三层电梯PLC控制系统.docx
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三层电梯PLC控制系统
目录
一、可编程控制器(PLC)的发展以及应用1
1概述2
2未来发展趋势3
二、课题设计—可编程控制器(PLC)三层电梯控制系统4
2.1课题设计背景及意义51)
2.2三层电梯控制的功能要求6
2.3三层电梯设计要求7
三、三层电梯控制系统的总体设计方案8
3.1硬件设计9
3.2软件设计10
3.3程序流程11
3.4电梯控制操作过程12
四、总结13
1心得体会15
参考文献14
摘要
关键词:
PLC电梯控制程序设计梯形图
一、可编程控制器(PLC)的发展以及应用
1概述
PLC=ProgrammableLogicController,可编程逻辑控制器,一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器是以微处理器为核心,结合计算机技术,自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业控制装置。
目前可编程控制器成为工业自动化领域中最重要应用最多的控制装置,居工业生产自动化三大支柱的首位。
其应用的深度和广度成为衡量一个国家工业自动化程度高低的标志。
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同。
PLC能广泛应用以各行各业,也正是由于它的自身优越性决定的:
实现成本低范围广高速率PLC能够提供高速的传输永远在线PLC属于"即插即用"便捷
2未来发展趋势
产品规模向大、小两个方向发展大
PLC大力开发智能模块,加强联网通讯能力
增强外部故障的检测与处理能力
新器件和模块不断推出高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外,还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。
编程工具丰富多样,功能不断提高,编程语言趋向标准化有各种简单或复杂的编程器及编程软件,采用梯形图、功能图、语句表等编程语言,亦有高档的PLC指令系统
追求软硬件的标准化。
二、可编程控制器(PLC)三层电梯控制系统
1、课题设计背景及意义
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。
2、三层电梯控制的功能要求
电梯停于1F或2F时,按3F电梯呼叫,电梯上升到3F才停止。
电梯停于2F或3F时,按1F电梯呼叫,电梯下降到1F才停止。
电梯停于1F时,按2F电梯呼叫,电梯上升到2F停止。
电梯停于3F时,按2F电梯呼叫,电梯下降到2F停止。
电梯停于1F时,2F和3F均有按钮呼叫,电梯先上升到2F,暂停2S,然后上升到3F停止。
电梯停于3F时,2F和1F均有按钮呼叫,电梯先下降到2F,暂停2S,然后下降到1F停止。
电梯上升途中或下降途中,任何反方向按钮呼叫均无效。
每层楼之间到达时间应在12S之内完成,否则电梯停机。
3、三层电梯设计要求
电梯在上升的过程中只响应向上的呼叫,在下降的过程中只响应向下的呼叫,电梯向上或向下的呼叫执行完成后再执行反向呼叫。
电梯等待呼叫时,同时有不同呼叫时,谁先呼叫执行谁。
具有呼叫记忆、内选呼叫指示功能。
具有楼层显示、方向指示、到站声音提示功能。
三、三层电梯控制系统的总体设计方案
1硬件设计
电梯机械组成系统结构:
(1)曳引系统
(2)导向系统
(3)轿厢
(4)门系统
(5)重量平衡系统
(6)电力拖动系统
(7)电气控制系统
(8)安全保护系统
P
L
C控
制
器
桥厢内外呼梯按钮电路
脉冲计数电路
光电编码盘
楼层显示电路
(7段数码管)
桥厢开关门电路
呼梯按钮记忆等电路(发光二极管)
变频器
拽引电机(拖动电机上下运行)
电梯控制系统硬件结构图
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;断开SQ2、闭合SQ3,电梯运行至三层,上升指示灯UP灭,电梯结束上升状态,以此类推。
