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基于西门子PLC的五层电梯控制系统的设计

一、选题简介、意义。

在科学技术与信息技术高速发展的今天，“电梯”作为现代化科学技术的产物，在我们的日常生活中，已经很普遍了。人们借助于电梯，上下、来回地穿梭于高楼大厦之中，真切地感受到电梯所带给人们的方便、快捷与舒适，电梯也由此逐渐成为了人们日常生活中不可缺少的一种交通工具。电梯在我们的日常生活中随处可见，与我们的工作、生活密切相关，所以我们有必要去了解电梯的构造及它的工作原理，从而更好地让电梯服务于人们。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

1.课题研究：基于西门子PLC的五层电梯控制系统的设计的课题研究。

2.主要研究的内容：如何将PLC应用到电梯的控制系统中以及如何通过PLC顺利地实现电梯的升降及开、关门。

3.要解决的问题：

  （1）PLC如何来控制电梯的安全、正常运行。

（2）电气原理图的绘制及相关程序的编写。

（3）如何在电梯控制系统中有效地安装烟雾报警系统。

    (4)预防并应对电梯中的突发安全隐患事故。

4.预期目标：

  （1）实现西门子PLC对电梯控制系统的安全、合理、有效地控制。

   （2）正确地完成电气原理图的绘制及相关程序的编写。

   （3）在电梯控制系统中合理、安全、有效地安装烟雾报警系统。               
（4）完成预防及应对电梯中突发安全隐患事故的具体解决方案。

 

5.研究步骤、方法及措施：

（1）查阅相关书籍、资料，认真填写开题报告与任务书。                       
（2）根据实际情况，明确具体的研究方案与计划。

      （3）正确地绘制电气原理图并编写相关程序。

      （4）认真地填写毕业设计说明书。

 

三、设计（论文）体系、结构（大纲）

一.绪论。

1.1课题来源及研究意义。

二.电梯控制系统的介绍。

2.1电梯控制系统的介绍与特征；

2.2电梯控制系统的组成。

三.可编程序控制器的简介及发展概况。

3.1可编程序控制器的分类；

3.2可编程序控制器的工作原理；

3.3可编程序控制器的功能特点；

3.4可编程序控制器在我国的发展概况。

四.电梯控制系统的硬件设计。

4.1电梯控制系统的基本要求；

4.2PLC的具体分类。

五.电梯控制系统的软件设计。

5.1PLC的控制原理；

5.2PLC的编程语言；

5.3PLC编程软件STEP7的编程语言及基本指令；

5.4电梯的开门控制；

5.5电梯的关门控制；

5.6电梯的停止信号；

5.7编程分析；

5.8PLC的I/O分配表。

六.结论。

6.1课题研究的总结；

6.2参考文献。

七．致谢。

 

2.1设计要求

1.为满足PLC电梯控制系统的设计，必须要满足以下几个要求

（1）要求PLC控制下的电梯能够响应门厅的上行或者下行的呼叫信号实现电梯的轿厢上升或者下降。

（2）要求电梯轿厢的门能够实现当电梯的轿厢平层时，电梯轿厢的门自动地打开或者自动地关闭。                                           

（3）当电梯的轿厢在上行时，电梯只响应门厅的上行呼叫信号，不接受门厅的下行呼叫信号。同理，当电梯的轿厢在下行时，电梯只响应门厅的下行呼叫信号，不接受门厅的上行呼叫信号。

2.2任务分析

1.首先，电梯要先进行上电处理， 让电梯先接通电源，紧接着电梯运行进入初始化，电梯准备运行；

2.电梯开始等待并接收呼梯的信号。若存在呼梯信号，则电梯控制系统开始判断当前所在楼层与所要到达的指定目标楼层的相对位置；若没有呼梯信号，则电梯再次等待并接收呼梯的信号；

3.当电梯控制系统判断当前所在楼层与所要到达的指定目标楼层在同一层时，则电梯的门打开；否则电梯控制系统就会进行选向，启动电梯开始运行。

4.在电梯控制系统进行选向，启动电梯开始运行的同时，电梯控制系统开始判断电梯的轿厢所在的楼层是否为电梯轿厢所要到达的指定目标的楼层。如果所到达的楼层为指定的目标层，那么电梯控制系统将发出平层的信号，使得电梯的轿厢停止运行；如果所到达的楼层不是指定的目标层，那么电梯将再次开始启动运行；

5.当电梯的轿厢接收平层信号平层时，电梯的轿厢停止运行并将自动地打开电梯的门，然后根据要求延时一定的时间后，电梯轿厢的门将会自动地关闭；

6.当电梯轿厢的门自动关闭后，电梯控制系统将会发出是否停止的判断信号。如果电梯的轿厢接收停止的信号，那么电梯轿厢将停止运行；如果电梯轿厢不接受停止的信号，那么电梯轿厢将开始等待呼梯的信号，准备进行下一次的运行工作。

2.3工作流程分析

当电梯的轿厢到达某一楼层时，相对的楼层的限位开关将会发出动作，首先是复位指令将所有的输出信号进行复位，然后置位指令再对该楼层的输出继电器进行置位，这是一个多个输出的置位优先的电路（假如使用复位优先的电路，也就是置位指令放在前面，复位指令放在后面，那么将无法使所有的输出信号得电置位）。当电梯的轿厢离开该楼层时输入的接点将会断开，而输出仍然能够置位，直到轿厢到达其它的楼层时才会消除上一个楼层的输出信号。

2.4 基本组成分析

1.控制系统的选用与分析

五层电梯的控制系统选用西门子的PLC中S7-200的小型PLC产品。德国西门子公司（SIEMENS）的S7系列的产品主要包括有：LOGO、S7-200、S7-300、S7-400，它们分别属于微型、小型、中型、大型的PLC产品。西门子S7-200PLC具有功能强大、价格低廉、编程方便等优点，而在最早，实现电梯控制的方法是采用由继电器所组成的顺序控制系统控制五层电梯的运行，在继电器组成的顺序控制系统中，由硬件来完成全部的逻辑关系和操作，这类控制系统的可靠性较差、更改逻辑关系不方便、使用寿命短，这是因为受到了继电器机械接触点的寿命和可靠性的限制。现如今，采用继电器顺序控制的方法已经逐渐被采用PLC来实现电梯控制所取代，综上所述，所以选用S7-200系列的小型PLC来控制五层电梯的运行。

 

参考文献

[1]  王阿根. PLC控制程序精编108例[M].北京：电子工业出版社，2009.

[2]  向晓汉. PLC应用技术与实践[M].北京：电子工业出版社，2014.12.

[3]  李方园.西门子S7系列PLC电气控制精解[M].北京：化学工业出版社，2010.6.

[4]  王兆宇.王洪权.  西门子PLC电气设计与编程自学宝典[M].北京：中国电力出版社，2015.3.

[5]  王东署. S7-200 PLC基础及应用[M].北京：中国电力出版社，2013.2.

[6]  杨后川等.西门子S7-200 PLC应用100例[M].北京：电子工业出版社，2009.4.

[7]  赵景波等.西门子S7-200 PLC 实践与应用[M].北京：机械工业出版社，2012.8.

[8]  杨后川等.西门子S7-200 PLC 编程速学与快速应用[M].北京：电子工业出版社，2010.5.

[9]  朱文杰.S7-200 PLC 编程设计与案例分析[M].北京：机械工业出版社，2009.9.

[10]  杨后川等.西门子S7-200 PLC应用100例[M].北京：电子工业出版社，2013.3.