电气控制与PLC课程设计文档格式.docx

电气控制与PLC课程设计文档格式.docx

《电气控制与PLC课程设计文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气控制与PLC课程设计文档格式.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。

它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。

随着社会的不断发展，楼房越来越高，而电梯成为了高层楼房的必须设备。

电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，为高层运输做出了不可磨灭的贡献。

PLC在电梯升降控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。

由于PLC具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。

在电梯升降过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对的控制。

关键词：

PLC；

电梯控制；

西门子;

升降

目录

1绪论4

1.1概述4

1.2国内外现状及发展5

2设计要求6

3I/O口分配6

4电梯的梯形图8

5系统调试12

设计心得13

参考文献：

14

1绪论

1.1概述

1.1.1利用PLC设计电梯系统的目的

本课题主要对PLC的结构、特点、性能以及与现场控制对象的连线进行具体的研究，并通过PLC实现电梯的自动控制。

市建设的不断发展，城市迅速的崛起，高层建筑的不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。

它是采用电力拖动方式，将载有乘客或货物的轿厢，运行于垂直方向的两根刚性导轨之间，运送乘客和货物的固定式提升设备。

所以，电梯是为高层建筑运输服务的设备，它具有运送速度快、安全可靠、操作简便的优点。

但传统的电梯控制系统主要采用继电器--接触器进行控制，其缺点是触点多，故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题，使电梯运行更加安全、方便、舒适。

1.1.2利用PLC设计电梯系统意义

本设计是以广泛应用的西门子S7-200CNPLC为背景机，详细介绍其系统配置，兼顾介绍其指令系统、编程方法和控制系统设计方法，也介绍了模块式PLC的一些智能单元。

从而让我们能更多了解PLC和更好的使用它。

1.1.3利用PLC设计电梯系统内容

在完成PLC控制电梯的试验中对PLC的结构、特点和性能进行总结、归纳和综述，对PLC与其它控制器件进行比较，从而设计实现了利用西门子S7-200CNPLC对三层电梯的升降控制。

1.2国内外现状及发展

1.2.1电梯的发展

据国外有关资料介绍，在20世纪初，美国OTIS电梯公司首先使用直流电动机作为动力，生产出以槽轮式驱动的直流电梯。

从此以后，电梯这个产品，一直在日新月异的发展着。

目前的电梯产品，不但规格品种多，自动化程度高，而且安全可靠，乘坐舒适。

当今世界，部分地区人口高度密集，人和土地资源短缺的矛盾日趋激化。

这就注定了必须合理地利用土地去解决人与土地的矛盾。

而兴建高层建筑是其中的有效措施之一。

因此，能使人们快速、便捷地到达目的楼层的电梯便应运而生了。

在一些发达国家和地区，人均电梯拥有数量一般在每万人30台以上，某些国家甚至达到每万人120台以上，随着城镇化程度的加大，电梯市场会更加繁华。

中国的电梯市场增长也很乐观，目前，每年增长率为15%—18%。

随着电梯普及率的升温，人们对电梯的要求也会越来越高。

如何更安全、更快捷地到达目的楼层，也就成了人们对电梯最为根本的要求。

而电梯系统里掌控这方面技术参数的是电梯控制系统。

因此，控制系统的设计就成了在电梯设计领域里最为核心的技术。

1.2.2市场竞争十分激烈

电梯行业外商云集，国际上最大的电梯公司几乎全部进入我国，最先进的电梯产品争先在中国生产。

美国奥的斯，瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森，日本三菱、日立、东芝、富士达等世界最负盛名的电梯公司先后在北京、天津、上海、广州、沈阳、杭州、廊坊等地投资建厂，可以说能来的都来了。

他们大多用合资的方式建设了最好的工厂，装备了最好的设备，引进了最好的技术，培训了最好的人才，目前合资企业在国内的市场份额已超过80%，从这个意义上说，我国电梯行业早已加入了WTO。

中国电梯市场的特色已经不是国内企业之间的竞争，而是全球电梯劲旅的竞争。

这种世界级的激烈竞争使我国的电梯用户成了最大的受益者，他们可以用最低的价格随意选购最好的电梯产品。

1.2.3国内企业的实力不断增强

对外开放的政策和国外先进技术与先进管理的引进对国内电梯企业的发展产生了强大的推动作用，有力地促进了内资企业的技术进步。

苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海房屋设备总公司、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙和东南液压电梯等一批优秀的内资企业并没有被合资企业挤出电梯市场，相反，现代化合资企业的示范作用使他们看清了自己的定位与出路，目前这些企业除规模稍小之外，企业管理、技术水平、产品质量、售后服务等诸多方面均无逊色，不但在国内电梯市场上占据了一席之地，而且产品出口到了东南亚、大洋洲、欧洲和美国。

