車宇通____基于西門子s7-200的plc四層電梯電氣控制設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，包括電梯的位置、狀態、內外指令的按鈕信號、門鎖信號、門區信號、井道內的強迫減速信號、防沖信號以及消防信號等。另一方面要把采集到的信號進行計算和處理給出電梯的樓層信號和速度信號，并驅動相應的開關門信號、方向繼電器和抱閘繼電器，以控制電梯的運行。我們利用PLC內的條件跳轉和主控指令，把對電梯的控制程序劃分為幾個程序段：檢修控制、正常加速和穩速段、減速爬行段、以及開關門階段。當給電梯送電時，PLC就開始掃描電梯的所有輸入、輸出信號，檢測電梯的安全回路是否接通、廳門轎門是否關閉、電梯處在何種狀態。正常自動狀態時，PLC檢測門鎖是否接通，若門鎖不通則給出關門信號，控制電梯關門；當門鎖接通時，進入待機狀態，此時一收到指令信號電梯即起動。當電梯到達減速樓層時, PLC控制轎廂門進行開關控制。2 PLC電梯控制系統 PLC電梯控制的基本概念電梯控制系統可分為電力拖動系統和電氣控制系統兩個主要部分。電力拖動系統主要包括電梯垂直方向主拖動電路和轎箱開關電路。二者均為采用易于控制的直流電機作為拖動動力源。主要拖動電路采用PWM調試方式，達到了無級調速的目的。而開關門電路上電機僅需一種速度進行運動。電氣控制系統則由眾多呼叫按鈕、傳感器、控制用繼電器、指示燈、LED七段數碼管和控制部分的核心器件等組成。PLC集信號采集、信號輸出及邏輯控制于一體，與電梯電力拖動系統一起實現了電梯控制的所有功能。電梯控制系統原理框圖主要由轎箱內指令電路、門廳呼叫電路、主拖動電機電路、開關門電路、檔層顯示電路、按鈕記憶燈電樓層檢測與平層檢測傳感器及PLC電路等組成的。電梯控制系統的硬件結構包括按鈕編碼輸入電路、樓層傳感器檢測電路、發光二極管記憶燈電路、PWM控制直流電機無線調速電路、轎箱開關電路、樓層顯示電路及一些其他輔助電路等。 電梯控制系統特性在電梯運行曲線中的啟動段是關系到電梯運行舒適感指標的主要環節，而舒適感又與加速度直接相關，根據控制理論，要使某個量按預定規律變化必須對其進行直接控制，對于電梯控制系統來說，要使加速度按理想曲線變化就必須采用加速度反饋，根據電動機的力矩方程式:M—MZ=ΔM=J（dn/dt），可見加速度的變化率反映了系統動態轉距的變化，控制加速度就控制系統的動態轉距ΔM=M—MZ。故在此段采用加速度的時間控制原則，當啟動上升段速度達到穩態值的90%時，將系統由加速度控制切換到速度控制，因為在穩速段，速度為恒值控制波動較小，加速度變化不大，且采用速度閉環控制可以使穩態速度保持一定的精度，為制動段的精確平層創造條件。在系統的速度上升段和穩速段雖都采用PI調節器控制，但兩段的PI參數是不同的，以提高系統的動態響應指標。在系統的制動段，即要對減速度進行必要的控制，以保證舒適感，又要嚴格地按電梯運行的速度和距離的關系來控制，以保證平層的精度。在系統的轉速降至120r/min之前，為了使兩者得到兼顧，采取以加速度對時間控制為主，同時根據在每一制動距離上實際轉速與理論轉速的偏差來修正加速度給定曲線的方法。例如在距離平層點的某一距離L處，速度應降為Vm/s，而實際轉速高為V′m/s，則說明所加的制動轉距不夠，因此計算出此處的給定減速度值ag后，使其再加上一個負偏差ε，即使此處的減速度給定值修正為（ag+ε）使給定減速度與實際速度負偏差加大，從而加大了制動轉距，使速度很快降到標準值，當電動機的轉速降到120r/min以后，此時轎廂距平層只有十幾厘米，電梯的運行速度很低，為防止未到平層區就停車的現象出現，以使電梯能較快地進入平層區，在此段采用比例調節，并采用時間優化控制，以保證電梯準確及時地進入平層區，以達到準確可靠平層。 PLC控制電梯的優點，用軟件實現對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高。，控制系統結構簡單，尾部線路簡化。，方便地增加或改變控制功能。，提高運行安全性，并便于檢修。，并提高電梯運行效率。更改控制方案時不需改動硬件接線。 PLC電梯控制系統實現的功能。，其中最頂層與起始層只設一只。，開關門按鍵，警鈴風扇及照明按鍵。，當電梯在某層停梯待客時，按下層外召喚按鈕，應能自動開門迎客。：在一般情況下，電梯停站5—10秒應能自動關門；在延時時間內，若按下關門按鈕，門將不經延時提前實現關門動作。：在開關過程或門關閉后，電梯啟動前，按下操作盤上開關按鈕，門將打開。：當轎箱內操作盤上有多個選層指令時，電梯應能按順序自動停靠車門，并能至調定時間，自動確定運行方向。