1、基于PLC的施工場地升降機控制系統設計畢業設計（論文）PAGE 65PAGE 69基于PLC的施施工場地升降降機控制系統統設計摘 要升降機即簡易的的電梯，電梯梯作為現代高高層建筑的垂垂直交通工具具，與人們的的生活緊密相相關，隨著人人們對電梯運運行安全性、高高效性、舒適適性等要求的的不斷提高，電電梯得到快速速發展。其拖拖動技術已經經發展到了調調頻調壓調速速，其邏輯控控制也由PLLC代替原來來的繼電器控控制。電梯采用了PLLC控制，用用軟件實現對對電梯運行的的自動控制，可可靠性大大提提高。控制系系統結構簡單單，外部線路路簡化，可方方便的增加或或改變控制功功能，也可以以進行故障自自動檢測與報報警顯示

2、，提提高運行安全全性，并便于于檢修。而電電動機交流變變頻器調速技技術是當今節節電、改善工工藝流程以提提高產品質量量、改善環境境、推動技術術進步的一種種主要手段。變變頻器調速以以其優異的調調速性能和起起制動性能、高高效率、高功功率因素和節節電效果，廣廣泛的適用范范圍及其它許許多優點而獲獲國內外公認認為最有發展展前途的調速速方式。因此此，PLC控控制技術加變變頻器調速技技術已成為現現代電梯行業業的一個熱點點。本設計考慮到施施工場地升降降機的實際操操作功能，所所設計的控制制系統針對的的是四層電梯梯。代替傳統統的繼電控制制系統，由變變頻器實現對對電梯的拖動動調速，使PPLC與調速速拖動裝置相相結合，構

3、成成PLC集選選控制系統，實實現了電梯的的各種控制功功能，提高了了電梯運行的的可靠性，降降低了故障率率。關鍵詞：電梯；變頻器；PLC控制制；變頻調速AbstracctLift thhat iss, a simmple lift. As thhe verrticall transsport of moderrn high-rise builddings, the elevaator and the llives of peeople closeely reelatedd with the contiinuouss imprrovemeent off the peoplle on the elev

4、aator operattionall safeety, eefficiiency, comffort requiiremennts, the elevaator rapidd devellopmennt. Dragg techhnologgy hass deveelopedd to aa FM vvariabble vooltagee conttrol, logicc conttrol iinsteaad of the ooriginnal reelay ccontrool by PLC.The eleevatorr usess a PLLC conntrol softwware tto a

5、chhieve autommatic contrrol off the elevaator ooperattion, and rreliabbilityy are increeased. The contrrol syystem struccture is simplle, exterrnal circuuit is simpllifiedd, and can easilly addd or changge of contrrol fuunctioons can aalso bbe autommatic faultt deteectionn and alarmm dispplay, impro

6、ove opperatiional safetty and easy mainttenancce. Mootor AAC invverterr speeed conntrol technnologyy is ttodays eneergy-ssavingg, andd to iimprovve thee proccess tto impprove produuct quualityy, impprove the eenviroonmentt, a mmajor meanss of ttechnoologiccal addvanceement. The inverrter iis itss su

7、peerior speedd perfformannce annd froom thee brakking pperforrmancee, higgh effficienncy, hhigh ppower factoor andd enerrgy-saaving effecct, thhe brooad sccope oof appplicattion aand maany otther bbenefiits byy the domesstic aand innternaationaal pubblic .that the mmost ppromissing sspeed.Designeed

8、takking iinto aaccounnt thee praccticall feattures of thhe connstrucction site liftss the contrrol syystem desiggn forr a foour-sttory eelevattor. DDrag tthe goovernoor of the eelevattor innsteadd of tthe trraditiional relayy conttrol ssystemm by tthe innverteer, soo thatt the combiinatioon of PLC a

9、and sppeed ddrag ddevicees, coonstittute tthe PLLC setts thee elecction contrrol syystemss, eleevatorr conttrol, improoved eelevattorrelliabillity oof opeeratioon, too reduuce thhe faiilure rate.Key worrds：Elevaator，PLC ccontrool，VVVF，Inverrter目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc325958609 引言 PAGEREF _

10、Toc325958609 h 3 HYPERLINK l _Toc325958610 一、緒論 PAGEREF _Toc325958610 h 4 HYPERLINK l _Toc325958611 1.1本課題設設計的背景 PAGEREF _Toc325958611 h 4 HYPERLINK l _Toc325958612 1.2 本課課題設計的內內容 PAGEREF _Toc325958612 h 5 HYPERLINK l _Toc325958613 1.3本課題設設計的目的和和意義 PAGEREF _Toc325958613 h 5 HYPERLINK l _Toc325958614

11、 二、系統設計方方案的確定 PAGEREF _Toc325958614 h 5 HYPERLINK l _Toc325958615 2.1升降機的的概述 PAGEREF _Toc325958615 h 5 HYPERLINK l _Toc325958616 2.2升降機繼繼電器控制系系統 PAGEREF _Toc325958616 h 6 HYPERLINK l _Toc325958617 2.2.1升降降機繼電器控控制系統的優優點 PAGEREF _Toc325958617 h 6 HYPERLINK l _Toc325958618 2.2.2升降降機繼電器控控制系統存在在的問題 PAGER

