西門(mén)子PLC控制的五層電梯系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

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電梯控制系統(tǒng) The elevator control system 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題目 電梯監(jiān)控系統(tǒng)研制 控制程序 PLC 實(shí)現(xiàn)部分 一 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 內(nèi)容及要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術(shù)要求 達(dá) 到的指標(biāo)和應(yīng)做的實(shí)驗(yàn)等 主要內(nèi)容 1 熟悉電梯的基本概況 2 學(xué)習(xí)和掌握 PLC 編程的基本原理和方法 3 理清電梯系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的邏輯關(guān)系 4 軟件編制 仿真分析 總體調(diào)試 設(shè)計(jì)要求 1 控制對(duì)象 電梯 2 控制策略 采用西門(mén)子 PLC 編程仿真工具 STEP7 V5 4 二 完成后應(yīng)交的作業(yè) 包括各種說(shuō)明書(shū) 圖紙等 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 英 文 翻 譯 程 序 代 碼 三 完成日期及進(jìn)度 自 2010 年 03 月 08 日起至 2010 年 06 月 25 日止進(jìn)度安排 2010 03 08 03 19 收集 消化資料 了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 03 20 04 10 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 04 11 05 08 編制控制軟件 局部調(diào)試 05 09 05 24 總體調(diào)試 系統(tǒng)優(yōu)化 05 25 06 15 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 06 16 06 19 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 四 主要參考資料 包括書(shū)刊名稱 出版年月等 1 邱道尹 S7 300 400PLC 入門(mén)和應(yīng)用分析 M 中國(guó)電力出版社 2008 01 2 柴瑞娟等 西門(mén)子 PLC 編程技術(shù)及工程應(yīng)用 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 07 3 廖映華 PLC 在電梯模型控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 J 電氣技術(shù)與自 動(dòng)化 2007 9 1 114 116 系 教研室 主任 簽章 年 月 日 學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo) 簽章 年 月 日 論 文 摘 要 本文介紹一種電梯 PLC 控制系統(tǒng) 電梯是垂直方向的運(yùn)輸設(shè)備 是高層 建筑中不可缺少的交通運(yùn)輸設(shè)備 它靠電力 拖動(dòng)一個(gè)可以載人或物的轎廂 在建筑的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運(yùn)動(dòng) 在人們生活中起著舉足輕重的作用 而控制電梯運(yùn)行的 PLC 系統(tǒng)也要求越來(lái)越高 要求達(dá)到電梯運(yùn)行的 穩(wěn) 準(zhǔn) 快 的運(yùn)行目的 該系統(tǒng)主要由 PLC 邏輯控制電路組成 其中包括交流異 步電動(dòng)機(jī) 繼電器 接觸器 行程開(kāi)關(guān) 按鈕 發(fā)光指示器和變頻器組成為 一體的控制系統(tǒng) 本機(jī)控制單元采用以西門(mén)子的可編程控制器 PLC 對(duì)機(jī)器進(jìn) 行全過(guò)程控制 整個(gè)系統(tǒng)通過(guò) PLC 邏輯控制電路對(duì)電梯的升降 加 減速 平層 起 動(dòng) 制動(dòng)控制 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 運(yùn)行效率高 平層精度高 易于理解與掌握 關(guān)鍵詞 PLC 控制系統(tǒng) 電梯 邏輯控制電路 變頻器 Abstract This text introduces the control system of a kind of elevator PLC The elevator is perpendicular directional of the conveyance equipments be indispensable in the high building of transportation equipments It depends electric power dragging along to move a car that can carry person or thing and lead a track in the building of the well way up do perpendicularity to ascend and descend sport there is prominent function in the people s life And the control elevator circulate of the PLC system also has more and more high request request to attain the movement purpose of steady quasi quick of elevator movement That system mainly from PLC logic control the electric circuit constitute Include an exchanges difference to tread electric motor among them after the electric appliances get in touch with a machine route of travel switch and press button give out light the indicator constitute and transducer for the control system of integral whole The this machine control unit adoption carries on whole process a control to the machine by the programmable controller PLC of Siemens company The whole system passes PLC logic control the electric circuit is to the rise and fall of elevator Add decelerate Even layer Start make to move a control Its structure is simple and circulate an efficiency even layer accuracy be easy to comprehension and control Key Words The PLC controls system elevator The logic controls electric circuit transducer 目 錄 第一章 緒論 1 1 1 課題研究的背景 1 1 2 電梯控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀 2 1 3 論文的主要內(nèi)容 3 第二章 電梯的基本結(jié)構(gòu)及控制原理 4 2 1 