基于PLC控制的電梯畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、PLC（可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以其編程方便、操作簡(jiǎn)單尤其是它的高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，再工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(diǎn)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(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，樓房越來(lái)越高，而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。電梯從手柄開(kāi)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(yùn)輸做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。Plc在電梯控制上的應(yīng)用只要體現(xiàn)在它的邏輯開(kāi)關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)和定時(shí)以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯控制過(guò)程中，各

2、種邏輯開(kāi)關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯的控制。PLC控制電梯有如下的特點(diǎn)：1,可靠性高，PLC的平均無(wú)故障時(shí)間一般可達(dá)3-5萬(wàn)小時(shí)。而且能在工業(yè)環(huán)境下可靠的工作；2:編程簡(jiǎn)單，PLC最常用的編程語(yǔ)言是梯形圖語(yǔ)言。這種編程語(yǔ)言形象直觀，容易掌握，當(dāng)工作流程需要改變時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)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(jiǎn)介11.2 電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造的目的及意義12 .總體設(shè)計(jì)方案2.3 .硬件設(shè)計(jì)及選型3.3.1 硬件電路設(shè)計(jì)33.2 主電路的設(shè)計(jì)44 .軟件設(shè)計(jì)4

3、.4.1 I/O點(diǎn)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(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。II1.1 plc控制系統(tǒng)電梯簡(jiǎn)介人類利用升降工具運(yùn)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(shí)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(méi)有變化：即一個(gè)平衡物下降的同時(shí)，負(fù)載平臺(tái)上升。生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。150年來(lái)，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(kāi)關(guān)操縱、按鈕控制、信號(hào)控制、集選控制、人機(jī)對(duì)話等等，多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控。如今，在我國(guó)任何一個(gè)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(lái)了便利，也為我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強(qiáng)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(jìn)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(lái)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(jì)算機(jī)控制、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置。它的編程軟件采用易學(xué)易懂的梯形圖語(yǔ)言！控制靈活方便，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。本次設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)電梯控制方式加以更新，運(yùn)用高性價(jià)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(jì)出一款高效、安全、價(jià)廉、能個(gè)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(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)和自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)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(jì)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(lái)完成對(duì)電梯曳引電機(jī)開(kāi)關(guān)門(mén)及的啟動(dòng)，加減速，停止，運(yùn)行方向，樓層顯示，曾站召喚，轎廂內(nèi)操作，安全保護(hù)等指令信號(hào)進(jìn)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(dòng)、曳引機(jī)和制動(dòng)單元構(gòu)成。

6、三相電源R、S、T經(jīng)接線端子進(jìn)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(dòng)機(jī)的快速繞組，外接制動(dòng)單元減少了制動(dòng)時(shí)間，加快制動(dòng)過(guò)程。旋轉(zhuǎn)編碼器用來(lái)檢測(cè)電梯的運(yùn)行速度和運(yùn)行方向，變頻器將實(shí)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(jì)電壓，使電梯的實(shí)際速度跟隨變頻器內(nèi)部給定的速度，達(dá)到調(diào)節(jié)電梯速度的目的。變頻器輸入信號(hào)為：上、下行方向指令，零速、爬行、等各種速度編碼指令，復(fù)位和使能信號(hào)。變頻器輸出信號(hào)為：（1）變頻器準(zhǔn)備就緒信號(hào)。之外變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，通知控制系統(tǒng)，變頻器可以正常運(yùn)行；（2）運(yùn)行中信號(hào)，通知plc變頻器正在正常輸出；（3）零速信號(hào)，當(dāng)電梯運(yùn)行速度為零時(shí)，此

7、信號(hào)有效并通知plc完成抱閘、停車等動(dòng)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(kāi)關(guān)門(mén)、井道內(nèi)的上下平層。門(mén)鎖、安全保護(hù)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(lái)對(duì)各層站的廳外召喚信號(hào)進(jìn)行登記、記憶和消除，而且兼有無(wú)司機(jī)狀態(tài)的“本層廳外開(kāi)門(mén)”功能，全集選方式的呼梯信號(hào)為2n-2個(gè)（n為層數(shù)），下選集呼梯信號(hào)為n個(gè)；（2）轎廂內(nèi)選層單元，負(fù)責(zé)對(duì)預(yù)選樓層指令的登記、消除和指示，呼梯信號(hào)數(shù)為電梯停站層數(shù)n；（3）開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕，輸入plc控制轎門(mén)的開(kāi)閉（廳門(mén)也同時(shí)動(dòng)作）；（4）上下平層裝置，用來(lái)保證電梯轎廂在各層停靠時(shí)準(zhǔn)確平層，通常設(shè)置

8、在椒頂，電梯轎廂上行接近預(yù)選層站時(shí)，上平曾感應(yīng)器限進(jìn)入遮磁板，電梯仍然繼續(xù)慢行，當(dāng)下平層感應(yīng)器在進(jìn)入遮磁板時(shí)，上行接觸線圈失電，制動(dòng)器抱閘停車；（5）門(mén)鎖裝置（或轎門(mén)和廳門(mén)聯(lián)鎖保護(hù)裝置），轎門(mén)閉合和各廳門(mén)閉合上鎖是電梯正常啟動(dòng)運(yùn)行的前提；（6）安全回路，通常包括轎內(nèi)急停開(kāi)關(guān)，底坑急停開(kāi)關(guān)，相序保護(hù)繼電器、上下極限限位開(kāi)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(bào)站鐘等，目前的方向機(jī)樓層指示燈主要有七段2碼顯示方式和點(diǎn)陣顯示方式，本系統(tǒng)為七段碼顯示方式；（2）開(kāi)關(guān)門(mén)單元，用于控制電梯的廳門(mén)和轎門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉，在自動(dòng)定向完成或電梯平穩(wěn)?？亢螅琾lc給出相關(guān)指

