畢業設計說明書基于plc的電梯控制系統的設計-資料下載頁

　　

【正文】 動速度要經過低速轉變為中速再轉變為高速，并以高速運行至減速點。3）當電梯檢測到目標層樓層檢測點產生的減速點信號時，電梯進入減速狀態，由中速度變為低速，并以低速運行到平層點停止。4）平層后，經過一定延時后關門，直到碰到關門到位行程開關；再經過一定延時后關門，直到碰到關門到位行程開關。電梯控制系統始終實時顯示轎廂所在樓層。當電梯的初始位置需要調整或電梯需要檢修時，應設置一種狀態使電梯處于該狀態時不響應正常的呼叫，并能移動到導軌上、下行極限點間的任意位置。控制臺上消防/檢修按鈕按下后，使電梯立刻停止原來的運行，然后按下強迫上行（或下行）按鈕，電梯上行（或下行）；一旦放開該按鈕，電梯立刻停止，當處理完畢時可用恢復正常工作按鈕來使電梯跳出強制工作狀態。由于電梯的運行是根據樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現電梯的基本控制要求的基礎上，根據隨機的輸入信號，以及電梯的相應狀態適時的控制電梯的運行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數確定，并送PLC的計數器來進行控制。同時，每層樓設置一個接近開關用于檢測系統的樓層信號。系統的軟件設計有如下幾個特點：1）采用優先級隊列。根據電梯所處的位置和運行方向，在編程中，采用了四個優先級隊列，即上行優先級隊列、上行次優先級隊列、下行優先級隊列、下行次優先級隊列。其中，上行優先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置以上樓層所發出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數存放的寄存器所構成的隊列。控制系統在電梯運行中實時排列的四個優先級隊列。為實現隨機邏輯控制提供了基礎。2）采用先進先出隊列。根據電梯的運行方向，將同向的優先級隊列中的非零單元（有呼叫時此單元為非零單元；無呼叫時則此單元為零）送入寄存器隊列，我們利用先進先出讀出指令，將第一個單元中數據送入比較寄存器。3）采用隨機邏輯控制。當電梯以某一運行方向接近某樓層的減速位置時，判別該樓層是否有同向的呼叫信號，如有，將相應的寄存器的脈沖數與比較寄存器進行比較，如相同，則在該樓層減速停車；如果不相同，則將該寄存器數據送入比較寄存器，并將原比較寄存器數據保存，執行該樓層的減速停車。該動作完畢后，將被保存的數據重新送入比較寄存器，以實現隨機邏輯控制。4）采用軟件顯示。系統利用行程判斷樓層，并轉化成BCD碼輸出，通過硬件接口電路以LED顯示。5）對變頻器的控制，PLC根據隨機邏輯控制的要求，可向變頻器發出正向運行、反向運行、減速以及制動信號，再由變頻器根據一定的控制規律和控制算法來控制電機。同時，當系統出現故障時，PLC向變頻器發出信號。：： 系統是集選式控制系統，控制比較復雜，適合采用模塊化編程方法，將各個輸出信號的屬性分類，模塊與模塊之間的銜接可以用中間寄存器來傳遞信息。系統軟件大致分為：樓層檢測電路模塊、控制七段數碼管顯示樓層電路模塊、電梯選向電路模塊、減速點信號產生電路模塊、電梯轎廂開關門電路模塊和按鈕記憶燈顯示電路模塊等幾大模塊。樓層檢測電路模塊主要是讀入樓層編碼并將該記憶信號存入對應的中間寄存器，直到樓層改變為此。控制七段數碼管顯示樓層電路模塊主要控制數碼管的顯示。電梯的選向模塊主要是完成電梯在響應呼叫時作出的向上運行還是向下運行的判斷。減速點信號產生電路模塊完成將減速點信號通知系統的任務。電梯在運行到目標樓層檢測點時要進入減速狀態，而電梯在運行過程中會碰到很多的樓層檢測點，只有到目標樓層的檢測點時才會發出減速通知，電梯在經過目標樓層檢測點時接到這個信號就開始減速了。電梯轎廂開關門電路模塊和按鈕記憶燈顯示電路模塊是為了便于控制組成的模塊，分別控制轎廂的開關門和按鈕接通之后需要記憶顯示的發光二極管電路。1）開關門控制開關門控制程序是按照雙開門有/無司機控制來設計的。主要完成電梯的手動開門、無司機狀態下的本層開門、電梯運行到達目的層站時的自動開門、手動關門、無司機狀態下的自動延時關門、基站外啟動時的開關門等功能。①本層開門本層開門是指電梯在停車狀態和非檢修（有/無司機）條件下，當轎廂所在層樓有上召喚且沒有定下方向，或有下召喚而沒有定上方向時，電梯自動開門，電梯本層開門的條件也可簡化為：在停車狀態下，當轎廂所在層樓有廳外召喚時，電梯自動開門。