PLC四层电梯设计.doc

目录目录目录目录 .1绪论绪论 .2一、四层电梯的设计一、四层电梯的设计 .21 . 1 系统的控制要求.21 . 2 PLC 与系统的硬件配置.31 . 3 电机控制系统.71 . 4 层楼模拟电梯控制方案和结构框图电梯控制方案.7第二章第二章 硬件设计硬件设计 .82.1 I/O 点数确定.82.2 输入输出点的分配 .92.3 PLC 硬件接线.10图图 3-2 PLC 接线图接线图.12第三章第三章 软件的设计软件的设计 .12一、程序流程图.12指示灯程序.14三、电梯楼层具体程序.151.一层程序.152.二层开关门和二层选向.153.三层开关门和三层选向.174.四层程序.19课程设计心得课程设计心得 .19参考文献参考文献 .212绪论绪论本论文介绍了用梯形图设计并制作了用可编程控制器（PLC ）控制的现代电梯控制装置的实验模型。该模型为 4 层楼电梯控制，电机的正反转由一个正负 12v 的电源供电，所有指示灯由一个正 SV 的电源供电；楼层信息由一个 74 任 48 译码芯片驱动的共阴极的数码管显示。在硬件电路连接好后，向 PLC 传送编好的控制程序，它能按预先的逻辑较好地完成电梯的控制。实践证明，可编程控制器在工业自动化中的运用和实现工业控制的智能化、稳定性和安全性都具有重要的实际意义。现代电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。为了适应电梯的迅速发展，满足 PLC 实验教学的需要，我们开发了一套现代模拟电梯控制实验装置。由于可编程控制器（PLC ）具有编程软件采自易学易懂的梯形图语言、控制灵活方便、抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，现在的电梯控制系统多采用可编程控制器来实现。关键词：可编程控制器（PLC ) ；梯形图；电梯控制；三菱IxZN 一、四层电梯的设计一、四层电梯的设计1 . 1 系统的控制要求系统的控制要求根据设计要求，参数设计表格如表 1-1表 1-1 参数设计参数名称参数选择电机类型交流双速电机3拖动电动机M5.5kW，AC380V，11.6A，1440r/min指示灯 H0.25W，DC24V电铃 HA8W，AC220V电磁铁 YA100mA，AC220V低压断路器DZ5-25，AC380V，25A该模拟电梯由 4 层电梯装置、变压稳压电源及电梯控制系统等组成。由于电梯的运行是根据楼层和轿箱的呼叫信号、限位开关信号进行控制，而楼层和轿箱的呼叫是随机的。因此，系统控制应采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上，根据随机的输人信号，以及电梯的相应状态适时控制电梯的运行。另外，轿厢的位置是由每层限位开关控制，当轿厢经过或停在某一层时，碰限位开关，此时限位开关得到一个输人信号，以便于 PLC 控制。电梯的运行原则（1）根据最早呼叫的信号，自动判断电梯的运行方向，称为电梯的定向。电梯定向可分为指令定向和呼梯定向。指令定向是指电梯内呼叫信号和现在楼层比较，得出电梯上行还是下行；呼梯定向是指外呼信号和现在楼层比较，得出电梯上下行。（2）在电梯轿厢运行过程中，即轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼信号均不响应，但如果反方向外呼梯信号前方再无其他内、外呼梯信号时，则电梯响应该外呼梯信号。（3）具有同向截车功能。举例来说，当电梯从一层向上运行至四层过程中，二层有外呼向上信号，则电梯应先在三层停下后再上到四层。（4）当电梯要换向时，实行最远站换向原则。举例来说，电梯在一层根据指令向二层运行过程中，此时三四层都有外呼向下信号，电梯到二楼后停站。然后继续上升，但电梯不会在三层停下，而是先到四层接客后下来。1 . 2 PLC 与系统的硬件配置与系统的硬件配置 本系统选用 FXZN 一 64MR , FXZN 配置灵活，除主机单元外，还可以扩展 FO 模块，刀 D 模块，D / A 模块和其它特殊功能模块。本系统设计需珊 39 点（输人 11 点，输出 18 点） 。FXZN 指令功能丰富，且指令执行速度快。可用内部辅助继电器 M ，状态继电器 S ，定时器 T ，寄存器D ，计数器 C 的功能和数量满足了系统控制要求的需要。对模型用电机4要求的体积小，起动、调速方便，接线简单，可实现正反转。因此，本电梯模型选用直流电机，电源为士 12v 。根据设计要求，本次设计的电气控制系统主回路原理图如图5 所示。