【正文】 基于PLC的自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要自動(dòng)扶梯是現(xiàn)代商場、超市不可缺少的運(yùn)輸工具，用于傾斜輸送乘客、貨物。傳統(tǒng)的自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器接觸器進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)是觸點(diǎn)多，故障率高、可靠性差、維修工作量大等，而采用 PLC組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問題。本文通過討論自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)的組成，闡述可編程控制器（PLC）在電梯控制中的應(yīng)用，采用西門子PLC編程的程序控制方式，提出了自動(dòng)扶梯的PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)過程及最后的仿真結(jié)果，列出了具體的主要硬件電路、電梯的控制梯形圖，并給出了系統(tǒng)組成框圖和程序流程圖。在分析、處理故障信號(hào)邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了PLC的編程方法，設(shè)計(jì)了一套完整的自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)方案。并進(jìn)行了程序的調(diào)試，最終使用MCGS軟件將整個(gè)控制界面用動(dòng)畫的方式展示了出來。關(guān)鍵詞：自動(dòng)扶梯 PLC 梯形圖 MCGS 控制系統(tǒng)Control system design based on PLC of escalatorAbstract As an indispensable transportation tool for modern stores supermarkets, Escalator is used for carrying passengers, goods, the traditional escalator control system mainly adopts relayscontact device control, its shorting is contacts, high failure rate, poor reliability, maintenance workload big, etc, and use of PLC control system can well solve the problems.This paper discussed the position of the escalator control system, expounded the programmable controller (PLC) in the elevator control application, adopted the mode of programming which is used Siemens PLC program control , put forward the escalator PLC control system overall design scheme, design process and the final simulation results, list the major hardware circuit, the elevator control ladder diagram, and gave the system position diagram and program flow chart. put forward PLC programming method based on the analysis and deal with the re fault signal , designed a set of plete escalator control system scheme. And the adjustment of the program, and eventually used MCGS show the entire control interface out by animation. Key words: Escalator PLC ladder diagram MCGS control systemI 目錄摘要 IAbstract II第一章 引言 1 1 1 2 3 自動(dòng)扶梯的定義 3 自動(dòng)扶梯的基本結(jié)構(gòu) 3 自動(dòng)扶梯的分類 5 自動(dòng)扶梯的主要參數(shù) 5第二章 S7—200系列PLC的概述 6 PLC的定義 6 PLC的基本組成 6 可編程控制器的特點(diǎn)、分類和技術(shù)指標(biāo) 8 8 10 可編程控制器的技術(shù)指標(biāo) 11 PLC的工作原理 