12、EF _Toc325958618 h 6 HYPERLINK l _Toc325958619 2.3 PLCC控制系統 PAGEREF _Toc325958619 h 6 HYPERLINK l _Toc325958620 2.3.1 PLC控制制升降機的優優點 PAGEREF _Toc325958620 h 7 HYPERLINK l _Toc325958621 2.4 變頻調調速控制升降降機的特點 PAGEREF _Toc325958621 h 7 HYPERLINK l _Toc325958622 2.5系統設計計的基本步驟驟 PAGEREF _Toc325958622 h 8 HYPE

13、RLINK l _Toc325958623 三、系統硬件設設計 PAGEREF _Toc325958623 h 8 HYPERLINK l _Toc3259588624 3.1 PPLC的選型型 PAGEREF _Toc325958624 h 8 HYPERLINK l _Toc325958625 3.1.1 SSIMATIIC S7-300系列列PLC系統基基本構成 PAGEREF _Toc325958625 h 9 HYPERLINK l _Toc325958626 3.2 變頻器器的選擇 PAGEREF _Toc325958626 h 11 HYPERLINK l _Toc3259586

14、277 3.2.11 VS-6616G5型型通用變頻器器 PAGEREF _Toc325958627 h 11 HYPERLINK l _Toc325958628 3.3升降機的的主要組成部部分 PAGEREF _Toc325958628 h 14 HYPERLINK l _Toc325958629 3.3.1升降降機曳引電機機及門電機電電路圖 PAGEREF _Toc325958629 h 16 HYPERLINK l _Toc3259586300 3.4 II/O點數的的估算 PAGEREF _Toc325958630 h 16 HYPERLINK l _Toc325958631 3.5

15、PLCC外部接線圖圖 PAGEREF _Toc325958631 h 18 HYPERLINK l _Toc325958632 第四章、系統軟軟件開發 PAGEREF _Toc325958632 h 19 HYPERLINK l _Toc325958633 4.1 升降機機的三個工作作狀態 PAGEREF _Toc325958633 h 19 HYPERLINK l _Toc325958634 4.2軟件設計計特點 PAGEREF _Toc325958634 h 19 HYPERLINK l _Toc325958635 4.3軟件設計計流程圖 PAGEREF _Toc325958635 h 2

16、0 HYPERLINK l _Toc325958636 4.4系統的軟軟件開發過程程 PAGEREF _Toc325958636 h 22 HYPERLINK l _Toc325958637 結論和展望 PAGEREF _Toc325958637 h 336 HYPERLINK l _Toc325958638 致謝 PAGEREF _Toc325958638 h 37 HYPERLINK l _Toc325958639 參考文獻 PAGEREF _Toc325958639 h 388 HYPERLINK l _Toc3259586640 附錄A：電氣原理理圖 PAGEREF _Toc32595

17、8640 h 39 HYPERLINK l _Toc325958641 附錄B：外文文文獻及譯文 PAGEREF _Toc325958641 h 40 HYPERLINK l _Toc325958642 附錄C：參考文文獻及內容簡簡介 PAGEREF _Toc325958642 h 44引言伴隨著工廠自動動化程度的提提高，PLCC可編程控制制器在工廠中中的應用也越越來越廣泛，而而且幾乎涉及及到工廠的各各個方面，包包括供電，生生產，物料管管理，運輸等等等。本文旨旨在通過實現現施工升降機機控制系統這這樣一個典型型的實例，來來展現PLCC在現代化建建設中的應用用，同時利用用這個典型的的應用只要稍稍加

18、變化就可可以擴展為其其他控制系統統。采用可編程控制制器來實現升升降機的控制制對于提高升升降機運行的的穩定性、降降低升降機控制系系統的成本以以及縮短升降降機系統的開開發周期都具具有實際意義義。通過本課課題的研究，可可以在一定程程度上推動升升降機即電梯梯相關行業的的發展，拓展展PLC在自自動化行業的的應用領域，具具有一定的經經濟和理論意意義。一、緒論1.1本課題設設計的背景1968年，美美國最大的汽汽車制造商通用汽車車公司為滿足足市場需求，適適應汽車生產產工藝不斷更更新的需要，將將汽車的生產產方式由大批批量、少品種種轉變為小批批量、多品種種。為此要解解決因汽車不不斷改型而重重新設計汽車車裝配線上各

19、各種繼電器的的控制線路問問題，要尋求求一種比繼電電器更可靠，響響應速度更快快，功能更強強大的通用工工業控制器。于于是可編程控控制器應運而而生，19669年，美國國數字設備公公司研制出世世界上第一臺臺可編程控制制器，從此，PPLC開始活活躍于控制領領域。而且其其影響也越來來越大，應用用也越來越廣廣泛。70年代后期，隨隨著微電子技技術和計算機機的迅猛發展展，使PLCC從開關量的的邏輯控制擴擴展到數字控控制及生產過過程控制域，真真正成為一種種電子計算機機工業控制裝裝置，故稱為為可編程控制制器，簡稱PPC（proogrammmable contrrollerr）.但由于于PC容易與與個人計算機機（pr

20、oggrammaable ccomputter）相混混淆，故人們們仍習慣地用用PLC作為為可編程器的的縮寫。1985年國際際電工委員會會（IEC）對對PLC的定定義如下：可編程控制器是是一種進行數數字運算的電電子系統，是是專為在工業業環境下的應應用而設計的的工業控制器器，它采用了了可以編程的的存儲器，用用來在其內部部存儲執行邏邏輯運算、順順序控制、定定時、計數和和算術運算等等操作的指令令，并通過數數字或模擬式式的輸入和輸輸出，控制各各種類型機械械的生產過程程。PLC是繼電器器邏輯控制系系統發展而來來，所以它在在數學處理、順順序控制方面面具有一定優優勢。繼電器器在控制系統統中主要起兩兩種作用：（

