基于PLC的施工场地升降机控制系统设计毕业设计论文

1、基于PLC的施工场地升降机控制系统设计毕业设计（论文）PAGE 65PAGE 69基于PLC的施施工场地升降降机控制系统统设计摘 要升降机即简易的的电梯，电梯梯作为现代高高层建筑的垂垂直交通工具具，与人们的的生活紧密相相关，随着人人们对电梯运运行安全性、高高效性、舒适适性等要求的的不断提高，电电梯得到快速速发展。其拖拖动技术已经经发展到了调调频调压调速速，其逻辑控控制也由PLLC代替原来来的继电器控控制。电梯采用了PLLC控制，用用软件实现对对电梯运行的的自动控制，可可靠性大大提提高。控制系系统结构简单单，外部线路路简化，可方方便的增加或或改变控制功功能，也可以以进行故障自自动检测与报报警显示

2、，提提高运行安全全性，并便于于检修。而电电动机交流变变频器调速技技术是当今节节电、改善工工艺流程以提提高产品质量量、改善环境境、推动技术术进步的一种种主要手段。变变频器调速以以其优异的调调速性能和起起制动性能、高高效率、高功功率因素和节节电效果，广广泛的适用范范围及其它许许多优点而获获国内外公认认为最有发展展前途的调速速方式。因此此，PLC控控制技术加变变频器调速技技术已成为现现代电梯行业业的一个热点点。本设计考虑到施施工场地升降降机的实际操操作功能，所所设计的控制制系统针对的的是四层电梯梯。代替传统统的继电控制制系统，由变变频器实现对对电梯的拖动动调速，使PPLC与调速速拖动装置相相结合，构

3、成成PLC集选选控制系统，实实现了电梯的的各种控制功功能，提高了了电梯运行的的可靠性，降降低了故障率率。关键词：电梯；变频器；PLC控制制；变频调速AbstracctLift thhat iss, a simmple lift. As thhe verrticall transsport of moderrn high-rise builddings, the elevaator and the llives of peeople closeely reelatedd with the contiinuouss imprrovemeent off the peoplle on the elev

4、aator operattionall safeety, eefficiiency, comffort requiiremennts, the elevaator rapidd devellopmennt. Dragg techhnologgy hass deveelopedd to aa FM vvariabble vooltagee conttrol, logicc conttrol iinsteaad of the ooriginnal reelay ccontrool by PLC.The eleevatorr usess a PLLC conntrol softwware tto a

5、chhieve autommatic contrrol off the elevaator ooperattion, and rreliabbilityy are increeased. The contrrol syystem struccture is simplle, exterrnal circuuit is simpllifiedd, and can easilly addd or changge of contrrol fuunctioons can aalso bbe autommatic faultt deteectionn and alarmm dispplay, impro

6、ove opperatiional safetty and easy mainttenancce. Mootor AAC invverterr speeed conntrol technnologyy is ttodays eneergy-ssavingg, andd to iimprovve thee proccess tto impprove produuct quualityy, impprove the eenviroonmentt, a mmajor meanss of ttechnoologiccal addvanceement. The inverrter iis itss su

7、peerior speedd perfformannce annd froom thee brakking pperforrmancee, higgh effficienncy, hhigh ppower factoor andd enerrgy-saaving effecct, thhe brooad sccope oof appplicattion aand maany otther bbenefiits byy the domesstic aand innternaationaal pubblic .that the mmost ppromissing sspeed.Designeed

8、takking iinto aaccounnt thee praccticall feattures of thhe connstrucction site liftss the contrrol syystem desiggn forr a foour-sttory eelevattor. DDrag tthe goovernoor of the eelevattor innsteadd of tthe trraditiional relayy conttrol ssystemm by tthe innverteer, soo thatt the combiinatioon of PLC a

9、and sppeed ddrag ddevicees, coonstittute tthe PLLC setts thee elecction contrrol syystemss, eleevatorr conttrol, improoved eelevattorrelliabillity oof opeeratioon, too reduuce thhe faiilure rate.Key worrds：Elevaator，PLC ccontrool，VVVF，Inverrter目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc325958609 引言 PAGEREF _

10、Toc325958609 h 3 HYPERLINK l _Toc325958610 一、绪论 PAGEREF _Toc325958610 h 4 HYPERLINK l _Toc325958611 1.1本课题设设计的背景 PAGEREF _Toc325958611 h 4 HYPERLINK l _Toc325958612 1.2 本课课题设计的内内容 PAGEREF _Toc325958612 h 5 HYPERLINK l _Toc325958613 1.3本课题设设计的目的和和意义 PAGEREF _Toc325958613 h 5 HYPERLINK l _Toc325958614

11、 二、系统设计方方案的确定 PAGEREF _Toc325958614 h 5 HYPERLINK l _Toc325958615 2.1升降机的的概述 PAGEREF _Toc325958615 h 5 HYPERLINK l _Toc325958616 2.2升降机继继电器控制系系统 PAGEREF _Toc325958616 h 6 HYPERLINK l _Toc325958617 2.2.1升降降机继电器控控制系统的优优点 PAGEREF _Toc325958617 h 6 HYPERLINK l _Toc325958618 2.2.2升降降机继电器控控制系统存在在的问题 PAGER

