位机控制程序的主流开发工具。
2、组态软件与PLC 通讯组态软件可以和包括西门子PLC 在内的众多生产厂家的现场设备通信。
本文使用PPI 电缆将上位机与PLC 连接起来,利用力控组态软件中的“IO 设备组态”设置PLC “设备地址”和上位机“串口”(COM4),其它参数使用默认即可。
目录第1章控制工艺流程分析 (1)1.1四层电梯模型的控制过程描述 (1)1.2四层电梯模型的控制工艺分析 (1)第2章控制系统总体方案设计 (2)2.1系统硬件组成 (2)2.2控制方法分析 (2)2.3I/O分配 (3)2.4系统结线图设计 (4)第3章控制系统梯形图程序设计 (6)3.1控制程序流程图设计 (6)3.2控制程序设计思路 (7)第4章监控系统设计 (9)4.1PLC与上位监控软件通讯 (9)4.2上位监控系统组态设计 (10)第5章系统调试及结果分析 (11)5.1系统调试及解决的问题 (11)5.2结果分析 (12)结论与体会 (13)参考文献 (14)附录 (14)第1章控制工艺流程分析1.1四层电梯模型的控制过程描述电梯模型由“四层四站电梯对象、包括电机、正反向继电器、轿厢、内选召唤按钮、外选召唤按钮、外呼指示灯、内选指示灯、楼层显示、上下行显示、平层电磁传感器检测、接线盒”等组成,采用S7-200PLC进行控制,实现对电机驱动,上、下行的顺序控制,随机呼叫的优化控制,自动准确定位,上、下行及平层指示灯显示,上位监控系统等功能。
1.2 四层电梯模型的控制工艺分析1. 门外按钮控制小型杂物电梯2. 内外按钮控制自动门电梯该电梯是一种乘客自己操作的电梯,电梯在各层站分别设有一个召唤按钮。
轿厢操作箱上则设有与停站数相等的相应的指令按钮,某一层等待电梯的乘客按下召唤按钮,就能使不被占用的轿厢到来,电梯停靠时立即自动开门,乘客进入轿厢后,按下他要去的楼层的指令按钮,电梯就自动关门,自动行驶到该站。
每次停靠时,电梯自动进行减速、平层、开门。
3. 集选控制电梯该电梯是一种乘客自己操作或有时也可以有专职司机操作的自动电梯。
电梯在底层和顶层分别设有一个向上或向下的,而在其它层站设有向上、下两个召唤按钮。
集选控制轿厢操作箱上则设有与停站数相等的相应的指令按钮,当进入轿厢的乘客按下指令按钮,指令信号就被登记。
1 引言随着城市建设的不断发展,高层建筑的不断增多,电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。
目前电梯的控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,完成电梯信号的采集、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取代微机实现信号控制。
从控制方式和性能上来说,这两种方法并没有太大的区别。
PLC可靠性高,程序设计方便灵活。
本设计在用PLC控制变频调速实现电流、速度双闭环的基础上,在不增加硬件设备的条件下,实现电流、速度、位移三环控制。
2 硬件电路2.1 硬件结构系统硬件结构图如图1所示。
PLC为西门子公司S7-200系列CPU221,PLC接受来自操纵盘和每层呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号,经程序判断与运算实现电梯的集选控制。
PLC 在输出显示和监控信号的同时,向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和制动电梯等信号。
2.2 电流、速度双闭环电路采用YASAKWA公司的VS - 616G5 CIM- RG5A 4022变频器。
变频器本身设有电流检测装置,由此构成电流闭环;通过和电机同轴联结的旋转编码器,产生a、b两相脉冲进入变频器,在确认方向的同时,利用脉冲计数构成速度闭环。
3 位移和运行曲线控制电梯作为一种载人工具,在位势负载状态下,除要求安全可靠外,还要求运行平稳,乘坐舒适,停靠准确,理想的运行曲线3.1 位移控制采用变频调速双环控制可基本满足要求,但和国外高性能电梯相比还需进一步改进。
本设计正是基于这一想法,利用现有旋转编码器构成速度环的同时,通过变频器的PG卡输出与电机速度及电梯位移成比例的脉冲数,将其引入PLC的高速计数输入端口0000,通过累计脉冲数,经式(1)计算出脉冲当量,由此确定电梯位置。
电梯位移h=SI式中I:累计脉冲数S:脉冲当量S=lpD/(pr) (1)本系统采用的减速机,其减速比1=1/20,拽引轮直径D=580mm,电机额定转速ne=1450r/min,旋转编码器每转对应脉冲数p=1024,PG卡分频比r=1/18,代人式(1)得S=1.6mm/脉冲3.2 速度控制本方法是利用PLC扩展功能模块D/A模块实现的,事先将数字化的理想速度曲线存入PLC寄存器,程序运行时,通过查表方式写入D/A,由D/A转换成模拟量后将理想曲线输出。
基于plc的四层电梯控制系统设计课设随着现代化的城市化进程,电梯成为了现代城市生活必不可少的交通工具之一。
然而,电梯的安全问题也成为了人们关注的焦点。
为了保障电梯的安全性,本文将介绍一种基于PLC的四层电梯控制系统设计方案。
一、电梯控制系统的设计思路电梯控制系统是一种典型的实时控制系统,其控制逻辑非常复杂。
为了保障电梯的安全性,我们需要设计一种高效、稳定的控制系统。
因此,我们采用了PLC(可编程逻辑控制器)技术来实现电梯的控制。