21、11）邏輯運算算（2）弱電電控制強電。PLC是集自動動控制技術，計計算機技術和和通訊技術于于一體的一種種新型工業控控制裝置，已已躍居工業自自動化三大支支柱（PLCC、ROBOOT、CADD/CAM）的的首位。可編編程控制器，簡簡稱PLC。它它在集成電路路、計算機技技術的基礎上上發展起來的的的一中新型型工業控制設設備。 具有有1.可靠性性高、抗干擾擾能力強 22.設計、安安裝容易，維維護工作量少少 4.功能能強、通用性性好 5.開開發周期短，成成功率高 66.體積小，重重量輕、功耗耗底等特點。具具有功能強、可可靠性高、配配置靈活、使使用方便以及及體積小、重重量輕等優點點，已經廣泛泛應用于自動動化

22、控制的各各個領域，并并已成為實現現工業生產自自動化的支柱柱產品。與繼繼電接觸器系系統相比系統統更加可靠；占位空間比比繼電接觸器控控制系統小；價格上能與與繼電接觸器控控制系統競爭爭；易于在現現場變更程序序；便于使用用、維護、維維修；能直接接推動電磁閥閥、觸器與于于之相當的執執行機構；能能向中央執行行機構；能向向中央數據處處理系統直接接傳輸數據等等。因此，進行升降降機的PLCC控制系統的的設計，可以以推動電梯行行業的發展，擴擴大PLC在在自動控制領領域的應用，具具有一定的經經濟和理論研研究的價值。1.2 本課課題設計的內內容1升降機類型的的選擇。綜合合升降機的類別別和各類的特特點和要求，在在本課題

23、中主主要研究四層層升降機上下下行控制，開開、關門控制制、內外呼叫叫控制。2硬件系統的設設計。本課題題設計的升降降機要求運行行迅速準確度度高，在升降降機的各層檢檢測系統中選選用用在工業業自動控制上上大量運用的的具有檢測精精度高、壽命命長、穩定性性能好的接近近傳感器，運運用感應器的的開關量信號號輸入給PLLC來實現PPLC對電梯梯的控制。由由于本課題的的具體需求在在硬件系統的的設計過程中中主要考慮了了升降機的經濟濟實用、穩定定的需要。3. 升降機控控制系統軟件件的設計。在在本設計中選選用了目前運運用最多的PPLC編程語語言梯形圖，梯梯形圖的編程程能直觀明了了的設計出機機械手控制的的要求， 1.3本

24、課題題設計的目的的和意義隨著我國經濟的的高速發展，微微電子技術、計計算機技術和和自動控制技技術也得到了了迅速發展電電梯也已成為為人類現代生生活廣泛使用用的人員運輸輸工具。隨著著人們對電梯梯運行安全性性、高效性、舒舒適性等要求求的提高，電電梯得到了快快速發展，其其拖動技術已已經發展到了了調頻調壓調調速，其邏輯輯控制也由PPLC代替原原來的繼電器器控制。可編程序控制器器（PLC）因因為穩定可靠靠、結構簡單單、成本低廉廉、簡單易學學、功能強大大和使用方便便已經成為應應用面最廣、最最廣泛的通用用工業控制裝裝置，成為當當代工業自動動化的主要支支柱之一。電電梯控制要求求接入設備使使用簡便，對對應于系統組組

25、態的編程簡簡單，具有人人性化的人機機界面，配備備應用程序庫庫，加快編程程和調試速度度。通過PLLC對程序設設計，提高了了電梯的控制制水平，并改改善了電梯運運行的舒適感感。因此PLLC在電梯控控制系統中的的應用非常廣廣泛，非常有有實際價值。二、系統設計方方案的確定2.1升降機的的概述電梯是電動機為為動力的垂直直升降機，裝裝有箱狀吊艙艙，用于多層層建筑乘人或或載運貨物的的機械設備。隨著城市的發展展，高層建筑筑的增多，升升降機的應用用也越來越廣廣泛，分類也也隨之增多。如如按照升降機機的用途可分分為以下幾類類：1、乘客，為運運送乘客設計計的升降機，要求求有完善的安安全設施以及及一定的室內內裝飾。2、載

26、貨升降機機，主要為運運送貨物而設設計，通常有有人伴隨的升升降機。3、觀光升降機機，廂壁透明明，供乘客觀觀光用的升降降機。4、車輛升降機機，用作裝運運車輛的升降降機。5、船舶升降機機，船舶上使使用的升降機機。6、建筑施工升升降機，建筑筑施工與維修修用的升降機機。7、其它類型的的升降機，除上上述常用升降降機外，還有有些特殊用途途的升降機，如冷冷庫升降機、防爆爆升降機、礦井井升降機、電站站升降機、消防防員用升降機機等。本設計課題為施施工場地的升升降機控制系系統設計。以以四層建筑場場地升降機為為模型，主要要用于建筑施施工與維修。2.2升降機繼繼電器控制系系統2.2.1升降降機繼電器控控制系統的優優點(