当电梯在三层时(开关SQ3闭合),电梯位置指示灯L3亮。
按下轿厢内选开关S1,电梯进入下降状态。
在电梯从三层运行至一层的过程中,若按下二层上呼U2与下呼按钮D2,由于电梯处于下降状态中,电梯将只响应二层下呼,不响应二层上呼。
当电梯运行至二层时,电梯停在二层,当电梯运行至一层时,一层内选指示灯SL1灭,下降指示灯DOWN灭,上升指示灯UP亮,电梯转为上升状态,响应二层上呼,当电梯运行至二层时,上升指示灯UP灭。
每当到达楼层若电梯门指示灯不闪烁则继续前进,否则执行电梯门开关动作。
③I/O分配表
(1)输入
序号
名称
面板符号
程序符号
输入点
1
三层内选按钮
S1
S1
I0.0
2
二层内选按钮
S2
S2
I0.1
3
一层内选按钮
S3
S3
I0.2
4
三层下呼按钮
D3
D3
I0.3
5
二层下呼按钮
D2
D2
I0.4
6
二层上呼按钮
U2
U2
I0.5
7
一层上呼按钮
U1
U1
I0.6
8
三层行程开关
SQ2
SQ2
I0.7
9
二层行程开关
SQ3
SQ3
I1.0
10
一层行程开关
SQ4
SQ4
I1.1
(2)输出
序号
名称
面板符号
程序符号
输出点
1
三层指示灯
L3
L3
Q0.0
2
二层指示灯
L2
L2
Q0.1
3
一层指示灯
L1
L1
Q0.2
4
电梯上升指示灯
DOWN
DOWN
Q0.3
5
电梯下降指示灯
UP
UP
Q0.4
7
三层内选指示灯
SL3
SL3
Q0.5
8
二层内选指示灯
SL2
SL2
Q0.6
9
一层内选指示灯
SL1
SL1
Q0.7
2软件设计
由于控制中PLC需要持续信号,并要求有灯光指示,所以输入按钮要连接到SR锁存器上以保持信号。
此芯片将保持该信号直到此触发器被复位时清除,复位该触发器的是1层与3层的平层信号,所以当电梯到达最顶层或最底层时,复位信号使SR锁存器复位,但是2层复位信号由软件进行控制,因为二层为中间楼层。
所以当此电梯正在上行或者下行时,且电梯有应当响应的运行方向时,其对应指示灯应闪烁以显示其当前所在楼层及运行状况,此时,PLC将重置对应已经响应的楼层呼叫信号。
电梯控制系统由三部分组成:
内部呼叫指令,外部呼叫指令,电梯轿厢所在楼层。
内部呼叫指令为轿厢内的指令按钮,包括1-3层内呼按钮,1个开门按钮,共4个。
。
电梯轿厢所在楼层通过三个LED显示,每层对应一个,通过电梯轿厢楼层由PLC直接控制。
3程序流程
N1N6
//初始化//二层下行指示灯
LDSM0.1LDNM19.0
OM15.0ANM18.0
ANI0.6ANM18.1
AM31.7ANM17.0
=M15.0ANM19.1
N2ANM18.2
//一楼上行ANM17.2
LDI0.0=M17.4
OM16.0N7
ANI0.6//三层下行指示灯
ANM15.0LDNM19.0
=M16.0ANM19.1
N3ANM18.0
//二层上行指示灯ANM18.2
LDNM16.0=M18.4
ANM17.1N8
ANM16.1//三层下行指示灯(楼外)
ANM17.2LDI0.4
=M17.3OM18.1
N4LDNI1.0
//二层上行指示灯(楼外)ONM18.4
LDI0.1ALD
OM17.0LDNI1.0
LDNI0.7ONM15.2
ONM17.3ALD
ALDANM15.0
LDNI0.7=M18.1
ONM15.1N9
ALD//一层楼内指示灯
ANM15.0LDI1.4
=M17.0OM16.1
N5ANI0.6
//二层下行指示灯(楼外)ANM15.0
LDI0.2=M16.1
OM17.1N10
LDNI0.7//二层楼内指示灯
ONM17.4LDI1.5
ALDOM17.2
LDNI0.7ANI0.7
ONM15.2ANM15.0
ALD=M17.2
ANM15.0N18
=M17.1//三层楼内指示灯
N11LDI1.6
//三层上行指示灯OM18.2
LDNM16.0ANI1.0
ANM17.0ANM15.0
ANM17.1=M18.2
ANM18.1N19
ANM16.1//复位
ANM17.2LDI0.6
ANM18.2OI0.7
=M18.3OI1.0