如假設轎廂現停在三層，則M2為ON，當三層廳外有上召喚信號時，X52為ON，在沒有定下方向，且停車狀態下，M70為ON，發出本層開門控制信號。②開門控制及安全保護正常情況下，開門的條件有以下幾種：本層開門、停車狀態按轎內開門按鈕、關門過程中有紅外線檢測信號（這種情況下將重新開門）、正常運行換速平層停車自動開門。開門到位后，若沒有碰到開門限位開關，或限位開關失靈，則由于開門繼電器吸合，門電機會發生堵轉，時間一長電機可能燒毀。為此，設計了門電機保護程序，當開門動作時間超過正常開門時間2~3S后，通過定時器計時自動斷開開門信號，停止開門。如果沒有外界開門信號，即X3和M70為OFF，其閉點為ON，則定時器T0開始計時，當計時時間到，如限位開關仍未動作，則通過T0閉點斷開Y2，停止開門，并由T0開點使定時器自鎖，Y2維持OFF。當有開門信號時，X3或M70為ON，其閉點OFF，定時器復位，T0閉點為ON，可再次進行開門控制。2）關門控制關門的條件有以下幾種：停車狀態下按關門按鈕、無司機狀態下自動關門、時間到、鎖梯時鑰匙開關斷開。停止關門或不關門的條件：關門到位碰到關門限位開關、有開門信號、開門繼電器吸合、超載開關動作。如鎖梯時，X17為ON，則M69為ON，可使Y3為ON，執行關門動作；而超載時，閉點X10為OFF，則M69為OFF，可使Y3也為OFF，不能關門運行。在關門梯形圖中也設置了關門安全保護，因為關門限位開關若不動作或失靈，同樣容易將電機燒毀。與開門過程保護一樣，可在開始關門后通過定時器計時，超過正常關門時間，自動停止關門，以保護電機。轎內指令和廳外召喚登記的條件是按下要登記的按鈕，若此時電梯處在正常運行狀態，而且電梯又不在登記的層樓，則該登記即為有效。轎內指令登記消號的條件是當電梯正常運行至登記樓層時，指令登記即被消號。廳外召喚消號的條件是：當電梯正常運行至廳外召喚的樓層且電梯的運行方向與召喚按鈕的方向一致時，廳外召喚即被消號。當在安全回路繼電器動作、轎內電鎖斷開、檢修等狀態下指令信號不予登記，登記的信號即刻消號。1）內指令信號處理內指令信號的處理包括信號的登記、顯示基本層（停車）消息。信號的登記采用自鎖原理，不論電梯上行或下行，當轎廂運行至有內指令的梯層時，均要換速停車，并消除登記信號，不需反射信號。將1~7層轎內指令按鈕信號輸入到PLC的X30~X36輸入端子，M0~M6為1~7層樓層位置信號，M0~M16為轎內指令登記信號。如有人想到5層時，按下5層的內指令按鈕，則X34為ON；若轎廂不在5層，則M4閉點為ON，所以M14為ON，信號被登記；當轎廂到5層時，M4為閉點為OFF，起消號作用。2）外召喚信號處理廳外召喚信號同樣需要進行登記，顯示本層停車信號，此外還具有反向運行保號功能。當M60或M61為ON時，分別進行上召喚和下召喚信號的直駛和反向運行保號，如當下行時，Y1為ON，則M60為ON；或上行時Y0為ON，如再按直駛X11為ON，則M60為ON。此時在運行過程中，上召喚梯形圖中的各層樓信號各點被M60并聯，不能起消號作用，因而實現了反向運行和直駛保號功能。電梯的定向是綜合考慮電梯的運行方式、轎內指令、廳外召喚及電梯所處樓層的位置的基礎上，確定電梯的運行方向。選層是在有轎內指令或廳外召喚信號的情況下，電梯應響應哪個信號；電梯即將到達有轎內指令登記或與電梯運行方向相同的廳外召喚信號的樓層時，發出換速信號。在有司機正常運行狀態下，由轎內指令及電梯所處的位置來確定電梯的運行方向；在無司機正常運行狀態下，廳外召喚信號根據電梯的所處位置來參與電梯的定向。1）司機內選定向有司機操作時，X4的開點為OFF，則起動運行信號M56為OFF，因而M6M63均為OFF。此時只有內指令信號登記通道M10~M16能對選層信號通道M20~M26對應位置位，而廳外上、下召喚信號登記通道M40~M4M50~M55的信號不能對選層信號通道M20~M26置位。當選層信號通道M20~M26中有選層信號后，是定上行方向還是定下行方向，取決于內指令信號在轎廂所在樓層的上方還是下方。即樓層位置信號通道M0~M6中某一位為ON時，其閉點為OFF，將定向梯形圖中選層信號通道M20~M26中的各點分為兩部分，若選層信號通道M20~M26中選層信號的最高位低于樓層位置信號通道M0~M6中狀態為ON的位，則定下方向M72為ON；反之若選層信號通道M20~M26中的選層信號位高于樓層位置信號通道M0~M6中狀態為ON的，則定上方向M71為ON。