PLC是一种具有高可靠性、高稳定性、高灵活性的控制系统,它可以对电梯进行精细的控制。
在电梯控制系统中,我们将电梯的控制分为四个层次:硬件控制层、动作控制层、楼层控制层和系统控制层。
每个层次都有自己的控制逻辑和控制策略,从而实现了电梯的安全、高效运行。
二、硬件控制层的设计硬件控制层是电梯控制系统中最基础的控制层,其主要功能是对电梯的各个硬件进行控制。
在硬件控制层中,我们采用了PLC模块和电机驱动模块来控制电梯的上升和下降。
在PLC模块中,我们采用了S7-200PLC,它具有高速、高精度、高稳定性等特点,可以对电梯的运行进行精细控制。
在电机驱动模块中,我们采用了FUJI变频器,它可以实现对电梯的速度、加速度等参数进行控制。
三、动作控制层的设计动作控制层是电梯控制系统中的核心控制层,其主要功能是对电梯的运行进行控制。
在动作控制层中,我们采用了电梯控制器来实现对电梯的运行控制。
在电梯控制器中,我们采用了PLC的梯形图编程方式,将电梯的运行状态分为上行、下行、开门、关门等状态,并按照不同的状态设置不同的控制逻辑和控制策略。
例如,在开门状态下,我们将电梯门的开关控制和电梯内部的灯光控制进行了细致的设计和控制。
四、楼层控制层的设计楼层控制层是电梯控制系统中的重要控制层,其主要功能是实现对电梯的楼层控制。
在楼层控制层中,我们采用了光电传感器和编码器来实现对电梯的位置控制。
在电梯的运行过程中,光电传感器可以实时感知电梯所在的楼层,并将这些信息传输给PLC模块进行处理。
基于S7-200PLC的电梯控制实验小组成员:张洋 1010430317赵玉珠 1010430328邵佳艺 1010670225班级:电气1003班指导教师:谷*日期:2013年6月3日1、了解电梯的运行原理。
2、熟悉西门子S7-200PLC的开发环境。
3、通过对工程实例的模拟,熟练地掌握S7-200PLC的指令系统以及编程和程序调试方法。
4、熟悉四层电梯采用轿厢内外按钮控制的编程方法。
二、实验要求1、上电后电梯复位,电梯回到底层位置。
2、当有外呼梯信号到来时,电梯响应该呼梯信号,到达该楼层时,电梯停止运行,电梯门打开,延时3S后自动关门。
3、当有内呼梯信号到来时,电梯响应该呼梯信号,到达该楼层时,电梯停止运行,电梯门打开,延时3S后自动关门。
4、在电梯运行过程中,电梯上升(或下降)途中,任何反方向下降(或上升)的外呼梯信号均不响应。
即电梯上升途中只响应上升呼叫,下降途中只响应下降呼叫,任何反方向的呼叫均无效。
例如,电梯停在底层(电梯从负一层运行到三层),在二层轿厢外呼叫时,必须按二层上升呼叫按钮,电梯才响应呼叫,按二层下降呼叫按钮无效;反之,若电梯停在三层(电梯从三层运行到负一层),在一层轿厢外呼叫时,必须按一层下降呼叫按钮,电梯才响应呼叫,按一层上升呼叫按钮无效,依此类推。
但如果反向外呼梯信号前正方向无其它内、外呼梯信号时,则电梯响应该外呼梯信号。
5、电梯应具有最远反向外梯响应功能。
例如:电梯在底层,而同时有一层向下外呼梯,二层向下外呼梯,三层向下外呼梯,则电梯先去三楼响应三层向下外呼梯信号。
6、电梯未平层或运行时,开门按钮和关门按钮均不起作用。
平层且电梯停止运行后,按开门按钮电梯门打开,按关门电梯门关闭。
三、实验内容1、画出电梯运行流程图,确定I/O口分配。
2、依据设计要求,分析电梯运行流程图,编写能够实现四层(负一层到三层)电梯模型的运行的程序。
3、调试程序使程序满足电梯的运行要求。
4、撰写报告。
- - -- - .总结资料 唐 山 学 院
PLC 课 程 设 计
题 目 基于西门子PLC的电梯控制系统设计及调试 系 (部) 信息工程系
班 级 12电本 姓 名 学 号 指导教师 关榆君、田红霞、田丽欣
2016 年1 月 4 日 至 1 月 15 日 共 2 周 2016年 1 月 15 日 - .
. word.zl. - - -- - .总结资料 目 录 1引言 .............................................................................................................................................. 1 1.1课程设计的目的和意义1 2任务及要求 ................................................................................................................................ 2 2.1设计要求2 2.2设计条件2 2.3设计任务3 3总体设计方案 ............................................................................................................................ 3 3.1PLC的工作特点 3 3.2PLC的工作方式5 3.2.1PLC的扫描工作方式 5 3.2.2PLC的程序执行过程 ......................................................................................... 