PLC电梯毕业设计

PLC电梯毕业设计 SHANDONG,，，,，,,，,, :, ,，:，，:，:,, 毕业设计说明 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 电梯PLC控制系统设计 学 院: 电气与电子工程学院 专 业: 电气工程及其自动化 学生姓名: 王磊 学 号: 1071041101 指导教师: 刘春 2012 年 6 月 中文摘要 摘要 如今电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的工具，而采用 PLC与变频器组成的变频调速电梯具有很好的控制效果，在目前电梯的电气控制应用中具有领先地位。PLC控制系统运行可靠性高，抗干扰性强，设计和调试周期短，已成为目前电梯控制中最常用的控制方式。 本文在介绍电梯基本结构的基础上，阐述了电梯的拖动原理和控制原理，重点分析了电梯系统设计中如何用PLC实现控制系统并编制控制程序。在分析了电梯系统的软件设计方法基础上，设计出了软件流程图，提出了模块化编程思想，编程实现了指层、厅召唤、选层、选向等功能。 关键词: PLC控制;变频器;电梯模型 I 英文摘要 Abstract Now the elevator has become indispensable tool by which people go in and out the high-rise building，VVVF elevator composed by PLC and the transducer have good control effect, has leading status in the present elevator electrical control application. PLC control system operation and high reliability, strong anti-jamming design and debug cycle is short, has become the most commonly used control the elevator control. Based on the function of the existing elevator，Described lift drag theory and control theory, the focus of the elevator system design with PLC control system and the preparation of control programs .Software design methods based on analysis of the elevator system, the design of the software flow chart, modular programming ideas, ingrefers to the layer, Hall summoned, selected layers choose to function. This article lists resources of the PLC in detail. Key words: PLC control;Transducer; Elevator model II 目录 目录 摘要 .................................................................................................................................................. I Abstract .......................................................................................................................................... II 目录 ............................................................................................................................................... III 第一章 绪论 ................................................................................................................................. 1 1 1.1电梯PLC控制系统设计的目的和意义 ...................................................................... 1.2电梯PLC控制系统设计的 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 .................................................................................... 1 第二章. 电梯系统控制方案的确定 ....................................................................................... 3 2.1电梯的概述及分类 ........................................................................................................... 3 2.1.1电梯的概况................................................................................................................. 3 2.1.2电梯的组成及工作原理 .......................................................................................... 3 2.1.3电梯的工作原理 ....................................................................................................... 