電梯土建的基本結(jié)構(gòu) 4 2 2 電梯的機(jī)械基本結(jié)構(gòu) 4 2 3 電梯電氣系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 6 2 3 1 電梯的拖動(dòng)系統(tǒng) 6 2 3 2 電梯的控制系統(tǒng) 8 2 4 電梯控制系統(tǒng)的原理與要求 8 第三章 PLC 的結(jié)構(gòu)及基本指令 11 3 1 PLC 的結(jié)構(gòu)原理 11 3 1 1 PLC 的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 11 3 1 2 可編程控制 13 3 2 PLC 的工作原理 14 3 2 1 PLC 的等效工作電路 14 3 2 2 PLC 的工作原理 15 3 3 PLC 的軟件系統(tǒng) 16 3 4 STEP 7 編程軟件的編程語(yǔ)言及基本指令 17 3 4 1 STEP 7 編程軟件的編程語(yǔ)言 17 3 4 2 STEP 7 編程軟件的基本指令 18 第四章 PLC 在交流調(diào)速電梯上的應(yīng)用 19 4 1 電梯控制系統(tǒng)構(gòu)成 19 4 2 電梯控制硬件設(shè)計(jì) 19 4 3 電梯設(shè)計(jì)流程圖 22 4 4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 23 4 4 1 創(chuàng)建項(xiàng)目 24 4 4 2 硬件組態(tài) 配置機(jī)架 26 4 4 3 符號(hào)表編輯 27 4 5 電梯仿真調(diào)試過(guò)程 27 4 5 1 電梯開(kāi)關(guān)門(mén) 27 4 5 2 層樓信號(hào)的產(chǎn)生于消除 30 4 5 3 內(nèi)選指令的登記與消除 31 4 5 4 外呼信號(hào)的登記與消除 32 4 5 5 電梯上下行定向 33 4 5 6 電梯啟制動(dòng)調(diào)速運(yùn)行 36 結(jié) 束 語(yǔ) 37 參考文獻(xiàn) 39 附錄 40 第一章 緒論 1 1 課題研究的背景 電梯是將機(jī)械原理應(yīng)用 電氣技術(shù) 微處理器技術(shù) 系統(tǒng)工程學(xué) 人體 工程學(xué)及空氣動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)集于一體的機(jī)電設(shè)備 它是建筑物中的 永久性垂直交通工具 電梯作為一種較為復(fù)雜的機(jī)電一全化設(shè)備 它由多許 機(jī)械構(gòu)件和電子 電氣 大規(guī)模集成電路組成的微型計(jì)算系統(tǒng)及聲 光控制 部件所組成 那么電梯到底有哪些功能呢 我們從按下電梯的按鈕到完成電 梯的運(yùn)行并走出電梯轎廂 實(shí)際上已包含了電梯的許多功能 如 電梯的定 向選層 電梯的起動(dòng) 加速 穩(wěn)速運(yùn)行 到站減速 平層停車 開(kāi)關(guān)門(mén) 還 有檢修功能 安全保護(hù)功能 消防功能 樓層顯示等 從電梯控制統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法分 電梯的控制系統(tǒng)經(jīng)歷了繼電器控制 可編 程序控制 PLC 單片微機(jī)控制 多微機(jī)控制多種形式 繼電器控制系統(tǒng) 是 80 年代最廣泛的一種電梯控制方式 有控制邏輯線路簡(jiǎn)單 直接 易于 理解和掌握的優(yōu)點(diǎn) 但由于該類系統(tǒng)是由眾多繼電器 接觸器構(gòu)成 使用一 段時(shí)間后其接觸點(diǎn)往往接觸不良 所以電梯故障高 眾多的繼電器 接觸器 動(dòng)作噪聲較大 整個(gè)控制柜體積大 隨著多微機(jī)系統(tǒng)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng) 用 電梯控制發(fā)生了限大的變化 因?yàn)槲C(jī)在電梯中的應(yīng)用不僅取代了大部 分繼電器和選層器 整個(gè)系統(tǒng)更加可靠 靈活性更加提高 功能大增強(qiáng)了 但微機(jī)的集成度高 功能項(xiàng)目固化 一般維修人員及工程人員修改或增加不 了其功能 如要修改或增加其功能要找回生廠家或用專用的工具 可編程序 控制器取代繼電器構(gòu)成的電梯控制系統(tǒng) 可以實(shí)現(xiàn)由繼電器實(shí)現(xiàn)的邏輯控制 功能 而且觸點(diǎn)少 可靠高 故障率低 維修方便 噪聲小最主要的是可編 程序控制系統(tǒng)的 可編程 功能 使得當(dāng)改變電梯的控制功能時(shí) 只要更改程 序即可 而 PLC 的編程語(yǔ)言需不盡相同 但都有通俗易懂 便于自學(xué)的優(yōu)點(diǎn) 一般維修及工程人員都能掌握 PLC 電梯控制系統(tǒng)比較適用于小高層的樓房 1 2 電梯控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀 電梯的出現(xiàn)大大方便了人們的生活 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展 高層建 筑不斷增多 電梯在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用 電梯作為高層 建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分 隨著經(jīng)濟(jì)的高速 發(fā)展 微電子技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展 這使得 交流變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代 實(shí)際上電梯是根據(jù)外 部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的 而呼叫是隨機(jī)的 電梯實(shí)際上是一 個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng) 單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求 的 因此 電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制 目前電梯的控制普遍采用 了兩種方式 一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元 完成電梯信號(hào)的采集 運(yùn)行 狀態(tài)和功能的設(shè)定 實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能 拖動(dòng)控制則由變 頻器來(lái)完成 第二種控制方式用可編程控制器 PLC 取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集 選控制 從控制方式和性能上來(lái)說(shuō) 這兩種方法并沒(méi)有太大的區(qū)別 國(guó)內(nèi)廠 家大多選擇第二種方式 其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小 自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控 制裝置成本較高 而 PLC 可靠性高 程序設(shè)計(jì)方便靈活 抗干擾能力強(qiáng) 運(yùn) 行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn) 所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn) 隨著人們生活水平的不斷提高 對(duì)電梯的要求的也相應(yīng)提高 為滿足和提高 人們的生活質(zhì)量 電梯的智能化 自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展 特別是隨著技術(shù) 微電子和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展 現(xiàn)代電梯的技術(shù)含量日益提高 在改善 電梯性能的同時(shí) 