6 3.3硬件电路设计及描述7 3.3.1电梯运行控制要求 ............................................................................................. 7 3.3.2电气控制系统主回路电气原理图 ................................................................. 7 4单元电路设计 .......................................................................................................................... 10 4.1各段程序块功能10 4.1.1复位初始化模块10 4.1.2选模块 ................................................................................................................. 10 4.1.3上下行指示中间继电器.................................................................................. 11 4.1.4外呼模块 ............................................................................................................. 12 4.1.5平层感应 ............................................................................................................. 12 4.1.6电梯上下速运行 ............................................................................................... 12 4.1.7停车模块 ............................................................................................................. 13 4.1.8电梯上下行中间继电器.................................................................................. 13 4.1.9开关门模块 ........................................................................................................ 14 4.1.10电梯上下行输出 ............................................................................................. 16 5仿真 ............................................................................................................................................ 17 5.1仿真软件的简介17 5.2仿真界面18 6设计经历与体会 ..................................................................................................................... 18 7参考文献 ................................................................................................................................... 19 附录一 I/O分配表 附录二 程序 - - -- - .总结资料 1引言 1.1课程设计的目的和意义 可编程控制器作为一种工业控制微型计算机,它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点,在工业生产过程中得到了广泛的应用。它应用大规模集成电路,微型机技术和通讯技术的开展成果,逐步形成了具有多种优点和微型,中型,大型,超大型等各种规格的系列产品,应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。随着科学技术的开展和计算技术的广泛应用,人们对电梯的平安性、可靠性的要求越来越高。PLC〔可编程控制器〕作为一种工业控制计算机,它以平安可靠、运行稳定、编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点,在电梯控制过程中得到了广泛的运用。电梯从电梯手柄快关操纵电梯、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,各种逻辑控制开关与PLC很好结合,很好的实现了对系统的控制。 - .
