毕业设计论文-基于西门子s7-200plc的四层电梯及组态监控的设计Word格式文档下载.doc
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随着城市建设的不断发展,楼群建筑不断增多,电梯在当今社会的生活中有着广泛的应用。
电梯作为楼群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。
本文就是利用西门子S7-200可编程控制器对电梯系统进行控制,首先进行硬件设计,包括CPU处理模块、系统的端口分配、以及外部接线图,然后,在硬件设计的基础上,对软件进行了设计,设计出系统的程序流程图及梯形图程序,并对系统进行了分析和调试,实现了电梯的自动控制。
最后,运用MCGS组态软件制作人机对话界面,检验电梯PLC控制系统的运行情况。
使电梯通过读取PLC中相应寄存器的状态,监视电梯指示灯、电梯按钮及电梯的其它运行状态,直观地反映出电梯的运行状况,达到监控的目的。
关键词:
电梯;
PLC;
监控
52
Abstract
Withthecontinuousdevelopmentofurbanconstruction,theincreasingcomplexconstruction,theliftoflifeintoday'
ssocietyhasawiderangeofapplications.Elevatorinthebuildingasacomplexoperationoftheverticaltransporthasbeeninextricablylinkedwithpeople'
sdailylives.
ThispaperistheuseofSiemensS7-200PLConelevatorcontrolsystem,firstofallforhardwaredesign,includingtheCPUprocessingmodule,thesystemofportallocation,aswellasexternalwiringdiagram,andthen,onthebasisofhardwaredesign,softwareForthedesign,designasystematicprocessflowchartandladderproceduresandsystemsanalysisanddebugging,andautomaticcontroloftheelevator.Finally,theuseofPCconfigurationsoftwareMCGSinteractiveinterface,inspectionoftheelevatorcontrolsystemPLCoperation.PLCtoreadthroughtheelevatorinthecorrespondingregisterofthestate,surveillance,liftlight,theelevatorbuttonandlifttheotherrunningdirectlyreflectstheoperationoftheescalator,thusachievethegoalofmonitoring.
Keywords:
Elevator;
PLC;
Monitor
目录
1绪论 1
1.1电梯的概述 1
1.1.1电梯在国内外的研究现状 1
1.1.2电梯的分类 2
1.2可编程控制器(PLC)简介 2
1.2.1PLC的发展阶段 3
1.2.2PLC的主要功能 4
1.2.3PLC的主要特点 5
1.3课题的目的、意义 6
1.4主要研究内容 7
2电梯系统总体设计 8
2.1电梯的外部结构及控制要求 8
2.2方案选择 9
2.2.1硬件方案的确定 9
2.2.2软件方案的确定 9
2.2.3监控系统的确定 10
3电梯系统硬件的设计 11
3.1PLC结构及工作原理 11
3.2系统的CPU处理模块 13
3.3系统的端口分配及功能表 13
3.4系统的外部接线图 15
4电梯系统的软件设计 17
4.1西门子PLC编程软件 17
4.2系统的程序设计 18
4.2.1程序流程图 18
4.2.2主要程序设计及分析 18
4.3程序调试 26
4.3.1PC与PLC的通信 26
4.3.2调试 27
5电梯监控系统的设计 28
5.1MCGS组态软件介绍 28
5.2组态软件的制作过程 29
5.2.1建立MCGS新画面 29
5.2.2定义数据变量 29
5.2.3制作监控画面 31
5.2.4编写控制流程 33
5.3遇到的问题分析 34
6结论 35
致谢 36
参考文献 37
附录ⅠPLC程序 38
附录Ⅱ组态命令程序 49
1绪论
1.1电梯的概述
1.1.1电梯在国内外的研究现状
电梯进入人们的生活已经150年了。
1854年,在纽约水晶宫举行的世界博览会上,美国人伊莱沙·
格雷夫斯·
奥的斯第一次向世人展示了他的发明,从此,人类历史上第一部安全升降梯诞生。
奥的斯先生的发明彻底改写了人类使用升降工具的历史。
从那以后,升降梯在世界范围内得到广泛应用。
1889年12月,美国奥的斯电梯公司制造出了名副其实的电梯,它采用直流电动机为动力,通过蜗轮减速器带动卷筒上缠绕的绳索,悬挂并升降轿厢。
1892年,美国奥的斯公司开始采用按钮操纵装置,取代传统的轿厢内拉动绳索的操纵方式,为操纵方式现代化开了先河。
生活在继续,科技在发展,电梯也在进步。
150年来,电梯的材质由黑白到彩色,样式由直式到斜式,在操纵控制方面更是步步出新—手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等等,多台电梯还出现了并联控制,智能群控;
双层轿厢电梯展示出节省井道空间,提升运输能力的优势;
变速式自动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间;
不同外形—扇形、三角形、半菱形、半圆形、整圆形的观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。
