建造6层电梯控制系统程序的设计方案

1、建造 6 层电梯控制系统程序设计方案1.1 PLC 的基本结构1、中央处理单元（CPU）中央处理单元（CPU）是PLC的控制核心。它按照PLC系 统程序赋予的功能： a. 接收并存储从用户程序和数据； b. 检查电源、存储器、 I/O 以 及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。2、存储器 可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。 存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程 序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序（用户程序存和 数据）的存储器称为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分。3输入接口电

2、路输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，在我们实际涉及到的信号当中，开关量最普遍。4输出接口电路：可编程序控制器的输出有：继电器输出（M）、晶体管输出（T）、晶闸管输出（SSR）三种输出形式。5电源 PLC 的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、 可靠得电源系统是无常工作的，因此 PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。 一般交流电压波动在+10%（+15%围，可以不采取其它措施而将 PLC直接连接到交流电 网上去。如FX1S额定电压AC100240V,而电压允许围在 AC85 264V之间。允许瞬 时停电在10ms以下，能继续工作。一般小型PLC的电源输出分为两部

3、分：一部分供 PLC部电路工作；一部分向外提 供给现场传感器等的工作电源。1.2 PLC 的工作原理PLC则是采用循环扫描的工作方式。一个扫描周期主要可分为3个阶段。1.2.1 输入刷新阶段在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。 完 成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。在程序执行期间即使输 入端状态发生变化，输入状态寄存器的容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作 周期的输入刷新阶段才能被读入。1.2.2 程序执行阶段在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应 的逻辑运算结果存入对应的部辅助寄存器和输出状态寄存器。

4、当最后一条控制程序执 行完毕后，即转入输入刷新阶段。1.2.3 输出刷新阶段当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的容，依次送到输出锁存电路（输 出映像寄存器），并通过一定输出方式输出， 驱动外部相应执行元件工作， 这才形成 PLC 的实际输出。由此可见，输入刷新、程序执行和输出刷新三个阶段构成 PLC 一个工作周期，由 此循环往复，因此称为循环扫描工作方式。显然扫描周期的长短主要取决于程序的长短。扫描周期越长，响应速度越慢。由 于每个扫描周期只进行一次I/O刷新，即每一个扫描周期 PLC只对输入、输出状态寄 存器更新一次，所以系统存在输入输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应 速度。

5、但是由于其对 I/O 的变化每个周期只输出刷新一次，并且只对有变化的进行刷 新，这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成影响，还会提高抗 干扰能力。这是因为输入采样阶段仅在输入刷新阶段进行，PLC在一个工作周期的大部分时间是与外设隔离的，而工业现场的干扰常常是脉冲、短时间的，误动作将大大减 小。但是在快速响应系统中就会造成响应滞后现象，这个一般PLC都会采取高速模块。总之，PLC采用扫描的工作方式，是区别于其他设备的最大特点之一， 我们在学习 和使用PLC当中都应注意。第二章 课程设计计划任务1 原始数据及主要任务：依据实验室中的六层电梯装置模型，设计一个六层交流调速电梯控制系统

6、，对 PLC和变频器等硬件部分进行比较简单 的选型设计，编写 I/O 地址分配表，按照电梯的一般控制原则编制相应的 软件程序，绘制出相关图纸。 利用实验室的现有设备进行系统的模拟实验。 对课程设计进行总结，撰写课程设计报告。2 技术要求：A.设计应符合国家的相关标准；B.设计控制系统应符合故障安全准则;C .电梯具有维修控制功能；D. 应有楼层和方向数码显示；E. 电梯的运行应符合方向优先等原则;F. 应具有自动调整功能。第三章 TVT 2000E 组合式多层电梯控制系统1、系统的结构及组成TVT 2000E组合式多层电梯控制模型由曳引系统、 导向系统、门系统、轿厢系统、重量平衡系统、电力拖动

7、系统、电气控制系统、安全保护系统等组成。 曳引系统由曳引系统机（带减速器三相异步电动机）或一相永磁同步机、曳引钢 丝绳、导向轮等组成，是电梯的动力源。导向系统由导轨、导轮和导轨架等组成。它的作用是限制轿厢和对重的活动自由 度，使轿厢和对重只能沿着导轨作稳定升降运动。门系统由轿厢门、开门机、联动机构等组成。轿厢门设在轿厢入口、由门扇和门 导轨架等组成。轿厢的厢体由厢底、厢壁、厢顶等组成，轿厢部设有轿厢控制器，其操纵按钮设 在轿厢外部电力拖动系统由曳引电机、变频器等构成，具有速度反馈的调速控制系统，实现 对电梯的速度控制。电气控制系统由操纵装置、位置显示装置、平层装置、PLC（选用松下最新产品FP

