单咸梁PLC五层电梯.doc

河海大学本科课程设计报告河海大学计算机与信息学院（常州）课程设计报告题 目 基于PLC电梯控制专业学号 0962910109 学生姓名 单咸梁 指导老师 苗红霞 完成时间 2012.06.18 第1章 前言1.1 研究背景及意义随着城市建设的不断发展，高层建筑的不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。电梯就是用于高层建筑物中的固定式升降运输设备，它有一个装载乘客的轿厢，沿着垂直或倾斜角度小于15的导轨在各楼层间运行，是垂直运行的电梯(通常也简称为电梯)、倾斜方向运行的自动扶梯、倾斜或水平方向运行的自动人行道的总称。随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。有了电梯，摩天大楼才得以崛起，现代城市才得以长高。据估计，截至2002年，全球在用电梯约635万台，其中垂直电梯约610万台，自动扶梯和自动人行道约25万台。电梯已成为人类现代生活中广泛使用的人员运输工具。人们对电梯安全性、高效性、舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步。如今，世界各国的电梯公司还在不断地进行电梯新品的研发、维修保养服务系统的完善，力求满足人们的对现代建筑交通日益增长的需求。 目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信号控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。PLC可靠性高，程序设计方便灵活。1.2 系统的功能要求，以及设计特色 对于本控制系统，设计要求是：系统能够实现对电梯的直接控制和远程控制。 对电梯进行直接控制的要求如下：1. 当电梯只有单个外呼叫或内呼叫按钮被按下时，对应按钮的灯会点亮，提示此时呼叫已启动；电梯通过呼叫的信号与楼层定位信号进行比较，并能正确判断电梯上下行。2. 当有多个呼叫时，通过程序进行呼叫优先级比较，并能自动判断先上行还是先下行。3. 电梯能按照呼叫的信号准确到达目的楼层，在电梯到达指定楼层后，系统能返回到达信号，并操控电梯门打开与关闭。4. 电梯能进行超重判断，当电梯超重时，所有呼叫操作均无效，必须等超重信号取消后方可进行呼叫，以保证电梯安全运行。设计特色：1. 实现了电梯选层的优先级比较；2.模拟超重信号产生和消除；1.3 具体接线图和结构图（二）PLC输入/输出分配表输入点对应信号输出点对应信号X0外呼按钮1Y01楼信号输出X1外呼按钮2Y12楼信号输出X2外呼按钮2Y22楼信号输出X3外呼按钮3Y33楼信号输出X4轿厢内开门按钮Y4开门信号输出X5轿厢内关门按钮Y5关门信号输出X6超重信号Y6上行输出X7超重消失信号Y7下行输出X101楼定位信号Y10/X112楼定位信号Y11报警信号输出X123楼定位信号Y12/X13内呼按钮去1楼Y131楼内呼指示X14内呼按钮去2楼Y142楼内呼指示X15内呼按钮去3楼Y153楼内呼指示X16开门定位信号X17关门定位信号内部辅助继电器：名称：内部辅助继电器：名称：内部辅助继电器：1楼3楼呼梯信号辅助M00M03超重信号辅助M250上行辅助M08开门辅助M100下行辅助M09关门辅助M1011楼3楼停层信号辅助M13M15定时辅助M30箱内楼层信号辅助M10M12内呼停层开门辅助M63M65外呼停层开门辅助M50M53电梯优先级判断辅助M301M302图1为电梯层门示意图。电梯层门旁装有上行召唤按钮和下行召唤按钮（最底层只有上行召唤按钮、最高层只有下行召唤按钮）。层门上方装有有轿厢上行和下行指示灯。呼梯按钮按下时，相应的按钮变成红色，表示该呼梯按钮已按下。电梯运行方向用箭头表示，图中向上箭头显示红色表示电梯正处于上行状态中。图1 电梯层门示意图轿厢内控制屏示意图如图2所示。其中包括1楼3楼的指令按钮和手动开门和关门按钮，以满足乘客的需求。图2 轿厢内控制屏示意图第2章 电梯PLC控制系统的设计2.1 软件设计流程图电梯启动是否停在二或三楼层且有呼叫信号 yes no 下降到一层停止 等待呼叫信号 检测到呼叫信号 电梯上升或下降 no电梯停前检测呼叫信号 yes 上升 下降 电梯停止后继续下电梯停止后继续上 电梯停止 图4 PLC电梯控制系统软件设计流程电梯启动时，检测电梯是否停在二或三楼层且有呼叫信号，如果是就等待呼叫信号，如果不是时，电梯下降到一层等待呼叫信号。当检测到有呼叫信号时，例如：电梯停在一层时检测到三层呼叫信号，电梯离开一层经过二层，接着到达三层，电梯停止。