3915.PLC四层电梯控制系统设计

1、可编程逻辑控制器课程设计说明书 理工大学 课程设计说明书课题名称：plc四层电梯控制系统设计学 院： 专业班级：机电一体化技术081学 号：学 生：指导老师：青岛理工大学琴岛学院教务处 2010 年 12 月 29 日plc课程设计评定书题目四层电梯控制系统学生姓名学号指导教师评语及成绩 指导教师签名： 年 月 日答辩评语及成绩 答辩教师签名 年 月 日教研室意见总成绩 系主任签名 年 月 日目 录1 概述 32 设计思路 42.1电梯控制系统构成 42.2电梯的工作原理及功能要求 52.2.1输入输出回路 52.2.2变频调速回路 5 3 硬件设计 63.1输入输出点分配 63.2 plc的

2、外部接线 7 4.控制系统程序设计 85.程序设计 9 5.1 外召唤信号登记及消除9 5.2 内指令信号登记及消除10 5.3 电梯的平层信号处理11 5.4 选层定向及反向截梯12 5.5 内指令外召唤信号的保持14 5.6各楼层停车信号15 5.7 自动开关门166 .总结 17参考文献 171 概述在本次设计中，我将利用plc来实现对电梯的控制。在当今时代由于工业自动化程度的不断提高对自动化控制的要求也日趋增加，plc则能在很大程度上很广的范围内实现自动化控制。20世纪60年代末，为了克服传统继电器的种种应用上的缺点，人们研制出了一种先进的自动控制设备plc，由于plc具有优良的技术性

3、能，因此它一问世就很快得到了推广应用。现在plc作为用于工业生产过程控制的专用计算机，与商家、家用的微机不同，由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和工作运行的连续性，使其在设计上有许多特点。（1） 可靠性高，抗干扰能力强；（2） 编程方法简单、直观；（3） 体积小、耗能低、重量轻；（4） 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；（5） 系统的设计/安装、调试工作量少；（6） 维修工作量小、维护方便；（7） 接口模块功能强、品种多。因此，plc行业已经在工业市场上占有一大片领地。目前，plc在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业

4、。本次设计包括对plc外部接线设计，程序功能图设计，梯形图的设计，还有原理分析等。相信此次设计后，我对电梯的实际运行以及plc的基本原理和控制过程能有初步的掌握。2 设计思路21 电梯控制系统构成电梯控制系统主要由变频调速主回路、输入输出单元以及 plc 单元构成，plc用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动，加减速，停止，运行方向，楼层显示，层站召唤，轿箱内操作，安全保护等指令信号进行管理和控制功能。 22 电梯的工作原理及功能要求221输入输出回路输入输出单元为 plc 的 i/o 接口部分，主要由轿箱内选层、楼层及方向指示、厅外呼叫、开关门、上下强迫换速开关、井道内的上下平层、门锁、消防

5、、安全保护继电器、检修、称重、泊梯等单元构成。（1）输入单元为：开关门按钮，输入 plc 控制轿门的开闭（厅门也同时动作）；上下平层装置，用来保证电梯轿箱在各层停靠时准确平层；厅外呼叫单元，用来对各层站的厅外召唤信号进行登记、记忆和消除；轿箱内选层单元，负责对预选楼层指令的登记、消除和指示；上下限强迫换速开关，用于保护电梯的高速运行安全，避免电梯出现冲顶或蹲底事故，当电梯到达上下端站时，装在轿厢边的上下限强迫换速开关打板，信号输入 plc，plc 发出换速信号强迫电梯减速运行到平层位置；门锁装置（或轿门和厅门联锁保护装置），轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提；安全回路，通常包括轿

6、顶内急停开关、轿内急停开关、限速器断绳开关、安全钳开关、限速器超速开关、相序保护继电器、底坑急停开关、上下限极限开关等；检修、消防和泊梯，检修、消防和泊梯为电梯的三种运行方式，检修运行为电梯检修时的慢速运行方式，消防运行有消防返回基站和消防员专用两种运行状态，泊梯状态，消除内选和外呼信号，自动返回泊梯层、关门并断电；称重单元，用来检测轿厢负荷，判断电梯处于欠载、满载或超载状态，然后输出数字信号给 plc，根据负载情况进行起动力矩补偿，使电梯运行平稳。（2）输出单元为：层楼指示灯、楼层及方向指示单元，包括电梯上下行方向指示灯以及报站钟等，目前的方向及层楼指示灯主要有七段码显示方式和点阵显示方式，