9、令，由變頻門(mén)機(jī)完成開(kāi)關(guān)門(mén)動(dòng)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(yùn)行方向和速度指令，時(shí)變頻器根據(jù)電梯所需要的速度曲線調(diào)節(jié)運(yùn)行方向和速度。通過(guò)plc的合理編程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平層，自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)，自動(dòng)掌握停站時(shí)間，內(nèi)外呼信號(hào)的登記、消除，順向截梯及自動(dòng)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(yùn)行方向門(mén)鎖開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕開(kāi)關(guān)門(mén)消防與泊梯備旅者接觸器控制運(yùn)行中零速TfFW抱閘控制嚴(yán)夕陽(yáng)喚y內(nèi)召喚及控制信號(hào)曳引曠一3 .硬件設(shè)計(jì)及選型3.1 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路是系統(tǒng)用于驅(qū)動(dòng)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(diǎn)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(dòng)三相電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。輔助電路以plc器件為主，結(jié)合開(kāi)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(yùn)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(kāi)關(guān)，可以確保乘客的操作安全。3.2 主電路的設(shè)計(jì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)有4種：開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)，上升和下降。開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)可由一臺(tái)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制實(shí)現(xiàn)。電機(jī)正傳時(shí)電梯開(kāi)門(mén)，反轉(zhuǎn)電梯關(guān)門(mén)。門(mén)開(kāi)到位或關(guān)緊時(shí)壓下行程開(kāi)關(guān)以切斷電源，時(shí)開(kāi)門(mén)電機(jī)停轉(zhuǎn)。電梯上升和下降也有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)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(kāi)關(guān)，電梯每達(dá)到一個(gè)樓層時(shí)，壓下該樓層的平層開(kāi)關(guān)，從而切斷開(kāi)降電機(jī)

11、的電源使電梯停車，為了防止電機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行或缺相運(yùn)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(hù)。同時(shí)設(shè)有熔斷器加以短路保護(hù)，一旦電機(jī)發(fā)生短路、過(guò)載或缺相運(yùn)行時(shí)，這些電器就會(huì)動(dòng)作，從而及時(shí)切斷電源。止匕外，在三項(xiàng)電源的輸入端設(shè)有組合開(kāi)關(guān)，在主電路出現(xiàn)故障時(shí)，可以切斷并隔離電源給檢修帶來(lái)安全和方便。3.3 確定輸入輸出電路電梯的運(yùn)行狀態(tài)由內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)、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(hào)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(lái)決定），呼梯信號(hào)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(guò)來(lái)決定），行車方向即開(kāi)降電機(jī)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(lái)決定），行車樓層位置由各樓行程開(kāi)關(guān)（SQ1SQ5是否壓下來(lái)決定。4 .軟件設(shè)計(jì)4.1 /O點(diǎn)數(shù)分析和plc選型西門(mén)子S7-200系列plc的產(chǎn)品四層電梯控制系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)面板圖Q2.4O8S33uoo8UO036年9。鴕。勤。33333334.2I/O分配表在編程過(guò)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(diǎn)廳P名稱輸出點(diǎn)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(kāi)關(guān)SQ4I1.24四層卜呼按鈕D4

13、I0.411三層行程開(kāi)關(guān)SQ3I1.35三層卜呼按鈕D3I0.512二層行程開(kāi)關(guān)SQ2I1.456二層卜.呼按鈕D2I0.613一層行程開(kāi)關(guān)SQ1I1.5（二）輸出廳P名稱輸入點(diǎn)廳P名稱輸出點(diǎn)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(kāi)門(mén)信號(hào)M3.0關(guān)門(mén)信號(hào)M3.1開(kāi)門(mén)限位M4.0關(guān)門(mén)限位M4.1門(mén)開(kāi)M4.4門(mén)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(kāi)門(mén)信號(hào)才開(kāi)門(mén)M4.1M4.5TI(R)初始復(fù)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(kāi)門(mén)后定時(shí)3秒M4.4T351|flNTON+3OC-|PT10ms模擬到開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)IT35M4.0Ni（）門(mén)關(guān)后定時(shí)3秒T34Tnton+30（-FT10rns模擬到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)門(mén)開(kāi)后定時(shí)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(tuán)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(biāo)濫丫|是否有彳腳軻-LI上、1、LN電梯啟動(dòng)，加速運(yùn)彳電翩曼21畢業(yè)論文暫告收尾，這也意味著我在XXX學(xué)院的X年的學(xué)習(xí)生活既將結(jié)束。在這年的時(shí)間里，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺。記得剛開(kāi)始進(jìn)學(xué)校來(lái)的時(shí)候什么都不懂，對(duì)于專業(yè)知識(shí)也只是個(gè)門(mén)外漢，但是經(jīng)過(guò)老師的不斷指導(dǎo)和點(diǎn)撥，使我敲開(kāi)了電子世界這個(gè)