电梯的控制系统.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 毕业设计 论文 题目题目 电梯的控制系统 学 院 信息技术工程学院 年 级 2009 级 电 信 班 专 业 电子信息工程技术 学 号 200901010141 学生姓名 曾 勇 指导教师 郑 运 刚 2012 年 3 月 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 毕业设计 论文 鉴定表 院 系 信息技术工程学院 专 业 电子信息工程技术专业 年 级 2009 级电信班 姓 名 曾 勇 题 目 电梯的控制系统 指导教师 评 语 过程得分 占总成绩 20 是否同意参加毕业答辩 指导教师 签字 答辩教师 评 语 答辩得分 占总成绩 80 毕业论文总成绩 等级 答辩组成员签字 年 月 日 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 毕业设计 论文 任务书 班 级 2009 级电信 学生姓名 曾勇 学 号 200901010141 发题日期 年 月 日 完成日期 月 日 题 目 PLC 电梯控制系统的设计 1 本论文的目的 意义目前市面上所拥有的电梯公寓与商业大厦越来越多 可以说是随处可见 它不仅为广大人民提供了方便更节省的大家的时间减少了疲 劳 所以在人们生活中起着举足轻重的作用 成为了必不可少的交通工具之一 而控制电梯运行的 PLC 系统也要求越来越高 要求达到电梯运行的 稳 准 快 运行目的 尤其 PLC 得微型计算机技术得到了迅猛的发展 PLC 技术已渗 透到国民经济的各行各业和人们生活的方方面面 为了防止各种安全事件的发 生和危害及节省大家的时间 PLC 的控制系统是必不可少的 2 学生应完成的任务 了解 PLC 的作用与优点发展前景 系统模拟安装 与调试 外部连接图 IO 分配设计思路电梯的梯形图的绘制及它的工作原理 等必须完成的任务 3 论文各部分内容及时间分配 共 20 周 第一部分 主要介绍设计的目的 意义 现状 论文的章节安排 1 2 周 第二部分 介绍了 PLC 控制系统的相关电路和所用到的有关芯片 PLC 的特点 发展前景及电梯的工作原理与其概述及分类 3 5 周 第三部分 介绍本次的设计思路 通过对比两个方案的可行性 结合自身的 条件选出一个较为好的方案进行设计 6 10 周 第四部分 电路的制作以及调试部分 主要介绍电路制作软件 PROTEL 环境 下设计出的原理图及程序的功能介绍及 IO 分配表的绘制 11 15 周 第五部分 撰写论文 16 19 周 评阅及答辩 论文定稿交由指导教师评阅 做好论文答辩的相关准备 20 周 备 注 指导教师 年 月 日 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 审 批 人 年 月 日 摘 要 目前市面上所拥有的电梯公寓与商业大厦越来越多 可以说是随处可见 它 不禁卫广大人民提供了方便更节省的大家的时间减少了疲劳 所以在人们生活 中起着举足轻重的作用 电梯是垂直方向的运输设备 是高层建筑中不可缺少 的交通运输设备 它靠电力 拖动一个可以载人或物的轿厢 在建筑的井道内 导轨上做垂直升降运动 在人们生活中起着举足轻重的作用 本文设计一种电 梯 PLC 控制系统 该系统主要由 PLC 逻辑控制电路组成 其中包括交流异步 电动机 继电器 接触器 行程开关 按钮 发光指示器和变频器组成为一体 的控制系统 本机控制单元采用以三菱的可编程控制器 PLC 对机器进行全过程 控制 整个系统通过 PLC 逻辑控制电路对电梯的升降 加 减速 平层 起 动 制动控制 其结构简单 运行效率高 平层精度高 易于理解与掌握 关键词关键词 PLC 控制系统 电梯 逻辑控制电路 变频器 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 目 录 第一章 绪 论 1 1 1 可编程控制器的概念 1 1 2 PLC 的发展前景 1 第二章 可编程控制器的组成与工作原理 2 2 1 PLC 的内部结构 2 2 2 电梯的工作原理 3 2 2 1 PLC 的工作原理 3 2 2 2 电梯的概述 4 2 2 3 电梯的分类 4 2 2 4 电梯的组成及工作原理 6 第三章第三章 PLCPLC 的程序设计语言和编程方法的程序设计语言和编程方法 7 3 1 PLC 的程序设计语言 7 3 2 三菱 FX 系列 PLC 内部继电器的编号和功能 8 第四章第四章 系统硬件的设计系统硬件的设计 11 4 1 硬件框图及输入输出分配 11 4 1 1 分配 PLC 的输入输出端子 11 4 1 2 统计输入输出点数并选择 PLC 型号 12 4 1 3 输入 输出端子接线 13 4 2 主电路电气原理图 14 第五章第五章 