8、刀）、触摸屏、传感器、光电编码器等组成。对电梯的运行方式实行操纵和控制。电梯模型上设有机械缓冲器，具有撞底的保护作用。电气上还设有平层限位的各 种保护功能。2、主要技术参数输入电源：AC 220V 5% （单相）50HZ额定电流： 2A环境温度：一 5 C45 C相对湿度：W 90% （25 C）外型尺寸：480 X 370 X 2050伽变频器 ： BFV00042G、 220V、 0.4KwPLC : FPE 32T （2 台联网）结构形式：六层六站设备重量：75 kg3、电梯控制1 、电梯控制要求开始时，电梯处于任意一层。（六层电梯为-15层）当有外呼梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，到

9、达该楼层时，轿厢停止运行, 轿厢门打开，无人操作时，延时一定时间后自动关门。当有呼梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，到达该层时，轿厢停止运行，轿 厢门打开，无人操作时，延时一定时间后自动关门。在电梯轿厢运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升） 的外呼信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方无其他、外呼梯信号时，则电梯响 应该呼梯信号。例如：电梯轿厢在一楼，将要运行到五楼，在此过程中可以响应二层、 三层、四层的向上呼梯信号，但不响应二层、三层、四层的向下呼梯信号。同时，如 果电梯到达五层，如果六层没有任何呼梯信号，则电梯可以响应五层向下的信号。否则，电梯轿厢将继续运行至六楼，然

10、后向下运行响应五层的向下呼梯信号。电梯应具有最远反向外呼梯响应功能。例如，电梯轿厢在一楼，而同时有二层 向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，五层向下外呼梯，六层向下外呼梯, 则轿厢先去六楼响应六层向下外呼梯信号电梯未平层即运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯轿厢响应 停止后，按开门按钮轿厢门打开，按关门按钮轿厢门关闭。2 、I/O分配如下图TVT2000E电梯模型S7-200主机的I/O 表PLC输入I 口PLC输出O 口高速计数器输入AI0.6底层呼指示灯Q3.0高速计数器输入BI0.7一层呼指示Q3.1底层呼按钮I3.0二层呼指示Q3.2一层呼按钮I3.1三层呼指示Q3

11、.3二层呼按钮I3.2四层呼指示Q3.4三层呼按钮I3.3五层呼指示Q3.5四层呼按钮I3.4PWM输出Q0.1五层呼按钮I3.5开门驱动Q0.4轿厢开门按钮I3.6关门驱动Q0.3轿厢关门按钮I3.7底层向上指示Q1.6底层外呼上I1.5一层下指示Q1.5一层外呼下I1.4一层上指示Q1.4一层外呼上I1.3二层下指示Q1.3二层外呼下I1.2二层上指示Q1.2二层外呼上I1.1三层下指示Q1.1三层外呼下I1.0三层上扌曰示Q1.0三层外呼上I0.5四层下指示Q0.7四层外呼下I0.4四层上指示Q0.6四层外呼上I0.3五层下指示Q0.5五层外呼下I0.2电梯上行驱动Q0.2下基准位限位I

12、1.6电梯下行驱动Q0.0下极限位限位I1.7电梯上行指示Q2.5上基准位限位I0.1电梯下行指示Q2.4上极限位限位I3.7显示驱动AQ2.0开门限位开关I2.7显示驱动BQ2.1关门限位开关I2.6显示驱动CQ2.2轿厢安全开关I0.0显示驱动DQ2.3紧急停车按钮I2.5中间继电器MX.Y手动控制开关I2.0底层平层信号M0.0手动开门按钮I2.1一层平层信号M0.1手动关门按钮12.2二层平层信号M0.2手动上行按钮12.3三层平层信号M0.3手动下行按钮12.4四层平层信号M0.4五层平层信号M0.5电梯加速信号M0.6电梯减速信号M0.7启动信号M1.0呼梯表有呼梯M1.1外上呼梯

13、表有呼梯M1.2外下呼梯表有呼梯M1.3停层信号M1.4前方停层信号M2.0四、电梯模型PLC控制系统构成，运行原理及设置1.六层电梯实际模型控制系统的硬件是由三相异步电动机、变频器、传感器、旋转编码器、触摸屏、FPE（2台）等组成。采用PC-LINK网络实现了 PLC的远程控制, 其PLC控制系统结构框图如图1所示图1 PLC控制系统框图2、变频调速系统原理1PWM变频调速方式方法及反馈系统的设计1)PWM变频调速方法和调速方式六层电梯模型的变频器通过编程控制电梯， 变频电机按图6所示的理想曲线运行,而电机何时启动换速以及电机的转向是由PLC根据电梯呼梯、减速等信号做出决定，发出控制信号给变

14、频器，变频器按理想速度曲线控制电梯运行图2理想速度曲线人们在乘坐电梯的时候，会由于重力的作用有超重和失重的感觉，严重时会感觉不舒服。因此，在电梯的设计时，就尽量使电梯按照图 2的理想速度曲线运行，参考程序如下:主程序：SM0.1底层下平层M0V_DWENENO*300- INOUTNetwork 2 權牺期讪馳舟Network 3设走电梯正常运行速度。Network 5 初始化，建呼梯表子程序:Network 1当轿厢运行到下墓准憶畫后高谨计剪器隹话工作下基淮位眼位MOV_B-ENENCI1 1161JFC-INOUT-SMB47HDEFENENO1-MODEMOV oaEMO+0-INOUT

