西门子PLC控制四层电梯.doc

西门子PLC控制四层电梯专 业：电气自动化姓 名：指导老师：摘要本文利用MCGS组态软件检验电梯PLC控制系统的运行情况。MCGS(Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，能够在Windows平台上运行。通过对现场数据的采集处理。以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式。向用户提供解决实际工程问题的方案。充分利用windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点。比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性在自动化领域有着更广泛的应用。 关键词:PLC MCDS 电气控制目录第一章 前言.11.1 前言.1第二章 电梯PLC控制系统.12.1 电梯PLC控制系统.12.2 电气控制系统.22.3 PLC系统部分.2第三章 电梯PLC控制系统设计3.1电梯PLC控制系统设计.23.2楼层状态指示设计.33.3电梯下行程序设计.43.4电梯上行程序设计.43.5电梯到达时程序设计.4第四章 组态软件模拟电梯PLC控制系统显示设计4.1组态软件模拟电梯PLC控制系统显示设计.5设计总结.6致谢.7参考文献.81.1前言电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。目前电梯设计使用可编程控制器(PLC)，要求功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。当乘员进入电梯，按下楼层按钮，电梯门自动关闭后控制系统进行下列运作：根据轿厢所处位置及乘员所处层数判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速。将轿厢停在选定的楼层上；同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。MCGS(Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，能够在Windows平台上运行。通过对现场数据的采集处理。以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式。向用户提供解决实际工程问题的方案。充分利用windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点。比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性在自动化领域有着更广泛的应用。本文利用MCGS组态软件检验电梯PLC控制系统的运行情况。2.1电梯PLC控制系统S7200可编程控制器是德国西门子公司研制的一种新型可编程控制器。它工作可靠，功能强，存储容量大，编程方便，输出端可直接驱动2A的继电器或接触器的线圈，抗干扰能力强。因此，能够满足电梯对电气控制系统的要求。S7-200系列小型PLC(Micro PLC)可应用于各种自动化系统。紧凑的结构。低廉的成本12b功能强大的指令集使得S7200 PLC成为各种小型控制任务理想的解决方案。利用西门子S7200可编程序控制器编写一个四层电梯的控制系统。分别完成轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。STEP 7-MicroWIN 32是S7-200系列的PLC的编程软件可以对S7200的所有功能进行编程。该软件在WindOW8平台上运行。基本操作与omce等标准WindOWS软件相类似，简单、易学。其基本功能是协助用户完成应用软件任务。例如创建用户程序、修改和编辑过程中编辑器具有简单语法检查功能。还可以直接用软件设置PLC的工作方式、参数和运行监控。22 电气控制系统图l为本系统的组成框图。图中。输出为：l、电动机；2、上下行接触器；3、快慢速接触器；4、位置指示；5、门锁。输入为：6、轿内指令；7、厅外指令；8、门区感应；9、手动开关门；10、楼层感应。23 PLC系统部分完成所设定的控制任务所需要的PLC规模主要取决于控制系统对输入，禽出点的需求量和控制过程的难易程度。(1)IO点的估算：系统的输入点有：门厅召唤按钮6个输入点；轿内指令按钮4个点；楼层感应器4个点；门区感应l点；手动开门l点：共计输入点16点。而输出点有：快慢速接触器2点；上下行接触器2点；楼层指示灯4点；门锁1个点；共计输出点9点。总计IO点数为169；(2)可编程控制器S7200的CPU226输入，输出点数为2416。足以满足要求。3.1电梯PLC控制系统设计  具有AS-Interface总线功能的西门子S7-200CN PLC性能较好，功能强大，支持三角函数、开方、对数运算等功能;可在线编辑和监视;通过调制解调器支持远程监控;可以故障诊断，执行单次扫描，强制输出;可以编辑变量状态表，使用多个可同时打开的窗口可同时显示信号状态和状态表。所以基于S7-200CN PLC的电梯控制系统是一个网络化、智能化、性价比极高的控制系统。在系统的硬件实现上，经过仔细调查和论证发现:电梯控制系统的传感器和执行器基本上集中在井道和轿厢，机房仅只有一个执行器即调速器，而无传感器。所以将机房作为控制中心不尽合理，为了使系统的硬件布置达到最优，项目对传统的电梯控制系统做了如下调整:电梯的控制系统和拖动系统从物理上分开，改变了传统电梯系统控制、拖动不分家的状态。