基于PLC的二层电梯软硬件课程设计

1系统概述设计题目应用背景和意义可编程控制器作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。随着社会的不断开展，楼房越来越高，而电梯成为了高层楼房的必须设备。PLC在电梯升降控制上的应用主要表达在它的逻辑开关控制功能。由于PLC具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯升降过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对电梯的控制。课题的设计任务及要求在PLC课程设计中，我组设计了一个两层电梯控制系统其主要参数要求及实现功能如下：电梯轿厢有三相异步电机拖动4KW380V50HZ，每层均设有平层感应开关，轿厢开关门有直流电机拖动125W24V。并设置有关门和开门到位的限位开关。实现功能：1、一层设有上行呼梯按钮、二层设有下降呼梯按钮。2、一层、二层和轿厢内均设有7断码数码管显示轿厢所在的楼层。3、轿厢内设置有选层按钮。4、轿厢内设置有开门和关门按钮。2方案论证根据设计要求，本电梯控制系统可以采用常规低压元器件继电器控制方式和计算机控制两种控制方式。采用继电器控制系统的电梯故障率高，大大降低了电梯的运行可靠性和平安性，所以根本上已经被淘汰。计算机种繁多，根据计算机控制系统的组成方法及运行方式不同，计算机控制可分为PLC控制与专用微机控制两种方式。其中PLC因体积小、功能强、故障率低、寿命长、噪声低、功耗小、维护保养简便、修改逻辑灵活、程序容易编制、易连成控制网路等诸多优点得到了广泛的应用。综上考虑，本系统采用PLC控制方案。3硬件设计及示意图主体构成一部电梯主要由轿厢‘配重、拽引机、、限速机、控制柜、导轨等部件组成。电梯机房内设有电梯控制柜和拽引机。轿厢内侧配有一按钮盘，设有选层按钮、开关门按钮，上方有数码管显示器。门上方配有电子平层感应器、平层信号需提供的是开关信号，由于霍尔元件具有结构牢固、体积小、重量轻、安装方便、功率小、耐震动、不怕灰尘等优点，我选择了桥厢下安装磁铁，通过非接触的霍尔元件产生开关信号的方法。由小电机拖动的开门机，微动开关检测门开关的到位。两个外侧厅门由轿门联动机构带动开启或关闭，一侧有装有响应指示灯的呼梯按钮及楼层显示器。电力拖动局部电梯轿厢由三相异步电动机拖动〔4KW380V50HZ〕轿厢门由直流电机拖动〔125W24V〕.电气控制局部根据系统输入输出信号数目及裕量等因素考虑我们选用三菱公司FX2N-32MRPLC控制，配加接触器、热继电器、低压断路器等。简易模型如图3-1所示。图3-1二层电梯简化模型3.2主电路轿厢拖动主电路由于拖动轿厢电动机功率为4KW，容量小〔以下〕、可采用直接起动。。选用上海纳玛电气Y132M1-6额定电流，。电路如图3-2所示图3-2轿厢拖动主电路原理图轿厢门拖动主电路轿厢门由直流电动机拖动〔125W24V〕。采用改变励磁电流方向改变转向。电路如图3-3所示图3-3轿厢门拖动主电路原理图3.3I/O分配本系统采用三菱FX2N-32MRPLC,根据需要，输入输出点分配见表3-1表3-1输入输出点分配表输入点对应信号输出点对应信号X01楼外呼按钮上Y0KM1X12楼外呼按钮下Y1KM2X2内呼按钮1楼Y2KM3X3内呼按钮2楼Y3KM4X41楼平层信号Y4LEDaX52楼平层信号Y5LEDbX6开门到位信号Y6LEDcX7关门到位信号Y7LEDdX10轿厢内开门按钮Y10LEDeX11轿厢内关门按钮Y11LEDfX12热继电器FR1Y12LEDg3.4I/O接线图PLCI/O接线图如图3-4所示图3-4I/O接线图系统控制接线图系统控制接线图如图3-5所示图3-5系统控制接线图元器件选型元器件选型如表3-2所示表3-2元器件选型序号代号名称型号数量1M1三相异步电动机Y132M-612M2直流电动机DM07-SGN-24-180013FR1热继电器JRS1D-2514KM交流接触器CJ1X-D12M25KM直流接触器CZ1-2C26SB按钮LA18-22J67L导线²BLV假设干8L导线1mm²BLV假设干9CPUPLCFX2N-32MR110QF低压断路器DZ10-100111QF低压断路器ABBT1BR303P312UGN霍尔元件UGN3020213ST行程开关LX19-111214LED七段码显示器HDSP-G00134软件设计4.1主流程电梯由安装在各楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。电梯轿箱内设有楼层内选按钮SB1、SB2，用以选择需停靠的楼层。SQ1-SQ4为到位行程开关。LED显示器用以显示电梯所在楼层。具体如下：1、开始时，电梯处于任意一层。2、当有外呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门翻开，延时5S后自动关门。3、当有内呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门翻开，延时5S后自动关门。4、在电梯运行过程中，电梯上升〔或下降〕途中，任何反方向下降〔或上升〕的外呼梯信号均不响应。5、电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮电梯门翻开，按关门电梯门关闭。电梯到达呼叫楼层流程图电梯到达呼叫楼层流层如图4-1图4-1电梯到达呼叫楼层流程图门响应流程图门响应流程如图4-2图4-2门响应流程图4.2梯形图PLC梯形图软件的设计采用模块化设计。模块化程序结构清晰、便于调试。分为开关门、内选、外召唤、层楼数指示、等模块。模块间不完全独立，它们之间存在着有机联系。开关门程序梯形图设计开关门程序梯形图如图4-3所示图4-3开关门程序梯形图辅助继电器M001表示轿厢到达呼叫层内选程序梯形图设计内选程序梯形图如图4-4所示图4-4内选程序梯形图外召唤程序梯形图设计外召唤程序梯形图如图4-5所示图4-5外召唤程序梯形图层楼数指示程序梯形图设计层楼数指示程序梯形图如图4-6所示图4-6层楼数指示程序梯形图5系统调试在实验室按照接线图接线，用发光二极管代替输入输出信号，其亮灭代替工作状态均可按照设计正常工作，即该系统可以很好的按照设计要求正常工作。设计心得在这次PLC课程设计中，让我感到缺乏的地方是在开始动手设计程序前的硬件设计与选择局部，不能够完美的选择器件在这个上面花了很多功夫。同时也认识到了自己对知识掌握的不全面与灵活透彻的弊端。通过这次的PLC课程设计加强了我对理论知识的运用能力，另外，这课程设计也为了我们以后的毕业设计提供了很好的经验，建立根底，可以说是意义重大，影响深远。参考文献(1)任胜杰.电气控