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1、微机控制技术课程设计 课 题： 五层电梯控制系统设计 系 别： 电气与控制工程学院 专 业： 姓 名: 学 号: 指引教师: 河南城建学院 月 日摘要电梯控制系统重要有三种控制方式:继电器控制、LC控制、微机控制，其中继电器控制系统故障率高,微机控制系统抗干扰能力弱，而PC作为新一代工业控制器,以其高可靠性和技术先进性,成为目前电梯系统中使用最多的控制方式，从而使电梯由老式的继电器控制方式发展为计算机控制的一种重要方向,成为目前电梯控制和技术改造的热点之一。本文采用了可编程逻辑控制器（PLC)替代老式的继电器控制设计了五层电梯的控制系统。该设计以西门子C为主控器，采用交流异步电动机调速系统和集
2、选控制。并通过用博途V13软件采用模块化的编程思想、设计了楼层位置的产生消除及显示、电梯的开关门、内外呼信号的产生消除及批示、电梯的上行行运动方向批示。以及为应对不同工作状况,可设定三种工作模式：有司机模式、无司机模式、消防模式。通过软件调试和仿真,并组态ICC画面监控,实现了电梯的基本功能。 核心字:西门子plc 五层电梯 有司机模式 无司机模式 消防模式目录一设计目的及设计规定111设计目的112设计规定1二 系统硬件设计.1电梯控制系统的构成12.1.1电梯的电力拖动部分.1.2电梯的电气控制部分22.2电梯模型构造22.21电梯层门2.2.2 轿厢内控制屏4223 楼位置显示功能42.
3、3 设计参数52.4系统硬件电路图52.1 主电路图52.4.2PLC外围接线图三 系统分析531 I/O地址分派532 PLC的选型63.4 电梯控制系统三种工作方式简介四 系统软件设计941 系统功能分析942 控制程序设计思路9.3各部分功能具体实现10五系统调试及成果分析135 系统调试1352 成果分析1六设计心得附录一 主电路图15附录二 PL外围接线图16参照文献一 设计目的及设计规定11设计目的n 通过这次课程设计进一步加深对计算机控制技术课程的理解。n 掌握计算机控制系统硬件和软件的设计思路，以及对有关课程理论知识的理解和融会贯穿,n 提高运用已有的专业理论知识分析实际应用问
4、题的能力和解决实际问题的技能,培养独立自主、综合分析与创新性应用的能力。n 纯熟掌握可编程逻辑控制器的的应用，如对三菱L，西门子PC的应用； n 巩固提高编程语言的编程和调试能力。1.2设计规定（1） 系统应具有：有司机，无司机,消防三种工作模式。（2） 系统应具有下列几项控制功能: 自动响应层楼召唤信号（含上召唤和下召唤） 自动响应轿厢服务指令信号 自动完毕轿厢层楼位置显示（二进制方式) 自动显示电梯运营方向 具有电梯直达功能和单项最远停站功能二 系统硬件设计2.1电梯控制系统的构成电梯控制系统重要由电力拖动部分和电气控制部分构成。2.1 电梯的电力拖动部分轿厢升降运动的常用的电力拖动方式总
5、体上可以划分为直流拖动和交流拖动。而直流拖动发电机组供电的直流电动机由于能耗大、技术落后已不再生产,只有少量旧电梯还在运营。本次方案选用的是交流双速异步电动机定子串电阻调速拖动方式，此方式不仅构造简朴,并且使用以便,易于保养,价格低廉，在一般的电梯中得到了广泛的应用。2.1. 电梯的电气控制部分电气控制系统由控制柜、操纵箱、层楼批示、召唤箱及曳引电动机等几十个分散安装在电梯井道内外和各有关电梯部件中的电器元件构成。电气控制系统通过电路控制电力拖动系统工作程序,完毕多种电气动作功能,保证电梯安全运营。电梯一般是由电动机来拖动的,其运营过程大多涉及启动、正(反）转、停止等，这整个过程是由电气控制系
6、统来完毕。具体地说电梯的控制重要是指对电动机的起动、停止、运营方向、层楼批示、层站召唤、轿厢内指令等进行解决。其操纵是实行各个控制环节的方式和手段。电梯电气控制系统与电力拖动系统比较,变化范畴比较大。当一台电梯的类别、额定载重量和额定运营速度拟定后,电力拖动系统各零部件就基本拟定了，而电气控制系统则有比较大的选择范畴，必须根据电梯安装使用地点、乘载对象进行认真选择,才干最大限度地发挥电梯的使用效益。2.2电梯模型构造 电梯主体涉及升降电机、轿厢、滑轮、钢丝绳、行程开关等。升降电机为交流可逆电动机，轿厢套在钢丝绳上,电机带动钢丝绳正转或反转时，轿厢相应上升或下降。每层楼均安装行程开关，运用机械碰