基于S7-200 PLC的电梯控制系统设计[摘要]电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具,与人们的生活紧密联系,随着人们对电梯运行的安全性、高效性、舒适性、方便性等要求的不断提高,让电梯得到快速发展。
本文介绍了一种基于力控组态软件和西门子可编程控制器的电梯控制系统。
该控制系统使用西门子S7-200系列的可编程控制器CPU226作为控制器,实现对电梯的精确控制;并利用装有力控组态软件的工控机作为上位机,来对电梯控制系统进行监控和数据采集。
CPU226和上位机采用PPI接口来进行数据通讯和交换。
分析了电梯的控制原理,对控制系统的硬件结构、软件设计和力控组态画面进行了较详细的说明。
该电梯控制系统具有层楼信号的产生与消除、停层信号的登记与消除、电梯的定向、停车信号、开关门环节及报警等功能。
[关键词]电梯;可编程控制器;控制;组态软件Design of elevator control system based on S7-200 PLCZhang Jing(Grade07,Class1,Major Observation and control technology and instrument, School of Mechanical engineering, Shaanxi University of Technology, Han zhong 723003 Shanxi )tutor: Wang MingwuAbstract: As elevator is the vertical traffic tools of a modern high-rise buildings, it closely contact with people's life .as people’s requirements for safe running ,high efficiency, comfort and convenience the unceasing enhancement of the elevator , the elevator has fast developed. This paper describes the elevator control system configuration software based on configuration software and Siemens PLC. The control system uses the Siemens S7-200 series PLC CPU226 as the controller to achieve precise control of the elevator; and the use of configuration software installed industrial computer as the host computer, achieve the elevator control system to monitor and data collection. CPU226 and PC interface with PPI data communication and exchange. Analysis of the elevator control theory, the control system hardware architecture, software design and power control configuration screen for a more detailed explanation. The elevator control system has the floor and the elimination of signal generation, stop the registration and the elimination of the signal level, elevator directional, stop signal, switching the door sessions, alarm functions and so on.Keywords: Elevator; Programmable Logic Controller; control ; Configuration software毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
摘要随着科学技术的发展近年来,我国的电梯生产技术得到了迅速发展.一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。
更新换代生产更新型的电梯,电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份,随着自动控制理论与微电子技术的发展,电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化,交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。
目前电梯控制系统主要有三种控制方式:继电路控制系统(“早期安装的电梯多位继电器控制系统)、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。
而PLC控制系统由于运行可靠性高,使用维修方便,抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点,倍受人们重视等优点,已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式,目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。
关键词plc 电梯控制系统电梯系统运行沈阳工程学院课程设计AbstractAlong with science’s and technology's development, the recent years, our country’s elevator production technology obtained the rapidly expand。
Some elevator factory unceasingly is also improving the design, the revision craft。
The renewal production renewal’s elevator, the elevator mainly divides into the mechanical system and the control system two major parts, along with the automatic control theory and microelectronic technology's development,elevator's dragging way and the control method has had the very big change,the exchange velocity modulation is the current elevator dragging main development direction。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)摘要在现代社会里,电梯在很多高层建筑里扮演着越来越重要的角色。
