plc控制的四層電梯畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　編號(hào)：_______________</p><p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　題 目 PLC控制四層電梯 </p><p>　　系 別 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)

2、 電氣自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　成 績(jī) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p&

3、gt;<b>　　2013年11月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、近年來(lái)，我國(guó)的電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展．一些電梯廠也在不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)、修改工藝。更新?lián)Q代生產(chǎn)更新型的電梯，電梯主要分為機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)兩大部份，隨著自動(dòng)控制理論與微電子技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式與控制手段均發(fā)生了很大的

4、變化，交流調(diào)速是當(dāng)前電梯拖動(dòng)的主要發(fā)展方向。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電路控制系統(tǒng)(“早期安裝的電梯多位繼電器控制系統(tǒng))、PLC控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點(diǎn)，目前已逐漸被淘汰。微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷。而PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng),設(shè)計(jì)和調(diào)試周

5、期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。</p><p>　　關(guān)鍵詞:PLC 電梯 可控式編程器</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　vator factory unceasingly is also improving

6、the design, the revision craft. The renewal production renewal's elevator, the elevator mainly divides into the mechanical system and the control system two major parts, along with the automatic control theory and mi

7、croelectronic technology's development, elevator's dragging way and the control method has had the very big change, the exchange velocity modulation is the current elevator dragging main development direction. At

8、 present the lift control sy</p><p>　　Keywords: PLC elevator controllable -like programme</p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　第一章電梯控制系統(tǒng)的組成2</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖

9、動(dòng)部分和電氣控制部分組成。2</p><p><b>　　1.1電力拖動(dòng)2</b></p><p><b>　　1.2電氣控制2</b></p><p>　　第二章 電梯PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)3</p><p>　　2.1樓層狀態(tài)指示設(shè)計(jì)3</p><p>　

10、　2．2電梯下行程序設(shè)計(jì)3</p><p>　　2．3電梯上行程序設(shè)計(jì)4</p><p>　　2．4電梯到達(dá)時(shí)程序設(shè)計(jì)5</p><p>　　第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1 PLC輸入信號(hào)的確定方法7</p><p>　　3.2 PLC輸出信號(hào)的確定方法8</p><p&

11、gt;　　第4章 電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.1電梯的控制要求13</p><p>　　4.2PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析13</p><p>　　4.3電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.4 PLC的選擇16</p><p>　　4.5 I/O分配表16<

12、;/p><p>　　4.6硬線接線圖17</p><p>　　4.7 PLC程序梯形圖18</p><p>　　第五章 電梯PLC的調(diào)試與安裝21</p><p>　　5.1模擬調(diào)試21</p><p>　　5.2安裝調(diào)試21</p><p>　　5.2.1單指令運(yùn)行調(diào)試22</

13、p><p>　　5.2.2復(fù)雜運(yùn)行調(diào)試22</p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活

14、日益緊密聯(lián)系。PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。高校中關(guān)于PLC 教學(xué)實(shí)驗(yàn)的中等模型較少，為此，自行設(shè)計(jì)并制作了專用4層集選電梯。</p><p>　　此電梯模型所采用的類型為三菱FX2C。PLC程序設(shè)計(jì)采用模塊化編程思想，即根據(jù)各功能實(shí)現(xiàn)的條件及原則設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊

15、。設(shè)計(jì)的程序要求完成電梯自動(dòng)運(yùn)行功能如：內(nèi)選外召喚信號(hào)的登記、消號(hào)、到層自動(dòng)開門、延時(shí)自動(dòng)運(yùn)行等。合理分配轎廂內(nèi)指令的執(zhí)行和廳外召喚的應(yīng)答。關(guān)于PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及電梯控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試重點(diǎn)介紹如下。</p><p>　　第一章電梯控制系統(tǒng)的組成</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動(dòng)部分和電氣控制部分組成。</p><p><b>　　

