S7-200系列PLC实现电梯模型控制毕业论文.doc
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摘要
现代都市,电梯是高层住宅用户最亲密的伴侣,是一天也不可缺少的出行工具,与水、电、气等生活必须品具有同等重要的作用。
随着人们生活水平的不断提高,对电梯的期望越来越高,特别是电梯的可靠性、乘坐的舒适性、节能程度和运行速度等受到广泛关注。
传统的继电器电梯控制系统,由于可靠性低、体积庞大、反应速度慢等问题,已基本被淘汰,取而代之的是可编程控制器。
本文将基于可编程控制器的直流电机的电梯模型控制系统中,对此方法进行研究。
PLC在电梯升降控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。
由于PLC具有逻辑运算,计数和定时以及数据输入输出的功能。
在电梯升降过程中,各种逻辑开关控制与PLC的结合,很好的实现了对电梯升降的控制。
本文在介绍了可编程控制器的原理的基础上,以直流电机为拖动设备,结合四层电梯的控制要求,提出了基于S7-200PLC电梯模型控制系统的实现方案。
首先就电梯运行部分选用普通继电器来实现电梯模型的设计,这里电梯轿厢的上下行以及轿厢门的开关都是通过控制电机的正反转来实现的,电梯轿厢运行的保护则是通过两个行程开关来完成的。
当电梯由于某种原因上行到四层而没有停止,而碰触到上升限位的行程开关则可以使电梯停止运行,下行同理。
而厢门的控制保护则是通过运用光电开关来实现的,当电梯轿厢门开到位时,挡住了光电开关使光敏三极管被截止,使门电机停止起到限位保护作用,关门限位的情况与之相同。
最后详细介绍了西门子S7-200PLC对电梯模型的控制要求,以及I/O口的分配和PLC梯形图的设计。
该系统能实现普通电梯的基本功能,并有超重报警,故障检修等功能。
关键词:
西门子S7-200PLC;电梯模型;梯形图;I/O分配
Abstract
Inmoderncities,elevatorisaclosestcompaniontohigh-risecustomersaswellasanindispensabletraveltool,whichisequallyimportantaswater,electricity,gasandothernecessitiesoflife.Withthecontinuousimprovementofpeople'slivingstandard,increasinglyhighexpectationofelevatorarewidespreadconcerned,especiallythereliability,ridecomfort,energyconservationandoperatingspeed.Duetolowreliability,bulkysizeandslowresponse,traditionalrelaysinelevatorcontrolsystemshavebasicallybeeneliminated,andreplacedbyprogrammablelogiccontrollers.Inthispaper,DCmotorbasedonprogrammablelogiccontrollerisappliedtotheelevatormodel,whichisgotdeepreaches.
PLCismainlyappliedinitslogicswitchcontrolintheelevatorcontrol.BecausePLChaslogicoperation,countingandtiming,anddatainputandoutputfunctions,thecombinationofalllogiccontrolswitchingandPLC,whichrealizedthemotioncontrolofelevator.
PrinciplesofprogrammablecontrollerandwithDCmotordrivenequipmentarepresented.Accordingtofour-storyelevatorcontrolrequirements,elevatorcontrolsystemisproposedbasedonS7-200PLC.Firstly,useanordinarypartoftheelevatorrunningrelaystoachievetheelevatormodeldesign,wheretheupperandlowerelevatorcarlineandthecardoorsareReversiblebycontrollingthemotortoachieve,theprotectionoftheelevatorcaroperationtwotripsthroughtheswitchtocomplete.Whentheelevatoruptothefourthfloorforsomereasondidnotstop,andtouchupthetriplimitswitch,youcanmakeelevatorsstoprunning,downthesamereason.Thecardoorcontrolprotectionisachievedthroughtheuseofphotoelectricswitches,andwhenthedooropenedandinplacewhentheelevatorcar,blockingthephotoelectricswitchisclosetophototransistortolimitthedoormotorprotectionfunctiontostopplay,closespacingofwiththesamesituation.FinaldetailsofS7-200PLCmodeloftheelevatorcontrolrequirements,aswellasI/OallocationandPLCladderdiagram.Thesystemcanachievethebasicfunctionsofordinaryelevator,andoverweightalarm,troubleshooting,andotherfunctions.
