四层电梯PLC论文.docx
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四层电梯PLC论文
目录
目录I
1前言1
2教学模型开发2
2.1课程开发目的2
2.2课程开发所需设备2
2.3控制要求2
2.4I/O分配表3
2.5安装配线4
2.5.1配线步骤4
2.5.2PLC接线图6
2.6运行调试9
3结论10
致谢12
参考文献13
附录：
PLC控制程序14
1前言
随着我国科技水平的不断提高，可编程控制器控制技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广泛，而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧密相关。
传统电梯的电气控制系统采用的是继电器逻辑控制，由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。
近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速发展。
一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。
更新换代生产更新型的电梯，电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份，随着自动控制理论与微电子技术的发展，电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。
目前电梯控制系统主要有三种控制方式：
继电路控制系统（早期安装的电梯多位继电器控制系统）、PLC控制系统、微机控制系统。
随着人们对生活水平要求的提高，电梯得到了快速发展，使电梯的电气控制进入了一个新的发展时期，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。
可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。
因此，使用PLC进行电梯的电气控制是必然的趋势。
目前，PLC技术、CAD/CAM技术和工业机器人已成为加工工业自动化的三大支柱，其中，在电气控制方面，PLC以它较传统的继电器—接触器自动控制系统可靠和较现在流行的电脑控制系统简单易学的优势占着不容忽视的地位，相信随着PLC技术的不断发展，它将更广泛地在各种大型电气控制系统中被应用。
继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。
微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。
而PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。
本研究性课程开发了基于PLC控制的四层电梯控制系统。
2教学模型开发
2.1课程开发目的
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、熟悉四层楼电梯内外按钮控制的编程方法。
2.2课程开发所需设备
1、THPLC-DT型四层电梯实验教学模型一台
2、安装了OMRONCX-Programmer编程软件的计算机一台
3、OMRONCP1HPLC主机一台
4、PLC电源一台、导线若干、配线工具若干
2.3控制要求
1、开始时，电梯处于任意一层；
2、当有外呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3S后自动关门；
3、当有内呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3S后自动关门；
4、在电梯运行过程中，电梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，则电梯响应该外号，但不响应二层向下外呼梯信号。
同时，如果电梯到达三层，如果四层没有任何呼梯信号，则电梯可以响应三层向下外呼梯信号；
5、电梯应具有最远反向外梯响应功能。
例如：
电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号；
6、电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。
平层且电梯停止运行后，按开门按钮电梯门打开，按关门电梯门关闭；
7、自动返基站，当电梯在30S内无人呼梯，电梯自动回到基站待命。
2.4I/O分配表
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。
I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。
输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。
I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
本研究性课程四层电梯控制系统I/O分配表见表1。
表1I/O分配表
序号
名称
输入
序号
名称
输出
0
一层内选按钮SB1
0.01
0
一层内选灯HL1
100.01
1
二层内选按钮SB2
0.02
1
二层内选灯HL2
100.02
2
三层内选按钮SB3
0.03
2
三层内选灯HL3
100.03
3
四层内选按钮SB4
0.04
3
四层内选灯HL4
100.04
4
一层上呼按钮SB11
1.01
4
一层上呼灯HL11
101.01
5
二层下呼按钮SB22
1.02
5
二层下呼灯HL22
101.02
6
二层上呼按钮SB21
1.03
6
二层上呼灯HL21
101.03
7
三层下呼按钮SB32
1.04
7
三层下呼灯HL32
101.04
8
三层上呼按钮SB31
1.05
8
三层上呼灯HL31
101.05
9
四层下呼按钮SB42
1.06
9
四层下呼灯HL42
101.06
10
开门按钮SB5
0.05
10
上行KM3
100.05
11
关门按钮SB6
0.06
11
下行KM4
00.06
12
一层平层开关SQ1
0.07
12
开门KM1
100.00
13
二层平层开关SQ2
0.08
13
关门KM2
101.00
14
三层平层开关SQ3
0.09
14
上行灯HL5
100.07
15
四层平层开关SQ4
0.10
15
下行灯HL6
101.07
16
开门限位开关SQ5
1.07
17
关门限位开关SQ6
1.08
18
上极限位开关SQ7
1.09
19
下极限位开关SQ8
1.10
2.5安装配线
2.5.1配线步骤
1、接通电梯模型及PLC主机的电源，观察电梯模型、PLC主机供电是否正常，然后关闭电源开关。
2、将电梯模型中的：
电梯内按钮信号1、2、3、4、、、与PLC主机的X0、X1、X2、X3、X12、X13相连；