12、EF _Toc325958618 h 6 HYPERLINK l _Toc325958619 2.3 PLCC控制系统 PAGEREF _Toc325958619 h 6 HYPERLINK l _Toc325958620 2.3.1 PLC控制制升降机的优优点 PAGEREF _Toc325958620 h 7 HYPERLINK l _Toc325958621 2.4 变频调调速控制升降降机的特点 PAGEREF _Toc325958621 h 7 HYPERLINK l _Toc325958622 2.5系统设计计的基本步骤骤 PAGEREF _Toc325958622 h 8 HYPE

13、RLINK l _Toc325958623 三、系统硬件设设计 PAGEREF _Toc325958623 h 8 HYPERLINK l _Toc3259588624 3.1 PPLC的选型型 PAGEREF _Toc325958624 h 8 HYPERLINK l _Toc325958625 3.1.1 SSIMATIIC S7-300系列列PLC系统基基本构成 PAGEREF _Toc325958625 h 9 HYPERLINK l _Toc325958626 3.2 变频器器的选择 PAGEREF _Toc325958626 h 11 HYPERLINK l _Toc3259586

14、277 3.2.11 VS-6616G5型型通用变频器器 PAGEREF _Toc325958627 h 11 HYPERLINK l _Toc325958628 3.3升降机的的主要组成部部分 PAGEREF _Toc325958628 h 14 HYPERLINK l _Toc325958629 3.3.1升降降机曳引电机机及门电机电电路图 PAGEREF _Toc325958629 h 16 HYPERLINK l _Toc3259586300 3.4 II/O点数的的估算 PAGEREF _Toc325958630 h 16 HYPERLINK l _Toc325958631 3.5

15、PLCC外部接线图图 PAGEREF _Toc325958631 h 18 HYPERLINK l _Toc325958632 第四章、系统软软件开发 PAGEREF _Toc325958632 h 19 HYPERLINK l _Toc325958633 4.1 升降机机的三个工作作状态 PAGEREF _Toc325958633 h 19 HYPERLINK l _Toc325958634 4.2软件设计计特点 PAGEREF _Toc325958634 h 19 HYPERLINK l _Toc325958635 4.3软件设计计流程图 PAGEREF _Toc325958635 h 2

16、0 HYPERLINK l _Toc325958636 4.4系统的软软件开发过程程 PAGEREF _Toc325958636 h 22 HYPERLINK l _Toc325958637 结论和展望 PAGEREF _Toc325958637 h 336 HYPERLINK l _Toc325958638 致谢 PAGEREF _Toc325958638 h 37 HYPERLINK l _Toc325958639 参考文献 PAGEREF _Toc325958639 h 388 HYPERLINK l _Toc3259586640 附录A：电气原理理图 PAGEREF _Toc32595

17、8640 h 39 HYPERLINK l _Toc325958641 附录B：外文文文献及译文 PAGEREF _Toc325958641 h 40 HYPERLINK l _Toc325958642 附录C：参考文文献及内容简简介 PAGEREF _Toc325958642 h 44引言伴随着工厂自动动化程度的提提高，PLCC可编程控制制器在工厂中中的应用也越越来越广泛，而而且几乎涉及及到工厂的各各个方面，包包括供电，生生产，物料管管理，运输等等等。本文旨旨在通过实现现施工升降机机控制系统这这样一个典型型的实例，来来展现PLCC在现代化建建设中的应用用，同时利用用这个典型的的应用只要稍稍加

18、变化就可可以扩展为其其他控制系统统。采用可编程控制制器来实现升升降机的控制制对于提高升升降机运行的的稳定性、降降低升降机控制系系统的成本以以及缩短升降降机系统的开开发周期都具具有实际意义义。通过本课课题的研究，可可以在一定程程度上推动升升降机即电梯梯相关行业的的发展，拓展展PLC在自自动化行业的的应用领域，具具有一定的经经济和理论意意义。一、绪论1.1本课题设设计的背景1968年，美美国最大的汽汽车制造商通用汽车车公司为满足足市场需求，适适应汽车生产产工艺不断更更新的需要，将将汽车的生产产方式由大批批量、少品种种转变为小批批量、多品种种。为此要解解决因汽车不不断改型而重重新设计汽车车装配线上各

19、各种继电器的的控制线路问问题，要寻求求一种比继电电器更可靠，响响应速度更快快，功能更强强大的通用工工业控制器。于于是可编程控控制器应运而而生，19669年，美国国数字设备公公司研制出世世界上第一台台可编程控制制器，从此，PPLC开始活活跃于控制领领域。而且其其影响也越来来越大，应用用也越来越广广泛。70年代后期，随随着微电子技技术和计算机机的迅猛发展展，使PLCC从开关量的的逻辑控制扩扩展到数字控控制及生产过过程控制域，真真正成为一种种电子计算机机工业控制装装置，故称为为可编程控制制器，简称PPC（proogrammmable contrrollerr）.但由于于PC容易与与个人计算机机（pr

