基于s7-300plc的plc电梯控制设计

基于s7-300plc的plc电梯控制设计内容摘要：

大规模过程控制或构 成分布式网络控制系统 ,实现工厂自动化。 一般低档机多为小型 PLC，采用整体式结构；中档机可为大、中、小型 PLC，其中小型 PLC 多采用整体式结构，中型和大型 PLC 采用模块式结构。 PLC 的发展方向 长期以来， plc 始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与 dcs 和工业 pc 形成了三足鼎立之势。 同时， plc 也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业 pc 所带来的冲击。 目前，全世界 plc 生产厂家约 200 家，生产 300 多种产品。 国内 plc 市场仍以国外 产品为主，如 siemens、 modicon、 ab、 omron、三菱、 ge 的产品。 经过多年的发展，国内 plc 生产厂家约有三十家，但都没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品，可以说 plc 在我国尚未形成制造产业化。 在 plc 应用方面，我国是很活跃的，应用的行业也很广。 专家估计， 2020 年 plc 的国内市场销量为 15(20 万套（其中进口占 90%左右），约 25(35 亿元人民币，年增长率约为 12%。 预计到2020 年全国 plc 需求量将达到 25 万套左右，约 35(45 亿元人民币。 plc 市场也反映了全世界制造业的状况， 2020 后大 幅度下滑。 但是，按照 automation research corp 的预测，尽管全球经济下滑， plc 市场将会复苏，估计全球 plc市场在 2020 年为 76亿美元，到 2020 年底将回到 76 亿美元，并继续略微增长。 微型化、网络化、 pc 化和开放性是 plc 未来发展的主要方向。 在基于 plc 自动化的早期， plc 体积大而且价格昂贵。 但在最近几年，微型 plc（小于 32 i/o）已经出现，价格只有几百欧元。 随着软 plc（ soft plc）控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软 plc 组态软件和 pcbased 控制的市场份额将逐步 得到增长。 当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是 ether 技术的扩展， plc也不例外。 现在越来越多的 plc 供应商开始提供 ether 接口。 可以相信， plc将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业 pc 的控制系统。 院 毕业设计论文 7 第 3 章 电梯的概述 电梯的定义 英译 :elevator(一般商业用此词）； lift； moving staircase 一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。 也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。 服务于规定楼层的固定式升降设备。 它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于 15176。 的刚性导轨之间。 轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。 习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。 电梯的结构 电梯是机电合一的大型复杂产品 ,机械部分相当于人的躯体 ,电器部分相当于人的神经 .机与电的高度合一 ,使电梯成了现代科学技术的综和产品 .对于电梯的结构而言 ,传统的方法是分为机械部分和电气部分 ,但以功能系统来描述 ,则更能反映电梯的特点 .下面简单介绍电梯机械部分的结构 ,而 我们的主要目的是怎样来控制它 . 一 .曳引系统 曳引系统的主要功能是输出与传递动力 ,使电梯运行 . 曳引系统主要由曳引钢丝绳 ,导向轮 ,反绳轮组成 . 二 .导向系统 导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度 ,使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动 . 导向系统主要由导轨 ,导靴和导轨架组成 . 