当电梯停前检测到呼叫信号，例如：电梯停在一层时检测到三层呼叫信号，电梯离开一层经过二层，准备到达三层时检测到二层呼叫信号，电梯停在三层后继续下降到二层等待呼叫信号。2.2 PLC I/O硬件连接图根据上面I/O地址分配的分析和实验室器材的限制，本设计采用三菱公司的PLC，型号为FX1S-30MR，具体的硬件连接图如图5所示。1上外呼2上外呼2下外呼3下外呼开门关门上行下行超重报警1楼内呼2楼内呼3楼内呼+24VCOMCOMX0X1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13X14X15X16X171SB上2SB上2SB下3SB下开门关门超重取消超重一楼定位二楼定位三楼定位1SB2SB3SB开门定位关门定位LNCOMY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7COMY10Y11Y12Y13Y14Y15 FX1S_30MR图5 三层电梯硬件连接图第3 章 具体接线图、结构图；第4 章 软件介绍4.1 开门控制下列情况满足电梯门就将自动或手动开启。（1）电梯自动运行停层时的开门。电梯在运行到指定楼层时，电梯应开始开门。（2）电梯关门过程中的重新开门。在电梯关门的过程中，若有人或物夹在两门的中间，需重新开门。（3）手动重新开门。有时电梯外乘客未进入电梯，而电梯却在关门过程中，这时箱内的人可以手动控制开门，让电梯外的乘客进入。梯形图如下4.2 关门控制满足下列条件，那么电梯门就将自动或手动关闭。（1）关门延时时间到时自动关门。当上面开门环节中的T0延时时间一到，电梯门将自动关闭。（2）有时电梯内的乘客想提前关门，可电梯门自动关闭的时间还没到，可以按该按钮来提前关门。关门环节梯形图下；4.3 电梯箱内选择停层与显示当乘客进入电梯后，首先选择要去的楼层，乘客通过对轿厢内操作盘上的15层选层按钮进行操作，选层信号被登记后，选层按钮下的指示灯亮，表示选层信号已应被接收并保持，当电梯运行到所选的楼层后，箱内的停层信号即被消除，相应的指示灯也应熄灭电梯箱内选择停层与显示环节梯形图如下4.4电梯超重信号 在电梯启动之前，超重测试传感器实时检测是否超重，如果超重则产生超重信号，并进行对超重信号的处理。 电梯超重信号的处理梯形图如下图第5章 调试过程及解决方法1） 学校器材设备老化故障导致电梯上下过慢，难以及时看到效果，必须借助外力才能正常上下。小组多成员优势就立马显现了。2） 电梯系统最复杂的莫过于电梯的优先级这是个头疼的问题，但是我们先调试其他部分，从电梯开关门，超重信号开始调试。逐个击破，先易后难。3） 电梯优先级问题确实是个很大的问题，这块最复杂，也是问题所在，我们小组成员经过一个多星期努力，只实现了部分优先级，可惜时间有限，不能完全解决问题，但是我们还是找到了合适的方法。第6章 心得体会通过这段时间的参加PLC课程设计，学习了实现电梯控制系统的组成结构及原理和PLC的接线和工作原理等，系统各个模块的功能以及系统的扩展等知识。根据设计题目查找所要用到的资料，之后来确定具体的设计方案，以及所需的软、硬件。团队合作也是很重要的，合理地分工，运用科学地方法。比如在处理电梯优先级的时候，一个人经常容易陷入死胡同，这时候同伴的作用就显现了，可以把一个人从死胡同里拉出来。虽然最后我们组并没有完全把课程设计目标实现，但是我们学习到不少的PLC知识，并且运用到实际中去。PLC是应用最为广泛的软件语言之一，可用来进行各种层次的逻辑设计，也可以进行仿真、严整、时序分析等。PLC其功能强大，使用方便，只可惜时间有限，学的只是皮毛。此次设计只是实现了一些比较简单的电梯控制逻辑关系，但通过设计我的知识领域得到了进一步的扩展，专业技能得到了进一步的提高同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。另外，也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。 此次设计让我真实感受到了理论联系实际的重要性，要想真正的把所学的知识应用到实际的生产、生活中，还真的不是一件容易的事情，要考虑的问题、要做的事情太多，也非常复杂，要真正理清事物之间的复杂的逻辑关系。第7章 参考文献1宋德玉.可编程序控制器原理及应用系统设计技术.北京.冶金工业出版社.1999 2陈金华.可编程序控制器应用技术.北京.电子工业出版社.19933浙江大学罗克韦尔自动化技术中心.可编程控制器系统.浙江.浙江大学出版社19994 谢克明、夏路易.可编程控制器原理与程序设计.北京.电子工业出版社.20025李树雄.可编程序控制器原理及应用教程.北京.北京航空航天大学.2003