20、oggrammaable ccomputter）相混混淆，故人们们仍习惯地用用PLC作为为可编程器的的缩写。1985年国际际电工委员会会（IEC）对对PLC的定定义如下：可编程控制器是是一种进行数数字运算的电电子系统，是是专为在工业业环境下的应应用而设计的的工业控制器器，它采用了了可以编程的的存储器，用用来在其内部部存储执行逻逻辑运算、顺顺序控制、定定时、计数和和算术运算等等操作的指令令，并通过数数字或模拟式式的输入和输输出，控制各各种类型机械械的生产过程程。PLC是继电器器逻辑控制系系统发展而来来，所以它在在数学处理、顺顺序控制方面面具有一定优优势。继电器器在控制系统统中主要起两两种作用：（

21、11）逻辑运算算（2）弱电电控制强电。PLC是集自动动控制技术，计计算机技术和和通讯技术于于一体的一种种新型工业控控制装置，已已跃居工业自自动化三大支支柱（PLCC、ROBOOT、CADD/CAM）的的首位。可编编程控制器，简简称PLC。它它在集成电路路、计算机技技术的基础上上发展起来的的的一中新型型工业控制设设备。 具有有1.可靠性性高、抗干扰扰能力强 22.设计、安安装容易，维维护工作量少少 4.功能能强、通用性性好 5.开开发周期短，成成功率高 66.体积小，重重量轻、功耗耗底等特点。具具有功能强、可可靠性高、配配置灵活、使使用方便以及及体积小、重重量轻等优点点，已经广泛泛应用于自动动化

22、控制的各各个领域，并并已成为实现现工业生产自自动化的支柱柱产品。与继继电接触器系系统相比系统统更加可靠；占位空间比比继电接触器控控制系统小；价格上能与与继电接触器控控制系统竞争争；易于在现现场变更程序序；便于使用用、维护、维维修；能直接接推动电磁阀阀、触器与于于之相当的执执行机构；能能向中央执行行机构；能向向中央数据处处理系统直接接传输数据等等。因此，进行升降降机的PLCC控制系统的的设计，可以以推动电梯行行业的发展，扩扩大PLC在在自动控制领领域的应用，具具有一定的经经济和理论研研究的价值。1.2 本课课题设计的内内容1升降机类型的的选择。综合合升降机的类别别和各类的特特点和要求，在在本课题

23、中主主要研究四层层升降机上下下行控制，开开、关门控制制、内外呼叫叫控制。2硬件系统的设设计。本课题题设计的升降降机要求运行行迅速准确度度高，在升降降机的各层检检测系统中选选用用在工业业自动控制上上大量运用的的具有检测精精度高、寿命命长、稳定性性能好的接近近传感器，运运用感应器的的开关量信号号输入给PLLC来实现PPLC对电梯梯的控制。由由于本课题的的具体需求在在硬件系统的的设计过程中中主要考虑了了升降机的经济济实用、稳定定的需要。3. 升降机控控制系统软件件的设计。在在本设计中选选用了目前运运用最多的PPLC编程语语言梯形图，梯梯形图的编程程能直观明了了的设计出机机械手控制的的要求， 1.3本

24、课题题设计的目的的和意义随着我国经济的的高速发展，微微电子技术、计计算机技术和和自动控制技技术也得到了了迅速发展电电梯也已成为为人类现代生生活广泛使用用的人员运输输工具。随着着人们对电梯梯运行安全性性、高效性、舒舒适性等要求求的提高，电电梯得到了快快速发展，其其拖动技术已已经发展到了了调频调压调调速，其逻辑辑控制也由PPLC代替原原来的继电器器控制。可编程序控制器器（PLC）因因为稳定可靠靠、结构简单单、成本低廉廉、简单易学学、功能强大大和使用方便便已经成为应应用面最广、最最广泛的通用用工业控制装装置，成为当当代工业自动动化的主要支支柱之一。电电梯控制要求求接入设备使使用简便，对对应于系统组组

25、态的编程简简单，具有人人性化的人机机界面，配备备应用程序库库，加快编程程和调试速度度。通过PLLC对程序设设计，提高了了电梯的控制制水平，并改改善了电梯运运行的舒适感感。因此PLLC在电梯控控制系统中的的应用非常广广泛，非常有有实际价值。二、系统设计方方案的确定2.1升降机的的概述电梯是电动机为为动力的垂直直升降机，装装有箱状吊舱舱，用于多层层建筑乘人或或载运货物的的机械设备。随着城市的发展展，高层建筑筑的增多，升升降机的应用用也越来越广广泛，分类也也随之增多。如如按照升降机机的用途可分分为以下几类类：1、乘客，为运运送乘客设计计的升降机，要求求有完善的安安全设施以及及一定的室内内装饰。2、载

26、货升降机机，主要为运运送货物而设设计，通常有有人伴随的升升降机。3、观光升降机机，厢壁透明明，供乘客观观光用的升降降机。4、车辆升降机机，用作装运运车辆的升降降机。5、船舶升降机机，船舶上使使用的升降机机。6、建筑施工升升降机，建筑筑施工与维修修用的升降机机。7、其它类型的的升降机，除上上述常用升降降机外，还有有些特殊用途途的升降机，如冷冷库升降机、防爆爆升降机、矿井井升降机、电站站升降机、消防防员用升降机机等。本设计课题为施施工场地的升升降机控制系系统设计。以以四层建筑场场地升降机为为模型，主要要用于建筑施施工与维修。2.2升降机继继电器控制系系统2.2.1升降降机继电器控控制系统的优优点(