随着科技的进步,研究可编程序控制器(PLC)在电梯中的控制运用是一个非常有意义的课题。
本文介绍了利用西门子S7-200可编程控制器编写的一个四层电梯的控制系统,利用Eview触摸屏制作人机对话界面。
主要目的是解决目前电梯控制中存在的一些问题,合理地利用PLC的硬件资源和软件资源,要求功能变化灵活,故障少,噪音低。
维修保养方便,节能省工,抗干扰能力强,控制箱占地面积少。
充分利用各种指令的简化控制程序,做到控制程序应尽量简单,便于理解,并有一定的规律性以便能适合于不同控制楼层的要求。
实践证明,PLC可编程控制器和Eview触摸屏结合有利于PLC控制系统的设计、检测,具有良好的应用价值。
关键词:PLC;触摸屏;控制AbstractIn the modern society, the elevator is playing a more and more important role in the high -rise construction. With the improvement of science and technology,it is a very meaningful topic to do research into programmable controller(PLC) in the control of elevator。
This article introduced a control system of a four-floor evevator useing Simens the S7- 200 programmable controller is compilation, and it uses the Eview touchscreen tomanufacture a man-machine conversation contact surface. The main purpose is to solve the problems existing in the control of elevator cot present.For example,use the hardware resource and the software resource resonably, requesting function change inimble, the breakdown few, the nois e low. The service maintenance is convenient, the energy conservation labor saving, the contr ol box area few.Make good use of all kinds of simplification control procedure of instruction so as to make control procedure as simple as as possible to be easily understood and simple, is advantageous for the understanding and has certain regularity in order to suit the requests of different controls floors。
I 江苏城市职业学院 毕业设计(论文)
( 2011届)
设计(论文)题目 基于西门子S7-200的PLC四层电梯电气控制设计 办 学 点 (系) 连云港办学点 信息工程系 专 业 机电一体化技术 班级 06机电(五) 学号 0610010108 学生姓名 李 想 起讫日期 2011年2月22日 地点 连云港办学点 指导教师 徐以标 职称 高级技师
2011年 2 月 23 日 II
四层货梯的PLC控制 【内容提要】: 本文介绍利用西门子S7-2OO可编程控制器编写的一个四层电梯的控制系统,利用MCGS组态软件制作人机对话界面,检验电梯PLC控制系统运行情况。实践证明PLC可编程控制器和MCGS组态软件结合有利于PLC控制系统的设计、检测,具有良好的应用价值。向用户提供解决实际工程问题的方案。充分利用windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点。比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性.在自动化领域有着更应用。本文利用MCGS组态软件检验电梯PLC控制系统的运行情况。为了能在激烈的国际化竞争中赢得先机,先进的设计软件是必不可少的。这就要求我们毕业生能积极认真学好目前最先进的设计方法和自动化技术,为我国的自动化行业做出自己的贡献。
【关键字】 电梯 变频器 PLC控制 变频调速 III
目 录 摘 要........................................... 错误!未定义书签。 目 录.......................................................... III 1 概 述.......................................................... 1 1.1 PLC的发展历程 ................................................ 1 1.2 PLC组成及特点 ................................................ 2 1.3 PLC的工作原理 ................................................ 4 1.4 PLC的编程语言 ................................................ 4 1.5 PLC在电梯上的应用 ............................................ 5 2 程控制器的机型选择................................................ 7 2.1 控制电磁阀等所需的I/O点数 .................................... 7 2.2 内存估计 ...................................................... 7 2.3 响应时间 ...................................................... 