wincc的电梯群控系统设计单机plc程序设计
毕业设计说明书(论文) 中文毕业设计说明书(论文) 中文随着工业自动化的迅猛发展，可编程逻辑控制器（简称，PLC）在工控领域的应用越来越广泛，诸如钢铁、石油、电力、交通运输等方面都有PLC的参与。而电梯作为现代化交通运输工具，无论是在人们的日常生活还是在工业运输中都扮演着不可或缺的角色。使用可编程逻辑控制器控制电梯的方式已经成为当代电梯控制的主流方式，可编程控制器的准确、稳定、使用维护方便等特性在电梯行业发挥着重要的作用[5]。本文采用了西门子公司推出的S7-300系列PLC对群控电梯中的六层电梯控制系统，进行单机PLC程序设计。在设计中主要完成六层电梯的正常上下行，楼层信号登记，楼层显示以及运行过程中的加减速等功能。然后使用西门子公司的WINCC组态软件作为上位机，设计对应的HMI人机界面，使用PLCSIM模拟仿真软件对三座电梯的控制程序进行模拟调试。关键词 PLC，电梯，WINCC，PLCSIM
目 录
1 绪论 1
1．1 电梯系统的基本构成 1
1．2 电梯运行的动作要求 2
1.3 基本控制要求 2
1．4 主要任务 3
2 控制方案选择 3
2.1 控制方案设计及比较 3
2.3 PLC介绍及S7300控制特点 6
2.4 ProfibusDP总线介绍 9
2. 5 WINCC特点 9
3 模块选择及硬件设计 10
3.1预算I/O点统计 10
3.2模块选型 11
3.3硬件配置 11
3.4 I/O分配 12
3.5 硬件接线图 13
4 网络组态及程序设计 14
4.1网络组态 14
4.2 软件设计 15
4.3 主要程序段 16
5 系统调试 24
5.1组态及程序下载编译 24
5.2故障问题及解决方法 25
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 绪论
随着科技的发展日新月异，人民的生活条件、经济水平不断 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
地提高，工作和居住的条件也发生了巨大的变化。电梯是人们日常生活中不可缺少的交通工具，与人们的生活作息密切相关。一般性传统的大都采用接触器的方式来控制曳引电动机的工作状态，通过改变电动机的转向来控制电梯的上、下行状态的切换。但传统的电梯存在着诸多缺陷，如电器元件多而杂、功能过于简单、可靠性不高、工作寿命短暂、电气故障频发且不易维护等[8]。而现代电梯多采用可编程逻辑控制器（PLC）作为电梯系统的主控单元，可编程逻辑控制器是根据逻辑控制的需要发展而来的控制器[5]，是为工业控制而研发的数字运算操作的电气控制装置。目前，采用接触器控制的传统电梯已逐渐被PLC控制的现代控制方式取代。由于变频器的出现，以及电机交流变频调速技术的高速发展，电梯电动机的拖动方式已经逐渐由直流调速方式过渡到交流变频调速方式[11]，因此，电梯上下行途径中乘客的舒适度以及电梯停靠时的平稳性都得到了保证。且因其能耗低、功能强大、使用经济，以PLC作为主控核心的控制方式已经成为现在电梯控制的一个热点。
本课题为“基于WINCC的群控电梯控制系统设计单机PLC程序设计”，对此课题作诠释如下：PLC对电梯的控制是使用PLC及其软件来实现的[12]，其中PLC作为主控核心。先建立PLC电梯控制系统的总体框架，根据需要的信号功能（安全报警信号、轿厢内外指令信号、门控信号、井道位置信号、电机启停及正反转信号、楼层显示、运行方向、呼叫应答等信号）作出系统软件流程图，再根据流程图步骤编写可执行的PLC程序。
本设计研究的核心为：一、电梯运行效率及精度。二、电梯运行的安全性保障。三、电梯运行的程序及人机界面的开发。
1．1 电梯系统的基本构成
电梯系统的基本构成有：
1、曳引系统
曳引系统的功能是基于电机传递动力，是电梯处于可运行状态。一般电梯的曳引系统由电动机、制动器、减速装置、和曳引轮等组合而成。
2、导向系统
导向系统的主要作用是是电梯轿厢和对重只能按照导轨规定的方向运动，
限制了轿厢与队中的运动自由度。
3、轿厢
用于搭载货物或乘客，是电梯的主体部分。
4、门系统
组成部分为层门、轿厢门、开关门驱动及门锁装置，它的功能是隔断及封闭轿厢和层站的入口，以保证内部电梯轿厢的安全运行。
5、重量平衡系统
重量平衡系统的主要作用是限制轿厢承重，保证电梯曳引系统的正常工作，保障电梯的运行安全。它的组成部分为对重架和对重块。对重的重量与轿厢满载时的重量成比例，与轿厢的重量差有一个恒定值，成为平衡重。
1．2 电梯运行的动作要求
本设计是以6层电梯，根据电梯运行的特点，作出如下动作要求：
(1) 若电梯已经处于运行时状态，要遵循同向信号相应，反向信号不响应的原则。
(2) 电梯轿厢开始运行时，应快速动作。当接近目标层时，要切换至低速状态，以便于稳定停止。
(3) 电梯运行过程中，轿厢门不可有任何动作。
(4) 电梯到达目标层后延时2s开门，当开门后延时8s关门。且开关门时，轿厢门未到指定位置，电梯禁止运行。
1.3 基本控制要求
本设计是对一台6层单机电梯的程序设计，首先需要对六层电梯的基本要求进行详细的了解。其具体要求如下：
(1) 电梯停靠或到达指定位置时，应具有手、自动开关轿厢门的功能。