N12OI1.1
//三层上行指示灯(楼外)EU
LDI0.3=M13.0
OM18.0N20
LDNI1.0//清零
ONM18.3LDM13.0
ALDMOVB0,MB10
LDNI1.0MOVB0,MB11
ONM15.1MOVB0,MB12
ALDMOVB0,MB13
ANM15.0N21
=M18.0//二层上行请求
N13LDB>MB11,MB1
//电梯位置赋值1=M17.5
LDI0.6N22
MOVB1,MB1//二层下行请求
N14LDB //电梯位置赋值2=M17.6 LDI0.7N23 MOVB2,MB1//三层上行请求 N15LDB>MB12,MB1 //电梯位置赋值3=M18.5 LDI1.0N24 MOVB3,MB1//三层下行请求 N16LDB //指示灯赋值1=M18.6 LDM16.0N25//电梯门关保证 OM16.1LDI1.3 MOVB1,MB10ANI1.2 N17=M13.1 //指示灯赋值2N26 LDM17.0//指示灯赋值3 OM17.1LDM18.0 OM17.2OM18.1 MOVB2,MB11OM18.2 MOVB3,MB12 梯形程序图: 流程图 电梯启动时,检测电梯是否停在二或三楼层且有呼叫信号,如果是就等待呼叫信号,如果不是时,电梯自动下降到一层等待呼叫信号。 当检测到有呼叫信号时,例如: 电梯停在一层时检测到三层呼叫信号,电梯离开一层经过二层,接着到达三层,电梯停止。 当电梯停前检测到呼叫信号,例如: 电梯停在一层时检测到三层呼叫信号,电梯离开一层经过二层,准备到达三层时检测到二层呼叫信号,电梯停在三层后继续下降到二层等待呼叫信号。 4电梯控制操作过程 电梯从一层开始运行。 电梯先开门5秒钟,并检测是否有上行请求。 其由一层运行到另一层由定时器来定义。 两连续楼层之间的过渡时间为8S。 只要有请求服务,电梯开门5秒钟以供接载乘客,然后等待下一个请求指令。 每当有一个楼层通过时,指示灯有一秒的闪烁,以指示当前电梯即将达到指定楼层。 这些请求要求其反方向运行以前,上下行方向与当前电梯运行方向应当一致,不管那个请求是首先呼叫。 电梯系统将继续将剩下的请求以类似的方式完成。 无论电梯还有多少请求指令等待完成,电梯将停留在当前所在楼层,开门5秒钟,然后自动关门,直到有新的请求指令激活。 然而,在电梯运行过程中,程序设定电梯门永远不会开,不管什么时候,只要报警开关得电,报警信号开始闪烁,并且电梯轿厢将停在最近的目的地楼层,打开层门并冻结所有的电梯请求信号,直到电梯报警解除。 ●总结 (五、总结 (系统调试、问题分析与解决方案、结论、心得与体会等,其中心得与体会字数在300-400之间) ) 系统的调试(图) 1参考文献 【1】陈建明编著.电气控制与PLC应用.电子工业出版社.2010.7 【2】林德杰编著.过程控制仪表及控制系统.机械工业出版社.2010.05 【3】刘刚编著.ProtelDXP2004SP2原理图与PCB设计.电子工业出版社.2009.07 【4】石健如,邓旋,林志强,禹华军.PLC在电梯位移控制中的应用[j].电气传动,2001 (1) 2心得体会 心 得 体 会 电梯技术的发展水平体现了社会的科学文明。 通过学习使我了解了电梯的发展,同时也知道了利用PLC控制电梯具有接线简单、编程直观、扩展容易、可靠性高等特点,且电梯运行平稳,舒适感好,也可以可用于对老式电梯的技术改造。 通过对PLC的进一步学习使我认识到它在电梯的运行中就像人的大脑一样重要,同时也使我认识到PLC在实际生活中的真正作用,也有了更进一步的研究。 在学到了很多知识的同时也让我发现了很多不足和以后需要学习的地方。 比如: 硬件方面电路板中的电子器件是如何那样有逻辑的组合在一起,软件方面PLC编制的每一条语句的意思与作用。 通过对本次课题研究,让我们认识了PLC在工业行业中所起的作用,让我们进一步了解了PLC的工作原理,PLC的一些特性。 同时也看到了我们专业的实际应用和发展。 2011年4月18日 教 师 评 语 年月日 成 绩 及 签 名 年月日 Tags:
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