27、1) 所有控控制功能及信信號處理均由由硬件實現，線線路直觀，易易于理解和掌掌握，適合于于一般技術人人員和技術工工人所掌握。(2) 系統的的保養、維修修及故障檢查查無需較高的的技術和特殊殊的工具、儀儀器。(3) 大部分分電器均為常常用控制電器器，更換方便便，價格較便便宜。(4) 多年來來我國一直生生產這類升降降機，技術成成熟，己形成成系列化產品品，技術資料料圖紙齊全，熟熟悉、掌握的的人員較多。2.2.2升降降機繼電器控控制系統存在在的問題 (1) 系統觸觸點繁多、接接線線路復雜雜，且觸點容容易燒壞磨損損，造成接觸觸不良，因而而故障率較高高。(2) 普通控控制電器及硬硬件接線方法法難以實現較較復雜

28、的控制制功能，使系系統的控制功功能不易增加加，技術水平平難以提高。(3) 電磁機機構及觸點動動作速度比較較慢，機械和和電磁慣性大大，系統控制制精度難以提提高。(4) 系統結結構龐大，能能耗較高，機機械動作噪音音大。(5) 由于線線路復雜，易易出現故障，因因而保養維修修工作量大，費費用高；而且且檢查故障困困難，費時費費工。升降機繼電器控控制系統故障障率高，大大大降低了升降降機的可靠性性和安全性，經經常造成停梯梯，給乘用人人員帶來不便便和驚憂。且且升降機一旦發發生沖頂或蹲蹲底，不但會會造成升降機機機械部件損損壞，還可能能出現人身事事故。2.3 PLCC控制系統PLC控制制系系統由于運行行可靠性高，

29、使使用維修方便便，抗干擾性性強，設計和和調試周期較較短等優點，倍倍受人們重視視等優點，已已成為目前在在升降機控制系系統中使用最最多的控制方方式，目前也也廣泛用十傳傳統繼電器控控制系統的技技術改造。 PLC是一種專專門從事邏輯輯控制的微型型計算機系統統。由于PLLC具有性能能穩定、抗干干擾能力強、設設計配置靈活活等特點。因因此在工業控控制方面得到到了廣泛應用用。自80年代后期期PLC引入我我國升降機行業以以來，由PLLC組成的升升降機控制系系統被許多升升降機制造廠廠家普遍采用用。并形成了了一系列的定定型產品。在在傳統繼電器器系統的改造造工程中，PPLC系統一一直是主流控控制系統。升降機控制系統統

30、分為調速部部分和邏輯控控制部分。調調速部分的性性能對升降機機運行是乘客客的舒適感有有著重要影響響，而邏輯控控制部分則是是升降機安全可可靠運行的關關鍵。為了改改善升降機的舒適適感和運行的的可靠性，現現在都改為用用PLC來控制制升降機的運行行，這樣大大大提高了升降降機的性能。可編程控制器(Progrrammabble Loogic ccontrooller，簡簡稱PLC)是以以微處理器為為基礎，綜合合了計算機技技術與自動化化技術而開發發的新一代工工業控制器。它它具有可靠性性高、適應工工業現場的高高溫、沖擊和和振動等惡劣劣環境的特點點，已成為解解決自動控制制問題的最有有效工具，是是當前先進工工業自動

31、化的的二大支柱之之一。2.3.1 PLC控制制升降機的優優點1、控制方式上上看：電器控控制硬接線，邏邏輯一旦確定定，要改變邏邏輯或增加功功能很是困難難；而plcc軟接線，只只需改變控制制程序就可輕輕易改變邏輯輯或增加功能能。2、工作方式上上看：電器控控制并行工作作，而plcc串行工作，不不受制約。3、控制速度上上看：電器控控制速度慢，觸觸點易抖動；而plc通通過半導體來來控制，速度度很快，無觸觸點，顧而無無抖動一說。4、定時、記數數看：電器控控制定時精度度不高，容易易受環境溫度度變化影響，且且無記數功能能；plc時時鐘脈沖由晶晶振產生，精精度高，定時時范圍寬；有有記數功能。5、可靠、維護護看：

32、電器控控制觸點多，會會產生機械磨磨損和電弧燒燒傷，接線也也多，可靠、維維護性能差；plc無觸觸點，壽命長長，且有自我我診斷功能，對對程序執行的的監控功能，現現場調試和維維護方便。2.4 變頻調調速控制升降降機的特點隨著電力電子技技術、微電子子技術和計算算機控制技術術的飛速發展展，交流變頻頻調速技術的的發展也十分分迅速。電動動機交流變頻頻技術是當今今節電，改善善工藝流程以以提高產品質質量和改善環環境、推動技技術進步的一一種手段。變變頻調速以其其優異的調速速性能和起制制動平穩性能能、高效率、高高功率因數和和節電效果，廣廣泛的適用范范圍及其它許許多優點而被被國內外公認認為最有發展展前途的調速速方式。

33、1.變頻調速升升降機使用的的是異步電動動機，比同容容量的直流電電動機具有體體積小、占空空間小、結構構簡單、維護護方便、可靠靠性高、價格格低等優點。2.變頻調速電電源使用了先先進的SPWWM技術SVVPWM技術術，明顯改善善了電梯運行行質量和性能能;調速范圍圍寬、控制精精度高，動態態性能好，舒舒適、安靜、快快捷，已逐漸漸取代直流電電機調速。3.變頻調速升升降機使用先先進的SPWWM和SVPPWM技術，明明顯改善了電電動機供電電電源的質量，減減少諧波，提提高了效率和和功率因數，節節能明顯2.5系統設計計的基本步驟驟在升降機控制系系統的設計過過程中主要要要考慮以下幾幾點：1.深入了解和和分析升降機機

