S7-200可编程控制器编写的一个四层电梯的控制系统 开题报告附页

开题报告附页
 随着我国经济的高速发展，自动控制技术也得到了迅猛发展，而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，在工业、商业和民用方面应用已十分广泛，与人们的生活紧密相关。本文利用西门子S7-200可编程控制器编写的一个四层电梯的控制系统，主要分析并叙述了电梯的控制、运行情况。
 目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电器控制系统(早期安装的电梯多继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。由于PLC具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。自80年代后期PLC引入我国电梯行业以来，由PLC组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普遍采用。在传统继电器系统的改造工程中，PLC系统一直是主流控制系统。为了改善电梯的舒适感和运行的可靠性，现在都改为用PLC来控制电梯的运行，这样大大提高了电梯的性能。本文就是详细介绍PLC的特点及整个设计过程。
 基本要求：
 1. 掌握西门子PLC的硬件结构与接线方法。
 2. 能够运用西门子PLC编程语言进行编程。
 3. 能够使所设计的课题具备实用性。
 注意事项：
 熟读设备说明书，严格遵守操作规程，爱护设备，保证设备的正常使用，发现问题及时与老师取得联系。
 时间安排:
 早进入阶段：和指导老师进行课题的沟通和交流，对课题有一个初步的理解
 第一周：查询各方面资料，熟悉课题，对课题形成直观的了解。
 第二周：整理资料，对设计中可能用到的软件进行熟悉，查找相关专业资料。
 第三周：初步设定设计方案，通过反复比较验证从中并选择最优方案。
 第四周：初步设计论文，结合专业资料。
 第五周：反复论证设计的合理性，依据设计步骤绘制简略等。
 第六周：论文初搞提交指导老师。
 第七周：答辩之前的准备，交论文正式稿。
 第八周：毕业答辩。
 硬件总体方案设计与论证
 方案设计：
 有电磁阀的动作原理可知，一个单线圈电磁阀用可编程控制器时需两个输入及一个输出；一个双线圈电磁阀需三个输入及两个输出；一个比例式电磁阀需三个输入及五个输出。一个按钮需一个输入；一个光电开关要占用一个或两个输入点；一个信号占用一个输出点；而波段开关，有几个波段就占用几个输入点；一般情况，各种位置开关都要占用两个输入点。根据上面所述原理分析，本设计用到十个按钮，需要十个输入点。四个位置按钮，需要八个输入点。十六个信号灯，需要十六个输出点。
 如图所示：

                           电梯系统控制模拟图
 
 方案论证：
 本系统主要以PLC为核心，利用PLC的强大的控制功能，实现了对升降电梯的控制。
 利用梯形图程序可以很直观的看出运行过程。利用可编程控制器控制升降电梯，具有接线简单、编程直观、扩展容易等特点。当建筑物的层楼增加时，硬件接线上只需增加楼层相应的输入信号。原来的接线不需改变，软件上只需增加相应楼层的功能，要改动的地方也较少。调试结果表明，在适应性、精确性和可靠性方面，到达到了设计的要求，表明该设计方案是可行的。
 另一方面，在这次的设计中，我们用到了大量的经验公式以及大量取范围值的数据，这让我们这些在精确公式及数值下学习成长的学生们顿时产生了无所适从的感觉，取值时往往犹豫不决，瞻前顾后，大大减慢了我们的设计速度。与此同时，我们也发觉到，对工具书使用的不重视是一个非常严重的问题。
 通过本设计，我学习到了很多东西，在工作的细心上也得到了提高。并且，更了解了有关可编程控制器的功能。我选择这个设计，也是为了弥补以前学习上的不足。这次设计，使我了解到老师的用心良苦，并且从老师那学到了很多宝贵的东西。
 软件总体设计方案：
 