如今,以美国奥的斯公司为代表的世界各大著名电梯公司各展风姿,仍在继续进行电梯新品的研发,并不断完善维修和保养服务系统。
另外,调频门控、智能远程监控、主机节能、控制柜低噪音耐用、复合钢带环保等一款款集纳了人类在机械、电子、光学等领域最新科研成果的新型电梯竞相问世。
中国最早的一部电梯出现在上海,是由美国奥的斯公司于1901年安装的。
1932年由美国奥的斯公司安装在天津利顺德酒店的电梯至今还在安全运转着。
十一届三中全会后,我国电梯业进入了高速发展的时期。
解放前,我国电梯拥有量仅约2000台,也没有电梯制造业。
70年代初,全国仅有几家电梯制造厂,至80年代末就发展到150多家,至今已超过200家,且世界著名电梯厂商在我国均有合资企业。
目前我国合资、独资的电梯生产企业已有200多家。
如今,在我国任何一个城市,电梯都在被广泛应用,电梯给人们的生活带来了便利,也为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障。
时至今日,电梯已进入了全面发展的新时期。
1.1.2电梯的分类
电梯的种类相当很多,按用途分为乘客电梯、载货电梯、医用电梯、住宅电梯、杂物电梯、观光电梯、车辆电梯、船舶电梯、建筑施工电梯等;
按驱动方式可分为交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯、螺杆式电梯、直线电机驱动的电梯;
按速度分为低速电梯(速度低于1m/s以下)、中速电梯(速度在1~2m/s之间)、高速电梯(速度大于2m/s)、超高速电梯(速度超过5m/s),不过随着电梯技术的不断发展,电梯速度越来越高,区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高;
按拖动方式分为交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯等;
按操纵控制方式分为手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯、信号控制电梯、集选控制电梯等。
除上述电梯的分类外,还有些特殊用途的电梯,如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、斜行电梯、双层轿厢电梯等等。
1.2可编程控制器(PLC)简介
PLC(ProgrammableLogicController)通常称为可编程控制器,它是一种以微处理器为基础,综合了现代计算机、自动化技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。
由于它拥有体积小、功能强、程序设计简单、以及维护方便等特点,特别是适应恶劣的工业环境的能力和高可靠性,使其应用越来越广泛。
1987年2月国际电工委员会(IEC)对可编程控制器定义如下:
“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,是专门为在工业环境下应用而设计的。
它采用可可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则设计”。
事实上,可编程控制器是一种以微处理器为核心,带有指令存储器和输入/输出接口,将自动化、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。
1.2.1PLC的发展阶段
随着微处理器的出现,大规模、超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通信技术的不断进步,PLC也迅速发展,其发展过程大致可分为以下三个阶段。
⑴早期的PLC(20世纪60年代末-20世纪70年代中期)
早期的PLC可编程逻辑控制器,是继电器控制装置的,其主要功能只是执行原来有继电器完成的顺序控制、定时等。
它在硬件上以计算机的形式出现,在I/O接口电路上做了改进以适应工业控制现场的要求。
在软件编程上,采用广大电器工程技术人员所熟知的继电器控制线路方式-梯形图。
其中PLC特有的编程语言-梯形图一直沿用至今。
⑵中期的PLC(20世纪70年代中期-20世纪80年代中后期)
在20世纪70年代,微处理器的出现使PLC发生了巨大的变化。
美国、日本、德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元(CPU),这样使PLC的功能大大增强。
在软件方面,除了保持原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外,还增加了算术运算、数据处理和传送、通信、自诊断等功能。
在硬件方面,增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块并扩大了存储器的容量,使各种逻辑线圈的数量增加。
除此之外,还提供了一定数量的数据寄存器。
⑶近期的PLC(20世纪80年代中后期至今)
进入20世纪80年代中后期,由于超大规模集成电路技术的迅速发展,微处理器的档次普遍提高。
而且,为了进一步提高PLC的处理速度,各制造商研发的专用逻辑处理芯片。
这样使PLC软、硬件功能发生了巨大变化。
近年来,PLC技术发展很快,性能不断提高,类型也在不断增多,功能也越来越完善。
因此,PLC已发展成为当今自动化、信息化的重要支柱。
1.2.2PLC的主要功能
随着PLC技术的为断发展,目前已能实现以下功能。
⑴调节控制功能
条件控制功能是指用PLC与、或、非指令取代继电器触点串联,并联及其他各种逻辑连接,进行开关控制。
⑵定时/计数控制功能
定时/计数控制功能就是用PLC提供的定时器,计数器指令实现对某种操作的定时或计数控制,以取代时时间继电器。
⑶步进控制功能
步进控制能就是步进指令来实现在多道加工工序的控制中,只有前一道工序完成后,才能进行下道工序的控制
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