电梯控系统的设计与实现

电梯控制系统的设计与实现目录项目选题构思1．选题的背景依据2．方案的分析3.项目规划二、项目整体设计1．项目任务及分析2.系统总体功能3.程序设计流程图4.控制电路的设计（1）I/O分配表及PLC的选型（2）硬件接线图的设计（3）初期程序的设计三、项目运行实施1．硬件安装2．整体调试调试步骤调试要点四、程序五、总结与体会创新项目任务书本学期开展创新项目，是为了培养学生运用专业知识解决实际应用的能力，进一步加强一般控制系统的安装调试技能训练，引导学生进行项目任务要求分析及项目实施工作方法选择，建立创新意识、激发其对专业学习兴趣和热情，培养学生团队的工作作风。项目选题电梯控制系统设计项目任务及要求项目任务：根据要求分析电梯控制的工作原理，绘制工作流程图；硬件设计：确定I/O分配点，PLC选型，绘制硬件接线图；软件设计：编写梯形图；联机调试：硬件连线、软件编译调试；撰写课程项目报告，并进行课程项目的答辩汇报。要求：1.掌握PLC的编程方法及调试步骤；2.掌握硬件接线方法及排除一般故障的技能；3.具备读图、识图、绘图能力；4.培养分析判断、语言表达、解决实际问题的能力；5.培养团队合作、方案优化、5S等方面的能力。项目考核方式1.过程考核（40%）：包括工作态度、沟通能力、团队合作2.项目实施（30%）：包括知识应用、技能应用、解决问题3.项目答辩（30%）：包括项目贡献、表达能力、作品评价项目设计计划2021.11.01-2021.11.03项目选题及申报；2021.11.04-2021.11.8项目前期分析及资料收集；2021.11.9-2021.11.22项目硬件系统的构建；2021.11.23-2021.12.05项目软件系统的构建；2021.12.6-2021.12.20项目现场安装及调试；2021.12.21-2021.12.25项目结项汇报及答辩；20212021.12.26-2021.12.31项目相关文件资料整理归档；

一、项目选题构思1．选题的背景依据电梯是工业革命的产物，电梯的发明给人们的生活带来了诸多便利性，不仅提高了人们爬楼的效率而且一定程度上解决了残疾人上下楼的问题。电梯的普及彻底改变了传统楼梯的爬楼方式，使得人们在时间空间上得到更为高效的移动方式。目前在我国居民建筑中在五层以上基本实现了电梯的安装，随着我国经济水平的不断提高，近几年也逐渐出现了一些多层电梯洋房建筑，电梯的使用率也越来越高。随着城市建设和经济活动的不断发展，现代建筑物规模越来越大，楼层越来越多，电梯作为一种重要的交通工具已与人们的日常生活密不可分，且成为城市物质文明的一种标志。电梯在办公大楼，公司，高层等场所得到广泛运用。电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠，同时对电梯的调速精确，调速范围等静态和动态特性也提出了更高的要求。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而只有电梯的制造，安装调试，售后服务和维修保养都达到高质量，才能全面保障点最终高质量。2．方案的分析本设计全程自动化，避免了人为因素造成交通的安全隐患。PLC控制：PLC控制是软件控制。通过存放在存储器中的用户程序来完成控制功能，控制程序的修改不需要改变控制器的内接线（硬件）。电路简单，具有极高的稳定性和灵活性，可以根据场合设计相应功能，可扩展性能强。基于PLC控制的优越性，即具有极高的稳定性和灵活性，不需要改变硬件，通过程序来实现功能，操作和维护方便，可扩展性强等优点。因此，本次项目采用PLC来控制汽车灯控系统。

项目规划项目认识借此项目来达到以下控制目的：在电梯达到指定楼层，自动平层开门关门。延时自动关门。能够响应厅外召唤，上下运行。门厅与轿厢内有楼层显示。到达顶层或底层自动停止。本项目以PLC为核心控制部件，综合运用PLC技术应用、电气控制技术、电气图的识读与绘制等课程相关知识，实现汽车灯控的功能。项目要点1.根据要求分析电梯控制的工作原理；2.硬件设计：确定I/O分配点，绘制硬件接线图；3.软件设计：编写梯形图程序；4.联机调试：硬件连线、软件编译调试；预期重点、难点与解决措施硬件设计：根据功能确定I/O点数及连线图软件设计：根据工作流程图编写梯形图程序项目计划日期工作内容责任人负责参考资料的收集和整理、系统方案分析。负责系统工作原理的分析,线路设计绘制,项目程序编写,相关参数设置工作。负责整个项目的统筹协调工作,并保持与指导老师的沟通,及时反馈遇到的问题,统筹整个项目系统的安装及调试及项目汇报工作。负责整个控制系统需求分析,相关设备选型工作，以及项目的安装调试工作。系统程序的编写，相关汇报说明文件的编写等工作,相关文件的整理归档工作。