27、1) 所有控控制功能及信信号处理均由由硬件实现，线线路直观，易易于理解和掌掌握，适合于于一般技术人人员和技术工工人所掌握。(2) 系统的的保养、维修修及故障检查查无需较高的的技术和特殊殊的工具、仪仪器。(3) 大部分分电器均为常常用控制电器器，更换方便便，价格较便便宜。(4) 多年来来我国一直生生产这类升降降机，技术成成熟，己形成成系列化产品品，技术资料料图纸齐全，熟熟悉、掌握的的人员较多。2.2.2升降降机继电器控控制系统存在在的问题 (1) 系统触触点繁多、接接线线路复杂杂，且触点容容易烧坏磨损损，造成接触触不良，因而而故障率较高高。(2) 普通控控制电器及硬硬件接线方法法难以实现较较复杂

28、的控制制功能，使系系统的控制功功能不易增加加，技术水平平难以提高。(3) 电磁机机构及触点动动作速度比较较慢，机械和和电磁惯性大大，系统控制制精度难以提提高。(4) 系统结结构庞大，能能耗较高，机机械动作噪音音大。(5) 由于线线路复杂，易易出现故障，因因而保养维修修工作量大，费费用高；而且且检查故障困困难，费时费费工。升降机继电器控控制系统故障障率高，大大大降低了升降降机的可靠性性和安全性，经经常造成停梯梯，给乘用人人员带来不便便和惊忧。且且升降机一旦发发生冲顶或蹲蹲底，不但会会造成升降机机机械部件损损坏，还可能能出现人身事事故。2.3 PLCC控制系统PLC控制制系系统由于运行行可靠性高，

29、使使用维修方便便，抗干扰性性强，设计和和调试周期较较短等优点，倍倍受人们重视视等优点，已已成为目前在在升降机控制系系统中使用最最多的控制方方式，目前也也广泛用十传传统继电器控控制系统的技技术改造。 PLC是一种专专门从事逻辑辑控制的微型型计算机系统统。由于PLLC具有性能能稳定、抗干干扰能力强、设设计配置灵活活等特点。因因此在工业控控制方面得到到了广泛应用用。自80年代后期期PLC引入我我国升降机行业以以来，由PLLC组成的升升降机控制系系统被许多升升降机制造厂厂家普遍采用用。并形成了了一系列的定定型产品。在在传统继电器器系统的改造造工程中，PPLC系统一一直是主流控控制系统。升降机控制系统统

30、分为调速部部分和逻辑控控制部分。调调速部分的性性能对升降机机运行是乘客客的舒适感有有着重要影响响，而逻辑控控制部分则是是升降机安全可可靠运行的关关键。为了改改善升降机的舒适适感和运行的的可靠性，现现在都改为用用PLC来控制制升降机的运行行，这样大大大提高了升降降机的性能。可编程控制器(Progrrammabble Loogic ccontrooller，简简称PLC)是以以微处理器为为基础，综合合了计算机技技术与自动化化技术而开发发的新一代工工业控制器。它它具有可靠性性高、适应工工业现场的高高温、冲击和和振动等恶劣劣环境的特点点，已成为解解决自动控制制问题的最有有效工具，是是当前先进工工业自动

31、化的的二大支柱之之一。2.3.1 PLC控制制升降机的优优点1、控制方式上上看：电器控控制硬接线，逻逻辑一旦确定定，要改变逻逻辑或增加功功能很是困难难；而plcc软接线，只只需改变控制制程序就可轻轻易改变逻辑辑或增加功能能。2、工作方式上上看：电器控控制并行工作作，而plcc串行工作，不不受制约。3、控制速度上上看：电器控控制速度慢，触触点易抖动；而plc通通过半导体来来控制，速度度很快，无触触点，顾而无无抖动一说。4、定时、记数数看：电器控控制定时精度度不高，容易易受环境温度度变化影响，且且无记数功能能；plc时时钟脉冲由晶晶振产生，精精度高，定时时范围宽；有有记数功能。5、可靠、维护护看：

32、电器控控制触点多，会会产生机械磨磨损和电弧烧烧伤，接线也也多，可靠、维维护性能差；plc无触触点，寿命长长，且有自我我诊断功能，对对程序执行的的监控功能，现现场调试和维维护方便。2.4 变频调调速控制升降降机的特点随着电力电子技技术、微电子子技术和计算算机控制技术术的飞速发展展，交流变频频调速技术的的发展也十分分迅速。电动动机交流变频频技术是当今今节电，改善善工艺流程以以提高产品质质量和改善环环境、推动技技术进步的一一种手段。变变频调速以其其优异的调速速性能和起制制动平稳性能能、高效率、高高功率因数和和节电效果，广广泛的适用范范围及其它许许多优点而被被国内外公认认为最有发展展前途的调速速方式。