 软件总体方案设计框图
 主要内容：
 电梯的定向是根据电梯的上行请求信号、下行请求信号、电梯轿箱内请求信号、电梯当前所处位置等信号来确定电梯继续运行的方向。电梯的定向是电梯控制中的重要逻辑。在以往电梯的定向逻辑中，一般都是将电梯各个层的上、下行请求信号、电梯轿箱内楼层请求信号、电梯当前楼层信号等综合到一条或几条语句中进行判断。这样一来，当楼层数目比较大时，每条语句的编程元件很多，不可避免的带来程序复杂，容易出错，调试麻烦，运行速度慢等问题。以下提出的用逻辑运算指令来进行电梯定向的方法可以比较好的问题。
 状态转换方式：电梯的方向只有上升、下降2个方向，但电梯也可能由于没有任何的上升或者下降请求信号而处于停止状态。在电梯的方向处理过程中，电梯只能在上升状态和停止状态或者下降状态与停止之间转换，例如当电梯由上升状态转为下降状态时必须先由上升状态转换为停止状态以后再由停止状态转为下降状态。这样的处理方式对电梯的运行是很有意义的，以往的电梯控制系统中，当电梯响应完某个方向上的所有信号后，若所有剩余的信号都是反方向的，电梯立刻改变方向，此时，在原方向前方若出现新的呼叫信号，电梯将不会立刻应答，只是记忆该呼叫信号，而去响应换向后的方向上的呼叫信号，这样既不符合电梯选层的优先原则，又不能有效的节约能源。采用图4.2所示的状态转换方式，电梯在响应完某个方向上的所有信号后并不是立刻反向，而是保持该状态等待一段时间后进入停止状态，然后再反向响应相反方向的呼叫信号。对保持时间进行合理的选择，完全可以做到既不会使得电梯的换向过程显得迟钝，又能有效的响应同方向的
 由于电梯的上升与下降状态之间需要通过“停止状态”该中间状态来转换，故在电梯的方向判断逻辑中需要考虑以下几种情况:
 (1)电梯处于上升状态
 在该状态下，当前楼层的上面有上升请求，当前楼层的上面有下降请求或者电梯轿箱内请求在当前楼层的上面，3个条件有1个和多个成立时，电梯继续处于上升状态;当以上3种条件都不满足时，电梯经过一段定时时间后进入停止状态。
 (2)电梯处于下降状态
 在当前楼层的下面有下降请求，当前楼层的下面有上升请求或者电梯轿箱内的请求在当前楼层的下面时，电梯继续处于下降状态;当以上3种条件都不满足时，电梯经过一段定时时间后进入停止状态。
 (3)电梯处于停止状态
 在当前层之上有下降、上升的请求信号或者电梯轿箱内楼层请求信号在当前层的上面则置电梯为上升状态;相反，若在当前层之下有下降、上升的请求信号或者电梯轿箱内楼层请求信号在当前层的下面则置电梯为下降状态。
 参考文献：
 [1] 廖长初  《可编程控制器应用技术》 重庆 重庆大学出版社， 1997
 [2] 毛中源  《微机控制电梯》 北京  北京国防工业出版社， 1996
 [3] 李光弟  《单片机基础》 北京  北京航空航天大学出版社， 2000
 [4] 汪晓光、王艳丹、孙晓瑛  《可编程控制原理及应用》 北京  北京机械工业出版社， 1994
 [5] 陈宇编著  《可编程控制器基础及编程技巧》 广州  华南理工大学出版社， 1999
 [6] 林小峰  《可编程控制器原理及应用》 北京  北京高等教育出版社， 1991
 [7] 朱绍祥   《可编程控制器原理及应用》 上海  上海交通大学出版社， 1988
 [8] 梁延东   《电梯控制技术[M]》 小国建筑出版社， 1997，137—138
 [9] 钟肇新、彭侃   《可编程序控制器原理及应用》 广州  华南理工大学出版社， 1992
 [10] 刘载文、李赢升、钟亚林   《电梯控制系统》北京  北京电子工业出版社， 1996