电梯PLC控制系统设计毕业答辩

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,毕业设计辩论,设计题目：,民用电梯的PLC控制系统设计,指导老师：学生：,摘要：在现代社会和经济活动中，计算机技术、自动控制技术和电力电子技术得到了迅速的开展，高层建筑不断增多，电梯在人们的生活中占有着越来越重要的地位。本文结合PLC 的性能，在介绍电梯根本结构的根底上，深入分析了电梯的工作原理，重点分析了电梯的硬件设计和软件设计。论述PLC 在电梯控制系统中的运用，研究并提出了基于西门子PLC (S7-200)的7层电梯控制系统设计的实现方案，通过合理的选择和设计，实现电梯指层、选层、选向、手动和自动关门等根本功能。,关键字：电梯、PLC、控制,论文框架,2021-5-30,1.概述,2系统总体方案设计,3.PLC的选型及输入、输出的分配,4.电梯的信号指示及超载报警,5.单片机与西门子PLC_S7-200的串行通信,6.系统软局部的设计,7.平安设置,8.程序的调试,9.小结,10.参考文献,11.致谢,目前电梯控制主要有三种方式：继电器控制、可编程控制器控制、微机控制单片机控制。,最早期的电梯是由继电接触器直接控制的。但电梯控制系统是一个非常复杂的控制系统，继电接触器控制接触点繁多，线路复杂，维修和检修非常不方便。人们又着手单片机电梯控制系统的研究设计。单片机控制有很多优点：控制方便，容易修正，价格廉价。但由于其对环境的要求比较高，在程序不十分完美的情况下容易出现死机现象，对设计人员有很高的要求。电梯控制要求操作方便，稳定性强，平安性可靠。所以现代电梯多用PLC(工控机)控制。PLC控制有很多优点，它可以像单片机一样在需要的时候改变程序。当需要改变或优化控制方案时不需要改变硬件。并且PLC的环境适应能力强，一般不用考虑环境带来的诸多因素。近年来PLC在电梯控制中得到了极大的应用。,PLC简介,可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的开展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了防止与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。,比较项目,继电器控制,PLC控制,控制功能的实现,通过对继电器进行硬接线完成相应的控制功能,对进行编程实现所需控制要求,对生产工艺变化的适应性,需进行重新设计与接线.适应性差,只需对程序进行修改.适应性强,可靠性,元器件多、触点多，容易出现故障,采用大规模集成电路.绝大部分是软继电器，可靠性高,柔韧性与灵活性,差,具有种类齐全的扩展单元，扩展灵活,控制的实时性,机械动作时间常数大，实时性差,微处理器控制，实时性非常好,占用空间与安装,控制柜体积大、笨重，安较施工工作量大,体积小，重量轻，安装工作量小,使用寿命,易损.寿命短,寿命长,复杂控创能力,极差,很强,价格,较低,较高,维护,复杂、工作量大,工作量小,PLC与继电器控制功能与特点比较,PLC与计算机控制系统功能与特点比较,比较项目,通用计算机,PLC,工作方式,中断方式,扫描方式,编程语言,汇编语言、高级语言,助记符语句表、梯形图等,工作环境,要求较高,可在较差的环境下工作,对使用者的要求,需要进行专业的培训才能够掌握,语言易学，稍加培训即可,可靠性,商业级要求,工业级，且有多种特殊设计，包括监视计时器功能(WatchDog Titner-WDT),系统软件,功能强大，但占用存储空间过大,功能专用，占存储空间小,适用领域,办公、管理，科学计算、家庭,工业控制,现代电梯的控制要求,1)电梯运行到指定位置后应具有手动或自动开/关门的功能。,(2)利用指示灯显示电梯厢外的呼唤信号、电梯厢内的指令信号和电梯的到达信号。,(3)能自动判断电梯的运行方向，并发出响应的指示信号。,(4)电梯的上行下行有一台电机牵引。电机正传，电梯上升；电梯反转，电梯下降。,(5)电梯轿厢门由另一台小功率电机驱动。电机正传，轿厢门翻开；电机反转，轿厢门关闭。,(6)每一层楼设有呼叫按钮；轿厢内设有开关轿厢门按钮。,(7)电梯启动、运行、到站实现速度的调节。,电梯PLC信号控制系统框图,交流双速电梯的主电路图,电梯门拖动电机,M,3,L1,L2,L3,FU,KM,1,KM,2,FR,西门子(SIMATIC)公司S7-200系列属于小型可编程控制器，是西门子公司20世纪90年代推出的整体式小型可编程控制器，器结构紧凑、系列完整、功能完善，具有很高的性价比，可用于替代继电器的简单控制场合，也可用于复杂的自动控制系统。