四层电梯控制系统设计与实现
四层电梯控制系统设计与实现电气与自动化工程[20200121193849]
摘要
随着当今社会的城市化水平的不断提高，越来越多的高层建筑拔地而起，电梯也就成为了我们日常生活中不可缺少的一部分。电梯作为高层建筑的运输传送设备，方便快捷，安全可靠，在城市中已被广泛推广，应用与各种场合。
传统的继电器控制电梯的方式存在着许多缺点和不足，不能满足当代社会人们对电梯的种种要求，已经渐渐地被时代所淘汰。
本文着重介绍了将可编程控制器（PLC）应用与四层电梯的控制系统。PLC控制系统具有许多传统继电器控制系统所不具备的优点。它编程简单方便，易调试和维护，抗干扰能力强。可以大大完善电梯的各项性能，并缩短电梯的开发周期，同时降低电梯的耗能。
随着时代的发展，PLC控制系统作为电梯的控制方式已经成为主流，为大众所接受。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:可编程控制器电梯控制系统
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题的背景及意义 1
1.2 本设计内容 1
1.2.1下位机PLC部分主要设计要求 1
1.2.2上位机组态王部分主要设计要求 2
1.2.3 设计内容 2
第二章 硬件设计 3
2.1 系统硬件 3
2.2西门子PLC的介绍 3
2.2.1 PLC的特点 4
2.2.2 PLC的硬件结构 4
2.2.3 PLC的工作原理 5
第三章 电梯PLC控制系统的软件设计 6
3.1 编程语言的简介 6
3.1.1 STEP 7 Micro/WIN32的简介 6
3.2 PLC主程序 6
3.2.1电梯运行及恢复 6
3.2.2外选开关响应 7
3.2.3内选开关响应 10
3.2.4 电梯开关门程序 11
3.2.5电梯的步进上、下行 12
3.3 组态王 14
3.3.1组态王的使用 15
3.3.2 组态王与PLC的通信 15
3.3.3组态王的数据词典 17
3.3.4 组态王界面的设计 19
3.3.5 命令语言的设计 22
第四章 调试 26
4.1 调试前的准备 26
4.2 调试工具 26
4.2 调试过程中的问题与解决 26
结束语 28
参考文献 29
致谢 30
附录 31
PLC程序： 31
第一章 绪论
1.1 课题的背景及意义
随着我国社会生产力的不断发展，人们物质文化生活水平的不断提高，自20世70年代以后，高层建筑在全国范围内得到的迅猛发展，电梯作为垂直运输工具，已经成为各高层建筑不可或缺的一部分。它们或承担着货物的运输和人员的交通，已经成为我们工作和生活中的必需设备。
随着我国电梯产业的迅猛发展，人们对乘坐电梯的安全性和舒适性提出了更高的要求，这就要求电梯的研究者和开发者不断提高电梯控制技术，以满足人们对于乘坐电梯日益增长的要求。电梯控制系统分为调速部分和逻辑控制部分。调速部分的性能对电梯运行是乘客的舒适感有着重要影响，而逻辑控制部分则是电梯安全可靠运行的关键。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。
电梯继电器控制系统存在许多问题，如系统触点多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高；系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大；保养维修工作量大，费用高，而且检查故障困难，费时费工等。而PLC控制系统的可靠性、稳定性、适应性大大提高了电梯的安全性以及舒适性。
1.2 本文设计内容
了解电梯控制系统的发展趋势，通过文献查阅、调查研究、实验论证等方式方法，对四层电梯 PLC 控制系统进行了研究、分析、总结与设计。在设计的过程中，对四层电梯的硬件、PLC 情况进行学习与研究，全面掌握电梯构造、PLC 的特性与功能。然后，分析电梯的控制策略，根据设计计算出 I/O 点数，并确定所选 PLC 机型。接着进行程序设计，写出控制系统 I/O 分配表、输入输出端子接线图、梯形图、流程图等。编写下位机PLC控制程序，并且进行调试。编写上位机组态王程序，并且进行调试。
1.2.1下位机PLC部分主要设计要求
①电梯的上行下行手单台电机控制。
②厢体里面有各个楼层的按钮，开关门按钮。
③当电梯到达所需楼层时，电梯的门自动打开。
④电梯每层设有方向、所在层数指示灯、上行下行开关。
⑤电梯停站 5-6 s后或在此时间内按下关门键，电梯门自动关闭。
⑥电梯有记忆存储功能，在它运行时，能依次响应相同方向的选层信号。
