【《基于PLC的电梯控制系统的硬件和软件设计案例》7100字】

基于PLC的电梯控制系统的硬件和软件设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u6073基于PLC的电梯控制系统的硬件和软件设计案例 [14]，该接口具有PROFINETI/O和ISOonTCP通讯功能。通过该集成以太网接口组态ISOonTCP通讯时，能使用开放式通讯专用的功能块。本设计通信采用开放式用户通信，通过TP电缆进行硬件连接，实现两个PLC的CPU之间进行开放式数据交换。开放式用户通信是在需要进行通信的两个PLC各自循环程序OB中添加TSEND_C指令发送数据和TRCV_C指令接收数据，并对指令的参数进行设置实现通信连接。在开放式用户通信中，只要硬件连接正常，就可以使两台PLC通过数组进行数据交换，发送和接收的数据存储于对方PLC中的位置存储器中以供程序进行逻辑运算实现联动控制。2.1.1主程序设计主程序的任务是考虑系统上电复位，联动通信，信号清除，调用功能程序等，具体应按照模块化思想进行设计。（一）初始化该程序段任务是设置开机标志，而开机标志应只在上电的瞬间被设置，所以编写程序时启用CPU的系统存储器字节，设置Firstscan标志位，用来设置上电初始化程序。PLC属性设置如图4-9所示。图4-9PLC属性设置在PLC上电，状态由STOP（停止）转入RUN（运行）的第一个扫描周期，FirstScan存储器闭合，执行RESET_BF指令复位位域程序，实现给系统送入初始状态，保证电梯控制系统工作正常。程序编写如下：图4-10初始化程序（二）联动通信联动通信程序段需要完成通信设置和设置联网标志，将需要共享的状态信号传送到M存储器以便数据交换。单梯控制程序中主要说明1梯通信联网设置，1梯调用TSEND_C指令操作发送数组数据内容，主要程序编写如下：图4-11联动通信程序图4-12联动通信程序（三）其他程序段其他程序段主要实现清除状态标志，按逻辑顺序调用子程序和简单功能控制等，具体程序编写如下：图4-13主程序其余程序段2.1.2上电复位子程序电梯上电复位程序是为了让电梯上电后，控制系统能控制将电梯响应回一层。编写该子程序时，需要对电梯的状态进行确认判断，只有满足条件才根据电梯当前位置进行上下行判断运行，直到到达下限位开关停车完成复位。判断电梯状态包括是否已进行上电复位、是否人员超载、是否为检修模式、是否门联锁完全等因素。程序编写如下：图4-14上电复位程序2.1.3参数复位子程序电梯上电复位完成以后，程序进行参数复位，主要将各功能子程序的标志位参数复位，如上下行标志，开关门标志，当前位置标志等，并将电梯置于空闲等待呼叫的状态，程序编写如下：图4-15参数复位程序2.1.4信号登记子程序电梯运行时对用户输入的呼叫请求信号进行检测，将信号状态保存在PLC中相应的M存储器用以程序运算。检测的信号主要包括轿厢内楼层信号开关门信号，楼层外呼按钮信号，主要程序编写如下：图4-16信号登记程序2.1.5系统状态确定子程序系统状态确定需要完成电梯在内呼外呼按钮按下后，能点亮对应呼叫按钮的指示灯，让用户知道呼叫信号已经被记录等待响应。还需要在电梯轿厢内的开门关门按钮按下后，能设置开关门标志。同时该程序需要完成让用户知道电梯运行所处楼层，上下行运行方向等信息的任务。电梯楼层显示器采用BCD码显示译码，因此利用三个输出对应显示字符“1”，“2”，“3”，“4”，程序编写如下：图4-17系统状态确定程序2.1.6开门子程序开门子程序需要完成在轿厢平层曳引电机接触器断开后或者开门按钮按下且被系统记录后，程序中能设置开门标志。在设置开门标志后，开门子程序能利用开门标志通断开门继电器。当门电机启动让开门限位开关动作达到开门到位，程序应断开开门继电器，同时设置开门完毕标志。程序需要设置定时器完成开门到位后延时5S后自动关闭的功能，并设置关门标志和复位开门标志，程序编写如下：图4-18开门程序2.1.7关门子程序关门子程序任务是通过对关门标志以及门联锁继电器的触点状态的满足来实现控制关门继电器的通断。利用门联锁继电器信号可判断电梯门是否关闭，当关门标志接通且电梯门未关门时，电梯应进行开门操作；当电梯门关闭到位时完成关门操作。同时程序需要设置关门完成标志和复位关门标志，主要程序编写如下：图4-19关门程序2.1.8呼叫信号检测子程序呼叫信号检测子程序任务是为了检测电梯内呼按钮，外呼按钮以及其他电梯的按钮信号是否处于按下的状态，用来确定电梯的各层开门标志，实现电梯能在到达楼层实现自动开门。程序编写如下：图4-20呼叫信号检测程序2.1.9信号清除子程序信号清除子程序的任务是当电梯轿厢运行到用户呼叫的楼层进行响应后，要完成将已经被响应过的呼叫按钮状态清除，不会让电梯进行重复响应。主要设计思路是根据电梯的当前位置清除与运行方向一致对应的轿厢楼层内呼按钮，楼层外呼按钮，并且设置状态本梯状态清除标志以供联网通信。针对电梯处于空闲时，需要清除电梯所有的内外呼状态。