电梯PLC控制系统设计毕业答辩

毕业设计辩论设计题目：民用电梯的PLC控制系统设计

指导老师：学生：

论文框架

2021-5-301.概述2系统总体方案设计3.PLC的选型及输入、输出的分配4.电梯的信号指示及超载报警5.单片机与西门子PLC_S7-200的串行通信6.系统软局部的设计7.平安设置8.程序的调试9.小结10.参考文献11.致谢目前电梯控制主要有三种方式：继电器控制、可编程控制器控制、微机控制〔单片机控制〕。最早期的电梯是由继电接触器直接控制的。但电梯控制系统是一个非常复杂的控制系统，继电接触器控制接触点繁多，线路复杂，维修和检修非常不方便。人们又着手单片机电梯控制系统的研究设计。单片机控制有很多优点：控制方便，容易修正，价格廉价。但由于其对环境的要求比较高，在程序不十分完美的情况下容易出现死机现象，对设计人员有很高的要求。电梯控制要求操作方便，稳定性强，平安性可靠。所以现代电梯多用PLC(工控机)控制。PLC控制有很多优点，它可以像单片机一样在需要的时候改变程序。当需要改变或优化控制方案时不需要改变硬件。并且PLC的环境适应能力强，一般不用考虑环境带来的诸多因素。近年来PLC在电梯控制中得到了极大的应用。PLC简介比较项目继电器控制PLC控制控制功能的实现通过对继电器进行硬接线完成相应的控制功能对进行编程实现所需控制要求对生产工艺变化的适应性需进行重新设计与接线.适应性差只需对程序进行修改.适应性强可靠性元器件多、触点多，容易出现故障采用大规模集成电路.绝大部分是软继电器，可靠性高柔韧性与灵活性差具有种类齐全的扩展单元，扩展灵活控制的实时性机械动作时间常数大，实时性差微处理器控制，实时性非常好占用空间与安装控制柜体积大、笨重，安较施工工作量大体积小，重量轻，安装工作量小使用寿命易损.寿命短寿命长复杂控创能力极差很强价格较低较高维护复杂、工作量大工作量小PLC与继电器控制功能与特点比较PLC与计算机控制系统功能与特点比较比较项目通用计算机PLC工作方式中断方式扫描方式编程语言汇编语言、高级语言助记符语句表、梯形图等工作环境要求较高可在较差的环境下工作对使用者的要求需要进行专业的培训才能够掌握语言易学，稍加培训即可可靠性商业级要求工业级，且有多种特殊设计，包括监视计时器功能(WatchDogTitner-WDT)系统软件功能强大，但占用存储空间过大功能专用，占存储空间小适用领域办公、管理，科学计算、家庭工业控制现代电梯的控制要求1)电梯运行到指定位置后应具有手动或自动开/关门的功能。(2)利用指示灯显示电梯厢外的呼唤信号、电梯厢内的指令信号和电梯的到达信号。(3)能自动判断电梯的运行方向，并发出响应的指示信号。(4)电梯的上行下行有一台电机牵引。电机正传，电梯上升；电梯反转，电梯下降。(5)电梯轿厢门由另一台小功率电机驱动。电机正传，轿厢门翻开；电机反转，轿厢门关闭。(6)每一层楼设有呼叫按钮；轿厢内设有开关轿厢门按钮。(7)电梯启动、运行、到站实现速度的调节。电梯PLC信号控制系统框图

交流双速电梯的主电路图

电梯门拖动电机

M3～L1L2L3FUKM1KM2FR西门子(SIMATIC)公司S7-200系列属于小型可编程控制器，是西门子公司20世纪90年代推出的整体式小型可编程控制器，器结构紧凑、系列完整、功能完善，具有很高的性价比，可用于替代继电器的简单控制场合，也可用于复杂的自动控制系统。由于有很强的通信功能，在大型网络控制系统中也能充分发挥作用。PLC机型型号确实定

扩展数字量I/O端口S7-200CPU226型号的PLC本机自带的数字量I/O数为24入/16出。但是本电梯控制系统所需的数字量输入/输出端口数都约为40个，所以，本机自带的数字量输入/输出端口数目是不能满足本系统的控制要求的，所以要扩展数字量I/O端口。西门子EM223扩展模块为专门的S7-200PLC的数字量输入/输出端口扩展模块，选用一块EM22324VDC16输入/16输出(6ES7223-1BL20-0XA0)和一块EM22324VDC8输入/8输出(6ES7223-1BH20-0XA0)数字量输入/输出端口扩展模块，经过扩展后，共有48个输入点，40个输出点。满足以上要求。系统主连接图七段译码真值表

显示数字输出笔状态楼层位置信号abcdefg101100001000211011011001311110011002401100111003510110111004610111111005711100001006七段码显示

数码显示的层楼指示灯

PLC输出端直接与七段数码管连接，无需外部硬件译码器，由PLC软件进行七段译码，直接驱动数码管显示楼层数。上表为七段译码真值表：当输出段状态为1时表示该段亮，当输出段状态为0时表示该段灭。表4.1中看到各字段状态为0表示消隐，状态为1表示点亮，表中状态0有18个，而状态1有30个，因而假设按真值表中点亮状态设计七段译码显示梯形图会占用PLC太多的内部触点，程序较长而按消隐状态设计可简化梯形图，应选择按消隐状态设计。楼层7段数码管显示

超载报警设计任务采用MCS51系类单片机构建系统。如果电梯超载，报警器发出语音报警且超载值可设计成800kg.报警说明在无司机操纵或有司机操纵的电梯中，根据电梯平安标准的规定：必须设置电梯轿厢的超载保护装置，以防止电梯轿厢的严重超载而引起的意外人身设备事故。超载装置一般装置在电梯轿厢底，这一超载装置可以是有级的开关装置，也可以是连续变化的压磁装置或应变电阻片式的装置，但不管何种结构型式的超载装置，只要电梯超载时均应发出超载的闪烁灯光信号和断续的铃声；与此同时使正在关门的电梯停止关门并开启，直到多余的乘客退出电梯轿厢，不再超载时,才会熄灭灯光信号和铃声，并可重新关门起动运行。超载报警设计流程图设计思路：采用荷重传感器将被测轿厢的质量转化为电压信号，经放大器改变电压信号倍数。通过比较器，将轿厢重量对应输出的电压信号与标定值进行比较，假设输出的电压大于给定基准那么产生一高电平信号，此高电平信号进入单片机一引脚，触发产生一脉冲信号，芯片通过喇叭发出预先烧录好的语音报警“此车超载〞。即完成设计要求。超载报警硬件原理图单片机与西门子PLC_S7-200的串行通信

西门子S7-200系列PLC拥有RS-485串行口，所以要使MCS51单片机与S7-PLC进行通讯，可以采用几种通讯方式。其中之一就是可以通过MCS-51的串行口与MAX485芯片相接，然后与S7-200PLC的RS-485口进行通讯.

编写程序时遵循的几个原那么P13(1)电梯在走梯过程中绝对不能开门(2)电梯只有在门区内才能开门(3)电梯开门优先与关门(4)轿厢内指令优先与电梯外呼指令(5)超载不关门电梯上下行假设电梯停在N〔N=1,2,3,4,5,6,7〕楼,M楼有信号,M＞N时，电梯上行；M＜N时，电梯下行。在电梯运行过程中，电梯上升〔或下降〕途中，任何反方向下降〔或上升〕的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，那么电梯响应该外号。电梯应具有最远反向外梯响应功能。例如：电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，那么电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。电梯上下行流程图电梯响应流程图开关