1、本科毕业论文（20 届）四层电梯控制系统的仿真设计所在学院 专业班级 自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 2 -学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机
2、构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日基于 PLC的四层电梯控制系统摘要：在当今社会中，电梯作为高层建筑的一种垂直起降交通工具已经与人们的生活息息相关。随着社会的发展，人们对电梯的安全，功能，舒适性，高效性的要求越来越高。电梯技术得到发展，电梯的驱动技术也在与时俱进，已经发展到调压调频调速，由 PLC 控制代替了原来的继电器逻辑控制。PLC 具有可靠性高，故障率低，功率消耗小等优点，已经成
3、为了当今使用率最高的控制系统。本文介绍的是西门子 S-300 可编程控制器编写的一个四层电梯控制系统，利用台达 VFD007E21A 变频器来实现对电梯的调速控制，显示处理结果，通过改变电动机的电压与频率，使电梯拥有更平滑的升降速度，从而达到更好的乘坐体验。软件部分介绍的是设计思想及梯形图，通过调试软件，调试过程中出现的问题和解决方法。关键词：电梯；变频器；PLC 控制；变频调速指导老师签字：PLC Control System Based On The Four-story ElevatorAbstract:In todays society, the elevator as a VTOL
4、transport high-rise buildings have been closely linked with peoples lives, With the development of society, peoples safety, functionality, comfort, efficiency increasingly high demands elevator.Elevator technology has been developed, elevator drive technology are advancing with the times, has been d
5、eveloped to VVVF control, PLC control instead of the original relay logic control.PLC with high reliability, and low failure rate, power consumption, etc, has become the highest rates of todays control systems.This article describes the Siemens S-300 programmable controller prepared a four-story ele
6、vator control system, using Delta VFD007E21A drive to achieve the speed of the elevator control, display the results by changing the motor voltage and frequency, the elevator have a smoother landing speed, so as to achieve a better riding experience,Software section describes the design concept and
7、the ladder, through debugging software, debugging problems and solutionsKeywords: Elevators; converter; PLC control; frequency controlSignature of Supervisor: 目 录1 引言2 系统整体设计2.1 系统设计要求 .22.2 系统设计思路 .22.3 系统框图 .33 系统硬件设计3.1 西门子 PLC S7-300.43.2 变频器的分类 .83.3 变频器的选择 .83.4 台达变频器 .93.5 调频调速方案 .114 系统软件设计4
8、.1 输入模块的选择 .134.2 输出的模块选择 .145 梯形图程序设计5.1 系统定位 .155.2 箱内显示和请求 .165.3 箱外请求 .185.4 下降逻辑 .215.6 开门程序 .266 效果仿真图7 结论参考文献 .38致谢 .39附录 .401四层电梯控制系统的仿真设计1 引言世界上第一台可编程控制器的设计理念是由美国通用公司提出的，为了解决因汽车不断改型而重新设计汽车装配线上各种继电器的控制线路问题，所以要寻求一种比继电器更可靠，响应速度更快，功能更强大的通用工业控制器。于是在保留了继电器控制系统的通俗易懂、操作简易、价格低廉等优点的基础之上，在此之上还要拥有现代化生产