33、1.变频调速升升降机使用的的是异步电动动机，比同容容量的直流电电动机具有体体积小、占空空间小、结构构简单、维护护方便、可靠靠性高、价格格低等优点。2.变频调速电电源使用了先先进的SPWWM技术SVVPWM技术术，明显改善善了电梯运行行质量和性能能;调速范围围宽、控制精精度高，动态态性能好，舒舒适、安静、快快捷，已逐渐渐取代直流电电机调速。3.变频调速升升降机使用先先进的SPWWM和SVPPWM技术，明明显改善了电电动机供电电电源的质量，减减少谐波，提提高了效率和和功率因数，节节能明显2.5系统设计计的基本步骤骤在升降机控制系系统的设计过过程中主要要要考虑以下几几点：1.深入了解和和分析升降机机

34、的工艺条件件和控制要求求。2.确定I/OO设备。根据据机械手控制制系统的功能能要求，确定定系统所需的的用户输入、输输出设备。常常用的输入设设备有按钮、选选择开关、行行程开关、传传感器等，常常用的输出设设备有继电器器、接触器、指指示灯等。3.根据I/OO点数选择合合适的PLCC类型。4.分配I/OO点，分配PPLC的输入入输出点，编编制出输入输输出分配表或或者输入输出出端子的接线线图。5.设计升降机机系统的梯形形图程序，根根据工作要求求设计出周密密完整的梯形形图程序，这这是整个升降降机系统设计计的核心工作作。6.将程序输入入PLC进行行软件测试，查查找错误，使使系统程序更更加完善。三、系统硬件设

35、设计3.1 PLCC的选型在工程应用中可可选用的PLLC机型很多多，比如三菱菱公司的FXX系列、OMMRON公司司的C系列、西西门子等，它它们功能都差差不多，在工工程应用中各各有千秋，至至于要选择哪哪种机型，就就要根据自己己的设计需要要及应用水平平。因为根据据轿厢楼层位位置检测方法法，要求可编编程控制器必必须具有高数数计数器。又又因为升降机机是双向运行行的，所以PPLC还需具具有可逆计数数器。就本次次四层升降机机的设计而言言，上述三种种机型都行，但但根据市场的的实际情况，本本次设计采用用西门子SIIMATICC S7-3300系列PPLC机型。SIMATICC S7系列列PLC是德德国西门子公

36、公司在S5系系列PLC基基础上于19995年陆续续推出的性能能价格比较高高的PLC系系统。其中，小小型的有SIIMATICC S7-2200系列，最最小配置为88 DI/66DO，可扩扩展27个个模块，最大大I/O点数数为64DII/DO、112AI/44AO；中小小型的有SIIMATICC S7-3300系列；中高档性能能的有S7-400系列列。SIMAATIC SS7系列PLLC都采用了了模块化、无无排风扇结构构且具有易于于用户掌握等等特点，使得得S7系列PPLC成为各各种从小规模模到中等性能能要求以及大大规模应用的的首选产品。SIMATICC S7-3300的大量量功能能够支支持和帮助用

37、用户进行编程程、启动和维维护，其主要要功能如下：(1) 高速的的指令处理0.10.66 的指令处处理时间在中中等到较低的的性能要求范范围内开辟了了全新的应用用领域。(2) 人机界界面(HMII)方便的人机界面面服务已经集集成在S7-300操作作系统内，因因此人机对话话的编程要求求大大减少。(3) 诊断功功能CPU的智能化化的诊断系统统可连续监控控系统的功能能是否正常，记记录错误和特特殊系统事件件。(4) 口令保保护多级口令保护可可以使用户高高度、有效地地保护其技术术机密，防止止未经允许的的复制和修改改。(5) 操作方方式选择开关关操作方式选择开开关像钥匙一一样可以拔出出，当钥匙拔拔出时，就不不

38、能改变操作作方式。这样样就能防止非非法删除或改改写用户程序序。(6) 方便用用户的参数赋赋值一个带标准用户户接口的软件件工具给所有有模块进行参参数赋值，这这样就节省了了入门和培训训的费用。(7) 浮点数数运算用此功能可以有有效的实现更更为复杂的算算术运算。3.1.1 SSIMATIIC S7-300系列列PLC系统统基本构成SIMATICC S7-3300系列PPLC是模块块化中小型PPLC系统，它它能满足中等等性能要求的的应用，模块块化，无排风风扇结构，易易于实现分布布，易于用户户掌握等特点点使得S7-300成为为各种从小规规模到中等性性能要求控制制任务的方便便又经济的解解决方案。SSIMA

39、TIIC S7-300有着着广泛的应用用领域，主要要包括：纺织织机械、各种种机床、通用用机械工程应应用、电器制制造工业及相相关产业。多多种性能递增增的CPU和和丰富的且带带有许多方便便功能的I/O扩展模块块，使用户可可以完全根据据实际应用选选择合适的模模块。当任务务规模扩大并并且愈加复杂杂时，可随时时使用接口模模块对PLCC进行扩展。S7-3300是模块块化的组合结结构，根据应应用对象的不不同，可选用用不同型号和和不同数量的的模块，并可可以将这些模模块安装在同同一机架(导导轨)或多个个机架上。除除了电源模块块、CPU模模块和接口模模块外，一个个机架上最多多只能再安装装8个信号模模块或功能模模块