2）無司機內選外呼定向無司機狀態下X4為ON，當滿足轎廂門鎖X5為ON的條件時，無司機起動運行信號M56為ON，在停車狀態下，M62和M63均為ON，所以外召喚信號M40~M4M50~M55中的各位可對選層信號通道置位，發出選層信號。即可進行定向，其原理與有司機定向相同。3）反向截梯 無論在有司機或無司機運行狀態，對內指令，電梯均需換速平層停車，并且直駛時只停內選層站，當外召喚方向與電梯運行方向相同時，電梯換速停車，即順向截車；只有在無司機運行狀態，電梯才對反向召喚信號應招服務。當有多個反向呼梯信號時，先應招最遠的反向呼梯信號，即最遠反向截梯，然后再以順向截車方式應招其他外召喚信號。外召喚信號的作用主要在于順向截梯與最遠反向截梯。梯形圖中，電梯上行時M62為ON，因而廳外上召喚信號M40~M45可對選層信號M20~M26置位，M62起上行順向截梯的作用。同理，M63用于下等順向截梯。反向截梯時，若轎廂向上運行，樓層位置通道M0~M6中數據逐位上移，其閉點為OFF。當呼梯信號通道M30~M36中較高位有外呼信號時，則M6M66為ON，M66的閉點為OFF，則M63為OFF，所有下召喚信號不能對選層信號位置位，即反向呼梯信號不能選層換向停車。在無司機狀態下，只有當轎廂運行到最高位，M6為ON，其閉點位OFF,則M66開點為OFF,其閉點為ON，M63開點為ON,下召喚信號才能對選層信號位置位，進行最遠反向截梯。使用高精度的旋轉編碼器后，由數字選層器代替機械選層器。電梯轎廂所處的位置與可編程控制器收到的脈沖數有關。轎廂的運行距離與脈沖數之間關系如式5－1所示。S ＝ (ПDN) / (BiR) mm （51）式中： S――轎廂運行距離；D――曳引繩輪直徑；N――收到的旋轉編碼器脈沖數；Bi――電機每轉一轉旋轉編碼器發出的脈沖數（脈沖/轉）。首先設定基本坐標，如本例中1樓為基站，即電梯在1樓平層位置時收到的脈沖數為零；然后分別確定其它樓層平層位置的脈沖數；取得不同樓層脈沖數的方法很多，可以直接計算，也可以通過編寫自學習程序取得，還可以讓電梯從一樓慢車上行從PLC中讀出；取得各層脈沖數后，將其放在寄存器中。下列程序中D200,D202,D204,D206,D208,D210,D212分別存放1/F~7/F樓層的脈沖數，C251為PLC內部高速計數器，D250存放減速距離脈沖數。M0~M6為1/F~7/F樓層繼電器。PLC輸出端直接與七段數碼管連接，無需外部硬件譯碼器，由PLC軟件進行七段譯碼，直接驅動數碼管顯示樓數。顯示數字輸出筆狀態PC內部層樓信號abcdefg10110000M021101101M131111001M240110011M351011011M461011111M571110000M6：當輸出筆段狀態為1時表示該段亮，當輸出筆段狀態為0時表示該段滅。，狀態為1表示點亮，表中狀態0有18個，而狀態1有30個，因而若按真值表中點亮狀態設計七段譯碼顯示梯形圖會占用PLC太多功能內部觸點，程序較長；而按消隱狀態設計可簡化梯形圖，故選擇按消隱狀態設計。對字段a，當M0為ON，邏輯變量最值為1或當M3為ON，邏輯變量取值為1時，a段滅，即a=0，由此可列出邏輯表達式()=M0+M3，由摩根定理a=M0*M3，據此七段譯碼真值表，按滅零原則可列寫各字段邏輯表達式：a=（）*（）；b=（）*（）；c=（）；d=a*（）；e=d*（）*（）；f=（）*（）*（）*（）；g=（）*（）；根據上述邏輯函數式。在司機運行方式下X4為ON，當有廳外召喚時，蜂鳴器發出聲音向司機提示有呼梯信號。當某層站有上召喚或下召喚信號時，均使Y7為ON，由站點輸出接通呼梯鈴。當PLC備用電池電壓過低時，特殊功能繼電器M8005為ON，；；超載時，利用PLC的特殊功能繼電器M8013，使蜂鳴器發生周期為1S的報警聲，：電梯的消防運行包括兩種狀態：消防返基站和消防員專用。1）消防自動返回下基站當接通消防開關X20為ON，并由其產生一個上升微分信號M80，該信號用于將所有內選外呼消號。當電梯正在上行時，Y0為ON，由M67立即發出消防強迫換速信號，就近平層，在停車后自動使內選一層信號M10為ON；如電梯處于停車狀態或正在下行，自動消號后，電梯也將自動內選一層返回基站。2）消防員專用電梯自動返回下基站停車后，M0為ON，并使開門信號Y2