對(duì)電梯的設(shè)計(jì) 管理和維護(hù)人員提出了更高的要求 1 3 論文的主要內(nèi)容 在電梯的控制中其控制量多 邏輯性強(qiáng) 隨機(jī)性大是其主要特點(diǎn) 對(duì)于 PLC 控制設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō) 電梯控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性和典型性 研究 分析 電梯的邏輯關(guān)系 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制 對(duì)于理解和學(xué)習(xí) PLC 都具有很好的意義 控制電梯運(yùn)行的 PLC 系統(tǒng)要求達(dá)到電梯運(yùn)行的 穩(wěn) 準(zhǔn) 快 的運(yùn)行目 的 該系統(tǒng)主要由 PLC 邏輯控制電路組成 其中包括交流異步電動(dòng)機(jī) 繼 電器 接觸器 行程開(kāi)關(guān) 按鈕 發(fā)光指示器和變頻器組成為一體的控制系 統(tǒng) 本機(jī)控制單元采用以西門(mén)子公司的可編程控制器 PLC 對(duì)機(jī)器進(jìn)行全過(guò)程 控制 整個(gè)系統(tǒng)通過(guò) PLC 邏輯控制電路對(duì)電梯的開(kāi)關(guān)門(mén) 升降 加 減速 平層 起動(dòng) 制動(dòng)控制 要求其達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 運(yùn)行效率高 平層精度高 使其能夠易于理解與掌握 最后再通過(guò)西門(mén)子 PLC 調(diào)試軟件進(jìn)行調(diào)速 滿足 設(shè)計(jì)所需要的要求 第二章 電梯的基本結(jié)構(gòu)及控制原理 電梯是一種較為復(fù)雜的機(jī)電一體化的設(shè)備 一臺(tái)完整的電梯主 要由成土建部分 機(jī)械部分和電氣部分組成 2 1 電梯土建的基本結(jié)構(gòu) 土建部分大致由機(jī)房 井道 底坑組成 一 電梯機(jī)房 通常電梯機(jī)房設(shè)在建筑物的頂樓 機(jī)房?jī)?nèi)沒(méi)廂 控制柜 電梯曳引主機(jī) 導(dǎo)向輪 防止電梯超速的限速器 電梯的 總電源盒等部件 二 電梯井道 是在機(jī)房曳引機(jī)的上方是貫穿于建筑物通體高 度的方形直通道空間 井道側(cè)壁上安裝有堅(jiān)直的導(dǎo)軌 作為引導(dǎo)轎 廂 對(duì)重運(yùn)動(dòng)提供空間 三 底坑 井道的底部平面低于建筑物的最低層的地面 主在 用于安裝電梯轎廂 對(duì)重緩沖器 以便在轎廂沖頂 蹲低有緩沖的 空間起減速緩沖作用 2 2 電梯的機(jī)械基本結(jié)構(gòu) 機(jī)械部分主要有曳引主機(jī) 導(dǎo)向輪 曳引鋼絲繩 繩頭 限速器 安全鉗 導(dǎo)軌 導(dǎo)靴 電梯轎廂 開(kāi)關(guān)門(mén)連桿裝置 層門(mén) 門(mén)鎖 緩 沖器等部件 一 曳引機(jī) 是電梯轎廂升降的主拖動(dòng)機(jī)械 它由電動(dòng)機(jī) 制動(dòng)器 減速箱 無(wú)齒輪曳引機(jī)沒(méi)有減速箱 曳引輪 和底座等組成 二 曳引鋼絲繩 電梯用曳引鋼絲繩常采用電梯專用西魯式鋼絲繩 6X19S NF 或 8X19S NF 三 導(dǎo)向輪 導(dǎo)向輪用于半繞時(shí) 俗稱過(guò)橋輪 用于全繞式時(shí) 稱為抗繩輪 導(dǎo)向輪是用來(lái)調(diào)整鋼絲繩與曳引輪之間的包角大小 與及調(diào)整轎廂 與對(duì)重的相對(duì)位置 四 限速器 安全鉗 限速器 安全鉗裝置由限速器 限速鋼絲繩 安全鉗 底坑張緊 輪四部分組成 電梯中限速器與安全鉗成對(duì)出現(xiàn)和使用 它們是電 梯中最重要的一道安全保護(hù)裝 置 其作用有 電梯由于超速 打滑 斷繩 控制制失控等原因 起到了安全保護(hù)作用 五 導(dǎo)軌 導(dǎo)靴 導(dǎo)軌和導(dǎo)靴是電梯轎廂和對(duì)重導(dǎo)向部分 電梯導(dǎo)軌材料多采用 普通碳素鋼 A3F 軋鋼 要求具有足夠的強(qiáng)度 韌性 在受到強(qiáng)烈沖 擊時(shí)不致發(fā)生斷裂 導(dǎo)靴是轎廂與對(duì)重沿著導(dǎo)軌上下移動(dòng)的導(dǎo)向裝置 六 電梯轎廂 電梯轎廂是電梯中裝乘客或貨物的金屬結(jié)體 它由轎廂架 轎 廂壁 轎廂底 轎廂頂 轎門(mén)等到幾部分組成 由上下四組導(dǎo)靴向 沿導(dǎo)軌作垂直升降運(yùn)動(dòng) 完成垂直運(yùn)輸任務(wù) 常用電梯轎廂內(nèi)部?jī)?高和使用者正常出入門(mén)口凈高一樣 應(yīng)不小于 2 米 寬度和深度由 電梯的實(shí)際載重量而定 七 開(kāi)門(mén)機(jī)及開(kāi)關(guān)門(mén)機(jī)構(gòu) 自動(dòng)開(kāi)門(mén)裝在轎頂靠近轎門(mén)處 由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速裝置 齒輪 傳動(dòng)或蝸輪傳動(dòng)或帶齒膠帶傳動(dòng) 帶動(dòng)曲柄桿機(jī)構(gòu)去開(kāi) 關(guān)門(mén) 八 層門(mén) 層門(mén)是電梯在各樓層的停站 也是供乘客或貨物進(jìn)出電梯轎廂 通向各層大廳出入口 又稱為廳門(mén) 層門(mén)由門(mén)框 門(mén)板 門(mén)頭架 吊門(mén)滾輪 層門(mén)地坎和門(mén)聯(lián)鎖等組成 門(mén)框又由門(mén)楣 門(mén)導(dǎo)軌或門(mén) 上坎 左右立柱組成 九 對(duì)重裝置 對(duì)重裝置的作用 是以其自重量去平衡轎廂側(cè)所懸掛的重量 它的作用有 1 減少電梯曳引機(jī)的輸出功率 2 減少曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦曳引力 延長(zhǎng)鋼絲繩壽 命 3 如果電梯在 沖頂 或 蹲底 時(shí) 使電梯失去曳引條 件 避免沖擊并井道頂部 4 使電梯的提升高度不像強(qiáng)制式驅(qū)動(dòng)那樣受到限制 2 3 電梯電氣系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 電梯電氣系統(tǒng)有兩大系統(tǒng)組成 電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組 成 2 3 1 電梯的拖動(dòng)系統(tǒng) 目前 常用的電梯拖動(dòng)大多為交流拖動(dòng) 交流調(diào)速的方法很多 大電梯領(lǐng)域里應(yīng)用較為廣泛的有交流變極調(diào)速 交流調(diào)壓調(diào)速 交 流變壓變頻調(diào)速 1 交流變極調(diào)速 據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為 當(dāng)pfn 601 改變定子繞組的極對(duì)數(shù)時(shí) 就可以改變同步轉(zhuǎn)速 從而使電機(jī)轉(zhuǎn)速 得調(diào)節(jié) 為了實(shí)現(xiàn)變極調(diào)節(jié)調(diào)速 可以在定子上安裝兩組獨(dú)立的繞組 各構(gòu)成不同的極對(duì)數(shù) 也可以通過(guò)改變繞組接法的方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速 變極調(diào)速適用于不需要平滑調(diào)速的載貨電梯 2 交流調(diào)壓調(diào)速 異步電動(dòng)機(jī)的軸轉(zhuǎn)速為 n 當(dāng)改變轉(zhuǎn)差率 時(shí) 也 1 60spf s 可以達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的 這些轉(zhuǎn)差功率消耗在轉(zhuǎn)子電路上 不但使轉(zhuǎn)子發(fā)熱 也降低了工作效率 目前電梯上使用較多的改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速的方法是變壓調(diào)速 即 