基于S7-200型PLC的四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文

1、基于S7-200型PLC的四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)20 引言21 電梯控制的要求21.1 電梯無(wú)司機(jī)駕駛完全自動(dòng)響應(yīng)門(mén)廳和轎廂內(nèi)。21.2 電梯起動(dòng)后若有呼梯信號(hào)則開(kāi)門(mén)。21.3 到站自動(dòng)平層開(kāi)門(mén)延時(shí)自動(dòng)關(guān)門(mén)。21.4 按 內(nèi)外召喚指令信號(hào)自動(dòng)定向，要求優(yōu)化使任何召喚都在最短時(shí)間內(nèi)響應(yīng)。21.5 電梯運(yùn)行途中有順向截梯功能 對(duì)反向呼梯信號(hào)只作記憶。21.6 電梯到達(dá)頂層或底層時(shí)自動(dòng)停止并變換運(yùn)行。21.7 門(mén)廳和轎內(nèi)有樓層顯示和運(yùn)行方向顯示。22 電梯結(jié)構(gòu)說(shuō)明22.1 如圖1所示為IO接線圖32.2 電梯輸入輸出信號(hào)及意義32.3要求考慮實(shí)際電梯中設(shè)備保護(hù)和人身保護(hù)邏輯33 電梯控制程序設(shè)計(jì)說(shuō)明

2、44 程序調(diào)試及分析55 項(xiàng)目總結(jié)56 參考文獻(xiàn)6基于S7-200型PLC的四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要:本文介紹了基于西門(mén)子SP-200CPU226PLC作為控制核心的四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)果表明該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案合理抗干擾能力強(qiáng)可靠性高達(dá)到預(yù)期目標(biāo)運(yùn)行效果好。關(guān)鍵詞：電梯；西門(mén)子；控制；PLC0 引言 在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，電梯已成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。在中高層建筑中，電梯更是不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備。人們對(duì)電梯安全性、高效性、舒適性的不斷追求推動(dòng)了電梯技術(shù)的進(jìn)步。電梯質(zhì)量的好壞在很大程度上取決于它的控制系統(tǒng)。目前，電梯控制系統(tǒng)已基本上淘汰了傳統(tǒng)的繼電器控制方式，取而代之的是以和微控制器

3、為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)。其中由于編程簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便、設(shè)計(jì)和調(diào)試周期、短抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)倍受人們重視被廣泛地應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)中。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，本文以四層電梯為例介紹了在電梯控制中的應(yīng)用。1 電梯控制的要求工作要求如下：1.1 電梯無(wú)司機(jī)駕駛完全自動(dòng)響應(yīng)門(mén)廳和轎廂內(nèi)。1.2 電梯起動(dòng)后若有呼梯信號(hào)則開(kāi)門(mén)。1.3 到站自動(dòng)平層開(kāi)門(mén)延時(shí)自動(dòng)關(guān)門(mén)。1.4 按 內(nèi)外召喚指令信號(hào)自動(dòng)定向，要求優(yōu)化使任何召喚都在最短時(shí)間內(nèi)響應(yīng)。1.5 電梯運(yùn)行途中有順向截梯功能 對(duì)反向呼梯信號(hào)只作記憶。1.6 電梯到達(dá)頂層或底層時(shí)自動(dòng)停止并變換運(yùn)行。1.7 門(mén)廳和轎內(nèi)有樓層顯示和運(yùn)行方向顯示。2 電梯結(jié)構(gòu)說(shuō)明S

4、7200可編程控制器是德國(guó)西門(mén)子公司研制的一種新型可編程控制器具有工作可靠、功能強(qiáng)、存儲(chǔ)容量大、編程方便、輸出端可直接驅(qū)動(dòng)的繼電器或接觸器的線圈、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)因此它完全能夠滿足電梯對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求。2.1 如圖1所示為IO接線圖圖1電梯控制IO接線圖2.2 電梯輸入輸出信號(hào)及意義電梯由安裝在各樓層門(mén)口的上升和下降呼叫按鈕進(jìn)行呼叫操縱，其操縱內(nèi)容為電梯運(yùn)行方向。電梯轎箱內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕S1S4，用以選擇需?？康臉菍?。L1為一層指示、L2為二層指示、L3為三層指示、L4為四層指示，SQ1SQ4為到位行程開(kāi)關(guān)。電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫，下降途中只響應(yīng)下降呼叫，任何反方向的呼叫均無(wú)效。例

