基于plc的電梯控制設計_畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 圖 22 （ 1）主機 主機部分包括中央處理器（ CPU）、系統程序存儲器和用戶程序及數據存儲器。 CPU 是 PLC 的核心，它用以運行用戶程序、監控輸入 /輸出接口狀態、做出邏輯判斷和進行數據處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規定的各種操作，將結果送到輸出端，并響應外部設備（如編程器、電腦、打印機等）的請求以及進行各種內部判斷等。 （ 2） 輸入 /輸出（ I/O）接口 I/O 接口是 PLC 與輸入 /輸出設備連接的部件。輸入接口接受輸入設備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關等）的控制信號。輸出接口是將主機經處理后的結果通過功放電路去驅動輸出設備（如 接觸器、電磁閥、指示燈等）。 I/O 接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。 I/O 點數即輸入 /輸出端子數是 PLC 的一項主要技術指標，通常小型機有幾十個點，中型機有幾百個點，大型機將超過千點。 （ 3） 電源 電源是指為 CPU、存儲器、 I/O 接口等內部電子電路工作所配置的直流開關穩壓電源，通常也為輸入設備提供直流電源。 （ 4） 編程器 編程器是 PLC 的一種主要的外部設備，用于手持編程，用戶可用以輸入、檢查、修改、調試程序或監控 PLC 的工作情況。除手持編程器外，還可通過適配器和專用電纜線將 PLC 與電腦連接，并利用專用的工具軟件進行電腦編程和監控。 PLC 在正式運行時，不需要編程器。編程器主要用來進行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入 PLC 中，在調試過程中，進行監控和故障檢測。 PLC 的工作原理 PLC 的工作過程分為以下幾個階段：輸入處理階段、執行程序、處理通訊請接觸器 電磁閥 指示燈 電 源 編程裝置 CPU 模塊 輸出模塊 輸入模塊 可編程控制器 按鈕 選擇開關 限位開關 電源 基于 PLC 的電梯控制系統的設計 8 求、執行 CPU 自診斷測試、輸出處理階段。 （ 1）輸入處理階段 每次掃描周期開始時，先讀數字輸入點的當前值，然后把這些值寫到輸入映像寄存器中。 CPU 以 8 位（ 1 個字節）為增量的方法來保留輸入映像寄存器。如果模擬量輸入選擇 輸入模擬器， CPU 在每個掃描周期刷新模擬輸入、執行濾波功能并存儲濾波值。當訪問模擬輸入時，使用濾波值。如果模擬輸入不選擇輸入濾波器，當訪問模擬輸入時， CPU 每次從物理模塊讀取模擬值。 （ 2）執行程序 在掃描周期的執行程序階段里， CPU 執行程序是從第一條指令開始，直到最后一條指令結束。不論在主程序或中斷程序執行過程中，直接I/O 指 令允許對輸入點和輸出點直接存取。如果在程序中使用了中斷，與中斷事件相關的中斷程序就作為程序的一部分存儲下來。中斷程序并不作為正常掃描周期的一部分來執行，而是當中斷事件發生時才執行 （中斷事件可能會發生在掃描周期的任意點上）。 （ 3）處理通訊請求 在掃描周期的信息處理階段， CPU 處理從通訊端口接收到的任何信息。 （ 4）執行 CPU 的自診斷測試 在掃描周期中， CPU 檢查其硬件，以及用戶存儲器（僅在 RUN 模式下），它也檢查所有 的 I/O 模 塊的狀態。 （ 5）輸出處理階段 每個掃描周期的結尾， CPU 把存在輸出映像寄存器中的數據輸送給數字輸出點。當 CPU 操作模式從 RUN 切換到 STOP，數字輸出設置為輸出表中定義的值，或保持當前狀態，模擬輸出保持最后寫入的值 。 電梯系統硬件的選擇及電路圖 電動機：電梯的種類多種多樣，按拖動系統來分有交流單速 /交流雙速拖動電梯、交流調壓調速 曳引電梯等等。在此次設計中，將采用交流雙速電機作為曳引電機，它的優點是簡單，經濟，更重要的是舒適感好。 備用電機的選擇：備用電機只要選擇和曳引電機一樣的型號即可。 門電機：只要滿足功率要求，門電機選用一般三相異步電動機即可。