2023年电梯模型PLC控制系统设计.doc

电梯模型PLC控制系统设计 目录 1 、PLC控制系统的设计分析 1 1、1最大限度地满足被控对象的控制要求 2 1、2保证PLC控制系统平安可靠 2 1、3力求简单、经济、使用及维修方便 2 2、电梯的控制要求 2 2、1电梯位置确实定与显示 2 2、2轿厢内的运行命令及门厅的召唤信号 2 2、3电梯自动运行时的信号响应 3 2、4轿厢的运行 3 2、5轿厢的停车 3 3、系统的软件设计 4 4 控制系统中I/O端口的分配 5 5、PLC控制电梯的外部接线图 7 6、PLC梯形图控制分析 8 6、1 轿厢开门的控制分析 8 6、2 轿厢关门的控制分析 9 6、3 楼层信号的产生与消除环节 9 6、4 停层信号的登记与消除环节 11 6、5 外呼信号的登记与消除环节 12 6、6 电梯的定向环节 15 6、7 电梯的运行条件 16 1 、PLC控制系统的设计分析 任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下根本原那么： 1、1最大限度地满足被控对象的控制要求 充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原那么。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。 1、2保证PLC控制系统平安可靠 保证PLC控制系统能够长期平安、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原那么。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统平安可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。 1、3力求简单、经济、使用及维修方便 一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的本钱。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、本钱低，不宜盲目追求自动化和高指标。 2、电梯的控制要求 电梯主要有两个电机控制，一个电机控制轿厢上升和下降，另一个电机控制轿厢的开门关门。 2、1电梯位置确实定与显示 轿厢中的乘客及门厅中等待电梯的人都需要知道电梯的位置，因而轿厢及门厅中都 设有以楼层标志的电梯位置。 2、2轿厢内的运行命令及门厅的召唤信号 乘客可按下轿厢内操控盘上的选层按钮选定电梯运行的目的楼层，此为内选信号。按钮按下后，该信号应被记忆并使相应的指示灯点亮。在门厅等候电梯的乘客可以按门厅的上行或下行召唤按钮，此为外呼信号。该信号也需记忆并点亮门厅的上行或下行指示灯，这些保持信号在要求得到满足时应能自动消号。 2、3电梯自动运行时的信号响应 电梯自动运行时应根据内选及外呼信号，决定电梯的运行方向及在哪些站点停站。 一般情况下电梯按先上后下的原那么安排运送乘客的次序，而且规定在运行方向确定之后，不响应中途的反向呼唤要求（即顺向截梯），直到到达本方向的最远站点才开始返程。 2、4轿厢的运行 轿厢在运行方向确定，轿厢门、层门都已关好时电梯运行，运行时不能手动开门或本层呼梯开门，开门时不能行车。 2、5轿厢的停车 当楼层限位开关闭合时，有呼梯信号，并且呼梯信号与行车方向一致时，轿厢停车。 总之，电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前，电梯使用继电接触器控制的时 代，很难生产出质量优良的电梯，而现在，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广 阔的空间。随着PLC应用技术的不断开展，它已经成为电梯运行中的关键技术。 3、系统的软件设计 系统上电后开始初始化，发出停止命令。系统总体流程图如图 上电 等待 是否门厅召唤 确认本层 与目标层 目标层与该层是否同层 电梯运行 是否目标层 电梯停层 门区效劳 是否停止运行 停止 是否轿厢召唤 N N Y Y Y N Y N Y 图6.1 控制系统总体流程图 4 控制系统中I/O端口的分配 为了便于对该电梯PLC控制分析,现列出该电梯的I/O分配表 表6输入/输出信号地址分配表 输入信号地址分配 输出信号地址分配 作用 名称 输入地址 作用 名称 输出地址 轿厢开门按钮 SB1 轿厢上升 KM1 轿厢关门按钮 SB2 轿厢下降 KM2 轿厢门开到位 SQ1 轿厢开门 KM3 轿厢门关到位 SQ2 轿厢关门 KM4 内呼一层 SB3 一楼楼层指灯 HL1 内呼二层 SB4 二楼楼层指灯 HL2 内呼三层 SB5 三楼楼层指灯 HL3 内呼四层 SB6 四楼楼层指灯 HL4 一层感应器 SQ3 上行指示灯 HL5 二层感应器 