四层电梯模型的PLC控制.docx

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四层电梯模型的PLC控制

目录

引言3

一、课题要求3

1.1、控制要求3

1.2、设计任务3

二、系统总体方案设计3

2.1、系统硬件配置及组成原理3

2.2、系统变量定义及分配表4

2.3、系统接线图设计5

2.4、系统可靠性设计5

三、控制系统设计6

3.1、控制过程工艺流程图设计6

3.2、控制程序设计思路7

3.3、创新设计内容7

四、人机界面设计7

4.1、选用界面介绍7

4.2、画面制作与设计8

五、系统调试及结果分析8

5.1系统调试及解决的问题8

5.2结果分析8

六、结束语8

七、参考文献9

八、附录9

四层电梯模型的PLC控制

引言

电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。

也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。

服务于规定楼层的固定式升降设备。

它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间。

轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。

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。

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。

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。

PLC可进行故障自动检测报警显示，提高运行安全性，并便于检修。

用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。

更改控制方案时不需改动硬件接线。

一、课题要求

1.1、控制要求

电梯模型由“四层四站电梯对象、包括电机、正反向继电器、轿厢、内选召唤按钮、外选召唤按钮、外呼指示灯、内选指示灯、楼层显示、上下行显示、平层电磁传感器检测、接线盒”等组成，采用PLC进行控制，实现对电机驱动，上、下行的顺序控制，随机呼叫的优化控制，自动准确定位，上、下行及平层指示灯显示，上位监控系统等功能。

详见电梯实物模型。

1.2、设计任务

学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行四层电梯的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。

