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1、 河南职业技术学院毕业论文题 目 基于西门子S7-200PLC 四层电梯电气控制设计 系（分院） 学生姓名 学 号 专业名称 指导老师 年 11 月 30 日基于西门子S7-200PLC四层电梯电气控制设计车宇通 摘要：伴随建筑技术发展，楼房一座比一座高，电梯自然成了高楼大厦垂直运输关键工具，承载着来往大厦里居住、办公、参观大家能够舒适而又快捷抵达目标地责任。电梯控制系统在每一部电梯通顺安全运行中必不可少，它决定电梯什么时候停层、开关门，和处理紧急安全问题。传统电梯控制系统是继电器控制系统，它存在着诸如电路复杂、故障率高和可靠性差缺点，很大程度上影响了电梯运行质量。所以，我们用PLC改善了一座
2、住宅楼继电器控制电梯电气控制系统。本文用四层楼作为背景进行设计，具体介绍了电梯PLC控制系统基础结构、控制原理和实现方法。利用西门子S7-2OO可编程控制器编写一个四层电梯控制系统，实践证实PLC可编程控制器比以往使用专用机开发工业控制系统更具通用性，改善后系统运行更可靠，维修更方便了。为了能在猛烈国际化竞争中赢得先机，优异设计软件是必不可少。这就要求我们毕业生能主动认真学好现在最优异设计方法和自动化技术，为中国自动化行业做出自己贡献。 关键词: 电梯 可编程控制器 控制系统目 录一、概 述1（一）、PLC发展历程1（二）、PLC组成及特点1（三）、PLC工作原理3（四）、PLC编程语言4（五
3、）、PLC在电梯上应用5二、PLC电梯控制系统6（一）、PLC电梯控制基础概念6（二）、电梯控制系统特征6（三）、PLC控制电梯优点7（四）、PLC电梯控制系统实现功效7三、PLC控制系统设计方案9（一）、PLC控制系统基础方案9（二）、PLC电梯控制系统设计方向10（三）、电梯控制系统硬件组成11（四）、减速平层控制12（五）、信号控制系统12（六）、拖动控制系统13（七）、电梯上下运行说明13四、PLC电梯控制系统设计15（一）、系统结构框图15（二）、硬件接线图15（三）、控制逻辑步骤16（四）、I/O点分配16（五）、硬件系统调试16（六）、软件系统调试17（七）、程序梯形图17五、程
4、序说明21（一）、电梯停留在一层运行说明21（二）、电梯停留在二层运行说明23（三）、电梯停留在三层运行说明24结束语25参考文件26一、概 述 （一）、PLC发展历程第一台可编程控制器设计规范是美国通用企业提出。当初目标是要求设计一个新控制装置以替换继电器盘，在保留了继电器控制系统简单易懂、操作方便、价格廉价等优点基础上，同时含有现代化生产线所要求时间响应快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可随工艺改变、易于和计算机接口、维修方便等很多高品质和功效。这一设想提出后，美国数字设备企业（DEC）于1969年研制成第一台PLC，型号为PDP-14，投入通用汽车企业生产线控制中，取得了令人满意效果，
5、以后开创了PLC新纪元。第一台PLC含有模块化、可扩充、可重编程及用于工业环境特征。这些控制器易于安装，占用空间小，可反复使用。尽管控制器编程有些琐碎，但它含有公共工厂标准梯形图编程语言，这么使得不熟悉计算机人也能方便使用它。在短时间内，PLC在其它工业部门也得到应用。到70年代初，食品、金属和制造等工业部门相继使用PLC替换继电器控制设备，迈出了其实用化阶段第一步。70年代中期，因为大规模集成电路出现，使8位微处理器和位片处理器相继问世，使可编程控制技术产生了飞跃。在逻辑运算功效基础上，增加了数值运算、闭环控制、提升了运算速度，扩大了输入输出规模。在这个时期，日本、西德（原）和法国相继研制出