系统软件的设计系统软件的设计 16 5 1 控制系统的工作流程 16 5 2 装置结构与工艺要求 17 5 3 系统梯形图的设计 18 结结 论论 28 致致 谢谢 29 参参 考考 文文 献献 30 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第一章 绪论 1 1 可编程控制器的概念 可编程控制器简称 PC 英文全称 Programmable Controller 它经 历了可编程序矩阵控制器 PMC 可编程序顺序控制器 PSC 可编程序逻辑控 制器 PLC 英文全称 Programmable Logic Controller 和可编程序控制 器 PC 几个不同时期 PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置 它采用可以编制程序的存储器 用来在其内部存储执行逻辑运算 顺序运算 计时 计数和算术运算等操作的指令 并能通过数字式或模拟式的输入和输 出 控制各种类型的机械或生产过程 PLC 及其有关的外围设备都应该按易 于与工业控制系统形成一个整体 易于扩展其功能的原则而设计 1 2 PLC 的发展前景 PLC 技术随着计算机和微电子的发展而迅速发展 由一位机发展到8 位机 直到现在 PLC 产品已经使用了 32 位高性能微处理器 而且实现了 多通道处理 PLC 在未来将会有更大的发展 从技术上看 计算机技术的新 成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上 会有运算速度更快 存 储容量更大 智能更强的品种出现 从产品规模上看 会进一步向超小型及 超大型方向发展 从产品的配套性上看 产品的品种会更丰富 规格更齐全 完美的人机界面 完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求 从市场上看 各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破 会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面 会出现国际通用的编程语言 从 网络的发展情况来看 可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的 控制系统是可编程控制器技术的发展方向 伴随着计算机网络的发展 可编 程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的组成部分 将在工业及工业 以外的众多领域发挥越来越大的作用 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第二章 可编程控制器的组成与工作原理 2 1 PLC 的内部结构 PLC 的内部结构如图 2 1 所示 图 2 1 PLC 的内部结构 可编程控制器主要由中央处理单元 CPU 存储器 RAM ROM 输入输出 单元 I O 电源和编程器等几部分组成 中央处理单元 CPU CPU 是 PLC 的核心部件 由运算器和控制器组成 主要用于 接收并存储 从编程器输入的用户程序 检查编程过程是否出错 进行系统诊断 解释并执 行用户程序 完成通信及外设的某些功能 存储器 包括系统程序存储器 用户程序存储器和工作数据存储器 I O 模块 I O 接口是 PLC 与外界连接的接口 输入接口用来接收和采集输入信号 输出接口用来连接被控对象中各种执行元件 如接触器 电磁阀 指示灯 调 节阀 模拟量 调速装置 模拟量 等 电源模块用来将外部供电电源转变成供 PLC 内部的 CPU 存储器和 I O 接 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 口等电路工作所需要的直流电源 编程器 编程器是 PLC 最重要的外围设备 是 PLC 不可缺少的部分 编程器的作用 是输入和编辑用户程序 调试程序和监控程序的执行过程 2 2 电梯的工作原理 2 2 1 PLC 的工作原理 图 2 2 PLC 采用循环扫描的工作方式 这个工作过程分为内部处理 通信操作 程序输入处理 程序执行 程序 输出几个阶段 全过程扫描一次所需要的时间称为一个扫描周期 内部处理阶 段 PLC 检查 CPU 模块的硬件是否正常 复位监视定时器等 在通信操作服务 阶段 PLC 处于停状态 只进行内部处理和通信操作服务等内容 在 PLC 处于 运行状态时 从内部处理 通信操作 程序输入 程序执行 程序输出 一直 循环扫描工作 PLC 的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式 在工 作状态下 执行一次上图所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期 