基于WinCC组态软件的电梯控制系统设计

****大学毕业设计（论文）题目：基于WinCC组态软件的电梯控制系统设计专业：电气工程及其自动化学生姓名：*******班级学号：**********指导教师：*********指导单位：电气信息工程系日期：2008年9月15日至2008年12月21日摘要PLC是ProgrammableLogicalController的简称，广泛应用于冶金、石油、化工、交通运输、轻工、电力、汽车、通用机械、智能建筑等各个领域，是目前一种应用场合最多的工业控制器，在工业自动化中起着举足轻重的作用。而电梯是人们生活中不可或缺的工具之一。目前，电梯控制使用最多的是PLC控制方式。本文主要介绍了可编程控制器及其应用特点，并用西门子S7–300系列PLC来做一个电梯控制系统的设计，然后采用西门子公司的工控组态软件WinCC与S7-PLCSIM仿真软件配合使用实现S7-300与工控组态软件WinCC之间虚拟通讯，模拟控制过程。关键词：电梯控制；可编程控制器；WinCC；SIMATICS7-300；S7-PLCSIMABSTRACTThePLCisthebriefnameoftheProgrammableLogicalController,whichiswidelyusedinthemetallurgy,petroleum,chemicalengineering,transportationextensivelyconveyance,lightwork,electricpower,automobile,generalusemachine,theintelligencebuildingetc.It’scurrentlyakindofthemostsituationappliedindustrycontroller,andrisesaprominentroleinindustryautomationarea.Elevatorisimportanttoolsofourlife.Nowadays,moreandmorepeopledesigntheelevatorsystembyusingPLC.ThemainpurposeofthisarticleistointroducetheapplicationfeaturesofprogrammablelogiccontrollerandbuildtheelevatorsystembyuseSIMENSS7-300.Next,weusetheSiemensindustrialcontrolconfigurationsoftwareWincccombinationwithPLCSIMsimulationsoftwaretobuildupavirtualcommunicationsbetweenS7-300andWinCC,soastosimulatethecontrolprocess.Keywords：ElevatorControl；PLC；WinCC；SIMATICS7-300；S7-PLCSIM目录第一章绪论.............................................11.1电梯的基本结构...............................................11.2电梯的控制方式...............................................11.3电梯的主要功能...............................................2第二章PLC概述.........................................32.1PLC的发展简史及发展趋势.....................................32.2PLC的功能及应用.............................................42.3PLC的分类和特点.............................................52.4PLC的基本结构...............................................62.5PLC的工作原理...............................................72.6PLC控制系统设计的基本原则和内容.............................7第三章软件介绍.........................................93.1STEP7概述...................................................93.2仿真软件S7-PLCSIM..........................................103.3工控组态软件WinCC..........................................10第四章电梯系统设计....................................124.1课题设计分析................................................124.2课题程序设计................................................154.2.1编程涉及的部分指令....................................154.2.2创建项目并编程........................................274.2.3主要程序段............................................214.3WinCC上的人机界面组态......................................24结束语....................................................31致谢....................................................32参考文献..................................................33附录A....................................................34********大学******届本科生毕业设计（论文）1第一章绪论随着社会的不断发展，楼房越来越高，而电梯成为了高层楼房的必须设备。