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1、物理与电子工程学院基于PLC的三层电梯运行限制系统设计课程设计报告书设计题目：基于PLC的三层电梯运行限制系统设计 专 业： 自动化 班 级： 14级 接本1班 学生姓名： xxx 学 号: 20140343108 指导老师： 胡 2015年6月14日物理与电子工程学院课程设计任务书专业： 自动化 班级： 14级接本1班 学生姓名xxx学号.课程名称单片机原理与接口技术设计题目基于单片机的LED数码管共阴极动态显示电路设计设计目的、主要内容（参数、方法）及要求设计目的：驾驭由PLC限制的硬件电路和软件程序的设计方法。驾驭STEP 7-Micro/WIN 32编程软件和仿真软件的运用方法。设计主
2、要内容及要求：（1） 起先时电梯处于随意一层。（2） 当有外呼信号到来时轿厢响应当信号到达该层，停止运行，门打开延时3s关门。（3） 当有内呼信号到来时轿厢响应当信号到达该层，停止运行，门打开延时3s关门。（4） 电梯运行过程中，任何反方向的的信号均无效。（5） 电梯具有最远反向外呼梯功能。（6） 电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。（7） 电梯必需在关门之后才能运行，利用指示灯显示轿厢外呼唤信号、厢内指令信号和电梯到达信号。工作量2周时间，每天3学时，共计42学时进度支配第1天：明确课程设计的目的和意义，依据课程设计要求查找相关资料第2-3天：学习课程设计中用到的PLC相关学问
3、第4-5天：依据课程设计的要求完成拖动系统和限制系统相关设计。第6-8天：学习STEP 7-Micro/WIN 32编程软件，完成软件系统设计。第9-12天：通过仿真软件，进行仿真调试。第13-14天：撰写课程设计报告。主要参考资料1陈立定、吴玉香、苏开才编电气限制与可编程限制器，广州：华南理工高校出版社200l2刘载文、李毫升、钟亚林编.电梯限制技术北京：电子工业出版社19963 SIMATIC s7200可编程序限制器系统手册，西门子公司4STEP 7-Miert/WIN 32 V31 sPl编程帮助手册，西门子自动化设备公司5MCGs参考手册、MCGs用户指南、MCGS嵌人版说明书，北京
4、昆仑通态自动化软件科技有限公司6王平崔纳新.PLC在电梯限制中的应用微计算机信息1999指导老师签字教研室主任签字摘 要随着科学技术和社会经济的发展，高层建筑已成为现代城市的标记。电梯作为垂直运输工具，承载着大量的人流和物流的输送，在建筑物中起着至关重要的作用。采纳可编程限制器对电梯进行限制，通过合理的选择和设计，能够有效地提高电梯的限制水平，使电梯的限制达到比较志向的限制效果。本文设计一个三层电梯限制系统，基于西门子S7-200PLC实现。在介绍电梯结构的基础上，重点分析了三层电梯的限制要求以及电梯限制系统设计中如何用PLC实现限制系统，编制梯形图，并完成程序的调试，利用QSPLC-III型
5、试验装置的电梯模块对三层电梯限制系统进行仿真试验。关键词：电梯；西门子；可编程限制器； 调试； 仿真试验目 录第1章 绪论11.1 设计背景11.2 PLC在电梯限制系统中的重要意义11.3 电梯技术发展前景21.4 课程设计的主要内容3第2章 PLC简介32.1 PLC的产生与发展32.2 PLC的用途及特点52.2.1 PLC的用途52.2.2 PLC的特点62.3 PLC的硬件组成72.3.1 PLC的组成73.3.2 PLC各组成部分的作用72.4 PLC的工作原理9第3章 限制系统总体设计103.1 限制要求分析103.2 硬件设计103.2.1 元件选型103.2.2 硬件电路连接
6、图133.3 软件设计143.3.1 I/O安排153.3.2 梯形图及说明15第4章 限制系统仿真224.1 编程软件简介224.1.1 编程软件的基本功能224.1.2 编程软件的主界面及各区域用途224.2 程序的编辑234.3 程序的调试234.4 限制系统仿真24结 论26参考文献27第1章 绪论1.1 设计背景随着科学技术的迅猛发展、城市现代化的突飞猛进，电梯作为一种高效、迅捷、平安、牢靠的垂直运输设备，成为人们不行缺少的运输工具。现代高层建筑中各大办公楼、住宅、医院、工矿企业、仓库、码头、大型货轮等都离不开电梯。据统计，在美国乘坐其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人
7、数每年却有540亿人次之多。电梯服务于中国已有100多年的历史，特殊是在改革开放后，我国电梯的运用数量快速增长。尤其是现阶段，随着经济日新月异的发展，人们生活水平的不断提高、城市的高层建筑不断增多，与此相应电梯业也得到迅猛发展。现在电梯已完全融入我们的生产、生活中，满意人们生活、工作及学习的须要。据统计，我国的在用电梯已达40多万台，每年还以约56万台的速度增长。电梯的作用越来越显著，电梯的需求越来越大。而目前我国运用的先进的电梯的系统基本上都是国外设计制造的，其核心技术并不公开。国内具有自主学问产权的限制方法和技术在实际中的应用还比较少，与国外先进技术相比还有较大的差距。尽快探讨和驾驭先进的
8、限制技术，对国内电梯工业的发展有很大的作用。1.2 PLC在电梯限制系统中的重要意义早期的电梯自动限制系统中，信号的逻辑限制一般是由继电器一接触器电路来实现。由于继电器、接触器都是有触点的电气元件，体积浩大，弧光放电较严峻，运用寿命有限；在电梯这种较困难限制系统中牢靠性不高，施工过程中接线困难，当限制要求变更时必需变更硬件接线，使得通用性和敏捷性不够，生产周期加长；另外，继电器、接触器触点数目有限，可扩展性较差；继电器一接触器限制系统依靠触点的机械动作实现限制，工作频率低且机械触点还会出现抖动问题；继电器限制逻辑一般不具备计数功能：同时随着楼宇层数的增加，继电器一接触器限制系统过于浩大，给设计
