电梯的PLC控制系统设计[毕业论文+PLC程序]

机械电子论文：电梯的PLC控制系统设计含毕业论文、PLC程序

电梯的PLC控制系统设计[毕业论文+PLC程序]

摘要

进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。将PLC应用于电梯控制，克服了继电器控制的控制线路复杂、体积大、故障率高、难于维护等缺点，控制系统可靠性增强。伴随着自动化技术的发展，组态软件在工业生产的运用也日趋增多，组态软件在电梯控制中的应用，不仅能大大提高电梯的安全性，也提高了电梯的可操作性和可维护性。

本文介绍了基于可编程序控制器(PLC)的电梯控制系统的基本结构、控制原理和实现方法，介绍了电梯PLC控制一些主要环节的实用程序，并叙述了使用组态王来做上位机控制的实现方法，着力解决了上下位机在通讯时出现的问题，把组态王强大的监控和显示功能与西门子S7-2000系列可编程控制器的现场控制完美的结合在一起，利用PPI通信和协议实现上下位机的关联，形成了一套完整的控制系统。

关键字：PLC程序设计，工业组态，电梯控制

The Design of PLC Control System for Elevators

Abstract

With the development of the technology and the wide application of the computer science after 1980s, more and more people have the demand of the safety and reliability of elevators。 At the same time the control of the electric relay has more obvious weakness PLC is applied to the control of the elevators, which the simplify control lines of the electric relay, small bulk ,the lower fault rate and simple maintance by the way, the reliability of the control system is to be enhanced. With the development of the technology of automation, more and more software of configuration has been applied to the manufacture of the industry. The application to the elevators control of the configuration software not only enhances the safety of the elevators rapidly, but also increases the function of the malignance and the manipulation.

This paper introduces the structure, principle of control and ways of the elevators control system. at the same time, and presents the practice programmers of the main PLC links and demonstrates the ways of applying Kingview softwares to the control of the top equipment. The last but not least important, the design solves the communicative problems of the upper computer and combines the function of Kingview supervisory control and the show with the field control of SIEMENS S7-200 programmable logic controllers, which make use of the PPI communication and agreement to realize the relation of the top equipments in order to form a set of the whole control system.

Key words: PCL programme design, industry configuration, control of the elevator

目录

1、绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题意义 1
1.3设计思想 2
1.3.1采用优先级队列 2
1.3.2采用信号判断控制 3
1.3.3信号的互锁 3
2、电梯控制系统组成 4
2.1电梯的电器控制系统 4
2.1.1电梯PLC控制系统的基本控制原理 4
2.1.2 PLC简述 5
2.2实际电梯的组成（不含控制系统） 10
2.2.1.曳引系统 10
2.2.2导向系统 10
2.2.3.轿厢 10
2.2.4门系统 10
2.2.5重量平衡系统 10
2.2.6电力拖动系统 10
2.2.7电气控制系统 11
2.2.8安全保护系统 11
2.3 电梯模型设备简介 11
2.3.1设备外观 11
2.3.2拖动系统 11
2.3.3 实验面板 12
2.4 电梯的理想运行曲线 13
2.5电梯控制系统实现的功能 14
3、系统的软件设计 16
3.1 PLC的选型及I/O点的分配 16
3.1.1 PLC的选型 16
3.1.2 I/O点的分配 18
3.2 电梯PLC程序分析 19
3.2.1 开关门程序 19
3.2.2 内选控制 23
3.2.3 外选控制 23
3.2.4平层指示 25
3.2.5 上下行控制 27
3.2.6 截梯信号的产生 32
3.2.7长时间无呼叫电梯自动运行 33
3.3 组态王程序及画面设计 33
3.3.1组态软件的发展与现状 33
3.3.2 组态王简介 36
3.3.3 组态王画面的创建 42
3.3.4数据词典与PLC I/O对应说明 43
3.3.5 动画在组态王中的应用 45
4 控制系统的调试 48
4.1 实验接线 48
4.2上下位机之间的通讯 51
4.3 通讯延时—一个值得注意的问题 53
5 结论 55
参考文献 56
附录 57
致谢 74

1、绪论

1.1 课题背景

电梯作为一种现代的运输工具已广泛的进驻到人们的生活中。当今世界，电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一，它本身所具有的安全,稳定,快速与舒适等特性，使它的控制系统受到了广泛的关注。
早期的电梯控制系统中，电梯信号的逻辑控制一般是由继电器电路来实现的。现在随着信息时代的进一步发展,传统的继电器控制方式已经被计算机控制方式所代替。在高层建筑不断兴起的今天，电梯已成为人类不可缺少的运输工具。目前，我国住宅楼电梯大部分是采用继电器控制的，由于控制线路复杂、体积大、故障率高而且难于维护，使电梯难以达到安全、稳定、可靠的基本要求，事故时有发生。鉴于继电器控制存在着上述的种种弊端，我们进行了将PLC应用于电梯控制的尝试，并收到了良好效果。

可编程控制器应用于电梯控制，用软件编程替代原有继电器硬件布线控制，使控制系统具有了极大的柔性和通用性。同时，由于PLC功能齐全、应用灵活，能够满足电梯控制的要求而且具有抗干扰性能强、操作方便、维护简单等特点，使得系统可靠性大大提高。

可编程序控制器(PLC)最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其安全运行近乎无故障（安全工作的周期非常长）的优点，目前，电梯的继电器控制方式己逐渐被PLC控制所代替。

1.2 课题意义

电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，二是用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现，鉴于这种情况，我们尝试使用PLC来实现一个简单的四层电梯的控制，对于我们掌握和使用PLC这种应用相当广泛的自动控制设备有很重要的现实意义。

另外，伴随着计算机的发展，单纯使用PLC控制已不能满足现阶段人们对自动控制系统提出的“简单”、“易用”的要求，因为单纯使用PLC控制，难于调试，出现故障不能及时发现，对于非专业人员难于使用，但组态软件的出现使这个问题得到了很好的解决，用组态软件做成的组态界面，可以使各种工业现场的设备运行情况一目了然，而且控制起来也十分方便，只要坐在机房就可以方便的控制现场设备。对于电梯也是一样，在许多大型建筑中往往使用到多台电梯，一旦出现故障难于做到及时发现，这对人身安全造成了很大威胁，如果我们使用组态软件来监控，这个问题就会很好的解决。对于本次设计，我们使用亚控公司的“组态王”来实现组态画面，让操作者不使用电梯模型上的开关就能自如控制电梯的运行。而且在监控界面上，我们不仅能得到电梯的准确运行情况，还能对电梯的故障做出及时报警。这些设计都十分贴近实际，另外，我们没有组态王的说明书，很多东西都要自己摸索，这对我们独立解决问题都有很大的帮助。

1.3设计思想

1.3.1采用优先级队列