二、项目整体设计1．项目任务及要求分析本设计采用S7-200型PLC来实现电梯的控制功能。功能要求：通过使用拽引电机以及钢丝配重装置实现电梯的上升和下降；通过使用变频器以及对变频器参数的设定实现加减速控制以及速度设定与保护；通过对程序的编写实现五层电梯的呼叫以及运行功能。电梯的主要控制功能（1）方向控制：通过变频器的信号端子实现电机运行方向的改变，并具有顺序优先功能；（2）呼叫电梯控制：在每层轿厢外侧设定呼叫按钮，实现外侧呼叫电梯功能，并实现呼叫记忆功能；（3）内侧选择按钮：在轿厢内侧设定层选按钮实现楼层的自由选择；（4）在电梯运行过程中，顺行方向实现停车、反向不停车；（5）在电梯到达平层后具有延时自动开门功能，也可以实现手动关门程序；（6）在电梯关门的过程中，具有延时关闭、手动关闭、以及关门障碍保护功能；（7）在电梯运行过程中，电梯不能手动强制开门；在门未安全关闭前禁止电梯运行。系统结构简图本次设计的电梯控制系统硬件主要由以下部分组成：输入端：开关按钮（启动，停止，呼叫）、行程开关（检测位置状态）、红外传感器（检测是否有人）、光电开关控制端（避免太阳直射与光的影响）送入PLC进行处理，然后由PLC传入变频器从而控制轿厢运作。2.硬件设计（1）I/O分配表序号名称输入点序号名称输出点0一楼平层X00电梯上行记忆Y01二楼平层X11电梯下行记忆Y12三楼平层X22电机正转Y23四楼平层X33电机反转Y34五楼平层X44内呼一楼指示Y45内呼叫一层X55内呼二楼指示Y56内呼叫二层X66内呼三楼指示Y67内呼叫三层X77内呼四楼指示Y78内呼叫四层X108内呼叫五楼指示Y109内湖叫五层X119一层外呼上行指示Y1110一层外呼上行X1210二层外呼上行指示Y1211二层外呼上行X1311三楼外呼上行指示Y1312三楼外呼上行X1412四楼外呼上行指示Y1413四楼外呼上行X1513二楼外呼下行指示Y1514二楼外呼下行X1614三楼外呼下行指示Y1615三楼外呼下行X1715四楼外呼下行指示Y1716四楼外呼下行X2016五楼外呼叫下行指示Y2017五楼外呼下行X2117门电机正转Y2118手动开门X2218门电机反转Y2219手动关门X2319工频50HZY2320开门限位X2420减速6HZY2421关门限位X2521制动Y2522电梯上升极限位X2623电梯下降极限位X27（2）PLC接线图根据输入与输出点端口分配表，用AutoCAD画出PLC硬件接线示意图。与PLC输入端相连的是控制的各个开关，与输出端相连的则是指示灯，可以直接明了的了解当前的工作进程，便于人工监控。三、梯形图程序编写经过编写程序前控制流程图、I/O表分配、硬件设备确定以及选型后，根据以上选择适合本次硬件、程序流程的指令对程序进行编写。呼叫信号记忆及消除程序设计如图5-3所示：图5-3呼叫信号记忆及消除程序2.电梯内通过面板选择楼层，在两分钟之后无操作，电梯自动返回首层程序设计如图5-4所示：图5-4电梯自动返回首层程序平层处理程序设计如图5-5所示：图5-5平层处理程序4.选择层数定向以及反向截梯程序设计如图5-6所示：图5-6选择层数定向以及反向截梯程序5.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如图5-7所示：程序的设计（见程序文件）三、项目运行实施1．硬件安装连线根据I/O分配点的地址和装瓶机的硬件接线图2．整体调试⑴调试步骤1)按照硬件接线图连接。2)编程：编写灯控梯形图程序。3)将程序下载到PLC中。将PLC模式选择开关拨至“RUN”状态。4)操作按钮观察并记录能否实现装瓶机既定的功能，如有错误，检查硬件接线和程序，直到调试成功为止。5)调试完成后，关闭PLC和电脑，拆下连接线，整理并放回原处，做好设备整理和清洁工作。⑵调试要点1)将设计好的程序写入PLC后，首先要做的就是仔细检查程序，并改正写入时出现的错误。用户程序一般先在实验室模拟调试，一般不用接PLC实际的负载(如接触器、电磁阀等)。也可以根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号。2)如果在联机调试时，程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。六、总结与体会在整个学期项目过程中，我们付出很多，收获也很多。在项目实施过程中我们明白了课程之间的关联，我们用电气控制技术这门课中所学的系统的设计来构建系统，PLC技术应用这门课中的知识来解决PLC系统的硬件和软件设计，同时又用到电气图的识读和绘制的知识来完成读图、识图等，用机械基础与AUTOCAD这门课程中的知识来绘制接线图及流程图等。用所学的知识来实际解决问题，真正开启了学以致用之门，并极大了增强了自信心。PLC的I/O分配点的确定以及PLC的选型，进行了硬件的设计及软件梯形图的编写，最后进行综合的联机调试。在此过程中我们遇到了很多的问题，比如一开始的选题就很迷茫，后续的程序调试过程中也遇到了问题。指导老师在很多时候给了我们一些指导性的意见和建议，引导和帮助我们找到方法解决问题。这次做的项目让我们认识到自身知识的有限性，并感受到理论与和实践相结合的重要性。做学期项目，最重要的就