7、撞，给出各楼层的层信号。图1 五层电梯的简化模型和控制柜示意图2.21 电梯层门电梯层门是为了保证安全,而在各层楼的停靠站，通向井道的入口处，设立供司机、乘用人员和货品等出入的门。图2为电梯层门示意图。电梯层门旁装有消防按钮、上召唤按钮和下召唤按钮(最底层只有上召唤按钮、最高层只有下召唤按钮),并有召唤登记批示灯。层门上方装有LED数码管，以显示轿厢所在层楼位置,此外尚有轿厢上行和下行批示灯。图2 电梯层门示意图22 轿厢内控制屏轿厢内控制屏示意图如图3所示。其中涉及上行、下行显示及L层楼位置的显示。此外尚有1楼-6楼的指令按钮及登记显示和有司机/无司机的选择按钮。在有司机工作状态下尚有指令专
8、用开关，即只响应指令信号，不响应召唤信号。此外，尚有消防按钮,当发生火灾时,立即清除所有指令信号和召唤信号，电梯直达底楼后开门。需要阐明的是，本实验装置在无司机状态下，运用定期器控制开门、关门和上下客时间；有司机状态下，则直接由司机控制开门、关门和上下客时间。 图 轿厢内控制屏示意图2.2.3楼位置显示功能由于西门子1200PL输入输出点数的限制,层楼位置显示采用二进制显示措施。运用LE七段显示屏的A、D、三段发光二极管来显示一至五楼层楼位置，如图4所示。 图4 七段数码管显示.3 设计参数表1电梯设计参数名称设计参数名称设计参数客梯数量1个客梯层数5层单部载重1000g单部定员13人.4 系
9、统硬件电路图2.1主电路图 详见附录一：主电路图。.4.2L外围接线图 详见附录二:PC外围接线图。三 系统分析3.1 I/地址分派根据电梯操作的工艺过程及对控制系统的规定,归纳本系统中所有输入信号和输出信号；然后根据L的输入点和输出点进行IO地址分派,具体I/O分派见表二。表2 /O分派输入输出序号名称符号输入点名称符号输出点1.1层限位开关SQ1.0七段数码管段H10.02.2层限位开关Q2I.1七段数码管B段HL2Q0.13.层限位开关SQ3I0.2七段数码管段HL3Q0.24.4层限位开关SQ0.3七段数码管D段HQ0.5.5层限位开关SQI0.4七段数码管E段H5Q0.46.1层内选
10、按钮S10.5七段数码管F段6Q0.7.层内选按钮SB2I06七段数码管G段L7Q068.3层内选按钮B3I0.7层内选批示灯H8079.层内选按钮SB4I1.02层内选批示灯HL91.10.5层内选按钮S5I113层内选批示灯H0Q1.111.1层外选上按钮SBI层内选批示灯HL1Q.12.2层外选上按钮S7135层内选批示灯HL1Q1.313.3层外选上按钮B8I1.4层外选上批示灯HL13.414.4层外选上按钮SBI.层外选上批示灯L1Q.515.2层外选下按钮SB10I163层外选上批示灯HL1Q.16.3层外选下按钮SB111.74层外选上批示灯HL16Q117.层外选下按钮S2I
11、.2层外选下批示灯HL1Q2018.5层外选下按钮SB3I2.1层外选下批示灯HL18Q2.119.上行按钮SB1I2.24层外选下批示灯L9Q2.220.下行按钮B15.5层外选下批示灯L20.321.有/无司机选择开关S2.4上行批示L12.22.消防开关SHI2.5下行批示22Q2.523.开门按钮SB1I26上行接触器KM.624.关门按钮B17I27下行接触器KM2Q2.725.开门到位限位开关SQ6I3.0开门继电器KM3Q3026.关门到位限位开关SQI.关门继电器KM4Q3.1注意：由于PLC的输入需要外部给定，无法通过软件修改。故本次设计仿真中，用变量M2.0.替代变量00I
12、3.，以完毕仿真。3.2 PC的选型 本次设计的项目为五层电梯控制系统,采用了6个数字量输入和26个数字量输出,综合考虑选用西门子S7-1200：PU 121 DCDC,订货号：6ES-2141G40XB0。 S7-100 可编程逻辑控制器（LC, rogammableLogcCotroler) 提供了控制多种设备以满足您自动化需要的灵活性和强大功能。 S710设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集,这些特点的组合使它成为控制多种应用的完美解决方案。其她模块具体选型表。表3 PL及模块选型序号名称品牌订货号参数数量控制器SIEMES6S7214-1AG40-0XB10 KB 工作存储器；2DC 电源，板载 DI x 24C 漏型源型,DQ10 x 24DC和AI2;板载 个高速计数器和4 路脉冲输出；信号板扩展板载IO；多达 个可进行串行通信的通信模块;多达 个可用于 IO扩展的信号模块;.0s/100条指令;PROFIET 接口用于编程、HI 以及 PLC 间通信12数字量输入模块SIEMES6E 221-1B00X数字量输入模块 DI16x2