通過(guò)改變定子電壓來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的 變壓調(diào)速的調(diào)速范圍非常窄 電動(dòng)機(jī)線性調(diào)速范圍小 因此電梯上的變壓調(diào)速都采用閉環(huán)控制 以提高調(diào)速范圍 3 變頻調(diào)速 由 可知 當(dāng)轉(zhuǎn)差率變化不大時(shí) 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速pfn 601 基本上正比于 因此 如果供電電源的頻率可以平滑改變 異步 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可以得到平滑調(diào)節(jié) 通過(guò)改變電源頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速 的方法 可以得到很大的調(diào)速范圍及很好的機(jī)械性 這種調(diào)速方法 是目前電梯上應(yīng)用最多的調(diào)速方式 變頻調(diào)速主回路由三相交流輸入 變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng) 曳引機(jī)和制動(dòng) 單元構(gòu)成 三相電源 R S T 經(jīng)接線端子進(jìn)入變頻器為其主回路和 控制回路供電 輸出端為兩相電接電動(dòng)機(jī)的快速繞組 外接制動(dòng)單 元減少了制動(dòng)時(shí)間 加快制動(dòng)過(guò)程 旋轉(zhuǎn)編碼器用來(lái)檢測(cè)電梯的運(yùn) 行速度和運(yùn)行方向 變頻器將實(shí)際速度與變頻器內(nèi)部的給定速度相 比較 從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率及電壓 使電梯的實(shí)際速度跟隨 變頻器內(nèi)部的給定速度 達(dá)到調(diào)節(jié)電梯速度的目的 圖一 變頻調(diào)速曲線圖 2 3 2 電梯的控制系統(tǒng) 電梯的控制系統(tǒng)大致有以下幾部分組成 開(kāi)關(guān)門(mén)按控制 轎內(nèi) 指令登記與消號(hào) 廳外召喚登記與消號(hào) 定向選層線路 啟動(dòng)線路 減速平層線路 檢修運(yùn)行線路 消防運(yùn)行線路 主控回路等 這幾 部分共同構(gòu)成電梯的控制系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)電梯的登記 開(kāi)關(guān)門(mén) 啟動(dòng) 運(yùn)行 減速 平層等各種功能 2 4 電梯控制系統(tǒng)的原理與要求 1 電梯位置的確定與顯示 轎廂中的乘客及門(mén)廳中等待乘坐電梯的人都需要知道電梯的位 置 因而轎廂及門(mén)廳都設(shè)有顯示樓層標(biāo)志的電梯位置顯示裝置 此 外 電梯的運(yùn)行還需要更加準(zhǔn)確的電梯位置信號(hào) 以滿足制動(dòng)停車 等控制的需要 傳統(tǒng)電梯的位置信號(hào)一般由設(shè)在井道中的位置開(kāi)關(guān) 如磁感應(yīng)器提供 當(dāng)轎廂上設(shè)置的隔磁板插入感應(yīng)器時(shí) 發(fā)出位置 信號(hào) 并啟動(dòng)樓層指示 2 轎廂內(nèi)的運(yùn)行命令及門(mén)廳的召喚信號(hào) 司機(jī)及乘客可按下轎廂內(nèi)操作盤(pán)上的選層按鈕選定電梯運(yùn)行的 目的樓層 此為內(nèi)選信號(hào) 按鈕按下后 該信號(hào)應(yīng)被記憶并使相應(yīng) 的指示燈點(diǎn)亮 在門(mén)廳等候電梯的乘客可以按門(mén)廳的上行或下行召 喚信號(hào) 此為外喚信號(hào) 該信號(hào)也需記憶并點(diǎn)亮門(mén)廳的上行或下行 指示燈 按電梯集選控制原則 電梯上行時(shí) 應(yīng)響應(yīng)層站的上呼叫 信號(hào) 下行時(shí) 響應(yīng)下呼叫信號(hào) 在上行時(shí)應(yīng)保留層站的下呼信號(hào) 在下行時(shí)應(yīng)保留層站的上呼信號(hào)這些保持信號(hào)在要求得到滿足時(shí)應(yīng) 能自動(dòng)消號(hào) 3 電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的信號(hào)響應(yīng) 電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)應(yīng)根據(jù)內(nèi)選及外喚信號(hào) 決定電梯運(yùn)行的運(yùn)行 方向 在定向時(shí) 根據(jù)電梯轎廂內(nèi)乘客欲往層樓的位置信號(hào)或各層 樓大廳乘客的召喚信號(hào)位置與電梯所處層樓的位置信號(hào)進(jìn)行比較 門(mén)廳信號(hào)和內(nèi)選信號(hào)都做為輸入信號(hào)與電梯位置信號(hào)進(jìn)行比較 凡 是在電梯位置信號(hào)上方向的轎內(nèi)或?qū)訕菑d外召喚信號(hào) 則電梯屬上 行狀態(tài) 凡在其下方向的 則定下行狀態(tài) 而且規(guī)定在運(yùn)行方向確 定之后只有同方向的才能截梯 方向不能截梯 不響應(yīng)中途的方向 呼喚要求 直到到達(dá)本反方向的最遠(yuǎn)戰(zhàn)點(diǎn)才開(kāi)始返程 要保持最遠(yuǎn) 層樓召喚信號(hào)所要求的電梯運(yùn)行方向 而不能輕易地更改 這樣以 保證最高層樓 或最低層樓 乘客的乘用電梯 而只有在電梯完成最 遠(yuǎn)層樓乘客的要求后 方能改變電梯運(yùn)行方向 同時(shí)轎內(nèi)指令信號(hào) 優(yōu)先于各層樓廳外召喚信號(hào)而定向 即當(dāng)空轎廂電梯被某層廳外乘 客召喚到達(dá)該層后 某層的乘客即可進(jìn)入電梯轎廂內(nèi)而撳按指令按 鈕令電梯定上行方向 或下行方向 若該乘客雖進(jìn)入轎廂內(nèi)且電梯 門(mén)未關(guān)閉而尚未撳按指令按鈕前 即電梯尚未定出方向 出現(xiàn)其他 層樓的廳外召喚信號(hào)時(shí) 如此召喚信號(hào)指令電梯的運(yùn)行方向有別于 已進(jìn)入轎廂內(nèi)的乘客要求指令電梯的運(yùn)行方向 則電梯的運(yùn)行方向 應(yīng)由已進(jìn)入轎廂內(nèi)的乘客要求而定向 而不是根據(jù)其他層樓廳外乘 客的要求而定向 4 轎廂的啟動(dòng)與平層 轎廂在運(yùn)行方向確定 轎廂已關(guān)好門(mén)時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行 運(yùn)行的初始 階段是加速運(yùn)行階段 其后是穩(wěn)定運(yùn)行階段 5 轎廂的平層與停車 轎廂的運(yùn)行后需確定在哪一層站停車 平層是指停車時(shí) 轎廂 的平層停車過(guò)程需在轎廂底面與停車樓面相平之前開(kāi)始 先是減速 再是制動(dòng) 以滿足平層的準(zhǔn)確性及乘客的舒適感 傳統(tǒng)的電梯的平 層開(kāi)始信號(hào)由平層感應(yīng)器發(fā)出 上平層感應(yīng)器及下平層感應(yīng)器裝在 轎廂頂部 隔磁板安裝在井道壁上 上行時(shí) 上平層感應(yīng)器首先插 入隔磁鐵板板 發(fā)出減速信號(hào) 電梯開(kāi)始減速 至下平層感應(yīng)器插 入隔磁鐵板時(shí) 發(fā)出開(kāi)門(mén)及停車信號(hào) 電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn) 抱閘抱死 下 行時(shí)下平層感應(yīng)器首先插入隔磁鐵板 發(fā)出減速信號(hào) 電梯開(kāi)始減 速 至上平層感應(yīng)器插入隔磁鐵板時(shí) 發(fā)出開(kāi)門(mén)及停車信號(hào) 第三章 PLC 的結(jié)構(gòu)及基本指令 3 1 PLC 的結(jié)構(gòu)原理 可編程序控制器 Programmable Logical Controller 簡(jiǎn)稱 PLC 是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品 逐漸發(fā)展 