三层电梯控制系统设计报告

PLC课程设计报告题目：三层电梯PLC控制系统设计院别：姓名：学号：指导教师：日期：摘要本设计重要运用欧姆龙系统完毕。重要介绍了3层电梯的PLC的特点、PLC的功效、发展趋势、PLC控制电梯的软、硬件设计。在示意图、接线图、电梯的控制梯形图、指令表、和程序流程图的基础之上提出了PLC的编程办法。可编程控制系统（ProgrammableLogicController）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，通过数字式或模拟式的输入输出来控制多个类型的机械设备或生产过程。由于它可通过软件来变化控制过程，并且含有体积小、组装维护方便、编程简朴、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业自动化控制控制的各个领域，大大推动了机电一体化的进程。电梯是高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运输乘客和货品，传统的电梯控制系统重要采用继电器--接触器进行控制，其缺点是触点多，故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用PLC构成的控制系统能够较好地解决上述问题，使电梯运行更加安全、方便、舒适。现在PLC在电梯行业已得到广泛应用。在层数和控制功效较少的场合，采用PLC控制较为方便。目录第一章三层楼电梯自动控制电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分构成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐步被裁减。现在电梯设计使用可编程控制器(PLC)，规定功效变化灵活，编程简朴，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。一．电梯设计规定1、图是三层楼电梯示意图，电梯上、下由一台电机控制：正转（上升）、反转（下降）。1）每层设有呼喊开关SBl一SB3；呼喊批示灯H1一H3和到位行程开关STl一ST3。2）若令电梯上升途中只响应上升呼喊，下降途中只响应下降呼喊，任何反方向呼喊均无效(下列简称“不可逆响应”)，则其动作规定如表2．4-1所示。3）因实际电梯的呼喊开关为按钮式开关，因此SBl一SB3开关规定瞬间接通有效。4）各楼层问有效运行时间应不大于10s，否则认为有故障，自动令电机停转。注：第11、12项在运行中，后发出的反方向呼喊无效。2、附加动作规定：达成每层楼后，电梯应有开、关门动作二．电梯设计分析1.分析被控对象被控制的对象为三层楼电梯，在这个设计中动作要满足表2．4-1的规定。电梯运行到位后，含有开、关门功效。能自动鉴别电梯运行方向，并发出响应的批示信号。2.分派PLC的输入/输出端子输入电路输入端子输出电路输出端子开门行程开关SL1开门继电器KM1关门行程开关SL2关门继电器KM2红外传感器SA1上行继电器KM3红外传感器SA2下行继电器KM4一层到位行程开关ST1加速继电器KM5二层到位行程开关ST2低速继电器KM6三层到位行程开关ST3快速继电器KM7一层呼喊按钮SB1上行方向灯HL1一层呼喊按钮SB2下行方向灯HL2一层呼喊按钮SB3一层批示灯HL3一层内指令按钮SB4二层批示灯HL4二层内指令按钮SB5三层批示灯HL5三层内指令按钮SB6一层呼喊批示灯H1一层下行减速靠近开关SA1二层呼喊批示灯H2二层上行减速靠近开关SA2三层呼喊批示灯H3二层下行减速靠近开关SA3三层上行减速靠近开关SA43.统计输入、输出点数并选择PLC型号输入信号有17个，考虑到有15%的备用点,即17×(1+15%)=，取整数20，因此共需20个输入点。输出信号有15个，考虑到有15%的备用点,即15×(1+15%)=，取整数18，因此共需18个输出点。因此可选用C60PCPU类型可编程序控制器，它有32个输入点，28个输出点，满足本设计规定。4.输入/输出端子接线图5.运动形式分析（1）开、关门的控制电路如图所示。自动开门：当电梯运行到位后（运行继电器为OFF），对应的楼层到位行程开关闭合，即或或接点闭合，时间继电器TIM0000开始计时，计到3s时，TIM0000触点闭合，使0504线圈有效，驱动开门接触器，打开电梯门，直至到位，开门行程开关动作，即动断触点打开，开门过程结束。自动关门：当开门行程开关触点闭合，经时间继电器TIM0001延时5s后，使TIM0001触点闭合，0505有效，驱动关门继电器，关闭电梯门，直至到位，关门行程开关动作，关门动作结束。关门保护：自动关门时，可能夹住乘客，可在门上装设红外传感器。当有人进出时，或闭合，关门被严禁，同时开门接触器工作，把门打开，至限位位置后，重新执行关门动作。图开、关门的控制电路（2）电梯到站批示如图所示。当电梯达成一层时，一层到位行程开关闭合，一层批示灯亮。其它楼层状况类似。图电梯到站批示（3）各层呼喊批示如图所示当乘客按下某层楼的呼喊按钮或某层楼的内指令按钮时，对应的批示灯亮，批示灯始终保持到电梯达成该楼层。图各层呼喊批示（4）电梯起动和运行方向选择如图所示。假设电梯原先停在一楼，按了二层呼喊按钮（），二层呼喊批示灯亮（闭合），由于一层到位行程开关闭合，因此上行方向灯（）亮，起动中间继电器（）工作，上行继电器（）运行，电梯上升，到了二层，碰到二层到位行程开关，二层批示灯亮，前沿微分指令1005为ON一种扫描周期，用以切断起动控制信号，起动中间继电器停止工作，电梯停在二层。