：當轎箱內操作盤上選層指令相對與電梯位置具有不同方向時，電梯應能按先入為主的原則，自動確定運行方向。：電梯在運行中應能記憶層外呼梯信號，對符合運行方向的召喚應能自動逐一?？繎?。：當電梯完成全部順向指令后，應能自動換向，應答相反方向的信號。：當完成全部轎箱內指令，又無層外呼梯信號時電梯應自動關門在調定時間內自動關門轎箱照明。：當電梯高于基站時，電梯在完成全部指令后，自動駛回基站停機待客。.3 PLC控制系統的設計方案 PLC控制系統基本方案隨著城市建設的不斷發展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經濟和生活中有著廣泛的應用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。實際上電梯是根據外部呼叫信號以及自身控制規律等運行的，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，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統采用隨機邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態和功能的設定，實現電梯的自動調度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實現信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區別。國內廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產規模較小，自己設計和制造微機控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設計方便靈活，抗干擾能力強、運行穩定可靠等特點，所以現在的電梯控制系統廣泛采用可編程控制器來實現。 轎廂樓層位置檢測方法主要方法有以下幾種：（1）用于簧管磁感應器或其他位置開關：這種方法直觀、簡單，但由于每層需使用一個磁感應器，當樓層較高時，會占用PLC太多的輸入點。（2）利用穩態磁保開關：這種方法需對磁保開關的不同狀態進行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，但是它是無權代碼，進行運算時需采用PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。（3）利用旋轉編碼器：目前，PLC一般都有高速脈沖輸入端或專用計數單元，計數準確，使用方便，因此在電梯PLC控制系統中，可用編碼器測取電梯運行過程中的準確位置，編碼器可直接與PLC高速脈沖輸入端相連，電源可利用PLC內置的24V直流電源，硬件連接可謂簡單方便。由以上分析可見，用旋轉編碼器檢測轎廂的位置優于其他方法，故本設計采用此方法 PLC的選型根據以上選擇的轎廂樓層位置檢測方法，要求可編程控制器必須且有高數計數器。又因為電梯時雙向運行的，所以PLC還需具有可逆計數器。綜合考慮后，本設計選擇西門子公司生產的S7—200系列機。S7—200系列機具有以下優點：、使用方便 PLC電梯控制系統設計方向 電梯控制系統的基本結構組成電梯PLC的控制系統和其他類型的電梯控制系統一樣主要由信號控制系統和拖運控制系統兩部分組成。圖31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、機械系統、轎箱操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機、調速裝置與主拖動系統等。系統控制核心為PLC主機，操縱盤、呼梯盤、井道及安全信號通過PLC輸入接口送入PLC，存儲在存儲器及召喚指示燈等發出顯示信號，向拖動和門機控制系統發出控制信號。電梯控制系統可分為電力拖動系統和電氣控制系統兩個主要部分。電力拖動系統主要包括電梯垂直方向主動拖動電路和轎廂開關電路。二者均采用易于控制的直流電動機作為拖動動力源。主拖動電路采用PWM調試方式，達到了無級調速的目的。而開關門電路上電機僅需一種速度進行運動。電氣控制系統則由眾多呼叫按鈕、傳感器、控制用繼電器、指示燈、LED七段數碼管和控制部分的核心器件等組成。PLC集信號采集、信號輸出及邏輯控制于一體，與電梯電力拖動系統一起實現了電梯控制的所有功能。四層電梯控制系統由呼叫到響應形成一次工作循環，電梯工作過程又可細致分為自