基于PLC的电梯控制系统设计

基于plc的电梯控制系统设计（姓名：王珂班级：11级电气工程1班学号：1102120105）摘要：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。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，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。本文在阐述电梯的结构和可编程控制器的结构和工作原理的基础上，针对4层电梯，使用西门子S7-200可编程控制器，设计了电梯的控制系统，包括轿内指令和厅外召唤信号的登记与消除、电梯的选层和定向、电梯的开关门运行、电梯上下行控制、电梯的指层控制等部分，实现了轿内与各层呼梯指令的记录、电梯运行方向和选层的控制，电梯上下行和自动开关门、电梯的指层控制等功能。关键词：四层电梯；控制系统；可编程控制器；一引言电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。事实上，在电梯上已经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而只有电梯的制造，安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量，才能全面保证电梯的最终高质量。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的发展方向。可编程序控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。1二控制系统的组成2.1PLC控制系统组成PLC控制系统像一般的计算机控制系统一样，也是由硬件和软件两个部分组成的，硬件是指PLC本身及其外围设备，软件是指管理PLC的系统软件，PLC的应用程序，编程语言和编程支持工具软件。图2-1典型PLC控制系统的硬件组成图2.1.1硬件的组成主控模块除了早期生产的整体式PLC（PLC的各个不见都在同一机壳内）外，目前市场多数的PLC都已采用模块化的结构（PLC的各个部件独立封装，称之为模块）输入/输出模块PLC的控制对象是工业生产过程，它与工业生产过程的联系是通过I/O模块实现的。电源模块该模块将交流电源转换成供CPU存储器所需的直流电源，是整个PLC系统的能源供给中心。I/O电路PLC的基本功能就是控制，它采集被控对象的各种信号。经过PLC处理后，通过执行装置实现控制。2.2.2软件的组成PLC控制系统的软件主要是系统软件，应用软件，编程语言及编程支持工具软件几2个部分组成。系统软件与工作过程PLC系统软件是PLC工作所必须的软件。在系统软件的支持PLC对用户程序进行逐条的解释，并加以执行，直到用户程序结束，然后返回到程序的起始又开始新的一轮扫描。PLC的这种工作方式就称之为循环扫描。应用软件PLC控制系统的应用软件是指为完成PLC实际控制任务而编制的各种软件。随着PLC应用领域范围的不断扩大，应用水平的提高，PLC应用软件也大大丰富起来了。编程语言及编程支持工具软件PLC有多种编程语言：梯形图语言，助记符语言，逻辑功能图语言，布尔代数语言和某些高级语言（Basic，C语言等）。三电梯控制系统设计3.1电动机控制电路图根据设计要求，本次设计的电气控制系统主回路原理图如图4-2所示。图中M1，M2为曳引电机和门电机，交流接触器KM1~KM4通过控制两台电动机的运行来控制轿厢和厅门，从而进行对电梯的控制。FR1，FR2为起过载保护作用的热继电器，用于电梯运行过载时断开主电路。FU1为熔断器，起过电流保护作用。曳引电机门电机图4-2电动机控制电路图33.2程序仿真与调试编好的程序用S7-200仿真软件进行了仿真，步骤如下：第一步，把程序导出保存为“四层电梯控制系统.awl”文件。第二步，打开仿真软件，选择CPU224及扩展模块EM223。第三步，装载“四层电梯控制系统.awl”文件。第四步，监控梯形图，运行PLC。第五步，点击输入点，使相应输入点闭合，查看梯形图输出情况，如图4-6所示。第六步，根据仿真情况对程序进行相应的修改和调试。通过仿真与调试，最终得到的程序符合电梯控制的各项要求。图4-6PLC仿真五结论本次设计利用S7-200可编程控制器实现对电梯的控制。通过I/O口的估算，合理的选择PLC的型号。根据电梯的控制要求，合理的分配I/0口，绘制流程图，编写电梯控制程序，并通过软件对程序进行仿真调试，使电梯实现了轿内与各层呼梯指令的记录、电梯运行方向和选层的控制，电梯上下行和自动开关门、电梯的指层控制等功能，达到了预定的设计目的。这次设计也存在一定的不足。由于时间的仓促、设备条件和专业知识的限制，只能模拟电梯控制，用软件进行仿真，未能对相关的元器件进行选型和制作电梯模型。另外，整篇论文肯定存在尚未发现的缺点和错误，肯请阅读此篇论文的老师多予指正。面对问题，才有可能解决问题。不足和遗憾不会给我打击，只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新技术、新设备、新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为社会做出应有的贡献，为祖国建设做出贡献。致谢四结论本次设计利用S7-200可编程控制器实现对电梯的控制。通过I/O口的估算，合理的选择PLC的型号。根据电梯的控制要求，合理的分配I/0口，绘制流程图，编写电梯控制4程序，并通过软件对程序进行仿真调试，使电梯实现了轿内与各层呼梯指令的记录、电梯运行方向和选层的控制，电梯上下行和自动开关门、电梯的指层控制等功能，达到了预定的设计目的。在本次毕业设计以及论文编写过程中，从项目的选定、和理性分析到最后的论文编排，感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。最后，特别感谢各位老师在百忙中抽出时间评阅我的论文。参考文献[1]石天.电梯史话.湖南安全与防灾，2008.[2]孙立新，王彦涛.对电梯分类的探讨.ChinaElevator,2004.[3]张汉达，王锡仲，朱学莉编著.现代电梯控制技术.哈尔滨：哈尔宾工业大学出版社发行，2001.3.[4]芮静康.电梯电气控制技术.北京：中国建筑工业出版社，2005.[5]冯圣华.浅论电梯电气控制发展.科技资讯，2009.[6]杨宁主编.微机控制技术.[M]北京：高等教育出版社，2001.[7]顾战松，陈铁年编著.可编程控制器原理与应用.[M]北京：国防工业出版社，1996[8]肖军,孟令军编著.可编程序控制器原理及应用.北京:清华大学出版社.2008[9]西门子公司.SIMATICS7-200可编程控制器系统手册.[10]常晓玲.电气控制系统与可编程控制器.北京：机械工业出版社，2006.