三 .轿厢 轿厢是运送乘客和货物的电梯组件 ,是电梯的工作部分 . 轿厢由轿厢架和轿厢体组成 . 四 .门系统 门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口 . 门系统由轿 厢门 ,层门 ,开门机 ,门锁装置组成 . 五 .重量平衡系统 系统的主要功能是相对平衡轿厢重量 ,在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内 ,保证电梯的曳引传动正常 . 系统主要由对重和重量补偿装置组成 . 六 .电力拖动系统 电力拖动系统的功能是提供动力 ,实行电梯速度控制 . 电力拖动系统由曳引电动机 ,供电系统 ,速度反馈装置 ,电动机调速装置等组成 . 七 .电气控制系统 院 毕业设计论文 8 电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制 . 电气控制系统主要由操纵装置 ,位置显示装置 ,控制屏 (柜 ),平层装置 ,选层器等组成 . 八 .安全保护系统 保证电梯安全使用 ,防止一切危及人身安全的事故发生 . 由限速器 ,安全钳 ,缓冲器 ,端站保护装置组成 . 电梯的由来和发展趋势 电梯的由来 原始的 “ 电梯 ” 是人力升降器，现代电梯只是用电力作为动力的升降器。 据记载，早在古罗马尼禄王朝就有了升降器，尼禄是个暴君，常常让角斗士和野兽搏斗，他在高处观看作乐。 考古学者在科洛西姆斗兽场发现一个壁坑，看来这里曾经安装过升降器，用它从地下把角斗士和野兽运送到角斗场去。 据另一位 历史学家说，这种升降器是用绳子吊拉着木板往上升，要用 16 个奴隶来启动，发明这种升降器的是一名古罗马远征军战士，名字已无从可考。 到了 18 世纪中期，俄国沙皇在莫斯科近郊的库科沃庄园里，建造了世界上第一批载客升降机；在 1793 年，库利宾在科宫安装了一架升降器，这在当时是时髦的玩艺儿了。 1880 年，德国制成的第一部电梯，是用电动机带动钢索系统的乘坐箱，这种电梯，在我国旧式建筑中还能见到。 19 世纪末叶，汉堡制造了一部罐笼式电梯，它是由几个乘坐箱组成，各个乘坐箱向一个方向运动，不停止运行，到了哪层楼 乘客就自动进出。 因为它的速度很慢，每秒钟只升高 25~30 厘米，乘客可以从容地离开或搭乘。 现代电梯越造越精巧了。 有的国家还制成了用压缩空气开动的电梯，它的乘坐箱下面装一条可以伸缩的管子，好似收音机上的拉杆天线，大功率的夺气机把空气挤出。 这种电梯经济可靠。 除了直升直降的电梯外，还有阶梯型滚动电梯。 城市里还有电动人行道。 如果没有电梯的话，无论是居住或工作方面都会变的很不方便。 举例来说，如果没有电梯，盖 101 大楼就毫无意义，世界第一高楼这个名词我看也会消失不见吧。 如果你家住在 10 楼以上的话， 你一定更能感受到电梯的重要性吧。 电梯的发展趋势 在现代化城市的高速发展中 ,一幢幢高楼拔地而起。 电梯 是楼房里上下运送乘客或货物的垂直运输设备。 我国电梯行业的发展历程，从改革开放到今天，电梯行业在不知不觉中走过了一个从无到有，从有到多，从多到精的发展历程。 随着住宅市场的巨大变化，中国已经成为全球容量最大、增长最快的电梯市场。 目前，我国电梯 保有量已超过 100 万台，且保持每年 20%的递增速度，市场前景乐观。 这些电梯服务于写字间、公寓、商场等各种场所。 自 1889 美国的奥的斯升院 毕业设计论文 9 降机公司推出了世界第一部以 直流电动机 为动力诞生名副其实的电梯，从而彻底改写了人类使用升降工具的历史。 上世纪 90 年代，随的升降机着世界经济快速发展及经济全球化 , 发达的工业化国家纷纷研制出高速及超高速电梯， 电梯 不仅是代步的工具 ,也是人类文明的标志 ,其技术的发展正体现了社会的进步与文明。 随着电梯技术的发展 ,绿色化、低能耗、智能化、网络化、蓝牙技术的电梯成为一段时间内的发展趋势。 从减少环境污染的角度讲， “ 绿色 ” 新概念将成为 21世纪的主流色调，一个全球性的绿色市场为企业的世纪谁先推出绿色产品，抢发展提供了广阔的空间，占绿色营销市场，谁就能掌握竞争的主动权。 绿色理念是电梯发展总 趋势。 发展趋势主要有如下：不断改进产品的设计、生产环保型低能耗、低噪声、无漏油、无漏水、无电磁干扰、无井道导轨油渍污染的电梯。 电梯曳引采用尼龙合成纤维曳引绳、钢皮带等无润滑油污染曳引方式。 电梯装璜将采用无（少）环境污染材料、电梯空载上升和满载下行电机再生发电回收技术，安装电梯将无需安装脚手架，电梯零件在生产和使用过程中对环境没有影响（如刹车皮一定不能使用石棉）并且材料是可以回收的。 