其典型值 为 1 100ms 可编程控制器的特点 1 抗干扰能力强 可靠性高 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 控制系统结构简单 通用性强 应用灵活 3 编程方便 易于使用 4 功能完善 扩展能力强 5 PLC 控制系统设计 安装 调试方便 6 维修方便 维修工作量小 7 体积小 重量轻 是 机电一体化 特有的产品 2 2 2 电梯的概述 随着现代化城市的高速发展 为建筑物内提供上下交通工具的电梯也高 速发展起来 电梯不仅是生产运输的主要设备 更是人们生活与工作中必备 的交通工具 和汽车一样电梯也已成为人们频繁使用的交通运输设备 电梯 是服务于规定楼层的固定式升降设备 它具有一个轿厢 运行在至少两列垂 直的或倾斜角小于 15 的刚性导轨之间 轿厢尺寸与结构形式便于乘客出 入或装卸货物 而它的近亲自动扶梯与自动人行道常常也被人们称为电梯 自动扶梯是带有自动循环运行梯级 用于向上或向下的倾斜输送乘客的固定 店里驱动设备 自动人行道则是带有循环运行板式或带式的走到倾斜角小于 12 在乘梯楼层电梯入口处 根据自己上行或下行的需要 按上方向或下方 向箭头按钮 只要按钮上的灯亮 就说明你的呼叫已被记录 只要等待电梯 到来即可 电梯到达开门后 先让轿厢内人员走出电梯 然后呼梯者再进入 电梯轿厢 进入轿厢后 根据你需要到达的楼层 按下轿厢内操纵盘上相应 的数字按钮 同样 只要该按钮灯亮 则说明你的选层已被记录 此时不用 进行其他任何操作 只要等电梯到达你的目的层停靠即可 电梯行驶到你的 目的层后会自动开门 此时按顺序走出电梯即结束了一个乘梯过程 2 2 3 电梯的分类 一般根据建筑的高度 用途及客流量 或物流量 的不同 而设置不同 类型的电梯 目前电梯的基本分类方法大致如下 1 按用途分类 乘客电梯 为运送乘客设计的电梯 要求有完善的安全设施 载货电梯 主要为运送货物而设计 通常有人伴随的电梯 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 医用电梯 为运送病床 担架 医用车而设计的电梯 轿厢长而窄 杂物电梯 供图书馆 办公楼 饭店运送图书 文件 食品等设计的电 梯 观光电梯 轿厢壁透明 供乘客观光用的电梯 住宅电梯 供住宅楼使用的电梯 建筑施工电梯 建筑施工与维修用的电梯 其它类型的电梯 除上述常用电梯外 还有些特殊用途的电梯 如冷库 电梯 防爆电梯 矿井电梯 电站电梯 消防员用电梯等 2 按驱动方式分类 交流电梯 用交流感应电动机作为驱动力的电梯 根据拖动方式又可分 为交流单速 交流双速 交流调压调速 交流变压变频调速等 直流电梯 用直流电动机作为驱动力的电梯 这类电梯的额定速度一般 在 2 00m s 以上 液压电梯 一般利用电动泵驱动液体流动 由柱塞使轿厢升降的电梯 齿轮齿条电梯 将导轨加工成齿条 轿厢装上与齿条啮合的齿轮 电动 机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯 螺杆式电梯 将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹 再将带有推力轴承 的大螺母安装于油缸顶 然后通过电机经减速机 或皮带 带动螺母旋转 从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯 3 按速度分类 电梯无严格的速度分类 我国习惯上按下述方法分类 低速梯 常指低于 1 0m s 速度的电梯 中速梯 常指速度在 大于 1 0m s 且小于 2 0m s 的电梯 高速梯 常指速度大于 2 0m s 小于 6 0m s 的电梯 超高速梯 速度超过 6 0m s 的电梯 4 其它分类方式 按电梯有无司机分类 可分为有司机电梯 和无司机电梯 按操纵控制方 式分类课分为手柄开关操纵 按钮控制电梯 信号控制电梯 和集选控制电 梯等 按机房位置分类 则有机房在井道顶部的 上机房 电梯 机房在井 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 道底部旁侧的 下机房 电梯 以及有机房在井道内部的 无机房 电梯 按轿厢尺寸分类 则经常使用 小型 超大型 等抽象词汇表示 2 2 4 电梯的组成及工作原理 电梯结构包括 曳引系统 轿厢 门系统 电力拖动系统 电气控制 系统 安全保护系统 安全保护系统 保证电梯安全使用 防止一切危及人 身安全的事故发生 电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控 制 电力拖动系统的功能是提供动力 实行电梯速度控制 门系统的主要功 能是封住层站入口和轿厢入口 轿厢是运送乘客和货物的电梯组件 是电梯 的工作部分 曳引系统的主要功能是输出与传递动力 使电梯运行 曳引 