以微處理器為核心 集自動(dòng)化技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù) 通信技術(shù)融為一 體的新型工業(yè)自動(dòng)裝置 它有可編程性 且編程靈活簡(jiǎn)單 有在惡 劣環(huán)境下工作的高抗干擾能力 適應(yīng)性力 而其體積小 重量輕 價(jià)格底等特點(diǎn) 在工業(yè)控制應(yīng)用上越來(lái)越廣泛 電梯控制系中的應(yīng) 也不例外 不同的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的可編程邏輯控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣 但 基本組成原理是一樣的 3 1 1 PLC 的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 從硬件來(lái)看 PLC 主要由 CPU 存儲(chǔ)器 I O 接口 電源 編程 器等組成 圖二 PLC 硬件的基本結(jié)構(gòu) 1 CPU 板 CPU 板 PLC 的核心部件 它包括 微處理器 CPU 存儲(chǔ)器 ROM RAM 并行接口 PIO 串行接口 SIO 及時(shí)鐘控制電路 等 CPU 板是 PLC 的運(yùn)算 控制中心 用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種邏輯運(yùn)算 算 術(shù)運(yùn)算及對(duì)整機(jī)進(jìn)行管理控制 PLC 內(nèi)部配有程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器 ROM RAM 分別用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序和用戶程序 并生成用戶 環(huán)境 并行接口和串行接口主要用于 CUP 與各接口電路之間的信息 交換 時(shí)鐘及控制電路用于產(chǎn)生脈沖及各種控制信號(hào) 2 輸入 輸出電路 輸入電路通常有兩種形式 直流輸入和交流輸入電路 輸入電 路的作用是接收現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備送來(lái)的控制信號(hào) 并經(jīng)光電耦合器 隔離后轉(zhuǎn)換成 PLC 內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)電平信號(hào) 然后由 CPU 讀入并送至輸 入映象寄存器中 供程序執(zhí)行使用 輸出電路的作用是將 PLC 的輸出控制信號(hào)送給外部輸出設(shè)備 通過(guò)輸出設(shè)備控制被控制對(duì)象工作 輸出電路共有三種形式 一種 是繼電器形式 它是通過(guò)控制繼電器的線圈使其觸點(diǎn)的通斷來(lái)控制 輸出設(shè)備 實(shí)現(xiàn)電氣隔離 另一種是晶體管輸出型 它是通過(guò)光電 耦合器使輸出開(kāi)關(guān)晶體管通斷 進(jìn)而控制輸出設(shè)備 第三種是可控 硅輸出型 通過(guò)觸發(fā)可控硅的通斷實(shí)現(xiàn)對(duì)外部輸出設(shè)備的控制 3 存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口 存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口用于連接用戶程序存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 卡盒 常用的擴(kuò)展卡盒有三種 一種是 COMS 開(kāi)型 ROM 卡盒 它需要 用鋰電池后備 以防止斷電時(shí)丟失程序及數(shù)據(jù) 另一種是 EPROM 卡 盒 這種卡盒需要用專門(mén)寫(xiě)入器將調(diào)試好的用戶程序或數(shù)據(jù)寫(xiě)入 EPROM 中 擦寫(xiě)時(shí)需要用紫外線擦除器 第三種是 EEPROM 卡盒 是 電可擦除存儲(chǔ)器 它的寫(xiě)入和擦寫(xiě)只需專用編程器 4 I O 擴(kuò)展接口 I O 擴(kuò)展接口與 CPU 之間是以總線方式連接的 因此它可以連 接開(kāi)總量的 I O 擴(kuò)展單元及擴(kuò)展塊 使 I O 點(diǎn)數(shù)規(guī)模在配置更加靈 活 同時(shí)也可以配接如模擬量 高速脈沖等單元及通信適配器等特 殊功能模塊 使 PLC 的功能大大增強(qiáng) 5 編程器及其接口 編程器用于程序及數(shù)據(jù)的輸入 編輯 調(diào)試和檢測(cè) 當(dāng) PLC 在 正常運(yùn)時(shí) 一般不需要編程器 因此編程器設(shè)計(jì)為獨(dú)立的部件 為 了能對(duì) PLC 進(jìn)行編程及調(diào)試 在 PLC 上專門(mén)設(shè)有一個(gè)編程接口 通 過(guò)這個(gè)接口可以連接各種形式的編程器 編程器的種類很多 常見(jiàn) 的有便攜式手持程器 專用智能編程器和通過(guò)計(jì)算機(jī)和專用接口實(shí) 現(xiàn)對(duì) PLC 的編程 6 電源 PLC 一般使用 220V 的交流電源 電源部件將交流電轉(zhuǎn)換成供 PLC 的中央處理器 存儲(chǔ)器等電子電路工作所需的直流電源 使 PLC 能正常工作 3 1 2 可編程控制 任何一個(gè)控制系統(tǒng)要完成目的控制功能 必須通過(guò)一定的控制 程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的 通常控制序可分兩大類 固定布線程序和可編程序 1 固定布線程序 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)和電子器件系統(tǒng)中 要實(shí)現(xiàn)各種控制功 能 其控制程序是由種電氣元件通過(guò)一定的聯(lián)接方式 布線而成 輸 入設(shè)備如按鈕開(kāi)關(guān) 限位開(kāi)關(guān) 傳感器等 用以向控制系統(tǒng)送入信 號(hào) 輸出設(shè)備如接觸器 電磁閥等用以控制被控制對(duì)象的動(dòng)作 其 輸入對(duì)輸出的控制是通過(guò)接線來(lái)實(shí)現(xiàn) 接線工作結(jié)束后 控制程序 也被確定下來(lái) 若要改變控制程序 則必須改變接線方式重新布線 對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng) 是非常困難的 2 可編程序控制 可編程序控制控制系統(tǒng)中完成一定的控制 只通過(guò)專用的編程 器 用程序語(yǔ)言進(jìn)行編程 寫(xiě)入可編程控制的程序的存儲(chǔ)器中 然 后由可編程序控制器來(lái)完成各種操作 在可編程系統(tǒng)中 若要改變控制程序 只用編程器改寫(xiě)程序存 儲(chǔ)器中的某些程序語(yǔ)句 不必要重新布線 由于控制被控對(duì)象的動(dòng) 作是控制程序語(yǔ)言來(lái)表達(dá)的 故又稱為軟件程序 3 2 PLC 的工作原理 3 2 1 PLC 的等效工作電路 PLC 是由以微機(jī)為核心的電子部件 可以將它看作是一個(gè)由各 種繼電器 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器及狀態(tài)器組合體 PLC 的輸入繼電器 由外部開(kāi)關(guān)通過(guò)輸入端來(lái)驅(qū)動(dòng)的 PLC 內(nèi)的輸出繼電器 帶有無(wú)數(shù) 內(nèi)觸點(diǎn)和外部輸出觸點(diǎn) 此外 PLC 還有如定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 狀態(tài) 寄存器等 軟 元件 這些元件帶有動(dòng)作線圈和很多電子常開(kāi)觸點(diǎn) 和常閉點(diǎn) 可以在 PLC 內(nèi)自由選擇使用 PLC 控制系統(tǒng)主要由三部分組成 輸入部分 控制部分 輸出 部分 輸入部分由用戶輸入設(shè)備組成 如按開(kāi)關(guān) 操作開(kāi)關(guān) 限位開(kāi) 關(guān)及傳感器等 它們直接與 PLC 