7 2.4 输入输出模块的选择 ............................................ 8 3 硬件设计.......................................................... 9 3.1 硬件配置简介 .................................................. 9 3.2 电梯控制系统 .................................................. 9 3.3 电气控制系统框图 ............................................. 11 3.4 输入输出的分配 ............................................... 11 4 软件设计......................................................... 13 4.1 程序流程图 ................................................... 13 4.2 电梯定向逻辑 ................................................. 15 4.3 电梯PLC控制系统设计 ......................................... 16 4.4 四层电梯的梯形图设计 ......................................... 19 5 系统调试......................................................... 24 5.1 硬件部分调试 ................................................. 24 5.2 软件部分调试 ................................................. 24 总 结........................................................... 26 致 谢........................................................... 27 参考文献............................................ 错误!未定义书签。 1
1概 述 1.1 PLC的发展历程 第一台可编程控制器的设计规范是美国通用公司提出的。当时的目的是要求设计一种新的控制装置以取代继电器盘,在保留了继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点的基础上,同时具有现代化生产线所要求的时间响应快、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、维修方便等诸多高品质与功能。这一设想提出后,美国数字设备公司(DEC)于1969年研制成第一台PLC,型号为PDP-14,投入通用汽车公司的生产线控制中,取得了令人满意的效果,从此开创了PLC的新纪元。 第一台PLC具有模块化、可扩充、可重编程及用于工业环境的特性。这些控制器易于安装,占用空间小,可重复使用。尽管控制器编程有些琐碎,但它具有公共的工厂标准—梯形图编程语言,这样使得不熟悉计算机的人也能方便的使用它。 在短时间内,PLC在其他工业部门也得到应用。到70年代初,食品、金属和制造等工业部门相继使用PLC代替继电器控制设备,迈出了其实用化阶段的第一步。 70年代中期,由于大规模集成电路的出现,使8位微处理器和位片处理器相继问世,使可编程控制技术产生了飞跃。在逻辑运算功能的基础上,增加了数值运算、闭环控制、提高了运算速度,扩大了输入输出规模。在这个时期,日本、西德(原)和法国相继研制出了自己的PLC,我国在1974年也开始研制。 70年代由于超大规模集成电路的出现,使PLC向大规模、高速性能方向发展,形成了多种系列化产品。这是面向工程技术人员的编程语言发展成熟,出现了工艺人员使用的图形语言。在功能上,PLC可以代替某些模拟控制装置和小型机DDC系统。 进入八九十年代后,PLC的软硬件功能进一步得到加强,PLC已发展成为一种可提供诸多功能的成熟的控制系统,能与其他设备通信,生成报表,调度产生,可诊断自身故障及机器故障。这些改进使PLC符合今天对高质量高产出的要求。尽管PLC功能越来越强,但他仍然保留了先前的简单与易于使用的特点。 2
1.2 PLC组成及特点 PLC的硬件系统由主机系统、输入输出扩展部分及外部设备组成。除了硬件系统外,还需要软件系统的支持,它们相辅相成,却一不可,共同构成PLC。PLC的软件系由系统程序和用户程序两大部分组成。 PLC能如此迅速发展,除了工业自动化的客观需求外,还因为他具有许多独特的优点。他较好到解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。以下是其主要特点。(1)编程方法简单易学(2)功能强,性能价格比高(3)硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强(4)可靠性高、抗干扰能力强(5)系统的设计、安装、调试工作量少(6)维修工作量小,维修方便(7)体积小、耗能低 1.2.1 硬件的可靠性 可编程控制是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制系统和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用与维修方便等一系列的优点。特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力,受到用户的青睐。因而在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用,成为了现代工业的三大支柱之一。一个设计良好的PLC能置于有很强的电噪声、电磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大的环境中。 PLC的硬件系统由主机系统、输入输出扩展部件及外部设备组成。各部分之间通过内部系统总线进行连接。CPU是PLC的核心部分,由它实现逻辑运算,协调控制系统内部各部分的工作,它的运行是按照系统程序所赋予的任务进行的。PLC的对外功能主要是通过各类接口模块的红外线,实现对工业设备和生产过程的检测和控制。PLC的电源一般采用开关电源,其特点是输入电压范围宽、体积小、质量轻、效率高、抗干扰性能好。路串一旦某模块出现故障,进行在线插拔、调试时不会影响各机的正常运行。 1.2.2 编程简单,使用方便 用微机实现自动控制,常使用汇编语言编程,难于掌握,要求使用者具有一定水平的计算机硬件和软件知识。 PLC采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程,容易掌握。例如,目前打多数PLC均采用的梯形图语言编程方式,既继承了传统控制线路的清晰直