基于s7-200plc五层电梯控制系统的设计

基于s7-200plc五层电梯控制系统的设计内容摘要：

、 价格低等优点。 调频范围广、控制精度高、动态性能好、舒适、安静、快捷 ,几乎可与直流电梯相媲美。 电梯融入先进的微机技术 ,使其更趋于高性能、高精度、大容量、微型化、数字化、智能化 ,所控制的电梯以其舒适、高效、节能而与直流电梯相媲美、相竞争 ,最终取而代之。 电梯运行优秀的舒适感一直是设计人员最终追求的目标，但是往往我们维修保养的电梯很难达到理想的运行舒适感，（电梯运行舒适感也是可以用数据来表示的，那就是电梯运行的振动分析，包括轿箱三个方向的振动水平。 包括了：加速度，加加速度，最大振动峰值，噪音等指标）这些标准一般都 很难达到。 变频器的选型 变频器选型时要确定以下几点： （ 1） 采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。 （ 2） 变频器的负载类型；注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。 （ 3） 变频器与负载的匹配问题；电压匹配；电流匹配；转矩匹配。 基于以上几点特别是第三点的转矩匹配，并保证 电梯启动时平稳无冲击，无反向溜车，可减速平层控制， 我选用的是 松下 VFO 型变频器 系列的变频器，在本次设计中并没有用到变频器的所有功能，所涉及的只是此系列变频器的最基本的方面，设定几个初值就可以了。 变频器与 PLC 的硬件连接 电梯变频器的速度给定没有用模拟量端口，是通过 PLC 的开关量端口发脉冲的方式实现的， PLC 上电时要将该端口复位为 0。 S7200集成有 高速冲输出功能，其输出点 （ PTO）或脉宽调制（ PWM）。 本设计 变频器与 PLC的硬件连接如下所示。 基于 S7200PLC 五层电梯控制系 统的设计 14 图 31 变频器 硬件连接图 变频器接线端子 的 功能如表 31所示。 表 31 变频器接线端子 的 功能 端子 ON 端子功能 关联数据 1 频率设定用 电位器接线端子 (+5V) P09 2 频率设定模拟信号 的 输入 端子 P09 3 (1， 2， 4， 5， 6， 7， 8， 9)输入 共用端子 4 多功能 模拟信号输出 端子 (0— 5V) P58,59 5 运行 /停止、 正转运行信号 的 输入 端子 P08 6 正 转 /反 转 ，反 转运 行 信号 的 输 入端子 P08 7 多功能控制 信号 SW1 的 输 入端子 P19,20,21 8 多功能控制 信号 SW2 的 输 入端子 PWM 控制 频率切换 用 输入 端子 P19— 21 P2224 9 多功能控制 信号 SW3 的 输入 端子 PWM 控制时 的 PWM 信 号输入 端子 P19— 21 P2224 10 开路 式集 电极输出 端子 (c:) P25 11 开路 式集 电极输出 端子 (e:发射极 ) P25 A 继电器接点输出 端子 NO 点 P26 B 继电器接点输出 端子 NC 点 P26 C 继电器接点输出 端子 COM 点 P26 滤波电路 KM R S T 3 5 6 7 COM U V W M 松 下VFO型 变 频 器 COM +5 三相 电源 S7 200 PLC 安徽工程科技学院毕业设计（论文） 15 霍尔 传感器的应用 选择使用霍尔感应器开关对电梯进行精确平层。 霍尔开关元件具有体积小、重量轻，无触点、无噪声、防爆、抗震、耐油水、工作可靠、长寿命等特点。 霍尔效应开关电路：输出电路 NPN 型 OC 方式（集电极开路型）。 此类传感器作为一种非接触电子开关，可广泛用于各种机械设备直线往复运动的限位、定位、自动化生产线、微机控制、液位控制等。 HLB 型霍尔效应开关如图 3－ 2 所示。 它是检测直线往复运动、摆动或回转运动等机构位移与位置变化的接近开关式传感器。 HLB 型传感器在工作时，若机构处于静止状态，传感器输出为低电平，当机构处于运动状态时，机构所载发讯磁体到达传感器端面的瞬间，传感器的输出端将产生脉冲正跳变，输出为高电平，当磁极离开传感器时，其输出迅速跳回至低电平。 12V 820Ω 图 32 霍尔开关元件工作电路 霍尔开关元件和 PLC 连接图见图 424。 在此不赘述。 3020 1 3 2 1 2 3 基于 S7200PLC 五层电梯控制系 统的设计 16 第 4 章 控制梯形图的设计 电梯控制系统实现的功能 ⑴ 轿内指令功能 由司机或乘客在轿内控制电梯的运行方向和达到任一层。 ⑵ 厅外呼梯功能 由使用人员在厅 外呼唤电梯前往该层执行运送任务。 由于都是利用主令元件 (按钮 )对电梯发出控制命令，因此轿内指令和厅外召唤控制环节有着基本相同的形式。 一般以轿内指令优先。 ⑶ 减速平层功能 电梯到达目的层前的某一位置时，能自动地使电梯开始减速，当到达目的层站平面时，能自动使电梯停止。 ⑷ 选层 、 定向功能 当电梯接受的若 干 个轿内、厅外指令时，能根据电梯地目前状态选择最合理地运行方向及停靠层站。 选向过程中一般实行顺向优先。 