16、1.1電力拖動(dòng)</b></p><p>　　電力拖動(dòng)部分由拽引電機(jī)、抱閘和相應(yīng)的開關(guān)電路以及開門機(jī)組成。由于所設(shè)計(jì)的只是一個(gè)教學(xué)模型，梯速低于1.5m/s，所以只要能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)即可，而不必考慮電機(jī)的機(jī)械特性。制動(dòng)時(shí)為滿足準(zhǔn)確停層的需要，定子回路可接入電抗器減速最后再加上抱閘制動(dòng)。故在制動(dòng)過(guò)程中采用了三檔延時(shí)切換控制。</p><p><b>　　1.2電氣控制&

17、lt;/b></p><p>　　電氣控制部分又稱控制電路，它是電梯控制系統(tǒng)的核心。它包含兩部分：拖動(dòng)控制電路和信號(hào)控制電路。拖動(dòng)控制電路因電梯的拖動(dòng)方式不同而各異?？梢允墙佑|器線圈及其相關(guān)的控制電路 ，也可以是 電力電子器件的門極控制電路，對(duì)于有速度閉環(huán)控制的系統(tǒng)，還必須考慮含有電源、電壓、速度檢測(cè)電路和調(diào)節(jié)電路。信號(hào)控制電路與拖動(dòng)的方式關(guān)系不大，主要與程序能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有直接的關(guān)系。因此，不同的拖動(dòng)方式

18、的電梯可以采用同一信號(hào)控制電路。</p><p><b>　　PLC系統(tǒng)部分</b></p><p>　　完成所設(shè)定的控制任務(wù)所需要的PLC規(guī)模主要取決于控制系統(tǒng)對(duì)輸入，{禽出點(diǎn)的需求量和控制過(guò)程的難易程度。</p><p>　　(1)I／O點(diǎn)的估算：</p><p>　　系統(tǒng)的輸入點(diǎn)有：門廳召喚按鈕6個(gè)輸入點(diǎn)；轎內(nèi)指令

19、按鈕4個(gè)點(diǎn)；樓層感應(yīng)器4個(gè)點(diǎn)；門區(qū)感應(yīng)l點(diǎn)；手動(dòng)開門l點(diǎn)：共計(jì)輸入點(diǎn)16點(diǎn)。而輸出點(diǎn)有：快慢速接觸器2點(diǎn)；上下行接觸器2點(diǎn)；樓層指示燈4點(diǎn)；門鎖1個(gè)點(diǎn)；共計(jì)輸出點(diǎn)9點(diǎn)?？傆?jì)I／O點(diǎn)數(shù)為16／9. 綜上所述，根據(jù)具體情況，我們選擇三菱的FX系列。輸入輸出點(diǎn)數(shù)為34點(diǎn)，電機(jī)20點(diǎn)，考慮10%到15%的I/O裕量，我們選擇FX2C-64MR這種型號(hào)。</p><p>　　第二章 電梯PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)<

20、/p><p>　　系統(tǒng)控制核心為plc主機(jī)，通過(guò)plc輸入接口送入plc. 由存儲(chǔ)器的plc 軟件運(yùn)算處理，然后經(jīng)輸出接口分別向指層器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向主拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。具體的電梯控制信號(hào)原理如圖所示。</p><p>　　2.1樓層狀態(tài)指示設(shè)計(jì)</p><p>　　電梯PLC信號(hào)控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　當(dāng)電梯運(yùn)行至某

21、層有指令發(fā)出時(shí)．指示位置及指令。以二層為例：</p><p>　　2．2電梯下行程序設(shè)計(jì)</p><p>　　以電梯在三層下行情況為例。當(dāng)電梯的一或二層有指令時(shí)，將三層下行位置1，同時(shí)無(wú)上行，驅(qū)動(dòng)電梯下行。程序說(shuō)明如下：</p><p>　　2．3電梯上行程序設(shè)計(jì)</p><p>　　以電梯在二層上行情況為例。程序說(shuō)明如下：</p>