34、的工藝條件件和控制要求求。2.確定I/OO設備。根據據機械手控制制系統的功能能要求，確定定系統所需的的用戶輸入、輸輸出設備。常常用的輸入設設備有按鈕、選選擇開關、行行程開關、傳傳感器等，常常用的輸出設設備有繼電器器、接觸器、指指示燈等。3.根據I/OO點數選擇合合適的PLCC類型。4.分配I/OO點，分配PPLC的輸入入輸出點，編編制出輸入輸輸出分配表或或者輸入輸出出端子的接線線圖。5.設計升降機機系統的梯形形圖程序，根根據工作要求求設計出周密密完整的梯形形圖程序，這這是整個升降降機系統設計計的核心工作作。6.將程序輸入入PLC進行行軟件測試，查查找錯誤，使使系統程序更更加完善。三、系統硬件設

35、設計3.1 PLCC的選型在工程應用中可可選用的PLLC機型很多多，比如三菱菱公司的FXX系列、OMMRON公司司的C系列、西西門子等，它它們功能都差差不多，在工工程應用中各各有千秋，至至于要選擇哪哪種機型，就就要根據自己己的設計需要要及應用水平平。因為根據據轎廂樓層位位置檢測方法法，要求可編編程控制器必必須具有高數數計數器。又又因為升降機機是雙向運行行的，所以PPLC還需具具有可逆計數數器。就本次次四層升降機機的設計而言言，上述三種種機型都行，但但根據市場的的實際情況，本本次設計采用用西門子SIIMATICC S7-3300系列PPLC機型。SIMATICC S7系列列PLC是德德國西門子公

36、公司在S5系系列PLC基基礎上于19995年陸續續推出的性能能價格比較高高的PLC系系統。其中，小小型的有SIIMATICC S7-2200系列，最最小配置為88 DI/66DO，可擴擴展27個個模塊，最大大I/O點數數為64DII/DO、112AI/44AO；中小小型的有SIIMATICC S7-3300系列；中高檔性能能的有S7-400系列列。SIMAATIC SS7系列PLLC都采用了了模塊化、無無排風扇結構構且具有易于于用戶掌握等等特點，使得得S7系列PPLC成為各各種從小規模模到中等性能能要求以及大大規模應用的的首選產品。SIMATICC S7-3300的大量量功能能夠支支持和幫助用

37、用戶進行編程程、啟動和維維護，其主要要功能如下：(1) 高速的的指令處理0.10.66 的指令處處理時間在中中等到較低的的性能要求范范圍內開辟了了全新的應用用領域。(2) 人機界界面(HMII)方便的人機界面面服務已經集集成在S7-300操作作系統內，因因此人機對話話的編程要求求大大減少。(3) 診斷功功能CPU的智能化化的診斷系統統可連續監控控系統的功能能是否正常，記記錄錯誤和特特殊系統事件件。(4) 口令保保護多級口令保護可可以使用戶高高度、有效地地保護其技術術機密，防止止未經允許的的復制和修改改。(5) 操作方方式選擇開關關操作方式選擇開開關像鑰匙一一樣可以拔出出，當鑰匙拔拔出時，就不不

38、能改變操作作方式。這樣樣就能防止非非法刪除或改改寫用戶程序序。(6) 方便用用戶的參數賦賦值一個帶標準用戶戶接口的軟件件工具給所有有模塊進行參參數賦值，這這樣就節省了了入門和培訓訓的費用。(7) 浮點數數運算用此功能可以有有效的實現更更為復雜的算算術運算。3.1.1 SSIMATIIC S7-300系列列PLC系統統基本構成SIMATICC S7-3300系列PPLC是模塊塊化中小型PPLC系統，它它能滿足中等等性能要求的的應用，模塊塊化，無排風風扇結構，易易于實現分布布，易于用戶戶掌握等特點點使得S7-300成為為各種從小規規模到中等性性能要求控制制任務的方便便又經濟的解解決方案。SSIMA

39、TIIC S7-300有著著廣泛的應用用領域，主要要包括：紡織織機械、各種種機床、通用用機械工程應應用、電器制制造工業及相相關產業。多多種性能遞增增的CPU和和豐富的且帶帶有許多方便便功能的I/O擴展模塊塊，使用戶可可以完全根據據實際應用選選擇合適的模模塊。當任務務規模擴大并并且愈加復雜雜時，可隨時時使用接口模模塊對PLCC進行擴展。S7-3300是模塊塊化的組合結結構，根據應應用對象的不不同，可選用用不同型號和和不同數量的的模塊，并可可以將這些模模塊安裝在同同一機架(導導軌)或多個個機架上。除除了電源模塊塊、CPU模模塊和接口模模塊外，一個個機架上最多多只能再安裝裝8個信號模模塊或功能模模塊

40、。CPUU314/3315/3115-2DPP最多可擴展展4個機架，IIM360/IM3611接口模塊將將S7-3000背板總線線從一個機架架連接到下一一個機架，SSIMATIIC S7-300系列列PLC是模模塊化結構設設計，各種單單獨模塊之間間可進行廣泛泛組合和擴展展。其系統構構成如圖2.1所示。它它的主要組成成部分有導軌軌(RACKK)、電源模模塊(PS)、中央處理理單元模塊(CPU)、接接口模塊(IIM)、信號號模塊(SMM)、功能模模塊(FM)等。它通過過MPI網的的接口直接與與編程器PGG、操作員面面板OP和其其它S7PLLC相連。圖3-1 SS7-3000系列PLCC系統構成框框

