四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-

1、西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 電氣與電子信息學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書課程名稱： 電氣控制技術(shù)與PLC課程設(shè)計(jì) 題 目 ： 四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化年 級(jí)： 2014學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2018年 1 月 5 日 四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：本設(shè)計(jì)采用FX2設(shè)計(jì)了四層電梯的控制系統(tǒng)，詳細(xì)進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算，空氣開關(guān)、接觸器等諸多電器的選型，對(duì)主電路、控制回路進(jìn)行了接線與保護(hù)。控制PLC系統(tǒng)FX2N由于體積小，重量輕，能耗低,運(yùn)行可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，使用維修方便，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，容易改造，設(shè)計(jì)和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)被我們選擇，在控制過程

2、分析基礎(chǔ)之上采用或順序控制法編寫了梯形圖程序，程序調(diào)試通過，實(shí)現(xiàn)了控制要求。最終在易控組態(tài)的的開發(fā)環(huán)境上我們模擬成功了四層電梯的控制。關(guān)鍵詞：PLC ，四層電梯 ， FX2NAbstract:In this design, fx2 is used to design the control system of four-layer elevator. the parameters are calculated in detail. the main circuit and control loop are connected and protected by air switch and co

3、ntactor.Control PLC system FX2N because of small volume, light weight, low energy consumption, high operational reliability, strong anti-interference ability, easy to use and maintain, the system design, installation, debugging workload is small, easy to transform, design and debugging cycle is shor

4、t and so on advantages are selected by us, on the basis of control process analysis using or sequence control method to write the ladder diagram program, program debugging through, to achieve the control requirements. Finally, in the development environment of easy control configuration, we successf

5、ully simulated the control of the four-storey elevator.Keywords:.PLC, four-story elevator, FX2N 目 錄1前言12總體方案設(shè)計(jì)22.1 方案122.2 方案222.3 方案選擇23硬件設(shè)計(jì)33.1電梯簡(jiǎn)介33.1.1 電梯的發(fā)展簡(jiǎn)史33.1.2 電梯系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)43.1.3電梯控制系統(tǒng)的組成53.2硬件選擇53.3三菱FX2N型PLC63.3.1 基本介紹63.3.2 基本指令系統(tǒng)特點(diǎn)73.3.3 FX2N產(chǎn)品的編程原件及其功能73.4主電路圖與接線圖103.4.1 主電路圖103.4.2 電梯控制

6、信號(hào)原理113.4.3 I/O分配表123.4.4 PLC端口接線圖133.5控制面板設(shè)計(jì)144軟件設(shè)計(jì)154.1編程平臺(tái)的介紹154.2控制程序設(shè)計(jì)155上位監(jiān)控設(shè)計(jì)175.1 上位機(jī)監(jiān)控軟件介紹175.2 組態(tài)界面設(shè)計(jì)176結(jié)論187總結(jié)與體會(huì)198謝辭209參考文獻(xiàn)21附錄1：22附錄2：261前言電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。高校中關(guān)于PLC 教學(xué)實(shí)驗(yàn)的中等模型較少，為此，

7、自行設(shè)計(jì)并制作了專用四層電梯。此電梯所采用的類型為三菱FX2N PLC程序設(shè)計(jì)采用模塊化編程思想，即根據(jù)各功能實(shí)現(xiàn)的條件及原則設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊。設(shè)計(jì)的程序要求完成電梯自動(dòng)運(yùn)行功能如：內(nèi)外召喚信號(hào)的登記、消號(hào)、到層自動(dòng)開門、延時(shí)自動(dòng)運(yùn)行等。合理分配轎廂內(nèi)指令的執(zhí)行和廳外召喚的應(yīng)答。關(guān)于PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及電梯控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試重點(diǎn)介紹如下。2總體方案設(shè)計(jì)2.1方案1采取雙電機(jī)方式，一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯上下運(yùn)行，一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯門開關(guān)。軟件部分采用PLC進(jìn)行控制，PLC控制電梯內(nèi)外按鈕電機(jī)1驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行行程開關(guān)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)電梯開關(guān)門2.2 方案2采用單電機(jī)方式，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯上下運(yùn)行。電梯的開門

