PLC控制电梯的设计

毕业设计

题目基于PLC的电梯调度问题

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摘要

随着我国经济的高速发展，自动控制技术也得到了迅猛发展，而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，在工业、商业和民用方面应用已十分广泛，与人们的生活紧密相关。本文利用西门子S7-200可编程控制器编写的一个四层电梯的控制系统，主要分析并叙述了电梯的控制、运行情况。

目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电器控制系统(早期安装的电梯多继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。由于PLC具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。自80年代后期PLC引入我国电梯行业以来，由PLC组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普遍采用。在传统继电器系统的改造工程中，PLC系统一直是主流控制系统。为了改善电梯的舒适感和运行的可靠性，现在都改为用PLC来控制电梯的运行，这样大大提高了电梯的性能。本文就是详细介绍PLC的特点及整个设计过程。

关键词：控制系统，电梯，西门子

目录

摘要.................................................. 错误!未定义书签。

1 概述............................................... 错误!未定义书签。

1.1可编程控制器(PLC)的产生及定义...................... 错误!未定义书签。

1.2 PLC的分类及特点................................... 错误!未定义书签。

1.3 PLC的工作原理..................................... 错误!未定义书签。

1.4 PLC的编程语言.................................................... VI

1.5 PLC在电梯中的应用................................................. I

1.6 电梯的发展历程 (1)

2 电梯的具体介绍 (2)

2.1 电梯的定义及组成 (2)

2.2 电梯的原理 (3)

2.3 电梯的PLC控制系统的功能分析 (5)

2.4 电梯PLC控制系统的解决思路 (5)

3 电梯硬件设计 (7)

3.1 电梯的控制要求 (7)

3.2 PLC输入输出点数的确定 (8)

3.3 PLC机型的选择 (9)

3.4 PLC外部硬件电路的设计 (10)

4 附件 (11)

4.1 程序流程图 (12)

4.2 程序梯形图 (14)

致谢 (19)

参考文献 (20)

1 概述

1.1 可编程控制器(PLC)的产生及定义

1.1.1 可编程控制器(PLC)的产生

20世纪是人类科学技术迅猛发展的一个世纪，电器控制技术也由继电器控制过渡到计算机控制系统。各种工业用计算机控制产品的出现，对提高机械设备自动控制性能起到关键的作用。进入21世纪，各种自动控制产品在向着控制可靠，操作简单，通用性强，价格低廉的方向发展，使自动控制的实现越来越容易。

自动控制装置的研究，是为了最大限度的满足人们及机械设备的要求。曾一度在控制领域占主导地位的继电器控制系统，存在着控制能力弱，可靠性低的缺点，并且设备的固定接线控制装置不利于产品的更新换代。20世纪60年代末期，在技术浪潮的冲击下，为使汽车结构及外型不断改进，品种不断增加，需要经常变更生产工艺。这就希望在控制成本的前提下，尽可能缩短产品的更新换代周期，以满足生产的需求，使企业在激烈的市场竞争中取胜。美国通用汽车公司(GM)1986年提出了汽车装配生产线改造项目控制器的十项指标，即新一代控制器应具备的10项指标：

（1）编程简单，可在现场修改和调试程序；

（2）维护方便，采用插入式模块结构；

（3）可靠性高于继电器控制系统；

（4）体积小于继电器控制柜；

（5）能与管理中心计算机系统进行通信；

（6）成本可与继电器控制系统相竞争；

（7）输入量是115V交流电压（美国电网电压110）；

（8）输出量是115V，输出电流在2A，能直接驱动电磁阀；

（9）系统扩展时，原系统只需作很小改动；

（10）用户程序存储器容量至少4KB。

1969年，美国数字设备公司(DEC)首先研制出第一台符合要求的控制器，及可编程逻辑控制器，并在美国GE公司的汽车自动装置上试用成功。此后，这项研究技术迅速发展，从美国、日本、欧洲普及到全世界。我国从1976年开始研制，1977年应用于工业控制。目前世界上已有数百家厂商生产可编程控制器，型号多达数百种。

1.1.2 可编程控制器(PLC)的定义

IEC在1987年对可编程控制器(PLC)下的定义是：

可编程控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑计算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令；并通过数字式或模拟式输入/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外部设备，都按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

由上述定义可见，PLC是工业专用计算机，这种计算机采用面向用户的指令，因而编程方便。它能完成“逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作”，还具有“数字量,模拟量输入/输出控制”的能力。并且容易与“工业控制系统连为一体”，易于扩充。因而可以说PLC是近乎理想的工业控制计算机。

1.2 PLC的分类及特点

1.2.1 PLC的分类

目前，可编程控制器(PLC)产品种类很多，型号和规格也不统一。通常只能按照其用途、功能、结构、点数等进行大致分类。

（1）按点数和功能分类

可编程控制器用于对外部设备的控制，外部信号的输入及PLC运算结果的输出都要通过PLC输入，输出端子来进行接线，输入输出端子的数目之和被称作PLC的输入，输出点数，简称I/O点数。

为满足不同控制系统处理信息量的需求，PLC具有不同的I/O点数、用户程序存储量和控制功能。由I/O点数的多少可将PLC分成小型，中型和大型。

小型PLC的I/O点数小于256点，以开关量控制为主，具有体积小，价格低的优点。适合小型设备的控制。

中型PLC的I/O点数在256—1024之间，功能比较丰富，兼有开关量和模拟量的控制能力，适用于较复杂的逻辑控制和闭环过程控制。

大型PLC的I/O点数在1024点以上，用于大规模过程控制，集散式控制和工厂自动化网络。

各厂家可编程控制器产品的自我定义的大、中、小各有不同。如有的厂家建议小型PLC为512点一下，中型PLC为512—2048点，大型PLC在2048点以上。