40、。CPUU314/3315/3115-2DPP最多可扩展展4个机架，IIM360/IM3611接口模块将将S7-3000背板总线线从一个机架架连接到下一一个机架，SSIMATIIC S7-300系列列PLC是模模块化结构设设计，各种单单独模块之间间可进行广泛泛组合和扩展展。其系统构构成如图2.1所示。它它的主要组成成部分有导轨轨(RACKK)、电源模模块(PS)、中央处理理单元模块(CPU)、接接口模块(IIM)、信号号模块(SMM)、功能模模块(FM)等。它通过过MPI网的的接口直接与与编程器PGG、操作员面面板OP和其其它S7PLLC相连。图3-1 SS7-3000系列PLCC系统构成框框

41、图S7-300系系列PLC模模块性能简介介(1) CPUU模块S7-300有有CPU3112 IFMM、CPU3313、CPPU314、CCPU3144 IFM、CCPU3155/315-2DP、CCPU3166-2DP、CCPU3188-2DP等等8种不同的的中央处理单单元可供选择择。CPU3315-2DDP、CPUU316-22DP、CPPU318-2DP都具具有现场总线线扩展功能。CCPU以梯形形图LAD、功功能块FBDD或语句表SSTL进行编编程。 (2) 信号模模块 数字量输入入模块数字量输入模块块将现场过程程送来的数字字信号电平转转换成S7-300内部部信号电平。数数字量输入模模块

42、有直流输输入方式和交交流输入方式式。对现场输输入元件，仅仅要求提供开开关触点即可可。输入信号号进入模块后后，一般都经经过光电隔离离和滤波，然然后才送至输输入缓冲器等等待CPU采采样。采样时时，信号经过过背板总线进进入到输入映映像区。 数字量输入模块块SM3211有四种型号号模块可供选选择，即直流流16点输入入、直流322点输入、交交流16点输输入、交流88点输入模块块。 数字量输出出模块数字量输出模块块SM3222将S7-3300内部信信号电平转换换成过程所要要求的外部信信号电平，可可直接用于驱驱动电磁阀、接接触器、小型型电动机、灯灯和电动机启启动器等。晶体管输出模块块只能带直流流负载，属于于

43、直流输出模模块；可控硅输出方式式属于交流输输出模块；继电器触点输出出方式的模块块属于交直流流两用输出模模块。从响应速度上看看，晶体管响响应最快，继继电器响应最最慢；从安全全隔离效果及及应用灵活性性角度来看，以以继电器触点点输出型最佳佳。 模拟量输入入模块SM331主要要由A/D转转换部件、模模拟切换开关关、补偿电路路、恒流源、光光电隔离部件件、逻辑电路路等组成。AA/D转换部部件是模块的的核心，其转转换原理采用用积分方法，被被测模拟量的的精度是所设设定的积分时时间的正函数数，也即积分分时间越长，被被测值的精度度越高。SMM331可选选四档积分时时间：2.55ms、166.7ms、220ms和l

44、l00ms，相相对应的以位位表示的精度度为8、122和14。 模拟量输出出模块模拟量输出模块块SM3322目前有三种种规格型号，即即4AOll2位模块、22AO122位模块和44AOl66位模块，分分别为4通道道的12位模模拟量输出模模块、2通道道的12位模模拟量输出模模块、4通道道的16位模模拟量输出模模块。SM332可以以输出电压，也也可以输出电电流。在输出出电压时，可可以采用2线线回路和4线线回路两种方方式与负载相相连。采用44线回路能获获得比较高的的输出精度。(3) PS3307电源模模块PS307是西西门子公司为为S7-3000专配的224VDC电电源。PS3307系列模模块除输出额

45、额定电流不同同外(有2AA、5A、10A三种)，其工作原原理和各种参参数都相同。PS307可安安装在S7-300的专专用导轨上，除除了给S7-300 CCPU供电外外，也可给II/O模块提提供负载电源源。(4) 接口模模块(IM)接口模板(IMM360/3361)用来来在机架之间间传递总线。IIMS接口代代表发送，IIMR接口代代表接收。接接口模板必须须安装到特定定的插槽。如如果需要，在在扩展机架可可以安装辅助助电源。对于于双层组态，硬硬连线的IMM365接口口模板较为经经济(不需要要辅助电源，在在扩展机架上上不能使用CCP模板)。(5) 通讯处处理器模块CP340/CCP341通通讯处理模块

46、块用于建立点点对点的低速速连接，最大大传输速率为为19.2kkbps。有有三种通信接接口：RS-232C，220mA(TTTY)和RRS-4222/RS-4485，有多多种通讯协议议可以使用。3.2 变频器器的选择变频器的种类很很多，下面根根据不同的分分类方法对变变频器分类:(1) 按变换换频率的方法法分 交直直交变频器器 交交变频频器(2) 按主电电路工作方式式分 电压型型变频器 电流型变频频器(3) 按变频频器调压方法法的不同分 PPAM变频器器 PWM变频频器(4) 按工作作原理分类 UU/f控制变变频器 VC控制变变频器 SF控制变变频器(5) 按照用用途分类 通用变频器器 高性能专用

47、用变频器 高频变频器器3.2.1 VVS-6166G5型通用用变频器升降机的调度要要求除了一般般工业控制的的静态、动态态性能外，他他的舒适度指指标往往是选选择中的一项项重要内容。本本设计中拖动动调速系统的的关键在于保保证升降机按理想想的给定速度度曲线运行，以以改善升降机机运行的舒适适感；另外，由由于升降机在建筑筑物内的耗电电量占建筑物物总用电量的的相当比例，因因此，升降机机节约用电日日益受到重视视。考虑以上各种因因素，本设计计选用安川VVS-6166G5型全数数字变频器。它它具有磁通矢矢量控制、转转差补偿、负负载转矩自适适应等一系列列先进功能，可可以最大限度度地提高电机机功率因数和和电机效率，