8、關(guān)門由電磁鐵控制。軟件部分采用PLC驚喜控制，加入了數(shù)碼管電路，使電梯在運(yùn)行時(shí)，能夠顯示樓層數(shù)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行PLC 控制電梯內(nèi)外按鈕電磁鐵驅(qū)動(dòng)電梯門開關(guān)行程開關(guān)數(shù)碼管顯示樓層數(shù)2.3方案選擇方案1與方案2相比，多了一個(gè)電機(jī)，成本上相比方案2更加多。而方案2在開關(guān)門上沒有選擇使用電機(jī)，而選用使用電磁鐵作為開關(guān)門的方式，相比于方案1更加穩(wěn)定，成本更低，并且在方案1的基礎(chǔ)上添加了數(shù)碼管顯示樓層數(shù)，使其功能更加完善。所以綜上所述，我認(rèn)為方案2更加優(yōu)秀，選擇方案2作為我們的目標(biāo)方案。3 硬件設(shè)計(jì)3.1電梯簡(jiǎn)介3.1.1電梯的發(fā)展簡(jiǎn)史據(jù)國(guó)外有關(guān)資料介紹，公元前2800年在古代埃及，為了建筑當(dāng)時(shí)的金字塔

9、，曾使用過人力驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)械，公元1765年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)后，1858年美國(guó)研究出以蒸汽為動(dòng)力，并通過帶傳動(dòng)和渦流減速裝置驅(qū)動(dòng)的電梯。1878年英國(guó)的阿姆斯特朗發(fā)明了水壓梯，并隨著水壓梯的發(fā)展，淘汰了蒸汽梯。后來又出現(xiàn)了液壓泵和控制閥以及直接柱塞式和側(cè)柱塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯，這種液壓梯至今仍為人們所采用。但是，電梯得以興盛發(fā)展的根本原因在于采用了電力作為動(dòng)力來源。18世紀(jì)末發(fā)明了電機(jī)，并隨著電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，19世紀(jì)初開始使用交流異步單速和雙速電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力的交流電梯，特別是交流雙速電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，顯著改善了電梯的工作性能。在20世紀(jì)初，美國(guó)奧的斯電梯公司首先使用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動(dòng)

10、的直流電梯，從而為后來的高速度、高行程電梯的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)30年代美國(guó)紐約市的102層摩天大樓建成，美國(guó)奧的斯電梯公司為這座大樓制造和安裝了74臺(tái)速度為6.0m/s的電梯。從此以后，電梯這個(gè)產(chǎn)品，一直在日新月異地發(fā)展著。目前的電梯產(chǎn)品，不但規(guī)格品種多，自動(dòng)化程度高，而且安全可靠，乘坐舒適。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，可編程序控制器（PLC）和電子計(jì)算機(jī)成功地應(yīng)用到電梯的電氣控制系統(tǒng)中去后，電梯產(chǎn)品的質(zhì)量和運(yùn)行效果顯著提高。3.1.2 電梯系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 圖3-1電梯基本結(jié)構(gòu)剖視圖1-減速箱；2-曳引輪；3-曳引機(jī)底座；4-導(dǎo)向輪；5-限速器；6-機(jī)座；7-導(dǎo)軌支架；8-曳引鋼絲繩；9-開關(guān)碰

11、鐵；10-緊急終端開關(guān)；11-導(dǎo)靴；12-轎架；13-轎門；14-安全鉗； 15-導(dǎo)軌；16-繩頭組合；17-對(duì)重；18-補(bǔ)償鏈；19-補(bǔ)償鏈導(dǎo)輪；20-張緊裝置；21-緩沖器；22-底坑； 23-層門；24-呼梯盒；25-層樓指示燈；26-隨行電纜；27-轎壁；28-轎內(nèi)操縱箱；29-開門機(jī)；30-井道傳感器；31-電源開關(guān)；32-控制柜；33-曳引電機(jī)；34-制動(dòng)器3.1.3電梯控制系統(tǒng)的組成電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動(dòng)部分和電氣控制部分組成。1.的電力拖動(dòng)部分電梯主拖動(dòng)類型有直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、直流G-M（即發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)組供電）拖動(dòng)、晶閘管供電（SCR-M）的直流拖動(dòng)和交流雙