如果按了三层呼喊按钮，状况与这类似。电梯在上升途中，电梯的三层停止辅助继电器工作，此时按一层或二层呼喊按钮无效。如果同时按了二、三层呼喊按钮，上行方向灯亮，电梯上升，到了二层，二层停止辅助继电器和计时器开始工作，电梯停2秒后，上升方向灯继续亮，电梯继续上升，直到三层才停止。下降状况与上升类似，故不赘诉。由于有TIM0003故障检测，当电梯在各楼层间运行时间超出10s，就认为有故障，自动令电机停转。图电梯起动和运行方向（5）电梯速度的变换如图所示电梯起动后快速运行，2s后开始加速；在靠近目的楼层时，对应的靠近开关（、、或）动作，电梯开始减速，直至达成目的楼层时停止。图电梯速度的变换6.助记符LDT0000ORORANDNOTANDNOTANDNOTOUTLDORORANDNOTANDNOTTIM0000#0030LDT0001ORANDNOTANDNOTANDNOTOUTLDANDNOTTIM0001#0050LDORORANDNOTOUTLDOROUTLDORANDNOTANDNOTOUTLDORANDNOTANDNOTOUTLDORANDNOTANDNOTOUTLDORANDNOTANDNOTLDKEEP(011)LDORANDNOTANDNOTANDNOTLDKEEP(011)LDORANDNOTANDNOTLDKEEP(011)LDANDORANDNOTT0002OUTTIM000220LDANDOROUTLDANDOROUTLDORANDNOTANDNOTANDNOTT0003OUTLDORANDNOTANDNOTANDNOTT0003OUTLDNOTANDNOTANDNOTTIM000310LDANDLDKEEP(011)LDANDLDKEEP(011)LDLDKEEP(011)LDANDLDANDORLDLDANDORLDDIFU(013)LDORLDORKEEP(011)LDNOTORANDNOTANDANDANDNOTOUTLDNOTORANDNOTANDANDANDNOTOUTLDORANDANDNOTOUTLDTIM000420LDT0004ANDNOTOUTLDORLDANDLDANDORLDLDANDORLDLDANDORLDORNOTANDLDANDNOTANDNOTANDNOTOUTEND(001)三．硬件配备设计人按动对应的控制按钮，发出命令信号，由PLC接受，经PLC内部控制指令解决后，将控制信号传给变频器，通过变频器来控制电压、电流的强度，来决定拖动电机的正反转及速度。系统硬件构造图如图1所示，其各部分功效阐明以下。Q1—三相电源断路图K1—电源控制接触器K2—负载电机通断控制接触器VS—变频器BU—制动单元Ra—能耗制动电阻M—主拖动曳引电机在电梯运行的启动段是关系到电梯运行舒适感指标的重要环节,而舒适感又与加速度直接有关,根据控制理论,要使某个量按预定规律变化必须对其进行直接控制,对于电梯控制系统来说,要使加速度按抱负曲线变化就必须采用加速度反馈,当启动上升段速度达成稳态值的90%时，将系统由加速度控制切换到速度控制，由于在稳速段，速度为恒值控制波动较小，加速度变化不大，且采用速度闭环控制能够使稳态速度保持一定的精度，为制动段的精确平层发明条件。在系统的速度上升段和稳速段虽都采用PI调节器控制，但两段的PI参数是不同的，以提高系统的动态响应指标。在系统的制动段，即要对减速度进行必要的控制，以确保舒适感，又要严格地按电梯运行的速度和距离的关系来控制，以确保平层的精度。1.电梯控制构成由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼喊信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢的呼喊是随机的，因此，系统控制采用随机逻辑控制。即在以次序逻辑控制实现电梯的基本控制规定的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的对应状态适时的控制电梯的运行。另外，轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数拟定，并送PLC的计数器来进行控制。同时，每层楼设立一种靠近开关用于检测系统的楼层信号。为便于观察，对电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示，采用LED和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼喊信号以批示灯显示(开关上带有批示灯)。为了提高电梯的运行效率和平层的精度，系统规定PLC能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的控制。根据轿厢的实际位置以及交流调速系统的控制算法来实现。为了电梯的运行安全，系统应设立可靠的故障保护和对应的显示。采用PLC实现的电梯控制系统由下列几个重要部分构成。2.主电路主电路由三相交流输入、变频驱动、曳引机和制动单元几部分构成。由于采用交-直-交电压型变频器，在电梯位势负载作用下，制动时回馈的能量不能馈送回电网，为限制泵升电压，采用受控能耗制动方式。见图2。图2四．型号规格设备型号作用电源控制接触器CJ10-20频繁操作和远程控制负载断电控制接触器CJ10-20频繁操作和远程控制变频器SJ300控制电梯的运行速度及停止制动单元BU/380V用于层之间的制动控制能耗制动