电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动 靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵 引力 实现轿厢和对重的升降运动 达到运输目的 固定在轿厢上的导靴可 以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动 防止轿厢在运行 中偏斜或摆动 常闭块式制动器在电动机工作时松闸 使电梯运转 在失电 情况下制动 使轿厢停止升降 并在指定层站上维持其静止状态 供人员和 货物出入 电气系统实现对电梯运动的控制 同时完成选层 平层 测速 照明工作 指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置 安全装 置保证电梯运行安全 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第三章 PLC 的程序设计语言和编程方法 3 1 PLC 的程序设计语言 在 PLC 中有多种程序设计语言 它们是梯形图语言 功能表图语言 功能 模块图语言及结构化语句描述语言等 梯形图语言是基本程序设计语言 它通 常由一系列指令组成 用这些指令可以完成大多数简单的控制功能 例如 代 替继电器 计数器 计时器完成顺序控制和逻辑控制等 通过扩展或增强指令 集 它们也能执行其它的基本操作 功能表图语言和语句描述语言是高级的程 序设计语言 它可根据需要去执行更有效的操作 例如 模拟量的控制 数据 的操纵 报表的报印和其他基本程序设计语言无法完成的功能 功能模块图语 言采用功能模块图的形式 通过软连接的方式完成所要求的控制功能 它不仅 在 PLC 中得到了广泛的应用 在集散控制系统的编程和组态时也常常被采用 由于它具有连接方便 操作简单 易于掌握等特点 为广大工程设计和应用人 员所喜爱 梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语 言 采用梯形图程序设计语言 程序采用梯形图的形式描述 这种程序设计语 言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果 每个梯级是一个因果关系 在 梯级中 描述事件发生的条件表示在左面 事件发生的结果表示在后面 梯形 图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言 它来源于继电器逻辑控制系统 的描述 在工业过程控制领域 电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉 因此 由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎 并得到了广泛的应 用 梯形图程序设计语言的特点是 1 与电气操作原理图相对应 具有直观性和对应性 2 与原有继电器逻辑控制技术相一致 对电气技术人员来说 易于撑握和 学习 3 与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是 梯形图中的能流不是实际意 义的电流 内部的继电器也不是实际存在的继电器 因此 应用时 需与原有 继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待 4 便于与其它程序语言的转换 便于程序的检查 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 3 2 三菱 FX 系列 PLC 内部继电器的编号和功能 三菱 FX 系列产品 它内部的编程元件 也就是支持该机型编程语言的软元 件 按通俗叫法分别为继电器 计时器 计数器等 但它们与真实的元件有很 大的差别 一般称之为 软继电器 这些编程用的继电器 它们的工作线圈没 有工作电压等级 功耗大小和电磁惯性等问题 触点没有数量限制 没有机械 损耗和电腐蚀等问题 它在不同的指令操作下 汽工作状态可以无记忆 也可 以有记忆 还可以做脉冲数字元件使用 一般情况下 X 代表输入继电器 Y 代 表输出继电器 M 代表辅助继电器 SPM 代表专用辅助继电器 T 代表定时器 C 代表计数器 S 代表状态继电器 D 代表数据寄存器 MOV 代表传输等 FX2N系列 PLC 的基本逻辑指令 基本逻辑指令是 PLC 中最基本的编程语言 掌握了它也就初步掌握了 PLC 的使用方法 各种型号 PLC 的基本逻辑指令都大同小异 现在我们针对 FX2N系 列 逐条介绍其指令的功能和使用方法 1 输入 输出指令 LD LDI OUT LD 电路开始的常开触点对应的指令 可以用于 X Y M T C 和 S LDI 电路开始时的常闭触点对应的指令 可以用于 X Y M T C 和 S