基于PLC的五層電梯控制系統(tǒng)的設計

西門子200可編程控制器，針對5層5站的電梯控制系統(tǒng)功能介紹。1.1課題研究背景和意義電梯是多層賓館、住宅、商店、多層廠房和倉庫等高層建筑的垂直方向的交通工具。隨著社會的發(fā)展，建筑物越來越大，樓層越多，對電梯的調速精度、調速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。電梯是集機電一體的復雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領域，還要考慮舒適感、可靠性、等問題。而對當代電梯來說，應具有高度的安全性。事實上，在電梯上已經采用了多項安全保護措施。在設計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數。然而只有電梯的制造，安裝調試、售后服務和維修保養(yǎng)都達到質量要求才能全面保證電梯的最終高質量。在國外，已“法規(guī)”實行電承擔安裝調試、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。目前，由可編程序控制器(PLC)和電腦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編程序控制器，是微機技術與繼電器常規(guī)控制技術相結合的產物，是在順序控制器和微機控制器的基礎上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數字控制的專用1.2國內外發(fā)展狀況在經濟不斷發(fā)展的今天，樓的高度已和經濟發(fā)展同樣的速度成長起來。作為建筑的中的及其重要的部分，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內的主要運輸工具，已經成為我們日常生活的一個不可缺少的組成部分。2004年總產量超過了8萬臺，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產安裝了61萬多臺電梯。盡管如此，我國的電梯遠未達到飽和的程度。全世界平均1000人有1臺電梯，我國如果要達到這個水準，還需要增加70萬臺。到那時候，全國在用電梯將達到130萬臺，每年僅報廢更新就需要6萬臺。到2005年，中國電梯的年產量達到13.5萬臺，與1980年相比，25年增長了59倍，產量每年平均增長17.8%。2005年安裝驗收電梯124465臺，截至05年底，我國的在用電梯總數已達651794臺。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺!我國電梯行業(yè)已經具備了很強的生產能力。興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達、芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、東芝、富士達等13家大型外商投資公司在國內的市場份額達到了74%先進技術和先進管理的引進對國內電梯企業(yè)產生了強大的推動作用。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國內市場需要的電梯產品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產，不但大量替代了進口，而且有一定的出口。國產電梯的技術水平和產品質量正在穩(wěn)步提高。第2章西門子S72.1可編程控制器的基礎認識輸出256點。(1)輸入/輸出點數(I/0點數)通常，PLC產品可按結構形式、控制規(guī)模等進行分類。按結構形式不同，可以分整體式和模塊式兩類。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型PLC三種類型。PLC是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其硬件結構與微型計算機控制系統(tǒng)相似。PLC也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。1)PLC的硬件結構一套PLC系統(tǒng)在硬件上由基本單元(包含中央處理單元、存儲器、輸入/輸出接口、內部電源)、I/0擴展單元及外部設備組成。PLC的軟件系統(tǒng)指PLC所使用的各種程序的集合，它由系統(tǒng)程序(系統(tǒng)軟件)和用戶程序(應用軟件)組成。系統(tǒng)程序：包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。用戶程序是用戶根據控制要求，用PLC的編程語言(如梯形圖)編制的應用程序。2.2可編程序控制器的工作方式NY2.PLC的程序執(zhí)行過程圖2所示：②⑤讀讀輸出鎖存器④輸出映像寄存器輸入映象寄存器①輸出端子輸入端子輸出③3.PLC的掃描周期刷新三個階段外，還要進行自診斷、與外設(如編程器、上位計算機)通信等處理。