電梯控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

電梯控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)目錄項目選題構思1．選題的背景依據2．方案的分析3.項目規(guī)劃二、項目整體設計1．項目任務及分析2.系統(tǒng)總體功能3.程序設計流程圖4.控制電路的設計（1）I/O分配表及PLC的選型（2）硬件接線圖的設計（3）初期程序的設計三、項目運行實施1．硬件安裝2．整體調試調試步驟調試要點四、程序五、總結與體會創(chuàng)新項目任務書本學期開展創(chuàng)新項目，是為了培養(yǎng)學生運用專業(yè)知識解決實際應用的能力，進一步加強一般控制系統(tǒng)的安裝調試技能訓練，引導學生進行項目任務要求分析及項目實施工作方法選擇，建立創(chuàng)新意識、激發(fā)其對專業(yè)學習興趣和熱情，培養(yǎng)學生團隊的工作作風。項目選題電梯控制系統(tǒng)設計項目任務及要求項目任務：根據要求分析電梯控制的工作原理，繪制工作流程圖；硬件設計：確定I/O分配點，PLC選型，繪制硬件接線圖；軟件設計：編寫梯形圖；聯(lián)機調試：硬件連線、軟件編譯調試；撰寫課程項目報告，并進行課程項目的答辯匯報。要求：1.掌握PLC的編程方法及調試步驟；2.掌握硬件接線方法及排除一般故障的技能；3.具備讀圖、識圖、繪圖能力；4.培養(yǎng)分析判斷、語言表達、解決實際問題的能力；5.培養(yǎng)團隊合作、方案優(yōu)化、5S等方面的能力。項目考核方式1.過程考核（40%）：包括工作態(tài)度、溝通能力、團隊合作2.項目實施（30%）：包括知識應用、技能應用、解決問題3.項目答辯（30%）：包括項目貢獻、表達能力、作品評價項目設計計劃2021.11.01-2021.11.03項目選題及申報；2021.11.04-2021.11.8項目前期分析及資料收集；2021.11.9-2021.11.22項目硬件系統(tǒng)的構建；2021.11.23-2021.12.05項目軟件系統(tǒng)的構建；2021.12.6-2021.12.20項目現(xiàn)場安裝及調試；2021.12.21-2021.12.25項目結項匯報及答辯；20212021.12.26-2021.12.31項目相關文件資料整理歸檔；

一、項目選題構思1．選題的背景依據電梯是工業(yè)革命的產物，電梯的發(fā)明給人們的生活帶來了諸多便利性，不僅提高了人們爬樓的效率而且一定程度上解決了殘疾人上下樓的問題。電梯的普及徹底改變了傳統(tǒng)樓梯的爬樓方式，使得人們在時間空間上得到更為高效的移動方式。目前在我國居民建筑中在五層以上基本實現(xiàn)了電梯的安裝，隨著我國經濟水平的不斷提高，近幾年也逐漸出現(xiàn)了一些多層電梯洋房建筑，電梯的使用率也越來越高。隨著城市建設和經濟活動的不斷發(fā)展，現(xiàn)代建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，電梯作為一種重要的交通工具已與人們的日常生活密不可分，且成為城市物質文明的一種標志。電梯在辦公大樓，公司，高層等場所得到廣泛運用。電梯性能的好壞對人們生活的影響越來越顯著，因此必須提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯的運行既高效節(jié)能又安全可靠，同時對電梯的調速精確，調速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性也提出了更高的要求。在設計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。