電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、電梯模型plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄1、plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析21、1最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求21、2保證plc控制系統(tǒng)安全可靠21、3力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便22、電梯的控制要求22、1電梯位置的確定與顯示22、2轎廂內(nèi)的運(yùn)行命令及門廳的召喚信號(hào)32、3電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的信號(hào)響應(yīng)32、4轎廂的運(yùn)行32、5轎廂的停車33、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)44控制系統(tǒng)中i/o端口的分配55、plc控制電梯的外部接線罔76、plc梯形閣控制分析86、1轎廂開門的控制分析86、2轎廂關(guān)門的控制分析96、3樓層信號(hào)的產(chǎn)生與消除環(huán)節(jié)96、4停層信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)116、5外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)126、6 電梯

2、的定向環(huán)節(jié)156、7電梯的運(yùn)行條件161、plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn) 品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)plc控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基木原則：1、1最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求充分發(fā)揮plc的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)plc 控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè) 計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、 國(guó)外資料。同吋要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊 密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。1、2保證plc控制系統(tǒng)安

3、全可靠保證plc控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要 原則。這就要求設(shè)計(jì)考在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確 ?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證plc程序不僅在正常條件不運(yùn)行，而且 在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。1、3力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個(gè)新的控制工程岡然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社 會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。 因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方 面也耍注意不斷地降低工程的成本。這就耍求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、

4、 經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高 指標(biāo)。2、電梯的控制要求電梯主要有兩個(gè)電機(jī)控制，一個(gè)電機(jī)控制轎廂上升和下降，另一個(gè)電機(jī)控制 轎廂的開門關(guān)門。2、1電梯位置的確定與顯示轎廂中的乘客及門廳中等待電梯的人都需要知道電梯的位罝，因而轎廂及門廳中都設(shè)有以樓層標(biāo)志的電梯位罝。2、2轎廂內(nèi)的運(yùn)行命令及門廳的召喚信號(hào)乘客可按下轎w內(nèi)操控盤上的選層按鈕選定電梯運(yùn)行的目的樓層，此為內(nèi)選 信號(hào)。按鈕按下后，該信號(hào)應(yīng)被記憶并使相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮。在門廳等候電梯的 乘客可以按門廳的上行或下行召喚按鈕，此為外呼信號(hào)。該信號(hào)也需記憶并點(diǎn)亮 門廳的上行或下行指示燈，這些保持信號(hào)在要求得

5、到滿足時(shí)應(yīng)能自動(dòng)消號(hào)。2、3電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的信號(hào)響應(yīng)電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)應(yīng)根據(jù)內(nèi)選及外呼信號(hào)，決定電梯的運(yùn)行方向及在哪些站點(diǎn) 停站。一般情況下電梯按先上后下的原則安排運(yùn)送乘客的次序，而且規(guī)定在運(yùn)行方向確 定之后，不響應(yīng)中途的反向呼喚要求（即順向截梯），直到到達(dá)本方向的最遠(yuǎn)站 點(diǎn)才開始返程。2、4轎廂的運(yùn)行轎廂在運(yùn)行方向確定，轎廂門、層門都己關(guān)好時(shí)電梯運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)不能手動(dòng) 開門或本層呼梯開門，開門時(shí)不能行車。2、5轎廂的停車當(dāng)樓層限位開關(guān)閉合時(shí)，有呼梯信號(hào)，并且呼梯信號(hào)與行車方向一致時(shí)，轎 廂停車?？傊?，電梯的控制是比較復(fù)雜的，在計(jì)算機(jī)誕生前，電梯使用繼電接觸器控 制的時(shí)代，很難生產(chǎn)出質(zhì)量?jī)?yōu)良的電梯，

6、而現(xiàn)在，可編程控制器的使用為電梯的控制提 供了廣闊的空間。隨著plc應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。3、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)上電后開始初始化，當(dāng)掃描周期內(nèi)有門廳召喚信號(hào)或轎湘呼叫時(shí)，系統(tǒng) 檢查轎w所在樓層與目標(biāo)樓層關(guān)系并決定電梯的運(yùn)行，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地時(shí)，電梯制 動(dòng)，并運(yùn)行門區(qū)服務(wù)，完成一個(gè)工作周期的任務(wù)以后再次等待下一條命令，如此 循環(huán)直至發(fā)出停止命令。系統(tǒng)總體流程圖如圖6.1停止圖6.1控制系統(tǒng)總體流程圖4控制系統(tǒng)中i/o端口的分配為丫便于對(duì)該電梯plc控制分析，現(xiàn)列出該電梯的i/o分配表 表6輸入/輸出信號(hào)地址分配表輸入信號(hào)地址分配輸出信號(hào)地址分配作用名稱輸入地址作用名稱輸

