基于plc的电梯控制系统设计本科生毕业设计(编辑修改稿)

基于plc的电梯控制系统设计本科生毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

性能，同时也要满足其舒适度。 因此本次设计选用西门子 MM420 变频器。 MM420 变频器是模块化设计的多功能标准变频器，属于 控制三相交流电动机速度的变频器系列，由微处理器控制。 具有很高的运行可靠性和功能多样性，给电梯提供了可靠的保护。 MM420 参数设置 变频器参数设计原则： （ 1）较小的启动电流，较小的速度环比例，较大的积分时间常数； （ 2）为了提高电梯运行效率，快车频率选工频，爬行频率尽可能最低，减小停车时候的冲击； （ 3）电梯没运行时频率设计为 0HZ。 参数 设定值 说明 r0206 变频器的额定功率 r0207 变频器的额定电流 r0208 变频器的额定电压 重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献 15 P0291 1 变频器保护的配置 P0292 15 变频器的过载报警信号 P1800 4 脉宽调制频率 P0210 220 按电源电压 P1130 斜坡上升起始段圆弧时间 P1131 斜坡上升结束段圆弧时间 P1132 斜坡下降起始段圆弧时间 P1133 斜坡上升结束段圆弧时间 P1210 自动再启动 P1300 控制方式 P1310 连续提升 P1311 加速度提升 P1312 起动提升 表 变频器的功率一般根据 拽引机电机功率、运行速度、载重和配种计算，则变频器的功率公式为： P=[（ W1+W2W3） g+F1] v （ 式子 ） P：电梯上升所需拽引功率（ kW）； W1：电梯自重（ kg）； W2：电梯载重（ kg）； W3：电梯配重（ kg）； g：重力加速度（ m/s2）； v：电梯最高运行速度（ m/s）。 摩擦力 因素忽略不计。 变频器功率 P1 接近电机功率，可取 P1= 电梯从运动 到禁止状态，变频器频率变化快，可能使反电动势大于端电压，电机就处于发电状态。 在直接主回路上安装制动电阻是变频器调速不可或缺的一部分。 MM420 变频器的制动电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献 16 越大。 若快速制动出现过电压，说明电阻值过大，应减少制动电阻值。 制动力矩 制动电阻的阻值 92% R=780/电动机功率（ kW） 100% R=700/电动机功率（ kW） 110% R=650/电动机功 率（ kW） 120% R=600/电动机功率（ kW） 表 重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献 17 N Y N N N Y N Y Y 初始化 等待 电梯选向 电梯启动 电梯 运行 平层检测 电梯制动 开门 延时 关门 楼层检测 电梯加速 停止 是否轿厢呼叫 目标层与本层是否同层 是否目标层 是否停止运行 确认本层与目标层 N 是否门厅呼叫 楼层检测 送入七段码显示 信号保持 楼层是否改变 Y N Y 3 电梯的控制系统设计 电梯控制流程 图 重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献 18 当乘客需要用电梯的时候，当乘客进入轿厢后 ，按下相应 楼 站的选层按钮，便完成了运行指令的预先登记，电梯便自动决定运行方向。 电梯自动关门，当门完全关闭后， 电梯开始启动、加速，直至稳速运行。 当电梯到 选欲停靠的目的层站前方某一距离位雹时，向电梯控制系统信号，电梯便自动减速准备停靠。 当轿厢到平层区，发出平层信号控制轿厢准确，并自动取消 完成的信号 ，自动开门。 电梯运行过程中，如果厅外有人 按动 厅门召唤电钮，只要申请乘梯方向符合此时电梯运行方向，则电梯能被顺向截停。 当同向登记 信号 已被执行以后，电梯便自动换向运行，执行另 一 方向的运行登记指令。 如果 电梯 在某一层 开门时 有人或物碰触了门安全触扳，或检测到关门障碍时， 电梯便停止关门井立即转为开门。 如果坐 乘电梯的乘客正逢电梯关门时，可按 门厅外上、下按钮进行开门。 同时若检测到 超重，电梯发出警报，并转为开门状态。 I/O 口计算分配 本 次 设计 是基于 PLC 的五层电梯系统设计。 因此在轿箱内面板设计 1~5 层输入和开关门及报警 8 个按钮，门厅外 1 和 5 层分别只有一个上呼按钮， 2~4 上下按钮共 6 个按钮。 每层限位开关输入共 5 个，出现火灾或者其他应急情况一个紧急停止按钮。 超重和防夹人 2 个输入。 一共 25个（包括开门到位、关门到位输入）。 因为本次设计尝试设计两台电梯，因此预留了一部分 口。 