西门子S7-200PLC-控制4四层电梯方案

PLC程序设计的一般步骤进行PLC控制设计时必须做好以下3方面基础工作（调研）：•1.了解系统的概况：包括系统的控制目标、控制方案、控制规模、整体功能、具体功能、控制精度、I/O种类和数量、是否需要通讯、通讯内容与方式、是否需要显示、显示内容与方式、操作方式，等等，应尽量对系统有一个全面的了解。•2.熟悉使用的PLC的类型、功能、编程语言和指令系统，能熟练地操作编程器和控制器。•3.根据控制系统的控制要求、设备、器件条件、工艺过程，结合采用的PLC的功能强弱，确定PLC在整个控制系统中所承担的工作任务。PLC设计主要有以下几个步骤：•1．根据PLC担负的任务，明确PLC的输入输出信号的种类和数量，编制输入输出信号表。•2．制定控制结构框图,选择控制方案。•3．按选定的方案,制定相应的图表。•4．编写PLC梯形图程序。•5．编写PLC语句程序。•6．程序调试和修改。•7．编制程序使用说明书和其他文件PLC程序设计常用的方法：主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、顺序控制设计法、逻辑设计法等。•1.经验设计法：经验设计法即在一些典型的控制电路程序的基础上，根据被控制对象的具体要求，进行选择组合，并多次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能达到控制要求。这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法。•2.继电器控制电路转换为梯形图法：用PLC的外部硬件接线和梯形图软件来实现继电器控制系统的功能。•3.顺序控制设计法：根据功能流程图，以步为核心，从起始步开始一步一步地设计下去，直至完成。此法的关键是画出功能流程图。•4.逻辑设计法：通过中间量把输入和输出联系起来。实际上就找到了输出和输入的关系，完成了设计任务。用这种方法设计PLC程序，设计者可以顺利地设计出结果正确的PLC程序。一、PLC控制系统设计的基本原则1）充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求；2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便；3）保证控制系统安全可靠；4）应考虑生产的发展和工艺的改进，在选择PLC的型号、I/O点数和存储器容量等内容时，应留有适当的余量，以利于系统的调整和扩充。二、PLC控制系统设计的一般步骤1．熟悉被控对象，制定控制方案；2．确定I/O设备；3．选择PLC：选择时主要包括PLC机型、容量、I/O模块、电源的选择；4．分配PLC的I/O地址：列出输入/输出设备与PLC输入输出端子的对照表；5．设计软件及硬件；6．联机调试；7．整理技术文件：包括设计说明书、电气安装图、电气元件明细表及使用说明书等。------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------实例一PLC在电梯控制中的应用1.熟悉被控对象，制定控制方案；电梯控制是一个随机控制系统，系统没有固定的控制顺序，其控制作用是根据PLC外部提出的控制要求（输入的信号）而实施的。电梯的控制内容包括：箱内、外按钮的控制，电梯运行到位开门、关门的控制，每层指示灯及安全措施、报警作用的控制等。在此以三层的电梯箱内控制为例。电梯控制系统的要求（F:呼梯开关）（1）电梯在一层或二层时，出现三层呼梯（3F＝ON）信号，则电梯上升，运行到三层，三层限位开关闭合（SQ:限位开关；SQ3＝ON）后停止运行。（2）电梯在一层时，出现二层呼梯（2F=ON）信号，则电梯上升，运行到二层，二层的限位开关闭合（SQ2=ON）后停止运行。（3）电梯在一层时，同时出现二层和三层的呼梯（2F=ON,3F=ON）信号，则电梯上升运行；先上升到二层（SQ2=ON）,暂停运行2s后，再继续上升到三层，直到三层的限位开关闭合（SQ3=ON）电梯停止运行。（4）电梯在三层或二层时，出现一层呼梯（1F=ON）信号，则电梯下降运行；直到一层的限位开关闭合（SQ1=ON）,电梯停止运行。（5）电梯在三层时，出现二层呼梯（2F=ON）信号，则电梯下降运行；直到二层的限位开关闭合（SQ2=ON）,电梯停止运行。（6）电梯在三层时，同时出现二层或一层呼梯（2F=ON、1F=ON）信号，则电梯下降运行；先到二层，暂停运行2s后，电梯又继续下降，直到一层的限位开关闭合（SQ1=ON）,电梯停止运行。（7）电梯在上升途中，任何下降呼梯均无效。（8）电梯在下降途中，任何上升呼梯均无效。（9）电梯到达每层的运行时间限定小于10s；超过10s，则电梯自动停止运行。（10）此控制采用FX系列PLC实现控制。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------四层电梯控制要求：上行要求：图三层楼电梯控制示意图1.当电梯停于1层或2层、或3层时，按S4按钮呼梯则电梯上升至LS4停。2.当电梯停于1层，若按S2按钮呼梯，则电梯上升LS2停，若按S3按钮呼梯，则电梯轿箱上升至LS3停。3.当电梯停于2层，若按S3按钮呼梯，则电梯上升到LS3停，4.当电梯停于1层而S2、S3按钮均有人呼梯时，电梯上升到LS2暂停5秒后继续上升到LS3停。5.当电梯停于2层，而S3、S4按钮均有人呼梯时，电梯上升到LS3暂停5秒后继续上升到LS4暂停。6.当电梯、停于1层，而S2、S4按钮均有人呼梯时，电梯上升到LS2暂停5秒后，继续上升到LS4停。7.当电梯停于1层，而S3、S4按钮均有人呼梯时，电梯上升到LS3暂停5秒后继续上升到LS4停。8.