22、;<p>　　2．4電梯到達(dá)時(shí)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　電梯到達(dá)某層時(shí)。將已完成的指令信號(hào)復(fù)位。以電梯到達(dá)三層為例。程序ig明如下：</p><p>　　組態(tài)軟件模擬電梯PLC控制系統(tǒng)顯示設(shè)計(jì)</p><p>　　MCGsm態(tài)軟件具有全中文、面向窗口的可視化操作界面。實(shí)時(shí)性強(qiáng)，有良好的并行處理性能和豐富生動(dòng)的多媒體畫面。MCGSm態(tài)軟件的開放式結(jié)構(gòu)

23、擁有廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。同時(shí)。提供良好的安全機(jī)制，為多個(gè)不同級(jí)別用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。MCGS組態(tài)軟件支持多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備無(wú)關(guān)”，用戶不必因外部設(shè)備的局部改動(dòng)，而影響整個(gè)系統(tǒng)。MCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運(yùn)行環(huán)境”兩個(gè)系統(tǒng)組成。兩部分互相獨(dú)立。又緊密相關(guān)。</p><p>　　本文利用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)。在設(shè)備組態(tài)窗口中選擇適當(dāng)?shù)拇谕ㄓ嵲O(shè)備．添加FX2C-64M

24、R。正確設(shè)置其屬性。正確設(shè)置組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量設(shè)備通道的連接，即可實(shí)現(xiàn)PLC與組態(tài)軟件的通訊。將PLC中的串口驅(qū)動(dòng)程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，使電腦對(duì)PLC發(fā)出的信號(hào)有響應(yīng)。在MCGS組態(tài)軟件的用戶窗口中，制作一個(gè)動(dòng)畫界面。在界面上設(shè)置各個(gè)控件的屬性，使設(shè)置的控件按照真實(shí)的情況動(dòng)作，檢驗(yàn)和測(cè)試電梯PLC控制系統(tǒng)對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。MCGS用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來(lái)構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面．組態(tài)配置各種不同類型

25、和功能的對(duì)象或構(gòu)構(gòu)?？梢詫?duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。</p><p><b>　　第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電梯PLC控制方案。</p><p>　　電梯PLC 控制系統(tǒng)的控制核心是PLC 。哪些信號(hào)需要輸入PLC ，PLC 要驅(qū)動(dòng)哪些負(fù)載，以及采用何種編程方式。輸入輸出點(diǎn)的確定，是設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)的首要問(wèn)題，決定系統(tǒng)的程序及

26、線路設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　3.1 PLC輸入信號(hào)的確定方法</p><p>　　PC輸入信號(hào)的確定方法。</p><p>　　在保證電梯運(yùn)行安全的前提下，各種控制信號(hào)盡量直接輸入PLC，如圖：內(nèi)外呼信號(hào)及層樓感應(yīng)信號(hào)、急停按鈕及開關(guān)門信號(hào)等。</p><p>　　本模塊輸入信號(hào)主要由樓層呼叫信號(hào)（6個(gè)）和平層號(hào)（4個(gè)）組成#樓層呼叫

27、信號(hào)用帶指示燈的按鈕直接控制plc的輸入端子就可實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　平層信號(hào)需提供的是開關(guān)信號(hào)，由于霍爾元件具有結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、安裝方便、功率小、耐震動(dòng)、不怕灰塵等優(yōu)點(diǎn)，我選擇了橋廂下安裝磁鐵，通過(guò)非接觸的霍爾元件產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)的方法。</p><p>　　開關(guān)霍爾集成傳感器與plc的輸入端子連接示意圖如圖所示</p><p>　　霍爾集成與plc連

28、接示意圖</p><p>　　可用梯形圖或順序功能圖SFC來(lái)編程#梯形圖編出的程序簡(jiǎn)短，但可讀性差，而且需要長(zhǎng)期的編程技巧積累才能完成。建議學(xué)生用SFC來(lái)編，根據(jù)呼叫信號(hào)和平層信號(hào)的變化控制PLC的輸出端Y13，Y14，Y15產(chǎn)生升、降、停信號(hào)來(lái)進(jìn)一步控制單片機(jī)的工作。要求學(xué)生編程時(shí)，Y13、Y14要互鎖，避免同時(shí)接通，損壞步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　3.2 PLC輸出信號(hào)的確定方法&