12、速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流調(diào)壓調(diào)速（AVCC）拖動(dòng)、交流變頻調(diào)速（VVVF）等。因直流電梯的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)有電刷和換相器，維護(hù)量較大，可靠性低，現(xiàn)已被交流調(diào)速電梯所取代。為了得到較好的舒適感，要求曳引電動(dòng)機(jī)在選定的調(diào)速方式下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩總能達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求，考慮到電壓波動(dòng)、導(dǎo)軌不夠平直造成的運(yùn)動(dòng)阻力增大等因素，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩還應(yīng)有一定的裕度。2.電梯的電氣控制部分、電氣控制系統(tǒng)由控制柜、操縱箱、樓層指示、召喚箱及曳引電動(dòng)機(jī)等幾十個(gè)分散安裝在電梯井道內(nèi)外和各相關(guān)電梯部件中的電器元件構(gòu)成。電氣控制系統(tǒng)通過電路控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)工作程序，完成各種電氣動(dòng)作功能，保證電梯安全運(yùn)行。電梯一般是由電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)的，其運(yùn)

13、行過程大多包括啟動(dòng)、正（反）轉(zhuǎn)、停止等們，這整個(gè)過程是由電氣控制系統(tǒng)來完成，具體地說電梯的控制主要是指對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、運(yùn)行方向、層樓指示、層站召喚、轎廂內(nèi)指令等進(jìn)行處理。其操縱是實(shí)行各個(gè)控制環(huán)節(jié)的方式和手段。電梯電氣控制系統(tǒng)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)比較，變化范圍比較大，一臺(tái)電梯的類別、額定載重量和額定運(yùn)行速度確定后，電力拖動(dòng)系統(tǒng)各零件就基本確定了，而電氣控制系統(tǒng)則有比較大的選擇范圍，必須根據(jù)電梯安裝使用地點(diǎn)、乘載對(duì)象進(jìn)行認(rèn)真選擇，才能最大限度地發(fā)揮電梯的使用效益。電氣控制系統(tǒng)決定著電梯的性能、自動(dòng)化程度和運(yùn)行可靠性，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)引進(jìn)工作的進(jìn)一步開展，電氣控制系統(tǒng)發(fā)展換代迅速。繼電器控制

14、系統(tǒng)的電梯故障率高，大大降低了電梯的運(yùn)行可靠性和安全性，所以基本上已經(jīng)被淘汰，而PLC以其體積小、功能強(qiáng)、故障率低、壽命長(zhǎng)、噪聲低、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)便、修改邏輯靈活、程序容易編制、易聯(lián)成控制網(wǎng)絡(luò)等諸多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。3.2 硬件選擇 此次設(shè)計(jì)中，我們?cè)O(shè)計(jì)的是最大載重15人，也就是1200kg的載重，經(jīng)過計(jì)算，我們最終選擇了功率5.5kW，電壓AC380V，電流11.6A，轉(zhuǎn)速1440r/min的拖動(dòng)電機(jī)。在指示燈上我們選擇了功率0.25W，電壓DC24V的指示燈。在在報(bào)警電鈴上我們選擇了功率8W，電壓AC220V的報(bào)警點(diǎn)鈴。在控制電梯開關(guān)門的電磁鐵上選擇了電流100mA電壓AC220V的報(bào)警電鈴

15、。3.3三菱FX2N型PLC 3.3.1基本介紹可編程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡(jiǎn)稱PC）。與個(gè)人計(jì)算機(jī)的PC相區(qū)別，用PLC表示。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）頒布了對(duì)PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出

16、，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)?？梢灶A(yù)料：在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流。PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開發(fā)的應(yīng)用程序，系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)，還為PLC程序可靠運(yùn)行及信息與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計(jì)。圖3-2 三菱FX2N型PLC3.3.2基本指令系統(tǒng)特點(diǎn)PLC的編程語(yǔ)言與一般計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比，具有明顯的特點(diǎn)，它既不同于高級(jí)語(yǔ)言，也不同與一般的匯編語(yǔ)言

17、，它既要滿足易于編寫，又要滿足易于調(diào)試的要求。目前，還沒有一種對(duì)各廠家產(chǎn)品都能兼容的編程語(yǔ)言。如三菱公司的產(chǎn)品有它自己的編程語(yǔ)言，OMRON公司的產(chǎn)品也有它自己的語(yǔ)言。但不管什么型號(hào)的PLC，其編程語(yǔ)言都具有以下特點(diǎn)：1、圖形式指令結(jié)構(gòu)：程序由圖形方式表達(dá)，指令由不同的圖形符號(hào)組成，易于理解和記憶。系統(tǒng)的軟件開發(fā)者已把工業(yè)控制中所需的獨(dú)立運(yùn)算功能編制成象征性圖形，用戶根據(jù)自己的需要把這些圖形進(jìn)行組合，并填入適當(dāng)?shù)膮?shù)。在邏輯運(yùn)算部分，幾乎所有的廠家都采用類似于繼電器控制電路的梯形圖，很容易接受。如西門子公司還采用控制系統(tǒng)流程圖來表示，它沿用二進(jìn)制邏輯元件圖形符號(hào)來表達(dá)控制關(guān)系，很直觀易懂。較復(fù)

