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4
梯形图设计
用编程软件绘制梯形图
1.5
5
撰写设计报告
撰写不少于3000字的《可编程序控制器原理与应用课程设计报告》
目录
第一章概述……………………………………………………………………………………1
第二章总体方案设计…………………………………………………………………………2
2.1电梯控制系统构成……………………………………………………………2
2.2电梯的工作原理及功能要求………………………………………………2
2.2.1输入输出回路………………………………………………………2
2.2.2变频调速回路………………………………………………………3
3硬件设计………………………………………………………………………………4
3.1控制系统硬件设计……………………………………………………………4
3.2输入输出点分配……………………………………………………………5
4软件设计………………………………………………………………………………6
4.1控制系统程序工艺流程分析…………………………………………6
4.2控制系统程序设计……………………………………………………11
5总结………………………………………………………………………………17
参考文献………………………………………………………………………………18
第一章概述
在本次设计中,我将利用PLC来实现对电梯的控制。
在当今时代由于工业自动化程度的不断提高对自动化控制的要求也日趋增加,PLC则能在很大程度上很广的范围内实现自动化控制。
20世纪60年代末,为了克服传统继电器的种种应用上的缺点,人们研制出了一种先进的自动控制设备PLC,由于PLC具有优良的技术性能,因此它一问世就很快得到了推广应用。
现在PLC作为用于工业生产过程控制的专用计算机,与商家、家用的微机不同,由于控制对象的复杂性,使用环境的特殊性和工作运行的连续性,使其在设计上有许多特点。
(1)可靠性高,抗干扰能力强;
(2)编程方法简单、直观;
(3)体积小、耗能低、重量轻;
(4)硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强;
(5)系统的设计/安装、调试工作量少;
(6)维修工作量小、维护方便;
(7)接口模块功能强、品种多。
因此,PLC行业已经在工业市场上占有一大片领地。
目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。
本次设计包括对PLC硬件的设计,软件设计,驻点路的设计,控制柜的设计,以及电梯惦记和其他设备的选择,还有原理分析等。
相信此次设计后,我对电梯的实际运行以及PLC的基本原理和控制过程能有初步的掌握。
第二章总体方案设计
2.1电梯控制系统构成
电梯控制系统主要由变频调速主回路、输入输出单元以及PLC单元构成,由如图2所示,PLC用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动,加减速,停止,运行方向,楼层显示,层站召唤,轿箱内操作,安全保护等指令信号进行管理和控制功能。
2.2电梯的工作原理及功能要求
2.2.1输入输出回路
输入输出单元为PLC的I/O接口部分,主要由轿箱内选层、楼层及方向指示、厅外呼叫、开关门、上下强迫换速开关、井道内的上下平层、
(1)输入单元为:
开关门按钮,输入PLC控制轿门的开闭(厅门也同时动作);
上下平层装置,用来保证电梯轿箱在各层停靠时准确平层;
厅外呼叫单元,用来对各层站的厅外召唤信号进行登记、记忆和消除;
轿箱内选层单元,负责对预选楼层指令的登记、消除和指示;
上下限强迫换速开关,用于保护电梯的高速运行安全,避免电梯出现冲顶或蹲底事故,当电梯到达上下端站时,装在轿厢边的上下限强迫换速开关打板,信号输入PLC,PLC发出换速信号强迫电梯减速运行到平层位置;
门锁装置(或轿门和厅门联锁保护装置),轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提;