OUT Out 驱动线圈的输出指令 可以用于 Y M T C 和 S LD 和 LDI 指令对应的触点一般都与左母线相连 在使用 ANB ORB 指令时 用来定义与其他电路串并联的电路的起始触点 OUT 指令不能用于输入继电器 X 线圈和输出类指令应放在梯形图的最右边 OUT 指令可以连续使用若干次 相当于线圈的并联 2 触点的串联 AND ANI 并联 OR ORI 指令 AND 常开触点串联连接指令 ANI 常闭触点串联连接指令 OR 常开触点并联连接指令 ORI 常闭触点并联连接指令 串 并联指令可以用于 X Y M T C 和 S 单个触点与左边的电路串联时 使用 AND 或 ANI 指令 串联触点的个数没 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 有限制 OR 或 ORI 用于单个触点与前面电路的并联 并联触点的左端接到该指 令所在的电路块的起始点 LD 点 上 右端与前一条指令对应的触点的右端相 连 OR 和 ORI 指令总是将单个触点并联到它前面已经连接好的电路的前端 3 检测上升沿和下降沿的触点指令 LDP ANDP 和 ORP 是用来检测上升沿的触点指令 触点的中间有一个向上 的箭头 对应的触点仅在制定位元件波形的上升沿 由 OFF 变为 ON 时接通一 个扫描周期 LDF ANDF 和 ORF 是用来检测下降沿的触点指令 触点的中间 有一个向下的箭头 对应的触点仅在制定位元件波形的下降沿 由 ON 变为 OFF 时接通一个扫描周期 上述指令可以用于 X Y M T C 和 S 边沿检测触点可以与普通触点混 合使用 4 电路块串联 ANB 并联 ORB 指令 ORB 多触点电路块的并联连接指令 ANB 多触点电路块的串联连接指令 含有两个以上触点串联连接的电路称为 串联连接块 串联电路块并联连 接时 支路的起点以 LD 或 LDI 指令开始 而支路的终点要用 ORB 指令 ORB 指 令是一种独立指令 其后不带操作元件号 因此 ORB 指令不表示触点 可以 看成电路块之间的一段连接线 如需要将多个电路块并联连接 应在每个并联 电路块之后使用一个 ORB 指令 用这种方法编程时并联电路块的个数没有限制 也可以将所有要并联的电路块依次写出 然后在这些电路块的末尾集中写出 ORB 的指令 但这时 ORB 指令最多使用 7 次 将分支电路 并联电路块 与前面的电路串联连接时使用 ANB 指令 各并 联电路块的起点 使用 LD 或 LDI 指令 与 ORB 指令一样 ANB 指令也不带操作 元件 如需要将多个电路块串联连接 应在每个电路块之后使用一个 ANB 指令 用这种方法编程时串联电路块个数没有限制 若集中使用 ANB 指令 最多使用 7 次 5 栈存储器与多重输出指令 MPS MRD 和 MPP 指令分别是进栈 读栈和出栈指令 它们用于多重输出电 路 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 MPS 指令用于储存电路中有分支处的逻辑运算结果 以便以后处理有线圈 的支路时可以调用该运算结果 MRD 指令读取存储在堆栈最上层的电路中分支点处的运算结果 将下一个 触点强制性地连接在该点 读数后堆栈内的数据不会上下移动 MPP 指令弹出存储在堆栈最上层的电路中分支点处的运算结果 使用 MPP 指令时堆栈中各层的数据向上移动一层 最上层的数据在读出后从堆栈内消失 6 置位复位指令 SET 置位指令 使操作保持 ON 的指令 RST 复位指令 使操作保持 OFF 的指令 SET 指令用于 Y M 和 S RST 指令可以用于复位 Y M S T C 或将字元 件 D V 和 Z 清零 7 程序结束指令 END 在程序结束处写上 END 指令 PLC 只执行第一步至 END 之间的程序 并立 即输出处理 若不写 END 指令 PLC 将以用户存储器的第一步执行到最后一步 因此 使用 END 指令可缩短扫描周期 另外 在调试程序时 可以将 END 指令 插在各程序段之后 分段检查各程序段的动作 确认无误后 再依次删去插入 的 END 指令 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第四章 系统硬件的设计 4 1 硬件框图及输入输出分配 4 1 1 分配 PLC 的输入 输出端子 表 4 1 表 4 1 四层电梯 PLC 输入 输出端子分配表 输入电器输入 端子 输入输出电器输出 端子 输出 开门按钮 SB1 0000X000 开门继电器 KM1 0504Y004 门按钮 SB2 0001X001 关门继电器 KM2 0505Y005 门行程开关 SL1 0002X002 上行继电器 KM3 0500Y050 关门行程开关 SL2 0003X003 下行继电器 KM4 0501Y051 红外传感器 SA1 