四层电梯PLC控制新版系统标准设计.doc
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1、XXXXX学院课程设计说明书设计题目: 四层电梯PLC控制系统设计 学生姓名: XXXXX 专业班级: XXXXX 学 号:XXXXX 指导老师: XXXXX 年 12 月 08 日内容摘要本文介绍一个电梯PLC控制系统。电梯是垂直方向运输设备,是高层建筑中不可缺乏交通运输设备。它靠电力,拖动一个能够载人或物轿厢,在建筑井道内导轨上做垂直升降运动,在大家生活中起着举足轻重作用。而控制电梯运行PLC系统也要求越来越高,要求达成电梯运行“稳、准、快”运行目标。该系统关键由PLC、逻辑控制电路组成。其中包含交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器组成为一体控制系统。本机控制系统经过
2、PLC对电梯升降,平层,起动、制动,开关门控制。要求其达成结构简单、运行效率高、平层精度高、使其能够易于了解和掌握。最终再经过西门子PLC调试软件进行调试,满足设计所需要要求。关键词:PLC控制;四层电梯;CPU226目 录引言2第1章系统总体设计41.1 电梯控制系统介绍41.2 电梯控制系统原理和要求51.2.1 电梯位置确实定(平层信号)51.2.2 轿厢内运行命令及门厅召唤信号51.2.3 电梯运行时信号响应61.2.4 电梯开启61.2.5 电梯平层和停车6第2章plc硬件设计72.1 可编程控制器机型选择72.1.1 输入/输出点估算:72.1.2 内存容量估算72.2 输入/输出
3、点分配72.3 PLC外部接线图8第3章plc软件设计103.1 STEP 7编程软件编程语言103.2四层电梯控制梯形图113.3四层电梯控制语句表233.4四层电梯程序调试29结 论30设计总结31谢 辞32参考文件33引言1控制要求1)采取PLC组成四层简易电梯电气控制系统。电梯上、下行由一台电动机拖动,电动机正转为电梯上升,反转为下降。一层有上升呼叫按钮SB11和指示灯H11,二层有上升呼叫按钮SB21和指示灯H21和下降呼叫按钮SB22和指示灯H22,三层有上升呼叫按钮SB31和指示灯H31和下降呼叫按钮SB32和指示灯H32,四层有下降呼叫按钮SB41和指示灯H41。一至四层有到位
4、行程开钮SB5和SB6,电梯开门和关门分别经过电磁铁YA1和YA2控制,关门到位由行程开关ST5检测。另外还有电梯载重超限检测压力继电器KP和故障报警电铃HA。控制信号说明如表1-1所表示。 表1-1 四层电梯控制信号说明 输入 输出 文字符号 说明 文字符号 说明 SB1电梯内一层按钮H1电梯内一层按钮指示灯SB2电梯内二层按钮H2电梯内二层按钮指示灯SB3电梯内三层按钮H3电梯内三层按钮指示灯SB4电梯内四层按钮H4电梯内四层按钮指示灯SB11一层上升呼叫按钮H11一层上升呼叫按钮指示灯SB21二层上升呼叫按钮H21二层上升呼叫按钮指示灯SB22二层下降呼叫按钮H22二层下降呼叫按钮指示灯
5、SB31三层上升呼叫按钮H31三层上升呼叫按钮指示灯SB32三层下降呼叫按钮H32三层下降呼叫按钮指示灯SB41四层下降呼叫按钮H41四层下降呼叫按钮指示灯SB5电梯开门按钮KM1电动机正转接触器SB6电梯关门按钮KM2电动机反转接触器SB7检修开关YA1电梯开门电磁铁ST1电梯一层到位限位开关YA2电梯关门电磁铁ST2电梯二层到位限位开关HA电梯故障报警电铃ST3电梯三层到位限位开关ST4电梯四层到位限位开关ST5电梯关门到位限位开关SP电梯载重超限检测FR电动机过载保护热继电器2)楼层呼叫按钮及电梯内按钮按下,电梯未达成对应楼层或未得到对应响应时,对应指示灯一直接通指示。 3)电梯运行时,
6、电梯开门和关门按钮不起作用,电梯抵达停在各楼层时,电梯开门和关门动作可由电梯开门和关门按钮控制,也可延时控制,但检测到电梯超重时,电梯门不能关闭,并由报警电铃发出报警信号。 4)电梯最大运行区间为三层距离,若一次运行时间超出30s,则电动机停转,并由 HA报警。 5)检修开关SB7接通时,电梯下行停在一层位置,进行检修,其它全部动作均不对应 6)电梯拖动电动机控制电路有多种常规电气保护,如短路保护、过载保护、正反转互锁等。 7)相关参数: 拖动电动机M:5.5kW,AC380V,11.6A,1440r/min。 指示灯H:0.25W,DC24V。 电铃HA:8W,AC220V。 电磁铁YA:1
