PLC电梯控制系统

姓名：王娟专业：电气064【关键词】电梯可编程控制器PLC组态软件前言：在现代社会和经济活动中，计算机技术、自动控制技术和电力电子技术得到了迅速的发展，电梯已经成为城市物质文明的一种标志。特别是在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输设备。随着高层建筑飞速发展的今天，电梯行业也随之进入了新的发展时期，电梯控制技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。第一章PLC电梯组态软件简介PLC的定义可编程控制器，简称PLC(ProgrammablelogicController)，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性[1]。S7-200的特点S7-200系列出色表现在几个方面：极高的可靠性极丰富的指令集易于掌握便捷的操作丰富的内置集成功能实时特性强劲的通讯能力丰富的扩展模块S7-200,CPU224本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。在本次设计中，鉴于CPU224有如此多的优点，以及学校实验室里PLC采用CPU224。所以本次设计PLC采用西门子的S7—200，CPU224。电梯发展与系统构成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。目前电梯设计采用可编程控制器(PLC)，具有功能变化灵活，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，占地面积少等优点[11]。电梯控制系统主要由电梯模块、三菱变频主回路、输入输出单元及PLC单元构成[3]。具体控制要求如下：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[4]。PLC电梯控制的优点【2】：(1)在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。(2)去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。(3)PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。(4)PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。(5)用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。(6)更改控制方案时不需改动硬件接线。组态软件组态软件是具有数据采集和过程控制功能的用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具,能够支持各种工控设备和常见的通讯协议[2]。因此,将PLC与组态软件的优点结合起来,开发常规、通用的工业虚拟设备或模块,既利于现场工业自动控制设备程序的开发、调试和现场监控又利于员工进行培训、交流和学习。组态软件的种类(1)《世纪星组态软件》是在PC机上开发的智能型人机接口软件系统，它以MicrosoftWindows95/98/NT/2000中文平台作为其操作系统，充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点。它比以往使用专用机开发的工业控制系统更有通用性，并且可以利用PC机丰富的软件资源进行二次开发。（2）.EcHmi(EasyControlHuman-MachineInteraction)是一个通用的工控软件人机介面组态软件。EcHmi的特点：1）EcHmi包含两部分，EcMake开发环境和EcView运行系统。2)功能强大的作图系统3)ctiveX支持4)简单易用的动画向导5)OPC数据接口6)系统资源占用低7)稳定可靠3.组态王”是一个全中文界面的人机界面软件（HMI），它是自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供实现和完成监控层所有功能的途径。WindowsXP/NT/2000中文操作系统作为其操作平台，提供资源管理器式的操作主界面，具有图形功能完备、界面一致友好、易学易用的特点。该软件包由工程管理器（Pro-Manager）、工程浏览器（TouchExplorer）、画面运行系统（TouchVew）三部分组成[11]。组态王作为一个开放型的通用工业监控软件，支持工控行业中大部分国内常见的测量控制设备。用户在使用过程中无须熟悉复杂的通信协议、无须掌握太多的编程技术，只需按照规定的步骤设置相应的参数和使用其图形界面系统就可以方便地进行设备的连接、画面的开发、简单程序的编写从而完成一个远程监控系统的设计[11]。基于组态王有如此多的优点最重要的是简单易学，所以在本设计中采用组态王来与PLC进行通信。第二章组态软件与PLC的连接利用组态王软件设计监控系统的主要步骤有:新建一个工程目录和一个工程名称;在设备组态窗口中新建逻辑设备,在本设计中选择西门子S7—200PLC、PPI通讯协议、设备地址和通讯口,并正确设置其属性;命名新I/O设备名称并优化设备信息。正确设置组态软件中数据变量与PLC数据地址的连接,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,使计算机对PLC发出的信号有响应。在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。组态王用主控窗口、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件,可以对实时数据进行可视化处理。