减少电梯能耗的措施是多方面的。 主要包括：选择减小电梯机械系统的惯性和磨擦阻力。 合理运用对重和平衡重。 驱动 系统使用永磁同步无齿轮曳引机从永磁同步电机工作原理可知其励磁是由永磁铁来实现的 ,不需要定子额外提供励磁电流 因而电机的功率因数 ,可以达到很高（理论上可以达到 1）。 同时永磁同步电机的转子无电流通过，不存在转子耗损问题，一般比异步电机降低 45%～ 60%耗损。 由于没有效率低，高能耗蜗轮蜗杆传动副，能耗进一步降低。 在停站较少的群梯布置中，一个主机驱动两个轿厢分别上下运行是一种节能的方案。 而减少能耗的另一途径是电梯运行过程的能耗控制。 利用电梯空载上行、满载下行时电机处以发电状态的特性，将再生能量反馈给电网，这种节能措 施在高速梯上效果显著。 还有一种节能方案将在软件控制中得以实现。 如建立实时控制的交通模式，尽量以较少的运行次数来运载较多的乘客，使电梯的停站次数减至最少。 电梯召唤与轿厢指令合一的楼层入口乘客登记方案是电梯控制方式的一项革命性技术，使原来层站上乘客未知的目的层变得一目了然，从而使控制系统的派梯效率达到最高。 减少运行过程能耗的另一措施是将电梯运行中的加减速度模式设置成变参数，即电梯控制系统中运行的速度、加速度以及加速度变化率曲线既随运行距离变化，也随轿厢负载变化 通过仿真软件模拟，确定出不同楼层之间的最佳运行曲线。 利用电梯机房在楼顶的优势，充分利用太阳能作为电梯的补充能源也将是新的研究课题。 随着计算机技术，通讯技术与控制技术的发展使大厦的智能化成为现实，而电梯是智能建筑中的重要交通工具，其技术发展及智能化程度也倍受世人关注。 智能化的电梯首先要与智能大厦中所有自动化系统联网，如与楼宇控制系统、消院 毕业设计论文 10 防系统、保安监控系统等交互联系，使电梯成为高效优质、安全舒适的服务工具。 串行通讯以其布线简单，传输信息量大等优点，在电梯控制系统中应用日益增多。 由于去掉了微机接口板上大量输入和输出电路，减少了井道、机房中 的布线数量，可靠性大大提高。 随着大楼智能化的提高，现场总线技术现已开始应用于电梯控制系统与大楼的 BAS， FAS， SAS 中。 从电梯运行的控制智能化角度讲，要求电梯有优质的服务质量 ,控制程序中应采用先进的调度规则，使群控管理有最佳的派梯模式。 现在的群控算法中已不是单一地依赖 “ 乘客等候时间最短 ” 为目标，而是采用模糊理论、神经网络、专家系统的方法，将要综合考虑的因素（即专家知识）吸收到群控系统中去，在这些因素中既有影响乘客心理的因素，也有对即将要发生的情况作评价决策，是专家系统和电梯当前运行状态组合在一起的多元目标 控制。 利用遗传算法对客流交通模式及派梯规则进行优化、自学习，实现电梯调度规则的进化，以适应环境的变化。 “ 以人为本 ” 设计的电梯控制系统，将会使电梯的服务质量越来越好。 电梯困人故障一直困扰着电梯的承包商 ,80 上世纪年代初就有电梯厂商对电梯增加了过程监视系统，即在电梯轿厢内装设摄像和通讯系统，被困轿厢中的乘客可以同大楼的监视人员建立联系。 由于这种设施只限于电梯所在大楼且由保安人员负责，一旦电梯困人，还得通知专业人员来解困。 而现在提出的远程监控服务系统是在远程监视系统上更进了一步， 这种先进装置集通讯、故障诊断、微处理机为一体，它可以通过市话线传递电梯的运行和故障信息到远程服务中心（即电梯远程监控维修中心），使维修人员知道电梯问题所在并去处理。 如轿厢由于发生门故障而被困于某层，远程维修中心根据故障状况判断后，则可允许用遥控方式来打开轿门和层门，在无维修人员到现场的情况下，被困人员就可以离开轿厢，如有的故障只能维修人员到现场排除的话，为使被困人员安心，中心即刻向轿厢播放安扰语音，解除紧张心理，自动扶梯安装远程监控后，除了能监视运行状况外，监控维修中心可根据显示的信息作出快速的急停处理，以 免发生伤害事故，远程服务对用户的受益是显而易见的，电梯的远程监控不仅使用户得到一个部件，而且使用户享受到一整套的服务，远程维修监控中心始终监控着他们所承包的电梯，随时可以知道电梯的运行状态和发生故障的属性，维修人员去故障梯之前就已知道该维修的项目，减少了维修服务的成本和时间，这种预保养式的售后服务方式在国外是深得用户的信赖的，也将是我国电梯工业技术发展的一个重要方向。 蓝牙技术在电梯安装过程的应用。 安装过电梯的人都知道放线、对线是费时、费力、极容易错的工作。 应用蓝牙技术，安装 期将减少 30%以上，其直接好处是降低安装成本，客户也因从订梯到使用电梯周期费用减少和提高现金周转率。 在电梯上使用蓝牙技术一定会使电梯控制系统大量使用最新最快微机，这将会进一步提高电梯整机可靠性，故障率大大降低，控制精度也进。