基于plc的三层电梯控制系统设计

摘要电梯是高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运送乘客和货物，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。本论文通过讨论电梯控制系统的组成，阐述可编程控制器（用三菱PLC编程的程序控制方式，提出了三层电梯的程、组成，列出了具体的主要硬件电路、电梯的控制梯形图及指令表。并给出了系统组成框图和程序流程图，在分析、处理随机信号逻辑关系的基础上，提出了计了一套完整的电梯控制系统方案。触点多，故障率高、可靠性差、安装调试周期长、维修工作量大、接线复杂等缺点。使电梯运行更加安全、方便、舒适。在PLC课程设计中，我组设计了一个三层电梯控制系统，并且将西门子公司S7-200系列可编程控制器与其结合并应用起来，在学完《电气控制与PLC应用》课程后，我们在设计过程中较为得心应手，不至于从头开始。整个过程包括了方案讨论，程序设计，程序修改，上机调试等，在程序设计方面花了比较多的时间，主要考虑到电梯分别停在一层、二层和三层时在其他楼层呼叫等各种情况。每当遇到困难时，我组都积极与老师联系讨论，深入分析研究问题，在整个过程中，我与我的组员都相互配合，相互学习。关键字：PLC；电梯；升降；梯形图；系统组成框图InthispaperTheelevatorisanindispensablemeansoftransportforthehigh-risebuilding,usedforverticaltransportingpassengersandcargo,thetraditionalelevatorcontrolsystemmainlyadoptsrelay-contactortocontrol,itsshortcomingsisthenumberofcontact,suchashighfailurerateandpoorreliability,maintenanceworkloadisbig,andcomposedofPLCcontrolsystemisagoodwaytosolvetheaboveproblems.Throughdiscussingthecompositionoftheelevatorcontrolsystem,thispaperexpoundstheprogrammablecontroller(withmitsubishiPLCprogrammingwayofprocesscontrol,putsforwardthethreelayersofelevatorride,andliststhespecificofthemainhardwarecircuit,elevatorcontrolladderdiagramandinstructionlist.Andthesystemcompositionblockdiagramandprogramflowchartisgiven,basedontheanalysis,processing,onthebasisofrandomsignallogicrelation,putforwardtheplanforacompletesetoftheelevatorcontrolsystemscheme.Contact,highfailurerate,poorreliability,installationanddebuggingcycleislong,maintenanceworkload,suchascomplexwiringfaults.Maketheelevatorrunningmoresafe,convenientandcomfortable.InthePLCcoursedesign,Ihavecomeupwithathreelayersofelevatorgroupcontrolsystem,andtheSiemensS7-200seriesprogrammablecontrolleranditsapplicationandcombining,aftercompletingthecurriculum,electricalcontrolandPLCapplicationweinthedesignprocessisrelativelywithease,notfromthebeginning.Thewholeprocessincludingthesolutiondiscussion,programdesign,programchanges,computerdebugging,etc.,spentmoretimeonprogramdesign,mainconsiderationtotheelevatorstoponthefirstfloor,respectivelythesecondandthirdfloorsinothersituationssuchasfloorcall.Wheneverencounterdifficulties,Iactivelycontacttheteachergroupdiscussion,in-depthanalysistheresearchquestion,inthewholeprocess,Iandmyteammemberscooperatewitheachother,learnfromeachother.Keywords:PLC;Theelevator;Riseandfall;Ladderdiagram;Systemcompositionblockdiagram.Keywords:PLC;Theelevator;Riseandfall;Ladderdiagram;Systemcompositionblockdiagram目录1概述..............................................................................................................................................12硬件电路设计和描述...................................................................................................................23软件设计流程及描述...................................................................................................................54课程设计总结...............................................................................................................................85致谢..............................................................................................................................................96参考文献.....................................................................................................................................107附录............................................................................................................................................1111概述随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。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。在许多交通设备中，电梯是自动化程度最高的先进设备的一种。以前的电梯主要采用单片机控制，其性能等各方面都不太完善，现在电梯控制系统多采用PLC，从电梯的性能、器件的灵活性及安全保障方面等都有了很大的提高。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。由PLC控制代替传统继电器控制已成为发展定局PLC是集计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。它的编程软件采用易学易懂的梯形图语言!控制灵方便，抗干扰能力强，运行稳定可靠，通过对电梯控制系统的研究和设计，可以更加深入的了解和认识PLC技术的核心和未来发展的方向。PLC是以微处理为核心的工业控制装置。它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，具有高可靠性、灵活通用、易于编程、使用方便等特点。利用PLC控制电梯有着许许多多的优点，在实际生产和生活中，能够提高生产效率和人们生活水平，给人们带来巨大的效益。我组设计的三层电梯控制系统的主要功能有：①楼层指示灯亮时表示停在相应的楼层，②每当停在各楼层时其楼层指示灯闪烁1秒接着常亮，③有呼叫的楼层有响应，反之没有，④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。在整个PLC课程设计过程中，我主要负责查找资料，程序设计和调试以及负责部分梯形图的编写复查和校对工作。在选择方案时组织我组队员参与讨论，在遇到困难时首先请同学帮助如不能解决则联系老师解决问题，协助我组队员完成PLC课题设计报告。PLC课程设计要求具有较强的理论知识，结合实践上机调试，分析理解能力和故障排除能力，是一个综合性较强的课程设计，这也是本系开设此课程设计的目的和初衷。22硬件电路设计和描述①模拟装置介绍S1、S2、S3分别为轿厢内一层、二层、三层电梯内选按钮；D2、D3分别为二层、三层电梯外下降呼叫按钮；U1、U2分别为一层、二层电梯外上升呼叫按钮；SQ1、SQ2、SQ3分别为一层、二层、三层行程开关，模拟实际电梯位置传感器的作用。L1、L2、L3分别为一层、二层、三层电梯位置指示灯；DOWN为电梯下降状态指示灯；UP为电梯上升状态指示灯；SL1、SL2、SL3分别为轿厢内一层、二层、三层电梯内选指示灯。②控制要求电梯由安装在各楼层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。电梯轿箱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，电梯停在由一层运行至三层的过程中，在二层轿箱外呼叫时，若按二层上升呼叫按钮，电梯响应呼叫；若按二层下降呼叫按钮，电梯运行至二层时3将不响应呼叫运行至三层，然后再下降，响应二层下降呼叫按钮。电梯位置由行程开关SQ1、SQ2、SQ3决定，电梯运行由手动依次拨动行程开关完成，其运行方向由上升、下降指示灯UP、DOWN决定。例如：闭合开关SQ1，电梯位置指示灯L1亮，表示电梯停在1层，这时按下三层下呼按钮D3，上升指示灯UP亮，电梯处于上升状态。断开SQ1、闭合SQ2，L1灭、L2亮，表示电梯运行至二层，上升指示灯UP仍亮