毕业论文PLC在电梯控制系统的应用.doc
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1、毕 业 设 计(论文)(说 明 书)题 目:PLC在电梯控制系统的应用姓 名: 张 乐 编 号:20082000644 平顶山工业职业技术学院 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 (论文) 任 务 书姓名: 张乐 专业: 机电一体化 任 务 下 达 日 期 年 月 日设计(论文)开始日期 年 月 日设计(论文)完成日期 年 月 日设计(论文)题目: A编制设计 B设计专题(毕业论文) 指 导 教 师: 系(部)主 任 : 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)答辩委员会记录 系 专业,学生 于 年 月 日进行了毕业设计(论文)答辩。设计题目: 专题(论文)题目: 指导老师
2、: 答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料,根据学生答辩情况,经答辩委员会讨论评定,给予学生 毕业设计(论文)成绩为 。答辩委员会 人,出席 人答辩委员会主任(签字): 答辩委员会副主任(签字): 答辩委员会委员: , , , , , , 平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)评语第 页共 页学生姓名: 专业 年级 毕业设计(论文)题目: 评 阅 人: 指导教师: (签字) 年 月 日成 绩: 系(科)主任: (签字) 年 月 日毕业设计(论文)及答辩评语: 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
3、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AbstractAt present the elevator control system mainly
4、has three control modes: Following electric circuit control system, PLC (Programmable Logic Controller) control system, microcomputer control system. PLC control system, because moves the reliability to be high, the use service is convenient, anti-jamming, the design and the debugging cycle is short
5、 and so on merits, time is taken seriously the people and so on merits, have become present use most control modes in the elevator control system.This article elaborated the elevator structure,the structure and the working principle of the programmable logic controllerAim at the elevator of four flo
6、ors,the writer design this elevator control system by the use of Siemens S7-200 programmable logic controllerThe writer design the elevator control parts, such as, the part of register and cancel the instructions from the cabin, the part of register and cancel the instructions from the station hall,
7、 the part of choose station and direction, the part of door movement,the part of elevator operation,the part of shown layer ,and so onThese parts achieve the functions:registering the instructions from the cabin and the station hall, choosing the direction and the station of elevator,elevator go up
8、or down and door automatically,fingering out the location of the cabin, and other functions.Key Words:Four-story ElevatorControl SystemProgrammable Logic Controller目 录第1章 绪论 4 1.1 电梯的简介 4 1.2 PLC在电梯控制中的应用以及发展前景 4 第2章 控制系统的选择及介绍 7 2.1 控制系统的选择 7 2.2 PLC控制系统组成10 第3章 PLC的选型16 3.1 输入输出(I/O)点数的估算16 3.2 机型
9、的确定 17 第4章 四层楼电梯控制系统设计18 4.1 电梯控制模拟系统面板图 18 4.2 电动机控制电路图 18 4.3 PLC外部接线图 19 4.4 流程图 21 4.5 操作原理简要说明 23 4.6 编程元件明细表 24 4.7 程序仿真与调试 24 第5章 结论26 参考文献 27 第1章 绪论1.1 电梯的简介人类利用升降工具运输货物、人员的历史非常悠久。早在公元前2600年,人在建造时就使用了最原始的升降系统,这套系统的基本原理至今仍无变化:即一个平衡物下降的同时,负载平台上升。早期的升降工具基本以人力为动力。1203年,在法国海岸边的一个修道院里安装了一台以驴子为动力的,
10、这才结束了用人力运送重物的历史。19世纪初,在欧美开始用蒸汽机作为升降工具的动力。1845年,第一台液压驱动升降机研制成功,液压驱动的介质是水。尽管升降工具被一代代富有革新精神的工程师们进行不断改进,然而被工业界普遍认可的升降机仍未出现,直到1852 年世界第一台安全升降机诞生。1852年,美国纽约杨克斯的机械工程师奥的斯先生发明了世界第1台安全升降机。1857年3年23日,奥的斯公司在纽约为一座专营法国瓷器和玻璃器皿的商店安装了世界上第一台客运升降机。1862年,奥的斯公司采用单独蒸汽机控制的升降机问世。1878年,奥的斯公司在纽约百老汇大街155号安装了第1台水压式乘客升降机。1889年1
