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1、四层电梯及组态监控的设计工 学 部工学一部专 业自动化班 级4418501学 号姓 名指导教师负责教师沈阳航空工业学院北方科技学院2008年7月沈阳航空工业学院北方科技学院毕业设计（论文）摘 要随着城市建设的不断发展，楼群建筑不断增多，电梯在当今社会的生活中有着广泛的应用。电梯作为楼群建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。本文就是利用西门子S7-200可编程控制器对电梯系统进行控制，首先进行硬件设计，包括CPU处理模块、系统的端口分配、以及外部接线图，然后，在硬件设计的基础上，对软件进行了设计，设计出系统的程序流程图及梯形图程序，并对系统进行了分析和调试，实现了电梯的自动控制。最
2、后，运用MCGS 组态软件制作人机对话界面，检验电梯PLC控制系统的运行情况。使电梯通过读取PLC中相应寄存器的状态，监视电梯指示灯、电梯按钮及电梯的其它运行状态，直观地反映出电梯的运行状况，达到监控的目的。关键词：电梯；PLC；监控IIAbstractWith the continuous development of urban construction, the increasing complex construction, the lift of life in todays society has a wide range of applications. Elevator in
3、the building as a complex operation of the vertical transport has been inextricably linked with peoples daily lives. This paper is the use of Siemens S7-200 PLC on elevator control system, first of all for hardware design, including the CPU processing module, the system of port allocation, as well a
4、s external wiring diagram, and then, on the basis of hardware design, software For the design, design a systematic process flow chart and ladder procedures and systems analysis and debugging, and automatic control of the elevator. Finally, the use of PC configuration software MCGS interactive interf
5、ace, inspection of the elevator control system PLC operation. PLC to read through the elevator in the corresponding register of the state, surveillance, lift light, the elevator button and lift the other running directly reflects the operation of the escalator，thus achieve the goal of monitoring.Key
6、words：Elevator;PLC; Monitor目 录 1 绪 论11.1电梯的概述11.1.1电梯在国内外的研究现状11.1.2电梯的分类21.2可编程控制器（PLC）简介21.2.1 PLC的发展阶段31.2.2 PLC的主要功能41.2.3 PLC的主要特点51.3课题的目的、意义61.4主要研究内容72 电梯系统总体设计82.1电梯的外部结构及控制要求82.2方案选择92.2.1硬件方案的确定92.2.2软件方案的确定92.2.3监控系统的确定103 电梯系统硬件的设计113.1 PLC结构及工作原理113.2系统的CPU处理模块133.3系统的端口分配及功能表133.4系统的外
7、部接线图154 电梯系统的软件设计174.1西门子PLC编程软件174.2系统的程序设计184.2.1程序流程图184.2.2主要程序设计及分析184.3程序调试264.3.1 PC与PLC的通信264.3.2调试275 电梯监控系统的设计285.1 MCGS组态软件介绍285.2组态软件的制作过程295.2.1建立MCGS新画面295.2.2定义数据变量295.2.3制作监控画面315.2.4编写控制流程335.3遇到的问题分析346 结 论35致 谢36参考文献37附录 PLC程序38附录 组态命令程序49 1 绪 论1.1电梯的概述1.1.1电梯在国内外的研究现状电梯进入人们的生活已经1
8、50年了。1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙格雷夫斯奥的斯第一次向世人展示了他的发明，从此，人类历史上第一部安全升降梯诞生。奥的斯先生的发明彻底改写了人类使用升降工具的历史。从那以后，升降梯在世界范围内得到广泛应用。1889年12月，美国奥的斯电梯公司制造出了名副其实的电梯，它采用直流电动机为动力，通过蜗轮减速器带动卷筒上缠绕的绳索，悬挂并升降轿厢。1892年，美国奥的斯公司开始采用按钮操纵装置，取代传统的轿厢内拉动绳索的操纵方式，为操纵方式现代化开了先河。生活在继续，科技在发展，电梯也在进步。150年来，电梯的材质由黑白到彩色，样式由直式到斜式，在操纵控制方面更是步步出