的輸入端子相連接 用以產(chǎn)生輸入 信號(hào) 這些信號(hào)或來(lái)自電梯轎廂操縱控制板 或來(lái)自電梯井道 控制部分是根據(jù)被控對(duì)象的實(shí)際控制要求編制用戶程序 并將 編制好的程序通過(guò)編程器送入 PLC 內(nèi)的用戶程序存儲(chǔ)器中 CPU 反 復(fù)掃描執(zhí)行用戶程序 并產(chǎn)生各種輸出控制信號(hào) PLC 的控制功能 是通過(guò)用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的 輸出部分主要由用戶輸出設(shè)備組成 如接觸器 繼電器等 它 們直接和 PLC 的輸出端子相連 用以控制被控制的對(duì)象動(dòng)作 3 2 2 PLC 的工作原理 PLC 的工作過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是執(zhí)行程序的過(guò)程 當(dāng) PLC 運(yùn)行時(shí) CPU 按照分時(shí)操作原理每個(gè)周期執(zhí)行一個(gè)操作 由于 CPU 的運(yùn)算處 理速度很快 使得外部出現(xiàn)的結(jié)果從宏觀來(lái)看似乎是同時(shí)完成的 種分時(shí)操作的過(guò)程稱為 CPU 對(duì)程序的掃描 PLC 的工作過(guò)程分為三個(gè)階段 輸入處理 程序執(zhí)行及輸出處 理 1 輸入處理 PLC 以重復(fù)掃描方式執(zhí)行用戶程序 在執(zhí)行程序前首先按地址 編碼順序?qū)⑺休斎攵俗拥耐〝酄顟B(tài) 輸入信號(hào) 讀入輸入映像寄 存器中 然后開(kāi)始執(zhí)行程序 在執(zhí)行過(guò)程中 即使輸入狀態(tài)發(fā)生了 變化 但輸入映象寄存器中的內(nèi)容不變 直到一個(gè)掃描周期的輸入 處理階段才重新讀輸入狀態(tài) 2 程序執(zhí)行 在程序執(zhí)行階段 PLC 順序掃描用戶程序 每執(zhí)行一條程序所 需要的信息都是從輸入映象寄存器和其他軟元件映象寄存器讀出并 參與運(yùn)算 然后將執(zhí)行結(jié)果寫(xiě)入有關(guān)的軟元件映象寄存器中 因此 各軟元件映象寄儲(chǔ)器中的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行在不斷的變化 3 輸出處理 當(dāng)全部指令執(zhí)行完畢后 將輸出映象寄存器中的狀態(tài)全部傳送 到輸出鎖存寄存器中 構(gòu)成 PLC 的實(shí)際輸出并由輸出端子送出給執(zhí) 行器 3 3 PLC 的軟件系統(tǒng) 硬件系統(tǒng)和軟件相互結(jié)合才能構(gòu)成一個(gè)完整 PLC 控制系統(tǒng) 完 成各種復(fù)雜的控制功能 PLC 的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序組 成 系統(tǒng)程序 又稱系統(tǒng)軟件 用于 PLC 控制系統(tǒng)的管理 服務(wù)及 對(duì)用戶程序的編譯 系統(tǒng)程序質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響 PLC 的性能 系 統(tǒng)軟件是由 PLC 生產(chǎn)廠家提供并固化在內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中 用戶不 行存取和修改 用戶程序也稱為應(yīng)用程序或應(yīng)用軟件 它由 PLC 使用者根據(jù)被 對(duì)象的控制要求用程序語(yǔ)言編制而成 用戶程序是通過(guò)編程器鍵入 到 PLC 內(nèi) 并線性地放在由管理程序指定的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi) 小型 PLC 的用戶程序比較簡(jiǎn)單 通常是順序編制而成 大中型 PLC 的用戶程序容量較大且比較復(fù)雜 為使用戶程序編制簡(jiǎn)單 可 以按功能 結(jié)構(gòu)或使用目的將用戶程序分為各個(gè)程序模塊 每個(gè)模 塊各自完成一個(gè)確定的功能 然后把它們鏈接在一起構(gòu)成一個(gè)完整 的軟件系統(tǒng) 本次試驗(yàn)采用西門(mén)子 STEP 7 編程軟件進(jìn)行編程 STEP 7 是西 門(mén)子公司專為 s7 300 400 系列 PLC 設(shè)計(jì)的編程軟件 3 4 STEP 7 編程軟件的編程語(yǔ)言及基本指令 3 4 1 STEP 7 編程軟件的編程語(yǔ)言 標(biāo)準(zhǔn)的 STEP 7 軟件包配 3 種基本編程語(yǔ)言 即梯形圖 LAD 功能塊圖 FBD 語(yǔ)言表 STL 和順序功能圖編程語(yǔ)言 它們?cè)?STEP 7 中可以相互轉(zhuǎn)換 本實(shí)驗(yàn)采用梯形圖這種編程語(yǔ)言 梯形圖結(jié)構(gòu)形式類似地傳統(tǒng)的繼電器控制電路 它是由圖形符 號(hào)連接而成 這些符號(hào)分別代表常開(kāi)觸點(diǎn) 常閉觸點(diǎn) 并聯(lián)接線 串聯(lián)接線及繼電器線圈等 每個(gè)觸點(diǎn)和線圈都有一個(gè)編碼 梯形圖 具有如下特點(diǎn) 梯形圖按自上而下 從左到右的順序排列 也是程序的執(zhí)行 順序 通常每個(gè)繼電器線圈為一邏輯行 即一層階梯 每一邏輯起 始于母線 然后是觸點(diǎn)的各種連接 最后經(jīng)過(guò)繼電器線圈終止于母 線 整個(gè)梯形圖呈現(xiàn)梯形 梯形圖中的繼電器不同于傳統(tǒng)繼電器控制線路中的物理繼電 器 它實(shí)質(zhì)上是內(nèi)部存儲(chǔ)中的位觸發(fā)器 因此稱為 軟繼電器 或 軟元件 這些軟元件輸出繼電器 輔助繼電器 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 及狀態(tài)器等 它們均有無(wú)限常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn) 在 PLC 內(nèi)部可以 自由選取使用 如果某個(gè)位觸發(fā)為 1 表示對(duì)應(yīng)的繼電器線圈接 通 相應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)都閉合 而常閉觸點(diǎn)都斷開(kāi) 梯形圖是一種形象化的編程語(yǔ)言 其兩端的母線是沒(méi)有電源 連接 因此核彈頭形圖中不存真實(shí)的物理電流 而具有 概念 電 流 是用戶程序運(yùn)算過(guò)程中滿足輸出執(zhí)行條件的形象化表示方式 概念 電流只能從左到右流動(dòng) 層次的改變是從上到下 輸入繼電器只能從外部輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng) 而不能由內(nèi)部其他觸 點(diǎn)驅(qū)動(dòng) 因此在梯形圖中只能出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)而不出現(xiàn)線圈 輸入繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)即表示相對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)的變化 輸出繼電器用于 PLC 的輸出控制 它是通過(guò)外輸出觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng) 外部執(zhí)行器 因此 在梯形圖中的某個(gè)輸出繼電器的線圈接能時(shí) 表示在對(duì)應(yīng)的輸出端子上有輸出信號(hào) PLC 內(nèi)部其他軟元件的觸點(diǎn)不能驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行器 它們只供 PLC 內(nèi)部使用 當(dāng) PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí) CPU 接梯形圖中元件排列順序從上 而下 從左到右逐行處理 3 4 2 STEP 7 編程軟件的基本指令 STEP 7 編程軟件的基本指令有位邏輯指令 計(jì)數(shù)器與計(jì)時(shí)器指 