图中 M1，M2 为曳引电机和门电机，交流接触器KM1KM4 通过控制两台电动机的运行来控制轿厢和厅门，从而进行对电梯的控制。FR1，FR2 为起过载保护作用的热继电器，用于电梯运行过载时断开主电路。FU1 为熔断器，起过电流保护作用。电气控制系统主回路原理图如图所示流程图如下：5总体分析计算I/O点数控制线路设计控制柜安装梯形图设计程序安装检查模拟调试PLC 选型I、O线路设计修改程序符合要求现场安装配线联机调试修改程序改动线路运行正常运行使用61 . 3 电机控制系统电机控制系统如图 2 ，直流电机的励磁绕组串联了 2 个电阻 Rl 、R2 ，其中 Rl 乙 R2 ，当电梯轿箱到达某层需要减速时，PLC 将 MC 慢速接触器闭合，KC 快速触器断开，励磁电流 If 减小，电机低转速运行；当电梯轿箱离开某层起动时，PLC 将 KC 闭合，MC 断开，励磁电流增大，电机高速运行。1 . 4 层楼模拟电梯控制方案和结构框图电梯控制方案层楼模拟电梯控制方案和结构框图电梯控制方案每层设有呼叫开关按钮、呼叫指示灯和到位限位开关。因呼叫开关为常开按钮式开关，要求瞬间接通有效，故需对信号进行自锁。电梯上升或下降途中不响应反向呼叫，故应采用互锁方式将反向呼叫信号予以屏蔽。电梯上升或下降至相应楼层后，呼叫信号及其指示应同时解除。当电梯停在某层时，在原停层两侧都有呼叫，则距离它最近的楼层呼叫有优先响应权；如果呼叫楼层与原停层距离相等，则谁先呼叫响应谁。而在原停层的同一侧有几层同时呼叫，则电梯顺序向应呼叫层。另外，电梯在楼层间运行时间必须小于 10 秒，否则自动停车并报警。且在每一呼叫层暂停 3 秒。7电梯结构框图如图 4 所示，模型电梯主要由轿厢、电机、支架、导轨、限位开关、呼叫按钮、指示灯、比 D 数码管等组成。L0L1L2H21H11H31H41SB0SB3SB6SB5MST4SB3ST2ST1H3H1H2H4H224第二章第二章 硬件设计硬件设计2.1 I/O 点数确定点数确定输入点有：楼层限位开关 4 个，电梯内按钮 4 个，电梯外呼按钮 6 个，开关门按钮 2 个，开关门限位开关 2 个，检修开关 1个，电梯载重超限检测 1 个，电动机过载保护继电器开关 1 个，总共 21 个。输出点有：电动机正反转接触器两 2 个，电梯开关门电磁铁2 个，电梯内楼层指示灯 4 个，电梯外呼指示灯 6 个，电梯上下8行指示灯 2 个，电梯故障报警电铃 1 个，总共 17 个。2.2 输入输出点的分配输入输出点的分配输入输出分配表如表 31 所示。表 3-1 输入输出分配表输入文字符号说明输入分配ST1电梯一层到位限位开关X000ST2电梯二层到位限位开关X001ST3电梯三层到位限位开关X002ST4电梯四层到位限位开关X003SB1电梯内一层按钮X004SB2电梯内二层按钮X005SB3电梯内三层按钮X006SB4电梯内四层按钮X007SB11一层上升呼叫按钮X010SB21二层上升呼叫按钮X011SB22二层下降呼叫按钮X013SB31 三层上升呼叫按钮X012SB32三层下降呼叫按钮X014SB41四层下降呼叫按钮X015SB6电梯开门按钮X016SB5电梯关门按钮X017ST5电梯开门到位限位开关X020ST6电梯关门到位限位开关X022SB7检修开关X025SP电梯载重超限检测X023FR电动机过载保护继电器X024输出9文字符号说明输出分配KM1电动机正转接触器Y000KM2电动机反转接触器Y001YA1电梯开门电磁铁Y002YA2电梯关门电磁铁Y003H1电梯内一层按钮指示灯Y004H2电梯内二层按钮指示灯Y005H3电梯内三层按钮指示灯Y006H4电梯内四层按钮指示灯Y007H11一层上升呼叫按钮指示灯Y010H21二层上升呼叫按钮指示灯Y011H22二层下降呼叫按钮指示灯Y013H31三层上升呼叫按钮指示灯Y012H32三层下降呼叫按钮指示灯Y014H41四层下降呼叫按钮指示灯Y015HUP电梯上行指示灯Y016HDW电梯下行指示灯Y017HA电梯故障报警电铃Y0202.3 PLC 硬件接线硬件接线图 3-2 为 PLC 输入输出接线图，X000X023 为输入信号，Y000Y020 为输出信号，其中输入与 COM 之间接 24V 直流电源，输出的 COM1 和 COM5 分别与相应的输出端接 220V 交流电，COM2、COM3、COM4 与相应的输出端接 24V 直流电。