有的企业还到境外投资寻求发展。

事实证明这些企业不但在国内市场而且在国际市场上，同样具有一定的竞争实力。

2设计要求

设计要求如下

1.X0点设置基站钥匙开关主控触点，受电梯操作人员控制。

2.各层外呼按钮的动作均作记忆，本层平层时解除，反向截梯除外。

3.各层平层传感器的动作均作记忆，并被LED显示，直到换一个新楼层。

4.程序集选判断上升、下降、开门、关门动作顺序及呼梯优先顺序，设置平层后自动停梯、定时开关门并合理进行再启动的完整程序。

5.程序设置必要的上升、下降及开关门连锁，如手动开关门或关门不到位时外信号优先，开关门期间不允许垂直运动，垂直运动时开关门无效。

6.对电机过热，故障时轿厢运动至上下限位开关的情况，程序设计时需及时合理进行处理。

7.程序中设置自动开门定时，自动关门定时，垂直运动时启动记忆定时及无人使用时电梯需返回基站定时。

3总体方案的确定

3.1方案的确定

电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。

图3-1为电梯PLC控制系统的基本结构图，主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。

系统控制核心为PLC主机、操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。

电梯PLC控制系统的基本结构图

3.2设计思想

3.2.1.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3-2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、旋转编码器、光电脉冲、开关门及限位信号、门区和平层信号等。

电梯PLC信号控制系统框图

3.2.2.电梯控制系统实现的功能

电梯的控制系统实现如下功能：

1）行车方向由内选信号决定,顺向优先执行;

2）行车途中如遇呼梯信号时,顺向截车,反向不截车;

3）内选信号、呼梯信号具有记忆功能,执行后解除。

4）内选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层位置均由信号灯指示

5）停层时可延时自动开门、手动开门、（关门过程中）本层顺向呼梯开门;

6）有内选信号时延时自动关门,关门后延时自动行车;

7）无内选时延时5s自动关门，但不能自动行车;

8）行车时不能手动开门或本层呼梯开门,开门不能行车。

4I/O口分配

对系统要求进行分析，I/O口分配如下

序号

名称

输入点

输出点

一层平层

I0.0

电梯上行记忆

Q0.0

1

二层平层

I0.1

电梯下行记忆

Q0.1

2

三层平层

I0.2

电机正转

Q0.2

3

四层平层

I0.3

电机反转

Q0.3

4

内呼一楼

I0.4

内呼一楼指示

Q0.4

5

内呼二楼

I0.5

内呼二楼指示

Q0.5

6

内呼三楼

I0.6

内呼三楼指示

Q0.6

7

内呼四楼

I0.7

内呼四楼指示

Q0.7

8

一层外呼上行

I1.0

一层外呼上行指示

Q1.0

9

二层外呼上行

I1.1

二层外呼上行指示

Q1.1

10

三楼外呼上行

I1.2

三楼外呼上行指示

Q1.2

11

二楼外呼下行

I1.3

二楼外呼下行指示

Q1.3

12

三楼外呼下行

I1.4

三楼外呼下行指示

Q1.4

13

四楼外呼下行

I1.5

四楼外呼下行指示

Q1.5

14

手动开门

I2.0

门电机正转

Q1.6

15

手动关门

I2.1

门电机反转

Q1.7

16

开门限位

I2.2

17

关门限位

I2.3

18

电梯上升极限位

I2.4

19

电梯下降极限位

I2.5

5电梯的梯形图

6系统调试

1）按下呼叫按钮，电梯在检测到门厅或轿箱的召唤信号后，便会上升到指定楼层。

上升过程中，只执行上行信号，向下信号无效，反之亦然！

2）电梯开始起动，通过变频器驱动电机拖动轿箱运动。

轿箱运动速度由低速转变为中速再转变为高速，并以高速运行至目标层。

3）当电梯检测到目标层减速点后，电梯进入减速状态，由高速变为低速，并以低速运行至平层点停止。

4）平层后，经过一定延时开门，直至碰到开门到位行程开关；

再经过一定延时后关门，直到安全触板开关动作。

设计心得

通过我的努力和老师同学的指导帮助，我们终于利用PLC设计出了一种信号集选控制的电梯模型。

该系统控制采用随机逻辑控制，即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。

另外，轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定，并送PLC的计数器来进行控制。

同时，每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号。

电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示，采用LED和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示。

该系统的PLC能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的控制，根据轿厢的实际位置以及交流调速系统的控制算法来实现。

我们为了电梯的运行安全，还设置可靠的故障保护和相应的显示。

[1]郭金玉，陈国呈.多微机控制的中/高速VVVF电梯[J]电子技术应用.2000.（02）.

[2]崔纳新，王平，张庆范.变频调速器在电梯改造中的应用电气传动自动化.2000.（02）. 

[3]杨长能.可编程控制器基础及应用，重庆：

重庆出版社.1999

[4]廖常初.可编程控制器的编程方法与工程应用，重庆大学出版社，2001

[5]吴亦锋.可编程控制器原理与应用速成.福州：

福建科学技术出版社，2004年