4 2.2可编程控制器的概述 ...................................................................................................... 5 2.2.1可编程控制器的定义 .............................................................................................. 5 2.3采用PLC控制电梯的优点 ............................................................................................. 5 2.4总体设计方案 .................................................................................................................... 5 2.4.1主回路原理图 ............................................................................................................ 5 2.4.2电梯控制系统结构图 .............................................................................................. 7 第三章. 电梯控制系统硬件设计............................................................................................ 9 3.1 PLC型号选择 .................................................................................................................... 9 3.2 变频器的概述 ................................................................................................................ 10 3.2.1变频器的选择 ......................................................................................................... 10 3.2.2变频器的控制方式 ................................................................................................ 10 3.2.3变频调速电梯的特点: .......................................................................................... 11 3.2.4变频器调速原理 ..................................................................................................... 11 3.2.5变频器参数设置 .................................................................................................... 12 3.3 主要元器件 .................................................................................................................... 12 3.3.1数码管的显示 ......................................................................................................... 13 3.3.2报警元气件选择 .................................................................................................... 13 3.4 输入/输出(I/O)分配 ............................................................................................. 14 III 目录 3.5 硬件外部接线图 ........................................................................................................... 15 第四章. 电梯控制系统软件设计......................................................................................... 17 4.1流程图 .............................................................................................................................. 17 4.2控制程序设计 ................................................................................................................. 18 4.2.1启动关门程序 ......................................................................................................... 18 4.2.2内部呼叫程序 ..................................................................................................... - 18 - 4.2.3外部呼叫系统 ......................................................................................................... 