安全回路,通常包括轿顶内急停开关、轿内急停开关、限速器断绳开关、安全钳开关、限速器超速开关、相序保护继电器、底坑急停开关、上下限极限开关等;
检修、消防和泊梯,检修、消防和泊梯为电梯的三种运行方式,检修运行为电梯检修时的慢速运行方式,消防运行有消防返回基站和消防员专用两种运行状态,泊梯状态,消除内选和外呼信号,自动返回泊梯层、关门并断电;
称重单元,用来检测轿厢负荷,判断电梯处于欠载、满载或超载状态,然后输出数字信号给PLC,根据负载情况进行起动力矩补偿,使电梯运行平稳。
(2)输出单元为:
层楼指示灯、楼层及方向指示单元,包括电梯上下行方向指示灯以及报站钟等,目前的方向及层楼指示灯主要有七段码显示方式和点阵显示方式,本系统为七段码显示方式;
开关门单元,用于控制电梯的厅门和轿门的打开和关闭,在自动定向完成或电梯平稳停靠后,PLC给出相关指令,完成开关门动作。
第三章三层电梯控制系统的模拟
3.1实验目的
1、通过对工程实例的模拟,熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。
2、进一步熟悉PLC的I/O连接。
3、熟悉三层楼电梯采用轿厢内外按钮控制的编程方法。
3.2控制要求
电梯由安装在各楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵,其操纵内容为电梯运行方向。
电梯轿厢内设有楼层内选按钮S1~S3,用以选择需停靠的楼层。
L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示,SQ1~SQ3为到位行程开关。
电梯上升途中只响应上升呼叫,下降途中只响应下降呼叫,任何反方向的呼叫均无效。
例如,电梯停在一层,在三层轿厢外呼叫时,必须按三层上升呼叫按钮,电梯才响应呼叫(从一层运行到三层),按三层下降呼叫按钮无效;
反之,若电梯停在三层,在一层轿厢外呼叫时,必须按一层下降呼叫按钮,电梯才响应呼叫,按三层上升呼叫按钮无效,依此类推。
3.3程序流程图
根据电梯的功能要求与工作原理以及输入/输出点的地址分配表,来绘制电梯的程序流程,和设计电梯的程序梯形图。
电梯程序流程图为图4.1。
梯形图分成:
初始化、指层控制、开关门控制、轿内呼叫与标记控制、厅外呼叫与标记控制、电梯上下行选择与指示控制、电梯的运行控制来编写与调试。
最后再组合调试。
图3.3电梯程序流程图
3.4程序编写
步序
指令
LDT48
13
OLD
OT56
14
LDT67
OT75
15
ANT68
ANI0.2
16
ANM0.1
17
ANM0.5
18
ANQ0.0
6
LDT38
19
ANQ0.1
7
ANT39
20
=Q0.2
8
LDT50
21
LDT52
9
ANT51
22
OT64
10
23
ANI0.1
11
24
12
25
ANM0.2
26
ANM0.3
55
LDT44
27
ANM0.4
56
ANT45
28
LDT40
57
LDT62
29
ANT41
58
ANT63
30
LDT46
59
31
ANT47
60
LDT72
32
61
ANT73
33
LDT54
62
34
ANT55
63
35
64
ANQ0.2
36
LDT58
65
=Q0.0
37
ANT59
66
LDI0.2
38
67
ANI0.4
39
LDT69
68
ANI0.5
40
ANT77
69
AI0.3
41
70
LDM0.1
42
LDT74
71
43
ANT78
72
44
73
ANI0.0
45
74
=M0.1
46
75
ANM2.0
47
76
TONT38,+10
48
=Q0.1
77
49
LDT42
78
TONT39,+30
50
OT60
79
LDT39
51
OT70
80
52
81
TONT40,+30
53
82
TONT41,+50
54
ANM0.6
83
TONT42,+80
84
TONT43,+100
116
TONT50,+10
85