29、lt;/p><p>　　PLC通過(guò)軟件對(duì)輸入控制信號(hào)進(jìn)行處理后，由輸出接口發(fā)出控制信號(hào)及各種指示信號(hào)。3.3PLC控制程序的編制方法</p><p>　　PLC梯形圖軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試。如分為開關(guān)門、內(nèi)選、外召喚、層樓數(shù)指示、定向、換速、到層延時(shí)等模塊。模塊間不完全獨(dú)立，它們之間存在著有機(jī)聯(lián)系。且在編程時(shí)要注意各條指令間的邏輯關(guān)系，梯形圖中的內(nèi)部輔助繼電器和

30、定時(shí)器統(tǒng)一分配編號(hào)，除了列I/O分配表外，還應(yīng)列出內(nèi)輔功能分配表。充分利用PLC提供的指令。</p><p>　　輸出部分（步進(jìn)電機(jī)的控制與驅(qū)動(dòng)）</p><p>　　模擬電梯橋廂需根據(jù)呼叫和平層信號(hào)在短距離內(nèi)（約25cm）不停上下移動(dòng)和啟停,嘗試了用多種控制方法去控制直流和交流電機(jī)都不能滿足要求,最后選用步進(jìn)電機(jī)滿足了設(shè)計(jì)的要求.通過(guò)對(duì)PLC進(jìn)行編程,能直接控制步進(jìn)電機(jī),但這樣同一PLC

31、完成兩種任務(wù),就會(huì)運(yùn)行兩種不同的程序和有兩種接口,本模塊的設(shè)計(jì)會(huì)很復(fù)雜,這也偏離了設(shè)計(jì)的原意,為此設(shè)計(jì)了通過(guò)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的方法實(shí)現(xiàn).</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu). 當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào), 他就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，他的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的，步進(jìn)電機(jī)具有瞬間起動(dòng)與急速停止的優(yōu)越性，速度可以控制得很慢，方便演示。

32、</p><p>　　控制步進(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖、信號(hào)分配、功率放大等組成的控制系統(tǒng)，方框圖如圖所示</p><p><b>　　控制步進(jìn)電機(jī)方框圖</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路如圖所示</p><p><b>　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路</b></p><p>

33、<b>　　脈沖信號(hào)的產(chǎn)生</b></p><p>　　脈沖信號(hào)由程序控制單片機(jī)產(chǎn)生，如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，他就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，他會(huì)再轉(zhuǎn)一步，沒(méi)有脈沖，就停止。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就</p><p>　　轉(zhuǎn)得越快，調(diào)整單片機(jī)發(fā)出的脈沖頻率，就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。為方便演示，速度要較慢，單片機(jī)程序設(shè)計(jì)電機(jī)轉(zhuǎn)速為20ms對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程,當(dāng)PLC

34、的Y13</p><p>　　Y14,Y15分別有信號(hào)時(shí),使電機(jī)分別完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止動(dòng)作，程序如下：</p><p><b>　　ORG </b></p><p>　　STORP:ORL P2,#OFFH ; 步進(jìn)電機(jī)停止</p><p>　　LOOP:JNB P1.0,FOR ;Y13是否有

35、信號(hào),是則正轉(zhuǎn)</p><p>　　JNB P1.1,REV ;Y14是否有信號(hào),是則反轉(zhuǎn)</p><p>　　JNB P1.2,STOP ;Y15是否有信號(hào),是則停止</p><p><b>　　JM PLOOP</b></p><p>　　FOR:MOV R0,#00H ;

36、 正轉(zhuǎn)至TABLE取碼指針初值</p><p>　　FOR1:MOV A,R0 ; 至TABLE取碼</p><p>　　MOV DPTR ,#TABLE </p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　JZ FOR ; 是否取到結(jié)束碼(00H)?</p>