20 4.2.4门电机开及关 ......................................................................................................... 23 4.2.5电梯上下行指示 .................................................................................................... 25 4.2.6电梯上行 .................................................................................................................. 29 4.2.7电梯下行 .................................................................................................................. 30 总结 .............................................................................................................................................. 32 致谢 .............................................................................................................................................. 33 主要参考文献资料 ................................................................................................................... 34 附录 .............................................................................................................................................. 35 IV 第一章 绪论 第一章 绪论 1.1电梯PLC控制系统设计的目的和意义 在当今时代，人类的高科技技术以飞速的方式发展，我们的微电子技术、计算机技术和自动控制技术也有了非常好的前景，电梯现如今已经成为我们在生活中必不可少的一种运输工具。另外，现如今生活对电梯在运行的安全性、高效性、舒适性等要求不断的提高的时候，其各种技术也随之非常快速的提高，其中电梯的拖动技术已经逐步发展成了调频调压调速，电梯的逻辑控制能力现在已经由PLC逐步取代了过去的一些元件控制。 电梯控制要求介入的设备使用起来比较简单，对应用于系统组态的编程也要简单，具有人性化的人机界面，配备应用程序库后，加快了编程和调试的速度。通过PLC对于程序进行编辑，改善了电梯的控制能力，加强了电梯在运行中的安全性能。因此PLC在电梯的控制系统中的应用就非常广泛，并且非常具有实际价值。 1.2电梯PLC控制系统设计的内容 本次毕业设计对PLC电梯控制系统进行了分析和研究: 1、电梯的类型选择:根据本次毕业设计题目的要求，在本次设计中，主要研究了六层电梯的轿厢上下行控制，开关门控制、内外呼叫控制以及各种报警控制。简单的把电梯的设计要求一一实现。 2、电梯硬件系统的设计:本次设计的电梯要求安全，达到运行要求。在电梯的各楼层检测过程中采用了一些性能比较优良的传感器。另外，本次设计也把感应器的开关量信号应用进来，把此信号输入给PLC以此可以达到PLC对电梯的控制的目的。在此次毕业设计当中，在电梯硬件系统的设计的方面上，我主要把电梯的安全和稳定性放在重要地位。 3、电梯控制系统软件的设计:本次毕业设计主要是利用了PLC编程语言当中最主要的指令表和梯形图编辑。指令表和梯形图的编写能够把我们所需要表达的设计理念完整明显的表现出来，指令表和梯形图的编写运用step-7编程软件，此软件支持全部西门子系列的PLC，并且具有非常强大的诊断功能，另外也能把故障的原因和问题体现的比较清晰，以此节约我们的维修时间。 1 第二章 电梯系统控制方案的确定 第二章. 电梯系统控制方案的确定 2.1电梯的概述及分类 2.1.1电梯的概况 电梯主要就是利用轿厢在固定轨道中把乘客或者物品竖直的运送到一定位置的固定设备。通常来说无论它的驱动方式怎么样，我们都能把电梯作为建筑内部垂直运输交通工具的总称。通过对建筑的各类需要的考虑，从而设计出不同种类的电梯。目前电梯基本分类方法大致如下。 1.按用途分类 乘客电梯 ，载货电梯，客货电梯，病床电梯，住宅电梯，杂物电梯，汽车电梯，特种电梯，观光电梯。 2. 按驱动方式分类 1)、交流电梯，直流电梯，液压电梯，齿轮齿条电梯，螺杆式电梯，直线电动机驱动的电梯。 3. 按速度分类 低速梯， 中速梯， 高速梯， 超高速。 4. 按电梯有无司机分类 有司机的电梯，无司机电梯，有/无司机电梯。 5. 按操纵控制方式分类 手柄开关操纵，按钮控制电梯，信号控制电梯， 集选控制电梯，并联控制电梯，群控电梯， 2.1.2电梯的组成及工作原理 1. 电梯的组成 1)、曳引系统: 曳引系统主要的作用是使轿厢进行上下运行，为其提供动力。 3 第二章 电梯系统控制方案的确定 2)、导向系统: 导向系统的主要的作用是为轿厢的运动指引方向，为轿厢的运行提供正确的线路。 3)、轿厢: 轿厢主要是运载乘客和货物的箱式设备，是电梯的主题部分。 4)、门系统: 门系统的主要功能是作为轿厢的门使用，使轿厢内部封闭更加安全。 5)、重量平衡系统: 重量平衡系统主要是对所承载的人或货物进行测量，防止超过固定值。 6)、电力拖动系统 电力拖动系统的功能主要是拖动整个轿厢系统，把电梯的速度控制在一定范围内。 7)、电气控制系统 电气控制系统的功能是对电梯的运行和各方面的步骤进行全面设计和控制。 8)、安全保护系统 安全保护系统保证电梯安全使用，可以防止一切危及人身安全的事故发生。 2.1.3电梯的工作原理 电梯在工作时，电梯的曳引绳两边一头接轿厢的主体另一头接对重部分，把曳引轮和导向轮连接在一起，并缠绕起来，曳引电机运行后通过变频器变速以后再使曳引轮变速运行，然后通过曳引绳与曳引轮之前相互摩擦而产生出的牵引力做功来使轿厢和对重上升下降，以此可以把人或物品运送到指定位置。 