由于有很强的通信功能，在大型网络控制系统中也能充分发挥作用。,PLC机型型号确实定,扩展数字量I/O端口,S7-200CPU226型号的PLC本机自带的数字量I/O数为24入/16出。但是本电梯控制系统所需的数字量输入/输出端口数都约为40个，所以，本机自带的数字量输入/输出端口数目是不能满足本系统的控制要求的，所以要扩展数字量I/O端口。西门子EM223扩展模块为专门的S7-200PLC的数字量输入/输出端口扩展模块，选用一块EM223 24 VDC 16输入/16输出(6ES7 223-1BL20-0XA0)和一块EM223 24V DC 8输入/8输出(6ES7 223-1BH20-0XA0)数字量输入/输出端口扩展模块，经过扩展后，共有48个输入点，40个输出点。满足以上要求。,系统主连接图,七段译码真值表,显示数字,输出笔状态,楼层位置信号,a,b,c,d,e,f,g,1,0,1,1,0,0,0,0,1000,2,1,1,0,1,1,0,1,1001,3,1,1,1,1,0,0,1,1002,4,0,1,1,0,0,1,1,1003,5,1,0,1,1,0,1,1,1004,6,1,0,1,1,1,1,1,1005,7,1,1,1,0,0,0,0,1006,七段码显示,数码显示的层楼指示灯,PLC输出端直接与七段数码管连接，无需外部硬件译码器，由PLC软件进行七段译码，直接驱动数码管显示楼层数。上表为七段译码真值表：当输出段状态为1时表示该段亮，当输出段状态为0时表示该段灭。表4.1中看到各字段状态为0表示消隐，状态为1表示点亮，表中状态0有18个，而状态1有30个，因而假设按真值表中点亮状态设计七段译码显示梯形图会占用PLC太多的内部触点，程序较长而按消隐状态设计可简化梯形图，应选择按消隐状态设计。,楼层7段数码管显示,超载报警,设计任务,采用MCS51系类单片机构建系统。如果电梯超载，报警器发出语音报警且超载值可设计成800kg.,报警说明,在无司机操纵或有司机操纵的电梯中，根据电梯平安标准的规定：必须设置电梯轿厢的超载保护装置，以防止电梯轿厢的严重超载而引起的意外人身设备事故。,超载装置一般装置在电梯轿厢底，这一超载装置可以是有级的开关装置，也可以是连续变化的压磁装置或应变电阻片式的装置，但不管何种结构型式的超载装置，只要电梯超载时均应发出超载的闪烁灯光信号和断续的铃声；与此同时使正在关门的电梯停止关门并开启，直到多余的乘客退出电梯轿厢，不再超载时,才会熄灭灯光信号和铃声，并可重新关门起动运行。,超载报警设计流程图,设计思路：,采用荷重传感器将被测轿厢的质量转化为电压信号，经放大器改变电压信号倍数。通过比较器，将轿厢重量对应输出的电压信号与标定值进行比较，假设输出的电压大于给定基准那么产生一高电平信号，此高电平信号进入单片机一引脚，触发产生一脉冲信号，芯片通过喇叭发出预先烧录好的语音报警“此车超载。即完成设计要求。,超载报警硬件原理图,单片机与西门子PLC_S7-200的串行通信,西门子S7-200系列PLC拥有RS-485串行口，所以要使MCS51单片机与S7-PLC进行通讯，可以采用几种通讯方式。其中之一就是可以通过MCS-51的串行口与MAX485芯片相接，然后与S7-200 PLC的RS-485口进行通讯.,编写程序时遵循的几个原那么 P13,(1)电梯在走梯过程中绝对不能开门,(2)电梯只有在门区内才能开门,(3)电梯开门优先与关门,(4)轿厢内指令优先与电梯外呼指令,(5)超载不关门,电梯上下行,假设电梯停在NN=1,2,3,4,5,6,7楼,M楼有信号,MN时，电梯上行；MN时，电梯下行。,在电梯运行过程中，电梯上升或下降途中，任何反方向下降或上升的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，那么电梯响应该外号。,电梯应具有最远反向外梯响应功能。例如：电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，那么电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。,电梯上下行流程图,电梯响应流程图,开关门流程图,结 束 语,本设计根本上到达了设计目的。利用PLC实现了对电梯的控制，通过合理的设备选型、参数设置和软件设计，提高了电梯运行的可靠性。,通过本次设计，我的知识领域得到进一步扩展，专业技能得到进一步提高，同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。感受到了设计的快乐。,致谢,感谢各位老师参加我的毕业辩论，谢谢！,