基于plc电梯控制设计

基于plc电梯控制设计内容摘要：

如有需求请发站内信（下载后双击删除） 户程序，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。 在每次扫描过程中 ，还要完成 对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作 周而复始。 PLC 的扫描工作过程可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段，并进行周期性循环。 （ 1） 输入采样阶段 在输入采样阶段， PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入 I/O 映象区中的相应得单元内。 输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。 在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化， I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。 因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被 读入。 （ 2） 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段， PLC 总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序 (梯形图 )。 在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即，在用户程序执行过程中，只有输入点在 I/O 映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在 I/O 映象区或系统RAM 存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 （ 3） 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后， PLC 就进入输出刷新阶段。 在此期间， CPU 按照 I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设，这时，才是 PLC 的真正输出。 电梯控制系统 PLC 选型 对 PLC 选型，首先确定 PLC 的输入输出点数。 PLC 需要的 I/O 点数随电梯层正在输入（网 @laoshutou）为您倾心整理（下载后双击删除） 如有需求请发站内信（下载后双击删除） 数的不同而不同。 经过对本次设计的内容以及世界众多厂家生产的各种型号 PLC的对比，决定选用德国西门子生产的 S7200 系列的 PLC 产品。 S7200 可编程控制器是德国西门子公司研制的一种可编程控制器 ,它工作可靠功能强大，编程方便，输出端可直接驱动 2A 的继电器或接触器的线圈，抗干扰能力强，因此，能够满足电梯对电气控制系统的要求。 S7200 系列小型 PLC(MicroPLC)可应用于各种自动化系统 ,紧凑的结构。 低廉的成本 , S7200PLC 成为 各种小型控制任务理想的解决方案。 利用西门子 S7200 可编程序控制器编写一个 五 层电梯的控制系统。 分别完成桥 厢 内指令。 厅外召唤指令，楼层位置指示，平层换速控制，开门控制等控制任务。 STEPMicro/WIN32 是 S7200 系统的 PLC 的编程软件，该软件在 Windows 平台上运行。 基本操作与 once 等标准 Windows 软件相类似，简单易学。 其基本功能是有助用户完成应用软件任务。 例如创建用户程序修改和编辑过程中编辑具有简单语法检查功 能。 PLC 控制电梯的 优点 （ 1） 在电梯控制中采用了 PLC，用软件 实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。 （ 2） 去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。 （ 3） PLC 可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。 （ 4） PLC 可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。 （ 5） 用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。 （ 6） 更改控制方案时不需改动硬件接线。 电梯 运行 图 电梯上行和下行运动流程图如图 24 所示。 电梯运行总流程图 25 所示。 正在输入（网 @laoshutou）为您倾心整理（下载后双击删除） 如有需求请发站内信（下载后双击删除） 图 24 电梯上升下降运动流程图 正在输入（网 @laoshutou）为您倾心整理（下载后双击删除） 如有需求请发站内信（下载后双击删除） 图 42 电梯运行总流程图 初始化 是否有门厅呼 是否目标 确认本层与目标层 电梯选向 电梯启动，加速运有 电梯匀速运行 楼层检测 是否有骄厢呼 电梯减速 平层检测 开门 电梯制动 延时 关门 是否停止运行 N Y N Y N Y Y N 停止 正在输入（网 @laoshutou）为您倾心整理（下载后双击删除） 如有需求请发站内信（下载后双击删除） 3 电梯结构设计 通过对真实电梯的运行情况及结构组成的观察和分析后，我们并考虑到设计产品的可实现性及市场调研的具体情况。 对本次电梯的结构设计作如下设计。 电梯曳引机的选用 （ 1） 我们根据实际要求，立足市场， 考虑实现性和经济性，采用可逆减速电机代替传统的普通电机和减速器。 （ 2） 由于不采用电机和减速器进行传输动力和进行减速，怎样实现动力传输使轿厢上下运行也是一个关键的问题。 经过设计和指导老师的指点我们选用卷绕式曳引机，用卷筒代替曳引轮，卷筒卡在与电机相连 的轴上，在卷筒上绕线通过导向轮带动轿厢。 其形状如图 31 所示。 图 31 卷绕式曳引机图 电梯轿厢的设计 电梯的轿厢主要是能直观的显示电梯的运行情况，因此，我们只做了一轿厢的框架，用 25 号角钢焊接而成（如图 32 所示）。 主要是因为： （ 1） 用角钢焊接容易在上面加工安装其它部件的孔。 （ 2） 角刚重量较 轻。 （ 3） 价格比较适中，经济性较好。 正在输入（网 @laoshutou）为您倾心整理（下载后双击删除） 如有需求请发站内信（下载后双击删除） 图 32 电梯轿箱图 电梯导向系统设计 在设计中，我们考虑到采用槽钢做导轨，但经济性不好。 由于要在轿厢和各楼层安装按钮和楼层显示器，会在框架上加工孔，同时为了方便我们的安装和排线工作，我们仍采用 25 号角钢焊接一矩形框架，并在导轨架的两边钻孔，用木条把锁住导轨，我们根据真实电梯导轨 的功能选用窗帘导轨作为导轨。 用窗帘导轨相配的滑轮作为导靴，连接时，我们用顶部有孔的螺钉连接滑轮与轿厢。 整个设计过程都采用满足功能要求的物件代替，整个结构体现了简单、经济、合理等特点。 电梯门系统的设计 电梯门系统 从形式上分为中分门和旁开两种。 本设计选用的是中分门系统。 电梯的门系统主要包括轿门（轿厢门），厅门（层门），开门关门机构，安全装置以及附属的零部件，对于电梯特别是乘客电梯来讲，门系统是不可缺少的安全保护设施，它可有效地防止候梯人员和物品坠落井道或是轿内人员和物品与井道相碰闯而发生危险。 如图 33 所示。 正在输入（网 @laoshutou）为您倾心整理（下载后双击删除） 如有需求请发站内信（下载后双击删除） 图 33中分门形状图 由于经费的欠缺和 门系统结构的复杂性，在制作的时候我们简化了门系统只做了一个控制面板来代替演示门系统的功能。 钢丝绳的选用 钢丝绳的 种类：钢丝绳的分类方法较多，各国的分法不同，常见的有按钢绳结构、捻向、表面、用途、强度等分类。 品种的多样，反映了用途的多样。 电梯钢丝绳的选择 ： 钢丝绳由绳股、绳股钢丝和绳芯组成。 电梯钢丝绳是以单绳股围绕绳芯呈螺旋状捻制而成。 通常采用 50～ 65 号优质碳素钢或 60Si2Mn钢丝。 为了安全，电梯钢丝绳用特号或 1 号钢丝，其钢丝直径限制在 ～ 之间。 常用的电梯曳引钢丝绳有西鲁式（ X 型）和瓦灵吞式（ W 型）。 目前，国产电梯普遍使用西鲁式 8 或 6 钢丝股的钢丝绳，其中 8X（ 19）应用较多。 电梯上专用的钢丝绳称为曳引钢丝绳，也称为曳 引绳。 