四层电梯的plc控制系统设计与仿真【字数：11228】
指导教师 张家海 摘 要本系统设计的四层电梯控制系统主要由上位机、可编程控制器、限位开关、执行机构等组成。可编程控制器作为控制系统的大脑，按照工艺说明分析，对各种外部输入信号按照四层电梯系统的工艺分析结果及程序设计流程，完成系统各项工艺功能的实现，通过上位机系统将当前的状态进行显示和参数设定等控制。按照方案的选择和设备型号的选择，采用的可编程控制器为西门子S7-200 CPU226，本系统设计首先进行四层电梯的工艺分析，确定该系统设计的工艺控制方案，完成系统硬件部分的型号选择计算以及总体控制方案的设计。在此基础上进行硬件分析和图纸设计，完成工艺流程图的设计以及程序的编写，对上位机进行组态设计，监控系统状态及数据并且根据实际工艺修改当前参数，达到系统可视化的要求。通过程序仿真设计以及上位机联机调试和修改，系统安全可靠、使用灵活、扩展性强、开发周期短，后期修改方便，达到本设计的工艺要求，以及为后期系统升级改造创造条件。
目 录
第一章绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 电梯的简介 1
1.3 课题研究的内容 2
1.4本章小结 2
第二章四层电梯控制系统的总体设计 3
2.1 可编程控制器的介绍及选型 3
2.1.1可编程控制器的结构 3
2.1.2 可编程控制器的接口电路 4
2.1.3 可编程控制器的选型 4
2.2 变频器的介绍及选型 5
2.3 电梯控制系统的设计方案 7
2.4本章小结 7
第三章四层电梯控制系统的硬件设计 8
3.1可编程控制器的I/O分配设计 8
3.2 变频器的硬件设计及分析 9
3.3 PLC的硬件设计及分析 10
3.4 辅助控制电路的硬件设计及分析 11
3.5本章小结 12
第四章四层电梯控制系统的软件设计 13
4.1 电梯控制系统的工艺流程设计 13
4.2 电梯控制系统的编程工艺要求 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
4.3 电梯控制系统的编程及分析 15
4.4本章小结 26
第五章四层电梯控制系统的上位机设计 27
5.1组态软件概述 27
5.2上位机程序开发的工艺分析 27
5.3上位机程序的开发与分析 27
5.3.1 工程的建立 27
5.3.2 定义外部通讯设备 28
5.3.3 组态变量的定义 28
5.3.4 组态画面的编译 29
5.3.5 动画连接建立 30
5.4系统的仿真运行分析 31
5.5本章小结 32
结束语 34
致谢 34
参考文献 35
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
在城市的办公楼、高层酒店、厂房、以及住宅楼等高层建筑物，电梯作为最基本的重要的上楼下楼交通工具，使用越来越多。随着高楼大厦的骤然增加，电梯的需求也日益增长，并且在控制方面的要求也越来越严格，随着人们对电梯的工艺改进越来越迫切，对电梯的工艺以及流程提出更高的意见和要求。包括安全的使用、调速精度、调速范围等，在静态工作和动态工作特性下都提出几近苛刻的要求。
对于电梯来说，该电梯系统牵涉到很多方面的学科和知识，比如机械方面的设计知识、电气方面的设计知识以及土建工程方面的知识等。现代人们每年乘坐电梯的次数比较多，电梯的使用频率比较高，所以电梯的安全和舒适是人们追求的对象。对于现代社会的人们，审美观念越来越高，对电梯提出了更高的要求，特别是舒适、人性化、安全可靠方面的要求，对电梯的设计提出了严苛的要求。现代电梯的制造和设计比较重视电梯安全的问题，在设计上包括电气设计、机械设计增加了多重保护功能，目的是为了保证电梯的安全运行。国家在这方面增添了相关的法律条例进行了电梯的严格检验，并对电梯的制造、维修采用实名制的方法进行管理。
1.2 电梯的简介
在古代，人们采用升降机的方式进行货物垂直运输，在古代重大建筑的建设，都用到升降机的工具，该工具的原理和电梯的设计原理基本相同。就是当物体下降的同时，就有物体上升，在中世纪，欧洲国家开始用驴代替人力为升降机提供动力，在工业革命时期，由于蒸汽机的发明，升降工具开始采用蒸汽动力，到后期开始采用液压的方法进行升降系统的动力提供。全世界第一台安全升降系统在美国，在建筑上安装了客运升降系统。在19世纪末，美国的城市开始采用直流电动机进行动力的驱动，在高层大楼安装了世界上第一台真正意义上的电梯。从此之后，电梯的发展越来越快。
电梯的主要原理是依靠电能为动力，通过电动机进行动力驱动，将轿厢沿着规定好的直线导轨进行升降。在轿厢内可以盛放重物，也可以载人进行升降。现代电梯主要由曳引机、对重装置、导轨、电气控制系统、厅门以及安全装置等组成。曳引机的作用就是提供动力，承载电梯的上升和下降；对重装置的主要作用时对轿厢的平衡起到对重的作用；导轨时轿厢的上下轨道，通过导轨可以固定轿厢的晃动；电气控制系统时电梯的大脑，通过外部的按钮和操作，可以完成乘客的意图；厅门的设计是关键的安全保护重要部分。现代电梯的主要参数包括电梯的额定载客量；电梯的最大运行速度以及轿厢的尺寸等。
1.3 课题研究的内容
（1）对四层电梯控制系统的资料进行查询，了解详细的控制工艺，对国内外研究现状进行分析，进行系统设计策略分析。
（2）详细分析控制系统的工艺策略，明确工艺控制的信号输入和输出，选择最佳控制策略，并完成与系统相关的电气选型和计算，确定具体的控制方案。
