【《基于PLC的四层电梯控制系统的设计》6800字（论文）】.docx

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1、基于P1C的四层电梯控制系统的设计目录基于P1C的四层电梯控制系统的设计11结论11选题目的与意义112国内外研究现状213本文工作32 P1C螭控制系统整体设计32.1 电梯控制系统的概述32.2 基于P1C电梯控制系统的设计53 P1C螭的控制策略53.1 控制要求53.2 控制方案53.3 1/0的分配64 P1C麒控制系统的运试65结论7摘要：近年来，我国高层建筑技术的发展与发展，随着电梯的使用水平的提高，电梯的使用越来越广泛，它已成为现代高层建筑的一个重要组成部分，是用户进出、货物运输的基础设施，实现了垂直运输的自动化。比如，多层的工厂和仓库都要通过货梯来运送材料,而高层住宅则需要居

2、民的居住电梯来满足使用者的进出要求,而自动扶梯就是现代商业大厦的基础设施。电梯是当今人类最基础的交通方式,它为人们提供了一种高效、便捷的出行方式。美国的统计数字显示，日本每天乘坐电梯的人数要比其他车辆多得多，而且，电梯的建造和使用情况也是衡量一个城市现代化程度的一个重要标准。关键词：P1C;四层电梯；控制系统1结论4.1 选题目的与意义近几年,随着经济的快速发展，以及政府对微电子、计算机、自动控制等领域的大力支持，使得电梯行业逐渐走向成熟，如今，电梯行业己步入一个全新的阶段，在各种情况下,电梯技术的适用范围也日益扩大。电梯是现代建筑中的一种垂直运输方式，它和人类的日常生活、工作密切相关，随着人

3、们对电梯的需求越来越高，随着科技的不断发展，电梯的逻辑控制也逐渐被P1C程序控制器所取代。采用P1C进行升降机的控制，对升降机的自动控制也变为软件，可以极大地提升升降机的可靠性和安全性。此外，该方法具有结构明确、外部电路简单等优点，因此，控制系统的功能可以方便地添加和修改。当前，可编程逻辑控制器(P1C)被用来控制许多工程系统，包括升降机系统。由于P1C的高可靠性、高的工作效率，因此选用P1Co本文主要介绍一种可编程控制器的五级升降机系统的设计和实施。12国内外研究现状在希腊时代，电梯是一种以升降交通为主要特点的电梯设备。早在公元前236年，阿基米德首先发明了一种以人力为基础的卷筒起重机,它的

4、基本操作方式与现在的电梯非常类似;1858年，美国首台以蒸汽发动机为动力的客梯问世，随后英国发明了一种液压升降梯；1889年，奥梯斯升降机由美国奥梯斯公司开发，它真正意义上的“电梯”诞生；1900年，世界上第一台自动扶梯问世；1949年，群控电梯问世并在纽约联合国大厦推广；1955年，世界上第一台微型电脑控制电梯问世；1962年，美国研发的超高速电梯达到8米/秒；1963年，全球首部数控电梯诞生；1963年，无接触式半导体逻辑控制器的电梯在先进工业国家成功；1967年，可控硅技术的应用极大提升了电梯控制自动化水平，提升了电梯的运行效率。在P1e问世以前，工业生产中最早采用的是继电器控制方式。该

5、继电器控制系统由输入、输出、控制线路和生产现场组成。控制电路是整个系统的关键部件，以一条特殊的线路连接各种继电器和电子元器件，实现对工厂的控制；美国的汽车企业在20世纪60年代就提出了“工业控制”的概念，并在全美技术领域进行了公开的竞标，以寻求合作伙伴的支持；而在1969年，DEC(美国DigitaIInc.)在通用公司的理念下，成功地开发出了世界上第一个以电脑为基础的可编程控制器。然而，由于其功能较少，只具备基本的逻辑运算、计数、定时等功能，目能够达到连续控制的效果，故被界定为可编程逻辑控制器(P1C)o70年代后期，微处理器技术的发展迅速，技术水平不断提高，可编程控制器的性能得到了很大的提