即一4.PLC的I/0響應時間化滯后于輸入信號的變化，這產生了PLC的輸入輸出響應滯后現(xiàn)象，最大滯后時間為2-32.3可編程序控制器的編程語言PLC共有5種標準編程語言，其中有三種圖形語言，即梯形圖(L功能塊圖(FBD,FunctionBlockDiagram),和順序功能圖(SFC,SequentialFunction第3章電梯控制系統(tǒng)的硬件設計交流電機變頻器通訊電纜PLC編程軟件圖3電梯系統(tǒng)硬件框圖所涉及的電梯模型共有五層，電梯的每一層面均有升降及轎廂所在樓層的指示燈顯示；1-5所對應的指示燈表示樓層號，每層的樓廳均有輸入(分上行和下行)按鈕召喚電在電梯運行過程中電梯上升(或下降)途中，任何反方向下降(或上升)的呼梯信號3.2可編程控制器的選型圖4西門子S7-2003.3交流雙速電梯的主電路3~圖5電梯拖動電路電路圖3.4門機電路、抱閘電路、門鎖及安全運行電路線圈應斷電。將所有廳、轎門開關串聯(lián)在一起，控制門鎖繼電器KA1,實現(xiàn)全部門關閉后停車。如圖6所示：3.5電梯的主要電氣設備(1)牽引電動機(2)自動門機(3)層樓指示燈(4)呼梯盒(5)操縱箱(6)平層及開門裝置(7)轎廂位置檢測裝置俗稱選層器，它檢測電梯轎廂運行狀態(tài)，所處位置，及時向(1)用干簧管磁感應器或其它位置開關。這種方法直觀、簡單，但由于每層需使用(2)利用穩(wěn)態(tài)磁保開關。這種方法需對磁保開關的不同狀態(tài)進行編碼，在各種編碼引導輪Eu上磁鐵板廳門下磁鐵板轎門圖7電梯的平層、停層裝置示意圖為了便于對電梯的工作原理及PLC系統(tǒng)進行分析，現(xiàn)列出電梯所用電器元件表，電梯的電器元件表如表1所示：元件符號名稱及作用元件符號名稱及作用上行接觸器下行接觸器高速接觸器低速接觸器啟動接觸器制動接觸器開門接觸器關門接觸器下限位開關上行強迫停止開關下行強迫停止開關開門按鈕關門按鈕上行啟動按鈕下行啟動按鈕1-5樓轎廂內選按鈕1-4樓上行外呼按鈕2-5樓下行外呼按鈕1-5層層樓指示燈上行、下行指示燈操縱箱上下行指示記憶燈1樓上呼記憶燈2樓上呼記憶燈2樓下呼記憶燈3樓上呼記憶燈3樓下呼記憶燈元件符號名稱及作用基站開關開門到位開關關門到位開關開門調整開關關門調整開關1-5樓廳門鎖開關轎門關閉到位開關上限位開關4樓上呼記憶燈4樓下呼記憶燈5樓下呼記憶燈運行狀態(tài)選擇鑰匙開關基站開關梯鑰匙開關安全窗開關安全鉗開關限速器開關轎內急停開關1樓感應器2樓感應器3樓感應器4樓感應器5樓感應器上平層感應器下平層感應器電源開關極限開關3.7樓層位置顯示功能圖8轎廂內控制屏示意圖B段C段D段E段一樓0110000二樓1101101三樓1111001四樓1110001五樓1011011圖9LED數碼管顯示層樓示意圖3.8設計流程圖Y確認本層與目標層YNNYNY開門延時關門圖10PLC系統(tǒng)總體設計流程圖第4章電梯控制系統(tǒng)的軟件設計若電梯未平層，則通過置位使中間繼電器置1,進而使電梯下行直至平層是中間繼電器復4.2電梯的正常工作狀態(tài)4.3電梯開關門控制1)電梯的開門控制(5)呼梯開門：當電梯自動運行時，KM9不能得電，禁止開門。具體開門程序如圖11所示：網絡1網絡1網絡標題))圖11開門程序2)電梯的關門控制(2)自動運行時的關門：停站時間繼電器T動運行。具體電梯關門程序如圖12所示：)1圖12關門程序4.4層樓信號產生與消除離開該層時，該樓層信號應被新的樓層信號(上一層或下一層)所取代。當層的層樓繼電器是用上層或下層的層樓信號關斷的。例如當電梯由4層下降到3層，3樓感應器3KR閉得電，指示3層層樓，同時4HL失電，4層層樓指示關斷，如圖13所示：)網絡11圖13樓信號的產生與消除4.5內選指令的登記與消除轎廂的操縱盤上1-5層的選層按鈕SB5-SB9,可以選擇欲去的樓層。選層信號被登記后，圖14內選指令的登記與消除4.6外呼信號的登記與消除))/)7//)/)/2))))(HL13)4樓上呼記憶))網絡41(HL15)5樓下呼記憶)圖15外呼信號的登記與消除圖16電梯的上、下行定向第5章程序的仿真及調試5.1創(chuàng)建項目新建文件，設定PLC類型，如圖17所示：STEP7-cro/I月三畢業(yè)論文程序=[STTATICIan1程序塊統(tǒng)塊工具PLC類型PU224CCPU版本02.01土遷團團田比較轉換浮點數計算由畢6讀取PLC取消與呼梯開門于圖17項目的創(chuàng)建5.2程序的編寫中輸入編寫的電梯程序，如圖18所示：STEP7-Iicro/TIH一畢業(yè)論文程序-[SIIAIICLAD]?查著符號表工具INT_0(NT0)回符號表工具時鐘網絡2圖18程序的輸入5.3程序的編譯及調試當程序編寫完成后，要進行驗證編寫的程序是否有錯誤，當然最好是分開進行，減少錯誤量，例如先編寫LED顯示模塊，進行調試，再編寫開關門程序，再調試等。所有的程序編寫完成后再統(tǒng)一調試，并下載到模型機里面進行聯(lián)機調試。如圖19所示：STEP7-Ticro/IH一畢業(yè)論文程序一[SIIATICIAD]文件(F)編輯E)查看VIC正調試D)工具(T)窗口)幫助H0RUN(運行)(R)STOP(停止)S)編譯(C)查看畢業(yè)論 清除L)上電復位Qg絡1網絡標題動運行時開門禁止)絡2站開門、檢修開門停層開門重新開門呼梯開門開門自鎖主程序SBR_0人INT_0具信息江)存儲卡編程F)存儲卡擦除E)從RAM建立數據塊B)實時時鐘①)比較M)類型T).土數通信向工向工令時鐘通信比+十十G地址