基于plc五層電梯控制系統設計-wenkub

　

【正文】 建筑物以增加更多可利用空間的設計們打開了通途。 電梯發展的今天，在使用需求和新技術應用方面都進入到全面發展時期，隨著智能化、信息化建筑的興起與完善，要求電梯不只是完成垂直運輸的基本功能，還應以人為本提高舒適度，特別從電梯運行的控制智能化角度考慮，電梯的優質服務不再是單一的 “時間最短 ”問題，而是采用模糊理論、神經網絡、專家系統等方法，以期實現單梯與群控管理的最佳模式。電動機帶動曳引機旋轉使轎廂上 運動。 電梯技術發展情況 一、 電梯的速度要求越來越快，高速、超 高速電梯的數量愈來愈多。 三、 電梯的邏輯控制已從過去簡單的繼電器 ——接觸器控制發展為可編程序控制器（ PLC）和微機控制，控制方式也從手柄 控制、信號控制發展為集選控制、并聯控制、群控等，電梯可靠性得到很大的提高。 六、 機械傳動方面，由于國際上機構加工水平的不斷提高，使斜齒傳動和行星齒輪傳動在電梯上的應用日益廣泛，已使電梯的傳動形式多樣化。 二、 技術含量更高，性能更好 。 四、 理念是電梯發展趨勢 不斷改進產品的設計，生產環保型低能耗、低噪聲、無漏油、無漏水、無電磁干擾、無井道導軌油漬污染的電梯。 二、 系統的保養、維修及故障檢查無需較高的技術和特殊的工具、儀器。 二、 普通控制電器及硬件接線方法難以實現較復雜的控制功能，使系統的 控制功能不易增加，技術水 平難以提高。電梯繼電器控制系統故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經常造 成停梯，給乘用人員帶來不便和驚擾。以通用或專用 CPU 作為字處理器，實現字運算和數據存儲，另外還有位處理器（布爾處理器），進行點（位）運算與控制。 (一 )、 PLC 不需要大量的活動元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時，系統的維修簡單，維修時間短。采用了精簡化的編程語言，編程錯誤率大大降低，而為工業惡劣操作環境設計的硬件使可靠性大大提高。例如，采用軟件濾波等；軟件自診斷；簡化編程語言等。更改程序的操作也可直接根據所需要的地址編號或接點號進行搜索或順序尋找，然后進行更改。采用布爾助記符編程語言，十分有助于編程人員的編程。 PLC 采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模 塊和語句描述編程語言。它可根據應用的規模不同，即可進行容量的擴展、功能的擴展、應用和控制范圍的擴展。 二、 去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統結構簡單，外部線路簡化。 六、 更改控制方案時不需改動硬件接線。在電梯業也是如此，目前國內 70～ 80 年代安裝完成的電梯絕大部分是繼電器控制，線路復雜，節點接線多，故障率高，系統結構龐大，能耗較高，機械動作噪音大，嚴重地影響電梯運行質量。利用 PLC 和變頻器對舊電梯進行改造，不但可以增加電梯的舒適感、安全性、可靠性，還可以降低能耗，節約能源，減 少運行費用。變頻器輸入信號為：上、下行方向指令，低速、高速、檢修速度編碼指令。 電梯電動機的選擇 本設計電梯采用有齒拽引機， 1： 1 繞法的拽引系統，額定梯速為 1m/s,額定載重量800kg， 則電動機額定功率為： 根據實際電動機額定功率系列，初選 11KW 電動機即可滿足要求，相當于系數 K 取，由電動機選型參數表選 YPTD160M24. 陽泉學院 ———— 畢業設計說明書 9 表 21電動機選型參數表 3 PLC 的選擇及其硬件開發 設計思想 一、 信號控制系統 電梯信號控制基本由 PLC 軟件實現。 (三 ) 、 電梯運行的不換向原則是指電梯優先響應不改變現在電梯運行方向的呼叫，直到這些命令全部響應完畢后才響應使電梯反方向運行的呼叫。但在電梯行進期間電梯門是不能被打開的。 (一 )、 單轎廂下集選控制：登記所有轎廂和廳門下行召喚；轎廂上行時，只答應轎廂召喚，直至最高層；自動改變運行方向為下行，應答廳門下行召喚。電梯運行過程中，轎廂所處樓層位置如何檢測， PLC 軟件如何根據給定的輸入信號及運行條件判斷或計算樓層數，是電 梯正常運行的首要問題，是正確定向和選層換速的前提。 位置檢測方法主要有如下幾種： 一、 用于簧管磁感應器或其它位置開關。 由于本文是五層電梯的控制故選用感應器檢測轎廂位置。 三、 S7200 可用內部輔助繼電器 M，狀態繼電器 S，定時器 T，寄存器 D，計數器 C 的功能和數量 滿足了系統控制要求的需要。為調試和維護提供了極大的方便。 