7、出地址轎廂開門按鈕sb110.0轎廂上升km1q0.0轎廂關(guān)門按鈕sb210.1轎廂下降km2q0.1轎廂門開到位sq110.4轎廂開門km3q0.2轎廂門關(guān)到位sq210.5轎廂關(guān)門km4q0.3內(nèi)呼一層sb311.0一樓樓層指燈hl1q0.4內(nèi)呼二層sb411.1二樓樓層指燈hl2q0.5內(nèi)呼三層sb511.2三樓樓層指燈hl3q0.6內(nèi)呼四層sb611.3四樓樓層指燈hl4q0.7一層感應(yīng)器sq311.4上行指示燈hl5q1.0二層感應(yīng)器sq411.5下行指示燈hl6q1.1三層感應(yīng)器sq511.6內(nèi)呼一層指燈hl7q1.2四層感應(yīng)器sq611.7內(nèi)呼二層指燈hl8q1.3一層上呼sb7

8、12.0內(nèi)呼三層指燈hl9q1.4二層上呼sb812.1內(nèi)呼四層指燈hl10q1.5二層下呼sb912.2一層上呼指燈hl11q2.0三層上呼sb1012.3二層上呼指燈hl12q2.1三層下呼sb1112.4二層下呼指燈hl13q2.2四層下呼sb1212.5三層上呼指燈hl14q2.3三層下呼指燈hl15q2.4四層下呼指燈hl16q2.55、plc控制電梯的外部接線轎廂開門按鈕 轎廂關(guān)門按鈕 轎用門開到位 濟(jì)廂關(guān)門到位內(nèi)呼一層內(nèi)呼二層 內(nèi)呼三層內(nèi)呼四層 一層感應(yīng)器 二層感應(yīng)器三層感應(yīng)器 3層感應(yīng)器 一層上呼 二層上呼二層下呼 三層上呼 三層下呼2 0 1 45 丨 012 345 6 7

9、 0 123 45o o o oni 11 llh llfsi 222 2255 11 i i i i oa t1 i i i i ta i i t1 i t1 i hro.)o.,o.o.o.oo.o.l lqqqqqq qq q q0 1-2 3 4 5, 2.2.2.2.2.2.iq2qq q q ql1=l1l2l31ln圖6.1 plc接線圖轎廂上升轎廂下降轎廂開門轎廂關(guān)門一樓樓層指示燈 二樓樓層指示燈三樓樓層指示燈 四樓樓層指示燈 上行指示燈下行指示燈 內(nèi)呼一層指示燈 內(nèi)呼二層指示燈內(nèi)呼三層指示燈 內(nèi)呼四層指示燈 一層上呼指示燈二層上呼指示燈 二層下呼指示燈 三層上呼指示燈三層下呼

10、指示燈 四層下呼指示燈 120240v網(wǎng)絡(luò)3|開門6、plc梯形圖控制分析下面介紹四層電梯的plc梯形圖，其中，網(wǎng)絡(luò)2、3控制轎廂開門，網(wǎng)絡(luò)4、5、6、7控制轎廂關(guān)門，網(wǎng)絡(luò)57、58控制轎廂的上升和下降。6、1轎廂開門的控制分析1）電梯自動(dòng)運(yùn)行停層時(shí)的開門。電梯停層時(shí)，輔助繼電器m0.3接通，m0.2 得電并自鎖，所以q0.2得屯，電梯開始開門。2）電梯關(guān)門過程中的手動(dòng)開門。在電梯關(guān)門過程屮，若有人或物夾在兩門 的屮間，需重新開門，本例通過手動(dòng)開門按鈕10.0實(shí)施重新開門。目前大多數(shù)電 梯采用光幕或機(jī)械安全觸板進(jìn)行檢測(cè)，自動(dòng)發(fā)送重新開門信號(hào)，以達(dá)到重新開門 的目的。3）呼梯幵門。電梯達(dá)到某層站

