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1、LOGO指导教师：杨明指导教师：杨明基于基于PLCPLC的电梯自动控制系统系统的电梯自动控制系统系统n班级：班级：0808级自动化一班级自动化一班n学生：黄勤学生：黄勤n学号：学号：200820307143200820307143n课题简介课题简介nPLC的简介和选择的简介和选择n电梯控制系统的硬件设计电梯控制系统的硬件设计n电梯控制系统的软件设计电梯控制系统的软件设计n结论结论内容提纲内容提纲LOGO第一部分第一部分:课题简介课题简介课题简介课题简介u电梯的国内外发展情况：电梯的国内外发展情况：随着社会及城市建设的发展随着社会及城市建设的发展,电梯在高层建筑领域的应用越来越电梯在高层建筑领域
2、的应用越来越广泛，电梯作为楼群建筑中垂直运行的交通工具广泛，电梯作为楼群建筑中垂直运行的交通工具,已与人们的日常生已与人们的日常生活密不可分。活密不可分。我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。兴旺的电梯市场吸我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。兴旺的电梯市场吸引着全世界所有的知名电梯公司，美国奥的斯、德国蒂森、日本三引着全世界所有的知名电梯公司，美国奥的斯、德国蒂森、日本三菱、富士达等菱、富士达等1313家大型外伤投资公司在国内的市场份额到了家大型外伤投资公司在国内的市场份额到了74%74%。其。其中，奥的斯公司和三菱公中，奥的斯公司和三菱公 司是世界上最大的电梯生产企业司是世界上最大的电梯
3、生产企业。先进技先进技术和现金管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用。目前术和现金管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用。目前国内市场需要的电梯产品，我国电梯行业几乎全部可以生产，不但国内市场需要的电梯产品，我国电梯行业几乎全部可以生产，不但大量替代了进口，而且有一定的出口。国产电梯的技术水平和产品大量替代了进口，而且有一定的出口。国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高。质量正在稳步提高。课题简介课题简介u课题意义及内容：课题意义及内容：电梯由单纯电梯由单纯“垂直升降机垂直升降机”发展成为现在集机发展成为现在集机-电一体化的生活交通工具，电一体化的生活交通工具，其安全性能、智能化
4、、自动化程度也越来越高，电梯的使用性日益显著，成为其安全性能、智能化、自动化程度也越来越高，电梯的使用性日益显著，成为人们生活中不可缺少的交通工具之一。而本论文基于现有电梯的设计、制作工人们生活中不可缺少的交通工具之一。而本论文基于现有电梯的设计、制作工艺设计一个基于艺设计一个基于PLC的五层电梯控制系统，包括硬件系统和软件系统，最终实的五层电梯控制系统，包括硬件系统和软件系统，最终实现电梯平稳运行、安全可靠，满足电梯在实际生活中的控制要求的设计目的。现电梯平稳运行、安全可靠，满足电梯在实际生活中的控制要求的设计目的。本次设计任务主要通过四章完成设计目的，本章概述电梯的起源发展、分本次设计任务
5、主要通过四章完成设计目的，本章概述电梯的起源发展、分类、主要性能、控制指标，对于电梯控制系统，简要介绍了电梯控制系统的结类、主要性能、控制指标，对于电梯控制系统，简要介绍了电梯控制系统的结构、电力拖动系统、电气控制系统、控制系统工作原理。第二章主要是基于构、电力拖动系统、电气控制系统、控制系统工作原理。第二章主要是基于PLC电梯控制系统，简明介绍西门子电梯控制系统，简明介绍西门子S7 200 PLC硬件结构，还主要介绍了硬件结构，还主要介绍了PLC可编程序控制器的定义、特点、结构和工作原理。第三章为控制系统的硬可编程序控制器的定义、特点、结构和工作原理。第三章为控制系统的硬件设计部分着重对系统
6、进行件设计部分着重对系统进行PLC系统配置及系统配置及I/O点分配，设计电梯结构图和点分配，设计电梯结构图和PLC I/O接线端子图，数码显示管实现楼层显示任务，交流双速电梯电路以接线端子图，数码显示管实现楼层显示任务，交流双速电梯电路以及安全运行电路。第四章软件设计部分作为控制系统的核心，在上一章硬件设及安全运行电路。第四章软件设计部分作为控制系统的核心，在上一章硬件设计的基础上，主要对五层电梯运行中启动控制、换速控制、楼层感应控制、轿计的基础上，主要对五层电梯运行中启动控制、换速控制、楼层感应控制、轿内指令控制、门厅召唤控制、选向控制、电梯平层信号控制、楼层显示控制等内指令控制、门厅召唤控
7、制、选向控制、电梯平层信号控制、楼层显示控制等进行详细设计，从而实现软、硬件结合。进行详细设计，从而实现软、硬件结合。LOGO第二部分第二部分:PLC的简介和选择的简介和选择PLC的简介和选择的简介和选择uPLC的定义：的定义：PLC即可编程控制器（即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的）颁布的PLC标准草案中对标准草案中对PLC做了如下定义：做了如