然而只有電梯的制造，安裝調試，售后服務和維修保養(yǎng)都達到高質量，才能全面保障點最終高質量。2．方案的分析本設計全程自動化，避免了人為因素造成交通的安全隱患。PLC控制：PLC控制是軟件控制。通過存放在存儲器中的用戶程序來完成控制功能，控制程序的修改不需要改變控制器的內接線（硬件）。電路簡單，具有極高的穩(wěn)定性和靈活性，可以根據場合設計相應功能，可擴展性能強?；赑LC控制的優(yōu)越性，即具有極高的穩(wěn)定性和靈活性，不需要改變硬件，通過程序來實現(xiàn)功能，操作和維護方便，可擴展性強等優(yōu)點。因此，本次項目采用PLC來控制汽車燈控系統(tǒng)。

項目規(guī)劃項目認識借此項目來達到以下控制目的：在電梯達到指定樓層，自動平層開門關門。延時自動關門。能夠響應廳外召喚，上下運行。門廳與轎廂內有樓層顯示。到達頂層或底層自動停止。本項目以PLC為核心控制部件，綜合運用PLC技術應用、電氣控制技術、電氣圖的識讀與繪制等課程相關知識，實現(xiàn)汽車燈控的功能。項目要點1.根據要求分析電梯控制的工作原理；2.硬件設計：確定I/O分配點，繪制硬件接線圖；3.軟件設計：編寫梯形圖程序；4.聯(lián)機調試：硬件連線、軟件編譯調試；預期重點、難點與解決措施硬件設計：根據功能確定I/O點數(shù)及連線圖軟件設計：根據工作流程圖編寫梯形圖程序項目計劃日期工作內容責任人負責參考資料的收集和整理、系統(tǒng)方案分析。負責系統(tǒng)工作原理的分析,線路設計繪制,項目程序編寫,相關參數(shù)設置工作。負責整個項目的統(tǒng)籌協(xié)調工作,并保持與指導老師的溝通,及時反饋遇到的問題,統(tǒng)籌整個項目系統(tǒng)的安裝及調試及項目匯報工作。負責整個控制系統(tǒng)需求分析,相關設備選型工作，以及項目的安裝調試工作。系統(tǒng)程序的編寫，相關匯報說明文件的編寫等工作,相關文件的整理歸檔工作。

二、項目整體設計1．項目任務及要求分析本設計采用S7-200型PLC來實現(xiàn)電梯的控制功能。功能要求：通過使用拽引電機以及鋼絲配重裝置實現(xiàn)電梯的上升和下降；通過使用變頻器以及對變頻器參數(shù)的設定實現(xiàn)加減速控制以及速度設定與保護；通過對程序的編寫實現(xiàn)五層電梯的呼叫以及運行功能。電梯的主要控制功能（1）方向控制：通過變頻器的信號端子實現(xiàn)電機運行方向的改變，并具有順序優(yōu)先功能；（2）呼叫電梯控制：在每層轎廂外側設定呼叫按鈕，實現(xiàn)外側呼叫電梯功能，并實現(xiàn)呼叫記憶功能；（3）內側選擇按鈕：在轎廂內側設定層選按鈕實現(xiàn)樓層的自由選擇；（4）在電梯運行過程中，順行方向實現(xiàn)停車、反向不停車；（5）在電梯到達平層后具有延時自動開門功能，也可以實現(xiàn)手動關門程序；（6）在電梯關門的過程中，具有延時關閉、手動關閉、以及關門障礙保護功能；（7）在電梯運行過程中，電梯不能手動強制開門；在門未安全關閉前禁止電梯運行。系統(tǒng)結構簡圖本次設計的電梯控制系統(tǒng)硬件主要由以下部分組成：輸入端：開關按鈕（啟動，停止，呼叫）、行程開關（檢測位置狀態(tài)）、紅外傳感器（檢測是否有人）、光電開關控制端（避免太陽直射與光的影響）送入PLC進行處理，然后由PLC傳入變頻器從而控制轎廂運作。2.