37、;<p>　　CPL A ; 將ACC反相</p><p>　　MOV P2.A ; 輸出至P2,正轉(zhuǎn)</p><p>　　JNB P1.2,STO P;Y15是否有信號(hào),是則停止</p><p>　　JNB P1.1,REV ;Y14是否有信號(hào),是則反轉(zhuǎn)&

38、lt;/p><p>　　CALL DELAY ; 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p>　　INC R0 ; 取下一個(gè)碼</p><p><b>　　JM PFOR1</b></p><p>　　REV:MOV R0,#05H ; 反轉(zhuǎn)至TABLE取碼指針初值

39、</p><p>　　REV1:MOV A,R0 ; 至TABLE取碼</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE</p><p>　　MOVC A,@+DPTR</p><p>　　JZ REV ; 是否取到結(jié)束碼(00H)?</p><p>　　

40、CPL A ; 將ACC反相</p><p>　　MOV P2.A ; 輸出至P2反轉(zhuǎn)</p><p>　　JNB P1.2,STOP ;Y15是否有信號(hào),是則停止</p><p>　　JNB P1.0,FOR ;Y13是否有信號(hào),是則正轉(zhuǎn)</p&g

41、t;<p>　　CALL DELAY ; 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速 </p><p>　　INC R0 ; 取下一個(gè)碼</p><p><b>　　JM PREV1</b></p><p>　　STOP:JM PSTOP</p><p>　　DELAY:MOV

42、 R1,#40H ; 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速20ms</p><p>　　D1:MOV R2,#248</p><p><b>　　DJNZ R2,$</b></p><p>　　DJNZ R1,D1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　

43、　TABLE:DB 03H,09H,0CH,06H, ; 正轉(zhuǎn)</p><p>　　DB 00 ; 正轉(zhuǎn)結(jié)束碼</p><p>　　DB 03H,06H,0CH,09H ; 反轉(zhuǎn)</p><p>　　DB 00 反轉(zhuǎn)結(jié)束碼</p><p><b>

44、;　　END</b></p><p><b>　　(2)信號(hào)分配</b></p><p>　　本模塊使用的是二相四拍感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)，步距角為1.8°；當(dāng)電機(jī)繞組通電時(shí)序?yàn)锳B-BC-CD-DA或（AB-B- -）時(shí)為正轉(zhuǎn)，通電時(shí)序?yàn)镈A-CA-BC-AB或（--B-AB）時(shí)為反轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　

45、（3）功率放大</b></p><p>　　單片機(jī)的輸出信號(hào)經(jīng)74系列數(shù)字運(yùn)放整形放大，再經(jīng)達(dá)林頓管進(jìn)一步放大推動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　4層電梯仿真模塊的控制原理方框圖如圖所示</p><p>　　4層電梯仿真模塊的控制原理方框圖</p><p>　　由信號(hào)輸入、控制電梯的PLC編程、步進(jìn)電機(jī)控制3大部分組成。模塊的面板

46、如圖所示</p><p><b>　　4層電梯模塊面板</b></p><p>　　基本控制原理：編制PLC控制程序#對(duì)樓層的呼叫信號(hào)、平層信號(hào)作出停止、升/降判斷，然后將信號(hào)傳送到單片機(jī)，調(diào)用單片機(jī)的正反轉(zhuǎn)、停止控制程序#再由單片機(jī)輸出回路的勵(lì)磁信號(hào)經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)皮帶使橋廂上、下移動(dòng)，完成電梯的模擬運(yùn)行。</p><p>　　第4章

47、 電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1電梯的控制要求</p><p>　　1）當(dāng)電梯停于某層時(shí)，有一高層呼叫時(shí)，電梯上升到呼叫層停止。2）當(dāng)電梯停于某層時(shí)，有一低層呼叫時(shí)，電梯下降到呼叫層停止。3）當(dāng)電梯停于某層時(shí)，有多高層呼叫時(shí)，電梯先上升到較低的呼叫層，停3秒后繼上升到高的呼叫層，響應(yīng)完畢后停止。4）當(dāng)電梯停于某層時(shí)，有多低層呼叫時(shí)，電梯先下降到較高的呼叫層，停3秒