0004X004 加速继电器 KM5 0506Y056 红外传感器 SA2 0005X005 低速继电器 KM6 0502Y052 门锁输入信号 SA3 0006X006 快速继电器 KM7 05036053 一层接近开关 SA4 0007X007 上行方向灯 HL1 0508Y058 二层接近开关 SA5 0008X008 下行方向灯 HL2 0509Y059 三层接近开关 SA6 0009X009 一层指示灯 HL3 0600Y060 四层接近开关 SA7 0010X010 二层指示灯 HL4 0601Y061 五层接近开关 SA8 0011X011 三层指示灯 HL5 0602Y062 一层内指令按钮 SB3 0012X012 四层指示灯 HL6 0603Y063 二层内指令按钮 SB4 0013X013 五层指示灯 HL7 0604Y064 三层内指令按钮 SB5 0014X014 一层内指令指示灯 HL8 0605Y065 四层内指令按钮 SB6 0015X015 二层内指令指示灯 HL9 0606Y066 五层内指令按钮 SB7 0016X016 三层内指令指示灯 HL10 0607Y067 一楼向上呼叫按钮 SB8 0100X100 四层内指令指示灯 HL11 0608Y068 二楼向上呼叫按钮 SB9 0101X101 五层内指令指示灯 HL12 0609Y069 二楼向下呼叫按钮 SB10 0102X012 一层向上呼叫指示灯 HL13 0610Y610 三楼向上呼叫按钮 SB11 0103X103 二层向上呼叫指示灯 HL14 0611Y611 三楼向下呼叫按钮 SB12 0104X104 二层行下呼叫指示灯 HL15 0612Y612 四楼向上呼叫按钮 SB13 0105X105 三层向上呼叫指示灯 HL16 0613Y613 四楼向下呼叫按钮 SB14 0106X106 三层向下呼叫指示灯 HL17 0614Y614 五楼向下呼叫按钮 SB15 0107X107 四层向上呼叫指示灯 HL18 0615Y615 一楼下行减速接近开关 SA9 0108X108 四层向下呼叫指示灯 HL19 0616Y616 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 二楼上行减速接近开关 SA10 0109X109 五层向下呼叫指示灯 HL20 0617Y617 二楼下行减速接近开关 SA11 0110X110 三楼上行减速接近开关 SA12 0111X111 三楼下行减速接近开关 SA13 0112X112 四楼上行减速接近开关 SA14 0113X113 四楼下行减速接近开关 SA15 0114X114 五楼上行减速接近开关 SA16 0115X115 由表可以看出此表是 PLC 的外部连接图的输入输出及各个继电器的作用 所对应的节点及在程序中的名称 即直观又明了 4 1 2 统计输入 输出点数并选择 PLC 型号 输入信号有 33 个 考虑到有 20 的备用点 即 32 1 20 39 4 取整因 此共 40 个输入点 输出信号有 27 个 考虑到有 20 的备用点 即 27 1 20 32 4 取整 数 33 因此共 33 个输出点 因此可选用 FX2N 系列 CPU 类型可编程控制器 它有 42 个输入点 33 个输 出点 满足本设计的要求 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 4 1 3 输入 输出端子接线 根据通道分配情况 可画出 PLC 外部接线图 如下图 4 1 所示 图 4 1 输入 输出地址分配图 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 4 2 主电路电气原理图 图 4 2 为系统的电气主接线图 图 4 2 电气主接线图 电气主接线图中有两个电机 一个为曳引机的牵引电机 为交流异步电机 另一个为开关门电机 为直流电机 KM1 与 KM2 的切换 可以实现异步电机的 正反转 即控制电梯的上下行 当 KM3 闭合时 定子绕组接成三角形接法 电 梯低速运行 当 KM4 闭合时 定子绕组接成双星形接法 电梯高速运行 KM6 与 KM7 的切换 可以实现直流电机的正反转 即控制电梯的开关门 电梯的制动靠制动器来实现 制动器就是刹车 是使机械中的运动件停 止或减速的机械零件 是电梯重要的安全装置 它的安全 可靠是保证电梯 安全运行的重要因素之一 制动器的作用可以归纳为下面两条 1 能够使运行中的电梯在切断电源时自动把轿厢制停 2 电梯停止运行时 制动器应能保证在 125 的额定载荷情况下 使轿厢 保持静止 位置不变 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 从 PLC 的外部接线图 图 4 2 上可以看到 制动输出和抱闸输出分别接 