12 13 PLC工作過程 14第三章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的總體方案 17 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能 17 扶梯的運(yùn)行與停止功能 17 扶梯的故障處理功能 18 扶梯的自動(dòng)潤滑功能 18 18 18 19 20第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 21 21 23 24 24第五章 PLC控制程序設(shè)計(jì) 25 STEP7軟件 25 STEP7軟件概述 25 STEP7 軟件基本功能 25 26 控制程序開發(fā) 27 27 自動(dòng)扶梯的上下行切換 29 30 31 31表51 安全開關(guān)的故障顯示碼 32第六章基于MCGS的監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì) 33 MCGS簡介 33 自動(dòng)扶梯的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 制作監(jiān)控界面 33 動(dòng)畫連接 34第七章總結(jié) 37 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第一章 引言自動(dòng)扶梯的起源可以追溯到1859年，當(dāng)時(shí)的那森艾米斯申報(bào)了一項(xiàng)“自動(dòng)滾梯”方案，該方案由一套通過滾輪驅(qū)動(dòng)，首尾相連、連續(xù)不斷運(yùn)動(dòng)的樓梯組成。十九世紀(jì)末，兩名美國人分別在研究電動(dòng)扶梯。1897年，杰斯雷諾(Jesse W. Reno)在美國紐約康尼島的游樂場建成了一條使用斜板行走，類似自動(dòng)扶梯的機(jī)動(dòng)游戲。而查理斯西伯格(Charles Seeberger)則在1898年購下一項(xiàng)關(guān)于自動(dòng)扶梯的發(fā)明專利，并且與奧的斯電梯公司合作，1899年在紐約州制造出第一條有水平的梯級(jí)，扶手和梳齒板的電動(dòng)扶梯。1900年舉行的巴黎博覽會(huì)上，西伯格成功展出了他們以“電動(dòng)扶梯”(Escalator)為名的產(chǎn)品，并且獲得了一項(xiàng)頭獎(jiǎng)。1910年奧的斯收購了西柏格的專利，次年再購下雷諾的公司。1920年,奧的斯把兩者的設(shè)計(jì)結(jié)合，成為今天自動(dòng)扶梯的基本設(shè)計(jì)。1922年, 奧的斯公司制造了世界上第一臺(tái)現(xiàn)代化自動(dòng)扶梯, 水平楔槽式梯級(jí)與梳齒板相結(jié)合, 此后被其它自動(dòng)扶梯制造商所沿用。1985年, 三菱電機(jī)公司研制出曲線運(yùn)行的螺旋型自動(dòng)扶梯, 并成功投入生產(chǎn)。1991年, 三菱電機(jī)公司開發(fā)了帶有中間水平段的大提升高度自動(dòng)扶梯。這種多坡度型自動(dòng)扶梯, 在大提升高度時(shí)可降低乘客對(duì)高度的恐懼感, 并能與大樓樓梯結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)配置。1993 年,據(jù)《日立評(píng)論》報(bào)道,日本日立制作所開發(fā)了可以乘運(yùn)大型輪椅的自動(dòng)扶梯, 幾個(gè)相鄰梯級(jí)可以聯(lián)動(dòng)形成支持輪椅的平臺(tái)。20世紀(jì)90 年代末, 富士達(dá)公司開發(fā)了變速式自動(dòng)人行道,即自動(dòng)人行道以分段速度運(yùn)行, 乘客從低速段進(jìn)入, 然后進(jìn)入高速平穩(wěn)運(yùn)行段, 再后進(jìn)入低速段離開。這樣提高了乘客上下自動(dòng)人行道時(shí)的安全性, 縮短了長行程時(shí)的乘梯時(shí)間。2000年4月, 美國Elevator World報(bào)道, 位于德國漢堡的蒂森自動(dòng)扶梯工廠,制造出全彩色自動(dòng)扶梯梯級(jí),它由玻璃纖維材料制成,有藍(lán)色、綠色、紅色、灰色和黑色等。彩色梯級(jí)為建筑師提供了豐富的設(shè)計(jì)想象空間。2002年4月17日至20日,三菱電機(jī)公司在第5屆中國國際電梯展覽會(huì)上展出了傾斜段高速運(yùn)行的自動(dòng)扶梯模型?？摄q接伸縮的驅(qū)動(dòng)齒條結(jié)構(gòu)在運(yùn)行時(shí)可使梯級(jí)的間隔發(fā)生變化, 從而使速度也產(chǎn)生變化。, 這樣既縮短了乘客的乘梯時(shí)間, 也提高了乘客上下扶梯的安全性與平穩(wěn)性。2003 年2 月, 奧的斯公司發(fā)布新型的Next Step自動(dòng)扶梯, 它采用Guarded 踏板設(shè)計(jì), 梯級(jí)踏板和圍裙板成為協(xié)調(diào)運(yùn)行的單一模塊。 