基于PLC的四层电梯控制设计毕业论文

基于PLC的四层电梯控制设计毕业论文

目录

目录................................................................ I 1 绪论 (1)

1.1 电梯的基本分类 (1)

1.2 可编程控制器（PLC）的产生和发展历程 (2)

1.3 PLC的组成及特点 (3)

1.4 PLC的应用 (3)

2 电梯总体方案的设计 (4)

2.1 电梯整体设计方案 (4)

2.2 电梯的外部结构 (5)

2.3 硬件的选择以及I/O端口的分配 (6)

2.4 电梯的控制要求 (7)

2.5 PLC外部接线图 (8)

3 电梯系统的软件设计 (9)

3.1 西门子PLC编程软件简介 (9)

3.2 程序及过程分析 (9)

4 系统调试 (33)

4.1 硬件部分调试 (33)

4.2 软件部分调试 (33)

4.3 运行调试结果 (34)

总结 (35)

致谢 (35)

参考文献 (36)

1绪论

电梯进入人们的生活已经150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，升降梯在世界围得到广泛应用。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。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，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光辉，人们的生活因此变得更加美好。

直到1901年，由美国奥的斯公司安装的电梯出现在，也是中国历史以来最早的一部电梯。如今，在中国的任何一个城市，电梯都在被广泛的应用，电梯给人们的生活带来极大的便利。同时，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电梯的基本分类

电梯的种类很多，按用途分类，可以分为乘客电梯、载货电梯、医用电梯、住宅电梯、杂物电梯、观光电梯、车辆电梯、船舶电梯和建筑施工电梯等；按驱动方式分类，可以分为交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯、螺杆式

电梯和直线电机驱动电梯等；按速度分类，可以分为低速梯（常指低于1.00m/s 速度的电梯）、中速梯（常指速度在1.00～2.00m/s的电梯）、高速梯（常指速度大于2.00m/s的电梯）和超高速梯（速度超过5.00m/s的电梯），但随着电梯技术的不断发展，电梯速度也越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高；按操纵控制方式分类，可以分为按钮控制电梯、信号控制电梯、集选控制电梯和群控电梯等；除了上述电梯的分类方式外，还有按电梯有无司机分类、特殊电梯分类等。

1.2可编程控制器（PLC）的产生和发展历程

第一台可编程控制器的设计规是美国通用汽车公司（GM）提出的。当时的目的是要求设计出一种新的控制装置来取代继电器，在保留了继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点的基础上，同时具有现代化生产线所要求的时间响应快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可随工艺改变、易于与计算机接口、维修方便等诸多高品质与功能。1969年美国通用汽车公司（GM）公开招标，要求控制装置取代继电器控制装置，并提出了研制“新型逻辑控制装置”的十项招标指标，即：1.编程方便，现场可修改程序；2．维修方便，采用模块化结构；3.可靠性高于继电器控制装置；4.体积小于继电器控制装置；5.数据可直接送入管理计算机；6.成本可与继电器控制装置竞争；7.输入可以是交流115V；

8.输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；9.在扩展时，原系统只要很小变更；10.用户程序存储器容量至少能扩展到4K。这一设想提出后，美国数字设备公司（DEC）于1969年研制成第一台PLC，型号为PDP-14，投入通用汽车公司的生产线控制中，取得了令人满意的效果，从此开创了PLC的新纪元。

PLC的发展分四个阶段。第一阶段：初级阶段（1969至70年代中期），PLC 主要是逻辑运算、定时和计数功能，没有形成系列。但与继电器控制相比，可靠性有一定提高。CPU由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。第二阶段：扩展阶段（70年代中期至末期），PLC产品的控制功能得到了很大的扩展，包括数据传送、数据的比较和运算、模拟量的运算等功能。增加了数字运算功能，能完成模拟量的控制。开始具备自诊断功能，存储器采用EPROM. 第三阶段:通信阶段（70年代中末期至80年代中期），PLC随着计算机通信的发展，形成了分布式网络。PLC就已经从汽车行业迅速扩展到其它行业，作为继电器的替代品进入

了食品、饮料、金属加工、制造和造纸等多个行业。第四阶段：开放阶段（80年代中期至今），通信系统开放，使各制造商的产品可以通信，通信协议开始标准化，使用户得益。PLC开始采用标准化软件系统，并完成了编程语言标准化工作。

1.3PLC的组成及特点

PLC的硬件系统由主机系统、输入输出扩展部分及外部设备组成。除了硬件系统外，还需要软件系统的支持，它们相辅相成，缺一不可，共同构成PLC。PLC 的软件系由系统程序和用户程序两大部分组成。

PLC能如此迅速发展，除了工业自动化的客观需求外，还因为他具有许多独特的优点。它较好到解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。以下是其主要特点：（1）编程方法简单易学（2）功能强，性能价格比高（3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强（4）可靠性高、抗干扰能力强（5）系统的设计、安装、调试工作量少（6）维修工作量小，维修方便（7）体积小、耗能低。

1.4PLC的应用

开关量的开环控制是PLC的最基本控制功能。所控制的逻辑功能可以是各种各样的。PLC控制的输入输出点数可以不受限制，少则十点、几十点，多则成千上万点，并可以通过互联网来实现控制。用PLC进行开关量控制的实例很多，几乎所有的工业都会运用到它。人们选用PLC的主要目的就是将其用于开关量的控制。

1.模拟量的闭环控制

对于模拟量的闭环控制系统，除了要有开关量的输入、输出点以实现某种顺序或逻辑控制外，还要有模拟量的输入、输出点，以便采样输入和调节输出，实现过程控制的PID调节或模糊控制调节，形成闭环系统。这类PLC系统能实现对温度、流量、压力、位移、速度等参量的连续调节与控制。

2.数字量的智能控制

利用PLC能实现接收和输出高脉冲的功能，而这功能实际中用途很大。在配备相应的传感器(如旋转编码器)或脉冲伺服装置（如环型分配器、动放、步进电机）后，PLC控制系统也能实现数字量的智能控制。