6、了自己PLC，中国在1974年也开始研制。70年代因为超大规模集成电路出现，使PLC向大规模、高速性能方向发展，形成了多个系列化产品。这是面向工程技术人员编程语言发展成熟，出现了工艺人员使用图形语言。在功效上，PLC能够替换一些模拟控制装置和小型机DDC系统。进入八九十年代后，PLC软硬件功效深入得到加强，PLC已发展成为一个可提供很多功效成熟控制系统，能和其它设备通信，生成报表，调度产生，可诊疗本身故障及机器故障。这些改善使PLC符合今天对高质量高产出要求。尽管PLC功效越来越强，但她仍然保留了先前简单和易于使用特点。 （二）、PLC组成及特点PLC硬件系统由主机系统、输入输出扩展部分及外部
7、设备组成。除了硬件系统外，还需要软件系统支持，它们相辅相成，却一不可，共同组成PLC系统。PLC软件由系统程序和用户程序两大部分组成。PLC能如此快速发展，除了工业自动化客观需求外，还因为她含有很多独特优点。她很好四处理了工业控制领域中普遍关心可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。以下是其关键特点：编程方法简单易学；功效强，性能价格比高；硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；可靠性高、抗干扰能力强；系统设计、安装、调试工作量少；维修工作量小，维修方便；体积小、耗能低。1、硬件可靠性可编程控制是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制系统和通信技术发展起来一个通用工业自动控制装置。它含有体积小
8、、功效强、灵活通用和维修方便等一系列优点。尤其是它高可靠性和较强适应恶劣环境能力，受到用户青睐。所以在冶金、化工、交通、电力等领域取得了广泛应用，成为了现代工业三大支柱之一。一个设计良好PLC能置于有很强电噪声、电磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大环境中。PLC硬件系统由主机系统、输入输出扩展部件及外部设备组成。各部分之间经过内部系统总线进行连接。CPU是PLC关键部分，由它实现逻辑运算，协调控制系统内部各部分工作，它运行是根据系统程序所给予任务进行。PLC对外功效关键是经过各类接口模块红外线，实现对工业设备和生产过程检测和控制。PLC电源通常采取开关电源，其特点是输入电压范围宽、体积小、质
9、量轻、效率高、抗干扰性能好。2、编程简单，使用方便用微机实现自动控制，常使用汇编语言编程，难于掌握，要求使用者含有一定水平计算机硬件和软件知识。PLC采取面向控制过程、面向问题“自然语言”编程，轻易掌握。比如，现在打多数PLC均采取梯形图语言编程方法，既继承了传统控制线路清楚直观感，又顾及了大多数电气技术人员读图习惯及应用微机水平很轻易被电气技术人员所接收，易于编程，程序改变时也轻易修改，很灵活方便。3、接线简单，通用性好PLC接线只需将输入信号设备（按钮、开关等）和PLC输入端子连接，将接收输出信号实施控制任务实施元件（接触器、电磁阀等）和PLC输出端子连接。接线简单、工作最少，省去了传统继
10、电器控制系统接线和拆线麻烦。PLC编程逻辑提供了能随要求而改变“接线网络”，这么生产线自动化过程就能随意改变。这种性能使PLC含有很高经济效益。用于连接现场设备硬件接口实际上是PLC组成部分，模块化自诊疗接口电路能指出故障，并易于排除故障和替换故障部件，这么软硬件设计就使现场电气人员和技术人员易于使用。4、可连接为控制网络系统PLC可连成功效很强网络系统。网络可分为两类：一类是低速网络，采取主从方法通信，传输速率从几千波特到上万波特，传输距离为5002500m；另一类为高速网络，采取令牌传送方法通信，传输速率为1M10Mbps，传输距离为5001000m，网上结点可达1024个。这两类网络能够
