四層電梯PLC控制

課程設(shè)計報告書專用紙PAGE課程設(shè)計報告書專用紙安徽財貿(mào)職業(yè)學(xué)院課程設(shè)計報告書課程名稱：工業(yè)控制及PLC應(yīng)用題目：四層電梯PLC控制系（院）：電子信息系學(xué)期：2011~2012第二學(xué)期專業(yè)班級：能源1001姓名：李安鄒圓圓鄒元凱評語：成績：簽名：日期：課程設(shè)計報告書專用紙目錄1緒論 12.四層電梯整體設(shè)計方案 12.1設(shè)計要求 12.1.1電梯輸入信號及其意義： 12.1.2電梯輸出信號及其意義 12.1.3模擬電梯運行原則 22.2控制電路系統(tǒng)設(shè)計 32.2.1主電路 32.2.2流程圖 42.3PLC的系統(tǒng)硬件設(shè)計 52.3.1可編程控制器機型的選擇 52.3.2I/O分配表 62.4梯形圖 72.4.1外召喚信號登記及消除 82.4.2內(nèi)指令信號登記及消除 82.4.3電梯的平層信號處理 92.4.4選層定向及反向截梯 102.4.6各樓層停車信號 153結(jié)束語 174參考文獻(xiàn) 18課程設(shè)計報告書專用紙PAGE18課程設(shè)計報告書專用紙PAGE11緒論電梯是集機電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實上，在電梯上已經(jīng)采用了多項安全保護措施。在設(shè)計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。然而，只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國外，已“法規(guī)”實行電梯制造、安裝和維修一體化，實行由各制造企業(yè)認(rèn)可的、法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝隊伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗，從而為電梯運行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險公司對電梯的安全性做過認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。掘資料統(tǒng)計，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。目前，由可編程序控制器(PLC)和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護方便、開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，己成為電梯控制的發(fā)展方向?？傊娞莸目刂剖潜容^復(fù)雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計的控制設(shè)備，隨著PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強、機械與電氣部件有機地結(jié)合在一個設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。因此，它已經(jīng)成為電梯運行中的關(guān)鍵技術(shù)。2.四層電梯整體設(shè)計方案2.1設(shè)計要求2.1.1電梯輸入信號及其意義：（1）位置信號位置信號由安裝于電梯?？课恢玫?個傳感器SQ1～SQ4產(chǎn)生。平時為OFF，當(dāng)電梯運行到該位置時ON。（2）指令信號指令信號有4個，分別由“一至四”（K7～K10）4個指令按鈕產(chǎn)生。按某按鈕，表示電梯內(nèi)乘客欲往相應(yīng)樓層。（3）呼梯信號呼梯信號有6個，分別由K1～K6個呼梯按鈕產(chǎn)生。按呼梯按鈕，表示電梯外乘客欲乘電梯。例如，按K3則表示二樓乘客欲往上，按K4則表示三樓乘客欲往下。2.1.2電梯輸出信號及其意義（1）運行方向信號運行方向信號有兩個，由兩個箭頭指示燈組成，顯示電梯運行方向。