48、同同时降低了电电机运行损耗耗，特别适合合升降机类负载载频繁变化的的场合。另外，VS-6616G5变变频器的启动动、制动具有有可任意调节节的S曲线和和零频仍可输输出150%力矩的特点点，配以高精精度的旋转编编码器，控制制精度可达00. 010. 022%使得升降降机运行舒适适感好，零速速抱闸，平层层精度高。无无须配专用电电机，可自学学习所配电机机的各个参数数，精确控制制任何品牌的的电机。采用用高性能IGGBT，载波波频率20KKHZ，从而而使变频器输输出一个不失失真的正弦流流波形，使电电机始终运行行于静噪音状状态。VS-616GG5型变频器器是安川电机机公司面向世世界推出的221世纪通用用型变频

49、器。这这种变频器不不仅考虑了VV/f控制，而而且还实现了了矢量控制，通通过其本身的的自动调谐功功能与无速度度传感器电流流矢量控制，很很容易得到高高起动转矩与与较高的调速速围5。VS-616GG5变频器的的特点如下:(1) 包括电电流矢量控制制在内的四种种控制方式均均实现了标准准化。(2) 有丰富富的内藏与选选择功能。(3) 由于采采用了最新式式的硬件，因因此，功能全全、体积小。(4) 保护功功能完善、维维修性能好。(5) 通过LLCD操作装装置，可提高高操作性能。VS-616GG5型变频器器的标准规格格如表3.11所示。表3.1 VSS-616GG5型变频器器的标准规格格220V级输出特性最大

50、输出电压3相,200/208/2220/2330V(对应应于输入电压压)额定输出频率最大400Hzz额定输入电压和和频率3 相，2000/208/220V 50Hzz200/2088/220/230V 60Hzz电源允许电压波动+10%，-115%允许频率波动5%400V级输出特性最大输出电压3相,380/400/4415/4440/4600V(对应于于输入电压)额定输出频率最大400Hzz额定输入电压和和频率3相,380/400/4415/4440/4600V 500-60Hzz电源允许电压波动+10%，-115%允许频率波动5%控制特性控制方式正弦波PWM (V/f控制、带带PG反馈的V/

51、FF控制、开环环矢量、闭环环矢量控制44种控制方式式任选性)启动力矩150%/1HHz(带PG, 150%/Ormiin)速度控制范围1:100(带带PG, 11:10000)速度控制精度0. 2%(带PG，0. 002%)速度响应5Hz(带PGG, 30HHz)力矩限制可采用(参数设设定：4级可变)力矩精度5%力矩响应20Hz(带PPG, 400Hz)频率控制范围0. 14000Hz频率控制精度数字指令:0. 01% ( -100 0C+40 )模拟指令:0.1% (25010 )变频器的参数设设置由于采用PLCC作为逻辑控控制部件，故故变频器和PPLC通讯时时采用开关量量而不用模拟拟量。(

52、1) VS-616G55变频器的参参数616G5变频频器共有9组组参数，每一一组参数的设设定都具有特特定的含义。常常用参数如表表3.2表3.2 VSS-616GG5变频器的的参数参数功用A组B组C组D组E组F组G组确定控制模式选择运行功能确定加减速时间间及转矩补偿偿时间选择频率确定运行压频曲曲线保护设置确定偏差标准(2) 参数设设计的原则： 减小启动冲冲击及增加调调速的舒适感感，其速度环环比例系数宜宜小些，而积积分时间常数数宜大些。 提高了运行行效率，快车车频率应选为为工频，而爬爬行频率要尽尽可能低些，以以减小停车击击。 零速一般设设计为0Hzz，速抱闸功功能将影响舒舒适感。 变频器其他他常用

53、参数可可根据电网电电压和电机铭铭牌数据直接接输入，具体体的设置如表表3.3安川6116G5变频频器主要参数数设置表表3.3 安川川616G5变变频器主要参参数设置参数名称设定值说明A1-02控制方式选择2不带PG矢量控控制方式B1-01频率指令选择1B1-02运行指令选择1B1-03停止方法选择0B1-04反转禁止选择0B2-01零速电平选择0.1HzB2-04停止时直流制动动时间1.0SC1-03加速时间22.0SC1-04减速时间22.0SC2-01加速开始时s型型曲线时间0.6SC2-02加速完了时s型型曲线时间0.6SC2-03减速开始时s型型曲线时间0.6SC2-04减速完了时s型型

54、曲线时间0.6SC5-01ASR比例增益益15C5-02ASR积分时间间13SD1-09检修速度200rpmE1-01输入电压设置380E1-04最高输出频率50HzE1-05最大电压380E1-06额定电压频率50HzE1-09最低输出频率电电压0VE2-01电机额定电流按电机铭牌设置置E2-02电机额定滑差按电机铭牌设置置E2-03电机空载电流按电机铭牌设置置E2-04电机极数按电机铭牌设置置F1-01PG常数根据旋转编码器器铭牌设置F1-02PG断线检测时时的动作选择择0F1-03超速时的动作选选择0F1-04超度偏差过大时时的动作选择择0F1-05PG分频比根据电机极数设设置3.3升降