18、雜的算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)等，一般也參照梯形圖或邏輯元件圖給予表示，雖然象征性不如邏輯運(yùn)算部分，也受用戶歡迎2、明確的變量常數(shù)：圖形符相當(dāng)于操作碼，規(guī)定了運(yùn)算功能，操作數(shù)由用戶填人，如：K400，T120等。PLC中的變量和常數(shù)以及其取值范圍有明確規(guī)定，由產(chǎn)品型號(hào)決定，可查閱產(chǎn)品目錄手冊(cè)。3、簡(jiǎn)化的程序結(jié)構(gòu)：PLC的程序結(jié)構(gòu)通常很簡(jiǎn)單，典型的為塊式結(jié)構(gòu)，不同塊完成不同的功能，使程序的調(diào)試者對(duì)整個(gè)程序的控制功能和控制順序有清晰的概念。4、簡(jiǎn)化應(yīng)用軟件生成過程：使用匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言編寫程序，要完成編輯、編譯和連接三個(gè)過程，而使用編程語(yǔ)言，只需要編輯一個(gè)過程，其余由系統(tǒng)軟件自動(dòng)完成，整個(gè)編輯過程都在人

19、機(jī)對(duì)話下進(jìn)行的，不要求用戶有高深的軟件設(shè)計(jì)能力。5、強(qiáng)化調(diào)試手段：無(wú)論是匯編程序，還是高級(jí)語(yǔ)言程序調(diào)試，都是令編輯人員頭疼的事，而PLC的程序調(diào)試提供了完備的條件，使用編程器，利用PLC和編程器上的按鍵、顯示和內(nèi)部編輯、調(diào)試、監(jiān)控等，并在軟件支持下，診斷和調(diào)試操作都很簡(jiǎn)單。 總之，PLC的編程語(yǔ)言是面向用戶的。3.3.3 FX2N產(chǎn)品的編程元件及其功能下面我著重介紹三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的一些編程元件及其功能。FX系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語(yǔ)言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電

20、器，它的工作線圈沒有工作電壓等級(jí)、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無(wú)記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。一般情況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專用輔助繼電器，T代表定時(shí)器，C代表計(jì)數(shù)器，S代表狀態(tài)繼電器，D代表數(shù)據(jù)寄存器，MOV代表傳輸?shù)取?a. 輸入繼電器 （X） PLC的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號(hào)的窗口，PLC 內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器X是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號(hào)與接線端子編號(hào)一致（按八進(jìn)制輸入），線圈的吸合或釋放只取決于PLC外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。內(nèi)部有常

21、開/常閉兩種觸點(diǎn)供編程時(shí)隨時(shí)使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時(shí)間常數(shù)一般小于10ms。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為X000 X007，X010 X017，X020 X027 。它們一般位于機(jī)器的上端。b. 輸出繼電器（Y） PLC的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號(hào)的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制，輸出繼電器的外部輸出主觸點(diǎn)接到PLC的輸出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開/常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。輸出電路的時(shí)間常數(shù)是固定的 。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為Y000 Y007，Y010Y017，Y020Y027 。它們一般位于機(jī)器的下端。c.輔助

22、繼電器（M）PLC內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。它的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須通過輸出繼電器來實(shí)現(xiàn)。在FX2N中普遍途采用M0M499，共500點(diǎn)輔助繼電器，其地址號(hào)按十進(jìn)制編號(hào)。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼電器、保持繼電器等，在這里就不一一介紹了。d. 定時(shí)器（T） 在PLC內(nèi)的定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計(jì)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，其輸出觸點(diǎn)動(dòng)作，時(shí)鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時(shí)器可以用