二、系统总体方案设计

2.1、系统硬件配置及组成原理

整个电梯系统，电梯开门关门，电梯上升下降控制。

电梯轿厢有内选开门，关门，紧急呼叫按钮，楼层选择按钮，以及对应显示按钮楼层。

轿厢外设置有外选上下呼叫按钮，及对应的显示。

电梯楼层显示，通过七段共阴极数码管显示，电梯上下行指示。

。

电梯能够随时接受呼叫请求，按照上行过程中，先响应上面的呼叫请求，下行的过程中，优先响应下面的呼叫。

当没有呼叫，电梯停在最后响应的楼层。

系统原理是将所有的呼叫信号储存起来，然后按照响应原则逐个去响应呼叫信号，响应过程中电梯自动开关门。

完成呼叫信号后，清除掉已经完成的呼叫。

2.2、系统变量定义及分配表

I/O口分配表

输入端口

输出端口

名称

地址

代号

名称

地址

代号

内选层1

0.00

SB0

内选1楼指示

1.00

KM1

内选层2

0.01

SB1

内选2楼指示

1.01

KM2

内选层3

0.02

SB2

内选3楼指示

1.02

KM3

内选层4

0.03

SB3

内选4楼指示

1.03

KM4

一楼外上呼叫

0.04

SB4

一楼外呼上指示

1.04

KM5

二楼外上呼叫

0.05

SB5

二楼外呼上指示

1.05

KM6

二楼外下呼叫

0.06

SB6

二楼外呼下指示

1.06

KM7

三楼外上呼叫

0.07

SB7

三楼外呼上指示

1.07

KM8

三楼外下呼叫

0.08

SB8

三楼外呼下指示

1.08

KM9

四楼外下呼叫

0.09

SB9

四楼外乎下指示

1.09

KM10

一楼限位开关

0.10

SB10

电梯上及指示

1.10

KM11

二楼限位开关

0.11

SB11

电梯下及指示

1.11

KM12

三楼限位开关

0.12

SB12

电梯开门

1.12

KM13

四楼限位开关

0.13

SB13

电梯关门

1.13

KM14

启动

0.14

SB14

紧急呼叫

9.04

KM15

停止

0.15

SB15

数码管a段

6.00

a

内选开门

2.00

SB16

数码管b段

6.01

b

内选关门

2.01

SB17

数码管c段

6.02

c

开门限位

2.02

SB18

数码管d段

6.03

d

关门限位

2.03

SB19

数码管e段

6.04

e

紧急呼叫

2.04

SB20

数码管f段

6.05

f

数码管g段

6.06

g

2.3、系统接线图设计

电梯上1.10

电梯下1.11

电梯开1.12

电梯关1.13

内1指示1.00

内2指示1.01

内3指示1.02

内4指示1.03

1外上指示1.04

2外上指示1.05

2外下指示1.06

3外上指示1.07

3外下指示1.08

4外下指示1.09

数码管a6.00

数码管b6.00

数码管c6.00

数码管d6.00

数码管e6.00

数码管f6.00

数码管g6.00

220V电源

0.00内选1

0.01内选2

0.02内选3

0.03内选4

0.04外1上

0.05外2上

0.06外2下

0.07外3上

0.08外3下

0.09外4下

0.14启动

0.15停止

2..00内选开

2.01内选关

2.02开限位

2.03关限位

0.101行程

0.112行程

0.123行程

0.134行程

24V电源

2.4、系统可靠性设计

电梯系统设计了总启动和总停止，为了方便维修还设置了手动开门和关门，电梯的呼叫信号存储在PLC的H区，如果遇到突然断电，当电梯重新得电后，电梯在重新启动后，能够继续执行之前未处理的呼叫信号。

从而进一步增强了系统的安全性和稳定性。

3、控制系统设计

启动

3.1、控制过程工艺流程图设计

3.2、控制程序设计思路

当电梯在一楼的时候，可以单独选择二楼三楼四楼，也可以同时选定多个楼层，然后电梯上升到指定楼层，当在其余楼层时类似，各个楼层之间需要互锁，自己接通时需要自锁，电梯在上升的过程中只响应上升按钮，电梯下降时只响应下降按钮，这点是设计程序的重要思路！

3.3、创新设计内容

如果只是按照课题要求设计程序，则生成的程序只是理论上的，没有实用的意义，所以我在程序中加入了一些人性化设计，像加入了开门关门按钮，紧急呼叫按钮，在进入电梯后，选好楼层不是立即上升或下降，会延迟3秒钟，在开门的时候会保持8秒的开通时间，然后自己关闭，也可手动操作关闭，这些人性化的操作使得程序更符合实际用处。

4、人机界面设计

4.1、选用界面介绍

在本次课程设计中，我选择OMRON同系列软件CX-Designer来进行人机界面的设计，CX-Designer是一款用于创建终端屏幕数据，向终端发送或接受屏幕数据的软件，它的运行环境为Windows2000Professional（SP3以上）或WindowsXP操作系统，支持的PC规格为PC/AT兼容机。

通过CX-Designer我们可以实现画面制作、信息管理、参数设定以及仿真调试等功能，在软件界面的上部是菜单栏和快捷工具，左侧是项目工作区，用于管理背景画面、NS参数等内容，左下方是属性列表，用于统一多个对象的属性参数，提高工作效率，右侧是画面编辑界面，用于NS监控画面的制作，左下方是状态栏，可以查看硬件型号及系统版本。

CX-Designer自带一千多个高质量图形，当我们需要给功能对象（例如开关，灯等）选择美观又恰当的外形，可在图库中进行选择。

同时，它还提供27个功能对象，通过用途可分为开关类、灯类、数据显示和输入、信息显示、图表、报警、其他，为不同现场的功能要求提供了丰富的解决方案。

4.2、画面制作与设计

人机界面设计如下：

5、系统调试及结果分析

5.1系统调试及解决的问题

在设计的初期，由于楼层之间的互锁问题，经常出现两个楼层一起相应或者不响应，然后我就将各个楼层之间分开来算，一步步将所有的互锁问题解决。

在程序调试中，电梯的开关门问题不听使唤，经常出现开关同时出现相应，后来设计了关优先，将这个问题解决，因为电梯只有在关闭的时候才能正常工作。

5.2结果分析

在关门程序最后加上清除开关门条件，解决了开关门的问题。

在电梯执行完呼叫信号，做出处理后再清除本楼层呼叫信号，解决了电梯执行错误的呼叫请求。

在所有情况中加入互锁，解决了错误处理呼救。

六、结束语

本次课程设计为四层电梯模型的PLC课程设计，可以在四层楼层之间进行上升和下降操作，并且自带楼层显示和开关门操作及延时上升下降，在设计中，最重要的问题是考虑各个信号之间的优先问题，以及相应信号后如何去清除这些信号，在这里我参考了樊老师设计的三层电梯模式，将之改进成四层电梯，并加入了一些人性化操作，使得程序在整个思维想法中都能恰到好处。

总体来说，这是一次充满挑战的PLC课程设计，以前学习的知识要在一个课设上面体现出来还是需要一定的实际能力，同时也可以感受到PLC在实际生活中的重要作用。

7、参考文献

樊金荣.欧姆龙CJ1系列PLC原理与应用.机械工业出版社.2008.9

8、附录

附梯形图程序：