9、新手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控；双层轿厢电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势；变速式自动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间；不同外形扇形、三角形、半菱形、半圆形、整圆形的观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。如今，以美国奥的斯公司为代表的世界各大著名电梯公司各展风姿，仍在继续进行电梯新品的研发，并不断完善维修和保养服务系统。另外，调频门控、智能远程监控、主机节能、控制柜低噪音耐用、复合钢带环保等一款款集纳了人类在机械、电子、光学等领域最新科研成果的新型电梯竞相问世。中国最早的一部电梯出现在上海，是由美国奥的斯公司于19
10、01年安装的。1932年由美国奥的斯公司安装在天津利顺德酒店的电梯至今还在安全运转着。十一届三中全会后，我国电梯业进入了高速发展的时期。解放前，我国电梯拥有量仅约2000台，也没有电梯制造业。70年代初，全国仅有几家电梯制造厂，至80年代末就发展到150多家，至今已超过200家，且世界著名电梯厂商在我国均有合资企业。目前我国合资、独资的电梯生产企业已有200多家。如今，在我国任何一个城市，电梯都在被广泛应用，电梯给人们的生活带来了便利，也为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障。时至今日，电梯已进入了全面发展的新时期。1.1.2电梯的分类电梯的种类相当很多，按用途分为乘客电梯、载货电梯、医用
11、电梯、住宅电梯、杂物电梯、观光电梯、车辆电梯、船舶电梯、建筑施工电梯等；按驱动方式可分为交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯、螺杆式电梯、直线电机驱动的电梯；按速度分为低速电梯（速度低于1m/s以下）、中速电梯（速度在12m/s之间）、高速电梯（速度大于2m/s）、超高速电梯（速度超过5m/s），不过随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高；按拖动方式分为交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯等；按操纵控制方式分为手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯、信号控制电梯、集选控制电梯等。除上述电梯的分类外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、
12、矿井电梯、斜行电梯、双层轿厢电梯等等。1.2可编程控制器（PLC）简介PLC（Programmable Logic Controller）通常称为可编程控制器，它是一种以微处理器为基础，综合了现代计算机、自动化技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。由于它拥有体积小、功能强、程序设计简单、以及维护方便等特点，特别是适应恶劣的工业环境的能力和高可靠性，使其应用越来越广泛。1987年2月国际电工委员会（IEC）对可编程控制器定义如下：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，是专门为在工业环境下应用而设计的。它采用可可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、
13、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程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，易于扩展其功能的原则设计”。事实上，可编程控制器是一种以微处理器为核心，带有指令存储器和输入/输出接口，将自动化、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。1.2.1 PLC的发展阶段 随着微处理器的出现，大规模、超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通信技术的不断进步，PLC也迅速发展，其发展过程大致可分为以下三个阶段。 早期的PLC（20世纪60年代末20世纪70年代中期）早期的PLC可编程逻辑控制器，是继电器控制装置的，其主要功
14、能只是执行原来有继电器完成的顺序控制、定时等。它在硬件上以计算机的形式出现，在I/O接口电路上做了改进以适应工业控制现场的要求。在软件编程上，采用广大电器工程技术人员所熟知的继电器控制线路方式梯形图。其中PLC特有的编程语言梯形图一直沿用至今。 中期的PLC（20世纪70年代中期20世纪80年代中后期）在20世纪70年代，微处理器的出现使PLC发生了巨大的变化。美国、日本、德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元（CPU），这样使PLC的功能大大增强。在软件方面，除了保持原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通信、自诊断等功能。在硬件方面，增
15、加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加。除此之外，还提供了一定数量的数据寄存器。 近期的PLC(20世纪80年代中后期至今)进入20世纪80年代中后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的档次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造商研发的专用逻辑处理芯片。这样使PLC软、硬件功能发生了巨大变化。近年来，PLC技术发展很快，性能不断提高，类型也在不断增多，功能也越来越完善。因此，PLC已发展成为当今自动化、信息化的重要支柱。1.2.2 PLC的主要功能随着PLC技术的为断发展，目前已能实现以下功能。 调节控制功能条件控制功能是指用 PLC与、或、非指令取代继电器触点串联，并联及其他各种逻辑连接，进行开关控制。 定时/计数控制功能定时/计数控制功能就是用PLC提供的定时器，计数器指令实现对某种操作的定时或计数控制，以取代时时间继电器。 步进控制功能步进控制能就是步进指令来实现在多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成后，才能进行