（2）指令登記信號指令登記信號有4個，分別由L11～L14個指示燈組成，表示相應(yīng)的指令信號已被接受（登記）。指令執(zhí)行完后，信號消失（消號）。例如，電梯在二樓，按“三”表示電梯內(nèi)乘客欲往三樓，則L12亮表示該要求已被接受。電梯向上運行到三樓?？?，此時L12滅。（3）呼梯登記信號呼梯登記信號有6個，分別由L1～L6個指示燈組成，其意義與上述指令登記信號相類似。（4）樓層數(shù)顯信號該信號表示電梯目前所在的樓層位置。由七段數(shù)碼顯示構(gòu)成，LEDa～LEDg分別代表各段筆劃。2.1.3模擬電梯運行原則（1）接收并登記電梯在樓層以外的所有指令信號、呼梯信號，給予登記并輸出登記信號。（2）根據(jù)最早登記的信號，自動判斷電梯是上行還是下行，這種邏輯判斷稱為電梯的定向。電梯的定向根據(jù)首先登記信號的性質(zhì)可分為兩種。一種是指令定向，指令定向是把指令指出的目的地與當(dāng)前電梯位置比較得出“上行”或“下行”結(jié)論。例如，電梯在二樓，指令為一樓則向下行；指令為四樓則向上行。第二種是呼梯定向，呼梯定向是根據(jù)呼梯信號的來源位置與當(dāng)前電梯位置比較，得出“上行”或“下行”結(jié)論。例如，電梯在二樓，三樓乘客要向下，則按AX3，此時電梯的運行應(yīng)該是向上到三樓接乘客，所以電梯應(yīng)向上。（3）電梯接收到多個信號時，采用首個信號定向，同向信號先執(zhí)行，一個方向任務(wù)全部執(zhí)行完后再換向。例如，電梯在三樓，依次輸入二樓指令信號、四樓指令信號、一樓指令信號。如用信號排隊方式，則電梯下行至二樓→上行至四樓→下行至一樓。而用同向先執(zhí)行方式，則為電梯下行至二樓→下行至一樓→上行至四樓。顯然，第二種方式往返路程短，因而效率高。（4）具有同向截車功能。例如，電梯在一樓，指令為四樓則上行，上行中三樓有呼梯信號，如果該呼梯信號為呼梯向上（K5），則當(dāng)電梯到達(dá)三樓時停站順路載客；如果呼梯信號為呼梯向下（K4），則不能停站，而是先到四樓后再返回到三樓停站。（5）一個方向的任務(wù)執(zhí)行完要換向時，依據(jù)最遠(yuǎn)站換向原則。例如，電梯在一樓根據(jù)二樓指令向上，此時三樓、四樓分別有呼梯向下信號。電梯到達(dá)二樓停站，下客后繼續(xù)向上。如果到三樓停站換向，則四樓的要求不能兼顧，如果到四樓停站換向，則到三樓可順向截車。2.2控制電路系統(tǒng)設(shè)計2.2.1主電路圖2-3系統(tǒng)主電路圖圖2-1系統(tǒng)主電路圖1、三相異步電動機的選取JO2-41-4：額定功率5.5KW，額定電流11A，額定轉(zhuǎn)速1440r/min，功率因0.88，堵轉(zhuǎn)電流7.0A。2、熔斷器的選擇使用220V三相交流電源供電，則：I(fu)=I(n)(1.5-2.5)，取I(fu)=22A產(chǎn)品型號：3NA38142C；適用于交流50Hz，額定電壓交流380、500V，額定電流35A的配電線路中，作過載和短路保護。3、熱繼電器的選擇電動機在啟動瞬間和短時過載啟動瞬間電流為（5-6）倍的I（n）。一般情況下熱繼電器的整定值得選取電動機的額定電流的（0.95-1.05）倍的I（n）。使用時，熱繼電器的旋鈕應(yīng)調(diào)到該額定值，否則起不到保護作用。選擇型號：TM30-100W，額定電流16A—100A，額定電壓小于690V以下的電機。4、交流接觸器的選擇接觸器是一種能頻繁接通和斷開遠(yuǎn)距離用電設(shè)備主電路及其他大電容用電賄賂的自動控制電器，它分為直流和交流兩類?？刂茖ο笾饕请妱訖C、電爐、電焊機、電容器等。交流接觸器主要由電磁機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置等組成。產(chǎn)品型號：CJX2系列，額定電流40A，額定電壓220V。2.2.2流程圖1、電梯開關(guān)門流程圖圖2-2電梯開關(guān)門流程圖電梯開關(guān)門流程圖圖2-3電梯開關(guān)門流程圖2.3PLC的系統(tǒng)硬件設(shè)計2.3.1可編程控制器機型的選擇為了完成設(shè)定的控制任務(wù),主要根據(jù)電梯控制方式與輸入/輸出點數(shù)和占用內(nèi)存的多少來確定PLC的機型。