15、5MD16MJV_DWENEMOOOLOOJ-INOUT-SMD52HGCENONetwork 2当轿厢向上运行时，高速计勘器准备加勃工作亠Network 4丰层判因fcT D 1二层下平层二HC1_1 d 1Q H昙上平层HCIQ 11 u 1三卧平层三HC1_1 小 1e 1 二上平层HC1小1_囚目下丰尽的层上干戸HCIHC1|D | D 丨万即平层方工上平层四层半层信号Y )二层半层信乞Y )星上干层 HCINetwork 11ij算下行时轿厢距离的名层的值“SUB_DINENOHC1-底层桔巨旱奉-IN1IN2OUTSUB DI上行驱动Network 12计算上行时轿廂距离的各层的值

16、。SUB.DICMnuntNIN1tNUOUTIN2上行一层偏差HC1-一层楼层基准卜仃底疙角差I=dH 减速区段设定 下行一层伺差前万停匡信号减建控制信号减連区段设定 下行二层伺差1=|_减湮区段设定下行三层伺差I,DI减連区段设定下行啤闻差| =d|减速区段设定上行一层伺差I ,DI咸湮区段设定上行二层偽差13 减速区段设定上行三层伺差MlI上行匹层偏差pl=Dl-咸速区段设圭上行五层偏差pl|VW116一层内吁悌指示Network 18填內呼衷二层Network *19_层內呼序描茁一Iriu忖 0V_*rtun18-tnINtnUOUT)1VW118Nehwork 20 填内口挟三层三

17、匡內眄棉信号 二医平匡信号 二匡I勺呼祎播7TTNetwork 22 填内呼表四尝II口层內呼桝号 四导隈離 四层引乎惭舒Network 30 疽处上呼更二层二层心晴二訓信号二层貲彗IN2-UUINetwoik 31上行犯动开门料力I二层平层信号二层外上M0V.WENENOINniirVW138Netwoik 32 填外上H牛表二兵三层9卜上呼棉信一三乐平M吉号三层外上呼样指-$ )1IM0/ENENO1A3-IMOUTVW140Network 36 总外N乎表一层一场MCV.V/ENENONetwoik 39下行匝动 二层平层侑三 二层处下科崭旨Network 37下行班动层平层信弓-层外戶

18、乎取/IT R)1Network 38填外下1乎丧-层OUTVW156Network 4U追外卜呼圭二匡Netwoik 4113层外下呼梯信-四层平层信号MOV.WENENO1-INour四层外下呼梯播 - )1X VW162Newgk 47 FlqllgM 雜IHill.T1r益舌5r48IDH31站inEsJIO丄TN2.1O# 49VWOKo讪益J1O丄rW170dh.bENENOIlNOUtI、AIA|gooCT LTBL.FINDENENO、Negork 515丄AVW30Netwoik 53AC2外下呼境裘有呼C )W30I Notwoik b9I r1)Network B2偉层诘

19、目P IC s )N2WOS-63wHinl弋sir巾1 TQMrtllsrJtl1 TnpTI一NeMo.k 64H:ZJ44FBE&ZJ2UH1 T1 L半ZJAEMN2*uk 65 世磊亦in刃n-HH)DtM1 TK冒17Vr三tnrl:n 、 IS、乙H 冊七HilaifJIO 1 T |刊鬲黑 1 T 1 TT102Network 66 启动言号后动信号 Network 6卩2*7-GS号I H上行示电4|庇 cri.f.ZEEflI HmU RFVfllJL 值卜flJLflJL :c: : I:ea-EHST =Tiet eh 二 三 四 五 KM5.2Network 68SM

20、O.OLBCDENENOIC3-INOUT-MW4Q2.2 )课程设计总结时间飞快，两个星期的课程设计已接近尾声。两个星期的课程设计让我学到了很 多。学到的不仅仅是如何查找资料，写程序及调试，更有贯穿课程设计始终的团队精 神。一项工程一个人很难完成，而必须依靠团队的力量。有了团结的队伍才能做出完 美的设计，才能完成伟大的工程。在设计之前，我翻阅了上课时做的笔记，看了下老师上课时用的课件，又去图书 馆查阅了一些资料。这样对 PLC应用课程设计有了大体思路：研读课程设计任务书，定制设计方案。课程设计第一天，班长把各组的设计题目发到各组手中，我们的课设的题目是“ 6 层电梯控制系统程序设计” 。看到题目后我很高兴，因为我最想做的就是这个设计。看 完设计要求后，我们开始分配任务，分工合作，天气很热，我们的工作也很累，汗水 打湿了我们的衣衫，但我们却很开心。因为我们收获的不仅仅是一个电梯控制程序还 有团队合作精神。在本次PLC应用课程设计中，我参与了每一个环节，从基本方案的拟定，到写