把导靴放置在轿厢上沿着位于建筑墙体上的导轨重复的做上升下降运动，以防轿厢在运动的过程中发生偏斜或摆动的问题。在电动机运行时常闭块式制动器一旦出现松闸，可使电梯运行，如果在失电时下制动的情况发生的话，可能会使轿厢停止上升下降运行，并且在指定目标楼层上保持轿厢停止的状态，让里面的人或货物逃出。轿厢的作用就是是把乘客或者其他载货物运送到指定位置的一个箱体，对重用主要是用来平衡轿厢的载荷、减少电动机的功率。补偿装置的作用是对曳引绳运动时张力和重量的变化进行补偿，能够稳定曳引机的负载能力，也 4 第二章 电梯系统控制方案的确定 可以将轿厢安全的停止。电气控制系统实现了对电梯各方面的控制。指示呼叫系统可以把轿厢的运动方向和所在楼层的位置显示出来。安全装置的作用是使电梯在运行过程中得到安全的保障。 2.2可编程控制器的概述 2.2.1可编程控制器的定义 PLC是集自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新型的工业控制装置，用以跃居工业自动化支柱(PLC、ROBOT、CAD/CAM)的首位。PLC它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的一种新型的工业控制设备。具有1、可靠性高、抗干扰能力强2、设计、安装比较容易，维护工作量较少3、功能强、通用性较好4、开发周期短、成功率高5、体积小、重量轻、能耗低等特点。已经广泛的在各个领域中体现出来，并已经成为非常重要控制产品。与继电接触器系统相比较系统更加可靠;占位的空间比要小;价格上也十分具有竞争力;另外PLC更易于立刻对程序进行设计，有利于产品的使用、维护、维修。也能向中央执行机构、中央数据处理系统直接传输数据等 2.3采用PLC控制电梯的优点 PLC控制电梯的优点: (1) 线路直观，便于理解和掌握。可使各种编程人员对其熟悉运用。 (2) 系统的维修，事故检测及保养不需要太高的技术支持和专用的工具、设备。 (3) 对于这类电梯，我国研究的时间比较长，技术比较成熟，已经打造出一系列 商品，技术资料图纸较齐全，了解、运用熟练的的人很多。 (4) 系统触点少、接线线路比较简单，不会经常出现故障。 (5) 系统结构小，能耗低，输出开关量小。 2.4总体设计方案 2.4.1主回路原理图 5 第二章 电梯系统控制方案的确定 图2.1 主回路原理图 根据设计要求，本次设计的电气控制系统主回路原理图如图2.1所示。图中M1是为轿厢上升下降提供动力的曳引电动机，M2是能让门开关的门电机， FR1，FR2为起过载保护作用的热继电器，用于电梯运行过载时断开主电路。FU1为熔断器，起短路保护的作用。L1、L2、L3为系统电机的转动提供三相电源，供其转动。KM1是控制曳引电机正转的，当接触器KM1接通时，曳引电机正转，电梯进行上行;KM2是控制曳引电机反转的，当电梯需要进行下行运行的时候，KM2接通，KM1断开时，电梯下行;在电梯上行或下行途中，若遇到限位开关的停层信号时，曳引电机停止转动，电梯进行停层运动，KM3和KM4是控制门电机正反转的。此时，门电机开始运行，KM3闭合，门电机正转，电梯的门将打开，等到有关门信号产生或者无信号3秒后，KM4将闭合，KM3断开，这个时候门将关闭进行下一步操作，实现电梯的开关门。QS为手动断路器，实现手动的开机关机，用来进行电梯日常维护检修。变频器是用来调节轿厢的运行速度，当轿厢启动的时候变频器通过变速使轿厢的运行速度稳步上升，到达某一值后速度稳定，平速进行运动。当轿厢将要到达指定目标位置时，通过变频器的控制使轿厢的运行速度稳步下降直到停止。 6 第二章 电梯系统控制方案的确定 2.4.2电梯控制系统结构图 电梯控制系统主要由PLC单元、输入输出单元以及变频调速主回路构成，电梯控制系统包括对电梯轿厢的上升下降加减速和停止，开关门机的启动，停止，轿厢运行方向，楼层显示，层内外召唤，内外部操作，安全保护等指令信号进行管理和控制功能。电梯信号控制基本由PLC软件实现。电梯信号控制系统如图2.2。 图2.2 电梯控制系统结构图 设计中所要达到的要求: 1起初，电梯位于任意层楼，通电时，先响应关门信号，使门电机启动关门，确保轿厢门关闭。 2当有外呼信号时，响应该信号，并到达本层，电梯停止后，门电机启动开门。三秒后如果没有其他响应自动关门，如果按电梯内的关门信号，则立刻关门。 3当有内呼信号时，响应该信号，并到达本层，电梯停止后，门电机启动开门。三秒后如果没有其他响应自动关门，如果按电梯内的关门信号，则立刻关门。 4电梯具有最远反向外呼电梯的功能。例如。当电梯在三层层，同时有四层层，五层和六层的向上的信号，则先响应六层的信号。 5当电梯不出在某一层的平层时或者说电梯在层之间时，开门按钮和关门按 7 第二章 电梯系统控制方案的确定 钮不起任何作用。位于平层时，按开按钮，则打开电梯轿厢门，按关闭按钮，则关闭电梯轿厢门。 6电梯在运行过程中，任何相反的信号均不起呼叫作用，但是如果反向信号之前，无其他信号时，则响应相反的信号。 7当电梯出现意外情况时，电梯停止运行，蜂鸣器会响以确保及时维修。 8 第三章 电梯控制系统硬件设计 第三章. 电梯控制系统硬件设计 3.1 PLC型号选择 PLC机型的选择基本原则是，在所有功能都能满足要求的前提下，选择最可靠、稳定，安全，维护使用比较方便的机型。 S7-200系列PLC是德国西门子公司生产的一种小型PLC，其中许多功能都能够达到大型PLC的水平，但是其价格确实十分便宜。S7-200系列PLC通过CPU模块进行区分一共能分成五种基本的规格的PLC。主要有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM. 表3.1 cpu各型号参数 型号 电源/输入/输出类型 主机 I/O 点数 DC/DC/DC 6输入/4输出 CPU 221 AC/DC/继电器 DC/DC/DC 8输入/6输出 CPU 222 AC/DC/继电器 DC/DC/DC AC/DC/继电器 14输入/10输出 CPU 224 AC/DC/继电器 DC/DC/DC 24输入/16输出 CPU 226 AC/DC/继电器 DC/DC/DC 24输入/16输出 CPU 226XM AC/DC/继电器 S7-200 CPU 22X 的电源，对于每个型号，西门子厂家都提供24V DC和120V/240VAC两种电源供电的CPU类型。输出接口电路主要有三种类型，第一种也是较为常用的即交流继电器输出型，第二种是直流晶体管，第三种是晶闸管输出型。 9 第三章 电梯控制系统硬件设计 本次设计根据具体情况，通过对输入\输出点的选择以及对编程软件和机型的认识度，决定选用西门子的s7-200中的CPU226作为电梯的主要控制器。