8、下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而
9、设计。统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”uPLC的特点：的特点：可靠性高，抗干扰能力强：配套齐全，功能完善，适用性强；可靠性高，抗干扰能力强：配套齐全，功能完善，适用性强；易学易用，深受工程技术人员欢迎；系统的设计、建造工作量小，易学易用，深受工程技术人员欢迎；系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低。维护方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低。PLCPLC的简介和选择的简介和选择uPLC的结构：的结构：PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。基本上与微型计算机相同。1CPU运
10、算和控制中心运算和控制中心 2存储器存储器 3输入输入/输出接口输出接口 4编程器编程器 PLC工作原理：工作原理：PLC采用采用“顺序扫描，不断循环顺序扫描，不断循环”的工作方式的工作方式 1每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。号进行刷新。2输入刷新过程。当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段输入刷新过程。当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。扫描时，新状态才被读入。3一个扫描周期分为输
11、入采样，程序执行，输出刷新。一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。4元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。5扫描周期的长短由三条决定。（扫描周期的长短由三条决定。（1）CPU执行指令的度执行指令的度（2）指令本身占有的时间（）指令本身占有的时间（3）指令条数。）指令条数。6由于采用集中采样。集中输出的方式。存在输入由于采用集中采样。集中输出的方式。存在输入/输出滞输出滞后的现象，即输入后的现象，即输入/输出响应延迟。输出响应延迟。PLC的简介和选择的简介和选择 上图为电梯楼层显示信号输入输出点表上图为电梯楼层显示信号输入输出
12、点表左图为电梯控制信号输入输出点表。左图为电梯控制信号输入输出点表。根据两表可知本次设计的五层电梯共需根据两表可知本次设计的五层电梯共需 要要39数字输入和数字输入和40数字输出。数字输出。出于对本设计的要求，以及对出于对本设计的要求，以及对PLC不同不同产品的熟悉程度，根据点表本次设计选用德产品的熟悉程度，根据点表本次设计选用德国西门子公司国西门子公司PLC的的S7 200系列系列 PLC CPU226 6ES 7216-2AD23-0XB8(数字数字16输入输入/24输出输出)作为核心，扩充模作为核心，扩充模板板EM223 6ES 7223-1PM22-0XA8（数字组合（数字组合32输入
13、输入/32继电器输出）来实继电器输出）来实现五层电梯的控制。现五层电梯的控制。LOGO第三部分第三部分:电梯系统的硬件设计电梯系统的硬件设计u硬件设计思路：硬件设计思路：电梯电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成，电梯信号控制系统和拖动控制系统两部分组成，电梯PLC控制系统的控制系统的基本结构，主要硬件包括基本结构，主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。系盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等
14、。系统控制核心为统控制核心为PLC主机，操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号主机，操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过通过PLC输入接口送人输入接口送人PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。1）根据电梯组成部分和控制要求以及可实现性等因素，构建）根据电梯组成部分和控制要求以及可实现性等因素，构建出电梯结构图。出电梯结构图。2）根据电梯控制需要，确定）根据电梯控制需要，确定I/O点数，画出点数，画出S7 200 CPU226和扩展模块和扩展模块EM223的端子接线图。的端子接线