LDI0.0
117
86
ANI0.3
118
TONT51,+30
87
119
LDT51
88
AI0.5
120
89
LDM0.3
121
TONT52,+30
90
122
TONT53,+50
91
123
92
124
93
125
AM0.1
94
=M0.3
126
AM0.5
95
ANM2.1
127
96
TONT44,+10
128
LDM2.0
97
129
98
TONT45,+30
130
99
LDT45
131
100
132
101
TONT46,+30
133
102
TONT47,+50
134
103
TONT48,+80
135
=M2.0
104
TONT49,+100
136
TONT67,+10
105
137
106
138
TONT68,+30
107
139
LDT68
108
AI0.4
140
109
LDM0.5
141
110
142
LDM3.0
111
143
112
144
113
145
TONT69,+10
114
=M0.5
146
TONT77,+30
115
147
=M3.0
148
178
TONT59,+30
149
179
LDT59
150
TONT70,+30
180
151
TONT71,+50
181
TONT60,+30
152
LDI0.1
182
TONT61,+50
153
183
154
184
155
185
156
LDM0.4
186
157
187
LDM0.6
158
188
159
189
160
=M0.4
190
161
TONT54,+10
191
162
192
=M0.6
163
TONT55,+30
193
164
LDT55
194
TONT62,+10
165
195
166
TONT56,+30
196
TONT63,+30
167
TONT57,+50
197
LDT63
168
198
169
199
TONT64,+30
170
200
TONT65,+50
171
201
172
LDM0.2
202
173
203
AM0.3
174
204
AM0.6
175
=M0.2
205
176
TONT58,+10
206
LDM2.1
177
207
208
260
ANT57
209
261
ANT76
230
=Q0.7
231
263
=M1.0
232
264
233
=M2.1
265
OI0.2
234
TONT72,+10
266
235
267
OM1.1
236
TONT73,+30
268
237
LDT73
269
238
270
ANT53
239
AI0.1
271
ANT65
240
LDM3.1
272
241
273
AT78
242
274
=Q0.6
243
TONT74,
275
=M1.1
244
+10
276
245
TONT78,
277
246
+30
278
247
=M3.1
279
OM1.2
248
280
249
281
ANT43
250
TONT75,
282
ANT61
251
283
ANT71
252
TONT76,
284
=Q0.5
253
+50
285
=M1.2
254
286
255
OI0.1
287
256
288
257
OM1.0
289
258
290
259
ANT49
291
292
302
293
303
294
OM2.0
304
295
305
296
306
297
ANQ0.3
307
OM2.1
298
=Q0.4
308
299
309
300
310
ANQ0.4
301
311
=Q0.3
3.5梯形图
3.6过程分析
例如接通I0.2即接通SQ1,表示轿厢原停楼层1,按SB3,即I0.3接通一下,表示呼叫楼层3,则I0.5接通,三层呼叫指示灯亮,.Q0.4接通,表示电梯上升,手动(表示轿厢离开底层,释放行程开关)SQ1断开;
电梯在底层与二层之间运行指示灯L1亮,2秒后一层指示灯L1灭、二层指示灯L2亮,2秒后二层指示灯L2灭、三层指示灯L3亮。