PLC是整个控制系统的核心部件，采用西门子S7-200系列可编程逻辑控制器，CPU226，它的运算能力以及通讯能力比其它PLC优越，可方便地进行数据处理和通讯。CPU226共有24个输入点、16个输出点。最多可以带7个扩展模块。 因为本次设计所用输入和输出点数超过CPU226的固有点数，所以根据本次设计的实际情况通过I/O接口模块来实现的。另外根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时 应可以再增加10%,20%的备用量，可随时可以增加控制功能。 本次设计中根据估算这次设计的I/O点数大约为输入34点，输出34点。所以IO扩展模块应采用EM223的模块。此型号数字量扩展既有输入点扩展也有输出点扩展。所以能满足本次设计的要求。本次设计选择其中的输入16点，输出16点的EM223模块。 3.2 变频器的概述 3.2.1变频器的选择 西门子MM420变频器系列变频器是用于控制三相交流电机的转速。这个系列有多种型号，从单相供电电压，额定功率为120W三相电源电压，额定功率11KW，供用户选择。该驱动器是由微处理器控制，并与现代先进技术水平的IGBT作为功率输出部分。 选用的MM420额定参数为: 电源电压:220V,230V 额定输出功率:0.75kW 额定输入电流:9.9A 额定输出电流:3.9A 外形 尺寸 手机海报尺寸公章尺寸朋友圈海报尺寸停车场尺寸印章尺寸 :A型 操作面板:基本操作板(BOP) 3.2.2变频器的控制方式 变频器有多种控制方式，有手动控制，端子控制和通信控制。端子控制又分 10 第三章 电梯控制系统硬件设计 为开关量控制和模拟量控制。本次毕业设计采用的就是开关量控制。通过DIN1，DIN2，DIN3这三个端子进行速度的控制，通过这三个端子最多可以组合成8种频率，但是其中有一种是不能用的。所以可以用7种。本次毕业设计用其中三种频率。采用三种速度。 本次设计所用MM420变频器中UVW接电动机，有两个口接PLC的正转和反转口，另外有STR接三相电源供电。 3.2.3变频调速电梯的特点: (1) 变频调速电梯当中运动的电动机是属于三相异步电动机，比同容量的直流电动机具有体积小、占空间小，结构简单，维护方便、可靠性高、价格不高等特点。 (2) 变频调速电梯运用了比较领先的SPWM技术SVPWM 技术，能够相当直接的提高了电梯运行的质量和各种运行能力。 (3) 变频调速电梯,能够全面的改变了在电动机当中各种设备的质量，减弱了各种干扰，加强了许多节能措施。 3.2.4变频器调速原理 变频器顾名思义是把工频电通过既定好的变化转换成其它各种频率的交流电，这样就使电动机的运行方式处于改变速度的运行的状态。当今时代采用的变频器都流行VVVF变频方式，首先让工频交流电和整流器连接起来，通过它继而变为直流电源，之后把直流电源进行进一步的变换，转换后的频率可以进一步调节，同样转换后的电压也可以进一步地调节，将此信号传送至电动机。变频器的电路主要包括四个部分，具体的来说:第一部分即最先开始的是整流环节，第二部分为中间直流部分，紧随其后的是第三部分是逆变环节，最后的是第四部分为控制环节。变频器的调速技术的作用机理是依赖电动机的转速与工作时的电源输入频率成正比的关系得到的即: ，，n,60f1,sp n其中表示电机转速; f为电动机正常工作时的电源的频率; s为电动机的转差率; 11 第三章 电梯控制系统硬件设计 p为电动机所固有的磁极对数。 由以上的公式得，频率变化了转速也随之变化，这就是变频器调速的原理。 变频器的运行曲线依靠外部指令提供的速度指令和控制曲线形状和速度的变频器参数配合使用的， 首先设定好变频器的快速频率、中速频率、慢速频率，还要设置电机加速、减速时间，变频器的上限频稳速运行 率、下限频率等参数设 V 正向 平层停止 定，这些参数通过对电加速 减速 梯模型进行系统调试t 加速 减速 反向 后得出最后比较合理启动 稳速运行 平层停止 的参数值。得到的电梯 运行的速度曲如图3.1 所示 图3.1电梯调速图 3.2.5变频器参数设置 参数 设定值 参数 设定值 P0003 1 P0010 1 P0100 0 P0205 1 P0300 1 P0304 380 P0305 77 P0307 30000 P0308 0.8 P0310 50 P0335 0 P0640 2 P0700 1 P1000 2 P1120 15 P1121 20 12 第三章 电梯控制系统硬件设计 P1135 5 P1300 0 P1910 1 P3900 1 表 3.1 变频器参数设置 3.3 主要元器件 3.3.1数码管的显示 数码管的显示是根据点亮不同的二极管而显示不同的数字。一般单位二极管有10个引脚，二位二极管也是10个引脚，四位数码管是12个引脚。关于具体的引脚及段，可根据其资料进行查询。 数码管根据其连接的不同可以分为共阴极连接和共阳极连接。单位数码管的引脚分布其中，公共端叫做位选线，连接在一起的段线叫段选线。 数码管的显示分为静态显示和动态显示。当多位数码管应用于某一系统时，他们的位选是可以独立控制的，而段选是连接在一起的，我们可以通过位选信号控制那个数码管亮，在同一时刻，位选选通的的所有数码管显示相同的数字。因为他们的是连在一起的，所以这种显示叫做静态显示。数码管的动态显示又叫动态扫描，它是在根据人的视觉效果(至少25次/秒)，来让数码管进行动态显示。 3.3.2报警元气件选择 报警元气件选择为蜂鸣器，蜂鸣器作为一种非常重要的仪器，应用十分广泛。它属于电子讯响器的一种，它的内部用直流电压为其提供电力，应用于很多器件当中。本电梯所用的报警系统是安装在电梯桥箱的内部，运用的就是蜂鸣器，实在故障出现或者维修调试时起到提醒作用。另外它使用蓄电池供电。 