15、图。3）使用七段显示数码管作为电梯楼层显示，通过）使用七段显示数码管作为电梯楼层显示，通过7个数字信个数字信号来控制七段数码显示，并画出硬件图。号来控制七段数码显示，并画出硬件图。4）使用星型）使用星型-三角形启动方式控制电梯交流双速电机拖动，并三角形启动方式控制电梯交流双速电机拖动，并设计交流双速电机控制电气图，考虑到电梯运行过程中的安全问设计交流双速电机控制电气图，考虑到电梯运行过程中的安全问题，应设计出相应的安全运行电路。题，应设计出相应的安全运行电路。电梯系统的硬件设计电梯系统的硬件设计电梯系统的硬件设计电梯系统的硬件设计电梯结构图：电梯结构图：LEDLED显示电路：显示电路：电梯系统
16、的硬件设计电梯系统的硬件设计PLC I/O端子分配图：端子分配图：CPU226CPU226EM223EM223电梯系统的硬件设计电梯系统的硬件设计交流双速电梯主电路：交流双速电梯主电路：LOGO第四部分第四部分:电梯系统的软件设计电梯系统的软件设计电梯系统的软件设计电梯系统的软件设计电梯主电路流程图：电梯主电路流程图：电梯系统的软件设计电梯系统的软件设计梯形图：梯形图：换速控制梯形图换速控制梯形图启动控制梯形图启动控制梯形图电梯系统的软件设计电梯系统的软件设计楼层感应控制楼层感应控制轿内指令控制轿内指令控制电梯系统的软件设计电梯系统的软件设计门厅召唤控制梯形图门厅召唤控制梯形图选项控制梯形图选
17、项控制梯形图电梯系统的软件设计电梯系统的软件设计电梯平层控制制梯形图电梯平层控制制梯形图楼层显示控制制梯形图楼层显示控制制梯形图LOGO第五部分第五部分:结论结论结论结论 可编程控制器作为新一代的控制工具，核心是微处理器，其具有很强的抗干扰可编程控制器作为新一代的控制工具，核心是微处理器，其具有很强的抗干扰能力，梯形图的编程语言又极易为工程技术人员所接受，因而被称为真正的工业控能力，梯形图的编程语言又极易为工程技术人员所接受，因而被称为真正的工业控制计算机（或蓝领计算机）。尤其是随着微电子技术、计算机技术等的发展，可编制计算机（或蓝领计算机）。尤其是随着微电子技术、计算机技术等的发展，可编程控
18、制器的功能已远超继电器控制系统，因而被广泛应用于开关量控制、模拟量控程控制器的功能已远超继电器控制系统，因而被广泛应用于开关量控制、模拟量控制等各种工业控制场合。由于电梯控制系统采用可编程控制器，使其硬件结构简蛋，制等各种工业控制场合。由于电梯控制系统采用可编程控制器，使其硬件结构简蛋，编程方便，可靠性进一步改善。编程方便，可靠性进一步改善。设计基本达到了设计目的，完成电梯的控制系统的主要程序设计。利用设计基本达到了设计目的，完成电梯的控制系统的主要程序设计。利用PLC控控制器实现了对电梯的控制，通过合理的控制器系统配置、参数设置和软件设计，提制器实现了对电梯的控制，通过合理的控制器系统配置、
19、参数设置和软件设计，提高了电梯运行的可靠性，改善了电梯运行的舒适感，并节约了电能。高了电梯运行的可靠性，改善了电梯运行的舒适感，并节约了电能。本论文概述了电梯发展状况、控制系统的原理、可编程控制器的硬件结构的基本论文概述了电梯发展状况、控制系统的原理、可编程控制器的硬件结构的基础上，研究采用础上，研究采用PLC控制，优化电梯的运行速度，提高可靠性、舒适性的方法，通控制，优化电梯的运行速度，提高可靠性、舒适性的方法，通过查阅大量的文献资料，借助互联网和图书馆，结合电梯控制实际，对数码管进行过查阅大量的文献资料，借助互联网和图书馆，结合电梯控制实际，对数码管进行研究，并合理应用。研究，并合理应用。
20、对比电梯的发展历史，电梯的功能、效率、节能等方面有了较快的发展。从继电对比电梯的发展历史，电梯的功能、效率、节能等方面有了较快的发展。从继电器电梯控制方式和器电梯控制方式和PLC控制方式的对比，充分显示出控制方式的对比，充分显示出PLC电梯控制的优点，电梯控制的优点，PLC控控制系统也成为了现代电梯控制的主流。制系统也成为了现代电梯控制的主流。通过本次电梯控制系统设计，理论知识学习和实际设计的结合锻炼了我的综合运通过本次电梯控制系统设计，理论知识学习和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、等其他能力水用所学的专业基础知识，同时也提高了我查阅文
21、献资料、设计手册、等其他能力水平，并且通过整体的掌控，局部的取舍，以及细节的处理，都使自身的能力得到了平，并且通过整体的掌控，局部的取舍，以及细节的处理，都使自身的能力得到了锻炼，经验得以丰富。锻炼，经验得以丰富。致谢致谢 通过这次毕业设计，使我对以前所学的知识有了一个整体上的通过这次毕业设计，使我对以前所学的知识有了一个整体上的概括，也让我们具体了解到了每个元件在电路中的具体作用，了解到概括，也让我们具体了解到了每个元件在电路中的具体作用，了解到了它的功能和结构。了它的功能和结构。最后，对各位专家、老师审阅我的论文深表感谢，并渴望给最后，对各位专家、老师审阅我的论文深表感谢，并渴望给予批评指正。予批评指正。LOGO谢谢大家！谢谢大家！