(2) 通过轿厢内、外的指示灯显示电梯当前所在楼层信号、电梯上下行方向信号、轿厢内对电梯目标层选择指令信号，报警信号。
(3) 要求程序实现实时判断电梯的运行方向的功能，并发出运行方向指示信号。
(4) 对电梯系统中的曳引电机，实现正转上升，反转停止，故障时紧急报警并将电机抱闸停转。
(5) 电梯轿厢门控系统由一小功率电机完成驱动功能，保证轿厢开关门的时效性和安全性。
目 录
1 绪论 1
1．1 电梯系统的基本构成 1
1．2 电梯运行的动作要求 2
1.3 基本控制要求 2
1．4 主要任务 3
2 控制方案选择 3
2.1 控制方案设计及比较 3
2.3 PLC介绍及S7300控制特点 6
2.4 ProfibusDP总线介绍 9
2. 5 WINCC特点 9
3 模块选择及硬件设计 10
3.1预算I/O点统计 10
3.2模块选型 11
3.3硬件配置 11
3.4 I/O分配 12
3.5 硬件接线图 13
4 网络组态及程序设计 14
4.1网络组态 14
4.2 软件设计 15
4.3 主要程序段 16
5 系统调试 24
5.1组态及程序下载编译 24
5.2故障问题及解决方法 25
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 绪论
随着科技的发展日新月异，人民的生活条件、经济水平不断 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
地提高，工作和居住的条件也发生了巨大的变化。电梯是人们日常生活中不可缺少的交通工具，与人们的生活作息密切相关。一般性传统的大都采用接触器的方式来控制曳引电动机的工作状态，通过改变电动机的转向来控制电梯的上、下行状态的切换。但传统的电梯存在着诸多缺陷，如电器元件多而杂、功能过于简单、可靠性不高、工作寿命短暂、电气故障频发且不易维护等[8]。而现代电梯多采用可编程逻辑控制器（PLC）作为电梯系统的主控单元，可编程逻辑控制器是根据逻辑控制的需要发展而来的控制器[5]，是为工业控制而研发的数字运算操作的电气控制装置。目前，采用接触器控制的传统电梯已逐渐被PLC控制的现代控制方式取代。由于变频器的出现，以及电机交流变频调速技术的高速发展，电梯电动机的拖动方式已经逐渐由直流调速方式过渡到交流变频调速方式[11]，因此，电梯上下行途径中乘客的舒适度以及电梯停靠时的平稳性都得到了保证。且因其能耗低、功能强大、使用经济，以PLC作为主控核心的控制方式已经成为现在电梯控制的一个热点。
本课题为“基于WINCC的群控电梯控制系统设计单机PLC程序设计”，对此课题作诠释如下：PLC对电梯的控制是使用PLC及其软件来实现的[12]，其中PLC作为主控核心。先建立PLC电梯控制系统的总体框架，根据需要的信号功能（安全报警信号、轿厢内外指令信号、门控信号、井道位置信号、电机启停及正反转信号、楼层显示、运行方向、呼叫应答等信号）作出系统软件流程图，再根据流程图步骤编写可执行的PLC程序。
本设计研究的核心为：一、电梯运行效率及精度。二、电梯运行的安全性保障。三、电梯运行的程序及人机界面的开发。
1．1 电梯系统的基本构成
电梯系统的基本构成有：
1、曳引系统
曳引系统的功能是基于电机传递动力，是电梯处于可运行状态。一般电梯的曳引系统由电动机、制动器、减速装置、和曳引轮等组合而成。
2、导向系统
导向系统的主要作用是是电梯轿厢和对重只能按照导轨规定的方向运动，
限制了轿厢与队中的运动自由度。
3、轿厢
用于搭载货物或乘客，是电梯的主体部分。
4、门系统
组成部分为层门、轿厢门、开关门驱动及门锁装置，它的功能是隔断及封闭轿厢和层站的入口，以保证内部电梯轿厢的安全运行。
5、重量平衡系统
重量平衡系统的主要作用是限制轿厢承重，保证电梯曳引系统的正常工作，保障电梯的运行安全。它的组成部分为对重架和对重块。对重的重量与轿厢满载时的重量成比例，与轿厢的重量差有一个恒定值，成为平衡重。
1．2 电梯运行的动作要求
本设计是以6层电梯，根据电梯运行的特点，作出如下动作要求：
(1) 若电梯已经处于运行时状态，要遵循同向信号相应，反向信号不响应的原则。
(2) 电梯轿厢开始运行时，应快速动作。当接近目标层时，要切换至低速状态，以便于稳定停止。
(3) 电梯运行过程中，轿厢门不可有任何动作。
(4) 电梯到达目标层后延时2s开门，当开门后延时8s关门。且开关门时，轿厢门未到指定位置，电梯禁止运行。
1.3 基本控制要求
本设计是对一台6层单机电梯的程序设计，首先需要对六层电梯的基本要求进行详细的了解。其具体要求如下：
(1) 电梯停靠或到达指定位置时，应具有手、自动开关轿厢门的功能。
(2) 通过轿厢内、外的指示灯显示电梯当前所在楼层信号、电梯上下行方向信号、轿厢内对电梯目标层选择指令信号，报警信号。
(3) 要求程序实现实时判断电梯的运行方向的功能，并发出运行方向指示信号。
(4) 对电梯系统中的曳引电机，实现正转上升，反转停止，故障时紧急报警并将电机抱闸停转。
(5) 电梯轿厢门控系统由一小功率电机完成驱动功能，保证轿厢开关门的时效性和安全性。
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