48、后繼續(xù)下降到低的呼叫層，響應(yīng)完畢后停止。5）當(dāng)電梯處于上升或上降過(guò)程中，任何反向的呼叫均無(wú)效。</p><p>　　4.2PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析</p><p>　　任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：</p><p>　　1.最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求</p>

49、;<p>　　充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題。</p><p>　　2.保證PLC控制系統(tǒng)安全靠

50、 </p><p>　　保證PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。</p><p>　　3.力求簡(jiǎn)單

51、、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便</p><p>　　一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。</p>

52、<p>　　4.3電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　由于電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)、行程信號(hào)進(jìn)行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機(jī)的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機(jī)邏輯控制。即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號(hào)，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)的控制電梯的運(yùn)行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送PLC的計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行控制。同時(shí)，每層樓設(shè)置一個(gè)接近開關(guān)用于

53、檢測(cè)系統(tǒng)的樓層信號(hào)。為便于觀察，對(duì)電梯的運(yùn)行方向以及電梯所在的樓層進(jìn)行顯示，采用LED和發(fā)光管顯示，而對(duì)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)以指示燈顯示(開關(guān)上帶有指示燈)。為了提高電梯的運(yùn)行效率和平層的精度，系統(tǒng)要求PLC能對(duì)轎廂的加、減速以及制動(dòng)進(jìn)行有效的控制。根據(jù)轎廂的實(shí)際位置以及交流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了電梯的運(yùn)行安全，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置可靠的故障保護(hù)和相應(yīng)的顯示。采用PLC實(shí)現(xiàn)的電梯控制系統(tǒng)由以下幾個(gè)主要部分構(gòu)成如圖4-1所示:</p&

54、gt;<p>　　圖4-1 PLC實(shí)現(xiàn)的電梯控制系統(tǒng)主要構(gòu)成部分</p><p>　　根據(jù)電梯所處的位置和運(yùn)行方向，在編程中，采用了四個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，即上行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、上行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、下行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、下行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。其中，上行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為電梯向上運(yùn)行時(shí)，在電梯所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運(yùn)行的呼叫信號(hào)，該呼叫信號(hào)所對(duì)應(yīng)的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)成的陣列。上行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為電梯向上運(yùn)行時(shí)

55、，在電梯所處位置以下樓層所發(fā)出的向上運(yùn)行的呼叫信號(hào)，該呼叫信號(hào)所對(duì)應(yīng)的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)成的隊(duì)列?？刂葡到y(tǒng)在電梯運(yùn)行中實(shí)時(shí)排列的四個(gè)優(yōu)先級(jí)陳列，為實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制提供了基礎(chǔ)。</p><p>　　當(dāng)電梯以某一運(yùn)行方向接近某樓層的減速位置時(shí)，判別該樓層是否有同向的呼叫信號(hào)(上行呼叫標(biāo)志寄存器、下行呼叫標(biāo)志寄存器、有呼叫請(qǐng)求時(shí)，相應(yīng)寄存器為l，否則為0)，如有，將相應(yīng)的寄存器的脈沖數(shù)與比較寄存器進(jìn)行比

56、較，如相同，則在該樓層減速停車：如果不相同，則將該寄存器數(shù)據(jù)送入比較寄存器，并將原比較寄存器數(shù)據(jù)保存，執(zhí)行該樓層的減速停車。該動(dòng)作完畢后，將被保存的數(shù)據(jù)重新送入比較寄存器，以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制。系統(tǒng)還利用行程判斷樓層，并轉(zhuǎn)化成BCD碼輸出，通過(guò)硬件接口電路以LED顯示</p><p>　　4.4 PLC的選擇 </p&g