它方便了人们的生活，节省了时间和体力。电梯是自动化程度和安全可靠性要求很高的设备，其电气构成比较复杂。电梯质量的好坏在很大程度上取决于它的控制系统。PLC控制系统运行可靠、编程简单、维修方便、抗干扰性强，已成为目前电梯系统中使用最多的控制方式。1.1电梯的基本结构电梯的基本结构有：1.曳引系统：由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮及反绳轮等组成。2.导向系统：由导轨、导靴和导轨架等组成。作用是限制轿厢和对重的活动自由度。使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。3.门系统：由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成。4.桥厢：轿厢是用以运送乘客或货物的电梯组件。它是由轿厢架和轿厢体组成。5.重量平衡系统：由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成。6.电力拖动系统：由曳引电机、供电系统、速度反馈装置、速度装置等组成。它的作用是对电梯实行速度控制。7.电气控制系统：由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等组成。它的作用是对电梯的运行实行操纵和控制。8.安全保护系统：包括机械和电气的各类保护系统，可保护电梯安全使用。1.2电梯的控制方式按操纵控制方式分，电梯可以分为以下几种：1.手柄开关操纵电梯：电梯司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关，实现电梯的起动、上升、下降、平层、停止的运行状态。它要求轿厢门上装有透明玻璃窗口或使用栅栏轿门，井道壁上有层楼标记和平层标记，电梯司机根据这些标记判断楼层数以及控制电梯平层。2.信号控制电梯：这是一种自动控制程度较高的有司机电梯。除具有自动平层，自动开门功能外，还具有轿厢命令等级、层站召唤等级、自动停层、顺向截停和自动换向等功能。司机只要将需要停站的层楼按钮逐一按下，再按下启动按钮，电梯就自动关门运行。在这中间，司机只需要操纵启动按钮，一直到预先登记的指令全部执行完毕。在运行中，电梯能被符合运动方向的层站召唤信号截停。采用这种控制方式的常为司机客梯。3.集选控制电梯：集选控制是一种在信号控制基础上发展起来的全自动控制电梯，它与信号控制的主要区别主要在于能实现无司机操纵。其主要特点是：把轿内选层信号和各层外呼信号集合起来，自动决定上、下运行方向，顺向应答。********大学******届本科生毕业设计（论文）2这类电梯需要在轿厢上设置称重装置，以免电梯超载。轿门上需设有保护装置，防止乘客出、入轿厢时被轧伤。4.并联控制电梯：2-3台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制，共用层外召唤按钮，电梯本身都具有集选功能。群控电梯是用微机来统一调度多台集中并列的电梯。群控有梯群程序控制、梯群智能控制等形式。1.3电梯的主要功能电梯要实现的主要功能有：1.司机操作：由司机关门启动电梯运行，由轿内指令按钮选向，厅外召唤只能顺向截梯，自动平层。2.集选控制：集选控制是将轿厢内指令和厅外召唤的各种功能信号集中进行综合分析处理的高度自动控制功能。它能对轿厢指令、厅外召唤登记，停站延时自动关门启动运行，同向逐一应答，自动平层，自动开门，顺向截梯，自动换反向应答，能自动应召服务。3.下行集选：只在下行时有集选功能，因此厅外只设下行召唤按钮，上行不能截梯。4.独立操作：指通过轿内指令驶往特定楼层，专为特定楼层乘客提供服务，不应答其他层站和厅外召唤。5.特别楼层优先控制：特别楼层有呼唤时，电梯以最短的时间应答。应答前往时，不理会轿内指令和其他召唤。到达该特别楼层后，该功能自动取消。6.停梯操作：在夜间、周末或假日，通过停梯开关使电梯停在指定楼层。停梯时，轿门关闭，照明、风扇断电，以利节电、安全。7.满载控制：当轿厢内满载时，不响应厅外召唤。8.防止恶作剧功能：本功能防止因恶作剧而按下过多轿内指令按钮导致异常情况。9.清除无效指令：清除所有与电梯运行方向不符的轿内指令。10.开门时间自动控制：根据厅外召唤、轿内指令的种类以及轿内情况，自动调整开门时间。11.故障重开门：因故障使电梯门不能关闭时，使门重新打开再试关门。12.低速自救：当电梯在层间停止时，自动以低速驶向最近楼层停梯开门。13.停电时紧急操作：当市电电网停电时，用备用电源将电梯运行到指定楼层待机。14.故障检测：将故障记录在微机内存，并以数码显示故障性质。当故障超过一定数值时，电梯便停止运行。只有排除故障，清除内存记录后，电梯才能运行。大多数微机控制电梯都具有这种功能。********大学******届本科生毕业设计（论文）3第二章PLC概述可编程序控制器，英文称ProgrammableLogicalController，简称PLC。国际电工委员会(IRC)对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC把控制技术、计算机技术、通信技术集成于一体、功能强大，可靠性高，编程简单，使用方便，维护容易，应用广泛，是当代工业生产自动化的四大支柱之一。2.1PLC的发展简史及发展趋势PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关。这些高新