符号 地址 数据类型 外呼一层上 BOOL 外呼二层上 BOOL 外呼 二层下 BOOL 外呼三层上 BOOL 外呼三层下 BOOL 外呼四层上 BOOL 外呼四层下 BOOL 外呼五层下 BOOL 梯 1 内呼一层 BOOL 梯 1 内呼二层 BOOL 梯 1 内呼三层 BOOL 梯 1 内呼四层 BOOL 重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献 19 梯 1 内呼五层 BOOL 梯 1 一层限位开关 BOOL 梯 1 二层限位开关 BOOL 梯 1 三层限位开关 BOOL 梯 1 四层限位 开关 BOOL 梯 1 五层限位开关 BOOL 梯 1 红外传感器 BOOL 梯 1 超重 BOOL 梯 1 开门到位 BOOL 梯 1 关门到位 BOOL 强制停止 BOOL 梯 1 手动开门 BOOL 梯 1 手动 关 门 BOOL 表 单台电梯 I/O 输入 口 符号 地址 数据类型 梯 1 开门 Q BOOL 梯 1 关门 Q BOOL 梯 1 上升 Q BOOL 梯 1 下降 Q BOOL 外呼一层上灯 Q BOOL 外呼二层上灯 Q BOOL 外呼二层下灯 Q BOOL 外呼三层上灯 Q BOOL 外呼三层下灯 Q BOOL 外呼四层上灯 Q BOOL 外呼四层下灯 Q BOOL 外呼五层下灯 Q BOOL 梯 1 内呼一层灯 Q BOOL 梯 1 内呼二层灯 Q BOOL 梯 1 内呼三层灯 Q BOOL 梯 1 内呼四层灯 Q BOOL 梯 1 内呼五层灯 Q BOOL 数码管 1a 段 Q BOOL 重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献 20 数码管 1b 段 Q BOOL 数码管 1c 段 Q BOOL 数码管 1d 段 Q BOOL 数码管 1e 段 Q BOOL 数码管 1f 段 Q BOOL 数码管 1g 段 Q BOOL 电梯 1 上行显示灯 Q BOOL 电梯 1 下行显示灯 Q BOOL 梯 1 开门灯 Q BOOL 梯 1 关门灯 Q BOOL 表 单台电梯 I/O 输出 口 主体程序设计 本次设计 设计根据 I/O 口的估算，使用西门子公司生产的 SIMATIC S7300系列 PLC。 选用了一共 3 个模块，一个 16 位 2 个 32 为模块。 将电梯从上升的所有 上升和下降 情况 （ 电梯 1 停在 1 层上到 2 层 、 电梯 1停在 1 层上到 3 层 、 电梯 1 停在 1 层上到 4 层 、 电梯 1 停在 1 层上到 5 层 、 电梯1 停在 1 层上到 5 层 、 电梯 1 停在 2 层 下到 1 层 …… ）罗列出所有的过程情况存入 M 区，用 M 记录电梯运行的过程。 如图： 重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献 21 图 开关门程序设计 记录好过程后用常开触点 M 的导通与否来判断是否给电机供电 ，是否供电还需要满足两个条件，电梯必须没在开门过程中，并且关门到位。 程序一共分为2 部分，一部分是电梯在上升情况时电梯上升，一种是下降过程中电机下移程序 部分设计如图： 图 电梯上升或下降 电梯开门的时候电机不能上升或下降，否则会出现安全问题，为了方便检测在主程序中加一个电梯功能块： 重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献 22 图 电梯 关门功能块 电梯开门需要满足： （ 1）电梯触碰到限位开关 （ 2）到达楼层时有相应的外呼信号，并满足顺序截停的原则 （ 3）电梯处于超重，电梯关门，电梯开门到位等情况电梯都不能开门 （ 4）电梯没有处于紧急停止状态 电梯关门需要满足 （ 1） 电梯没有处于开门过程 （ 2） 电梯没有处于超重状态 （ 3） 电梯关门到位限位开关没有导通 （ 4） 电梯没有处于紧急停止状态 部分电梯开关门程序设计图： 图 电梯 部分开关门程序 电梯开门完成后触碰到限位开关，如果轿厢内没有内呼开门的信号，那么5S 过后电梯自动关门， 用的是计数器延时，此时电梯开门到位是导通的。 关门程序设计如图： 重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献 23 图 电梯 延时 5S 关门程序 复位程序设计 在日常生活中，不可能是一个人需要用电梯，更多的情况是不同楼层的人需要到达不同的楼层，对运行中的电梯发出请求信号，因此完成了上一个信号后，电梯需要清除之前的请求，相应下一个请求。 电梯在完成一次记录过后，需要对完成了的信号进行清除，否则电梯完成一个信号后，不 再对下一个请求做任何动作，不停的上升或者不停的重修开关门，因此需要设计一个将信号进行复位的程序。 部分 程序设计如图： 图 电梯 延时 5S 关门程序 信号灯程序设计 在 所有的电梯系统中，都需要信号灯来提示电梯的运行状态，上升或下降，电梯所处楼层等。 有内呼请求的时候按钮灯也被点亮。 上升下降可以用一个 LED灯，楼层显示所用的是七段数码管。 重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献 24 图 七段数码管 通过如图所示分配 7 个输出地址 Q 来点亮七段数码管。 显示灯思路： 电梯在一层到二层的时候，应该显示的是电梯 处于一层，并且上升灯点亮，表示电梯 处于一层上升到二层的过程，若上升灯不亮，表示电梯处于相应的楼层并在处于开关门状态。 将每一段能够被点亮的情况写在一起，只要满足情况，不同的数码管段被点亮，达到显示楼层的目的。 部分程序设计如图： 图 七段数码管每一段显示情况 重庆科技学院本科生毕业设计。