基于PLC控制的電梯畢業(yè)設(shè)計

1、PLC（可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計算機，它以其編程方便、操作簡單尤其是它的高可靠性等優(yōu)點，再工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用到規(guī)模集成電路，微型技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果逐漸形成了具有多種優(yōu)點和微型、中型、大型、超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計算機之間的許多控制領(lǐng)域。隨著社會的不斷發(fā)展，樓房越來越高，而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。電梯從手柄開關(guān)操縱電梯、按鈕控制電梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運輸做出了不可磨滅的貢獻。Plc在電梯控制上的應(yīng)用只要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運算，計數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯控制過程中，各

2、種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，很好的實現(xiàn)了對電梯的控制。PLC控制電梯有如下的特點：1,可靠性高，PLC的平均無故障時間一般可達3-5萬小時。而且能在工業(yè)環(huán)境下可靠的工作；2:編程簡單，PLC最常用的編程語言是梯形圖語言。這種編程語言形象直觀，容易掌握，當工作流程需要改變時，可以現(xiàn)場改變程序，使用方便靈活；3:體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維修方便。關(guān)鍵詞：電梯，PLC變頻器，傳感器，繼電器。目錄摘要I.1前言1.1.1 PLC控制系統(tǒng)電梯簡介11.2 電梯控制系統(tǒng)進行PLC改造的目的及意義12 .總體設(shè)計方案2.3 .硬件設(shè)計及選型3.3.1 硬件電路設(shè)計33.2 主電路的設(shè)計44 .軟件設(shè)計4

3、.4.1 I/O點數(shù)分析和PLC選型44.2 I/O分配表54.3 電梯梯形圖程序6致謝22.參考文獻錯誤！未定義書簽。II1.1 plc控制系統(tǒng)電梯簡介人類利用升降工具運輸貨物、人員的歷史非常悠久。早在公元前2600年埃及人在建造金字塔時就使用了原始的升降系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的基本原理至今仍然沒有變化：即一個平衡物下降的同時，負載平臺上升。生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進步。150年來，電梯的材質(zhì)由黑白道彩色，樣式由直式道斜式，在操縱控制方面更是步步出新一手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機對話等等，多臺電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控。如今，在我國任何一個城市，電梯都在被廣泛的應(yīng)用著

4、。電梯給人們的生活帶來了便利，也為我國的現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強大的保障。電梯控制系統(tǒng)分有繼電器控制系統(tǒng)電梯和plc控制系統(tǒng)電梯。生活中使用最多的是plc控制系統(tǒng)電梯。1.2 電梯控制系統(tǒng)進行plc改造的目的及意義電梯作為現(xiàn)代智能建筑內(nèi)的代步工具，越來越顯示它的重要作用，為了適應(yīng)電梯的迅速發(fā)展，由plc控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制已成為發(fā)展的定局。Plc是集計算機控制、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動控制裝置。它的編程軟件采用易學易懂的梯形圖語言！控制靈活方便，抗干擾能力強，運行穩(wěn)定可靠。本次設(shè)計對傳統(tǒng)電梯控制方式加以更新，運用高性價比的現(xiàn)代plc控制方式，力求以人性化、智能化、置消防為

5、一體。設(shè)計出一款高效、安全、價廉、能個性化組合且能在商業(yè)大樓、行政大樓、中小型賓館和具名公寓等各種建筑物種發(fā)揮顯著作用的普及型電梯控制系統(tǒng)。實際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號和自身控制規(guī)律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制都不能滿足控制要求。2總體設(shè)計方案電梯控制系統(tǒng)的構(gòu)成電梯控制系統(tǒng)主要由變頻調(diào)速主回路、輸入輸出單元以及plc單元構(gòu)成，由如圖1所示,用來完成對電梯曳引電機開關(guān)門及的啟動，加減速，停止，運行方向，樓層顯示，曾站召喚，轎廂內(nèi)操作，安全保護等指令信號進行管理和控制功能。變頻調(diào)速主回路由三相交流輸入、變頻調(diào)速驅(qū)動、曳引機和制動單元構(gòu)成。

6、三相電源R、S、T經(jīng)接線端子進入變頻器為其主回路和控制回路供電，輸出端u、v、w接電動機的快速繞組，外接制動單元減少了制動時間，加快制動過程。旋轉(zhuǎn)編碼器用來檢測電梯的運行速度和運行方向，變頻器將實際速度與變頻器內(nèi)部給定速度相比較，從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率計電壓，使電梯的實際速度跟隨變頻器內(nèi)部給定的速度，達到調(diào)節(jié)電梯速度的目的。變頻器輸入信號為：上、下行方向指令，零速、爬行、等各種速度編碼指令，復位和使能信號。變頻器輸出信號為：（1）變頻器準備就緒信號。之外變頻器運轉(zhuǎn)正常時，通知控制系統(tǒng)，變頻器可以正常運行；（2）運行中信號，通知plc變頻器正在正常輸出；（3）零速信號，當電梯運行速度為零時，此