41、圖S7-300系系列PLC模模塊性能簡介介(1) CPUU模塊S7-300有有CPU3112 IFMM、CPU3313、CPPU314、CCPU3144 IFM、CCPU3155/315-2DP、CCPU3166-2DP、CCPU3188-2DP等等8種不同的的中央處理單單元可供選擇擇。CPU3315-2DDP、CPUU316-22DP、CPPU318-2DP都具具有現場總線線擴展功能。CCPU以梯形形圖LAD、功功能塊FBDD或語句表SSTL進行編編程。 (2) 信號模模塊 數字量輸入入模塊數字量輸入模塊塊將現場過程程送來的數字字信號電平轉轉換成S7-300內部部信號電平。數數字量輸入模模塊

42、有直流輸輸入方式和交交流輸入方式式。對現場輸輸入元件，僅僅要求提供開開關觸點即可可。輸入信號號進入模塊后后，一般都經經過光電隔離離和濾波，然然后才送至輸輸入緩沖器等等待CPU采采樣。采樣時時，信號經過過背板總線進進入到輸入映映像區。 數字量輸入模塊塊SM3211有四種型號號模塊可供選選擇，即直流流16點輸入入、直流322點輸入、交交流16點輸輸入、交流88點輸入模塊塊。 數字量輸出出模塊數字量輸出模塊塊SM3222將S7-3300內部信信號電平轉換換成過程所要要求的外部信信號電平，可可直接用于驅驅動電磁閥、接接觸器、小型型電動機、燈燈和電動機啟啟動器等。晶體管輸出模塊塊只能帶直流流負載，屬于于

43、直流輸出模模塊；可控硅輸出方式式屬于交流輸輸出模塊；繼電器觸點輸出出方式的模塊塊屬于交直流流兩用輸出模模塊。從響應速度上看看，晶體管響響應最快，繼繼電器響應最最慢；從安全全隔離效果及及應用靈活性性角度來看，以以繼電器觸點點輸出型最佳佳。 模擬量輸入入模塊SM331主要要由A/D轉轉換部件、模模擬切換開關關、補償電路路、恒流源、光光電隔離部件件、邏輯電路路等組成。AA/D轉換部部件是模塊的的核心，其轉轉換原理采用用積分方法，被被測模擬量的的精度是所設設定的積分時時間的正函數數，也即積分分時間越長，被被測值的精度度越高。SMM331可選選四檔積分時時間：2.55ms、166.7ms、220ms和l

44、l00ms，相相對應的以位位表示的精度度為8、122和14。 模擬量輸出出模塊模擬量輸出模塊塊SM3322目前有三種種規格型號，即即4AOll2位模塊、22AO122位模塊和44AOl66位模塊，分分別為4通道道的12位模模擬量輸出模模塊、2通道道的12位模模擬量輸出模模塊、4通道道的16位模模擬量輸出模模塊。SM332可以以輸出電壓，也也可以輸出電電流。在輸出出電壓時，可可以采用2線線回路和4線線回路兩種方方式與負載相相連。采用44線回路能獲獲得比較高的的輸出精度。(3) PS3307電源模模塊PS307是西西門子公司為為S7-3000專配的224VDC電電源。PS3307系列模模塊除輸出額

45、額定電流不同同外(有2AA、5A、10A三種)，其工作原原理和各種參參數都相同。PS307可安安裝在S7-300的專專用導軌上，除除了給S7-300 CCPU供電外外，也可給II/O模塊提提供負載電源源。(4) 接口模模塊(IM)接口模板(IMM360/3361)用來來在機架之間間傳遞總線。IIMS接口代代表發送，IIMR接口代代表接收。接接口模板必須須安裝到特定定的插槽。如如果需要，在在擴展機架可可以安裝輔助助電源。對于于雙層組態，硬硬連線的IMM365接口口模板較為經經濟(不需要要輔助電源，在在擴展機架上上不能使用CCP模板)。(5) 通訊處處理器模塊CP340/CCP341通通訊處理模塊

46、塊用于建立點點對點的低速速連接，最大大傳輸速率為為19.2kkbps。有有三種通信接接口：RS-232C，220mA(TTTY)和RRS-4222/RS-4485，有多多種通訊協議議可以使用。3.2 變頻器器的選擇變頻器的種類很很多，下面根根據不同的分分類方法對變變頻器分類:(1) 按變換換頻率的方法法分 交直直交變頻器器 交交變頻頻器(2) 按主電電路工作方式式分 電壓型型變頻器 電流型變頻頻器(3) 按變頻頻器調壓方法法的不同分 PPAM變頻器器 PWM變頻頻器(4) 按工作作原理分類 UU/f控制變變頻器 VC控制變變頻器 SF控制變變頻器(5) 按照用用途分類 通用變頻器器 高性能專用

47、用變頻器 高頻變頻器器3.2.1 VVS-6166G5型通用用變頻器升降機的調度要要求除了一般般工業控制的的靜態、動態態性能外，他他的舒適度指指標往往是選選擇中的一項項重要內容。本本設計中拖動動調速系統的的關鍵在于保保證升降機按理想想的給定速度度曲線運行，以以改善升降機機運行的舒適適感；另外，由由于升降機在建筑筑物內的耗電電量占建筑物物總用電量的的相當比例，因因此，升降機機節約用電日日益受到重視視。考慮以上各種因因素，本設計計選用安川VVS-6166G5型全數數字變頻器。它它具有磁通矢矢量控制、轉轉差補償、負負載轉矩自適適應等一系列列先進功能，可可以最大限度度地提高電機機功率因數和和電機效率，