11、级连，网上可兼容不一样类型可编程控制器和计算机，从而组成控制范围很大局部网络。5、易于安装，便于维护PLC安装简单而且功效有效，其相对小体积使之能安装在通常继电器控制箱所需空间二分之一地方，在从继电器系统改换到PLC系统情况下，PLC模块结构使之能安装在继电器周围并将连线向已经有接线端，其实改换很方便，只要将输入/输出设备连向接线端即可。在大型安装中，长距离输入/输出站点安放在最优地点。长距离站经过同轴电缆获双扭线连向CPU，这种配置大大降低了物料和劳力，长距离子系统方法也意味着系统不一样部分可在抵达安装场地前由PLC制造商预先连好线，这一方法大大降低了电气技术人员现场安装时间。从一开始，PL
12、C便以易维护作为设计目标。因为几乎全部器件全部是固态，维护时只需更换模块级插入式部件，故障检测电路将诊疗指示器嵌在每一部件中，就能指示器是否正常工作，借助于编程设备可见输入/输出是ON还是OFF，还可写编程指令来汇报故障。 （三）、PLC工作原理PLC工作原理和计算机工作原理是基础一致。她经过实施用户程序来实现控制任务。不过，在时间上，PLC实施任务是串行，和继电接触器控制系统中任务实施有所不一样。PLC采取循环扫描工作方法。在程序实施过程周期中，程序对各个过程输入信号进行采样，对采样信号进行运算和处理，并把结果输出到生产过程实施机构中。所谓I/O刷新即对PLC输入进行一次读取，将输入端各变量
13、状态重新读入PLC中存入内部寄存器，同时将新运算结果送到输出端。这实际是将存入输入、输出状态寄存器内容进行了一次更新，故称为“I（输入）/O(输出) 刷新”。由此可见，若输入变量在I/O刷新期间状态发生改变，则此次扫描期间输出端也会对应发生改变，或说输出队输入产生了响应。反之，若在此次I/O刷新以后，输入变量才发生改变，则此次扫描输出不变，即不响应，而要到下一次扫描期间输出才会产生响应。因为PLC采取循环扫描工作方法，所以它输出对输入响应速度要受扫描周期影响。扫描周期长短关键取决于这多个因数：一是CPU实施指令速度，二是每条指令占用时间，三是指令条数多少，即程序长短。对于慢速控制系统，响应速度
14、常常不是关键，故这种方法不仅没有坏处反而能够增强系统抗干扰能力。因为干扰常是脉冲式、短时，而因为系统响应较慢，常常要多个扫描周期才响应一次，而数次扫描后，瞬间干扰所引发误动作将会大大降低，故增加了抗干扰能力。但对控制时间要求较严格、响应速度要求较快系统，这一问题就需慎重考虑。应对响应时间作出正确计算，精心编排程序，合理安排指令次序，以尽可能降低周期造成响应延时等不良影响。 （四）、PLC编程语言PLC提供了较完整编程语言，以适应PLC在工业环境中应用。利用编程语言，根据不一样控制要求编制不一样控制程序，这相当于设计和改变继电器硬接线线路，这就是所谓“可编程序”。程序由编程器送到PLC内部存放器
15、中，它也能方便地读出、检验和修改。PLC提供编程语言通常由三种：梯形图、指令表、功效图等。梯形图(LAD)编程语言是从继电器控制系统原理图基础上演变而来。PLC梯形图PLC梯形图和电气控制系统梯形图基础思想是一致，只是在使用符号和表示方法上有一定区分。PLC梯形图使用时内部继电器、定时器/计数器，全部是由软件实现。梯形图语言简单明了，易于了解，是全部编程语言首选。指令表（STL）编程语言类似于计算机中助记符语言，是可编程控制器最基础编程语言。所谓指令表编程，是用一个或多个轻易记忆字符来代表可编程控制器某种操作功效。次序功效步骤图（SFC）编程是一个图形化编程方法，亦称功效图。使用它能够对含有并发、选择等复杂系统进行编程。很多PLC全部提供了用于SFC编程指令。每一个编程方法全部有它优点和缺点，依据每一个特殊控制要求，依据编程者熟练程度正确合理应用编程方法。 （五）、PL