这样做的好处是真正实现了强弱电分开，大大提高了系统的抗干扰性，进一步保证了电梯系统的安全和可靠;由于电梯的大部分信号在轿厢和井道，如果将控制中心置于机房，即使应用AS-Interface总线技术，那么它所需要的AS-I从站是十分可观的(以10层10站的电梯为例，轿厢和井道的信号大约有100个，一个AS-I从站的的I/O数最多为8，也就是说需13个从站才能满足要求)，这种即使有了先进性而无经济性的系统难以被工程所接受。项目的做法就是将控制中心转移到轿厢顶，这种转移在不降低其先进性的同时大大降低了控制系统的成本(同样以10层10站的电梯为例，井道和机房的信号大约有48个，所需要的从站仅为6个)。  图2为根据以上思想采用AS-I总线技术的电梯控制系统，控制中心位于轿顶，由CPU226CN(PLC)、EM223(PLC扩展)、AS-I主站三部分组成，轿厢上的信号均直接接到PLC的I/O上，井道和机房的信号通过AS-I从站传输到AS-I主站上，现场安装十分简单。32楼层状态指示设计当电梯运行至某层有指令发出时指示位置及指令。以二层为例：LD twoselet二层内选掸S twoseletq，1二层内选择指示LD twoup二层上呼S twoupq，1二层上呼指示LJ)twodown二层下呼S twodownq，1二层下呼指示LD twoseat二层位置= twoeeatq二层位置指示33电梯下行程序设计以电梯在三层下行情况为例。当电梯的一或二层有指令时，将三层下行位置1，同时无上行，驱动电梯下行。程序说明如下：电棒在三晨时下行情况LDoneseletq一层内选择0 twmeletq或二层内选择Ooneupq或一层上呼0 twodownq或二层下呼O tWoup_q或二层上呼A畦I州eseatq在三层位置时SV0.1.1置三层下行位电椿下行LDV0.0有四层下行位OV0.1或有三层下行位OV0.2或有二层下行位AN up同时无上行=down电梯下行34电梯上行程序设计 以电梯在二层上行情况为例。程序说明如下：35电梯到达时程序设计电梯到达某层时。将已完成的指令信号复位。以电梯到达三层为例。程序ig明如下：4.1组态软件模拟电梯PLC控制系统显示设计MCGsm态软件具有全中文、面向窗口的可视化操作界面。实时性强，有良好的并行处理性能和丰富生动的多媒体画面。MCGSm态软件的开放式结构拥有广泛的数据获取和强大的数据处理功能。同时。提供良好的安全机制，为多个不同级别用户设定不同的操作权限。MCGS组态软件支持多种硬件设备，实现“设备无关”，用户不必因外部设备的局部改动，而影响整个系统。MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立。又紧密相关。本文利用MCGS组态软件设计。在设备组态窗口中选择适当的串口通讯设备添加西门子S7200PLC。正确设置其属性。正确设置组态软件中数据变量设备通道的连接，即可实现PLC与组态软件的通讯。将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合，使电脑对PLC发出的信号有响应。在MCGS组态软件的用户窗口中，制作一个动画界面。在界面上设置各个控件的属性，使设置的控件按照真实的情况动作，检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。MCGS用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面组态配置各种不同类型和功能的对象或构构。可以对实时数据进行可视化处理。组态过程如图2所示：设计总结针对这个四层电梯的控制系统本文采用西门子S7200可编程控制器设-H-电梯的控制系统完成电梯的轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。利用MCGS组态软减设计模拟电梯PLC控制系统的运行。将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合，加载驱动。使设置的控件能够按照真实的情况动作。检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。实践证明。将PLC可编程控制器和MCGS组态软件结合可以非常好地模拟电梯控制系统的测试运行有利于PLC控制系统的设-H-、检测，具有良好的应用价值。致 谢伴随着本文的撰写结束，我在长春职业技术学院三年的学习也即将圆满完成。三年多的学习过程中，得到了长春职业技术学院工程技术分院授课老师的精心教导，获得了多方面的知识，改善了自己的知识层次，提高了在学习过程中发现问题、分析问题、解决问题的能力，获益匪浅。在此，对长春职业技术学院所有给予我关心、教育和培养的领导、老师们表示深深的谢意。在论文的撰写过程中，长春职业技术学院工程技术分院史晶老师给予了精心指导，老师从我论文的选题到撰写整个过程都提出了宝贵的修改意见，在我论文遇到的困难时，史老师细心周到的指导使我树立起完成论文的信心和决心，在此对史老师表示衷心的感谢！参考文献【l】陈立定、吴玉香、苏开才编电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社200l【2】刘载文、李毫升、钟亚林编。电梯控制技术北京：电子工业出版社1996【31 SIMATIC s7200可编程序控制器系统手册，西门子公司【4】STEP 7-MiertWIN 32 V31 sPl编程帮助手册，西门子自动化设备公司【5】MCGs参考手册、MCGs用户指南、MCGS嵌人版说明书，北京昆仑通态自动化软件科技有限公司【6】王平崔纳新，PLC在电梯控制中的应用微计算机信息1999(2)