KM5 和 KM8 继电器 KM5 和 KM8 分别控制制动器的制动和抱闸 当 KM5 接通时 制动器开始制动 按程序设计 制动 1s 后 KM8 接通 制动器实施抱闸 使轿厢 保持静止 位置不变 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第五章 系统软件的设计 5 1 控制系统的工作流程 根据电梯的工作流程可以将电梯的工作过程画成如下的流程图 图中展示 了电梯运行时的三种状态 即初始状态 运行中状态和运行后状态 直观的展 示了电梯的工作流程如图 5 1 图 5 1 电梯的工作流程 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 根据电梯运行流程图 大致可将软件的设计分为以下几个大部分 开关门 环节 楼层显示环节 七段码显示 轿内呼叫信号的登记与消除环节 厅外呼 叫信号的登记与消除环节 定向环节 启动环节 制动环节 5 2 装置结构与工艺要求 本系统采用轿厢外召唤 轿厢内按钮控制方式的形式 电梯的上升和下降 由一台电动机驱动 电动机正转 电梯上升 电动机反转 电梯下降 电梯轿 厢门由另外一台电动机驱动 该电动机正转 电梯开门 电动机反转 电梯关 门 每个楼层都置呼叫开关 具体要求如下 1 电梯在一层时 五层有呼叫请求 则电梯上升到五层且五层的指示灯亮 2 电梯在一层时 二层有呼叫请求 则电梯上升到二层且二层指示灯亮 3 电梯在一层时 一层有呼叫请求 则电梯不动 呼叫无效 4 电梯在一层时 二层三层四五同时都有呼叫请求 则电梯先上升到二层 再继续上升到三层依次递增且除一层外全亮 5 电梯在二层时 三四五层有呼叫请求则都是下 电梯则上升到到五层再 下三四层 6 电梯在二层时 二层有呼叫请求 则电梯不动 呼叫无效 7 电梯在二层时 一层有呼叫请求 则电梯下降到一层 8 电梯在二层时 三层先有呼叫请求 然后一层也有呼叫请求 则电梯上 升到三层 9 电梯在三层时 二层有呼叫请求 则电梯下降到二层 10 电梯在三层时 一层有呼叫请求 则电梯下降到一层 11 电梯在三层时 三层有呼叫请求 则电梯不动 呼叫无效 12 电梯在三层时 二层一层同时都有呼叫请求 则电梯先下降到二层 再 继续下降到一层 13 电梯在四层时 一层有呼叫请求 则电梯下降到一层 14 电梯在四层时 二层有呼叫请求 则电梯下降到二层 15 电梯在四层时 三层有呼叫请求 则电梯下降到三层 16 电梯在四层时 一 二 三层都有呼叫请求 则电梯先下降到三层 再 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 继续下降到二层 一层 17 电梯在五层时 一层呼叫则下到一层 18 电梯在五层时 二层呼叫则电梯下到二层 19 电梯在五层时 三层有呼叫则下到三层 20 电梯在五层时 四层有呼叫则下到四层 21 电梯在五层时 一 二 三 四都有呼叫时候 则电梯依次下到四 三 二 一层 22 电梯在上升途中 任何下降呼叫请求均无效 23 电梯在下降途中 任何上升呼叫请求均无效 5 3 系统梯形图的设计 根据电梯运行流程 把电梯控制系统分为如下六块 开关门控制环节 显 示部分 楼层到站指示环节 电梯各层呼叫环节 电梯启动运行和方向选择 电梯速度的转换环节 分块设计如下 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 一 开关门控制环节 开门环节的梯形图如图 5 2 所示 图 5 2 开门环节梯形图 工作过程 手动开门 当电梯运行到位后 运行继电器 1000 为 OFF 按开门按钮 0000 是输出线圈 0504 有效 驱动开门接触器 打开轿门 直至到位 行程开 关动作 即 0002 动断触点打开 开门过程结束 自动开门 电梯运行到位后 相应的楼层接近开关闭合相应的楼层接近开 关闭合 即 0007 0008 0009 或 0010 0011 接点闭合 时间继电器 TIM00 开始计时 计到 3s 时 TIM00 触点闭合 时 0504 线圈有效 手动关门 按下关门按钮 即 0001 闭合 0505 有效 驱动关门接触器 关闭轿门 直至到位 行程开关 0003 动作 关门动作结束 关门保护 自动关门时 可能夹住乘客 可在门上装设红外传感器 当有 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 人进出时 0004 或 0005 闭合 关门被禁止 同时开门接触器工作 把门打开 至限位位置后 重新执行关门动作 二 楼层显示环节 楼层显示环节应该满足的条件是 1 轿厢不运行时 七段码要显示所在楼层 2 轿厢运行时 电梯在两层之间运行时要正确显示所在楼层 如从一楼上 行 首先要碰到一楼下平层感应触点 虽然此触点被接通 但电梯仍在一楼 所以显示楼层要显示一楼 直至二楼上平层感应触点接通 