7、本系统为七段码显示方式；开关门单元，用于控制电梯的厅门和轿门的打开和关闭，在自动定向完成或电梯平稳停靠后，plc给出相关指令，完成开关门动作。222变频调速回路变频调速主回路由变频调速驱动、三相交流输入、曳引机和制动单元构成.三相电源 r、s、t 经接线端子进入变频器为其主回路和控制回路供电，输出端为两相电接电动机的快速绕组，外接制动单元减少了制动时间，加快制动过程。变频器将实际速度与变频器内部的给定速度相比较，从而调节变频器的输出频率及电压，使电梯的实际速度跟随变频器内部的给定速度，达到调节电梯速度，旋转编码器用来检测电梯的运行速度和运行方向的目的。变频器输入信号为：上、下行方向指令，低速、

8、高速、检修速度编码指令。3 硬件设施3.1输入/输出的分配如下：该系统占用plc的30个i/o口，14个输入点，16个输出点，具体的i/o分配如下图所示：序号名 称输入点序号名 称输出点0一层平层i0.00电梯上行记忆q0.01二层平层i0.11电梯下行记忆q0.12三层平层i0.22电机正转q0.23四层平层i0.33电机反转q0.34内呼一楼i0.44内呼一楼指示q0.45内呼二楼i0.55内呼二楼指示q0.56内呼三楼i0.66内呼三楼指示q0.67内呼四楼i0.77内呼四楼指示q0.78一层外呼上行i1.08一层外呼上行指示q1.09二层外呼上行i1.19二层外呼上行指示q1.110三

9、楼外呼上行i1.210三楼外呼上行指示q1.211二楼外呼下行i1.311二楼外呼下行指示q1.312三楼外呼下行i1.412三楼外呼下行指示q1.413四楼外呼下行i1.513四楼外呼下行指示q1.514手动开门i2.014门电机正转q1.615手动关门i2.115门电机反转q1.716开门限位i2.2 17关门限位i2.318电梯上升极限位i2.419电梯下降极限位i2.53.2 plc的外部接线设计本设计的plc外部接线图如图所示.cpu226cn的传感器电源24v(dc)可以输出600ma电流，通过核算在本设计中plc容量完全满足要求，cpu226cn的输出继电器触点容量为2a，电压范

10、围为530v（dc）或5250v（ac）。plc外部接线图4 控制系统程序工艺流程分析根据电梯的功能要求与工作原理以及输入/输出点的地址分配表，来绘制电梯的程序流程,和设计电梯的程序梯形图。电梯程序流程图为图4.1。梯形图分成：初始化、指层控制、开关门控制、轿内呼叫与标记控制、厅外呼叫与标记控制、电梯上下行选择与指示控制、电梯的运行控制来编写与调试。最后再组合调试。 电梯程序流程图5 程序图5.1外召唤信号登记及消除厅外召唤指令具有登记指示，到层取消。5.2内指令信号登记及消除 点动内呼按钮，信号登记显示。到层信号取消。本系统设一楼为基站，两分钟内无任何操作，电梯自动返回一楼。 5.3 电梯的

11、平层信号处理5.4 选层定向及反向截梯轿厢上行轿厢下行5.5 内指令外召唤信号的保持轿厢的内呼指令与外召唤指令保持信号，用于在有乘坐需要的楼层停车，并自动或手动执行开关门操作。开关门执行一次之后，信号取消。使电梯能够继续响应其他乘坐信号。5.6 各楼层停车信号 5.7 自动开关门 如梯形图所示，电梯到层停车后，延时2s开门，5s后自动关门。并设有手动开门按扭和关门按钮。可实现即时开关门。6总结通过这次课程设计，我更深刻地认识到plc技术不仅可以实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数、算术运算、数据处理、数据通信等功能，并且具有处理分支、中断、自诊断能力。逻辑控制功能通过软件编程实现，柔性强，控制功

12、能多，控制线路大大简化。s7200plc的编程软件为step7 micro/win32，是一种基于windows平台的应用软件，它可以使用通用的个人计算机作为图形编辑器，用于在线或离线开发用户程序，用于在线对plc进行各种操作，并且可以在线实时监控用户程序的执行状态。它提供了三种编程语言，及梯形图lad，语句表stl及功能块图fbd，每种语言都有自己的特点。梯形图lad是在继电器接触控制基础上演变而来的，是一种图形化的编程语言。编程人员几乎不必具备计算机的基础知识，不需考虑plc内部的结构原理，只要有继电接触控制的基础，就能在很短时间内掌握梯形图lad的使用和编程方法。但仅仅能操作使用plc是不够的，我们要能根据要求灵活地运用plc知识设计控制电路，要做到在实现各种控制要求的同时所使用的电气控制元件最少，这样才能使成本降到最低，做到实现最优化的设计，这也是我们学习plc这门课程的主要目的。这次设计不仅让我对plc控制有了一定的了解，更让我认识到课上所学的东西是很有限的，设计的过程中需要我们不断的查资料，整理，思考等等，不仅对电梯的控制有所了解，而且对设备的选择也有或浅或深的认识，最重要的是我们掌握了一种设计的方法，思维的方式，真是受益匪浅。感