6、高。通过各种新技术的应用，不但使可编程控制器的基本逻辑控制能力有了很大的提高，而且可以实现对仿真的控制。这时，美国电子工业学会正式将可编程控制器称为PCo为区分个人电脑PC,采用P1C这个传统的名字。80年代以后，集成电路迅速发展，各种大规模、超大规模的IC出现，16位和32位微处理器的发展，使得可编程控制器的发展速度越来越快，技术水平和应用领域也越来越广泛。除了传统的逻辑控制功能外，现在的P1C已逐步实现了高速化，PID控制、中断技术、网络通信等功能使其在实际应用中得到了很大的提高。为了规范工业控制设备P1C的发展，IEC(IEC)科学地界定了P1C的含义，并精确地描述了它的标准：可编程序控

7、制器是根据电子数字操作系统设计和研制的,它是以可编程存贮器为主要部件，并根据它的各种控制功能，利用它的输入编出电路来控制工业生产工艺或各种机械装置。从上述讨论中可以看出，P1C是一种以单片机为核心，将计算机技术、通信技术和自动化技术相结合而成的一种工业自动化控制系统。其优点是结构紧凑，功能全面，设计简单,应用灵活，可以完全满足各种复杂的工业生产环境对其可靠性和适应性的要求，从而使其成为目前工业控制技术中应用最为广泛的一项技术。P1C与机器人技术、CAD/CAM技术并称三大技术，在机械制造、冶金、交通运输、电力生产等方面有着重要的意义。13本文工作本又介绍了TKZ800/2.5-JXW五层升降机

8、的控制系统。首先对P1C和升降机的工作原理进行了分析，了解了P1C在升降机控制中的作用，再选用西门子S7-200型P1C,选用合适的升隆机硬件，正确的布线，确定可编程控制器的I/O分布，并对系统的软件(STEP7-MicroWIN32)进行了测试，并用组态王6.55对其进行了验证。以下是：(1)基于P1C,可使一部五层的升隆机正常运行。整个过程就是，角色在电梯外面按下按钮，然后电梯就会收到提示，然后停在指定的楼层，然后自动关闭。当电梯运行到指定的楼层时，停止，门会自动开启，当角色从里面出来时，感应器会判定关门。等待下一位员工，重复相同的步骤。(2)完成这个基础功能后，还需添加一个指示器、数字管

9、、键、另外，在升降机内部加装了过载报警、火灾报警、应急报警等功能。(3)用户能简单地进行操作，当出现紧急状况，例如火灾时，会触发火警警报，进行应急扑救,并向消防部门通报，当电梯出现故障时，清及时联络维修部门进行修理。(4)在设计升降机系统时，还需要考虑控制系统的线路连锁和保护功能，以防止误动作；升降机轿厢的运行和停机；根据停机坪和工作状况，自动确定停站位置；起动和停车时要有减速、减速、合理调节升降机的转速；升降机轿厢内外都要有流程效果，可以显示操作的进度，以及电梯当前的状态；接收，检测、控制信号要及时，准确,安全、可靠。2 P1C电梯控制系统整体设计2.1 电梯控制系统的概述2.1.1 电梯工

10、作及控制系统原理电梯的控制技术是一种以电梯的驱动和驱动为目标的专用电气自动控制技术。70年代,国内采用的是两级交流升隆机。这种升降机特别是通过改变牵引电机的极对数来调整和控制升降机的工作条件。这种电梯的磁极对数绕组可划分为两种类型,其中高速线圈的数量很少,而低速线圈数量很多。不同的绕组具有不同的作用，前者主要用于起动和稳定工作，后者主要用于对升降机进行制动和维修。八十年代，VVVF电梯采用交流电机传动方式，采用变频变电压控制技术，使电梯控制技术得到了新的发展。这种技术是通过交流电机来提供牵引，而可以实现直流电机的性能，并且电梯的运转速度可以达到6米/秒。这种升降机传动和控制系统体积小，重量轻，

11、能耗低，效率高，目前最新的升降机牵引技术可以完全适应各种应用的需要。从上述分析可以看出，升降机是一种主要的纵向移动方式，一般不需转动机构即可正常工作，而当前最流行的牵引技术是直线电动机牵引。随着人类社会的不断发展，城市建筑越来越多地出现了大规模的发展，高层建筑己经成为未来的发展方向。随着我国高层建筑的不断涌现，我国的升降机技术和应用也得到了极大地促进。根据电梯本身的控制律和外界的通话信号，实现了一种特殊的操作方式。由于外部呼叫的随机特性，电梯的操作过程呈现出典型的人机交互控制，单纯的逻辑和序列控制很难适应这种复杂的操作要求。由此，系统的随机逻辑控制模式得到了全面的应用和发展。当前市场上现有的升