23、用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常數(shù)K作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器往往會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。定時(shí)器通道范圍如下：100 ms定時(shí)器T0T199， 共200點(diǎn)，設(shè)定值：0.1 3276.7秒；10 ms定時(shí)器T200T245，共46點(diǎn)，設(shè)定值：0.01327.67秒； 1 ms積算定時(shí)器 T246T249，共4點(diǎn)，設(shè)定值：0.00132.767秒；100 ms積算定時(shí)器T250T255，共6點(diǎn)，設(shè)定值：0.13276.7秒；e. 計(jì)數(shù)器（C） FX2N中的16位增計(jì)數(shù)器，是16位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

24、，它是在計(jì)數(shù)信號(hào)的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，它有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于復(fù)位，一個(gè)用于計(jì)數(shù)。每一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減1，當(dāng)現(xiàn)時(shí)值減到零時(shí)停止計(jì)數(shù)，同時(shí)觸點(diǎn)閉合。直到復(fù)位控制信號(hào)的上升沿輸入時(shí)，觸點(diǎn)才斷開，設(shè)定值又寫入，再又進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。 其設(shè)定值在K1K32767范圍內(nèi)有效。設(shè)定值K0與K1含義相同，即在第一次計(jì)數(shù)時(shí)，其輸出觸點(diǎn)就動(dòng)作。通用計(jì)數(shù)器的通道號(hào)：C0C99，共100點(diǎn)。保持用計(jì)數(shù)器的通道號(hào)：C100C199，共100點(diǎn)。通用與掉電保持用的計(jì)數(shù)器點(diǎn)數(shù)分配，可由參數(shù)設(shè)置而隨意更改。f. 其他編程元件1）通用數(shù)據(jù)寄存器D2）文件寄存器3）特殊用寄存器 3.4主電路圖與接線圖3.4.1 主電路圖主

25、電路采用的三相電路，只有一個(gè)拖動(dòng)電機(jī)，通過控制其正反轉(zhuǎn)從而控制電梯上下運(yùn)行。電梯拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制電路有各種常規(guī)電氣保護(hù)，如短路保護(hù)、過載保護(hù)、正反轉(zhuǎn)互鎖等。 圖3-3 主接線圖電源保護(hù)FU：IRN(1.52.5)INmax+IN =(1.52.5)11.6/3+11.6=(17.421.3)A 選用25A的熔體空氣開關(guān):由于我們選擇的電機(jī)是11.6A的，所以我們選擇16A的空氣開關(guān)，選的 是施耐德C65-3P/16A型號(hào)。接觸器：由于我們選擇的電機(jī)是380V，11.6A，所以最終我們選擇380V，20A的 施耐德LC1D1210*7N型號(hào)接觸器熱繼電器：由于電流較大，我們選擇了13A的熱繼電器，

26、最后選擇了施耐德 LRD016C 13A型號(hào)。電源保護(hù)FU 25A 施耐德空氣開關(guān) C65-3P/16A 施耐德接觸器 LC1D1210*7N 施耐德熱繼電器 LRD016C 13A 施耐德 表3-1 硬件型號(hào)與廠家3.4.2電梯控制信號(hào)原理系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī)，通過PLC輸入接口送入PLC. 由存儲(chǔ)器的PLC軟件運(yùn)算處理，然后經(jīng)輸出接口分別向指層器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向主拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。具體的電梯控制信號(hào)原理如圖3-4所示。運(yùn)行方式選擇運(yùn)行控制信號(hào)安全保護(hù)信號(hào)樓層顯示呼梯信號(hào)指示運(yùn)行方向指示開關(guān)門控制門區(qū)或平層信號(hào)拖動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)指令信號(hào)外召喚信號(hào)開關(guān)門信號(hào)輸入接口輸出接口PLC

27、圖3-4 電梯PLC信號(hào)控制系統(tǒng)框圖3.4.3 I/O分配表上行1樓呼入信號(hào)X1下行2樓呼入信號(hào)X13上行2樓呼入信號(hào)X2下行3樓呼入信號(hào)X14上行3樓呼入信號(hào)X3下行4樓呼入信號(hào)X15上行4樓呼入信號(hào)X4樓層限位開關(guān)信號(hào)F1X21下行1樓呼入信號(hào)X12樓層限位開關(guān)信號(hào)F2X22樓層限位信號(hào)F3X23樓層限位開關(guān)信號(hào)F5X25樓層限位信號(hào)F4X24 圖3-5 輸入按鈕對(duì)應(yīng)信號(hào)上行1樓信號(hào)燈Y0下行4樓信號(hào)燈Y7上行2樓信號(hào)燈Y1LED數(shù)字顯示a段Y20上行3樓信號(hào)燈Y2LED數(shù)字顯示b段Y21上行4樓信號(hào)燈Y3LED數(shù)字顯示c段Y22下行1樓信號(hào)燈Y4LED數(shù)字顯示d段Y23下行2樓信號(hào)燈Y5