9、带来不便。基于以上多种缘由，导致电梯限制系统的工艺性、运行的牢靠性与平安性降低，故目前己被逐步淘汰。目前电梯的限制普遍采纳两种方式，一是采纳微机作为信号限制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能。微机限制是电梯限制技术的发展方向，目前已有一些由微机限制的电梯新机型相继推出，使限制功能得到增加，性能得到改善。微机限制系统虽然在智能限制方面有较强大的功能，但也存在肯定的不足之处，一方面微机限制抗干扰实力较差、系统设计较困难、一般修理人员难以驾驭其修理技术，另一方面特地设计和制造微机限制装置，一次性成本较高。这些都限制了微机限制系统应用的普及。其次种限制方式
10、用可编程限制器(PLC)取代微机实现信号集选限制。目前，在国内，对于一个中、小型的电梯限制系统，大多采纳PLC限制，主要缘由在于当规模较小时，用PLC限制可以降低因特地设计和制造微机限制装置的成本，且PLC具有编程简洁；限制运行牢靠性高，抗干扰实力强；通用性好、功能强大；开发周期短；体积小，运用便利，可扩展性强；成本低，维护便利以及强大的网络通讯功能等优点，因此成为现代楼宇中、小型电梯限制系统的主流。同时，由于历史缘由，我国目前还存在着相当数量的由继电器一接触器系统限制的老式电梯，这些电梯的PLC技术改造也是当前我国电梯限制的热点。因此，PLC限制在我国电梯行业有着广泛运用。1.3 电梯技术发
11、展前景纵观我国电梯行业的发展历程，从改革开放到今日，电梯行业在不知不觉中走过了一个从无到有，从有到多，从多到精的发展历程。随着住宅市场的巨大变更，中国已经成为全球容量最大、增长最快的电梯市场。这就必定会使电梯技术不断的发展更新。 (1)结构不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化。随着新技术、新结构、新材料、新工艺的发展，电梯的机械系统结构简洁化、体积小巧化、材料轻型化、工艺先进化、外观美丽化。同时，无机房电梯在今后会有较大的发展。 (2)技术含量更高，性能更好。电梯行业技术发展特别快速，现如今具有先进性能，高舒适性的VVVF电梯，已是电梯行业的标准配置；然而，永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更清洁
12、、更宁静、更平安、更经济等特点。所以永磁同步无齿轮曳引机将逐步成为新型曳引机的主流，由于永磁技术的先进性，将来很可能取代VVVF技术。另外，网络限制和智能群限制系统以其限制的先进性、快速性、精确性和牢靠性也是电梯发展的潮流。 (3)安装更便利、快捷。高效、平安、可重复运用的无手架安装，将是高层电梯安装的主要方式，随着技术的开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来了更大的便利，使电梯安装更快、效率更高。1.4 课程设计的主要内容本文利用牢靠性高、功能强大的PLC设计出电梯的限制系统。主要完成以下几项工作：(1)分析电梯主要结构、限制要求。(2)利用PLC实现三层电梯的限制。其中包括电梯门厅呼唤限制、
13、电梯自动相应呼唤信号、呼唤信号的指示、电梯上下行指示、电梯到站指示限制，本文采纳德国西门子(Siemens)公司生产的S7-200型PLC，利用其丰富和功能强大的指令设计出梯形图。(3)在QSPLC-III型试验台电梯模上块对电梯程序进行调试，进行电梯模拟限制试验。第2章 PLC简介2.1 PLC的产生与发展可编程限制器(Programmable Controller,PC),早期主要用于计数、定时以及开关量的逻辑限制，为了和个人计算机(Person Computer)相区分。把可编程限制器缩写为PLC(Programmable Logic Controller)。在可编程限制器诞生之前，继电
14、器限制系统已广泛的用于工业生产的各个领域，继电器限制系统通常可以看承由输入电路，限制电路，输出电路和生产现场这4个部分组成的。其中输入电路也是由按钮，行程开关，限位开关，传感器等构成。用已向系统送入限制信号。输出电路部分是由接触器，电磁阀等执行元件构成，用以限制各种被限制对象，如电动机，电炉，阀门等。继电器限制电路部分是限制系统的核心部分。它通过导线将各个分立的继电器，电子元器件连接起来对工业现场实施限制；生产现场是指被限制的对象(如电动机等)或生产过程。继电器限制系统在传统的工业生产中曾起着不行替代的重要作用，随着生产规模的逐步扩大，市场经济竞争日趋激烈，继电器限制系统已越来越难以适应，因为继电器限制电路通常是针对着某一固定的动作依次或生产工艺而设计的。它的限制功能也仅仅只局限于逻辑限制，定时，计数等这样一些简洁的限制，一旦动作依次或生产工艺发生变更，就必需进行重新设计，布线，装配，和调试。明显，这样的限制系统完全无法满意日新月异且竞争激烈的市场经济发展的须要。这就迫使人们要放弃原来已占统治地位的继电器限制系统，研制可以替代继电器限制系统的新型的工业限制系统。出于上述考虑，美国通用汽车公司(GM)于1968年提出了公开招标研制新型的工业限制器的设想，其次年，即1969年美国数字设备公司(DEC)就研制出了世界上第一台可编程序限制器。在这一时期，可编程序限制
