《多电梯群控运行的PLC控制系统设计2016》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多电梯群控运行的PLC控制系统设计2016（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕 业 设 计题目：多电梯群控运行的PLC控制系统设计姓 名：_ 学 号：_学 院： 机电学院专 业： 机械工程及自动化指 导 教 师：_协助指导教师：_年 月 日北京联合大学 毕业设计 摘 要随着社会经济的发展及科技的迅速发展以及人们对社会需求的多样化,促使电梯不断的发展以满足人们的需求。本毕业设计是针对多电梯的群控运行进行PLC控制系统设计。本设计采用的是德国西门子公司S7-1200系列的可编程控制器CPU1214C作为核心控制器，配合扩展模块SM1223来实现三部六层电梯的控制，并且采用触摸屏实现上位监控系统设计。本设计的电梯控制系统可以实现三部电梯的群控智能控制，每部电梯均可实现降压启
2、动、高速运行和低速的三级制动。关键词：电梯群控 PLC 控制系统 上位监控AbstractWith the development of social economy and the rapid development of science and technology and the diversification of peoples demand for the society, which has prompted the development of the elevator to meet peoples needs. This graduation design is the d
3、esign of PLC control system for the operation of the elevator group control. This design uses a series of German company Siemens S7-1200 PLC as the core controller CPU1214C， with expansion module SM1223 to achieve three six storey elevator control, and the touching screen to realize the design of th
4、e monitor system. The design of the elevator control system can realize the three elevators intelligent control, each elevator can realize step-down start, high speed and low speed three braking.关键词：多层电梯控制、PLC、步进电机Key words: Elevator PLC control system monitor目 录摘 要IAbstractII引 言11.1传统电梯存在的问题21.2中国电
5、梯市场前景21.3主要研究内容22 总体方案设计32.1 电梯简介32.2控制工艺要求32.3实现方案42.3.1控制器选择42.3.2曳引电机的选型42.3.3上位软件的选择42.3.4网络通信43.硬件设计53.1 信号分析53.2 硬件选型63.3 硬件组态73.4 I/O分配83.5硬件原理图113.5.1主电路113.5.2控制电路134 软件设计164.1 程序结构164.2 OB100程序分析174.3主程序分析184.4复位子程序204.5自动运行子程序214.5.1轿厢的启停控制及方向控制224.5.2高低速控制234.5.3低速制动子程序234.5.4开关门控制234.6群
6、控子程序265上位设计275.1上位画面结构275.2 新建项目275.3建立变量285.4 运行画面295.5 监控画面305.6 报警画面306调试31结 论34致 谢35参考文献36-IV-引 言伴随我国经济的快速发展和城镇化进程的不断深入发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。我国的电梯行业正经历着一个高速发展期，目前，我国在电梯产量、电梯保有量、电梯增长率方面均为世界第一。中国产业调研网发布的2015-2020年中国电梯行业现状研究分析及市场前景预测报告认为：随着我国二三线城市的快速发展以及城镇化进程的不断推进，带动经济建设快速发展。特别是国家在今后几年对保障房
7、市场的投入，将使得包含保障性住房在内的住宅建设总量依然呈增长趋势，将带动电梯的需求量进一步增长。因此，我国在今后相当长的时间内还将是全球最大的电梯市场，仍有巨大潜力。电梯技术的发展水平体现了社会科学进步的程度，因此有效地改善电梯的客流调度及运输效果一直是国际电梯业所重视的课题之一。电梯群组的合理控制不但要对电梯当前运行状况做出分析评价，还要对电梯将来运行需求做出推理预测，更要对电梯如何调度、如何控制做出决策。从电梯运行的控制智能化角度讲，要求电梯有优质的服务质量。控制程序中应采用先进的调度规则，使群控治理有最佳的派梯模式。现在的群控算法中已不是单一地依靠“乘客等候时间最短”为目标，而是采用模糊