57、t;<p>　　電梯的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電梯的起動(dòng)加速、穩(wěn)速運(yùn)行、制動(dòng)減速起著決定性作用。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響電梯的起動(dòng)、制動(dòng)、加減速度、平層精度、乘座的舒適感等指標(biāo)。</p><p>　　所以我們的PLC 選用德維森科技（深圳）有限公司的 V80 系列，V80 系列 PLC 以其可靠性高、運(yùn)算速度快、產(chǎn)品成本低和電梯專用客制化服務(wù)等優(yōu)點(diǎn)，P

58、LC 的輸入輸出點(diǎn)數(shù)可根據(jù)需要配置，并可根據(jù)用戶的要求增加并聯(lián)功能。以編制一臺(tái) 4 層 4 站的電梯為例，先根據(jù)控制要求計(jì)算所需要的 I/O 接口點(diǎn)數(shù)，其中輸入點(diǎn)數(shù)為 32，輸出點(diǎn)數(shù)為 24。選用 V80 系列 PLC 的一個(gè) CPU 單元 M40DR 和一個(gè)擴(kuò)展單元&

59、#160;E16DR 來(lái)完成電梯控制系統(tǒng)的邏輯控制。</p><p>　　4.5 I/O分配表</p><p>　　I/O分配表如表4-1所示。</p><p>　　表4-1-1 輸入按鈕</p><p>　　表4-1-2 輸出按鈕</p><p><b>　　4.6硬線接線圖</b>&

60、lt;/p><p>　　硬件接線圖如圖4-2所示</p><p>　　圖4-2 硬件接線圖</p><p>　　4.7 PLC程序梯形圖</p><p>　　PLC部分程序梯形圖如下圖4-3所示</p><p>　　圖4-3 程序梯形圖</p><p>　　第五章 電梯PLC的調(diào)試與安裝<

61、;/p><p><b>　　5.1模擬調(diào)試</b></p><p>　　模擬調(diào)試可以在輸入端接上手動(dòng)按鈕，而在PLC的輸出指示燈上看輸出。這種調(diào)試比較抽象，輸入信號(hào)完全靠手動(dòng)來(lái)控制。如按下X4是三層內(nèi)呼，如此時(shí)電梯不在三層，則對(duì)應(yīng)輸出指示燈亮，然后依次通過(guò)手動(dòng)來(lái)控制接近開關(guān)按鈕，到第三層時(shí)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，輸出指示燈滅。其它層的運(yùn)行模擬調(diào)試同理。</p><

62、p><b>　　5.2安裝調(diào)試</b></p><p>　　安裝調(diào)試過(guò)程是一個(gè)比較復(fù)雜且耗時(shí)間的過(guò)程，首先要確定器件型號(hào)。選擇器件型號(hào)除了要考慮機(jī)械設(shè)備、電壓、電流外，還要考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用及美觀問(wèn)題。內(nèi)選、外召喚信號(hào)指示燈可統(tǒng)一使用24V，這樣可以用一個(gè)電源供電。不僅可以簡(jiǎn)化布線的繁雜，而且可以減少器件的使用，節(jié)省開支。接近開關(guān)可用KCB—1型雙穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān)，功率為100W，這種開關(guān)完全是

63、靠磁性動(dòng)作，不需電源。這樣不僅接線方便，而且可以節(jié)省一個(gè)電源。變壓器型號(hào)是</p><p>　　BK—50，主要用到24V和5V。5V用在層樓顯示上。在正反轉(zhuǎn)線路中，交流接觸器型號(hào)是 B—16型，此接觸器線圈電壓為220V，這是在購(gòu)買接觸器時(shí)特別注意的問(wèn)題。因?yàn)镻LC輸出外部電源不能超過(guò)250V ，所以選用接觸器線圈電壓為220V的型號(hào)。另外還有空氣開關(guān)、熱繼電器、電動(dòng)機(jī)等等，這里不必一一詳述。所有的器件都備好后