28、LED數(shù)字顯示e段Y24下行3樓信號(hào)燈Y6LED數(shù)字顯示f段Y25電機(jī)正轉(zhuǎn)上行Y10LED數(shù)字顯示g段Y26電機(jī)反轉(zhuǎn)下行Y12 圖3-6 輸出按鈕對(duì)應(yīng)信號(hào)3.4.4 PLC端口接線圖 圖3-7 三菱FX2N型PLC接線圖3.5控制面板設(shè)計(jì) 數(shù)碼管顯示 1樓 開門 2樓 3樓 關(guān)門 4樓 圖3-8電梯內(nèi)部控制面板4軟件設(shè)計(jì)4.1編程平臺(tái)的介紹GX Developer是三菱PLC的編程軟件。適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序

29、功能。GX Developer的特點(diǎn)：1. 軟件的共通化GX Developer能夠制作Q系列，QnA系列，A系列（包括運(yùn)動(dòng)控制（SCPU）,FX系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成GPPQ,GPPA格式的文檔。2. 利用Windows的優(yōu)越性，使操作性飛躍上升能夠?qū)xcel,Word等作成的說明數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，粘貼，并有效利用。3. 程序的標(biāo)準(zhǔn)化(1) 標(biāo)號(hào)編程用標(biāo)號(hào)編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識(shí)軟元件的號(hào)碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。(2) 功能塊FB是以提高順序程序的開發(fā)效率為目的而開發(fā)的一種功能。4. 能夠簡(jiǎn)單設(shè)定和其他站點(diǎn)的鏈接由于連接對(duì)象的指定被圖形化而構(gòu)筑成復(fù)雜的系統(tǒng)的情況下也能

30、夠簡(jiǎn)單的設(shè)定。5. 豐富的調(diào)試功能(1) 由于運(yùn)用了梯形圖邏輯測(cè)試功能，能夠更加簡(jiǎn)單的進(jìn)行調(diào)試作業(yè)。4.2 控制程序設(shè)計(jì)PLC的用戶程序是設(shè)計(jì)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過PLC編程語(yǔ)言的編制設(shè)計(jì)的。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)制定的工業(yè)控制編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)（IEC1131-3）。PLC的編程語(yǔ)言包括以下五種：梯形圖語(yǔ)言（LD）、指令表語(yǔ)言（IL）、功能模塊圖語(yǔ)言（FBD）、順序功能流程圖語(yǔ)言（SFC）及結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言（ST）。 本設(shè)計(jì)采用梯形圖語(yǔ)言設(shè)計(jì)程序，梯形圖語(yǔ)言是PLC程序設(shè)計(jì)中最常用的編程語(yǔ)言。它是與繼電器線路類似的一種編程語(yǔ)言。由于電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語(yǔ)言得到

31、了廣泛的歡迎和應(yīng)用。 梯形圖編程語(yǔ)言的特點(diǎn)是：與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；與原有繼電器控制相一致，電氣設(shè)計(jì)人員易于掌握。X1外呼1樓上 Y0電機(jī)正傳Y23LED b段M204內(nèi)呼去4樓X2外呼2樓上Y2電機(jī)反轉(zhuǎn)Y24LED c段M2111樓上升X3外呼2樓下Y3線圈故障Y25LED d段M2122樓上升X4外呼3樓上Y4上行指示Y26LED e段M2132樓下降X5外呼3樓下Y5下行指示Y27LED f段M2143樓上升X6外呼4樓下Y6開門指示M1011樓上升M2153樓下降X10內(nèi)呼去1樓Y7關(guān)門指示M1022樓上升M2164樓下降X11內(nèi)呼去2樓Y10外呼1樓上M1032