它還采用了其它一些提高自動(dòng)扶梯安全性的新技術(shù), 自動(dòng)扶梯技術(shù)又一次更新。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)扶梯技術(shù)也越來越成熟。各國扶梯產(chǎn)業(yè)入雨后春筍，在改革開放的大潮流下，中國的扶梯產(chǎn)業(yè)也日漸成熟。目前世界各大電梯企業(yè)在國內(nèi)都有了合資企業(yè)，如迅達(dá)、奧的斯、三菱、日立、東芝、通力等。在中國目前的重載公共交通型自動(dòng)扶梯市場領(lǐng)域內(nèi)主要有以下幾位廠商：　OTIS（天津、廣州）公司的主導(dǎo)產(chǎn)品為510PSE型自動(dòng)扶梯，最大提升高度為12m，精曠的外觀設(shè)計(jì)給人以厚重的安全感，其產(chǎn)品在軌道交通領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用實(shí)例為上海地鐵一號(hào)線。SCHINDLER（中迅、蘇迅）公司的主導(dǎo)產(chǎn)品為SC9700和SC9300型自動(dòng)扶梯，最大提升高度為50m，外觀設(shè)計(jì)精巧、細(xì)致。備有4種驅(qū)動(dòng)方式，3種扶手帶傳動(dòng)方式以適用于不同的用戶需求。具有ECO節(jié)能方式。其產(chǎn)品在軌道交通領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用實(shí)例為上海輕軌明珠線、北京地鐵復(fù)八線、香港荃灣交通線等。KONE公司的主導(dǎo)產(chǎn)品為TRANS VARIORHD型自動(dòng)扶梯，最大提升高度為50m，產(chǎn)品不僅擁有精巧的外觀，內(nèi)在品質(zhì)也很高。曳引方式采用無鏈驅(qū)動(dòng)，曳引、減速、傳動(dòng)三者融為一體，行星齒輪傳動(dòng)高效靜噪。CNIM公司的扶梯系列產(chǎn)品，因其較早確立在城市軌道交通領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，一度成為工程業(yè)主的首選品牌。其產(chǎn)品在軌道交通領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用實(shí)例為北京地鐵復(fù)八線、香港地鐵、臺(tái)北捷運(yùn)系統(tǒng)等。SJEC(江南)公司是借90年代早期國內(nèi)扶梯市場供不需求的東風(fēng)而迅速崛起的，其產(chǎn)品已經(jīng)走出國門。江南電梯公司曾開發(fā)出我國第一臺(tái)變頻多坡度自動(dòng)扶梯，在中國電梯界激起一陣波瀾。其JHD型自動(dòng)扶梯現(xiàn)運(yùn)行于廈門市政工程中，外觀落落大方。 自動(dòng)扶梯的定義 自動(dòng)扶梯，亦稱電動(dòng)扶梯，是一種以運(yùn)輸帶方式運(yùn)送行人的運(yùn)輸工具。一般是斜置。行人在扶梯的一端站上自動(dòng)行走的梯級(jí)，便會(huì)自動(dòng)被帶到扶梯的另一端，途中梯級(jí)會(huì)一路保持水平。枎梯在兩旁設(shè)有跟梯級(jí)同步移動(dòng)的扶手，供使用者扶握。自動(dòng)扶梯可以是永遠(yuǎn)向一個(gè)方向行走，但多數(shù)都可以根據(jù)時(shí)間、人流等需要，由管理人員控制行走方向。 自動(dòng)扶梯的出現(xiàn)給人類的日常生活帶來極大的便利。自動(dòng)扶梯作為運(yùn)送旅客的交通工具, 不僅成功地縮小了目標(biāo)間的距離, 而且使超短途( 如樓層、月臺(tái)間等) 的大流量人員運(yùn)輸成為可能。因此, 經(jīng)濟(jì)學(xué)家說: “自動(dòng)扶梯的出現(xiàn)使人們有了逛大型商場的欲望?！苯煌▽W(xué)家說“是自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的應(yīng)用使我們可以把車站、機(jī)場建的盡可能大?！弊詣?dòng)扶梯的應(yīng)用已經(jīng)改變了我們的生活, 并已經(jīng)成為現(xiàn)代物質(zhì)文明的一個(gè)重要標(biāo)志。 自動(dòng)扶梯的基本結(jié)構(gòu)自動(dòng)扶梯的主要由桁架、驅(qū)動(dòng)裝置、運(yùn)載系統(tǒng)、扶手裝置、安全裝置、潤滑系統(tǒng)及室外自動(dòng)扶梯防盜防水防塵設(shè)施等組成。1） 桁架自動(dòng)扶梯的金屬骨架，一般由上水平段、下水平段和直線段組成，也是承載部件，具有連接兩個(gè)不同層高的地面、承受各種載荷及安裝支撐所有零部件的作用。因此它必須具有足夠大的強(qiáng)度和剛度，一般由角鋼、型鋼焊接而成。2） 驅(qū)動(dòng)裝置通常由電動(dòng)機(jī)、減速器、中間傳動(dòng)件、主驅(qū)動(dòng)軸、制動(dòng)器、傳動(dòng)鏈輪及鏈條等組成 ，安裝在桁架的端部，主要功能和作用是驅(qū)動(dòng)扶梯運(yùn)行，同時(shí)限制超速和阻止逆轉(zhuǎn)運(yùn)行，是扶梯的主要部件，也是主要的振動(dòng)源和噪聲源。