11、后，如果沒有人繼續(xù)使用電梯，電梯將停在 該層站待命，若有人在該停站呼梯，電梯將首先開門，以滿足用梯要求。若其他 層站有人呼梯，電梯將首先定向，并啟動(dòng)運(yùn)行，到達(dá)呼梯樓層時(shí)再開門，此時(shí)的 開門按停層開門處理。網(wǎng)絡(luò)21異門i100m5.510.1m0.1moom02< ）q04q0.5q06q0 7m0 2q0.2-h ic )圖6. 1轎廂開門6、2轎廂關(guān)門的控制分析1）電梯的自動(dòng)關(guān)門。當(dāng)遇到開門限位開關(guān)10.4后，輔助繼電器m5.5接通， 同時(shí)定時(shí)器t40開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)15秒后，m0.1接通，q0.3得電，電梯自動(dòng)關(guān)門。2）手動(dòng)關(guān)門，當(dāng)乘客在15秒之內(nèi)進(jìn)入轎廂后，可通過關(guān)門按鈕10.1實(shí)現(xiàn)

12、提前關(guān)門。當(dāng)按下10.1按鈕后，m0.1得電并自鎖，此吋q0.3接通，實(shí)現(xiàn)關(guān)門。網(wǎng)絡(luò)4關(guān)門104t40m5.5ih-ph ic ）m5.5ipm5.5網(wǎng)絡(luò)5t401imton1iin150-pt100 ms10.1m0.2i0.0i0.5m0.1/ i1 / ip ic)網(wǎng)洛7i關(guān)門m0.1q0.3iic）圖6.2轎廂關(guān)門6、3樓層信號(hào)的產(chǎn)生與消除環(huán)節(jié)當(dāng)電梯位于某一層時(shí)，層感應(yīng)器（10.4、10.5、10.6、10.7）產(chǎn)生該樓層的信 號(hào)，以控制指層燈（q0.4、q0.5、q0.6、q0.7）的狀態(tài)，離開該層時(shí)，該樓層信號(hào)應(yīng)被新的樓層信號(hào)(上一層或下一層)所取代。其梯形圖如圖所示。圖中當(dāng)層的層

13、樓輔助繼電器是用上層或下層的層樓信號(hào)關(guān)斷的。網(wǎng)絡(luò)8i樓層信號(hào)產(chǎn)生與消除杯節(jié)1層11.4 11.5m0.4-h()m0.4-h p網(wǎng)絡(luò)311.5 11.411.6m0.5pi()m0.5-h m網(wǎng)絡(luò)10丨馮11.6 11.511.7m0.6ipic)m0.6網(wǎng)絡(luò)11|4層m0.711至4層記憶燈g制1屏m0.4q0.4網(wǎng)絡(luò)13m0.5q0.5-d i-h：)網(wǎng)絡(luò)14m0.6q0.6i i-h：)網(wǎng)絡(luò)15|4sm0 7q0.71i()圖6.3樓層信號(hào)產(chǎn)生與消除 6、4停層信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)乘客通過對(duì)轎廂內(nèi)14層選層按鈕（11.0、11.1、11.2、11.3）的操作，可以 選擇欲去的樓層。選層信

14、號(hào)被登記后，選層按鈕不的指示燈（q1.2、. q1.3、q1.4、 q1.5）亮。當(dāng)電梯到達(dá)所選樓層后，停層信號(hào)即被消除，指示燈也應(yīng)熄滅。其梯 形圖如圖所示，圖屮各內(nèi)選層輔助繼電器梯形圖支路屮串入丫層樓輔助繼電器的 動(dòng)斷觸電。網(wǎng)絡(luò)1si停g值號(hào)登記與消隊(duì)壞節(jié) 內(nèi)比1屠捕助11.0m0.4m1.0ii_h ic ）m1.0m1.1<|內(nèi)選游誠(chéng)助11.2 m0.6m1.2iih ic )m1.2m» 19|呼&4層$助11.3 m0.7m1.3iih ic )m1.3網(wǎng)絡(luò)20選1層記憶燈控制m1.0q1.2網(wǎng)絡(luò)21i內(nèi)選記憶燈g制m1.1q1.3iiic ）m絡(luò)22i內(nèi)選3

15、記憶燈控制m1.2q1.4iic）網(wǎng)絡(luò)23|內(nèi)選4層記憶燈控制m1.3q1.5iic）圖6.4停層信號(hào)的登記與消除 6、5外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)乘客或司機(jī)在廳門外呼梯時(shí)，呼梯信號(hào)應(yīng)被接收和記憶。當(dāng)電梯到達(dá)該樓層， 且定向方向與h的方向一致時(shí)（基層和頂層除外），呼梯要求已滿足，呼梯信號(hào) 應(yīng)被消除。故其梯形圖如圖所示按下外呼按鈕（12.0、12.1、12.2、12.3、12.41、2.5）時(shí)，相對(duì)應(yīng)的外呼輔助 繼電器（q2.0、q2.1、q2.2、q2.3、q2.4、q2.5）接通，外呼鈕下的指示燈亮, 表示呼梯耍求已被電梯接收并記憶。面該信號(hào)的消除環(huán)節(jié)是由當(dāng)層信號(hào)的動(dòng)斷觸點(diǎn)與運(yùn)行方向信號(hào)的動(dòng)斷