7、信號有效并通知plc完成抱閘、停車等動作。輸入輸出單元為plc的I/O接口部分，主要由廳外呼叫、轎廂內(nèi)選層、樓層及方向指示、開關(guān)門、井道內(nèi)的上下平層。門鎖、安全保護繼電器、消防、泊梯等單元構(gòu)成。輸入單元為：（1）廳外呼叫單元，用來對各層站的廳外召喚信號進行登記、記憶和消除，而且兼有無司機狀態(tài)的“本層廳外開門”功能，全集選方式的呼梯信號為2n-2個（n為層數(shù)），下選集呼梯信號為n個；（2）轎廂內(nèi)選層單元，負責對預選樓層指令的登記、消除和指示，呼梯信號數(shù)為電梯停站層數(shù)n；（3）開關(guān)門按鈕，輸入plc控制轎門的開閉（廳門也同時動作）；（4）上下平層裝置，用來保證電梯轎廂在各層?？繒r準確平層，通常設(shè)置

8、在椒頂，電梯轎廂上行接近預選層站時，上平曾感應(yīng)器限進入遮磁板，電梯仍然繼續(xù)慢行，當下平層感應(yīng)器在進入遮磁板時，上行接觸線圈失電，制動器抱閘停車；（5）門鎖裝置（或轎門和廳門聯(lián)鎖保護裝置），轎門閉合和各廳門閉合上鎖是電梯正常啟動運行的前提；（6）安全回路，通常包括轎內(nèi)急停開關(guān)，底坑急停開關(guān)，相序保護繼電器、上下極限限位開關(guān)。輸出單元為：（1）樓層及方向指示單元，包括電梯上下行方向指示燈、樓層指示燈以及報站鐘等，目前的方向機樓層指示燈主要有七段2碼顯示方式和點陣顯示方式，本系統(tǒng)為七段碼顯示方式；（2）開關(guān)門單元，用于控制電梯的廳門和轎門的打開和關(guān)閉，在自動定向完成或電梯平穩(wěn)?？亢?，plc給出相關(guān)指

9、令，由變頻門機完成開關(guān)門動作。Plc單元為電梯控制系統(tǒng)的核心部分，由plc提供變頻器的運行方向和速度指令，時變頻器根據(jù)電梯所需要的速度曲線調(diào)節(jié)運行方向和速度。通過plc的合理編程，實現(xiàn)自動平層，自動開關(guān)門，自動掌握停站時間，內(nèi)外呼信號的登記、消除，順向截梯及自動換向等集選控制功能。電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：整流源破主樓觸翼/R樓層指示及運行方向門鎖開關(guān)門按鈕開關(guān)門消防與泊梯備旅者接觸器控制運行中零速TfFW抱閘控制嚴夕陽喚y內(nèi)召喚及控制信號曳引曠一3 .硬件設(shè)計及選型3.1 硬件電路設(shè)計硬件電路是系統(tǒng)用于驅(qū)動外部設(shè)備執(zhí)行工作的部分，分為主電路和輔助電路，這點路采用380V的三相電源，經(jīng)交流接觸器，熱

10、繼電器等常用低壓電器直接驅(qū)動三相電機的運轉(zhuǎn)。輔助電路以plc器件為主，結(jié)合開關(guān)按鈕等用于控制主電路中各接觸器、繼電器的通斷，從而控制主電路的運行狀態(tài)。它采用交流220V和直流24V兩路電源供電，其中24V電源連接按鈕和開關(guān)，可以確保乘客的操作安全。3.2 主電路的設(shè)計電梯的運行狀態(tài)有4種：開門和關(guān)門，上升和下降。開門和關(guān)門可由一臺電機的正反轉(zhuǎn)來控制實現(xiàn)。電機正傳時電梯開門，反轉(zhuǎn)電梯關(guān)門。門開到位或關(guān)緊時壓下行程開關(guān)以切斷電源，時開門電機停轉(zhuǎn)。電梯上升和下降也有一臺電動機來實現(xiàn)，正傳電梯上升，反轉(zhuǎn)電梯下降。并在每層樓中設(shè)有雙向行程開關(guān)，電梯每達到一個樓層時，壓下該樓層的平層開關(guān)，從而切斷開降電機