SQ4 下行指示灯 HL6 三层感应器 SQ5 内呼一层指灯 HL7 四层感应器 SQ6 内呼二层指灯 HL8 一层上呼 SB7 内呼三层指灯 HL9 二层上呼 SB8 内呼四层指灯 HL10 二层下呼 SB9 一层上呼指灯 HL11 三层上呼 SB10 二层上呼指灯 HL12 三层下呼 SB11 二层下呼指灯 HL13 四层下呼 SB12 三层上呼指灯 HL14 — — — 三层下呼指灯 HL15 — — — 四层下呼指灯 HL16 5、PLC控制电梯的外部接线图 图6.1 PLC接线图 6、PLC梯形图控制分析 下面介绍四层电梯的PLC梯形图，其中，网络2、3控制轿厢开门，网络4、5、6、7控制轿厢关门，网络57、58控制轿厢的上升和下降。 6、1 轿厢开门的控制分析 1）电梯自动运行停层时的开门。电梯停层时，辅助继电器接通，得电并自锁，所以得电,电梯开始开门。 2）电梯关门过程中的手动开门。在电梯关门过程中，假设有人或物夹在两门的中间，需重新开门，本例通过手动开门按钮实施重新开门。目前大多数电梯采用光幕或机械平安触板进行检测，自动发送重新开门信号，以到达重新开门的目的。 3）呼梯开门。电梯到达某层站后，如果没有人继续使用电梯，电梯将停在该层站待命，假设有人在该停站呼梯，电梯将首先开门，以满足用梯要求。假设其他层站有人呼梯，电梯将首先定向，并启动运行，到达呼梯楼层时再开门，此时的开门按停层开门处理。 图轿厢开门 6、2 轿厢关门的控制分析 1)电梯的自动关门。当遇到开门限位开关I0.4 后，辅助继电器接通,同时定时器T40开始计时,计时15秒后接通得电,电梯自动关门。 2)手动关门，当乘客在15秒之内进入轿厢后，可通过关门按钮实现提前关门。当按下按钮后，得电并自锁，此时接通，实现关门。 图6.2轿厢关门 6、3 楼层信号的产生与消除环节 当电梯位于某一层时，层感应器（、、、）产生该楼层的信号，以控制指层灯（、、、）的状态，离开该层时，该楼层信号应被新的楼层信号（上一层或下一层）所取代。其梯形图如下列图。图中当层的层楼辅助继电器是用上层或下层的层楼信号关断的。 图6.3 楼层信号产生与消除 6、4 停层信号的登记与消除环节 乘客通过对轿厢内1~4层选层按钮（、、、）的操作，可以选择欲去的楼层。选层信号被登记后，选层按钮下的指示灯、、、Q1.5)亮。当电梯到达所选楼层后，停层信号即被消除，指示灯也应熄灭。其梯形图如下列图，图中各内选层辅助继电器梯形图支路中串入了层楼辅助继电器的动断触电。 图6.4 停层信号的登记与消除 6、5 外呼信号的登记与消除环节 乘客或司机在厅门外呼梯时，呼梯信号应被接收和记忆。当电梯到达该楼层，且定向方向与目的方向一致时（基层和顶层除外），呼梯要求已满足，呼梯信号应被消除。故其梯形图如下列图 按下外呼按钮（、、、、、）时，相对应的外呼辅助继电器（、、、、、）接通，外呼钮下的指示灯亮，表示呼梯要求已被电梯接收并记忆。而该信号的消除环节是由当层信号的动断触点与运行方向信号的动断并联构成的（为上行辅助继电器，M为下行辅助继电器）。这样安排是前边提到过的电梯运行中只响应同向呼梯的原那么决定的。 也就是顺向截梯，即电梯运行方向与呼梯目的地方向一致且到达呼梯楼层时，电梯将停止，呼梯要求满足，呼梯信号被消除。电梯方向与呼梯目的地方向相反时，如电梯从一楼向上运行（上行），而呼梯要求从二楼向下，假设有去三楼以上的内选层要求及外呼梯要求，电梯到达二楼时（无二楼上行要求）不停梯，呼梯要求没有满足，呼梯信号不能消除。 假设三楼以上无用梯要求，电梯将停在二楼，单呼梯信号（二下），不能立即消除，待乘客进入轿厢，选层（去一楼）后，电梯定向下，那么二下呼梯信号已满足，呼梯信号被消除。 图6.5 外呼信号的登记与消除 6、6 电梯的定向环节 在自动运行状态下，电梯首先应确定运行方向，也即定向。电梯的定向只有两种情况，即上行和下行。电梯处于待命状态，接收到内选和外呼信号时，应将电梯所处的位置与内选和外呼信号进行比较，确定是上行还是下行。一旦电梯定向后，内选与外呼对电梯进行顺向运行的要求没有满足的情况下，定向信号不能消除。 图中及分别为定上行及定下行辅助继电器，它们线圈的工作条件触点块由内呼和外呼信号及电梯位置信号组成，比方当电梯上行且位于2层时，的动断触点断开，1层的内呼外唤都不再能影响上行状态。 图中及在电梯上行及下行的全过程中，存在不能全程接通的情况，如上行至4楼时，一旦4楼层楼继电器接通时，那么立即断开，而此时电梯仍处于上行状态，至4楼置时才能停止。为解决这一问题，引入，使上行与下行继电器接通时间延长至上行及下行的全过程。假设不使用，可能会发生下述情况：3楼向上的外呼信号（不存在其他外呼及内选层信号），使电梯上行，电梯至3楼位置，使断开，从电梯至3楼位置到电梯停层开门，乘客进行轿厢内按选4层之间的时间内1、2楼的外呼及内选层信号可以使电梯在未完成3楼向上的运动之前定下行方向。 图6.6 电梯的定行