令 傳送與比較指令 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令 算術(shù)運(yùn)算指令 移位與循環(huán) 指令 程序控制指令等 第四章 PLC 在交流調(diào)速電梯上的應(yīng)用 設(shè)計(jì)電梯 PLC 控制系統(tǒng)主要有以下方面的內(nèi)容和步驟 4 1 電梯控制系統(tǒng)構(gòu)成 電梯控制系統(tǒng)主要由變頻調(diào)速主回路 輸入輸出單元以及 PLC 單元構(gòu)成 由如圖 2 所示 PLC 用來(lái)完成對(duì)電梯曳引電機(jī)及開(kāi)關(guān)門(mén) 機(jī)的起動(dòng) 加減速 停止 運(yùn)行方向 樓層顯示 層站召喚 轎箱 內(nèi)操作 安全保護(hù)等指令信號(hào)進(jìn)行管理和控制功能 圖三 電梯控制系統(tǒng)原理圖 4 2 電梯控制硬件設(shè)計(jì) 硬件可分為兩部分 輸入和輸出單元 它門(mén)是 PLC 的 I O 接 口部分 主要由廳外呼叫 轎箱內(nèi)選層 樓層及方向指示 開(kāi)關(guān)門(mén) 井道內(nèi)的上下平層 上下強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān) 門(mén)鎖 安全保護(hù)繼電器等 單元構(gòu)成 1 輸入單元為 門(mén)廳外按鈕與轎箱內(nèi)選層按鈕 負(fù)責(zé)對(duì)預(yù)選樓層指令的登記 消除和指示 開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕 控制轎門(mén)的開(kāi)閉 上下平層感應(yīng)器 用來(lái)保證電梯轎箱在各層?？繒r(shí)準(zhǔn)確平層 上下限強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān) 用于保護(hù)電梯的高速運(yùn)行安全 避免電 梯出現(xiàn)沖頂或蹲底事故 當(dāng)電梯到達(dá)上下端站時(shí) 裝在轎廂邊的上 下限強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān)打板 信號(hào)輸入到 PLC PLC 發(fā)出換速信號(hào)強(qiáng)迫 電梯減速運(yùn)行到平層位置 門(mén)鎖裝置 轎門(mén)閉合和各廳門(mén)閉合上鎖是電梯正常起動(dòng)運(yùn)行的 前提 安全回路 通常包括轎內(nèi)急停開(kāi)關(guān) 轎頂內(nèi)急停開(kāi)關(guān) 安全鉗 開(kāi)關(guān) 限速器斷繩開(kāi)關(guān) 限速器超速開(kāi)關(guān) 電源開(kāi)關(guān)等 2 輸出單元為 樓層及方向指示單元 包括電梯上下行方向指示燈 目前的方 向及層樓指示燈 開(kāi)關(guān)門(mén)接觸器 用于控制電梯的廳門(mén)和轎門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉 在 自動(dòng)定向完成或電梯平穩(wěn)?？亢?PLC 給出相關(guān)指令 完成開(kāi)關(guān)門(mén) 動(dòng)作 啟動(dòng)加速 制動(dòng)減速接觸器 用于電梯的調(diào)速系統(tǒng) 元件符號(hào) 名稱及作用 元件符號(hào) 名稱及作用 Km1 上行接觸器 Sq5 基站開(kāi)關(guān) Km2 下行接觸器 Sq6 開(kāi)門(mén)到位開(kāi)關(guān) Km3 高速接觸器 Sq7 關(guān)門(mén)到位開(kāi)關(guān) Km4 低速接觸器 Sq8 開(kāi)門(mén)調(diào)整開(kāi)關(guān) Km5 啟動(dòng)接觸器 Sq9 sq10 關(guān)門(mén)調(diào)整開(kāi)關(guān) Km6 km8 制動(dòng)接觸器 Sq11 sq15 1 5 樓廳門(mén)鎖開(kāi)關(guān) Km9 開(kāi)門(mén)接觸器 Sq16 轎門(mén)關(guān)閉到位開(kāi)關(guān) Km10 關(guān)門(mén)接觸器 Sq17 上限位開(kāi)關(guān) Sq18 下限位開(kāi)關(guān) Hl13 4 樓上呼記憶燈 Sq19 上行強(qiáng)迫停止開(kāi)關(guān) Hl14 4 樓下呼記憶燈 Sq20 下行強(qiáng)迫停止開(kāi)關(guān) Hl15 5 樓下呼記憶燈 Sb1 開(kāi)門(mén)按鈕 Sa1 運(yùn)行狀態(tài)鑰匙開(kāi)關(guān) Sb2 關(guān)門(mén)按鈕 Sa2 基站開(kāi)鑰匙開(kāi)關(guān) Sb3 上行啟動(dòng)按鈕 Sq1 安全框開(kāi)關(guān) Sb4 下行啟動(dòng)按鈕 Sq2 安全鉗開(kāi)關(guān) Sb5 sb9 1 5 轎內(nèi)選按鈕 Sq3 限速器開(kāi)關(guān) 1sb1 4sb1 1 4 樓上行外呼按鈕 Sq4 轎內(nèi)急停開(kāi)關(guān) 2sb2 5sb2 2 5 樓下行外呼鈕 1kr 1 樓感應(yīng)器 1hl 5hl 1 5 層層樓指示燈 2kr 2 樓感應(yīng)器 6hl 7hl 上行 下行指示燈 3kr 3 樓感應(yīng)器 Hl6 hl7 操縱箱上下行指示記 憶燈 4kr 4 樓感應(yīng)器 Hl8 1 樓上呼記憶燈 5kr 5 樓感應(yīng)器 Hl9 2 樓上呼記憶燈 6kr 上平層感應(yīng)器 Hl10 2 樓下呼記憶燈 7kr 下平層感應(yīng)器 Hl11 3 樓上呼記憶燈 Sq 電源開(kāi)關(guān) Hl12 3 樓下呼記憶燈 Sb0 極限開(kāi)關(guān) 圖四 電梯電器元件表 4 3 電梯設(shè)計(jì)流程圖 根據(jù)電梯的工作原理與功能繪制電梯的運(yùn)行流程圖 圖五 電梯運(yùn)行流程圖 4 4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)采用以西門(mén)子公司的可編程控制器 s7 300v5 4 進(jìn)行實(shí) 驗(yàn) 首 先 在 WINDOWS 環(huán) 境 下 打 開(kāi) s7 軟 件 向 軟 件 中 輸 入 程 序 待 程 序 輸 入 完 畢 將 其 變 換 后 寫(xiě) 入 中 寫(xiě) 入 完 畢 后 打 開(kāi) 菜 單 欄 中 仿 真 軟 件 將 程 序 下 載 在 到 軟 件 當(dāng) 中 運(yùn) 行 軟 件 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 過(guò) 程 的 監(jiān) 控 功 能 根 據(jù) 實(shí) 驗(yàn) 要 求 動(dòng) 作 相 應(yīng) 開(kāi) 關(guān) 模 擬 電 梯 控 制 系 統(tǒng) 的 工 作 過(guò) 程 在 實(shí) 驗(yàn) 過(guò) 程 中 要 注 意 觀 察 程 序 運(yùn) 行 的 變 化 過(guò) 程 若 輸 入 的 程 序 有 問(wèn) 題 對(duì)程序進(jìn)行修改 經(jīng)變換后再寫(xiě)入 中調(diào)試 4 4 1 創(chuàng)建項(xiàng)目 項(xiàng)目的分層結(jié)構(gòu) 組織塊 OB 是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口 由操作系統(tǒng)調(diào)用 用于控制循環(huán)掃描和中斷程序的執(zhí)行 PLC 的啟動(dòng)和錯(cuò)誤等 有的 CPU 只能使用部分組織塊 OB1 用于循環(huán)執(zhí)行的主程序塊 操作系統(tǒng)在 PLC 的每一次循環(huán) 掃描中調(diào)用一次 OB1 一個(gè)循環(huán)周期分為輸入 程序執(zhí)行 輸出和 其他任務(wù) 如下載 刪除塊和發(fā)送全局?jǐn)?shù)據(jù)等 功能 FC 是用戶編寫(xiě)的沒(méi)有固定參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)的塊 其臨時(shí)變 量存儲(chǔ)在局部數(shù)據(jù)堆棧中 