⑦电梯全部完成一个方向的各种指令后，自动关门，并相应其相反方向的其他指令。
⑧当电梯完成了全部指令，并没有其他请求后，自动回到底层并停止。
1.2.2上位机组态王部分主要设计要求
（1）设计电梯内选部分，内选控制按钮触发时，楼层指示灯，电梯上行下行指示灯对应点亮，电梯到达所选楼层。
（2）设计电梯外选部分，显示厢体所在楼层，外选控制按钮触发时，电梯运行到达相应位置。
（3）厢体显示部分，根据内选外选的要求，显示厢体的相应位置。
1.2.3 设计内容
（1）选择相关的传感器，电机
（2）进行PLC型号选择和I/O分配
（3）编写下位机PLC的程序，并进行相关调试
（4）编写上位机组态王的程序，并进行相关调试
第二章 硬件设计
2.1 系统硬件
本控制系统共需要16个输入口，23个输出口。根据I/O口的点数，可以选择PLC：S7-200 CPU 224XP，此PLC具有14个输入点，10个输出点，所以还需要增加一个输入输出扩展模块。根据实际情况还需要选择16个按钮开关进行电梯按键选择，16个中间继电器，16个接触器，23个指示灯，4个光电传感器来感应电梯位置；因为电路需要不同电压，所以需要用到变压器和整流器，还需要两个电机来实现电梯的上行和下行。I/O分配表如表2-1所示
表2.1 电梯I/O分配表
I0.0 一楼请求上楼 Q0.4 关厢门
I0.1 二楼请求上楼 Q0.5 当前厢门在一层
I0.2 三楼请求上楼 Q0.6 当前厢门在二层
I0.3 二楼请求下楼 Q0.7 当前厢门在三层
I0.4 三楼请求下楼 Q1.0 当前厢门在四层
I0.5 四楼请求下楼 Q2.0 A
I0.6 厢体到达一层 Q2.1 B
I0.7 厢体到达二层 Q2.2 C
I1.0 厢体到达三层 Q2.3 D
I1.1 厢体到达四层 Q3.0 一层内选灯亮
I1.2 电梯内呼一层 Q3.1 二层内选灯亮
I1.3 电梯内呼二层 Q3.2 三层内选灯亮
I1.4 电梯内呼三层 Q3.3 四层内选灯亮
I1.5 电梯内呼四层 Q3.4 一层外选灯亮
I2.0 总开关 Q3.5 二层上楼外选灯亮
I2.1 恢复出厂设置 Q3.6 二层下楼外选灯亮
Q0.0 厢体向上运行 Q3.7 三层上楼外选灯亮
Q0.1 厢体向下运行 Q2.4 三层下楼外选灯亮
摘要
随着当今社会的城市化水平的不断提高，越来越多的高层建筑拔地而起，电梯也就成为了我们日常生活中不可缺少的一部分。电梯作为高层建筑的运输传送设备，方便快捷，安全可靠，在城市中已被广泛推广，应用与各种场合。
传统的继电器控制电梯的方式存在着许多缺点和不足，不能满足当代社会人们对电梯的种种要求，已经渐渐地被时代所淘汰。
本文着重介绍了将可编程控制器（PLC）应用与四层电梯的控制系统。PLC控制系统具有许多传统继电器控制系统所不具备的优点。它编程简单方便，易调试和维护，抗干扰能力强。可以大大完善电梯的各项性能，并缩短电梯的开发周期，同时降低电梯的耗能。
随着时代的发展，PLC控制系统作为电梯的控制方式已经成为主流，为大众所接受。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:可编程控制器电梯控制系统
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题的背景及意义 1
1.2 本设计内容 1
1.2.1下位机PLC部分主要设计要求 1
1.2.2上位机组态王部分主要设计要求 2
1.2.3 设计内容 2
第二章 硬件设计 3
2.1 系统硬件 3
2.2西门子PLC的介绍 3
2.2.1 PLC的特点 4
2.2.2 PLC的硬件结构 4
2.2.3 PLC的工作原理 5
第三章 电梯PLC控制系统的软件设计 6
3.1 编程语言的简介 6
3.1.1 STEP 7 Micro/WIN32的简介 6
3.2 PLC主程序 6
3.2.1电梯运行及恢复 6
3.2.2外选开关响应 7
3.2.3内选开关响应 10
3.2.4 电梯开关门程序 11
3.2.5电梯的步进上、下行 12
3.3 组态王 14
3.3.1组态王的使用 15
3.3.2 组态王与PLC的通信 15
3.3.3组态王的数据词典 17
3.3.4 组态王界面的设计 19
3.3.5 命令语言的设计 22
第四章 调试 26
4.1 调试前的准备 26
4.2 调试工具 26
4.2 调试过程中的问题与解决 26
结束语 28
参考文献 29
致谢 30
附录 31
PLC程序： 31
第一章 绪论
1.1 课题的背景及意义