3） 運(yùn)載系統(tǒng)由梯級(jí)、牽引構(gòu)件、梯路導(dǎo)軌系統(tǒng)、梳齒前沿板等組成。當(dāng)扶梯運(yùn)行時(shí)，梯級(jí)鏈將驅(qū)動(dòng)主機(jī)的動(dòng)力傳送給梯級(jí)，使梯級(jí)沿著梯路導(dǎo)軌運(yùn)行，安全快速運(yùn)輸乘客。4） 扶手裝置由扶手帶、扶手帶驅(qū)動(dòng)裝置、護(hù)壁板、扶手支架和導(dǎo)軌、扶手帶張緊裝置、圍裙板、內(nèi)蓋板、外蓋板等組成，扶手裝置安裝在兩臺(tái)特殊的膠帶輸送機(jī)上，與梯級(jí)同步運(yùn)行，也有流動(dòng)的美感效果。5）安全保護(hù)裝置（1）工作制動(dòng)器、緊急制動(dòng)器和附加制動(dòng)器工作制動(dòng)器安裝在主機(jī)上，是確保扶梯正常停車的制動(dòng)器，緊急制動(dòng)器直接作用在主驅(qū)動(dòng)軸上，是確保扶梯緊急情況下有效地停車、并保持靜止?fàn)顟B(tài)的制動(dòng)器，附加制動(dòng)器直接安裝在主驅(qū)動(dòng)軸上，在工作制動(dòng)器失效時(shí)實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)制動(dòng)力矩，確保扶梯停止運(yùn)行。（2） 超速保護(hù)裝置當(dāng)扶梯超速運(yùn)行至某設(shè)定值或欠速運(yùn)行至某設(shè)定值時(shí)超速保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷扶梯的電源，使扶梯停止運(yùn)行。（3） 防逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置是防止扶梯改變規(guī)定運(yùn)行方向的自動(dòng)停止控制裝置，當(dāng)扶梯發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)，該裝置能使工作制動(dòng)器或附加制動(dòng)器動(dòng)作，使扶梯停止運(yùn)行。（4） 梳齒板安全保護(hù)裝置當(dāng)異物卡在梯級(jí)踏板和梳齒之間造成梯級(jí)不能與梳齒板正常嚙合時(shí)，此時(shí)梯級(jí)不能正常進(jìn)入梳齒板，梯級(jí)的前進(jìn)力會(huì)使梳齒板抬起移位，使微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，扶梯停止運(yùn)行，達(dá)到安全保護(hù)的作用。（5） 扶手帶入口安全保護(hù)裝置當(dāng)扶手帶的入口的橡膠套受到30~50N的壓力時(shí)，會(huì)使微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，是電梯停止運(yùn)行，防止人的手和手臂被扯入6）潤滑系統(tǒng)機(jī)械零件摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，加劇機(jī)件的磨損，配備自動(dòng)加油潤滑裝置可以減少機(jī)件摩擦產(chǎn)生的熱量，降低運(yùn)行噪聲，延長使用壽命，主要潤滑的機(jī)械部件包括主驅(qū)動(dòng)鏈條、梯級(jí)驅(qū)動(dòng)鏈條、扶手驅(qū)動(dòng)鏈條、以及導(dǎo)軌轉(zhuǎn)向壁等。 自動(dòng)扶梯的分類自動(dòng)扶梯的分類方法很多，可以從不同角度來分。(1)按驅(qū)動(dòng)方式分類：有鏈條式(端部驅(qū)動(dòng))和齒輪齒條式(中間驅(qū)動(dòng))兩類。(2)按使用條件分：有普通型(每周少于140h運(yùn)行時(shí)間)和公共交通型(每周大于140h運(yùn)行時(shí)間)。(3)按提升高度分：有最大至8m的小提升高度，和最大至25m中提升高度以及最大可達(dá)65m的大提升高度3類。 (4)按運(yùn)行速度分：有恒速和可調(diào)速兩種。 (5)按梯級(jí)運(yùn)行軌跡分：有直線型(傳統(tǒng)型)、螺旋型、跑道型和回轉(zhuǎn)螺旋型4類。 自動(dòng)扶梯的主要參數(shù)主要參數(shù)：(1)額定速度(Y／)：梯級(jí)在空載情況下的運(yùn)行速度(m／s)。／s、 ／／s。(2)傾角(α)：梯級(jí)運(yùn)行時(shí)與水平面構(gòu)成的最大角度，通常為30176?；?5176。(3)提升高度(H)：扶梯的上基點(diǎn)與下基點(diǎn)的垂直高度差(m)。(4)梯級(jí)寬度(B)：梯級(jí)名義寬度(mm)。(5)梯級(jí)水平段(L)：扶梯進(jìn)口處水平運(yùn)行的距離(mm)。當(dāng)ｖ=0．50m／s時(shí)，L≥800mm；當(dāng)v