基于西门子s7-200plc的八层电梯控制系统设计

基于西门子s7-200plc的八层电梯控制系统设计内容摘要：

信号光电脉冲开关门信号 门区或平层信号呼梯信号指示楼层显示运行方向指示开关门控制拖动控制系统输入接口输出接口图5. 1电梯 信号控制系统框图 电梯控制系统实现的功能 （ 1）开始时，电梯处于任意一层。 （ 2）当有外 呼电梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，达到该楼层时，轿厢停止运行，轿厢门打开，当没有人员进出时，延时 5秒后自动关门，或者按关门按钮关门。 （ 3）当有内呼电梯信号到来是，轿厢响应该呼梯信号，达到该楼层时，轿厢停止运行，轿厢门打开，当没有人员进出时，延时 5秒后自动关门，或者按关门按钮关门。 （ 4）在电梯轿厢运行过程中，即轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼信号均不响应，但如果反方向外呼梯信号前方再无其他内、外呼梯信号时，则电梯响应该外呼梯信号。 （ 5）电梯具有最远反向外呼梯功能。 （ 6）电梯未 平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。 平层且电梯轿厢停止运行后，按开门按钮轿厢开门，按关门按钮轿厢关门。 速度控制及平层控制 电梯作为一种载人工具，在位势负载状态下，除要求安全可靠外，还要求运行平稳，乘坐舒适，停靠准确，电梯的运行曲线如图。 但在现场调试时，应使爬行段尽可能短，并要求在各种负载下都大于零为标准来调整减速起始点。 速度（/）时间/ 电梯运行曲线图 随着科技的发展，人们对电梯的要求不断提高：不仅速度更快、提升高度更高，还要占地少和运营成本低。 同时还不能丝毫损失乘客舒适性。 乘坐舒适必然要求平稳启动和连 续加速已经柔和制动和准确抵达目的位置，要做到这些的关键是准确发出减速信号和平层信号，在接近层楼面时按距离精确自动矫正速度给定曲线。 采用变频器调速双闭环控制可基本满足要求。 利用旋转编码器在构成速度闭环的同时，也可构成位置闭环控制。 旋转编码器的输出一般为 A和 A、 B和 B两对差动信号，可用于位置和速度测量， A和 A、B和 B四个方波被引入 PG卡，经辨向和乘以倍率后，变成代表位移的测量脉冲，将其引入PLC高速计数端，进行位置控制。 本系统采用相对计数方式进行位置测量。 运行前通过编程方式将各信号，如换速点位置、平层 点位置等所对应的脉冲数，分别存入相应的内存单元，在电梯运行过程中，通过旋转编码器检测、软件实时计算以下信号 :电梯所在层楼位置、换速点位置、平层点位置，从而进行楼层计数、发出换速信号和平层信号。 电梯运行中位移的计算如下 : SIH 式中 S: 脉冲当量 I: 累计脉冲数 H: 电梯位移  PDS π 式中 D:曳引轮直径  : PG卡的分频比  :减速器的减速比 P:旋转编码器每转对应的脉冲数 本系统中  =1/32 D=580mm edN =1450r/min P=1024  =1/18 代入  PDS π 得 S= mm/脉冲 设楼层的高度为 4m，则各楼层平层点的脉冲数为 :1 楼为 0。 2楼为 4000。 3楼为 8000。 4楼为 12020， 5楼为 16000， 6楼为 20200， 7楼为 24000， 8楼为 28000. 设换速点距楼层为 ，则各楼层换速点的脉冲数为 : 上升 : 1楼至 2楼为 2400， 2楼至 3楼为 6400， 3楼至 4楼为 10400， 4楼至 5楼 14400， 5楼至 6楼 18400， 6楼至 7楼22400， 7楼至 8楼 26400；下降 : 8楼至 7楼 25600， 7楼至 6楼 21600， 6楼至 5楼 17600，5楼至 4楼 13600， 4楼至 3楼为 9600， 3楼至 2楼为 5600， 2楼至 1楼为 1600。 I/O 点数的分配 I/O点数分配如图 ： 高速脉冲输入高速计数方向控制自动检修开门关门安全运行门锁基站开门到位关门到位上行启动下行启动1楼内选2楼内选8楼内选1楼上行外呼2楼上行外呼2楼下行外呼超载防夹上强迫开关下强迫开关零速输入上行限位下行限位3楼内选4楼内选5楼内选6楼内选7楼内选3楼上行外呼4楼上行外呼5楼上行外呼6楼上行外呼7楼上行外呼3楼下行外呼4楼下行外呼5楼下行外呼6楼下行外呼7楼下行外呼8楼下行外呼正转反转高速爬行低速开门关门上行指示下行指示1楼内选指示楼上行外呼指示2楼内选指示3楼内选指示4楼内选指示5楼内选指示6楼内选指示7楼内选指示8楼内选指示楼下行外呼指示楼上行外呼指示3楼上行外呼指示4楼上行外呼指示5楼上行外呼指示6楼上行外呼指示7楼上行外呼指示8楼下行外呼指示3楼下行外呼指示4楼下行外呼指示5楼下行外呼指示6楼下行外呼指示7楼下行外呼指示高速计数器计数方向控制 / 点数分配图 系统电路原理图 系统电路原理图如图 ： 正转/停 止反转/停 止外部异常异常复位快车爬行低速封锁公共端2( )3( )1( )制动电阻( 1)( 3)( 2)电动机卡24脉冲脉冲旋转编码器异常输出零速输出24变频器呼梯信号功能信号状态信号呼梯登记指示楼层显示电梯定向指示开关门控制高速脉冲输入图5. 