12、降机控制方式主要有两种：一种是以单片机为基础的控制系统，它能对控制信号进行分析和调节，以达到用户要求的工作方式；二是采用P1C进行自动控制，对控制信号进行集中选择，达到科学的操作。尽管二者在技术原则和执行效果上没有明显差异，但采用P1C的电梯控制系统更为普遍。与之相比，P1C具有性能稳定、开发简单、运行稳定等优点，因而在性能和价格上都有着明显的优越性。2.1.2 电梯控制系统的组成电梯控制系统由牵引系统、导轨系统、轿厢系统、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统等八大系统组成。2.1.3 电梯控制系统特性在电梯起动过程中,最大的影响因素是电梯起动过程中的加速度。根据有关

13、的控制理论,要使某一变量发生规律的改变,就需要对其进行科学的控制。在控制升降机加速度时，根据M-MZ=AM=J(dndt)的转矩方程，科学地控制电梯电机。为了达到最佳的加速度控制效果，必须针对不同的工作条件，采用不同的控制策略10。当电梯起动后，电梯的转速会继续升高，当转速达到90%时，系统会从加速转向转速，在稳态工况下，利用转速闭环控制策略，保证了稳定的工作速度。在这两个阶段，尽管控制的关键因素都是PI调节器，但它们的参数却各不相同，要根据系统的运行稳定性需求来确定相应的参数；在电梯制动时，要对减速的变化进行严格的控制，以保证电梯的平稳运行，保证平层的精度。为了达到平衡使用舒适性和操作可靠性

14、，一般采用时间控制方法来控制加速度的变化，并根据实际的操作条件来优化和调节，以达到最优的控制效果。2.2 基于P1C电梯控制系统的设计本论文所研制的五级升降机控制系统采用TKZ800/2.5-JXW型升降机，选用西门子S7-200型P1c选用适当的升降机系统硬件，并对系统的软件(STEP7-MicroWIN32)进行了测试，并通过组态王6.55对其进行了验证。利用P1C的强大数据处理能力和独特的输入瑜出接口调整功能，对电梯的切换信号进行处理，并通过楼层按键面板，获得电梯的运行情况，从而实现上下两级的自动控制；从而保证了电梯的安全高效运行。该方案涉及到牵引、牵引、安全、电力等多个方面。该系统由控

15、制系统、呼叫指示系统、电子安全设备等构成。3 P1C电梯的控制策略3.1 控制要求3.1.1 P1C的选择目前P1C已有多种型号，文中所述的综合输入、输出端的计算和电梯的控制功能均采用西门子S7-200P1C,再加上一个扩充模块就可以达到。S7-200P1C(CPU226)是目前已广泛用于各类中小型自动控制系统的微型可编程控制器12。这种可编程控制器的优势在于它具有高度的集成性，价格低廉，因此它被广泛地用于各个领域的小型控制系统。另外，西门子S7-200P1C具有较高的可靠性,指令集丰富，运算速度快，内部集成能力强。该机型具有RS-485串行接口,具有多种通信手段，实现了MCS51与P1C的通

16、信。该方案采用MAX485与Mcs51串行连接，并与S7-200P1CRS-485端口进行通讯。3.1.2 软件功能本论文采用西门子的P1C软件进行P1C的编程。S1MAT1C指令集包含三种语言，分别是：ST1语句、1AD,FWDo西门子S7-200系列采用STEP-MiCro/WIN32程序，该程序具有多种功能，可以进行程序设计和调试，是P1C的必备工具。STEP7软件的软件功能比较完善，包含了通信配置，软件的测试，软件的编程和调试，文件的建立，模拟运行等。3.2 控制方案(1)在该系统启动时，该升降机位于一层平层；(2)在每一层的外面进行一次升降机呼叫时，该升降机马上接受和执行一个呼叫信号，然后选择上行或下行，到达该楼层的平层后，升降机就会停下来，并会自动开启，若没有回应，则自动关闭。(3)在升隆机内有一个呼叫信号，