48、同同時降低了電電機運行損耗耗，特別適合合升降機類負載載頻繁變化的的場合。另外，VS-6616G5變變頻器的啟動動、制動具有有可任意調節節的S曲線和和零頻仍可輸輸出150%力矩的特點點，配以高精精度的旋轉編編碼器，控制制精度可達00. 010. 022%使得升降降機運行舒適適感好，零速速抱閘，平層層精度高。無無須配專用電電機，可自學學習所配電機機的各個參數數，精確控制制任何品牌的的電機。采用用高性能IGGBT，載波波頻率20KKHZ，從而而使變頻器輸輸出一個不失失真的正弦流流波形，使電電機始終運行行于靜噪音狀狀態。VS-616GG5型變頻器器是安川電機機公司面向世世界推出的221世紀通用用型變頻

49、器。這這種變頻器不不僅考慮了VV/f控制，而而且還實現了了矢量控制，通通過其本身的的自動調諧功功能與無速度度傳感器電流流矢量控制，很很容易得到高高起動轉矩與與較高的調速速圍5。VS-616GG5變頻器的的特點如下:(1) 包括電電流矢量控制制在內的四種種控制方式均均實現了標準準化。(2) 有豐富富的內藏與選選擇功能。(3) 由于采采用了最新式式的硬件，因因此，功能全全、體積小。(4) 保護功功能完善、維維修性能好。(5) 通過LLCD操作裝裝置，可提高高操作性能。VS-616GG5型變頻器器的標準規格格如表3.11所示。表3.1 VSS-616GG5型變頻器器的標準規格格220V級輸出特性最大

50、輸出電壓3相,200/208/2220/2330V(對應應于輸入電壓壓)額定輸出頻率最大400Hzz額定輸入電壓和和頻率3 相，2000/208/220V 50Hzz200/2088/220/230V 60Hzz電源允許電壓波動+10%，-115%允許頻率波動5%400V級輸出特性最大輸出電壓3相,380/400/4415/4440/4600V(對應于于輸入電壓)額定輸出頻率最大400Hzz額定輸入電壓和和頻率3相,380/400/4415/4440/4600V 500-60Hzz電源允許電壓波動+10%，-115%允許頻率波動5%控制特性控制方式正弦波PWM (V/f控制、帶帶PG反饋的V/

51、FF控制、開環環矢量、閉環環矢量控制44種控制方式式任選性)啟動力矩150%/1HHz(帶PG, 150%/Ormiin)速度控制范圍1:100(帶帶PG, 11:10000)速度控制精度0. 2%(帶PG，0. 002%)速度響應5Hz(帶PGG, 30HHz)力矩限制可采用(參數設設定：4級可變)力矩精度5%力矩響應20Hz(帶PPG, 400Hz)頻率控制范圍0. 14000Hz頻率控制精度數字指令:0. 01% ( -100 0C+40 )模擬指令:0.1% (25010 )變頻器的參數設設置由于采用PLCC作為邏輯控控制部件，故故變頻器和PPLC通訊時時采用開關量量而不用模擬擬量。(

52、1) VS-616G55變頻器的參參數616G5變頻頻器共有9組組參數，每一一組參數的設設定都具有特特定的含義。常常用參數如表表3.2表3.2 VSS-616GG5變頻器的的參數參數功用A組B組C組D組E組F組G組確定控制模式選擇運行功能確定加減速時間間及轉矩補償償時間選擇頻率確定運行壓頻曲曲線保護設置確定偏差標準(2) 參數設設計的原則： 減小啟動沖沖擊及增加調調速的舒適感感，其速度環環比例系數宜宜小些，而積積分時間常數數宜大些。 提高了運行行效率，快車車頻率應選為為工頻，而爬爬行頻率要盡盡可能低些，以以減小停車擊擊。 零速一般設設計為0Hzz，速抱閘功功能將影響舒舒適感。 變頻器其他他常用

53、參數可可根據電網電電壓和電機銘銘牌數據直接接輸入，具體體的設置如表表3.3安川6116G5變頻頻器主要參數數設置表表3.3 安川川616G5變變頻器主要參參數設置參數名稱設定值說明A1-02控制方式選擇2不帶PG矢量控控制方式B1-01頻率指令選擇1B1-02運行指令選擇1B1-03停止方法選擇0B1-04反轉禁止選擇0B2-01零速電平選擇0.1HzB2-04停止時直流制動動時間1.0SC1-03加速時間22.0SC1-04減速時間22.0SC2-01加速開始時s型型曲線時間0.6SC2-02加速完了時s型型曲線時間0.6SC2-03減速開始時s型型曲線時間0.6SC2-04減速完了時s型型

54、曲線時間0.6SC5-01ASR比例增益益15C5-02ASR積分時間間13SD1-09檢修速度200rpmE1-01輸入電壓設置380E1-04最高輸出頻率50HzE1-05最大電壓380E1-06額定電壓頻率50HzE1-09最低輸出頻率電電壓0VE2-01電機額定電流按電機銘牌設置置E2-02電機額定滑差按電機銘牌設置置E2-03電機空載電流按電機銘牌設置置E2-04電機極數按電機銘牌設置置F1-01PG常數根據旋轉編碼器器銘牌設置F1-02PG斷線檢測時時的動作選擇擇0F1-03超速時的動作選選擇0F1-04超度偏差過大時時的動作選擇擇0F1-05PG分頻比根據電機極數設設置3.3升降