4 系统电路原理图 6 电梯控制系统的软件设计 各环节设计方法 一、 开关门环节 （一）开门环节 (1) 呼梯开门：电梯在某层站待命时，若有人在该层站呼梯则电梯首先开门；电梯在运行过程中，有外呼梯信号时，若顺向运行则电梯停层开门，逆行不停层。 （ 2）自动运行停层时的开门：电梯在停层时，至平层位置， ，电梯开门。 （ 3）关门过程中重新开门：关门过程中重新开门时，按开门按钮（ ）重开；当电梯关门时有东 西夹在门上，使 ，门重开；当电梯超载时，使 ，门重开。 （ 4）电梯运行中禁止开门 , 电梯检修时开门均为手动开门，通过开门和关门按钮进行。 (二 ) 关门环节 （ 1）电梯开门后计时， 5s后自动关门 ,计时未到 5s时可用关门按钮（ ）提前关门。 （ 2）检修时关门不自锁 ,电梯超重时禁止关门。 （三）保护及故障显示环节 （ 1）电梯在关门过程中因各种原因不能关门到位，电梯会重新开门，开门时间到后又会自动关门，关门不到位又重新开门，如此反复开、关门，若不及时处理，门很容易损坏。 所以在出现这种情况时，用计数器 C0计数，当开、关门动作 5次时，电梯停止运行，并 0、 2 交替显示。 当电梯关门到位时，对 C0复位。 （ 2）当电梯安全继电器断开时，电梯停止运行，且 0、 1交替显示。 二、层楼信号产生与消除环节 当电梯位于某一层时，应产生位于该楼层的信号，以控制楼层显示器显示楼层所在的位置，离开该层，到达另一层时应显示新的楼层信号。 设计中用 VB200存储楼层信号，当电梯到达各层减速点时，显示相应楼层的信号。 在一楼和八楼分别设置一个强迫开关，用于矫正错误显示，若电梯显示有误，只要将电梯开 到一楼或八楼就可以显示正常。 三、 呼梯信号登记、消除、显示环节 （一） 内选信号的登记、消除、显示 通过对轿厢内操作盘上 1楼 ~8楼选层按钮的操作，选择欲去的楼层，选层信号被登记，且选层按钮下的指示灯亮。 当电梯到达所选楼层后，停层信号被消除，指示灯也应熄灭。 （二） 外呼信号的登记、消除、显示 通过对电梯每层厅门处外呼按钮的操作，选择要上楼或是要下楼，呼梯信号被登记，且相应外呼按钮下的指示灯亮。 当电梯到达该层时，且电梯的运行方向与呼梯目的方向一致时，呼梯满足要求，呼梯信号应被消除，不一致时，呼梯不满足要求，呼梯信 号保持。 四、电梯定向环节 电梯的定向即上行和下行。 电梯在处于待命状态下，接收到内选和外呼信号时，将电梯所处的位置与内选信号和外呼信号进行比较，确定是上行 或 下行，且上行指示和下行指示相应指示，一旦电梯定向，内选信号和外呼信号对电梯进行顺向运行要求没有满足的情况下，定向信号不能消除。 检修状态下运行方向直接由上行和下行启动按钮确定，不需定向。 五、停层信号产生和消除环节 电梯在停车制动前，应首先确定其停层信号，即确定要停靠的楼层，每一层产生一个停层辅助信号， 1楼 ~8楼的停层辅助分别是 ~。 1楼 停层条件是电梯下行到 1楼， 8楼的停层条件是电梯上行至 8楼；中间层产生条件是根据电梯的运行方向与外呼信号的位置和内选信号比较后得出。 当外呼信号方向与电梯运行方向一致时，产生停层信号，不一致时不产生停层信号，外呼信号被登记；当到达内选信号产生要去的楼层时，产生停层信号。 电梯在到达需停层的楼层 3s后，消除该层的停层信号。 六、启动加速、稳定运行、制动环节 （一） 启动加速：电梯启动的条件是运行方向已确定，门已关好。 （二） 稳定运行：电梯在经 3s加速后达到快车速度（ 50Hz），进入稳定运行阶段。 （三） 停车制动：停层信号产生后，电梯就 减速阶段，接收到爬行信号，经 3s减速后达到 爬行速度（ 6Hz）。 当电梯行进至平层位置时，撤去爬行信号并停车制动、自动开门。 （四） 检修时，接通检修开关 ，通过上行启动和下行启动按钮，控制电梯上行或下行，门时候关好不影响电梯的运行，此时电梯只能低速运行。 梯形图 MAINSBR _0ENC 0RI I SM （故障复位）ENSBR _2M 17 .0PI C 0SBR _1EN 安全运行调用 控制 程序C 0I RQ 27（故障停机）T 51I TONT 50INPT10PTINT 51TON10T 50T 50ENOVB 200MOV _ BINENOUTOUTENINMOV _ B1 VB 200ENOT 51 安 全 继 电 器 断 开 0、1 交 替 显 示（））（ 门 关 不 上 0、2 交 替 显 示T 53ENOVB 2020。