显示变为二楼 其 余楼层以此类推 楼层的登记与消除部分和楼层显示部分组成了完整的楼层显示环节 楼层显示用七段码显示 七段码显示图解如图 5 3 各段标号依此图为准 其中一 二 三 四 五楼显示分别是 bc 段 abdeg 段 abcdg 段 bcfg 段和 acdfg 段 楼层确定由 M1 M2 M3 M4 和 M5 登记和保持 其中七段码的输出分别为 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 和 Y17 代表 或 的关系 通过元件的并联实现 代表 与 的关系 通过元件 的串联实现 图 5 3 七段码显示 M1 M2 M3 M4 M5 和七段码的逻辑关系是 Y11M2 M3 M5M1 M4a 段 bY12M1 M2 M3 M4M5 段 cY13M1 M3 M4 M5M2 段 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 dY14M2 M3 M5M1 M4 段 eY15M2 M1 M3 M4 M5 段 fY16M4M5M1 M2 M3 段 gY17M2M3M4M5M1 段 楼层显示环节的梯形图如图 5 4 所示 图 5 4 楼层显示部分梯形图 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 三 电梯到站指示如图 5 5 所示 其中 1003 1004 分别为单双数楼层联 锁保护中间继电器 图 5 5 电梯到站指示图 工作过程 电梯运行过程中 当电梯运行到指定楼层位置时 对应的楼层位置继电器 进行登记 以便显示 如当电梯运行到二层时 碰到二层的接近开关 SA5 使 0008 为 ON 0600 0602 0603 0604 保持常闭 0601 得电 显示到达二层 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 四 各层呼叫指示 如图 5 6 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 5 6 各层呼叫指示 工作过程 电梯在运行过程中 随时会有内呼或外呼叫信号 则必须将这些呼叫信号 保存形成选层信号 以便当电梯运行到对应楼层时 能响应其呼叫 如当电梯 停在四层 二层乘客按下 SB10 二楼向下呼叫按钮 则 0612 得电并保持 当电梯到达二层时 0601 得电闭合 使 0612 恢复常态 当电梯在上行 下行 状态时 0501 0500 闭合 按向下 向上 呼叫按钮无效 当电梯内有呼叫信号时 采用保持继电器对呼叫信号进行登记和指示 而 当达到对应楼层时 用对应楼层开关消除该呼叫信号 如楼梯在五层 而乘客 想到一楼时 按下 SB3 0012 为 ON 0605 为 ON 呼叫信号被保存并驱动指示 灯显示 当电梯到达一楼时 碰到一楼的接近开关 SA4 从而使 0600 为 ON 消 除了一楼的内呼叫信号 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 五 电梯启动和运行方向选择 如下图 5 7 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 5 7 电梯启动和运行方向选择 工作过程 电梯的运行为上行和下行两种相反的方向 因此根据控制要求形成对应的 定向信号与对应的运行方向指示 当电梯运行到所选楼层时 1005 为 ON 一个 扫描周期 用以切断起动控制信号 停止运行 启动控制由中间继电器 1006 来 完成 当电梯所在楼层位置之上 有选层信号且电梯处于非下行状态 可以定向 为上行 当电梯所在楼层位置之下有选层信号且处于非下行状态时 可以定向 为上行 如电梯停在四层 当一层 二层 有选层信号时 0605 0606 为 ON 0600 0601 0602 0603 0604 常闭保持闭合 0501 0509 得电 电梯下 行且下行指示灯亮 电梯的定向输出控制轿厢牵引电机的正反转来实现上下行 即上行时牵引 电机正转 下行时牵引电机反转 电梯在运行过程中 定向程序的执行只是在 电梯停层阶段 也就是说 电梯只要在楼层停层都会定向一次 当电梯运行中 间 定向程序是不会被执行的 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 五 电梯速度的变换如图 5 8 所示 图 5 8 电梯速度的变换 工作过程 电梯启动后快速运行 2S 后开始加速 在接近目标楼层时 相应的接近开 关 0108 0109 0110 0111 0112 0113 0114 或 0115 动作 电梯开始 减速 直至达到目标楼层时停止 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 结 论 毕业设计是大学学习阶段一次非常