32、樓下降M221外呼去1樓X12內(nèi)呼去3樓Y11外呼2樓上M1043樓上升M222外呼去2樓X13內(nèi)呼去4樓Y12外呼2樓下M1053樓下降M223外呼去3樓X141樓平層Y13外呼3樓上M1064樓上升M224外呼去4樓X152樓平層Y14外呼3樓下M5011樓平層信號(hào)M2311層開門信號(hào)X163樓平層Y15外呼4樓下M5022樓平層信號(hào)M2322層開門信號(hào)X174樓平層Y16內(nèi)呼去1樓M5033樓平層信號(hào)M2343層開門信號(hào)X20上下限位Y17內(nèi)呼去2樓M5044樓平層信號(hào)M2411層手動(dòng)開門X21箱內(nèi)開門Y20內(nèi)呼去3樓M201內(nèi)呼去1樓M2422層手動(dòng)開門X22箱內(nèi)關(guān)門Y21內(nèi)呼去4樓M

33、202內(nèi)呼去2樓M2433層手動(dòng)開門X23熱繼電器Y22LED a段M203內(nèi)呼去3樓M2444層手動(dòng)開門 圖4-1 梯形圖程序?qū)?yīng)意義5上位監(jiān)控設(shè)計(jì)5.1上位機(jī)監(jiān)控軟件介紹 易控(INSPEC) 是一套通用的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)軟件，亦稱人機(jī)界面(HMI/MMI)軟件，俗稱組態(tài)軟件。易控以功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定、圖形精美、易學(xué)易用、開發(fā)高效、擴(kuò)展容易等優(yōu)點(diǎn)為自動(dòng)化系統(tǒng)提供了理想的監(jiān)控解決方案。5.2 組態(tài)界面設(shè)計(jì)在易控界面上我們需要反映整個(gè)4層電梯系統(tǒng)的工作過程，并通過上位機(jī)的監(jiān)控界面對(duì)電梯進(jìn)行控制。將所需的組態(tài)元素從圖庫(kù)中調(diào)出，這些圖元放在新建的用戶窗口進(jìn)行組態(tài)。界面組態(tài)如圖5-1所示

34、。 圖5-1 4層電梯組態(tài)界面6結(jié)論此次設(shè)計(jì)課題為四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。隨著生活水平的提高，各種建筑高層建筑的落成，人們對(duì)電梯需求度和電梯質(zhì)量要求越來越來高，電梯已經(jīng)成為我們生活中必不可少的東西。此次設(shè)計(jì)的四層電梯采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過對(duì)其的正反轉(zhuǎn)控制從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯上下運(yùn)行的控制。針對(duì)這個(gè)四層電梯的控制系統(tǒng)此次采用FX2N可編程控制器設(shè)置電梯的控制系統(tǒng)完成電梯的梯內(nèi)指令、梯外召喚指令、樓層位置指示、開門控制等控制任務(wù)。將PLC中的串口驅(qū)動(dòng)程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，加載驅(qū)動(dòng)。使設(shè)置的控件能夠按照真實(shí)的情況動(dòng)作。檢驗(yàn)和測(cè)試電梯PLC控制系統(tǒng)對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。實(shí)踐證明,PLC可編程控制

35、器可以非常好地使電梯控制系統(tǒng)的測(cè)試運(yùn)行。有利于PLC控制系統(tǒng)的設(shè)置、檢測(cè)，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。 由于自身缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且這方面的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)不足。所以在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些的不足，這次的設(shè)計(jì)的停止設(shè)計(jì)還存在不足之處，比如沒有在接近目標(biāo)樓層減速裝置，對(duì)于這些不足之處，我以后會(huì)多加努力學(xué)習(xí)并且在以后的設(shè)計(jì)中注意這些問題，盡量使控制系統(tǒng)更完善，更利于操控，提高自己解決問題的能力。7總結(jié)與體會(huì)我所選的設(shè)計(jì)課題是“四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，我覺得PLC控制技術(shù)將會(huì)成為今后工業(yè)自動(dòng)化的重要手段之一。通過對(duì)自己在大學(xué)接近四年時(shí)間里所學(xué)的知識(shí)的回顧，并充分發(fā)揮對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和對(duì)課程設(shè)計(jì)的思考及書面表達(dá)能力，最終完成了本設(shè)計(jì)。在做的過程中也發(fā)現(xiàn)很多的問題，從最初的課題選擇到對(duì)相關(guān)課題資料的搜集與摘選，再到自己論文內(nèi)容的思路的設(shè)計(jì)、編寫以致最后階段的修改與完善，這為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗(yàn)。也使我獨(dú)立設(shè)計(jì)的能里有了極大的提高。我希望通過本次設(shè)計(jì)對(duì)