5、如，電梯停在由一層運(yùn)行至四層的過(guò)程中，在三層轎箱外呼叫時(shí)，若按三層上升呼叫按鈕，電梯響應(yīng)呼叫（運(yùn)行至三層時(shí)三層上升呼叫指示燈滅）；若按三層下降呼叫按鈕，電梯運(yùn)行至三層時(shí)將不響應(yīng)呼叫運(yùn)行至四層，然后再下行，響應(yīng)三層下降呼叫按鈕（運(yùn)行至三層時(shí)三層下降呼叫指示燈滅），依此類推。2.3要求考慮實(shí)際電梯中設(shè)備保護(hù)和人身保護(hù)邏輯電梯運(yùn)行前首先應(yīng)注意電梯門(mén)的狀態(tài)。電梯位置由行程開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4決定，電梯運(yùn)行由手動(dòng)依次撥動(dòng)行程開(kāi)關(guān)完成，其運(yùn)行方向由上行、下行指示燈UP、DOWN決定。例如閉合開(kāi)關(guān)SQ1，電梯位置指示燈L1亮，表示電梯停在1層，這時(shí)按下四層下呼按鈕，四層下呼指示燈DN4亮，同時(shí)

6、上行指示燈UP亮，電梯處于上行狀態(tài)。斷開(kāi)SQ1、閉合SQ2，L1滅、L2亮，表示電梯運(yùn)行至二層，上行指示燈UP仍亮；斷開(kāi)SQ2、閉合SQ3，電梯運(yùn)行至三層；斷開(kāi)SQ3，閉合SQ4，電梯運(yùn)行至四層，四層下呼指示燈DN4滅，同時(shí)上行指示燈UP滅，電梯結(jié)束上行狀態(tài)。每到達(dá)一樓層若電梯門(mén)指示燈不閃爍則繼續(xù)前進(jìn)，否則執(zhí)行電梯門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。當(dāng)電梯在四層時(shí)（開(kāi)關(guān)SQ4閉合），電梯位置指示燈L4亮。按下轎廂1層內(nèi)選開(kāi)關(guān)，電梯進(jìn)入下行狀態(tài)。在電梯從四層運(yùn)行至一層的過(guò)程中，若按下二層上呼與下呼按鈕，由于電梯處于下行狀態(tài)中，電梯將只響應(yīng)二層下呼，不響應(yīng)二層上呼。當(dāng)電梯運(yùn)行至二層時(shí)，二層下呼指示燈D2滅，上呼指示燈U2

7、保持點(diǎn)亮。當(dāng)電梯運(yùn)行至一層時(shí)，一層內(nèi)選指示燈SL1滅，下行指示燈DOWN滅，上行指示燈UP亮，電梯轉(zhuǎn)為上行狀態(tài)，當(dāng)電梯運(yùn)行至二層時(shí)，對(duì)二層上呼響應(yīng)，二層上呼指示燈U2滅。3 電梯控制程序設(shè)計(jì)說(shuō)明S7200可編程控制器充分利用了微型計(jì)算機(jī)的原理和技術(shù)，具有很強(qiáng)的邏輯處理能力 在電梯運(yùn)行控制中發(fā)揮了重要作用。由于電梯在運(yùn)行過(guò)程中各種輸入信號(hào)是隨機(jī)出現(xiàn)的，即信號(hào)的出現(xiàn)具有不確。定性同時(shí)，信號(hào)需要自鎖保持互鎖保護(hù)優(yōu)先級(jí)排隊(duì)數(shù)據(jù)比較等。因此信號(hào)之間就存在復(fù)雜的邏輯關(guān)系，所以在電梯的運(yùn)行控制中的編程工作，主要是針對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷和處理電梯運(yùn)行前首先應(yīng)注意電梯門(mén)的狀態(tài)。電梯位置由行程開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2

8、、SQ3、SQ4決定，電梯運(yùn)行由手動(dòng)依次撥動(dòng)行程開(kāi)關(guān)完成，其運(yùn)行方向由上行、下行指示燈UP、DOWN決定。例如閉合開(kāi)關(guān)SQ1，電梯位置指示燈L1亮，表示電梯停在1層，這時(shí)按下四層下呼按鈕，四層下呼指示燈DN4亮，同時(shí)上行指示燈UP亮，電梯處于上行狀態(tài)。斷開(kāi)SQ1、閉合SQ2，L1滅、L2亮，表示電梯運(yùn)行至二層，上行指示燈UP仍亮；斷開(kāi)SQ2、閉合SQ3，電梯運(yùn)行至三層；斷開(kāi)SQ3，閉合SQ4，電梯運(yùn)行至四層，四層下呼指示燈DN4滅，同時(shí)上行指示燈UP滅，電梯結(jié)束上行狀態(tài)。每到達(dá)一樓層若電梯門(mén)指示燈不閃爍則繼續(xù)前進(jìn)，否則執(zhí)行電梯門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。當(dāng)電梯在四層時(shí)（開(kāi)關(guān)SQ4閉合），電梯位置指示燈L4亮。