16、并聯(lián)構(gòu)成的（m5.0為上行輔助繼電器，m5.1為下行輔 助繼電器）。這樣安排是前邊提到過的電梯運(yùn)行中只響應(yīng)同向呼梯的原則決定的。 也就是順向截梯，即電梯運(yùn)行方向與呼梯目的地方向一致且到達(dá)呼梯樓層時(shí)，電 梯將停止，呼梯要求滿足，呼梯信號(hào)被消除。電梯方向與呼梯目的地方向相反時(shí)，如電梯從一樓向上運(yùn)行（上行），而呼梯要求從二樓向下，若有去三樓以上的內(nèi) 選層要求及外呼梯要求，電梯到達(dá)二樓時(shí)（無二樓上行耍求）不停梯，呼梯要求 沒有滿足，呼梯信號(hào)不能消除。若三樓以上無用梯要求，電梯將停在二樓，單呼梯信號(hào)（二下），不能立即 消除，待乘客進(jìn)入轎廂，選層（去一樓）后，電梯定向下，則二下呼梯信號(hào)已滿 足，呼梯信號(hào)被

17、消除。m絡(luò)24| g呼佤號(hào)登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖 1屏上行捕助m5.0為上行軸助內(nèi)部繼電器m5.1為下行助內(nèi)部繼電12.0m04m1 4ii_p ic ）m1 4網(wǎng)絡(luò)251次上行助m5.0上行坫助繼電盌1i2jm05m1.5"1 11'1r< )m1.5_j|m5.01 / in 1網(wǎng)沽261 z 11下行捕助m5.1下行肋繼電照122m0.5m1.611_i ii-< )m1.6m5.1網(wǎng)絡(luò)27上行格助12.3 m0.6m1.7ii_p i_f<)m1.7m5.03»下行助124ii-m0.61 im2.0< )m1.7q2.3m2 0m5

18、1p卜網(wǎng)絡(luò)23賽下行城肋iz5m0.7m2.1- 上呼記憶 11 z 1-c)m2.11 1網(wǎng)絡(luò)301壓上呼記憶燈校制m1.4q20ii<)網(wǎng)絡(luò)31i上呼記憶燈控制m1.5q2.1iic )網(wǎng)絡(luò)32i濟(jì)下呼記憶燈控制m1.6q2.2iic )網(wǎng)絡(luò)33網(wǎng)絡(luò)34源下呼記憶燈控制m2.0q2.4網(wǎng)絡(luò)354運(yùn)下呼記憶燈控制mz1q2.5圖6.5外呼信號(hào)的登記與消除6、6電梯的定向環(huán)節(jié)在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，電梯首先應(yīng)確定運(yùn)行方向，也即定向。電梯的定向只有 兩種情況，即上行和下行。電梯處于待命狀態(tài)，接收到內(nèi)選和外呼信號(hào)時(shí)，應(yīng)將 電梯所處的位置與內(nèi)選和外呼信號(hào)進(jìn)行比較，確定是上行還是下行。一旦電梯定 向后，內(nèi)選與外呼對(duì)電梯進(jìn)行順向運(yùn)行的要求沒有滿足的情況下，定向信號(hào)不能 消除。圖中m5.0及m5.1分別為定上行及定下行輔助繼電器，它們線圈的工作條 件觸點(diǎn)塊由內(nèi)呼和外呼信號(hào)及電梯位置信號(hào)組成，比如當(dāng)電梯上行且位于2層時(shí), m0.5的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，1層的內(nèi)呼外喚都不再能影響上行狀態(tài)。圖中m5.0及m5.1在電梯上行及下行的全過程中，存在不能全程接通的情 況，如上行至4樓時(shí)，一旦4樓層樓繼電器m0.7接通時(shí)，m5.0則立即斷開，而 此時(shí)電梯仍處于上行狀態(tài)，至4樓置時(shí)才能停止。為解決這一問題，引入 m2.2m2.5,使上行與下行繼電器接通時(shí)間延長(zhǎng)至上行及下行的全過程。若不使 用m