主要程序编写如下：图4-21信号清除程序2.1.10空闲处理子程序当没有呼叫信号电梯处于空闲状态，电梯空闲状态处理子程序决定了电梯对新的呼叫信号的响应优先性，根据控制要求对响应优先应设计为当1梯所在位置与呼梯信号楼层的距离小于或等于跟2梯所在位置的距离时由1梯响应，相反即当1梯所在位置与呼梯信号楼层的距离大于跟2梯所在位置的距离时由1梯响应。该子程序的任务在确定由哪部电梯响应呼叫之后，还需要确定响应电梯的上下行方向。当目标位置变量的数值大于电梯当前位置数值，如目标位置为3层，电梯当前位置为1层，则将目标位置传送到上行最近目标位置进行电梯上行的操作。同理可设计当目标位置变量的数值小于电梯当前位置数值，如目标位置为1层，电梯当前位置为3层，则将目标位置传送到下行最近目标位置进行电梯下行的操作。在确定上下行最近目标变量后，需要设置标志位并清除电梯的空闲状态，主要程序编写如下：图4-22空闲处理程序2.1.11确定上行子程序该子程序任务是当电梯处于上行时，通过检测用户新的呼叫信号的输入，判断确定是否需要更改电梯上行应到达的楼层目标。主要解决情况如当电梯在1层收到上升至4层的呼叫时，3层有外呼上行信号则电梯的上行目标应改为3层。调用该子程序时电梯已经处于上行状态，所以程序中只需要比对电梯所在楼层与高一层的楼层按钮呼叫信号即可，编程原则可总结如下：①当轿厢内呼按钮输入时，呼叫楼层则为上行最近目标；②当电梯上行时，未上升至的楼层外呼上行按钮信号有效时，则将呼叫楼层设置为上行最近目标。主要具体程序编写如下：图4-23确定上行程序2.1.12确定下行子程序该子程序任务是当电梯处于下行时，通过检测用户新的呼叫信号的输入，判断下行楼层目标。主要解决情况如当电梯在4层收到下降至1层的呼叫时，3层有外呼下行信号则电梯的下行目标应改为3层。调用该子程序时电梯已经处于下行状态，所以程序中只需要比对电梯所在楼层与低一层的楼层按钮呼叫信号即可，编程原则可总结如下：①当轿厢内呼按钮输入时，呼叫楼层则为下行最近目标；②当电梯下行时，未下降至的楼层外呼下行按钮信号有效时，则将呼叫楼层设置为下行最近目标。主要具体程序编写如下：图4-24确定下行程序2.1.13开门子程序该子程序的任务是使电梯到达目标楼层时，能自动开门，并在延时5S后设置关门标志。同时在该过程中如果有用户按下开门按钮或者关门按钮能直接响应进行开关门操作。主要程序编写如下：图4-25开门程序2.1.14关门子程序该子程序的任务是当关门标志接通时，驱动关门继电器，当检测门联锁继电器动作表示关门已到位时，释放关门继电器，并设置关门到位标志。主要程序编写如下：图4-26关门程序2.1.15检修子程序检修子程序的任务是在电梯出现故障时，当输入检修模式的开关时，可以对电梯进行移动至与检修轿厢平层。主要程序编写如下：图4-27检修程序2.1.16空闲确认子程序本子程序的任务是当电梯上电复位完成以后，如果3分钟没有呼叫信号，可以将电梯复位回一层进入空闲状态，并设置空闲标志。程序编写如下：图4-28空闲确认程序2.4双梯程序设计2.2.1联动控制要求两部电梯的PLC需要进行通信联网，对楼层呼叫信号进行数据交换，让两部电梯的楼层外呼信号联通，设置状态存储区，让两台PLC可以读取信号数据，通过程序设计，按照控制要求编写调度程序，合理安排一台电梯响应呼叫。即让1号梯响应的楼层呼叫，2号梯不再重复响应。两部电梯应各自具备单梯电梯控制的所有功能，具体功能控制程序在前面已经有了详细的介绍，联动控制则需要根据遵循集选和最快响应的控制要求，关键在于添加功能程序段实现对输入的共享信号进行逻辑运算判断应该让哪部电梯进行响应。2.2.2联动控制组态将1梯的地址设置为192.168.0.1，将2梯的地址设置为192.169.0.2。两部电梯PLC控制系统通信硬件组态如图4-29所示。图4-29通信组态2.2.3联动控制程序设计比对单梯控制程序，双梯联动控制在程序上主要需要在主程序中添加通信联网程序段，在子程序修改添加检测信号，距离计算调度和清除标志等子程序。（一）主程序通信联网程序段在2梯的主程序中，通信联网程序段调用TRCV_C指令接收数据。程序段编写如下：图4-30主程序通信联网程序段（二）响应他梯清除子程序该子程序的任务是当两台电梯中有一台电梯已经对楼层的外呼进行相应后，则另外一台电梯对该层的外呼信号视为无效。编程时主要思路是通过满足条件对联网信号和外呼按钮状态进行复位。对于他梯程序修改相应的联网信号即可，程序编写如下：图4-31响应他梯清除程序（三）距离计算子程序为了进行双梯联动控制的运行调度，程序需要读取两台电梯的当前位置，计算各自与呼叫信号楼层的距离，从而选择相距距离小的电梯响应，同时还要以顺向优先为前提。举例如当1梯响应呼叫上行至3层而2梯在1层空闲时，2层有外呼下行信号，虽然两电梯实际相距距离都是1层，但是1梯已处于上行任务中，实际到达2层需要在完成上一次响应并处于下行状态才满足计算距离的条件。对于本梯，用当前