如圖中所示電動機的正反轉來實現門的開關，采用星角降壓啟動， KS 為速度繼電器，用來對開關門到頭時制動，防止轎，廳門的損壞。 基于以上考慮，部分硬件的選擇結果如下：曳引電機型號： YDDL160L6/額 定功率： 11KW、 額定電壓： 380V、 額定電流： 23A、 功率因數： 、 備用曳引電機選型通上 、 門電動機型號： Y100L 額定功率： 3KW、 額定電壓：380V、 額定電流： 7A、 功率因數： ； 主電路部分電器型號的選擇結果如下：交流接觸器： CJ202 熔斷器：BLR163/3P 分斷能力： 50000A、 熱繼電器： JR1620/3D、 熔斷式刀開關：基于 PLC 的電梯控制系統的設計 9 HH430/325； 門電路部分電器型號的選擇如下：交流接觸器： TYC212 熔斷器：BLR163/3P1 熱繼電器： JR1620/ 熔斷式刀開關： HH315/210。 曳引電動機主電路電路圖設計 設計思路：曳引電機正轉時， KM3 閉合，當 KM7， KM5 觸點閉合，電機加速運行，此時串聯電阻和電抗的支路電流逐漸增大，當速度達到要求后， KM7 觸點斷開，電梯快速運行；當電梯壓下層接近開關時 KM6 觸點閉合，電路電流突然增大，根據電抗的反抗特性，電路電流反相流通，電機反制，速度降低，降到一定時由速度繼電器起作用，電機停轉，達到電梯停車的要求。 M 3 ~K SL 1L 2L 3Q K 2F UK M SK M 7K M 3K M 5K M 7K M 5K M 4F RK M S 圖 曳引電機主電路 電路圖 基于 PLC 的電梯控制系統的設計 10 電器柜布線圖如下 圖 控制門電路電路圖如下 M 1 3 ～K SF RK M 1 K M 2F UQ K 2 圖 門電路電路圖 繼電器 —— 接觸 器 S7200（CPU226） PLC主機 熔斷器組 電梯控制柜 轎箱內控制屏 LED顯示電路 基于 PLC 的電梯控制系統的設計 11 I/O 的分配及 PLC 的選擇 PLC 控制系統的 I/O 點數計算與分配 根據電梯控制的特點，輸入信號應該包括以下幾個部分： 輸入點有 :門廳按鈕 10個 ,轎廂內按鈕 9個 ,樓層感應傳感器6個 ,轎廂門限開關 2個 ,檢修開關 1個 ,平層傳感器2個，減速傳感器2個，過載測量 傳感器1個，障礙檢測光電傳感器1個。 綜上所述，共需要輸入點 34個。 輸出信號應該包括： 轎廂內指示燈9個，門廳召喚按鈕指示等10個，樓層顯示用七段碼顯示器引腳7個，開關門電動機驅動線圈2個，變頻器控制引腳3，電梯上下行指示燈2 個 綜上所述，共需輸出點 33個。 PLC 的型號選擇 綜合輸入輸出點的計算以及要實現的電梯控制功能，使用西門子S7 200PLC（CPU226）加一個擴展模塊，這樣就能完全能夠滿足設計要求。 S7200PLC是一種小型可編程邏輯控制器（MicroPLC），可應用于各種小型自 動化控制系統。高集成度的設計、低廉的成本使得S7 200成為各種小型控制任務理想的解決方案，適用于各行各業，各種場合中的檢測、監測及控制的自動化。并且，西門子S7 200PLC具有：極高的可靠性、豐富的指令集、極快的浮點運算速度、豐富的擴展模塊、強大的內部集成功能等幾個方面的出色表現。 3 電梯控制系統的軟件設計 設計梯形圖 設計梯形圖一般要遵循以下規則： （ 1） I/O 點和內部各軟繼電器等的常開和常閉觸點可多次重復使用。 （ 2）軟繼電器的線圈不能直接與左母線相連，應有過渡點。 （ 3）軟繼電器的右端不能 再有接點。 （ 4）在同一套梯形圖中，相同代號的線圈不能重復出現（ SET、 RST 除外）。 （ 5） PLC 的輸入輸出點可當軟繼電器來用。 梯控制程序的設計需按照 31 所示的程序流程圖來編輯 。 基于 PLC 的電梯控制系統的設計 12 圖 31 Y Y Y Y N N Y N 上電 初始化 確認本層與目標層 等待 目標層與本層是否同層 電梯啟動 電梯選向 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 是否停止運行 停止 是否廳外 呼 叫 是否轎廂 呼 叫 關門 基于