电梯外按钮信号1△、2▽、2△、3▽、3△、4▽与PLC主机的X4、X5、X6、X7、X10、X11相连；
电梯平层，限位信号、1、2、3、4、与PLC主机的X22、X14、X15、X16、X17、X23相连；
电梯门限信号、与PLC主机的X20、X21相连；
公共端I与PLC主机输入端COM相连；
电梯外部呼叫指示灯1△、2▽、2△、3▽、3△、4▽与PLC的Y14、Y15、Y16、Y17、Y0、Y1相连；
电梯行控上行、下行与PLC主机的Y2、Y3相连；
电梯内部选择指示灯1、2、3、4与PLC主机的Y10、Y11、Y12、Y13相连；
电梯门控开关，关门与PLC主机的Y4、Y5相连；
公共端II与PLC主机的输出端COM相连。
检查无误后，重新开启电源，模型、PLC处于待机状态。
3、下载并运行程序，按动电梯模型中的内呼或外呼按钮，若PLC程序编制正确的话，电梯模型将按内、外呼叫指示按控制要求正常运行。
教学模型面板接线图见图2-1。
图2-1教学模型面板接线图
2.5.2PLC接线图
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。
固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。
模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。
进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。
内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。
CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。
但工作节奏由震荡信号控制。
运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。
寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。
本课题设计PLC接线图如图2-2所示。
图2-2PLC接线图
主回路接线图如图2-3所示。
图2-3主回路接线图
本研究性课程四层电梯控制模型元器件清单如表2所示。
表2元器件清单
序号
符号
名称
序号
符号
名称
1
SB1
一层内呼按钮
21
HL1
一层内呼灯
2
SB2
二层内呼按钮
22
HL2
二层内呼灯
3
SB3
三层内呼按钮
23
HL3
三层内呼灯
4
SB4
四层内呼按钮
24
HL4
四层内呼灯
5
SB11
一层上呼按钮
25
HL11
一层上呼灯
6
SB22
二层下呼按钮
26
HL22
二层下呼灯
7
SB21
二层上呼按钮
27
HL21
二层上呼灯
8
SB32
三层下呼按钮
28
HL32
三层下呼灯
9
SB31
三层上呼按钮
29
HL31
三层上呼灯
10
SB42
四层下呼按钮
30
HL42
四层下呼灯
11
SB5
开门按钮
31
HL5
电梯上行灯
12
SB6
关门按钮
32
HL6
电梯下行灯
13
SQ1
一层平层开关
33
KM1
开门接触器
14
SQ2
二层平层开关
34
KM2
关门接触器
15
SQ3
三层平层开关
35
KM3
电梯上行接触器
16
SQ4
四层平层开关
36
KM4
电梯下行接触器
17
SQ5
开门限位开关
37
QS
电源开关
18
SQ6
关门限位开关
38
FU
熔断器
19
SQ7
电梯上极限开关
39
DY
直流稳压电源
20
SQ8
电梯下极限开关
40
M1
升降电机
41
M2
门机
2.6运行调试
四层电梯模型安装配线后，检查线路接线是否正确，然后通电运行。
观察电梯模型运行情况，是否符合控制要求，对PLC程序做相应修改，直至完全符合控制要求。
图2-4为调试运行后的四层电梯教学模型。
图2-4四层电梯教学模型
3结论
经过调试运行，四层电梯控制模型完全达到了预先设定的控制要求。
通过这个研究性课题获得颇多感悟。
在做的过程中我们体会到要想做好研究性课题离不开对大局的把握，对专业知识的掌握，以及细心的操作和队友间的合作。
举个例子来说，软件的开发不可盲目的拿到题目就开始编写。
必须要明确要求，分配好PLC的输入输出点数，然后根据功能把程序分段，然后分工开始编程，最后统一汇编调试。
在这个过程中就需要队友间的默契合作和细致的心以及相应的软硬件知识。
谈到团队的默契配合，我们有着深深的体会，我们分工明确，致使我们的效率大大提高，比如查找相关的资料，我们能按照原先导师的提示布置好各自的任务，带着我们的好奇心去完成我们的目标，理解一个个知识点，把他们运用到实际的模型中，让他活了起来。
对于plc的编程，只需要我们有着很强的逻辑性，一步一个脚印，很扎实的去编写程序，首先要有大致的思路，然后像砌墙一样慢慢的使它完善，达到我们要求控制电梯的目的。
通过每一次的尝试，发现其中的错误，及时的修正，这时我们也悄悄的对PLC的IO接口熟悉了，该电梯实现了市场电梯的基本运行状况在这一整体过程中我们这个团队克服了种种困难，磨练了各自的意志力，对我们将来走上工作岗位有很重要的作用，特别是我们把课本上的那些知识变的活了起来，把他和我们的生活牵引了起来，让我们看到了知识的力量，不在是课堂上的东西就是枯燥无味的，这一研究性课题使我们的综合素质提高了许多，开了眼界，也锻炼了手上和脑子的功力。
本研究性课程主要工作如下：
（1）设计了四层电梯PLC控制程序；
（2）设计了四层电梯PLC接线图，I/O分配表；
（3）开发了教学用四层电梯控制模型。
本研究性课程的不足：
（1）受PLC输入输出点限制，去掉了一些实际电梯实用功能，如超载、满载、轻载、消防功能。
（2）由于研究时间和经费有限，本课程开发的只是电梯信号控制部分，如果加上变频器或电抗器等具有速度控制功能，设计将更加完善。
致谢
本研究型课程是在索老师悉心指导下完成的。
不仅使我们掌握了基本的研究方法，还使我们明白了许多待人接物与为人处世的道理。
本课题从选题到完成，每一步都是在老师的指导下完成的，倾注了老师大量的心血。
在此，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！
本课题的顺利完成，离不开老师、同学和朋友的关心和帮助。
在此感谢索老师的指导和帮助；感谢职大支持和帮助；在学习期间，得到老师和同学的关心和帮助，在此表示深深的感谢。
没有他们的帮助和支持是没有办法完成我们的课题的。
最后我们感谢索老师对我们的指导，给予了鼎力支持，让我们受益匪浅，同时我们也感谢校方给了我们这样好的机会去锻炼我们，让我们感觉学有所用，接触到了先进的仪器和设备，非常高兴，也感到非常的荣幸，体会到了大学的生活的多姿多彩，为了人生的目标我们会认认真真的去学习，去进取！
参考文献
[1]戴一平.可编程控制器技术及应用.北京：
机械工业出版社.2004
[2]邱公伟.可编程控制器网络通信及应用.北京：
清华大学出版社2000
[3]CX—Programmer操作手册
[4]CP1H用户手册
[5]CP1H编程手册
附录：
PLC控制程序
升级会员 