9、所要求的时间响应快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可随工艺改变、易于与计算机接口、维修方便等诸多高品质与功能。从此，编程控制器开始活跃于控制领域。并且可编程控制器的地位和影响也越来越高，应用的也越来越广泛。第一台编程控制器具有模块化、可扩充、可重编程及用于工业环境的特性。这种可编程控制器便于安装，不会占用太大空间，并且可以循环使用。即使这些控制器的编程有些麻烦，但是它有梯形图编程语言这一现在应用广泛的编程标准，这样的话即使对编程控制器不太了解也能易于上手。于是在短期时间内，可编程控制器在其他的工业领域也得到了相应的应用。食品、金属和机械制造等工业领域前后使用了可编程控制器代替了继电器的控制，
10、踏出了现代化阶段的一大步。七十年代中期，因为大规模集成电路的涌现，于是 8 位微处理器和位片处理器应运而生，可编程控制技术发生了质的飞跃。又过了十多年，可编程控制器的软与硬件功能从而得到进一步加强，可编程控制器已发展成为一种可提供诸多功能的成熟的控制系统，并且可以跟其他设备进行通信，报表的生成。并且可以自己检测故障。以上这些改进可以使可编程控制器达到现在对高质量高生产的要求。即使可编程控制器的功能也愈来愈强，但它仍然保留了先前简易与易于使用的特点。使用可编程控制器来实现对电梯系统的控制，对于提高升降机运行的稳定性、降低电梯控制系统的成本以及缩短电梯系统的开发周期都有着实际意义。通过对本课设的研
11、究，可以在一定程度上了解电梯相关行业的发展，拓展自己在可编程控制器与自动化行业应用领域知识的理解与掌握。22 系统总体设计2.1 系统设计要求本课题的设计要求和技术指标：1）以西门子 S7-300 为核心器件组成一个电梯控制系统；2）以台达 VFD007E21A 变频器实现对电梯调速控制功能；3）系统具有信号控制和拖动控制功能。2.2 系统设计思路1）各个楼层的选择数字键是 1 到 4，各楼层门厅的按钮，除了第一层只需设置上升按钮，第四层设置下降按钮，其他的楼层需要设置上升和下降这两个按钮。2）为了保证电梯的正常停止，在各个楼层设置位置监测元件，每当电梯运行到一个楼层的时候，对应的监测元件就会
12、给出信号到 PLC。3）电机的控制输出，正反向控制输出点驱动继电器完成对电机方向的控制，快慢速输出所驱动的继电器是实现对加减速电阻的控制，而实际的电机速度的变动实现的方式则要根据实际的情况而改动。在这次毕业设计中，只是添加了快速和慢速这两个功能。2.3 系统框图1）控制系统框图图 2.3 系统框图33 系统硬件设计在确定变频器的型号方面，考虑到电梯系统的运行，控制精度，工艺的选择上要求较高，所以则需要选择其具有带速度反馈矢量控制功能的变频器。在速度控制的机制方面，即使驱动器是无极调速，也可以使用外接电位器的速度，操作方法是可行的，操作的基本方法是一样的原始驱动系统。因此，选择正确的，并留下了一
13、些速度控制块。3.1 西门子 PLC S7-3003.1.1 PLC 控制系统设计步骤 PLC 控制系统设计步骤：1)弄清楚与分析被控制的对象与控制要求，确定输入设备与输出设备的类型与设备的数量。2)再确定了输入与输出设备的类型与设备的数量，根据 PLC 的 I/O 点数以后，然后选择相应 I/O 点数的 PLC 机型。3)根据要求分配设备的 I/O 点数，绘制出 PLC 外部控制系统的输入、输出接线图。4)根据设备所要控制的要求，然后画出工作循环图或者状态流程图。5)根据工作循环图或状态流程图，然后编写出梯形图、指令语句或者计算机高级语言等几种形式的应用程序。6)利用编程器将该程序输入到 P
14、LC 的内部存储器，再进行模拟调试。运用 PLC 控制系统控制拥有以下几个优点：1)控制方式上看：电器则是控制硬接线，而当逻辑弄清楚了，于是要修改逻辑或附加其他的功能就很是困难了；而 PLC 则是软接线，所以只要修改控制程序就能轻松的改变逻辑或附加功能。2)工作方式上看：电器控制的工作方式是并行的，而 PLC 则是串行工作。3)控制速度上看：电器的控制效率低，反应的速度比较慢，电器的触点也不稳定；但是 PLC 的控制方式是通过半导体，速度十分快，而且不需要触电。4)定时、记数看：电器的时间控制程度不高，比较容易受到周围环境的干扰，而且没有计时的功能；而 PLC 通过时钟脉冲来计时，有记数功能。
15、5)可靠、维护看：电器控制有很多的触点，随之而来的便是机械的磨损和电弧4的烧伤，需要接比较繁琐的线；而 PLC 没有触点，并且还具有自我诊断的功能。图 3.1 外部 I/O 接线图PLC 的扫描工作方式当可编程控制器进入了 RUN 这一状态后，用的是循环扫描这一工作方式。当下达了第一条指令开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储的地址号递增的顺序逐条执行程序，即按顺序逐条执行程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描，并周而复始地重复进行。可编程序控制器工作时的扫描过程如图所示，包括五个阶段：内部处理、通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理。PLC 完成一次扫描过程所需的时间称为扫描周期。扫描周期的长短与用户程序的长度和扫描速度有关。5图 3.2 PLC 的扫描过程PLC 的程序执行过程PLC 的程序的执行过程一般可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个主要阶段开始内部处理通信处理RUN 方式？输入扫描程序执行输出处理NY
