S7-200可編程控制器編寫的一個四層電梯的控制系統 開題報告附頁

S7-200可編程控制器編寫的一個四層電梯的控制系統 開題報告附頁

開題報告附頁
 隨著我國經濟的高速發展，自動控制技術也得到了迅猛發展，而電梯作為現代高層建筑的垂直交通工具，在工業、商業和民用方面應用已十分廣泛，與人們的生活緊密相關。本文利用西門子S7-200可編程控制器編寫的一個四層電梯的控制系統，主要分析并敘述了電梯的控制、運行情況。
 目前電梯控制系統主要有三種控制方式：繼電器控制系統(早期安裝的電梯多繼電器控制系統)、PLC控制系統、微機控制系統。由于PLC具有性能穩定、抗干擾能力強、設計配置靈活等特點。自80年代后期PLC引入我國電梯行業以來，由PLC組成的電梯控制系統被許多電梯制造廠家普遍采用。在傳統繼電器系統的改造工程中，PLC系統一直是主流控制系統。為了改善電梯的舒適感和運行的可靠性，現在都改為用PLC來控制電梯的運行，這樣大大提高了電梯的性能。本文就是詳細介紹PLC的特點及整個設計過程。
 基本要求：
 1. 掌握西門子PLC的硬件結構與接線方法。
 2. 能夠運用西門子PLC編程語言進行編程。
 3. 能夠使所設計的課題具備實用性。
 注意事項：
 熟讀設備說明書，嚴格遵守操作規程，愛護設備，保證設備的正常使用，發現問題及時與老師取得聯系。
 時間安排:
 早進入階段：和指導老師進行課題的溝通和交流，對課題有一個初步的理解
 第一周：查詢各方面資料，熟悉課題，對課題形成直觀的了解。
 第二周：整理資料，對設計中可能用到的軟件進行熟悉，查找相關專業資料。
 第三周：初步設定設計方案，通過反復比較驗證從中并選擇最優方案。
 第四周：初步設計論文，結合專業資料。
 第五周：反復論證設計的合理性，依據設計步驟繪制簡略等。
 第六周：論文初搞提交指導老師。
 第七周：答辯之前的準備，交論文正式稿。
 第八周：畢業答辯。
 硬件總體方案設計與論證
 方案設計：
 有電磁閥的動作原理可知，一個單線圈電磁閥用可編程控制器時需兩個輸入及一個輸出；一個雙線圈電磁閥需三個輸入及兩個輸出；一個比例式電磁閥需三個輸入及五個輸出。一個按鈕需一個輸入；一個光電開關要占用一個或兩個輸入點；一個信號占用一個輸出點；而波段開關，有幾個波段就占用幾個輸入點；一般情況，各種位置開關都要占用兩個輸入點。根據上面所述原理分析，本設計用到十個按鈕，需要十個輸入點。四個位置按鈕，需要八個輸入點。十六個信號燈，需要十六個輸出點。
 如圖所示：

                           電梯系統控制模擬圖
 
 方案論證：
 本系統主要以PLC為核心，利用PLC的強大的控制功能，實現了對升降電梯的控制。
 利用梯形圖程序可以很直觀的看出運行過程。利用可編程控制器控制升降電梯，具有接線簡單、編程直觀、擴展容易等特點。當建筑物的層樓增加時，硬件接線上只需增加樓層相應的輸入信號。原來的接線不需改變，軟件上只需增加相應樓層的功能，要改動的地方也較少。調試結果表明，在適應性、精確性和可靠性方面，到達到了設計的要求，表明該設計方案是可行的。
 另一方面，在這次的設計中，我們用到了大量的經驗公式以及大量取范圍值的數據，這讓我們這些在精確公式及數值下學習成長的學生們頓時產生了無所適從的感覺，取值時往往猶豫不決，瞻前顧后，大大減慢了我們的設計速度。與此同時，我們也發覺到，對工具書使用的不重視是一個非常嚴重的問題。
 通過本設計，我學習到了很多東西，在工作的細心上也得到了提高。并且，更了解了有關可編程控制器的功能。我選擇這個設計，也是為了彌補以前學習上的不足。這次設計，使我了解到老師的用心良苦，并且從老師那學到了很多寶貴的東西。
 軟件總體設計方案：
 
 軟件總體方案設計框圖
 主要內容：
 電梯的定向是根據電梯的上行請求信號、下行請求信號、電梯轎箱內請求信號、電梯當前所處位置等信號來確定電梯繼續運行的方向。電梯的定向是電梯控制中的重要邏輯。在以往電梯的定向邏輯中，一般都是將電梯各個層的上、下行請求信號、電梯轎箱內樓層請求信號、電梯當前樓層信號等綜合到一條或幾條語句中進行判斷。這樣一來，當樓層數目比較大時，每條語句的編程元件很多，不可避免的帶來程序復雜，容易出錯，調試麻煩，運行速度慢等問題。以下提出的用邏輯運算指令來進行電梯定向的方法可以比較好的問題。
 狀態轉換方式：電梯的方向只有上升、下降2個方向，但電梯也可能由于沒有任何的上升或者下降請求信號而處于停止狀態。在電梯的方向處理過程中，電梯只能在上升狀態和停止狀態或者下降狀態與停止之間轉換，例如當電梯由上升狀態轉為下降狀態時必須先由上升狀態轉換為停止狀態以后再由停止狀態轉為下降狀態。這樣的處理方式對電梯的運行是很有意義的，以往的電梯控制系統中，當電梯響應完某個方向上的所有信號后，若所有剩余的信號都是反方向的，電梯立刻改變方向，此時，在原方向前方若出現新的呼叫信號，電梯將不會立刻應答，只是記憶該呼叫信號，而去響應換向后的方向上的呼叫信號，這樣既不符合電梯選層的優先原則，又不能有效的節約能源。采用圖4.2所示的狀態轉換方式，電梯在響應完某個方向上的所有信號后并不是立刻反向，而是保持該狀態等待一段時間后進入停止狀態，然后再反向響應相反方向的呼叫信號。對保持時間進行合理的選擇，完全可以做到既不會使得電梯的換向過程顯得遲鈍，又能有效的響應同方向的
 由于電梯的上升與下降狀態之間需要通過“停止狀態”該中間狀態來轉換，故在電梯的方向判斷邏輯中需要考慮以下幾種情況:
 (1)電梯處于上升狀態
 在該狀態下，當前樓層的上面有上升請求，當前樓層的上面有下降請求或者電梯轎箱內請求在當前樓層的上面，3個條件有1個和多個成立時，電梯繼續處于上升狀態;當以上3種條件都不滿足時，電梯經過一段定時時間后進入停止狀態。
 (2)電梯處于下降狀態
 在當前樓層的下面有下降請求，當前樓層的下面有上升請求或者電梯轎箱內的請求在當前樓層的下面時，電梯繼續處于下降狀態;當以上3種條件都不滿足時，電梯經過一段定時時間后進入停止狀態。
 (3)電梯處于停止狀態
 在當前層之上有下降、上升的請求信號或者電梯轎箱內樓層請求信號在當前層的上面則置電梯為上升狀態;相反，若在當前層之下有下降、上升的請求信號或者電梯轎箱內樓層請求信號在當前層的下面則置電梯為下降狀態。
 參考文獻：
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