64、，接下來(lái)就是安裝。主電路及PLC都裝在控制柜內(nèi)，這就要考慮到互相干擾的問(wèn)題，主要是接觸器、空氣開關(guān)和PLC之間的干擾，所以要相隔一定的距離，在安裝接近開關(guān)時(shí)還要考慮到一個(gè)動(dòng)作范圍，要確保轎廂正好在每層中間停靠。按鈕、指示燈或數(shù)碼顯示也按照同樣原則接線。所有的元器件都按照一定的編號(hào)安裝好后，確保無(wú)誤后，就可以調(diào)試了。由于調(diào)試過(guò)程中，輸入輸出點(diǎn)比較多，且完成一個(gè)動(dòng)作所涉及的開關(guān)、按鈕、輸出顯示也比較多。所以這里不一一說(shuō)明。只</p&g

65、t;<p>　　對(duì)動(dòng)作中一部分加以說(shuō)明。</p><p>　　5.2.1單指令運(yùn)行調(diào)試</p><p>　　這是一種最簡(jiǎn)單的調(diào)試方法，檢查所設(shè)計(jì)的程序在完成其最簡(jiǎn)單的控制功能時(shí)是否會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。若各種調(diào)試無(wú)錯(cuò)誤，則再用復(fù)雜的方法進(jìn)行調(diào)試。單指令運(yùn)行調(diào)試的具體內(nèi)容如下：假定電梯的轎廂在一樓，數(shù)碼管顯示為“1”，此時(shí)按下三樓的內(nèi)指令按鈕X5，三樓內(nèi)指令顯示Y35亮。電梯關(guān)門后，開始

66、上行，當(dāng)轎廂上升到三樓后，數(shù)碼管顯示為“3”樓的內(nèi)指令顯示信號(hào)Y35消除。</p><p>　　5.2.2復(fù)雜運(yùn)行調(diào)試</p><p>　　首先必須弄清楚各種按鈕的常開與常閉觸點(diǎn)。布線時(shí)，一定要標(biāo)號(hào)，以備維修查找方便。線頭不能過(guò)長(zhǎng)也不能過(guò)短。線頭過(guò)長(zhǎng)會(huì)碰到一起，引起短路。線頭過(guò)短，過(guò)細(xì)，固定牢靠性又成問(wèn)題。布線時(shí)還要考慮美觀性。一根線的布置不會(huì)有太多問(wèn)題，但是成百上千根線就有美觀性可言。因

67、此，接線槽、扎帶、套管就成為必不可少的輔件。交流輸入輸出信號(hào)與直流輸入輸出信號(hào)分別使用各自的電纜。為了防止轎廂沖頂和蹲底，當(dāng)電梯運(yùn)行到頂層或底層時(shí)，可采取雙重強(qiáng)迫停車。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　三年的大學(xué)生活已經(jīng)快結(jié)束，在本專業(yè)的學(xué)習(xí)中使我掌握了不少專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己。畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說(shuō)是三年學(xué)習(xí)的總結(jié)和體現(xiàn)，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和幫助

68、下，我完成了這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)。**老師的熱心的幫助和循循善誘的指導(dǎo)深深感動(dòng)了我。這篇設(shè)計(jì)和三年中所有教育過(guò)我的老師也是分不開的，沒(méi)有他們的傳授的知識(shí)我也不可能完成這個(gè)的課題。我無(wú)論是在課程學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題，資料查詢和撰寫的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無(wú)不得到指導(dǎo)教師的悉心指導(dǎo)和幫助。我為我?guī)讉€(gè)月來(lái)靜心學(xué)習(xí)，并取得較好成績(jī)而感到欣慰，欣慰之余，我要感謝母校，向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的所有老師和同學(xué)們表示真摯的謝意！感謝他們對(duì)我的關(guān)心和支持！ <

69、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　(1)陳立定.電氣控制與可編程控制器 華南理工大學(xué)出版社 200l</p><p>　　(2)劉載文.電梯控制技術(shù) 電子工業(yè)出版社 1996</p><p>　　(3)王兆義 編程控制器實(shí)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 1996</p><p&