11、2月,奥的斯公司在纽约的第玛瑞斯特大楼成功安装了1台直接连接式升降机。这是以直流电动机为动力的世界第1台电力驱动升降机,从此诞生了名副其实的电梯。 1.2在电梯控制中的应用以及发展前景目前,在电梯的控制方式上,主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC实际上是一种专用计算机,它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务,而且依靠程序运行,这就保证只有正确的程序才能运行,否则电梯不会工作;又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元,即无线圈又无触点,使用次数不受限制,属无触点运行,因此,它比继电器控制有着明显的优越性,运行寿命更长,工作更加可靠安全,自动化
12、水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式,它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代,是电梯控制系统中理想的控制新技术。随着科技的进步,电梯也更加安全、舒适。然而,人们的追求并没有就此停止下来,仍在不断地进行研究改进。绿色是和平,绿色是天然,绿色是和谐。电梯是载人的机电设备,要实现“绿色”,也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服务,强调电梯与环境的协调与和谐。目前意义上的“绿色”,一般是强调“天然”的一面,强调与环境的协调与和谐。电梯属于纯粹的工业产品,其天然性应表现为对环境影响的尽可能小,与环境的协调与平衡,以及电梯本身的人性化。这也应是绿
13、色电梯的发展方向。(1)智能化。 我们这罩所说的智能化电梯是传统的人工智能是无法胜任的。传统的智能控制是一种技术的事先安排,说到底是一种程序控制,是一种周期性的系统自动控制,实际上还算不上智能。而真正的智能电梯应更具人性化特点,不仅具有传统的人工智能的所有优点,而且还有传统的人工智能无法比拟的东西,具有动念和随机处理各种问题的能力,诸如能根据轿厢内的情况和各层的候梯信息,自动地制定每次最优的运动速度和停车政策;自动选择运动方面;双向语音交流;到达目的层的语音提示等,让乘客有更多的主动性,使大楼交通运输实现真正的人机对话。智能化要求电梯有自动安全检测功能,让电梯自己能够检测到电梯的故障所在,并及
14、时报警予以排除。(2)安全。 运行安全是电梯的根本和关键。可以说,电梯的全部其他工作都是以此为中心展开的,使电梯安全运行更有保障。运行安全不仅要消除电梯启动时较强的电磁辐射,使用安全材料和运行稳定,而且要有一种良好的视觉效果,让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒适的好心情。同时,电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时,不但要使乘客容易与外界沟通联系,而且电梯本身应当能自动播放让乘客感到放松的音乐,彻底消除产生紧张不安的情绪。1857年美国人OTIS发明出真正意义上的电梯。从此以后,电梯电气控制技术越来越收到人们的重视。电梯电气控制技术是否,主要体现在电梯电气控制系统的设计上。电梯的电气控
15、制主要是对各种指令信号、位置信号、速度信号和安全信号进行管理,使电梯正常运行或处于保护状态,发出各种显示信号。电梯的电气控制,过去采用继电器逻辑线路,一般称继电器控制。这种硬布线的逻辑控制方式具有原理简单、直观等特点。但通用性差,逻辑系统由许多触点组成,接线复杂、故障率高、设备庞大,国家已规定淘汰。目前我国电梯主要由先进的、可靠性高的微型计算机或可编程控制器控制。PLC是可编程控制器的简称,它是一种用于自动控制的专用微机,实质上属于微机控制方式,但可编程控制器具有其自身的特点:PLC在设计和制造上采取了许多抗干扰措施,能在较恶劣的各种环境里工作,可靠性高。PLC将CPU、存储器、1/0接口等做
16、成一体,使用方便,扩展容易。目前在国产电梯及中低档的客梯广泛采用了PLC控制系统,特别适合在用电梯的技术改造和控制器开发。在一些发达的工业国家,电梯的使用相当普遍。世界上有名的几家电梯公司,诸如:美国奥的斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等,其电梯的产量已占世界市场的51。其中,奥的斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。目前,国外除了以交流第2章 控制系统的选择及介绍2.1 控制系统的选择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。通过对比,来选择此电梯的控制系统。(1)PLC控制系统与继电器控制系统的比较。从某种意义上说,PLC是从
17、继电器控制发展而来的。又有不同之处。表2-1 PLC与继电器控制系统比较表比较项目继电器控制系统PLC控制系统控制功能的实现由许多继电器,采用接线的方式来完成控制功能各种控制功能是通过编制的程序来实现的对生产工艺过程变更的适应性适应性差。需要重新设计,改变继电器和接线适应性强,只需对程序进行修改控制速度低。靠机械动作实现极快。靠微处理器进行处理计数及其他特殊功能一般没有有安装,施工连线多,施工繁安装容易,施工方便可靠性差,触点多,故障多高,因元器件采用了筛选和老化等可靠性措施寿命短长可扩展性困难容易维护工作量大,故障不易查找有自诊能力,维护工作量小通过PLC与继电器控制系统的比较,可以得出结论
18、:由于PLC控制系统与继电器控制系统相比具有无法比拟的优点,因此,在今后的控制系统中,传统的继电器控制系统被PLC控制系统所代替是大势所趋。(2)PLC控制系统与计算机系统的比较。20世纪60年代,由于小型计算机的出现,有人曾试图用小型计算机来取代当时占统治地位的继电器控制系统,结果未获成,结果却是PLC的出现。通过计算机与PLC本身的工作目的,原理和方式上都存在着较大的差异,其结果比较见下表2-2 PLC控制系统与计算机系统的比较比较项目通用计算机系统PLC控制系统工作目的科学计算,数据管理等工业自动控制工作环境对工作环境要求比较高对环境要求低,可在恶劣的工业现场工作工作方式中断处理方式循环
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