它绕过曳引轮，导向轮后，一端与轿厢连接，另一端与电机连接。 正确选择、使用和维护电梯曳引钢丝绳不仅关系到电梯的安全和正常运行，而且对延长使用寿命也是至关重要的。 正在输入（网 @laoshutou）为您倾心整理（下载后双击删除） 如有需求请发站内信（下载后双击删除） 4 电梯信号控制系统的设计 电梯的功能概述 电梯是把实现电梯按一定比例缩小或精简而设计的，而我们所设计的电梯是实现电梯的一个缩影。 它 由 PLC 控制轿厢内具有指令按钮登记的电梯，隔层站上设有上下召唤按钮（顶、底层只有向 上 或向下的按钮），轿厢的操纵箱上设有选层按钮。 PLC 依照进入轿厢你欲去的层站，按下选层按钮，登记指令信号。 厅站乘客按下招呼按钮时，操纵向上的召唤灯亮 PLC 可跟据闪亮的顺序向召唤灯按下选层按钮，登记顺向呼梯信号。 电梯轿厢在从基站向上行驶的过程中按登记信号逐一停靠直至登记信号的最高层站。 然后， PLC 依然轿厢内向下指令和闪亮的向下召唤信号灯，按下选层按钮登记所有向下信号，电梯轿厢在向下的到行程中逐一依靠每次停靠时轿厢自动减速，平层开 门，关门并起动运行。 电梯基本功能 （ 1） 电梯的显示功能 电梯的显示功能分楼层显示功能和状态显示功能。 楼层显示功能轿厢当前所处的位置。 从数码管上可以显示轿厢所处层楼；状态显示功能是显示轿厢的运行状态，其上可以显示轿厢是上行，下行还是停止。 状态显示功能里还有按钮状态显示功能，它可以判断该按钮是处于请求状态，还是空闲状态。 （ 2） 电梯的记忆功能 电梯的记忆功能是电梯处于繁忙时的处理命令的功能，当电梯处于一种状态，而另一种状态呼叫时，当它完成前一任务，再接着完成后一任务。 （ 3） 电梯的上行功能 电梯的 上行功能 是电梯的最基本功能。 就是当电梯的轿厢处于呼叫层之下时，轿厢能运行到呼叫层。 （ 4） 电梯的下行功能 电梯的下行功能是电梯的最基本功能。 就是当电梯的轿厢处于呼叫层之上时，轿厢能运行到呼叫层。 （ 5） 电梯的开关门功能 电梯的开关门功能是当电梯的轿厢停靠某层后具有开门，关门的功能。 正在输入（网 @laoshutou）为您倾心整理（下载后双击删除） 如有需求请发站内信（下载后双击删除） 电梯信号要求 电梯上行功能 （ 1） 当轿厢停于 1F 或 2F， 3F 时， 4F时， 在 5F 呼叫时，则轿厢上行到 5F碰 5F 的行程开关后停止，开门，碰开门行程开关后开门结束，开门后待 5s，然后关门，碰关门行程开关，关门结束。 （ 2）当轿厢 停于 1F 或 2F 时， 3F 时，在 4F 呼叫时，则轿厢上行到 4F 碰 4F的行程开关后停止，开门，碰开门行程开关后开门结束，开门后待 5s，然后关门，碰关门行程开关，关门结束。 （ 3） 当轿厢停于 1F 或 2F 时，在 3F 呼叫时，则轿厢上行到 3F 碰 3F 的行程开关后停止，开门，碰开门行程开关后开门结束，开门后待 5s，然后关门，碰关门行程开关，关门结束。 （ 4） 当轿厢停于 1F 时，在 2F 呼叫时，则轿厢上行到 2F碰 2F 的行程开关后停止，开门，碰开门行程开关后开门结束，开门后待 5s，然后关门，碰关门行程开关，关门结束。 （ 5） 当轿厢停于 1F，若在 2F， 3F， 4F， 5F 同时呼叫时，则轿厢先上行到2F 碰 2F 的行程开关后停止，开门，碰开门行程开关后开门结束，开门后待 5s，然后关门 , 碰关门行程开关，关门结束。 然后 上行到 3F 碰 3F 的行程开关后停止，开门，碰开门行程开关后开门结束，开门后待 5s，然后关门，碰关门行程开关，关门结束。 再继续上行到 4F 碰 4F 的行程开关后停止，开门，碰开门行程开关后开门结束，开门后待 5s，然后关门，碰关门行程开关，关门结束。 最后 上行到5F 碰 5F 的行程开关后停止，开门，碰开门行程开关后开门结束，开门后待 5s，然 后关门，碰关门行程开关，关门结束。 （ 6） 当轿厢停于 1F，若在 2F， 3F， 5F 同时呼叫时，则轿厢 先 上行到 2F 碰2F 的行程开关后停止，开门，碰开门行程开关后开门结束，开门后待 5s，然后关门 , 碰关门行程开关，关门结束。 关门 结束， 继续上行到 3F 碰 3F 的行程开关后停止，开门，碰开门行程开关后开门结束，开门后待 5s，然后关门 , 碰关门行程开关，关门结束。 再 继续上行到 5F 碰 5F 的行程。