10图 3-2 PLC 接线图Y000Y001Y002Y003Y007Y004Y005Y006COM1COM2Y010Y011Y012Y013COM3Y014Y015Y016Y017COM4Y020Y021COM5DC 24VY022KM2KM1H1H2H3H4H11H21H31H22H32H41AC 220VFX2N-48MRSB11SB21SB31SB22SB32SB41SB5SB6ST6ST5SB7SPFRYA2YA1AC 220VKM1KM2YA1YA2AC 220VHUPHDWHALNX000X001X002X003X004X005X006X007X010X011X012X013X014X015X016X017X020X021X022X023X024COMST1ST2ST3ST4SB1SB2SB3SB4DC 24VY02311第三章第三章 软件的设计软件的设计一、程序流程图一、程序流程图上电一楼需要开门？开关门二三四楼是否有呼叫上升开关门二楼是否开门三四楼是否有呼叫升降一楼是否有呼叫上升三楼是否开门开关门升降四楼是否有呼叫一二三层是否有呼叫上升四楼开关门一二层是否有呼叫是是否下降否下降下降是否是否升降是是升否降否是否是否12指示灯程序指示灯程序按下内呼梯按钮后相应指示灯亮，到达相应层后熄灭，按本层按钮不响应。呼梯选层控制如图按下外呼梯按钮后相应指示灯亮，到达相应层后指示灯灭，不响应反向呼叫信号，通过正反转接触器控制保证在正向运行时反向呼叫指示灯为亮。部分程序如下：X4Y4T0Y13电梯内指示灯都如此X11X1Y11Y17Y11二三层呼梯灯都如此13三、电梯楼层具体程序三、电梯楼层具体程序1.一层程序一层程序 X0Y10X0Y4Y2X17Y2x0 x16x20T0T0 K100T0X16X17X0Y3X21Y5Y6Y7Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y0Y16RST Y1RST Y0RST Y172.二层开关门和二层选向二层开关门和二层选向14Y5Y11Y16Y13Y17X1RST Y0RST Y1X17Y2X2X6X22T4 K50T4X16X17X1Y3二楼选向原理与类似。3.三层开关门和三层选向三层开关门和三层选向15Y6Y12Y16Y14Y17X2RST Y0RST Y1X17Y2X2X6X22T1 K50T1X16X17X2Y3 Y16Y7Y15RST Y16Y17Y4Y5Y10Y11Y13RST Y17Y16Y17FNC00CJY21Y16Y7Y0Y15Y21Y17Y4Y5Y10Y11Y13Y1P1pp1SET 16SET Y17164.四层程序四层程序Y2X3x16X22T2 K50T2X16X17X3Y3X21Y5Y6Y4Y10Y11Y12Y13Y14Y1Y17RST Y1RST Y0RST Y16X3X17课程设计心得课程设计心得通过本次课程设计，并且加深了对电梯运行过程、控制系统的认识，熟悉了可编程控制器在电梯控制系统中的运用。并且，使我将原来所学的知识系统化、理论化、实用化，对如何使用已17有知识及获取相关资料方面的能力又有了提高。通过这次设计，我还认识到无论做什么，都需要踏实，勤奋，严谨的工作态度，这对我以后的工作将会产生深渊的影响。本次设计达到了预定的设计目的。利用可编程控制器以及双速交流电动机控制技术，充分利用了数字化电子控制技术，通过合理的设别选型、软件设计，提高了电梯运行的可靠性和运行效率，使电梯结构紧凑、噪音降低、维修简单、故障率低，改善了电梯运行的舒适感，并节约了电能。具有一定的经济效益和社会效益。顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心。它们有着很多的优越性，但也存在一定的不足，这些不足在一定程度上限制了我们的创造力。这让我感到很遗憾。发现问题，面对问题，才有可能解决问题。不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为社会做出应有的贡献，为祖国的四化服务。回顾整个 PLC 学习过程中，韩立强老师严谨的教学态度、深厚的专业知识，使我在培训学习中轻轻松松的学到了很多知识，并从他身上学到了如何求职治学，如何处世为人等等。在讲课过程中，韩立强老师旁征博引，让原本十分枯燥的知识变得活泼可爱，亲切易懂，使得我在学习 PLC 知识的基础上大大丰富开阔了我的知识面。课下，韩立强老师平易近人，我们有任何课上没听明白的，他都很耐心的跟我们讲解，一遍没 听懂，他会再给你讲第二遍，直至我们懂了他才满意的笑一笑。在课堂外，韩立强老师与我们心谈心，贴心的一句句问候的话让我们觉得他不单单使我们的老师，更是我们的朋友，他用他丰富的阅历，丰富的知识解