随着我国社会生产力的不断发展，人们物质文化生活水平的不断提高，自20世70年代以后，高层建筑在全国范围内得到的迅猛发展，电梯作为垂直运输工具，已经成为各高层建筑不可或缺的一部分。它们或承担着货物的运输和人员的交通，已经成为我们工作和生活中的必需设备。
随着我国电梯产业的迅猛发展，人们对乘坐电梯的安全性和舒适性提出了更高的要求，这就要求电梯的研究者和开发者不断提高电梯控制技术，以满足人们对于乘坐电梯日益增长的要求。电梯控制系统分为调速部分和逻辑控制部分。调速部分的性能对电梯运行是乘客的舒适感有着重要影响，而逻辑控制部分则是电梯安全可靠运行的关键。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。
电梯继电器控制系统存在许多问题，如系统触点多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高；系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大；保养维修工作量大，费用高，而且检查故障困难，费时费工等。而PLC控制系统的可靠性、稳定性、适应性大大提高了电梯的安全性以及舒适性。
1.2 本文设计内容
了解电梯控制系统的发展趋势，通过文献查阅、调查研究、实验论证等方式方法，对四层电梯 PLC 控制系统进行了研究、分析、总结与设计。在设计的过程中，对四层电梯的硬件、PLC 情况进行学习与研究，全面掌握电梯构造、PLC 的特性与功能。然后，分析电梯的控制策略，根据设计计算出 I/O 点数，并确定所选 PLC 机型。接着进行程序设计，写出控制系统 I/O 分配表、输入输出端子接线图、梯形图、流程图等。编写下位机PLC控制程序，并且进行调试。编写上位机组态王程序，并且进行调试。
1.2.1下位机PLC部分主要设计要求
①电梯的上行下行手单台电机控制。
②厢体里面有各个楼层的按钮，开关门按钮。
③当电梯到达所需楼层时，电梯的门自动打开。
④电梯每层设有方向、所在层数指示灯、上行下行开关。
⑤电梯停站 5-6 s后或在此时间内按下关门键，电梯门自动关闭。
⑥电梯有记忆存储功能，在它运行时，能依次响应相同方向的选层信号。
⑦电梯全部完成一个方向的各种指令后，自动关门，并相应其相反方向的其他指令。
⑧当电梯完成了全部指令，并没有其他请求后，自动回到底层并停止。
1.2.2上位机组态王部分主要设计要求
（1）设计电梯内选部分，内选控制按钮触发时，楼层指示灯，电梯上行下行指示灯对应点亮，电梯到达所选楼层。
（2）设计电梯外选部分，显示厢体所在楼层，外选控制按钮触发时，电梯运行到达相应位置。
（3）厢体显示部分，根据内选外选的要求，显示厢体的相应位置。
1.2.3 设计内容
（1）选择相关的传感器，电机
（2）进行PLC型号选择和I/O分配
（3）编写下位机PLC的程序，并进行相关调试
（4）编写上位机组态王的程序，并进行相关调试
第二章 硬件设计
2.1 系统硬件
本控制系统共需要16个输入口，23个输出口。根据I/O口的点数，可以选择PLC：S7-200 CPU 224XP，此PLC具有14个输入点，10个输出点，所以还需要增加一个输入输出扩展模块。根据实际情况还需要选择16个按钮开关进行电梯按键选择，16个中间继电器，16个接触器，23个指示灯，4个光电传感器来感应电梯位置；因为电路需要不同电压，所以需要用到变压器和整流器，还需要两个电机来实现电梯的上行和下行。I/O分配表如表2-1所示
表2.1 电梯I/O分配表
I0.0 一楼请求上楼 Q0.4 关厢门
I0.1 二楼请求上楼 Q0.5 当前厢门在一层
I0.2 三楼请求上楼 Q0.6 当前厢门在二层
I0.3 二楼请求下楼 Q0.7 当前厢门在三层
I0.4 三楼请求下楼 Q1.0 当前厢门在四层
I0.5 四楼请求下楼 Q2.0 A
I0.6 厢体到达一层 Q2.1 B
I0.7 厢体到达二层 Q2.2 C
I1.0 厢体到达三层 Q2.3 D
I1.1 厢体到达四层 Q3.0 一层内选灯亮
I1.2 电梯内呼一层 Q3.1 二层内选灯亮
I1.3 电梯内呼二层 Q3.2 三层内选灯亮
I1.4 电梯内呼三层 Q3.3 四层内选灯亮
I1.5 电梯内呼四层 Q3.4 一层外选灯亮
I2.0 总开关 Q3.5 二层上楼外选灯亮
I2.1 恢复出厂设置 Q3.6 二层下楼外选灯亮
Q0.0 厢体向上运行 Q3.7 三层上楼外选灯亮
Q0.1 厢体向下运行 Q2.4 三层下楼外选灯亮
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