11、的電源使電梯停車，為了防止電機長期過載運行或缺相運行而發(fā)熱以至燒壞，在主電路中設(shè)有熱繼電器加以保護。同時設(shè)有熔斷器加以短路保護，一旦電機發(fā)生短路、過載或缺相運行時，這些電器就會動作，從而及時切斷電源。止匕外，在三項電源的輸入端設(shè)有組合開關(guān)，在主電路出現(xiàn)故障時，可以切斷并隔離電源給檢修帶來安全和方便。3.3 確定輸入輸出電路電梯的運行狀態(tài)由內(nèi)選信號、呼梯信號、行車方向，行車樓層位置綜合plc內(nèi)部程序控制規(guī)律決定。其中內(nèi)旋信號即轎廂內(nèi)的召喚指示燈的狀態(tài)（由召喚按鈕是否按下或來決定），呼梯信號即各樓層的上、下行指示燈的狀態(tài)（由上下行按鈕是否按下過來決定），行車方向即開降電機的正反轉(zhuǎn)的狀態(tài)（由交流接觸

12、器KM1、KM2的通斷狀態(tài)來決定），行車樓層位置由各樓行程開關(guān)（SQ1SQ5是否壓下來決定。4 .軟件設(shè)計4.1 /O點數(shù)分析和plc選型西門子S7-200系列plc的產(chǎn)品四層電梯控制系統(tǒng)的模擬實驗面板圖Q2.4O8S33uoo8UO036年9。鴕。勤。33333334.2I/O分配表在編程過程中，所用到的I/O地址分配表如下所示（一）輸入廳p名稱輸入點廳P名稱輸出點0四層內(nèi)選按鈕S4I0.07三層上呼按鈕U1I0.71三層內(nèi)選按鈕S3I0.18二層上呼按鈕U2I1.02二層內(nèi)選按鈕S2I0.29一層上呼按鈕U3I1.13一層內(nèi)選按鈕S1I0.310四層行程開關(guān)SQ4I1.24四層卜呼按鈕D4

13、I0.411三層行程開關(guān)SQ3I1.35三層卜呼按鈕D3I0.512二層行程開關(guān)SQ2I1.456二層卜.呼按鈕D2I0.613一層行程開關(guān)SQ1I1.5（二）輸出廳P名稱輸入點廳P名稱輸出點0四層指小L4Q0.08二層內(nèi)選指示SL2Q1.01三層指示L3Q0.19一層內(nèi)選指小SL1Q1.12二層指示L2Q0.210一層上呼指示UP1Q2.03一層指示L1Q0.311二層上呼指示UP2Q2.14下降指示Q0.412三層上呼指示UP3Q2.25Q0.513四層卜.呼旨示DN2Q2.36四層內(nèi)選指小SL4Q0.614三層卜.呼旨示DN3Q2.47三層內(nèi)選指示SL3Q0.715二層卜.呼指示DN4Q

14、2.5注：開門信號M3.0關(guān)門信號M3.1開門限位M4.0關(guān)門限位M4.1門開M4.4門關(guān)M4.5箱上升M3.2箱下降M3.34.2 梯梯形圖程序SM0.7M0.0IIC)SM0.1M40M4.1M45IIHIO)1有開門信號才開門M4.1M4.5TI(R)初始復位ISM0.111.511.311.411.2M1,1-II1，I1，I1，I1，I(s)I12.5HM3.1lMOI11.4M4.4Q2.1SOUTRS印三層上呼指示燈M4.4Q2.2SOUTRSR1二層下呼指示燈I0.B11.402.5II1/IpRSMOE11.4M4.41I1I1IRI三層下呼指示燈10.511.3Q2.4II

15、1，IH50TlM0211.3M4.4Q245RSUUIR1四層下呼指示燈inRSFI1Q23開門后定時3秒M4.4T351|flNTON+3OC-|PT10ms模擬到開門限位開關(guān)IT35M4.0Ni（）門關(guān)后定時3秒T34Tnton+30（-FT10rns模擬到關(guān)門限位開關(guān)門開后定時3秒M4.0733flNTOiT-300-PT1U一判斷是否上行10判斷是否下行11上升指示和下降指示121到21到413，,iozt)eGHLfl乙修乙ZOO工。EULH3IISHino二二L9H311團L區(qū)P乙修1層指示燈的亮滅16QQ3sourlRSR12層指示燈的亮滅OUT17-IM5.6M5.13層指示燈的亮滅18Q0.1sout!194層指示燈的亮滅20系統(tǒng)流程圖:初始化I，三是否前廳軻丫融本層與目標濫丫|是否有彳腳軻-LI上、1、LN電梯啟動，加速運彳電翩曼21畢業(yè)論文暫告收尾，這也意味著我在XXX學院的X年的學習生活既將結(jié)束。在這年的時間里，我在學習上和思想上都受益非淺。記得剛開始進學校來的時候什么都不懂，對于專業(yè)知識也只是個門外漢，但是經(jīng)過老師的不斷指導和點撥，使我敲開了電子世界這個