3.4 输入/输出(I/O)分配 13 第三章 电梯控制系统硬件设计 表3.2 输入输出分配表 输入(34) 输出(29) 1层内呼 I0.0 1层内呼指示 Q0.0 2层内呼 I0.1 2层内呼指示 Q0.1 3层内呼 I0.2 3层内呼指示 Q0.2 4层内呼 I0.3 4层内呼指示 Q0.3 5层内呼 I0.4 5层内呼指示 Q0.4 6层内呼 I0.5 6层内呼指示 Q0.5 1层外呼上 I0.6(M1.6) 1层外呼上指示 Q0.6 2层外呼下 I0.7(M1.7) 2层外呼下指示 Q0.7 2层外呼上 I1.0(M2.0) 2层外呼上指示 Q1.0 3层外呼下 I1.1(M2.1) 3层外呼下指示 Q1.1 3层外呼上 I1.2(M2.2) 3层外呼上指示 Q1.2 4层外呼下 I1.3(M2.3) 4层外呼下指示 Q1.3 4层外呼上 I1.4(M2.4) 4层外呼上指示 Q1.4 5层外呼下 I1.5(M2.5) 5层外呼下指示 Q1.5 5层外呼上 I2.0(M2.6) 5层外呼上指示 Q1.6 6层外呼下 I2.1(M2.7) 6层外呼下指示 Q1.7 1层平层 I2.2 电梯轿厢上行 Q2.0 2层平层 I2.3 电梯轿厢下行 Q2.1 3层平层 I2.4 门电机开 Q2.2 4层平层 I2.5 门电机关 Q2.3 5层平层 I2.6 电梯上行指示 Q2.4 6层平层 I2.7 电梯下行指示 Q2.5 开门开关 I3.0 a Q2.6 14 第三章 电梯控制系统硬件设计 关门开关 I3.1 b Q2.7 桥厢上升极限位 I3.2 c Q3.0 桥厢下降极限位 I3.3 d Q3.1 关门限位 I4.0 e Q3.2 1层开门限位 I4.1 f Q3.3 2层开门限位 I4.2 g Q3.4 3层开门限位 I4.3 蜂鸣器 Q3.5 4层开门限位 I4.4 5层开门限位 I4.5 6层开门限位 I4.6 报警 I3.4 3.5 硬件外部接线图 15 第三章 电梯控制系统硬件设计 I0.0一层内呼Q0.0一层内呼指示I0.1二层内呼Q0.1I0.2三层内呼二层内呼指示MI0.3四层内呼Q0.2三层内呼指示I0.4五层内呼Q0.3I0.5六层内呼四层内呼指示I0.6一层外呼上Q0.4五层内呼指示I0.7二层外呼下Q0.5I1.0二层外呼上六层内呼指示I1.1三层外呼下Q0.6一层外呼上指示I1.2三层外呼上Q0.7I1.3四层外呼下二层外呼下指示CPU226U V WI1.4四层外呼上Q1.0二层外呼上指示I1.5五层外呼下RQ1.1I2.0五层外呼上三层外呼下指示I2.1六层外呼下Q1.2S三层外呼上指示I2.2一层平层Q1.3I2.3二层平层四层外呼下指示MM420TI2.4三层平层Q1.4四层外呼上指示I2.5四层平层KA1Q1.5I2.6五层平层DIN1五层外呼下指示KA2I2.7六层平层Q1.6DIN2五层外呼上指示I3.0KA3开门开关Q1.7I3.1关门开关DIN3六层外呼下指示轿厢上升极限位I3.2220V轿厢下降极限位I3.3AC报警I3.4comcom24V正转反转24V KM2ComKM1电梯轿厢上行Q2.0关门限位I4.0KM2KM1电梯轿厢下行Q2.1KM3KM4门电机开一层开门限位I4.1Q2.2KM4KM3门电机关Q2.3二层开门限位I4.2电梯上行指示Q2.4三层开门限位I4.3电梯下行指示Q2.5a四层开门限位I4.4Q2.6bQ2.7五层开门限位I4.5cQ3.0d六层开门限位I4.6Q3.1e24VQ3.2fQ3.3EM223comgQ3.4Q3.5蜂鸣器报警 AC220Vcom Q4.0Q4.1KA1Q4.2Q4.3EM222KA2Q4.4KA3AC220Vcom 图3.2硬件外部接线图 16 第四章 电梯控制系统软件设计 第四章. 电梯控制系统软件设计 4.1流程图 程序开始 楼层信号输入 N 电梯正常状态,检修运行 Y Y自动确定目标一层，之后呼叫消防,不响应 N 轿厢外信号登记与消除 轿厢内信号登记与消除 N 电梯定向, Y 确定上/下行 轿厢平稳运行 到目标楼层轿厢停止运行 图4.1 程序流程图 17 第四章 电梯控制系统软件设计 4.2控制程序设计 4.2.1启动关门程序 通电时，其他开门限位开关不触动，先让电梯关门，然后再开始其他操作。 LD SM0.1 LD M20.0 AN I4.1 AN I4.0 AN I4.2 AN I4.5 AN I4.3 AN I4.6 AN I4.4 = Q2.3 = M20.0 4.2.2内部呼叫程序 1到6层内呼的时候所在楼层开门限位并不触动，1楼内呼指示会亮形成自锁，当轿厢到达时触动限位开关时，所亮的指示信号消除。当位于2楼内呼的时候也会出现同样情况。3至6楼内呼也会有相同情况出现。 LD I0.0 LD I0.2 O M0.0 O M0.2 AN I4.1 AN I4.3 = M0.0 = M0.2 = Q0.0 = Q0.2 LD I0.1 LD I0.3 O M0.1 O M0.3 AN I4.2 AN I4.4 = M0.1 = M0.3 = Q0.1 = Q0.3 18 第四章 电梯控制系统软件设计 LD I0.4 O M0.4 AN I4.5 LD I1.2 = M0.4 O M2.2 = Q0.4 AN I4.3 LD I0.5 = M2.2 O M0.5 LD I1.3 AN I4.6 O M2.3 = M0.5 AN I4.4 = Q0.5 M2.3 = LD I0.6 LD I1.4 O M1.6 O M2.4 AN I4.1 AN I4.4 = M1.6 = M2.4 LD I0.7 LD I1.5 O M1.7 O M2.5 AN I4.2 AN I4.5 = M1.7 = M2.5 LD I1.0 LD I2.0 O M2.0 O M2.6 AN I4.2 AN I4.5 = M2.0 = M2.6 LD I1.1 LD I2.1 O M2.1 O M2.7 AN I4.3 AN I4.6 = M2.1 = M2.7 2 第四章 电梯控制系统软件设计 4.2.3外部呼叫系统 在一楼外面向上的开关的时候一楼外面向上的指示灯会亮，另外在一楼平层的时候门打开一楼向上指示灯也会亮。当在二楼外面按下向下的开关时，二楼外面向下的指示灯亮，另外当电梯下行过程中，或者电梯上行时2楼以上的楼层都没有信号，只有2楼外面向下或者1楼外面向上的情况下，并且电梯处于2楼的时候在门电机开门的时候二楼向下的指示灯会亮。同理，按三楼，四楼，五楼，六楼的外呼按钮来都会与前面相同道理。在程序方面，为了方便期间，有些比较长的程序分成几段来写，中间用辅助继电器连接。 LD Q2.4 = M0.6 AN Q0.2 LDN Q0.4 AN Q0.3 AN Q0.5 AN Q0.4 AN Q1.5 AN Q0.5 AN Q1.6 = M20.1 AN Q1.7 LD M20.1 = M20.3 AN Q1.0 LDN Q1.0 AN Q1.2 AN Q0.6 AN Q1.4 AN Q0.0 AN Q1.6 AN Q0.1 = M20.2 AN Q0.2 LD M20.2 = M20.4 AN Q1.1 LDN Q1.1 AN Q1.3 AN Q1.2 AN Q1.5 AN Q1.3 AN Q1.7 AN Q1.4 O Q2.5 AN Q0.0 20 第四章 电梯控制系统软件设计 = M20.5 LDN Q0.1 AN Q0.2 O Q2.4 AN Q0.3 = M1.1 AN Q1.0 LD Q2.4 = M20.6 AN Q1.4 LD Q2.5 AN Q1.5 O Q2.4 AN Q1.6 AN Q0.0 AN Q1.7 AN Q0.6 AN Q0.4 AN Q0.7 AN Q0.5 = M0.7 O Q2.5 LD Q2.4 = M1.2 AN Q1.2 LD Q2.5 AN Q0.3 AN Q1.3 AN Q1.3 AN Q1.1 AN Q1.4 AN Q1.2 A M20.3 AN Q0.7 O Q2.5 A M20.4 = M1.0 O Q2.4 LD Q2.5 = M1.3 AN Q0.0 LD Q2.4 AN Q0.2 AN Q1.5 AN Q0.6 AN Q0.6 AN Q0.7 AN Q0.7 AN Q1.0 A M20.5 AN Q1.1 A M20.6 21 第四章 电梯控制系统软件设计 O Q2.5 = M1.4 LD M1.0 LD Q2.4 A I2.4 AN Q1.6 A Q2.2 AN Q1.7 OLD AN Q0.5 = Q1.1 LD M2.2 O Q2.5 = M1.5 LD M1.1 A I2.4 LD M1.6 A Q2.2 LD I2.2 A Q2.2 OLD OLD= Q1.2 LD M2.3 = Q0.6 LD M1.7 LD M1.2 A I2.5 LD M0.6 A I2.3 A Q2.2 A Q2.2 OLD OLD = Q1.3 = Q0.7 LD M2.4 LD M2.0 LD M1.3 LD M0.7 A I2.5 A I2.3 A Q2.2 A Q2.2 OLD OLD = Q1.4 = Q1.0 LD M2.6 LD M2.1 LD M1.4 22 第四章 电梯控制系统软件设计 A I2.6 A Q2.2 A Q2.2 OLD OLD = Q1.6 = Q1.7 LD M2.5 LDN Q2.3 LD M1.5 AN I4.1 A I1.6 AN I4.2 A Q2.2 AN I4.3 OLD AN I4.4 = Q1.5 AN I4.5 LD M2.7 AN I4.6 LD I2.7 = M22.0 4.2.4门电机开及关 程序是根据每一层来设计的。首先在第一层停住的时候，处于一层平层，按下一楼开门按钮或者按下一楼向上外呼按钮并且在门电机关闭的情况下门电机开启，并且通过辅助继电器让一楼在数码管显示中显示出来。当在二楼停住的时候，处于二楼平层时，在电梯运行方向下行的时候按二楼外部向下按钮、在电梯运行方向上行的时候按二楼外部向上按钮或者在内部按2楼按钮是都会使电梯门电机正转，电梯门打开。同理，从第三楼层到第6楼层与之前的运行原理相仿。 LD Q0.0 LD M0.6 O M1.6 A Q0.7 A I2.2 LD M0.7 AN M15.6 A Q1.0 AN M24.0 OLD A M22.0 O Q0.1 23 第四章 电梯控制系统软件设计 A I2.3 A M22.0 AN M15.6 LD M1.4 AN M24.0 A Q1.6 OLD LD M1.5 LD M1.0 A Q1.5 A Q1.1 OLD LD M1.1 O Q0.4 A Q1.2 A I2.6 OLD A M22.0 O Q0.2 AN M15.6A I2.4 AN M24.0 A M22.0 OLD AN M15.6 LD Q0.5 AN M24.0 O Q1.7 OLD A I2.7 LD M1.2 AN M15.6 A Q1.3 A M22.0 LD M1.3 AN M24.0 A Q1.4 OLD OLD = Q2.2 O Q0.3 = M15.0 A I2.5 = M15.1 A M22.0 = M15.2 AN M15.6 = M15.3 AN M24.0 = M15.4 OLD = M15.5 24 第四章 电梯控制系统软件设计 LD I3.0 AN Q2.0 LD M15.3 AN Q2.1 = Q3.3 = M15.6 = Q3.4 LD M15.0 = Q2.7 = Q2.7 = Q3.0 = Q3.0 LD M15.4 LD M15.1 = Q2.6 = Q2.6 = Q3.3 = Q2.7 = Q3.4 = Q3.2 = Q3.0 = Q3.1 = Q3.1 = Q3.4 LD M15.5 LD M15.2 = Q2.6 = Q2.6 = Q3.0 = Q2.7 = Q3.1 = Q3.0 = Q3.2 = Q3.1 = Q3.3 = Q3.4 = Q3.4 4.2.5电梯上下行指示 通过时间继电器三秒没有响应，没有其他信号的情况下轿厢门关闭，另外也可以手动关门。关门后在5层时，在5层外面向上呼叫，6楼向下呼叫或者6楼内部呼叫的时候都会有上行指示，在4楼的时候，轿厢位于4楼平层的时候，4楼外部向上呼叫，5楼内部呼叫，6楼内部呼叫，5楼外部向下呼叫，5楼外部向上呼叫，6楼外部向下呼叫。时都会产生向上的指示信号。同理，其他楼层也如 25 第四章 电梯控制系统软件设计 此。另外需要注意的时候这种情况下是在没有反向信号的情况下。而关门后位于 2楼的时候在1楼内呼，一楼外部向上呼叫，二楼外部向下呼叫的时候会产生向 下信号，同理，其他楼层也是如此。 LD T35 O Q0.3 O I3.1 O Q0.4 AN I4.0 O Q0.5 AN Q2.2 A I2.4 = Q2.3 OLD LD Q1.6 O M17.1 O Q1.7 AN M4.1 O Q0.5 LD I2.3 A M0.6 A I2.6 LD Q1.4 LD I2.4 O Q0.4 A M1.0 O Q0.5 OLD O Q1.5 LD I2.5 O Q1.6 A M1.2 O Q1.7 OLD A I2.5 LD I2.6 OLD A M1.5 LD Q1.2 OLD O Q1.3 O I2.7 O Q1.4 OLD O Q1.5 = M4.0 O Q1.6 LD Q1.0 O Q1.7 O Q1.1 26 第四章 电梯控制系统软件设计 O Q1.2 O Q1.3 O Q1.4 LD Q1.1 O Q1.5 O Q0.6 O Q1.6 O Q0.7 O Q1.7 O Q1.0 O Q0.2 O Q0.0 O Q0.3 O Q0.1 O Q0.4 A I2.4 OLD O Q0.5 LD Q0.6 A I2.3 = M17.1 O Q0.7 O Q0.0 LD I2.7 A I2.3 LD Q1.5 O Q1.3 OLD O Q1.4 O M17.2 O Q0.0 AN M4.0 O Q0.1 LD I2.6 O Q0.2 A M1.4 O Q0.3 LD I2.5 O Q0.6 A M1.3 O Q0.7 OLD O Q1.0 LD I2.4 O Q1.1 A M1.1 O Q1.2 OLD A I2.6 LD I2.3 OLD A M0.7 27 第四章 电梯控制系统软件设计 OLD O I2.2 A M4.0 OLD = Q2.4 = M4.1 LD Q0.0 LD Q1.3 O Q0.1 O Q1.1 O Q0.2 O Q1.2 O Q0.3 O Q0.2 O Q0.4 O Q0.6 O Q0.5 O Q0.7 O Q0.6 O Q1.0 O Q0.7 O Q0.0 O M17.3 A M4.1 O Q0.1 A I2.5 = Q2.5 = M17.2 LD Q1.0 LD Q0.0 O Q1.1 O Q0.1 O Q1.2 O Q0.2 O Q1.3 O Q0.3 O Q1.4 O Q0.4 O Q1.5 O Q0.5 O Q1.6 O Q0.6 O Q1.7 O Q0.7 = M17.3 O M17.3 28 第四章 电梯控制系统软件设计 4.2.6电梯上行 是根据每一层情况来设计，首先在第一层的时候，无论是1-6楼的内部呼叫还是所有的外部呼叫的情况下，如果门电机关闭后电梯有上行指示的时候并且没有下行指示的时候，电梯上行。