实践证明,将PLC、变频器和组态王软件结合即可达到较好的控制效果又可方便地监控电梯控制系统的工作运行。第三章不同电梯控制系统继电器控制电梯继电器控制电梯原理原理说明（1)电梯开始向上启动运行时，快车接触器K吸合，向上方向接触器S吸合。因为刚启动时接触器1A还未吸合，所以380V通过电阻电抗RQA、XQ接通电动机快车绕阻，使电动机降压起动运行。（2)约经过2秒左右延时，接触器1A吸合，短接电阻电抗，使电动机电压上升到380V。电梯经过一个加速最后达到稳速快车运行状态。（3)电梯运行到减速点时，上方向接触器S仍保持吸合，而快车K释放，1A释放，慢车M吸合。因为此时电动机仍保持高速运转状态，电机进入再生发电制动状态。如果慢车绕阻直接以380V接入，则制动力矩太强，而使电梯速度急速下降，舒适感极差。所以必需要分级减速。最先让电源串联电阻电抗，减小慢车线圈对快速运行电动机的制动力。经过一定时间，接触器2A吸，短接一部分电阻，使制动力距增加一些。然后再3A、4A也分级吸合，使电梯速度逐级过渡到稳速慢车运行状态。（4)电梯进入平层点，S、M、2A、3A、4A同时释放，电动机失电，制动器抱闸，使电梯停止运行。控制电梯（1）首先根据电梯控制要求选择可编程控制器机型（2）再进行输入/输出模块的选择，输入/输出端地址分配（3）再连接输入输出接线图，其中两个交流接触器,用来控制电梯升降的曳引电机,两个交流接触器用来控制曳引电机的快慢速,一个接触器控制曳引电机的制动,再用两个交流继电器,用来控制电梯动门电机,两个指示灯,显示楼层与运行方向。为了避免曳引电机和自动门电机正反转时造成电源相间短路,除采用程序上软继电器的触点联锁外,还在继电器和中间继电器线圈支路上采用了常闭触点的电路联锁。同时,在每个接触器线圈两端并联一个浪涌吸收器,用来吸收由接触器线圈产生的反电势。（4）PLC的系统软件设计，可编程控制器系统软件设计的内容包括PLC控制功能流程图和PLC梯形图程序设计等。因此可以看出传统的继电器接触系统由于体积大、可靠性低、工作寿命短，触点多、接线复杂、故障率高、可靠性差、维修工作量大等,而采用PLC组成的控制系统很好地解决上述问题,它具有工作可靠性高、灵活性和通用性高、编程简单、使用方便、抗干扰能力强，提高电梯工作的可靠性,更方便地进行维修及维护,并能提高人们搭乘电梯时的舒适度。本设计成本较低,可广泛应用于低层多用途电梯,具有较强的实用价值。3．3基于组态软件的电梯监控系统此系统在plc对电梯控制的基础上，加上组态软件对系统的一个监控。利用组态王软件设计监控系统的主要步骤有:新建一个工程目录和一个工程名称;在设备组态窗口中新建逻辑设备,在本设计中选择西门子S7—200PLC、PPI通讯协议、设备地址和通讯口,并正确设置其属性;命名新I/O设备名称并优化设备信息。正确设置组态软件中数据变量与PLC数据地址的连接,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,使计算机对PLC发出的信号有响应。在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。组态王用主控窗口、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件,可以对实时数据进行可视化处理。实践证明,将PLC、变频和组态王软件结合即可达到较好的控制效果又可方便地监控电梯控制系统的工作运行。所以在plc控制电梯的基础上。加上组态软件。作为一种组态软件，组态王可构造一个有效的监控和数据采集系统，并以其图形界面清晰准确、设计开发过程简单易学的特点广泛应用于各种工程领域。总结：一般电梯控制系统可分为拖动系统(调速部分)和电气控制系统(逻辑控制部分)两个部分。电梯控制系统一般由控制柜、操纵箱、选层器、换速平层装置、开门电机、楼层指示及呼梯装置、曳引电动机、制动线圈、电气保护装置及随行电缆等几十个零部件分装在电梯各部位。除有完善的机械闭锁和保护系统,当有异常信号时，电梯电气系统快速反应。改造后的电梯系统控制核心为PLC主机，通过PLC输入接口将信号送入PLC，按PLC存储器中存储的程序进行运算处理,然后经输出接口分别向指层器、召唤指示灯、驱动系统等发出显示信号及控制信号。利用PLC的编程，可实现自动平层、自动开关门、自动掌握停站时间、内外呼信号的登记与消除、顺向截梯及自动换向等集选控电梯运行到每一层时，电梯自动准确平层。总之在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高，去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化，PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能，PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修，用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率，更改控制方案时不需改动硬件接线。【摘要】介绍了利用组态王（KingView）软件制作人机界面的一个电梯远程监控系统，它利用西门子S7-224可编程控制器实现控制，用组态王人机界面监控电梯系统的运行情况。实践证明，PLC和组态王软件结合可以方便的实现自动化监控系统的设计、检测，并且具有良好的应用价值。参考文献：【1】俞国亮，《PLC原理与应用》，清华大学出版社，；【2】李滨冯桂兰，《甘肃科技》——《简述PLC的特点及使用中应注意的问题》；【3】刘剑，《电梯电气设计》，中国电力出版社，2006；【4】李丹峰龙迎春，《韶关大学学报(自然科学版)》，2000年第02期【5】张杰，《辽宁师范大学学报（自然科学版）》——《PLC在电梯控制中的应用》，2009年9月第三十二卷第三期【6】何惠芳，