基于PLC的五层电梯运行控制及七段数码管的层数显示设计

基于PLC的五层电梯运行控制及七段数码管的层数显示设计

摘要：在二十世纪六十年代末，人们为了克服传统继电器应用上的种种缺点，研制出一种先进的可编程控制器PLC。PLC作为控制电气设备的核心部件决定了整个控制系统能否正常、可靠、安全、高效运行。

本论文主要内容是以西门子广泛使用的S7-200为背景机，主要对本论文的研究意义、总体方案的设计、系统硬件和软件的选择、控制要求及原理等做了主要介绍。设计的系统主要是实现楼层数码管的显示、电梯的运行、呼叫指令、选层方向功能。

本文在介绍了电梯基本结构的基础上，还深入分析了电梯运行的控制原理及要求。重点研究了软硬件，并提出了基于PLC的五层电梯控制系统的总体设计方案。通过这次毕业设计的完成，我们可以提高理论和实际相结合的综合能力。

关键字：电梯；控制；PLC

一、绪论 2

1.1本论文研究的目的及意义 2

1.2国内外的研究现状及发展趋势 2

1.3 电梯采用PLC作为控制系统的优点 2

1.4本论文的主要内容 3

二、系统模块的总体结构 4

2.1 PLC的结构及工作原理的介绍 4

2.2系统的主要组成部分 7

2.3电梯的基本结构框图 8

三、系统的硬件设计 10

3.1 机型的选择 10

3.2电路主电路图 11

3.3输入模块 12

3.3.1输入元件的选择 12

3.3.2接近开关 12

3.4输出模块 12

3.4.1输出元件的选择 13

3.4.2步进电机驱动器 13

3.5数码管的显示 14

3.6元件清单 15

3.7 PLC接线图 15

3.7.1输入接线图 15

3.7.2输出接线图 17

四、系统软件的设计 18

4.1软件设计 18

4.1.1 PLC软元件分配表 18

4.2电梯运行控制要求及控制原理 19

4.2.1五层电梯的基本控制要求 19

4.2.2五层电梯的基本控制原理 20

五、电梯的仿真设计 27

六、结论 31

七、致谢 31

八、参考文献 32

附录 32

一、绪论

21世纪，社会在日新月异地快速发展，生活已经发生了天翻地覆的变化。城市的高层建筑物也是愈发得变多了，因此电梯的应用也越来越多了。在现代社会，我们已经离不开电梯了。

电梯是典型的机电一体化产物，其中对于安全这一点来说特别重视，自动化和智能化的不断发展，使得电梯技术不断进步，各项指标也变得更加完善了。所以，其要求变得更加严格，未经专业技能培训人员绝对无法胜任电梯的有关工作。

电梯系统的环境也是越来越高要求，从以前的安全快捷，到现在的舒适温馨。要让等待时间减少，优化等待环境，乘坐电梯更加舒畅，让电梯准确快速运行，提高效率，扩大电梯的容量。同时，电梯系统多增加有监控系统，一定意义上让乘客更加文明乘坐电梯。但是，本设计课题做的是有关电气控制的介绍。

1.1本论文研究的目的及意义

现代社会，由于人们对电梯强烈的依赖感，促使了电梯事业越来越大的发展，一些公司也在不断的推出更加先进的电梯相关的产品。

PLC作为一种可编程控制器，其使用方便，编程简单，功能强大等优点，因为PLC可以完成更加复杂的控制功能，所以在电梯应用上可以发挥很大的作用。研究本论文的目的一方面对于当代大学生尤其是我们控制专业的学生来说，可以加深我们对专业知识的理解，另一方面，提高我们理论与实际相结合的能力。课题研究的是五层电梯的控制，本控制系统可以使乘客或者货物的运行更加的方便，可以减小人们的时间成本，提高工作效率。

1.2国内外的研究现状及发展趋势

在当代社会，经济正处在不断发展的状况中。经济市场对于电梯的需求量也在不断的壮大。尽管现代的电梯变得更舒适和安全，但是人们还是在追求更加绿色、经济的载人设备。绿色可能指的是低能耗、更环保，对环境有尽量小的影响。另一个方向可能就是智能化，最主要体现在让乘客有更多的自主性。最重要的一个发展方向就是安全，加上自动检修功能，使人们的出现更加的安全可靠。

1.3 电梯采用PLC作为控制系统的优点

本论文介绍的五层电梯运行采用PLC作为控制系统的优点主要体现在：在现代社会，在建筑物层数越来越高的趋势下，人们不得不依靠电梯这种垂直升降工具来代步。PLC是一种现代先进的控制器，它的可靠性和稳定性一直受到广大人们的欢迎。所以在一些复杂的工程中一般还是使用的是PLC，慢慢代替了传统继电器的控制方式，成为现代控制电梯技术的一个热点。

主要优点体现在：（1）使用方便，编程简单。（2）抗干扰能力强，可靠性高（3）便于设计、安装、调试PLC自带内部核心是集成电路，可以实现计时、计数、延时等功能，取代了在安装器柜时大量使用中间继电器、时间继电器、计数器等器件，省时省力更省钱。有的PLC梯形图自带仿真系统，这更是省去了大量的调试时间，可以这边写完成，立刻仿真调试。（4）维修工作量小，维修方便。PLC的故障率很低，内部自带故障自诊断，有显示故障代码的功能[1]。

1.4本论文的主要内容

我写的这篇论文是以西门子的S7-200为主要控制器，主要介绍的是五层电梯的运行控制及七段数码管层数的显示。第一章主要介绍了电梯研究的意义、国内外的现状及发展趋势、采用PLC作为控制系统的优点，较为详细的介绍了电梯对人类活动的作用及其影响；第二章节开始的时候首先介绍了PLC的结构及工作原理简要，接着通过系统模块的主要组成部分和基本结构框图来说明电梯的各个控制系统。通过描绘电梯工作的流程图和PLC基本工作原理来进一步说明整个系统模块工作的整体情况；第三章就是开始讲硬件了，这部分是从机型的选择、电路的总体设计、输入输出信号的选择、数码管、限位开关、开关电源等方面来介绍的。接下来第四章就是软件，软件这一部分是控制要求、电梯运行的流程图、PLC软件分配表及梯形图编程等方面介绍的。第五六章就是总结和致谢了，最后是参考文献和附录。

参考文献

1、可编程控制器（PLC）的应用探析 / 陈子元曾凡菊

2、PLC应用技术 / 郭琼主编机械工业出版社

3、基于PLC的PCB数控机床电气控制系统研制 / 李常辉

4、基于plc的电梯电气控制系统的设计 / 李敏

5、电梯电气控制技术 / 芮静康主编中国建筑工业出版社

6、基于PLC的电梯控制系统设计 / 王泽欣

7、电梯智能PLC控制系统的研发 / 云涛屠庆

8、三层电梯的PLC控制系统设计与实现 / 韩庆华

9、基于FPGA的智能电梯系统的设计 / 苏新红张海燕

10、工厂电气控制设备 / 张晓娟主编电子工业出版社

11、基于PLC的教学电梯模型设计 / 郭德全巨辉赵国才