8、理论、神经网络、专家系统的方法，将要综合考虑的因素（即专家知识）吸收到群控系统中往。现今国内多台电梯控制水平还不理想，有待进一步发展，目前国内使用的电梯群控系统大多数由国外电梯公司提供，其核心技术不公开，而国内电梯群控系统的研究起步较晚，还有相当大的差距不容乐观。因此对电梯群控系统核心技术的的研究和掌握这些先进的控制技术对国内电梯行业的发展有极大的促进作用。1绪论1.1传统电梯存在的问题传统的继电器控制电梯存在发生故障率较高、控制可靠性能差、接线复杂等缺点；一旦某个触点接触不良就会引起故障，对于后期维修比较困难。因此开发一种安全、高效的控制电梯的方式呼之欲出。1.2中国电梯市场前景在经济大发展
9、的前提下，高楼建筑如雨后春笋越来越多，楼层也不断增高，电梯作为高楼大厦必不可少的工具。正改变着人们的生活水平，方便人们出行，电梯的应用逐年增高，市民们对电梯的舒适度，电梯安全和对电梯的速度的要求更加严苛。通过对电梯控制系统的改造设计，以 PLC 控制的系统设计更能满足人们对物质生活的追求。 随着 可编程逻辑控制技术的不断发展, PLC的体积在减小，功能越来越强大，对被控对象过程的控制更平稳。因此，PLC已经成为电梯控制系统设计的核心技术之一。因此应用 PLC 设计稳定、可靠的电梯系统具有较大意义。1.3主要研究内容本毕业设计主要研究多电梯群控运行的PLC控制系统设计，具体以实现三部六层电梯的集
10、群控制控制为目的。具体任务包括电梯初始化功能，开关门控制，轿厢的启停控制，错误指令消除，待载休眠功能。以及对电梯整个运行系统进行上位监控并在异常状态做出相应报警。在满足单部电梯的基础上将三部电梯组成一组进行集中控制，合理分配；从而缩短乘客的平均候梯和乘梯时间；减少系统整体能耗提高经济效益。2 总体方案设计2.1 电梯简介本毕业设计的电梯采用常见的曳引式电梯结构。一共有三部电梯，每部电梯均有六层，电梯主要由梯井，轿厢，曳引电机及各传感器组成。考虑到安全因素，在梯井的上下端分别安装上下端限位开关。轿厢主要由轿厢门及门电机，控制面板和部分相关传感器组成。具体单部电梯结构示意图如图2-1所示。图2-1
11、 电梯结构示意图2.2控制工艺要求要实现对三部六层电梯的集群控制，首先应实现单部电梯基本功能；其中包括电梯初始化功能，开关门控制，轿厢的启停控制，轿厢选层信号的错误指令消除功能，电梯无任务时进入待载休眠状态。其次要求能够实现对整个电梯系统当前的运行状态及运行状况进行实时监控并对单部电梯运行（异常）状态做出相应报警；第三，满足前2步的基础上实现集群电梯的控制。进入群控运行必须能够满足单部电梯的正常运行，即进入轿厢内可以根据乘客的呼梯需求，在此基础上必须能够发挥电梯集群控制的优点，实现电梯之间的协调运作的能力。2.3实现方案本毕设针对实现三部六层电梯的集群控制,包括硬件设计，软件设计和上位设计。2
12、.3.1控制器选择当今的电梯普遍采用单片机和PLC方式控制，在功能上，PLC控制器优于单片机、PLC扩展性及可靠性好，功能更加强大，生产效率更高，程序的设计相对方便，看干扰能力比单片机强，能为企业创造的利润更高。PLC的品牌众多，而相对于其他品牌的PLC，因西门子PLC控制器价位中等，联网能力强，而本设计属于小型控制任务，在满足控制任务的需求同时考虑到经济简便的因素。故本设选用西门子小型PLC作为核心控制器。2.3.2曳引电机的选型电梯行业中，电梯的种类繁多，有以下几种：交流双速电梯、变频调速电梯、调压调速电梯；现今以交流双速电梯在社会生活中应用较多。因其制作成本相对较低并可以适应频繁的起动和
13、制动场景，并且交流双速电梯起动时电流小、力矩大，具有启动时机械特性硬、噪声较小等特点。因此选用交流双速电动机作为本毕业设计的曳引电机。2.3.3上位软件的选择就目前而言上位监控软件有组态王、F-BOX、WinCC等等。组态王的特点是上位简洁，应用性强；F-BOX的设置简单，在获取数据上没什么限制，但在下载数据时会受一些厂商的限制，相较与其他品牌在大型应用上较弱；因本项目中使用的TIA 博图 V13编程软件集成了SIMATIC STEP 7 Professional V13软件 及SIMATIC WinCC Professional V13软件 ，因此可以通过SIMATIC WinCC Prof
14、essional V13在TIA PORTAL V13编程软件中进行上位机组态，以实现对项目的监控。2.3.4网络通信由于西门子S7-1200有集成的以太网口，且工业以太网有较高的数据传输速率,其功能特别强大，使用非常方便等特性。因此其操作站与S7-1200控制器之间采用以太网通讯方式。结合本毕业设计本课题的系统结构绘制框图如图2-2所示。图2-2 系统结构框图3.硬件设计根据控制工艺要求，选择相应控制驱动设备以及所需其他设备，进行信号分析，硬件选型，硬件组态进而进行I/O分配及硬件的原理图和接线图的设计。3.1 信号分析根据项目需求及本设计的控制工艺分析，并结合所需要控制的驱动设备。在分析相应的控制任务和需实现对三部电梯的各个功能功能的情况下总结统计出，本设计共需要呼梯信号28个，内选和外呼信号28个，楼层显示信号27个，控制信号输入60个，控制信号输出39个，统计共需要数字量输入信号88个及输出信号94个。具体的输入信号如下表3-1，输出信号如表3-2所示。表3-1 数字量输入信号点数分类变量说明单部数量三部数量呼梯信号1-6层站轿内指令登记按钮6181-5层站上行呼叫按钮552-6层站下行呼叫按钮55控制信号轿厢内开、关门按钮26开、关门到位传感器26红外光幕信号13超重感应器13轿门锁开关131-6层站门锁开关618平层传感器（上，下