在2楼的时候是除了一楼内呼，2层外呼下行指示和一层外呼上行外，其他呼叫时候电梯都将上行。同理其他楼层也会使电梯上行。 LD Q0.1 O Q0.4 O Q0.2 O Q0.5 O Q0.3 O Q1.1 O Q0.4 O Q1.2 O Q0.5 O Q1.3 O Q0.7 O Q1.4 O Q1.0 O Q1.5 O Q1.1 O Q1.6 O Q1.2 O Q1.7 O Q1.3 A I2.3 O Q1.4 OLD O Q1.5 LD Q0.3 O Q1.6 O Q0.4 O Q1.7 O Q0.5 A I2.2 O Q1.3 = M17.4 O Q1.4 LD M17.4 O Q1.5 LD Q0.2 O Q1.6 O Q0.3 O Q1.7 29 第四章 电梯控制系统软件设计 O Q1.7 A I2.4 A I2.6 OLD OLD LD I2.6 AN Q2.2 O I2.7 A I4.0 O Q1.5 AN Q2.1 O Q1.6 A Q2.4 O Q1.7 AN I3.2 A I2.5 = Q2.0 OLD LD I2.7 4.2.7电梯下行 电梯轿厢在位于6层平层的时候当1到5层内呼按钮启动，或者所有外呼按钮启动的时候，并且在电梯门电机关门的时候，并且在电梯轿厢没有上行信号的时候电梯具有下行指示的情况下，电梯轿厢会下行。在位于5层的时候，除了六层内呼和外呼，五层内呼和外部向上呼的时候都是使电梯下行。同理其他楼层也是这种情况。使得电梯下行。而在位于各楼层内部按各对应楼层的向下的楼层按钮也会使电梯下行。该程序运用了压力传感器，通过压力传感器感知所承载的重量，比较重量大小如果超过所设定重量则会报警。防止重量过大。另外程序中还有1-6的六个数字的显示通过数码显示出来。 LD Q0.0 O Q0.7 O Q0.1 O Q1.0 O Q0.2 O Q1.1 O Q0.3 O Q1.2 O Q0.4 O Q1.3 O Q0.6 O Q1.4 30 第四章 电梯控制系统软件设计 O Q1.5 O Q1.6 A I2.7 O Q1.1 = M17.5 O Q1.2 LD M17.5 A I2.5 LD Q0.0 OLD O Q0.1 LD Q0.0 O Q0.2 O Q0.1 O Q0.3 O Q0.6 O Q0.6 O Q0.7 O Q0.7 O Q1.0 O Q1.0 A I2.4 O Q1.1 OLD O Q1.2 LD Q0.0 O Q1.3 O Q0.6 O Q1.4 A I2.3 A I2.6 OLD OLD AN Q2.2 LD Q0.0 A I4.0 O Q0.1 AN Q2.0 O Q0.2 A Q2.5 O Q0.6 AN I3.3 O Q0.7 = Q2.1 O Q1.0 31 总结 总结 毕业设计期间，通过在图书馆以及互联网查阅相关资料，了解了电梯的起源和发展过程，并且加深了对电梯运行过程、控制系统的认识，熟悉了可编程控制器在电梯控制系统中的运用。另外，在本次设计期间我把自己以前所学的知识进行详细的总结和梳理，让自己更加深刻掌握所学的知识。通过这次设计，我还认识到无论做什么，都需要踏实，勤奋，严谨的工作态度，这对我以后的学习和生活将会产生深远的影响。 本次设计基本达到了设计的要求。利用PLC，变频器以及各种传感器，通过合理的设计选型、软件设计，实现了电梯的信号控制。本文主要介绍了电梯的信号控制， 电梯的拖动控制正在由直流电机拖动逐渐向变频调速转变，由于时间有限对此没有做过多研究，这也是本文的一大不足。发现问题，面对问题，才有可能解决问题。希望以后有机会可以对电梯的拖动控制进行详细研究，对电梯的上下行速度进行控制，让电梯的运行更舒适、安全。 32 致谢 致谢 这次电梯毕业设计就此完成了，这也意味着大学时光也将告一段落，这几年我学到许多关于电力方面的知识，同时在老师同学的帮助之下让我学到了一些课外的知识。这次毕业设计在刘老师带领下，把所学的理论知识在这次设计中，得到了进一步的升华期间老师帮助我们解决问题，定时定点给予我们指导。在此感谢老师一路来的精心指导和帮助，同学们的耐心辅导和讨论，我将把所学的知识用到生活中，实现价值! 33 主要参考文献资料 主要参考文献资料: [1] 于桂音, 邓洪伟.电气控制与PLC. 中国电力出版社, 2010. [2] 王永华.现代电气控制及PLC应用技术 第2版.北京航空航天大学出版社,2008. [3] 宋伯生.PLC编程理论、算法及技巧.第2版.机械工业出版社, 2009. [4] 刘洪涛, 黄海.PLC应用开发从基础到实践 .电子工业出版社, 2007. [5] 芮静康.电梯电气控制技术.中国建筑工业出版社，2005. [6] 张琦，张光明，诸小鹏.现在电梯构造与技术.清华大学出版社，2004. [7] 贺哲荣，石帅军.流行PLC实用程序及设计.西安电子科技大学出版社，2006. [8] 李全利.PLC运动控制技术应用设计与实践:西门子.机械工业出版社, 2010. [9] 杨公源.黄琦兰.可编程控制器应用于实践.清华大学出版社，2007. [10] 程子华. PLC原理与编程实例分析 第2版.国防工业出版社，2010. [11]Rice S F, Martin H, and Field R W. Inverter in the application in the boiler systerm. A ligand field approach.J. Chem.Phys. 1985, 82:5023-5034 [12]Bixon M, Jortner J. The dynamics of predissociating pressure of heating boiler. Phys. 1996,105:1363-1382 34 附录 附录 程序梯形图 35 附录 36 附录 37 附录 38 附录 39 附录 40 附录 41 附录 42 附录 43 附录 44 附录 45 附录 46 附录 47 附录 48 附录 49