本系統(tǒng)為四層樓的電梯,采用集選控制方式。所需輸入/輸出點數(shù)與內(nèi)存容量估算如下:1、輸入/輸出點的估算：采用PLC構(gòu)成四層簡易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺電動機拖動，電動機正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕K1和指示燈H1，二層有上升呼叫按鈕K2和指示燈H2以及下降呼叫按鈕K4和指示燈H4，三層有上升呼叫按鈕K3和指示燈H3以及下降呼叫按鈕K5和指示燈H5，四層有下降呼叫按鈕K6和指示燈H6。一至四層有到位行程開關(guān)SQ1～SQ4。電梯內(nèi)有一至四層呼叫按鈕K10～K7和指示燈H10～H7；電梯開門和關(guān)門按鈕SB5和SB6，電梯開門和關(guān)門分別通過電磁鐵KM3和KM4控制，關(guān)門到位由行程開關(guān)ST1檢測，開門到位由行程開關(guān)ST2檢測。轎廂上行和下行由接觸器KM1和KM2控制，并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。輸入點共有14個，輸出點共有16個,總共30個。2、內(nèi)存容量的估算：用戶控制程序所需內(nèi)存容量與內(nèi)存利用率、輸入/輸出點數(shù)、用戶的程序編寫水平等因素有關(guān)。因此,在用戶程序編寫前只能根據(jù)輸入/輸出點數(shù)、控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度進行估算。本系統(tǒng)有開關(guān)量I/O總點數(shù)有30個，模擬量I/O數(shù)為0個。利用估算PLC內(nèi)存總?cè)萘康挠嬎愎?所需總內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量I/O總點數(shù)×(10～15)+模擬量I/O總點數(shù)×(150～250)再按30%左右預(yù)留余量。估算本系統(tǒng)需要約1K字節(jié)的內(nèi)存容量。綜合I/O點數(shù)以及內(nèi)存容量，S7—200的CPU226輸入，輸出點數(shù)為24／16，足以滿足要求。2.3.2I/O分配表輸入輸出I0.0一樓位置開關(guān)SQ1Q0.0上行指示I0.1二樓位置開關(guān)SQ2Q0.1下行指示I0.2三樓位置開關(guān)SQ3Q0.2上行驅(qū)動I0.3四樓位置開關(guān)SQ4Q0.3下行驅(qū)動I0.4一樓指令開關(guān)K10Q0.4一樓指令登記I0.5二樓指令開關(guān)K9Q0.5二樓指令登記I0.6三樓指令開關(guān)K8Q0.6三樓指令登記I0.7四樓指令開關(guān)7Q0.7四樓指令登記I1.0一樓上行按鈕K1Q1.0一樓上行呼梯登記I1.1二樓上行按鈕K3Q1.1二樓上行呼梯登記I1.2三樓上行按鈕K5Q1.2三樓上行呼梯登記I1.3二樓下行按鈕K2Q1.3二樓下行呼梯登記I1.4三樓下行按鈕K4Q1.4三樓下行呼梯登記I1.5四樓下行按鈕K6Q1.5四樓下行呼梯登記Q1.6開門模擬Q1.7開門模擬表3-1四層電梯控制I/O分配表2.3.3I/O接線圖本設(shè)計的PLC外部接線圖如圖5-2所示.CPU226CN的傳感器電源24V(DC)可以輸出600mA電流，通過核算在本設(shè)計中PLC容量完全滿足要求，CPU226CN的輸出繼電器觸點容量為2A，電壓范圍為5~30V（DC）或5~250V（AC）。A表3-2四層電梯控制I/O接線2.4梯形圖2.4.1外召喚信號登記及消除2.4.2內(nèi)指令信號登記及消除點動內(nèi)呼按鈕，信號登記顯示。到層信號取消。本系統(tǒng)設(shè)一樓為基站，兩分鐘內(nèi)無任何操作，電梯自動返回一樓。2.4.3電梯的平層信號處理2.4.4選層定向及反向截梯轎廂上行轎廂下行2.4.5內(nèi)指令外召喚信號的保持 轎廂的內(nèi)呼