基于西门子S7-200 PLC的八层电梯控制系统设计.doc

基于西门子S7-200 PLC的八层电梯控制系统设计
1 绪论
随着城市建设的不断发展,高层建筑不断增多,电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已于人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的,而呼叫时随机的,电梯实际上是一个人机交互式的控制系统,单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的,因此,电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式:一是采用微机作为信号控制单元,完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自动调度和集选运行功能,拖动控制则由变频器来完成;第二种是用可编程控制器(PLC)取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说,这两种方法并没有太大区别。国内厂家大多是采用第二种方式,其原因在于生产规模较小,自己设计和制造微机控制装置成本较高,但PLC可靠性高,程序设计方便灵活,抗干扰能力强、运行稳定等特点,所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。本设计正是采用西门子S7-200系列PLC控制的。
2 电梯的概述
电梯的起源与发展
电梯在汉语词典中的解释为:建筑物中用电作动力的升降机,代替步行上下的楼梯。
电梯的起源要从公元前2600年埃及人在建造金字塔时使用了最原始的提升系统说起,但这一类起重机的能源均为人力。到了1203年,法国的二修道院安装了一台起重机,所不同者只是该机器是利用驴作为动力,载荷由绕在一个大滚筒上的绳子进行起吊。此种方法一直沿用到近代直到瓦特发明了蒸汽机,约在1800年,煤矿主才能利用起重机把矿井中的煤输送上来。
数百年来人们制造过各种类型的升降梯,它们都具有一个共同的缺陷:只要起吊绳突然断裂,升降梯便急速地坠落到底层。
1854年奥的斯设计了一种制动器:在升降梯的平台顶部安装一个货车用的弹簧及一个制动杆与升降梯井道两侧的导轨相连结,起吊绳与货车弹簧连结,这样仅是起重平台的重量就足以拉开弹簧,避免与制动杆接触。如果绳子断裂,货车弹簧会将拉力减弱,两端立该与制动杆咬合,即可将平台牢固地原地固定免继续下坠。“安全的升降梯”发明成功了!一时间,奥的斯成了众人注目的中心。第一台升降机并非奥的斯所发明,但他却是第一台“安全”升降梯的发明者。“安全”这一概念不仅开创了升降梯工业,而且也为那些想建造更高层建筑物以增加更多可利用空间的设计们打开了通途。
然而真正能够称为电梯(用电能驱动升降梯)的产品应该是在20世纪初才出现的。
在20世纪初,美国OTIS电梯公司首先使用直流电动机作为动力,生产出以槽轮式驱动的直流电梯。从此以后,电梯这个产品,一直在日新月异的发展着。目前的电梯产品,不但规格品种多,自动化程度高,而且安全可靠,乘坐舒适。
当今世界,部分地区人口高度密集,人和土地资源短缺的矛盾日趋激化。这就注定了必须合理地利用土地去解决人与土地的矛盾。而兴建高层建筑是其中的有效措施之一。因此,能使人们快速、便捷地到达目的楼层的电梯便应运而生了。在一些发达国家和地区,人均电梯拥有数量一般在每万人30台以上,某些国家甚至达到每万人120台以上,随着城镇化程度的加大,电梯市场会更加繁华。中国的电梯市场增长也很乐观,目前,每年增长率为15%—18%。随着电梯普及率的升温,人们对电梯的要求也会越来越高。如何更安全、更快捷地到达目的楼层,也就成了人们对电梯最为根本的要求。而电梯系统里掌控这方面技术参数的是电梯控制系统。因此,控制系统的设计就成了在电梯设计领域里最为核心的技术。
目前国内电梯电梯市场中,电梯用户不但对产品质量要求高,而且对新技术的接受很快,所以变频变压调速技术、无机房电梯、永磁同步拖动技术、计算机控制技术、远程监控技术等推广迅速;随着我国城市化、城镇化和村镇化建设步伐的加快,尤其是西部大开发战略的实施,住宅建设势头不减,商场、机场和地铁项目明显增多,住宅电梯、自动扶梯和自动人行道的需求量继续看好;电梯是一种售后服务工作量特别大的机电产品,其使用可靠性不但取决于产品的制造与安装,而且更大程度上取决于完善的维修与保养。在用电梯总量的不断增加给维修服务业带来了发展机遇;配套件的专业化生产对提高产品质量、降低生产成本具有十分积极的作用,受到了许多电梯公司和维修保养单位的欢迎,仍然有发展空间。为了更好地适应市场要求,电梯企业目前应该注意进一步遵守市场行为规范,努力培育自主开发能力,组建完善的维修保养和售后服务网络,不断提高国产电梯和民族品牌的市场竞争力。
在电子技术飞速发展的今天,现代电子产品几乎渗透到了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,加速了电子设计技术的普及进程及技术革新。电子设计在日常生活