Keywords:
SiemensS7-200PLC;Ladderdiagram;Elevatormodel;I/Oallocation
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第1章绪论 1
1.1电梯的的发展形势 1
1.1.1电梯的定义 1
1.1.2电梯的发展史 1
1.1.3国内电梯发展概述 1
1.1.4电梯的发展状况与趋势 2
1.2设计方案比较 3
1.3题目研究的的意义与内容 3
1.3.1PLC电梯控制的优点 3
1.3.2课题研究内容 4
第2章电梯及PLC系统的概述 5
2.1电梯设备 5
2.1.1电梯的分类 5
2.1.2电梯的重要组成部分 5
2.1.3电梯总体控制功能 9
2.2可编程控制器的概述 12
2.2.1可编程控制器的定义 12
2.2.2可编程控制器(PLC)的基本结构 12
2.2.3PLC软件结构 16
2.2.4PLC的汇编语言 16
2.2.5可编程控制器工作原理 19
2.2.6PLC的特点,功能和应用 20
2.3S7-200MicroPLC的概述及系统配置 23
2.3.1S7-200MicroPLC的概述 23
2.3.2S7-200MicroPLC的系统配置 23
2.4电梯控制系统的设计要求 26
第3章硬件系统的设计 27
3.1电梯模型部分电器件作用 27
3.1.1继电器 27
3.1.2稳压二极管 28
3.1.3限位开关 30
3.1.4续流二极管 30
3.2电梯运行部分 32
3.2.1引脚说明 32
3.2.2电机正反转的实现 32
3.2.3电梯运行保护措施 33
3.3厢门控制 34
3.3.1厢门控制原理 34
3.3.2厢门控制保护 35
3.3.3电梯运行和厢门 36
第4章软件系统的设计 39
4.1PLC系统配置 39
4.1.1PLC选型及I/O端口分配 39
4.1.2旋转编码器与PLC脉冲检测 41
4.2程序设计 43
参考文献 52
致谢 53
附录 54
附录1 54
附录2 55
55
沈阳工业大学工程学院本科生毕业设计
第1章绪论
1.1电梯的的发展形势
1.1.1电梯的定义
电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机,装有箱状吊舱,利用沿刚性导轨运行的箱体或者固定线路运行的梯级,运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15度的刚性导轨之间,进行升降或者平行运送人、货物的机电设备。
例如:
载人(货)电梯、自动扶梯、自动人行道等。
我国对电梯制造与安全规范方面也颁布了其相应的标准,其中GB7588-2003就对电梯中的各个细节做出了明确要求和硬性指标[1][17]。
1.1.2电梯的发展史
作为升降设备,据说它起源于公元前236年的古希腊。
由阿基米德设计出一种人力驱动的卷筒式卷扬机,之后该设计被认为是现代电梯的鼻祖。
1852年美国人伊莱沙.格雷夫斯.奥的斯发明了世界上第一部以蒸汽机为动力,配有安全装置的载人升降机。
这便是世界上第一部备有安全装置的客梯。
1889年,美国奥的斯升降机公司推出了世界上第一部以电动机为动力的升降机,把原有卷筒式改为槽轮式,采用直流调速系统,为长行程并具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。
1967年国外将固体品闹管用于电梯拖动系统,利用晶间管取代直流发电-电动机组的同时,研制出了交流调压调速系统。
同年又将微处理器应用于电梯。
进入80年代出现的交流变频调速(VVVF)系统被认为是电梯行业的当代技术。
当前应用微机全面取代继电器控制逻辑实现闭环控制,进一步提高电梯的性能。
电梯的群控系统是现代电梯技术的又一重要组成部分。
为适应摩天大楼对电梯的特殊要求,目前正在研制无绳直线驱动电梯[1][14]。
1.1.3国内电梯发展概述
解放前我国只有2000多台电梯,几乎没有任何电梯生产企业,由60年代幵始起步,到70年代己初具规模。
1951年冬,天津(私营)从庆生电机厂生产出第一台由我国工程技术人员自己设计制造的电梯。
该电梯载重为1000KG,时速0.7m/s,交流单速,手动控制。
1976年,上海电梯厂为澳门葡京大酒店制造出直流快速群控电梯,时速1.7m/s,成为上海电梯厂最早生产的群控电梯。
1988年12月,上海三菱电梯生产了中国第一台变压变频控制电梯。
2002年,中国电梯行业电梯年产量首次突破6万台。
中国电梯行业自改革开放以来第三次发展浪潮正在掀起。
1.1.4电梯的发展状况与趋势
电梯的发展
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