（3）对系统进行硬件设计思路分析，明确图纸设计的具体内容，考虑系统安全保护、预留扩展等，完成硬件图纸设计和接线分析。
（4）按照系统控制策略方案和硬件设计图纸，进行程序流程的工艺分析，对系统的每个功能实现进行程序流程设计，在此基础上完成程序编写和调试，达到控制的要求。
（5）根据系统设计可视化的要求，对上位机进行组态设计，建立通讯协议、编译画面、连接变量，完成组态仿真调试。
目 录
第一章绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 电梯的简介 1
1.3 课题研究的内容 2
1.4本章小结 2
第二章四层电梯控制系统的总体设计 3
2.1 可编程控制器的介绍及选型 3
2.1.1可编程控制器的结构 3
2.1.2 可编程控制器的接口电路 4
2.1.3 可编程控制器的选型 4
2.2 变频器的介绍及选型 5
2.3 电梯控制系统的设计方案 7
2.4本章小结 7
第三章四层电梯控制系统的硬件设计 8
3.1可编程控制器的I/O分配设计 8
3.2 变频器的硬件设计及分析 9
3.3 PLC的硬件设计及分析 10
3.4 辅助控制电路的硬件设计及分析 11
3.5本章小结 12
第四章四层电梯控制系统的软件设计 13
4.1 电梯控制系统的工艺流程设计 13
4.2 电梯控制系统的编程工艺要求 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
4.3 电梯控制系统的编程及分析 15
4.4本章小结 26
第五章四层电梯控制系统的上位机设计 27
5.1组态软件概述 27
5.2上位机程序开发的工艺分析 27
5.3上位机程序的开发与分析 27
5.3.1 工程的建立 27
5.3.2 定义外部通讯设备 28
5.3.3 组态变量的定义 28
5.3.4 组态画面的编译 29
5.3.5 动画连接建立 30
5.4系统的仿真运行分析 31
5.5本章小结 32
结束语 34
致谢 34
参考文献 35
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
在城市的办公楼、高层酒店、厂房、以及住宅楼等高层建筑物，电梯作为最基本的重要的上楼下楼交通工具，使用越来越多。随着高楼大厦的骤然增加，电梯的需求也日益增长，并且在控制方面的要求也越来越严格，随着人们对电梯的工艺改进越来越迫切，对电梯的工艺以及流程提出更高的意见和要求。包括安全的使用、调速精度、调速范围等，在静态工作和动态工作特性下都提出几近苛刻的要求。
对于电梯来说，该电梯系统牵涉到很多方面的学科和知识，比如机械方面的设计知识、电气方面的设计知识以及土建工程方面的知识等。现代人们每年乘坐电梯的次数比较多，电梯的使用频率比较高，所以电梯的安全和舒适是人们追求的对象。对于现代社会的人们，审美观念越来越高，对电梯提出了更高的要求，特别是舒适、人性化、安全可靠方面的要求，对电梯的设计提出了严苛的要求。现代电梯的制造和设计比较重视电梯安全的问题，在设计上包括电气设计、机械设计增加了多重保护功能，目的是为了保证电梯的安全运行。国家在这方面增添了相关的法律条例进行了电梯的严格检验，并对电梯的制造、维修采用实名制的方法进行管理。
1.2 电梯的简介
在古代，人们采用升降机的方式进行货物垂直运输，在古代重大建筑的建设，都用到升降机的工具，该工具的原理和电梯的设计原理基本相同。就是当物体下降的同时，就有物体上升，在中世纪，欧洲国家开始用驴代替人力为升降机提供动力，在工业革命时期，由于蒸汽机的发明，升降工具开始采用蒸汽动力，到后期开始采用液压的方法进行升降系统的动力提供。全世界第一台安全升降系统在美国，在建筑上安装了客运升降系统。在19世纪末，美国的城市开始采用直流电动机进行动力的驱动，在高层大楼安装了世界上第一台真正意义上的电梯。从此之后，电梯的发展越来越快。
电梯的主要原理是依靠电能为动力，通过电动机进行动力驱动，将轿厢沿着规定好的直线导轨进行升降。在轿厢内可以盛放重物，也可以载人进行升降。现代电梯主要由曳引机、对重装置、导轨、电气控制系统、厅门以及安全装置等组成。曳引机的作用就是提供动力，承载电梯的上升和下降；对重装置的主要作用时对轿厢的平衡起到对重的作用；导轨时轿厢的上下轨道，通过导轨可以固定轿厢的晃动；电气控制系统时电梯的大脑，通过外部的按钮和操作，可以完成乘客的意图；厅门的设计是关键的安全保护重要部分。现代电梯的主要参数包括电梯的额定载客量；电梯的最大运行速度以及轿厢的尺寸等。
1.3 课题研究的内容
（1）对四层电梯控制系统的资料进行查询，了解详细的控制工艺，对国内外研究现状进行分析，进行系统设计策略分析。
（2）详细分析控制系统的工艺策略，明确工艺控制的信号输入和输出，选择最佳控制策略，并完成与系统相关的电气选型和计算，确定具体的控制方案。
（3）对系统进行硬件设计思路分析，明确图纸设计的具体内容，考虑系统安全保护、预留扩展等，完成硬件图纸设计和接线分析。
（4）按照系统控制策略方案和硬件设计图纸，进行程序流程的工艺分析，对系统的每个功能实现进行程序流程设计，在此基础上完成程序编写和调试，达到控制的要求。
（5）根据系统设计可视化的要求，对上位机进行组态设计，建立通讯协议、编译画面、连接变量，完成组态仿真调试。
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