硬件設計（1）I/O分配表序號名稱輸入點序號名稱輸出點0一樓平層X00電梯上行記憶Y01二樓平層X11電梯下行記憶Y12三樓平層X22電機正轉Y23四樓平層X33電機反轉Y34五樓平層X44內呼一樓指示Y45內呼叫一層X55內呼二樓指示Y56內呼叫二層X66內呼三樓指示Y67內呼叫三層X77內呼四樓指示Y78內呼叫四層X108內呼叫五樓指示Y109內湖叫五層X119一層外呼上行指示Y1110一層外呼上行X1210二層外呼上行指示Y1211二層外呼上行X1311三樓外呼上行指示Y1312三樓外呼上行X1412四樓外呼上行指示Y1413四樓外呼上行X1513二樓外呼下行指示Y1514二樓外呼下行X1614三樓外呼下行指示Y1615三樓外呼下行X1715四樓外呼下行指示Y1716四樓外呼下行X2016五樓外呼叫下行指示Y2017五樓外呼下行X2117門電機正轉Y2118手動開門X2218門電機反轉Y2219手動關門X2319工頻50HZY2320開門限位X2420減速6HZY2421關門限位X2521制動Y2522電梯上升極限位X2623電梯下降極限位X27（2）PLC接線圖根據輸入與輸出點端口分配表，用AutoCAD畫出PLC硬件接線示意圖。與PLC輸入端相連的是控制的各個開關，與輸出端相連的則是指示燈，可以直接明了的了解當前的工作進程，便于人工監(jiān)控。三、梯形圖程序編寫經過編寫程序前控制流程圖、I/O表分配、硬件設備確定以及選型后，根據以上選擇適合本次硬件、程序流程的指令對程序進行編寫。呼叫信號記憶及消除程序設計如圖5-3所示：圖5-3呼叫信號記憶及消除程序2.電梯內通過面板選擇樓層，在兩分鐘之后無操作，電梯自動返回首層程序設計如圖5-4所示：圖5-4電梯自動返回首層程序平層處理程序設計如圖5-5所示：圖5-5平層處理程序4.選擇層數(shù)定向以及反向截梯程序設計如圖5-6所示：圖5-6選擇層數(shù)定向以及反向截梯程序5.轎廂的內呼指令與外召喚指令保持信號，用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動或手動執(zhí)行開關門操作。開關門執(zhí)行一次之后，信號取消。使電梯能夠繼續(xù)響應其他乘坐信號如圖5-7所示：程序的設計（見程序文件）三、項目運行實施1．硬件安裝連線根據I/O分配點的地址和裝瓶機的硬件接線圖2．整體調試⑴調試步驟1)按照硬件接線圖連接。2)編程：編寫燈控梯形圖程序。3)將程序下載到PLC中。將PLC模式選擇開關撥至“RUN”狀態(tài)。4)操作按鈕觀察并記錄能否實現(xiàn)裝瓶機既定的功能，如有錯誤，檢查硬件接線和程序，直到調試成功為止。5)調試完成后，關閉PLC和電腦，拆下連接線，整理并放回原處，做好設備整理和清潔工作。⑵調試要點1)將設計好的程序寫入PLC后，首先要做的就是仔細檢查程序，并改正寫入時出現(xiàn)的錯誤。用戶程序一般先在實驗室模擬調試，一般不用接PLC實際的負載(如接觸器、電磁閥等)。也可以根據功能表圖，在適當?shù)臅r候用開關或按鈕來模擬實際的反饋信號。2)如果在聯(lián)機調試時，程序中某些定時器或計數(shù)器的設定值過大，為了縮短調試時間，可以在調試時將它們減小，模擬調試結束后再寫入它們的實際設定值。六、總結與體會在整個學期項目過程中，我們付出很多，收獲也很多。在項目實施過程中我們明白了課程之間的關聯(lián)，我們用電氣控制技術這門課中所學的系統(tǒng)的設計來構建系統(tǒng)，PLC技術應用這門課中的知識來解決PLC系統(tǒng)的硬件和軟件設計，同時又用到電氣圖的識讀和繪制的知識來完成讀圖、識圖等，用機械基礎與AUTOCAD這門課程中的知識來繪制接線圖及流程圖等。用所學的知識來實際解決問題，真正開啟了學以致用之門，并極大了增強了自信心。PLC的I/O分配點的確定以及PLC的選型，進行了硬件的設計及軟件梯形圖的編寫，最后進行綜合的聯(lián)機調試。在此過程中我們遇到了很多的問題，比如一開始的選題就很迷茫，后續(xù)的程序調試過程中也遇到了問題。指導老師在很多時候給了我們一些指導性的意見和建議，引導和幫助我們找到方法解決問題。這次做的項目讓我們認識到自身知識的有限性，并感受到理論與和實踐相結合的重要性。做學期項目，最重要的就