7、00mA,AC220V。2、设计内容及步骤 1).总体方案确实定 依据控制要求,确定总体方案。 2).正确选择电气控制元件和PLC 依据选择输入输出设备数目和电气特征,选择适宜PLC,要求进行电气元件选择说明。 3).分配I/O点,画出I/O连线图 依据选择输入输出设备,确定I/O端口。依据输入输出设备和PLCI/O端口分配关系,画出I/O连线图。 4).程序设计说明及过程分析 要求绘制控制系统步骤图,具体进行程序设计过程分析说明,设计简单、可靠控制程序。 5). 对系统工作原理进行分析,最终审查控制实现可靠性 检验系统功效,完善控制程序。 6).编写设计说明书第1章系统总体设计1.1 电梯控
8、制系统介绍经过对电梯工作原理分析得出步骤图1-1,主电路图2-1电梯控制系统大致有以下几部分组成:(1)运行(2)停机、开门。为实现运行须有上升,下降信号,进而相匹配上升下降信号保持及消除须考虑。为实现停机开关门控制,须有平层信号,停车信号及停车后停车信号消除。关键程序设计完后,需考虑手动自动开关门,过载保护,检修信号,开门和运行互锁等。所以本系统有开关门控制、轿内指令登记和消号、厅外召唤登记和消号、定向选层线路等模块组成。这几部分共同组成电梯控制系统,实现电梯登记、开关门、开启、运行、平层等多种功效。楼层位置检测呼梯判定升降关门开启开门停机到指定楼层并平层图1-1工作步骤图图1-2主电路图1
9、.2 电梯控制系统原理和要求1.2.1 电梯位置确实定(平层信号)电梯运行需要正确电梯位置信号,以满足制动停车等控制需要。传统电梯位置信号通常由设在井道中位置开关,如限位开关,当轿厢上装置碰到限位开关时,发出位置信号,指示电梯停于哪层。1.2.2 轿厢内运行命令及门厅召唤信号司机及乘客可按下轿厢内操作盘上选层按钮选定电梯运行目标楼层,此为内选信号。按钮按下后,该信号应被记忆并使对应指示灯点亮。在门厅等候电梯乘客能够按门厅上行或下行召唤信号,此为外唤信号。该信号也需记忆并点亮门厅上行或下行指示灯,按电梯集选控制标准,电梯上行时,应响应层站上呼叫信号,下行时,响应下呼叫信号。在上行时应保留层站下呼
10、信号,在下行时应保留层站上呼信号这些保持信号在要求得到满足时应能自动消号。比如电梯从三层实施下行信号到一层,同时有二层上行外唤信号,则电梯下行至二层时不停车即不响应该外唤信号,等到电梯上行时才响应,所以该外唤信号须保持,直到响应为止。1.2.3 电梯运行时信号响应电梯自动运行时应依据内选及外唤信号,决定电梯运行运行方向。在定向时,依据电梯轿厢内乘客欲往层楼位置信号或各层楼大厅乘客召唤信号位置和电梯所处层楼位置信号进行比较,门厅信号和内选信号全部做为输入信号和电梯位置信号进行比较,通常在电梯位置信号上方向轿内或层楼厅外召唤信号,则电梯属上行状态;凡在其下方向,则定下行状态。而且要求在运行方向确定
11、以后只有同方向才能截梯,反向不能截梯,不响应中途方向呼叫要求,直到抵达本反方向最远战点才开始返程。要保持最远层楼召唤信号所要求电梯运行方向,而不能轻易地更改,这么以确保最高层楼(或最低层楼)乘客乘用电梯,而只有在电梯完成最远层楼乘客要求后,方能改变电梯运行方向。同时轿内指令信号优先于各层楼厅外召唤信号而定向,即当空轿厢电梯被某层厅外乘客召唤抵达该层后,某层乘客即可进入电梯轿厢内而先按指令按钮令电梯定上行方向(或下行方向),假如召唤信号指令电梯运行方向有别于已进入轿厢内乘客要求指令电梯运行方向,则电梯运行方向应由已进入轿厢内乘客要求而定向,而不是依据其它层楼厅外乘客要求而定向。所以需要电梯正反转