55、機的的主要組成部部分(1) 升降機機轎廂轎廂是運送乘客客和貨物的升升降機組件，是是升降機的工工作部分。轎轎廂由轎廂架架和轎廂體組組成。(2) 曳引機機曳引系統的主要要功能是輸出出與傳遞動力力，使升降機機運行。曳引引系統主要由由曳引機、曳曳引鋼絲繩，導導向輪，反繩繩輪組成。(3) 升降機機井道及導軌軌升降機井道是用用以供升降機機轎廂運行的的通道。升降降機導軌就是是在轎廂和墻墻壁之間的軌軌道，上面有有輪子在滑動動，表面很光光滑，用矯廂廂導軌支架來來支撐。它可可以用來防止止轎相晃動。貨貨梯和客梯上上都裝有。(4) 導向系系統導向系統的主要要功能是限制制轎廂和對重重的活動自由由度，使轎廂廂和對重只能能

56、沿著導軌作作升降運動。導導向系統主要要由導軌，導導靴和導軌架架組成。(5) 門系統統門系統的主要功功能是封住層層站入口和轎轎廂入口。門門系統由轎廂廂門，層門，開開門機，門鎖鎖裝置組成。(6) 重量平平衡系統平衡系統的主要要功能是相對對平衡轎廂重重量，在升降降機工作中能能使轎廂與對對重間的重量量差保持在限限額之內，保保證升降機的的曳引傳動正正常。系統主主要由對重和和重量補償裝裝置組成。(7) 電力拖拖動系統 電力拖拖動系統的功功能是提供動動力，實現升升降機速度控控制。電力拖拖動系統由曳曳引電動機，供供電系統，速速度反饋裝置置，電動機調調速裝置等組組成 (8) 電氣氣控制系統電氣控制系統的的主要功

57、能是是對升降機的的運行實行操操縱和控制。電電氣控制系統統主要由操縱縱裝置，位置置顯示裝置，控控制屏(柜)，平層裝置置，選層器等等組成。升降機是機、電電一體化產品品。其機械部部分好比是人人的軀體，電電氣部分相當當于人的神經經，控制部分分相當于人的的大腦。各部部分通過控制制部分調度，密密切協同，使使升降機可靠靠運行。盡管管升降機的品品種繁多，但但目前使用的的升降機絕大大多數為電力力拖動、鋼絲絲繩拽引式結結構，其機械械部分由拽引引系統，轎廂廂和門系統，平平衡系統，導導向系統以及及機械安全保保護裝置組成成;而電氣控控制部分由電電力拖動系統統，運行邏輯輯功能控制系系統和電氣安安全保護等系系統組成3.3.

58、1升降降機曳引電機機及門電機電電路圖根據設計要求，本本次設計的電電氣控制系統統主回路原理理圖如圖3-3所示。圖圖中M1，MM2為曳引電電機和門電機機，交流接觸觸器KM1KM4通過過控制兩臺電電動機的運行行來控制轎廂廂和廳門，從從而進行對電電梯的控制。FFR1，FRR2為起過載載保護作用的的熱繼電器，用用于電梯運行行過載時斷開開主電路。FFU1為熔斷斷器，起過電電流保護作用用。圖3-3 電梯梯曳引電機及及門電機電路路圖3.4 I/OO點數的估算算采用PLC構成成四層簡易升升降機電氣控控制系統。升升降機的上、下下行由一臺電電動機拖動，電電動機正轉為為升降機上升，反反轉為下降。一一層有上升呼呼叫按鈕

59、K11和指示燈HH1，二層有有上升呼叫按按鈕K2和指指示燈H2以以及下降呼叫叫按鈕K4和和指示燈H44，三層有上上升呼叫按鈕鈕K3和指示示燈H3以及及下降呼叫按按鈕K5和指指示燈H5，四四層有下降呼呼叫按鈕K66和指示燈HH6。一至四四層有到位行行程開關SQQ1SQ44。升降機內有一一至四層呼叫叫按鈕K100K7和指指示燈H100H7；升升降機開門和和關門按鈕SSB5和SBB6，電梯開開門和關門分分別通過電磁磁鐵KM3和和KM4控制制，關門到位位由行程開關關ST1檢測測，開門到位位由行程開關關ST2檢測測。轎廂上行行和下行由接接觸器KM11和KM2控控制，并有上上行記憶和下下行記憶兩路路指示燈

60、。綜上所述，輸入入點共有200個，輸出點點數有16個個。可編程控制器SS7-3000的I/O點點數可達322/32個,足以滿足要要求。具體的I/O分分配如表序號名 稱輸入點序號名 稱輸出點1一層平層I0.01升降機上行記憶憶Q0.02二層平層I0.12升降機下行記憶憶Q0.13三層平層I0.23電機正轉Q0.24四層平層I0.34電機反轉Q0.35內呼一樓I0.45內呼一樓指示Q0.46內呼二樓I0.56內呼二樓指示Q0.57內呼三樓I0.67內呼三樓指示Q0.68內呼四樓I0.78內呼四樓指示Q0.79一層外呼上行I1.09一層外呼上行指指示Q1.010二層外呼上行I1.110二層外呼上行指