及当电梯接受到多个指令时，把与当前运行方向相同的那些指令全部执行完毕，然后再执行与当前运行方向相反的指令。 ⑸ I/O 点的分配 输入部分 : 表 41 PLC 的输入部分 手动控制开关 一层内呼叫按钮 二层内呼叫按钮 三层内呼叫按钮 四层内呼叫按钮 五层内呼叫按钮 电梯位置编码器 A 项 电梯位置编码器 B 项 一层上呼叫按钮 二层下呼叫按钮 二层上呼叫按钮 三层下呼叫按钮 三层上呼叫按钮 四层下呼叫按钮 四层上呼叫按钮 五层下呼叫按钮 轿厢关门 按钮 轿厢开门按钮 一楼霍尔感应器 二楼霍尔感应器 三楼霍尔感应器 四楼霍尔感应器 五楼霍尔感应器 手动开门按钮 手动关门按钮 开门限位开关 关门限位开关 轿厢安全开关 下基准限位开关 安徽工程科技学院毕业设计（论文） 17 输出部分 : 表 42 PLC 的输出部分 PWM 输出口 变频器输入共用端子连接口 变频器运行 /停止连接口 变频器正转 /反转连接口 一层内呼指示灯 二层内呼指示灯 三层内呼指示灯 四层内呼指示灯 五层内呼指示灯 开门驱动 关门驱动 一层向上指示灯 二层向下指示灯 二层向上指示灯 三层向下指示灯 三层向上指示灯 四层向下指示灯 四层向上指示灯 五层向下指示灯 电梯上行驱动 电梯下行 驱动 显示驱动 A 显示驱动 B 显示驱动 C 显示驱动 D 中间辅助继电器 : 表 43 PLC 辅助继电器触点 一层平层信号 二层平层信号 三层平层信号 四层平层信号 五层平层信号 一层向上运行 二层向下运行 二层向上运行 三层向下运行 三层向上运行 四层向下运行 四层向上运行 电梯下行指示 电梯上行指示 加速控制信号 减速控制信号 初始化继电器 减速标志位 手动控制开关门程序 如图 41 所示， 此控制开关能实现模拟电梯的手动开门和关门功能 基于 S7200PLC 五层电梯控制系 统的设计 18 图 41 手动控制开关门程序 这段程序是控制电梯在手动运行（调试状态下）时的开门和关门动作，逻辑是：在手动运行模式下，按下手动开门按钮 时，开门驱动 置 1,电梯开门，这是带保持回路的按钮，电梯开门信号接通后， 信号由 轿厢安全开关 保持，直到碰到开门限位 （开到最大位）或者碰到 轿厢安全开关 ；按下手动关门按钮 时，关门信号接通并保持，直到碰到关门限位（关到位）； 在三种情况下，开门驱动被设为 0： A 按下关门按钮； B 关门驱动为 1 时； C 门开到位时。 S 1 S 1 R 1 R 1 安徽工程科技学院毕业设计（论文） 19 开门信号复位控制如图 42 所示。 图 42 开门信号复位控制 自动控制开关门程序 自动控制开关门程序 如图 43 所示。 在两种情况下执行关门动作： A 关门按钮； B 开门到位延时 5 秒后。 图 43 自动控制开关门程序 在四种情况下复位关门动作： A 开门的瞬间； B 开门按钮； C 安全开关（防止夹伤乘客）； D 门关到位。 T37 +50 T37 S 1 IN TON PT 100ms R 1 基于 S7200PLC 五层电梯控制系 统的设计 20 关门信号复位控制如图 44 所示。 图 44 关门信号复位控制 内指令外召唤信号的登记消除及显示 内选信号锁存 内选信号锁存 程序如图 45 所示。 P R 1 安徽工程科技学院毕业设计（论文） 21 图 45 内选信号锁存 程序 S 1 R 1 S 1 R 1 S 1 R 1 S 1 R 1 S 1 R 1 基于 S7200PLC 五层电梯控制系 统的设计 22 这段程序的功能是锁存电梯内按钮信号，并输出按钮指示灯信号。 以四层内呼指示为例，分析这段程序的逻辑： 当电梯不在四层时（“四层平层信号 ” =0），在电梯内按下“ 4”（“四楼内呼按钮”），按钮“ 4”指示灯（“四楼内呼指示 ”）亮；当电梯停在四楼（四楼平层信号=1）并且开门时（“开门驱动 ” =1）时，按钮灯灭。 其它楼层的控制原理是一样的。 外呼信 号锁存 以下是外呼信号锁存控制程序 ， 一层上呼信号锁存 如图 46 所示。 图 46 一层 上 呼信号锁存 程序 以下是外呼信号锁存控制程序 ， 二层下呼信号锁存 如图 47 所示。 S 1 R 1 安徽工程科技学院毕业设计（论文） 23 图 47 二层下 呼信号锁存 程序 以下是外呼信号锁存控制程序 ， 二层上呼信号锁存 如图 48 所示。 图 48 二层上 呼信号锁存 程序 S 1 R 1 S 1 R 1 基于 S7200PLC 五层电梯控制系 统的设计 24 以下是外呼信号锁存 控制程序 ， 三层下呼信号锁存 如图 49 所示。 图 49 三层下 呼信号锁存 程序 以下是外呼信号锁存控制程序 ， 三层上呼信号锁存 如图 410 所示。 图 410 三层上 呼信号锁存 程序 S 1 R 1 S 1 R 1 安徽工程科技学院毕业设计（论文） 25 以下是外呼信号锁存控制程序 ， 四层下呼信号锁存 如图 411 所示。 图 411 四层下 呼信号锁存 程序 以下是外呼信号锁存控制程序 ， 四层上呼信 号锁存 如图 412 所示。 图 412 四层上 呼信号锁存 程序 以下是外呼信号锁存控制程序 ， 五层下呼信号锁存 程序如图 413 所示。 S 1 R 1。