12、记忆信号,即记忆电梯是在上行方向还是下行方向,直到上行方向(或下行方向)信号实施完以后才实施下行方向(或正行方向)信号。1.2.4 电梯开启轿厢运行方向确定,轿厢已关好门时才开启运行。1.2.5 电梯平层和停车停车需平层信号和停车信号同时有效才实施。第2章plc硬件设计2.1 可编程控制器机型选择为了完成设定控制任务,关键依据电梯控制方法和输入/输出点数和占用内存多少来确定PLC机型。本系统为四层楼电梯,采取集选控制方法。所需输入/输出点数和内存容量估算以下:2.1.1 输入/输出点估算:采取PLC组成四层简易电梯电气控制系统。电梯上、下行由一台电动机拖动,电动机正转为电梯上升,反转为下降。一
13、层有上升呼叫按钮SB11和指示灯H11,二层有上升呼叫按钮SB21和指示灯H21和下降呼叫按钮SB22和指示灯H22,三层有上升呼叫按钮SB31和指示灯H31和下降呼叫按钮SB32和指示灯H31,四层有下降呼叫按钮SB41和指示灯H41。一至四层有到位行程开关SQ1SQ4。电梯内有一至四层呼叫按钮SB1SB4和指示灯H1H4;电梯开门和关门按钮SB5和SB6,电梯开门和关门分别经过电磁铁YA1和YA2控制,关门到位由行程开关SQ5检测,开门到位由行程开关SQ6检测。轿厢上行和下行由接触器KM1和KM2控制,并有电动机过载保护热继电器FR,电梯载重超限检测SP,检修开关SB7,电梯故障报警电铃H
14、A。输入点共有21个,输出点共有15个,总共36个。2.1.2 内存容量估算用户控制程序所需内存容量和内存利用率、输入/输出点数、用户程序编写水平等原因相关。所以,在用户程序编写前只能依据输入/输出点数、控制系统复杂程度进行估算。本系统有开关量I/O总点数有36个,模拟量I/O数为0个。利用估算PLC内存总容量计算公式: 存字数=开关量I/O总点数(1015)+模拟量I/O总点数(150250)再按30%左右预留余量。估算本系统需要约1K字节内存容量。综合I/O点数和内存容量,S7200CPU226输入,输出点数为2416,足以满足要求。2.2 输入/输出点分配该系统占用PLC36个I/O口,
15、21个输入点,15个输出点,具体I/O分配如表2-1所表示。表2-1 I/O分配表器件名称说 明输入点器件名称说 明输出点SQ1电梯一层到位限位开关I0.0YA1电梯开门Q0.0SQ2电梯二层到位限位开关I0.1YA2电梯关门Q0.1SQ3电梯三层到位限位开关I0.2KM1电机正转Q0.2SQ4电梯四层到位限位开关I0.3KM2电机反转Q0.3SB1电梯内一层按钮I0.4H1电梯内一层按钮指示灯Q0.4SB2电梯内二层按钮I0.5H2电梯内二层按钮指示灯Q0.5SB3电梯内三层按钮I0.6H3电梯内三层按钮指示灯Q0.6SB4电梯内四层按钮I0.7H4电梯内四层按钮指示灯Q0.7SB11一层上
16、升呼叫按钮I1.0H11一层上升呼叫按钮指示灯Q1.0SB21二层上升呼叫按钮I1.1H21二层上升呼叫按钮指示灯Q1.1SB31三层上升呼叫按钮I1.2H31三层上升呼叫按钮指示灯Q1.2SB22二层下降呼叫按钮I1.3H22二层下降呼叫按钮指示灯Q1.3SB32三层下降呼叫按钮I1.4H32三层下降呼叫按钮指示灯Q1.4SB41四层下降呼叫按钮I1.5H41四层下降呼叫按钮指示灯Q1.5SB11检修开关I1.6HA电梯故障报警电铃Q1.6FR电动机过载保护热继电器I1.7SB5电梯开门按钮I2.0SB6电梯开门按钮I2.1SQ5开门限位开关I2.2SQ6关门限位开关I2.3SP电梯载重超限
17、检测I2.42.3 PLC外部接线图本设计PLC外部接线图图3-1所表示.CPU226传感器电源24V(DC)能够输出600mA电流,CPU226输出继电器触点容量为2A,经过核实在本设计中PLC容量完全满足要求。图3-1PLC I/O接线图第3章plc软件设计3.1 STEP 7编程软件编程语言标准STEP 7软件包配3种基础编程语言,即梯形图(LAD)、功效块图(FBD)、语言表(STL)和次序功效图编程语言,它们在STEP 7中能够相互转换。本试验采取梯形图这种编程语言。梯形图结构形式类似地传统继电器控制电路,它是由图形符号连接而成,这些符号分别代表常开触点、常闭触点、并联接线、串联接线
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