当电梯停于1层，而S2、S3、S4按钮均有人呼梯时，电梯上升到LS2暂停5秒后继续上升到LS3暂停5秒后继续上升到LS4停。下行要求：9.当电梯在4层或3层或2层时，按S1呼梯，则电梯下降到LS1停。10.当电梯停于4层，若按S3呼梯，则电梯下降到LS3停，若按S2呼梯，则电梯下降到LS2停。11.当电梯停于3层，若按S2按钮呼梯，则电梯下降到LS2停止。12.当电梯停于4层，而S2、S3按钮均有人呼梯时，电梯下降到LS3暂停5秒后继续下降至LS2停。13.当电梯停于4层，而S3、S1均有人呼梯时，电梯下降到LS3暂停5秒，继续下降到LS1停止。14.当电梯停于4层，而S3、S2、S1按钮均有人呼梯，则电梯下降到LS3暂停5秒继续下降到LS2暂停5秒后，继续下降到LS1停止。15.当电梯停于3层，而S2、S1按钮均有人呼梯，则电梯下降到LS2暂停5秒后继续下降到LS1停止。16.当电梯停于2层，而S1、S3、S4按钮均有人呼梯，则电梯先下降至LS1暂停5秒后，再上升。17.当电梯停于3层，而S1、S2、S4按钮均有人呼梯，则电梯先下降至LS2暂停5秒后，继续下降到LS1暂停5秒，再上升至LS4停止。注：选择方向与运行方向不一致时，呼叫无效，内选同上。------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3.电梯控制程序的设计1．I/O地址分配对于四层电梯来说：该系统占用PLC的30个I/O口，14个输入点，16个输出点，具体的I/O分配如下表所示。序号名称输入点序号名称输出点0一层平层I0.00电梯上行记忆Q0.01二层平层I0.11电梯下行记忆Q0.12三层平层I0.22电机正转Q0.23四层平层I0.33电机反转Q0.34内呼一楼I0.44内呼一楼指示Q0.45内呼二楼I0.55内呼二楼指示Q0.56内呼三楼I0.66内呼三楼指示Q0.67内呼四楼I0.77内呼四楼指示Q0.78一层外呼上行I1.08一层外呼上行指示Q1.09二层外呼上行I1.19二层外呼上行指示Q1.110三楼外呼上行I1.210三楼外呼上行指示Q1.211二楼外呼下行I1.311二楼外呼下行指示Q1.312三楼外呼下行I1.412三楼外呼下行指示Q1.413四楼外呼下行I1.513四楼外呼下行指示Q1.514手动开门I2.014门电机正转Q1.615手动关门I2.115门电机反转Q1.716开门限位I2.217关门限位I2.318电梯上升极限位I2.419电梯下降极限位I2.52．逻辑设计对于四层电梯，PLC外部接线图本设计的PLC外部接线图如图4-1所示.CPU226CN的传感器电源24V(DC)可以输出600mA电流，通过核算在本设计中PLC容量完全满足要求，CPU226CN的输出继电器触点容量为2A，电压范围为5~30V（DC）或5~250V（AC）X000X001X002T2M106M105M104T2Y000Y001T1M107M107X001M106T1M107M106X000X001X004X003X002M106T1M105X002X004X001M105K20K100X000X001X005X002M100M100X000X004X001M101M101X000X004X005X002X001M102M102T0X001M102T0M103M103M103T0M100T2Y001Y000M101M102X002X001X003X000M104M104K20图三层楼电梯厢内控制梯形图2.可编程控制器机型的选择本系统为四层楼的电梯,采用集选控制方式。所需输入/输出点数与内存容量估算如下:1．输入/输出点的估算：输入点共有14个，输出点共有16个,总共30个2.内存容量的估算本系统有开关量I/O总点数有30个，模拟量I/O数为0个。利用估算PLC内存总容量的计算公式:存字数=开关量I/O总点数×(10～15)+模拟量I/O总点数×(150～250)再按30%左右预留余量。估算本系统需要约1K字节的内存容量。综合I/O点数以及内存容量，S7—200的CPU226输入，输出点数为24／16，足以满足要求。3.梯形图1外召唤信号登记及消除2内指令信号登记及消除点动内呼按钮，信号登记显示。到层信号取消。本系统设一楼为基站，两分钟内无任何操作，电梯自动返回一楼。3电梯的平层信号处理4选层定向及反向截梯轿厢上行轿厢下行5内指令外召唤信号的保持轿厢的内呼指令与外召唤指令保持信号，用于在有乘坐需要的楼层停车，并自动或手动执行开关门操作。开关门执行一次之后，信号取消。使电梯能够继续响应其他乘坐信号。6各楼层停车信号7自动开关门如梯形图所示，电梯到层停车后，延时2s开门，5s后自动关门。并设有手动开门按扭和关门按钮。可实现即时开关门。补充：1—控制柜(屏)2一拽引机3—拽引钢丝绳4—限速器5—限速器钢绳6—限速器张紧装置7—轿厢8—安全钳9—轿厢门安全触板10—导轨11—对重12—厅门13—缓冲器对于一个四层电梯的控制，要解决的主要问题包括以下几个方面：（1）轿内按扭以及各层门厅按扭的设置；（2）电梯运行位置的监测；（3）电梯和各层门厅开关门状态的监测；（4）确定控制的逻辑。1.经验设计法经验设计法也叫凑试法。在掌握一些典型控制环节和电路设计的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，凭经验进行选择、组合。这种方法对于一些简单的控制系统的设计是比较凑效的，可以收到快速、简单的效果。经验设计法的具体步骤如下：（1）确定输入/输出电器；（2）确定输入和输出点的个数、选择PLC机型、进行I/O分配；（3）做出系统动作工程流程图；（4）选择PLC指令并编写程序；（5）编写其它控制控制要求的程序；（6）将各个环节编写的程序合理地联系起来，即得到一个满足控制要求的程序。---------