四层电梯模型PLC控制系统的设计与调试.doc

四层电梯模型PLC控制系统的设计与调试摘要：电梯控制系统对于每一个电梯的平稳安全是至关重要的，传统的电梯电气控制系统是一种继电器控制系统，具有电路复杂，故障高和可靠性差等特点，大大影响了电梯的运行质量。而plc控制可靠性高，设计方便灵活，运行稳定，本文介绍了四层电梯plc控制系统的基本结构，控制原理和实现方法，结果表明，经过plc技术改进的居民楼中继电器控制电梯的电器控制系统运行可靠，维护方便。关键词：四层电梯模型 工作模式 plc 设计一引言电梯在人民的生活中有着广泛的应用，做为高层建筑物垂直运行的交通工具与人民的生活密不可分。电梯实际上是根据外部呼叫和自身规律运行的，是人机交换式的控制系统。单纯用顺序控制或者逻辑控制是不可以满足控制要求的。传统的电梯电气控制系统是一种继电器控制系统，具有电路复杂，故障高和可靠性差等特点，大大影响了电梯的运行质量；plc是集成计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。它的编程软件采用易学易懂的梯形图语言，控制灵活方便，抗干扰能力强，运行稳定可靠，由可编程控制器（plc）实现信号采集与控制已经成为目前应用最广泛的电梯控制方案。二总体设计要求本文以一个四层电梯模型plc控制系统为例，分为有司机、无司机、消防三种工作模式实施控制。主要具备以下功能：（1）自动响应层楼召唤信号（含上召唤和下召唤）。（2）自动响应轿厢服务指令信号。（3）自动完成轿厢层楼位置显示（二进制方式）。（4）自动显示电梯的运行方向。（5）具有电梯直达功能和反向最远停站功能。三硬件设计1、电力驱动系统电力驱动系统主要包括：电梯轿厢，牵引电动机，制动机构和相关的开关电路。2、信号系统电梯的控制信号大多是由plc实现的。输入信号有：运行模式信号，操作控制信号，轿厢指令信号，厅门呼梯信号等。电梯系统的所有控制功能都是由plc程序完成的。图1中显示了电梯的plc控制系统框图图1 电梯模型plc控制系统结构图四软件设计1、i/o端口分配由于呼叫时间、呼叫地点、乘客目的地的随机性质，电梯控制系统是一个典型的实时、随机逻辑控制系统。本文采用集选控制方法与西门子plcs7-200及其扩展模块。i/o端口分配具体为：一层上召唤（i0.0）、二层下召唤（i0.1）、二层上召唤（i0.2）、三层下召唤（i0.3）、三层上召唤（i0.4）、四层下召唤（i0.5）、一层行程开关（i0.6）、二层行程开关（i0.7）、三层行程开关（i1.0）、四层行程开关（i1.1）、上行继电器（q0.0）、下行继电器（q0.1）、一层显示（q0.2）、二层显示（q0.3）、一层指令（i1.2）、二层指令（i1.3）、三层指令（i1.4）、四层指令（i1.5）、向上行驶（i1.6）、向下行驶（i1.7）、有司机模式（i2.0）、无司机模式（i2.1）、直驶专用开关（i2.2）、置消防开关（i2.3）、三层显示（q0.4）、四层显示（q0.5）、开门显示（q0.6）、关门显示（q0.7）。关于软件的设计，我们采用模块化的方法来写梯形图程序。模块之间的信息传输则依靠plc的中间寄存器来实现。整个程序主要由电梯位置显示模块，厅外层楼选择模块，轿厢层楼选择模块组成。2、呼叫信号的传送本次设计的呼叫信号的传送与寄存采用字传送指令来实现。当en有输入信号时，in端口的数字就会传送到out端口并寄存与vw0中。在层楼显示、厅外呼叫和轿厢内呼叫该指令相同。3、比较指令本文设计中的比较指令分别表示为整数大于、整数小于和整数等于指令。整数大于指令：当vw4大于vw0时接通；整数小于指令：vw4小于vw0时接通；正整数指令：当vw4等于vw0时接通。vw0寄存的是来自厅外呼叫和轿厢内呼叫的信号，vw4寄存的层楼显示信号。通过运用vw0和vw4的比较来决定轿厢的上行或下行。4、电梯位置显示模块该模块用来显示楼层的位置，当轿厢平层时，相应的行程开关闭合，输出回路接通并实现自锁，每一层的输出都与其他的输出达成了互锁，保证了输出的单一性。5、厅外层楼选择模块电梯的运行选择时随机的，该模块用来记忆厅外各层楼的选择，当厅外某层有呼叫信号时，相应的辅助继电器吸合并实现自锁，同时同过字传送指令把相应的呼叫信号寄存于寄存器中，为与轿厢的位置信号进行比较做好准备。下面以一层上呼叫介绍其工作情况：如图2所示，图中i0.0为一层的厅外呼叫按钮，当i0.0按下时，m0.0接通并自锁，同时通过字传送指令把数字“1”寄存于vw0中。厅外的各层呼叫没有互锁功能，从而实现了记忆各种呼叫信号。图2一层呼叫选择选择程序6、轿厢层楼选择模块该模块用来记忆轿厢各层的选择，当轿厢内有呼叫信号时，相应的辅助继电器吸合并实现自锁，同时同过字传送指令把相应的呼叫信号寄存于寄存器中，为与轿厢的位置信号进行比较做好准备。五操作与总结1、系统工作无司机工作模式：按下无司机工作模式按键，电梯工作于无司机工作模式，此时电梯自动记忆轿厢内或厅外的各种呼叫。电梯上行与下行形成互锁，即电梯上行或下行时对相反方向的呼叫不作出回应，只是对呼叫的信号进行记忆，当轿厢到达指定位置时自动开门，开门指示灯亮延时3s后关门，关门指示灯亮。电梯才执行相反方向的呼叫信号。2、系统工作于有司机工作模式：按下有司机工作模式按键，电梯工作于有司机工作模式，此时电梯电梯自动对厅外和轿厢内指令的呼叫进行记忆。轿厢到达指定的位置时自动开门，开门指示灯亮。待司机按下上行或下行按键时，关门指示灯亮，电梯关门并执行其他记忆的信号。3、系统工作于消防工作模式：按下消防工作模式按键，电梯工作于消防工作模式。此时电梯只能执行直驶功能，厅外的呼叫信号无效，轿厢到达指定位置时自动开门。本文完成了对四层电梯模型控制系统的设计，该系统使用西门子s7-200plc系列设计完成，具有三种工作模式：有司机、无司机、消防工作模式，可根据不同模式执行不同的运行状态，电梯的运行方向及电梯所在层楼位置显示采用发光二极管进行显示。结果表明，经过plc技术改进的该电梯模型的电气控制系统运行可靠，维护方便。参考文献1 王永华.现代电气控制及plc应用技术 m.北京:北京航空航天大学出版社,200