学士学位论文五层电梯的plc控制.docx

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学士学位论文五层电梯的plc控制

青岛滨海学院毕业设计说明书

五层电梯的PLC控制

学号：

姓名：

院部：

机电工程学院

专业：

1班

指导教师：

成绩：

完成时间：

2013/03/26

随着现代城市的发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。

近年来屡屡发生的电梯事故，使大家对电梯的性能产生了深深的怀疑。

电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。

采用PLC对电梯信号系统进行控制，开发出了完整的电梯控制软件，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。

该系统具有先进、可靠、经济的特色。

1电梯的功能设计要求

（1）电梯运行到指定位置后应具有手动或自动开/关门的功能。

（2）利用指示灯显示电梯厢外的呼唤信号、电梯厢内的指令信号和电梯的到达信号。

（3）能自动判断电梯的运行方向，并发出响应的指示信号。

（4）电梯的上行下行有一台电机牵引。

电机正传，电梯上升；电梯反转，电梯下降。

（5）电梯轿厢门由另一台小功率电机驱动。

电机正传，轿厢门打开；电机反转，轿厢门关闭。

（6）每一层楼设有呼叫按钮；轿厢内设有开关轿厢门按钮、楼层指令按钮。

（7）电梯启动、运行、到站实现速度的调节。

2设计思想

（1）信号控制系统

电梯信号控制基本由PLC软件实现。

电梯信号控制系统如图1所示，输入到PLC的控制信号有：

运行方式选择（如自动、有/无司机、检修、消防运行方式等）、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、开关门及限位信号、门区和平层信号等。

图1电梯PLC控制系统框图

（2）电梯控制系统实现的功能

接受每个呼叫按钮（包括内部和外部的呼叫）的呼叫命令，并作出相应的响应。

电梯停在某一层时，此时按动该层的呼叫按钮（上呼叫或下呼叫），则相当于发出打开电梯门命令，进行开门的动作过程；若此时电梯的轿箱不在该层，则等到电梯关门后，按照不换向原则控制电梯向上或向下运行。

电梯运行的不换向原则是指电梯优先响应不改变现在电梯运行方向的呼叫，直到这些命令全部响应完毕后才响应使电梯反方向运行的呼叫。

电梯在每一层都有一个行程开关，当电梯碰到某层的行程开关时，表示电梯已经到达该层。

当按动某个呼叫按钮后，相应的呼叫指示灯亮并保持，直到电梯响应该呼叫为止。

当电梯停在某层时，在电梯内部按动开门按钮，则电梯门打开，按动电梯内部的关门按钮，则电梯门关闭。

但在电梯行进期间电梯门是不能被打开的。

当电梯运行到某层后，相应的楼层指示灯亮，直到电梯运行到前方一层时楼层指示灯改变。

（3）电梯操作方式

单台电梯的操作方式有手柄操纵控制、按钮控制、信号控制和集选控制等。

在乘客电梯中几乎全部采用集选控制方式。

①单轿厢下集选控制：

登记所有轿厢和厅门下行召唤；轿厢上行时，只答应轿厢召唤，直至最高层；自动改变运行方向为下行，应答厅门下行召唤。

②单轿厢全集选：

登记所有厅门和轿厢召唤；上行时顺应答轿厢和厅门上召唤，直至最高层自动反向应答下行召唤和轿厢召唤。

系统采用全集选操作方式。

3可编程控制器（PLC）的选型

考虑到本次设计的电梯系统有五层，且开关量居多，模拟量较少；对于开关量控制为主的系统而言，一般PLC的响应速度足以满足控制的要求，在小型PLC中整体式比模块式的价格便宜，体积也小，综合考虑后，系统选择了德国西门子公司生产的S7-200系统PLC。

4PLC控制流程图

PLC控制流程图如图2所示。

图2PLC控制流程图

5I/O点数的分配及机型的选择

系统按五层的电梯为例，根据需要控制的开关，设备大约有24个输入点，24个输出点，需进行控制，故选择S7-200系统CPU224的PLC，继电器方式输出，扩展模块EM223,即输入输出各为16位，I/O分配表如表1所示

表1PLC输入、输出点的分配表

说明

对应PLC地址

说明

对应PLC地址

外部一层上呼叫按钮

I0.0

外部一层上呼叫灯

Q0.0

外部二层上呼叫按钮

I0.1

外部二层上呼叫灯

Q0.1

外部二层下呼叫按钮

I0.2

外部二层下呼叫灯

Q0.2

外部三层上呼叫按钮

I0.3

外部三层上呼叫灯

Q0.3

外部三层下呼叫按钮

I0.4

外部三层下呼叫灯

Q0.4

外部四层上呼叫按钮

I0.5

外部四层上呼叫灯

Q0.5

外部四层下呼叫按钮

I0.6

外部四层下呼叫灯

Q0.6

外部五层下呼叫按钮

I0.7

外部五层下呼叫灯

Q0.7

一层行程开关

I1.0

一层位灯

Q2.0

二层行程开关

I1.1

二层位灯

Q2.1

三层行程开关

I1.2

三层位灯

Q2.2

四层行程开关

I1.3

四层位灯

Q2.3

五层行程开关

I1.4

五层位灯

Q2.4

内部一层呼叫按钮

I1.5

内部一层呼叫灯

Q2.5

内部二层呼叫按钮

I2.0

内部二层呼叫灯

Q2.6

内部三层呼叫按钮

I2.1

内部三层呼叫灯

Q2.7

内部四层呼叫按钮

I2.2

内部四层呼叫灯

Q3.0

内部五层呼叫按钮

I2.3

内部五层呼叫灯

Q3.1

开门呼叫按钮

I2.4

电梯上升

Q3.2

关门呼叫按钮

I2.5

电梯下升

Q3.3

开门行程开关

I2.6

上升指示灯

Q3.4

关门行程开关

I2.7

下升指示灯

Q3.5

电梯上行极限位

I3.0

电梯开门

Q3.6

电梯上行极限位

I3.1

电梯关门

Q3.7

6电梯PLC输入输出接线图

由表1可知将电梯运行过程中的各种主令信号，送入PLC的输入口构成其输入电路图。

完成电梯运行的各种执行元件及指示电梯运行状态的各种指示灯，均要受到PLC输出口的控制，构成其输出电路。

其输入、输出电路如图3所示

图3电梯PLC输入/输出连接图

7软件流程图

系统的软件主程序流程图如图4所示，系统的梯形图见图5。

图4电梯控制主流程图

图5五层电梯PLC控制的梯形图