陽泉學院 ———— 畢業設計說明書 12 圖 33 電梯控制系統的基本結構 I/O 點數的分配及機型的選擇 系統按五層的電梯為例，根據需要控制的開關，設備大約有 24 個輸入點， 24個輸出點，需進行控制，故選擇 S7200 系統 CPU 224 的 PLC， 繼電器方式輸出， 擴展模塊 EM223,即輸入輸出 各為 16 位， I/O 分配表如 31 所示。上升和下降顯示器。電梯內部還應配有指示燈，用來顯示電梯現在所在的狀態，即電梯是上升還是下降以及電梯處在樓層的第幾層，這樣可以使乘客清楚地知道自己所處的位置，離自己要到的樓層還有遠，電梯是上升還是下降等。而上升、下降指示燈以及樓層顯示器， 5 層電梯均應該相同。 （一） 、 電梯在到達指定樓層后，電梯門會自動打開，經一段延時自動關閉，在此過程中，支持手動開門或關門； （二） 、 各樓層顯示值為該層所在位置，且上行與下行指示燈均滅 。 三、 電梯運行的不換向原則是指優先響應不改變現在電梯運行方向的呼叫，直到這些命 令全部響應完畢后才響應使電梯反向運行的呼叫。但在電梯行進期間電梯門是不能被打開的。如按下 是五層樓內呼，如此時電梯不在五層，則對應輸出指示燈亮，然后依次通過手動來控制接近開關按鈕，到第五層時輸出 指示燈滅，其它層樓的運行模擬調試同理。若各種調試無錯誤，則再用復雜的方法進行調試。這種調試最容易發現一些潛在的開始不易發現的問題。在我做畢業設計期間，從課 題的選擇、方案的論證、實驗的設計、方法的調整到論文的最終完成，趙 老師都始終給予我細心的指導和莫大的 幫助。你們淵博的知識、不斷學習研究的態度、和藹可親的教學作風，將不斷激勵我前行。祝愿陽泉職業技術 學院桃李滿天下 ! 。還要感謝我的家人，他們 的理解、支持和期待是我完成學業的最大動力。在此特向導師表示衷心的感謝和崇高的敬意！ 三 年緊張而充實的學習生活即將結束，回首這充滿艱辛與快樂的日日夜夜， 有很多事難以忘懷，更有許多人應該感謝，首先要感謝我的班主任老師，在這三 年對我的關心，給我的學習和生活給予了很大的照顧； 再次要感謝趙麗 老師對我在電氣方面的專業指導，使我深深的熱愛上電氣控制；接著要感謝所有教過我的其他的老師們，在任何一門學科的學習當中都孜孜不倦，諄諄教導；最后感謝我的同學、我的哥們，他們與我風里來雨里去 ，抬頭不見低頭見，互相幫助，互相鼓勵。首先要感謝我的導師趙麗教師，在畢業設計期間，得到了趙老師的悉心指導，趙 老師為我提供了非常完善的實驗設備和良好的研究環境，并且精心為我準備了大量的學習材料。此種調試是讓電梯單方向運行于 n 層，譬如，電梯轎廂原先在二層，如此時三樓和四樓有向上外呼，即按下 和 ，三樓和四樓外呼指示燈亮，此時按下關門按鈕，則轎廂往上運行，到三樓時經過比較發出平層信號，轎廂停層響應呼梯，三樓外呼指示燈滅， 延時 3 秒后，轎廂繼續向上運行，到四樓時經過比較發出平層信號，轎廂停層響應呼梯，并消除登記信號。所有的器件都備好后，接下來就是安裝，主電路及 PLC 都裝在控制柜內，這就要考慮互相干擾的問題，按鈕、指示燈或數碼顯示也按照同樣原則接線，所有的元器件都按照一定的編號安裝好后，確保無誤后，就可以調試了，由于調試過程中，輸入輸出點比較多，且完成一個動作所涉及的開關、按鈕、輸出顯示也比較多，所以這里不一一說明，只對 動作中一部分加以說明。 電梯模擬調試 由于客觀條件的限制，軟硬件開發只能在實驗室對電梯程序進行模擬調試。 五、 當按動某個呼叫按鈕后，響應的指示等亮并保持，直到電梯響應該呼叫為止。 陽泉學院 ———— 畢業設計說明書 16 圖 41 電梯控制主流程圖 上電 初始化 是否 廳外呼叫 是否轎廂呼叫 確定本層與目標層 是否同層 電梯選向 電梯啟動 電梯運行 樓層信號 是否目標層 平層信號 電梯制動 開門 延時 關門 是否停止 停止 等待 Y Y N Y N N Y 陽泉學院 ———— 畢業設計說明書 17 電梯的控制要求 一、 接受每個按鈕（包括內部和外部的呼叫）的呼叫命令，并做出相應的響應。 二、 電梯在運行過程中： (一 )、 按下某層呼叫 按鈕（ 15 層）后，該層呼叫燈亮，電梯響應該層呼叫； （二） 、 電梯上行或下行直至該層； （三） 、 各樓層顯示隨電梯移動而改變，各層指示燈也隨之而變； （四） 、 運行中電梯門始終關閉，到達指定層時，門才打開； （五） 、 在電梯運行過程中，支持其它呼叫。呼叫按鈕是乘客用來發出呼叫的工具，呼叫指示燈在完成相應的呼叫請求之前應一直保持亮， 它和上升指示燈，下降指示燈、樓層顯示器一樣，都是用來 陽泉學院 ———— 畢業設計說明書 15 顯示電梯所處的狀態的。電梯停下時，應具有開門、關門的功能，即電梯門可以自動打開 ，經過一定延時后，又可自動關閉。完成電梯運行的各種執行元件及指示電梯運行狀態的各種指示燈，均要受到PLC 輸出口的控制，構成其輸出電路。圖 33 為電梯 PLC 控制系統的基本結構圖，主要硬件包括 PLC 主機及擴展、機械系