直至SQ3接通,Q0.4断开,表示电梯上升停止,电梯到达三层。
1、电梯在一、二、三层楼分别设置一个呼叫按钮和一个行程开关。
在行程开关SQ1、SQ2、SQ3都断开的情况下,呼叫不起作用。
2、用指示灯来模拟电梯的运行过程。
(1)接通.I0.2即接通SQ1,表示轿厢原停楼层1,按SB3,即I0.3接通一下,表示呼叫楼层3,则Q0.5接通,三层呼叫指示灯亮,.Q0.4接通,表示电梯上升。
过一秒后,Q0.2接通,一层指示灯亮,过3秒后,Q0.2断开,一层指示灯L1灭、二层指示灯L2亮。
直至Q0.0接通,三层指示灯亮,再过2秒后,Q0.4断开(表示电梯上升停止),上升指示灯灭。
(2)接通I0.0即接通SQ3,表示轿厢原停楼层3,按SB1,即I0.5接通一下,表示呼叫楼层1,则Q0.7接通,三层呼叫指示灯亮,Q0.3接通,表示电梯下降。
过1秒后,Q0.0接通,底层指示灯亮,3秒后,Q0.0断开,则底层指示灯灭。
断开I0.0即断开SQ3,3秒后Q0.1接通,二层指示灯亮,过2秒后Q0.1断开,二层指示灯灭。
又过3秒,到达底层,Q0.2接通,底层指示灯亮,再过2秒,Q0.3断开,下降指示灯灭。
(3)接通I0.2即接通SQ1,表示轿厢原停楼层1,按SB2,即I0.4接通一下,表示呼叫楼层2,则Q0.6接通,三层呼叫指示灯亮,Q0.4接通,表示电梯上升。
过1秒后,Q0.2接通,底层指示灯亮,3秒后,Q0.2断开,则底层指示灯灭。
断开I0.2即断开SQ1,3秒后Q0.1接通,二层指示灯亮,过2秒后Q0.4断开,上升指示灯亮。
(4)接通I0.2即接通SQ1,表示轿厢原停楼层1,同时按SB2、SB3,即I0.3、I0.4同时接通一下,表示2、3楼层同时呼叫,则Q0.5、Q0.6都接通,二、三层呼叫指示灯亮,Q0.4接通,表示电梯上升。
过1秒后,Q0.2接通,底层指示灯亮,3秒后Q0.2断开,则底层指示灯灭。
断开I0.2即断开SQ1,3秒后接通I0.01即接通SQ2,1秒后Q0.1接通,二层指示灯亮,又过2秒后Q0.1断开,二层指示灯灭。
断开I0.1即断开SQ2,3秒后Q0.0接通,三层指示灯亮,再过2秒,Q0.4断开,上升指示灯灭。
(5)接通I0.1即接通SQ2,表示轿厢原停楼层2,按SB1,即I0.5接通一下,表示呼叫楼层1,则Q0.7接通,底层呼叫指示灯亮,Q0.3接通,表示电梯下降。
过1秒后,Q0.1接通,二层指示灯亮,3秒后,Q0.1断开,则二层指示灯灭。
断开I0.1即断开SQ2,3秒后Q0.2接通,底层指示灯亮,再过2秒,Q0.3断开,下降指示灯灭。
(6)接通I0.1即接通SQ2,表示轿厢原停楼层2,按SB3,即I0.3接通一下,表示呼叫楼层3,则Q0.5接通,三层呼叫指示灯亮,Q0.4接通,表示电梯上升。
(7)接通I0.0即接通SQ3,表示轿厢原停楼层3,按SB2,即I0.4接通一下,表示呼叫楼层2,则Q0.6接通,二层呼叫指示灯亮,Q0.3接通,表示电梯下降。
过1秒后,Q0.0接通,三层指示灯亮,3秒后,Q0.0断开,则三层指示灯灭。
断开Q0.0即断开SQ3,3秒后Q0.1接通,二层指示灯亮,再过2秒,Q0.3断开,下降指示灯灭。
(8)接通I0.0即接通SQ3,表示轿厢原停楼层3,同时按SB1、SB2,即I0.4、I0.5同时接通一下,表示1、2楼层同时呼叫,则Q0.6、Q0.7都接通,一、二层呼叫指示灯亮,Q0.3接通,表示电梯下降。
过1秒后,Q0.0接通,三层指示灯亮,3秒后Q0.0断开,则三层指示灯灭。
断开I0.0即断开SQ3,3秒后接通I0.1即接通SQ2,1秒后Q0.1接通,二层指示灯亮,又过2秒后Q0.1断开,二层指示灯灭。
3.7电梯控制系统的模拟实验面板图
下图中的SQ1、SQ2、SQ3分别接主机的输入点I0.2、I0.1、I0.0;
层呼叫按钮SB1、SB2、SB3分别接主机的输入点I0.5、I0.4、I0.3;
层指示灯L1、L2、L3分别接主机的输出点Q0.2、Q.1、Q0.0;
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