9、按下轎廂1層內(nèi)選開(kāi)關(guān)，電梯進(jìn)入下行狀態(tài)。在電梯從四層運(yùn)行至一層的過(guò)程中，若按下二層上呼與下呼按鈕，由于電梯處于下行狀態(tài)中，電梯將只響應(yīng)二層下呼，不響應(yīng)二層上呼。當(dāng)電梯運(yùn)行至二層時(shí)，二層下呼指示燈D2滅，上呼指示燈U2保持點(diǎn)亮。當(dāng)電梯運(yùn)行至一層時(shí)，一層內(nèi)選指示燈SL1滅，下行指示燈DOWN滅，上行指示燈UP亮，電梯轉(zhuǎn)為上行狀態(tài)，當(dāng)電梯運(yùn)行至二層時(shí)，對(duì)二層上呼響應(yīng)，二層上呼指示燈U2滅。 4 程序調(diào)試及分析編好程序只是我們實(shí)習(xí)的第一步，真正地把程序下載到PLC里，調(diào)試出正確的結(jié)果才算大功告成，當(dāng)然每個(gè)人做到這一步都需要話很長(zhǎng)的時(shí)間。我們從開(kāi)始的接線到最終調(diào)試好程序，經(jīng)歷的整整一個(gè)星期。一開(kāi)始我們只

10、是實(shí)現(xiàn)基本的功能，上呼下呼的輸入輸出指示，以及上行和下行的指示，然后在慢慢完善程序，根據(jù)電梯模擬裝置的顯示，運(yùn)行PLC編程軟件的單步調(diào)試，一點(diǎn)點(diǎn)查找問(wèn)題的所在，再回過(guò)頭改程序，就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行下去，直到最終實(shí)現(xiàn)所有的功能，幾乎模擬四層電梯的工作流程。開(kāi)始我們因?yàn)榻泳€錯(cuò)誤可能找半天的原因，不過(guò)仔細(xì)點(diǎn)這些低級(jí)錯(cuò)誤還是可以避免的。除此之外最主要的問(wèn)題就是上行和下行會(huì)相互影響，其實(shí)只要在上行輸出前加上下行的非和下行輸出前加上行的非，還有程序要求能循環(huán)執(zhí)行，不斷地響應(yīng)電梯內(nèi)呼上呼下呼指令，開(kāi)始我們程序走一段時(shí)間就不會(huì)出錯(cuò)，稍微改一下就可以解決問(wèn)題。 5 項(xiàng)目總結(jié) 四周的實(shí)習(xí)時(shí)間其實(shí)不是很長(zhǎng)，我們邊上

11、其他課邊做PLC實(shí)習(xí)，這樣既可以緩解我們其他課程的壓力，又可以鍛煉自己的PLC編程。兩個(gè)人一組安排的很合理，每個(gè)組既有競(jìng)爭(zhēng)又有合作，共同的問(wèn)題可以商量著解決，其中一人不懂的時(shí)候可以啟發(fā)同伴真正理解弄明白。整體來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)這次PLC實(shí)習(xí)，讓我們更加深入地理解西門(mén)子S7200的編程思想，為以后的工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)通過(guò)對(duì)四層電梯系統(tǒng)的分析，鍛煉我們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，以后遇到同樣的或者類似的問(wèn)題我們就會(huì)有信心有決心解決，同時(shí)面對(duì)困難我們不再畏縮，想盡辦法解決才是真正的王道。以后無(wú)論我們從事什么樣的工作，不怕困難不怕吃苦的精神都是受用終身的。通過(guò)了這個(gè)項(xiàng)目的實(shí)踐，我不僅進(jìn)一步掌握了電梯控制

12、邏輯關(guān)系，更加學(xué)會(huì)了一個(gè)實(shí)際的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，并且能夠熟練的運(yùn)用AutoCAD繪制硬件接線圖、熟練的進(jìn)行S7-300PLC的編程和仿真，使我更加影響深刻的是，當(dāng)我所在的公司和日立公司合作開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的時(shí)候，我發(fā)現(xiàn)他們的電梯控制制造已經(jīng)不是分立的PLC控制，而是完全的集成化，將PLC、變頻器等相關(guān)控制模塊集成為一個(gè)整模塊，這樣不僅便于批量生產(chǎn)，而且也大大降低了成本，并且他們的編程是多人合作，一個(gè)人只負(fù)責(zé)其中一種功能的編程，并且在實(shí)驗(yàn)室階段就將有關(guān)變頻器的參數(shù)設(shè)置完善，PLC和人機(jī)界面的編程考慮十分完善，在實(shí)際安裝過(guò)程中并且專門(mén)派技術(shù)員進(jìn)行安裝調(diào)試，出現(xiàn)故障可以過(guò)集成塊上的人機(jī)界面來(lái)尋找問(wèn)題和有關(guān)程序的問(wèn)題。這讓我深感電梯控制的發(fā)展的迅速，也更加引起我對(duì)電梯控制的全面自動(dòng)化和智能化的興趣，相信電梯的控制將