55、机的的主要组成部部分(1) 升降机机轿厢轿厢是运送乘客客和货物的升升降机组件，是是升降机的工工作部分。轿轿厢由轿厢架架和轿厢体组组成。(2) 曳引机机曳引系统的主要要功能是输出出与传递动力力，使升降机机运行。曳引引系统主要由由曳引机、曳曳引钢丝绳，导导向轮，反绳绳轮组成。(3) 升降机机井道及导轨轨升降机井道是用用以供升降机机轿厢运行的的通道。升降降机导轨就是是在轿厢和墙墙壁之间的轨轨道，上面有有轮子在滑动动，表面很光光滑，用矫厢厢导轨支架来来支撑。它可可以用来防止止轿相晃动。货货梯和客梯上上都装有。(4) 导向系系统导向系统的主要要功能是限制制轿厢和对重重的活动自由由度，使轿厢厢和对重只能能

56、沿着导轨作作升降运动。导导向系统主要要由导轨，导导靴和导轨架架组成。(5) 门系统统门系统的主要功功能是封住层层站入口和轿轿厢入口。门门系统由轿厢厢门，层门，开开门机，门锁锁装置组成。(6) 重量平平衡系统平衡系统的主要要功能是相对对平衡轿厢重重量，在升降降机工作中能能使轿厢与对对重间的重量量差保持在限限额之内，保保证升降机的的曳引传动正正常。系统主主要由对重和和重量补偿装装置组成。(7) 电力拖拖动系统 电力拖拖动系统的功功能是提供动动力，实现升升降机速度控控制。电力拖拖动系统由曳曳引电动机，供供电系统，速速度反馈装置置，电动机调调速装置等组组成 (8) 电气气控制系统电气控制系统的的主要功

57、能是是对升降机的的运行实行操操纵和控制。电电气控制系统统主要由操纵纵装置，位置置显示装置，控控制屏(柜)，平层装置置，选层器等等组成。升降机是机、电电一体化产品品。其机械部部分好比是人人的躯体，电电气部分相当当于人的神经经，控制部分分相当于人的的大脑。各部部分通过控制制部分调度，密密切协同，使使升降机可靠靠运行。尽管管升降机的品品种繁多，但但目前使用的的升降机绝大大多数为电力力拖动、钢丝丝绳拽引式结结构，其机械械部分由拽引引系统，轿厢厢和门系统，平平衡系统，导导向系统以及及机械安全保保护装置组成成;而电气控控制部分由电电力拖动系统统，运行逻辑辑功能控制系系统和电气安安全保护等系系统组成3.3.

58、1升降降机曳引电机机及门电机电电路图根据设计要求，本本次设计的电电气控制系统统主回路原理理图如图3-3所示。图图中M1，MM2为曳引电电机和门电机机，交流接触触器KM1KM4通过过控制两台电电动机的运行行来控制轿厢厢和厅门，从从而进行对电电梯的控制。FFR1，FRR2为起过载载保护作用的的热继电器，用用于电梯运行行过载时断开开主电路。FFU1为熔断断器，起过电电流保护作用用。图3-3 电梯梯曳引电机及及门电机电路路图3.4 I/OO点数的估算算采用PLC构成成四层简易升升降机电气控控制系统。升升降机的上、下下行由一台电电动机拖动，电电动机正转为为升降机上升，反反转为下降。一一层有上升呼呼叫按钮

59、K11和指示灯HH1，二层有有上升呼叫按按钮K2和指指示灯H2以以及下降呼叫叫按钮K4和和指示灯H44，三层有上上升呼叫按钮钮K3和指示示灯H3以及及下降呼叫按按钮K5和指指示灯H5，四四层有下降呼呼叫按钮K66和指示灯HH6。一至四四层有到位行行程开关SQQ1SQ44。升降机内有一一至四层呼叫叫按钮K100K7和指指示灯H100H7；升升降机开门和和关门按钮SSB5和SBB6，电梯开开门和关门分分别通过电磁磁铁KM3和和KM4控制制，关门到位位由行程开关关ST1检测测，开门到位位由行程开关关ST2检测测。轿厢上行行和下行由接接触器KM11和KM2控控制，并有上上行记忆和下下行记忆两路路指示灯

60、。综上所述，输入入点共有200个，输出点点数有16个个。可编程控制器SS7-3000的I/O点点数可达322/32个,足以满足要要求。具体的I/O分分配如表序号名 称输入点序号名 称输出点1一层平层I0.01升降机上行记忆忆Q0.02二层平层I0.12升降机下行记忆忆Q0.13三层平层I0.23电机正转Q0.24四层平层I0.34电机反转Q0.35内呼一楼I0.45内呼一楼指示Q0.46内呼二楼I0.56内呼二楼指示Q0.57内呼三楼I0.67内呼三楼指示Q0.68内呼四楼I0.78内呼四楼指示Q0.79一层外呼上行I1.09一层外呼上行指指示Q1.010二层外呼上行I1.110二层外呼上行指