功能結(jié)束后 這些數(shù)據(jù)就被其他數(shù)據(jù)覆 蓋了 可以可以用共享數(shù)據(jù)區(qū)來(lái)存儲(chǔ)那些在功能執(zhí)行結(jié)束后需要保 留的數(shù)據(jù) 在調(diào)用功能和功能塊時(shí)用實(shí)參來(lái)代替形參 功能塊 FB 是用戶編寫(xiě)的有固定參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)的邏輯塊 在每 次調(diào)用功能塊時(shí)要給功能塊提供各種不同類型的數(shù)據(jù) 功能塊也要 返回?cái)?shù)據(jù)給調(diào)用它的塊 4 4 2 硬件組態(tài) 配置機(jī)架 4 4 3 符號(hào)表編輯 符號(hào)表是 STEP7 用來(lái)定義符號(hào)地址的表格形式 其本質(zhì)都是為 了建立絕對(duì)地址和符號(hào)地址之間的內(nèi)在聯(lián)系 4 5 電梯仿真調(diào)試過(guò)程 4 5 1 電梯開(kāi)關(guān)門(mén) 當(dāng) q0 0 和 i0 0 都為 1 m10 2 為 1 當(dāng) sb1 重新開(kāi)門(mén)按鈕 i0 3 為 1 開(kāi)門(mén)輔助繼電器 m10 0 為 1 開(kāi)門(mén)接觸器 q1 0 為 1 關(guān)門(mén)按鈕 I0 4 為 1 時(shí)關(guān)門(mén)輔助繼電器 m10 1 為 1 關(guān)門(mén)接觸器 q1 1 為 1 4 5 2 層樓信號(hào)的產(chǎn)生于消除 四樓感應(yīng)器 I2 4 為 1 后 四樓層樓指示燈 q1 7 為 1 四樓層 樓繼電器 m11 3 為 1 4 5 3 內(nèi)選指令的登記與消除 二樓內(nèi)選按鈕 I1 5 為 1 后 內(nèi)選二樓輔助繼電器 m12 1 為 1 二樓內(nèi)選記憶燈 q2 4 為 1 4 5 4 外呼信號(hào)的登記與消除 二樓上呼按鈕 I2 7 為 1 二樓上行外呼輔助繼電器 m13 1 為 1 二樓上呼記憶燈 q3 1 為 1 4 5 5 電梯上下行定向 內(nèi)選 5 樓 i2 0 為 1 內(nèi)選記憶燈 q2 7 內(nèi)選 5 樓輔助繼電器 m12 4 為 1 確定上行輔助繼電器 m10 3 為 1 m14 3 為 1 上行指 示輔助繼電器 m14 4 為 1 上行指示 q2 1 為 1 內(nèi)選按鈕 i1 4 為 1 內(nèi)選一樓輔助繼電器 m12 0 為 1 內(nèi)選記 憶燈 q2 3 為 1 同時(shí)確定下行輔助繼電器 m10 4 為 1 下行指示輔 助繼電器 m14 6 為 1 下行指示 q2 2 為 1 4 5 6 電梯啟制動(dòng)調(diào)速運(yùn)行 二樓上行外乎輔助繼電器 m13 1 為 1 時(shí) 上行指示輔助繼電器 m14 4 為 1 二樓停車觸發(fā) m15 1 為 1 接通延時(shí)計(jì)時(shí)器輸入時(shí)間 記時(shí)減一 到零時(shí) 接通 結(jié) 束 語(yǔ) 至此 整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作完成 最終達(dá)到了預(yù)想的設(shè)計(jì)要求 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的內(nèi)容是 PLC 在電梯上控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電梯 PLC 控制系統(tǒng)所涉及的面非常廣 使我原來(lái)的知識(shí)得到了鞏固和加 深 同時(shí) 我又學(xué)到了很多新的知識(shí) 特別是電梯的基本結(jié)構(gòu) 基 本 工作原理和控制系統(tǒng) 而且這是一次難得的把所學(xué)的理論知識(shí) 在實(shí)踐中加以運(yùn)用的機(jī)會(huì) 使之更融會(huì)貫通 對(duì)我日后的學(xué)習(xí)和工 作都會(huì)有很大的幫助 設(shè)計(jì)中遇到了不少困難 一個(gè)困難的解決 就是一次知識(shí)和經(jīng) 驗(yàn)積累的過(guò)程 讓我明白了真正設(shè)計(jì)出成果的不易 更加認(rèn)識(shí)到知 識(shí)的力量 讓我在以后的工作和學(xué)習(xí)過(guò)程中可以時(shí)刻提醒自己 通過(guò)完成此次課題 使我對(duì)電梯和 PLC 及電梯有了一些新的看 法 電梯作為當(dāng)今高層建筑中的交通工具 為了更好地滿足用戶的 要求 方便人們 它將隨之不斷改進(jìn) 使之更加舒適 安全 可靠 方便 在舒適方面可以采用變頻調(diào)速 讓人感覺(jué)猶如平地 從方便 來(lái)看 可以用微機(jī)智能控制 實(shí)現(xiàn)智能化 為配合樓層的伸高 更 要開(kāi)發(fā)安全的高速電梯 最后 要說(shuō)明的是 電梯和 PLC 都是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng) 由于 對(duì)電梯運(yùn)行理解有所不同 也會(huì)有很多種控制方法 由于水平有限 這里只是做了其中之一 肯定會(huì)有不足之處 而且 PLC 在電梯更多 控制方面未能試驗(yàn) 致 謝 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 本人基本上掌握了交流調(diào)速電梯控制系統(tǒng) 的基本思路和實(shí)施步驟 在設(shè)計(jì)和論文寫(xiě)作的整個(gè)過(guò)程中 我要特 別感謝我的指導(dǎo)教師 老師每周以來(lái)都給予了全面的指導(dǎo)和幫助 使我終于能完成這個(gè)對(duì)我來(lái)說(shuō)很艱巨的任務(wù) 導(dǎo)師的淵博知識(shí) 務(wù) 真求實(shí) 勤奮嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范 認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng) 每個(gè)星期的 督促與指導(dǎo) 誨人不倦的授業(yè)精神給我?guī)?lái)了深刻的印象和巨大的 幫助 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中他讓我們學(xué)會(huì)了怎樣去獨(dú)立的思考和完成 一項(xiàng)任務(wù) 以及怎樣去面對(duì)和了解我所未知的東西 從何下手 怎 樣解決 以及如何和同學(xué)一起交流解決問(wèn)題 利用團(tuán)隊(duì)的力量 這 些都使我受益終身 在學(xué)習(xí)期間 得到學(xué)習(xí)很多老師的親切關(guān)懷和無(wú)私的幫助 使 我在學(xué)習(xí)的過(guò)程學(xué)到了許多做人的道理 在此向他們道聲 謝謝了 最后感謝其它做西門(mén)子編程的同學(xué) 謝謝他們平時(shí)對(duì)我的幫助 參考文獻(xiàn) 1 邱道尹等 S7 300 400PLC 入門(mén)和應(yīng)用分析 中國(guó)電力出版 社 2008 01 2 柴瑞娟等 西門(mén)子 PLC 編程技術(shù)及工程應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版 社 2007 07 3 廖映華等 PLC 在電梯模型控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 電氣技術(shù) 與自動(dòng)化 2007 09 4 張運(yùn)剛等 西門(mén)子 S7 300 400PLC 技術(shù)與應(yīng)用 人民郵電 出版社 2007 08 5 江曉平等 可編程控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例導(dǎo)航 人民郵電出版 社 2007 01 6 鄭鳳翼等 圖解西門(mén)子 S7 300 400 系列 電子工業(yè)出 版社 2009 08 7 鄭鳳翼等 圖解西門(mén)子 plc 應(yīng)用實(shí)例 電子工業(yè)出版社 2009 04 8 殷洪義等 plc 原理與實(shí)踐 清華大學(xué)出版社 2008 10 附錄