六層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PAGE12畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)設(shè)計(jì)題目:六層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

專業(yè):機(jī)電一體化技術(shù)

班級(jí):

學(xué)號(hào):

姓名:

指導(dǎo)教師:

2021年月日

摘 要本方案所需要的是基于PLC的六層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),采用西門子S7.1200PLC控制核心,外加了組態(tài)軟件WINCC為上位機(jī),設(shè)計(jì)了一套以PLC為控制核心的六層電梯控制系統(tǒng),用來(lái)替換或取代較復(fù)雜的繼電器.接觸器控制系統(tǒng)。因?yàn)樵陔娞菹到y(tǒng)的控制部分所采用的都是PLC梯形圖程序,保證在電梯正常工作的前提下,減少外部連接,控制簡(jiǎn)易,故障發(fā)生概率大大降低,使得電梯的故障檢測(cè)和維修保養(yǎng)便捷,克服了傳統(tǒng)的手動(dòng)操作所帶來(lái)的各種人為干擾等因素,取得了較好的實(shí)際應(yīng)用效果。通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)的要求進(jìn)行分析和控制,進(jìn)行了整個(gè)總體設(shè)計(jì),進(jìn)行了硬件的設(shè)計(jì)和PLC選型,設(shè)計(jì)主控制電路和各個(gè)控制電路,分配了各種PLC的輸入和各種輸出,并繪制輸入輸出接線圖,設(shè)計(jì)了PLC的控制過(guò)程和操作流程圖,使用編程軟件編寫了梯形圖和各種語(yǔ)句表等控制程序,最后我們利用WINCC組態(tài)軟件對(duì)PLC進(jìn)行了監(jiān)視和管理。和模擬仿真進(jìn)行測(cè)試,符合所有設(shè)計(jì)條件的要求,達(dá)到了預(yù)期的目的。關(guān)鍵詞：六層電梯；WINCC組態(tài)；梯形圖

目錄摘 要 II第1章概述 11.1課題背景 11.2課題研究的內(nèi)容 11.3課題目的和意義 21.3總體設(shè)計(jì) 2第2章控制系統(tǒng)的組成 32.1硬件的組成 32.2軟件的組成 5第3章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 73.1PLC選型 73.2主電路設(shè)計(jì) 73.3控制電路設(shè)計(jì) 83.4PLC的I/O分配 93.5電動(dòng)機(jī)控制電路圖 103.6PLC外部接線圖 11第4章程序設(shè)計(jì) 134.1程序流程設(shè)計(jì) 134.2編程元件明細(xì)表 144.3梯形圖程序 164.3.1IO映射 164.3.2轎內(nèi)控制 164.3.3轎外控制 174.3.4定向控制 174.3.5平層開關(guān)門控制 194.3.6模擬 214.3.7監(jiān)控系統(tǒng) 21第5章組態(tài)設(shè)計(jì) 215.1通訊設(shè)定 215.2定時(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 225.3組態(tài)畫面 23總結(jié) 24附錄 25致謝 40第12頁(yè)第1章概述1.1課題背景隨著信息科技的進(jìn)步與騰飛,計(jì)算機(jī)技術(shù)也正隨之日新月異地發(fā)生變化,帶動(dòng)了自動(dòng)控制技術(shù)和電力與微波工程等技術(shù)的飛迅發(fā)展。當(dāng)今的城市里,電梯已經(jīng)作為人們生活方式的一種重要標(biāo)志而被廣泛采用。特別是在許多高層建筑中,電梯更是必須配備的垂直搬運(yùn)裝置。在我國(guó)城市中心地區(qū)高層建筑工程飛速發(fā)展的今天,電梯工程行業(yè)的廣泛應(yīng)用范圍也是越來(lái)越多地被推廣,電梯控制技術(shù)也已經(jīng)進(jìn)入了調(diào)頻、調(diào)壓和電梯調(diào)速相結(jié)合的階段。而且對(duì)于電梯的邏輯控制還是由現(xiàn)在所使用的PLC來(lái)取代以往對(duì)于繼電器的控制。傳統(tǒng)的繼電器控制是遠(yuǎn)不及PLC電梯控制方便快捷的。1.2課題研究的內(nèi)容課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（PLC）自動(dòng)控制電梯系統(tǒng)。由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對(duì)電梯的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，對(duì)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國(guó)產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國(guó)產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。針對(duì)老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來(lái)控制電梯。論文的主要內(nèi)容如下：首先對(duì)電梯系統(tǒng)及可編程控制器（PLC）作了比較全面的總結(jié)和介紹。接著根據(jù)電梯的控制要求，設(shè)計(jì)模擬控制模板，確定PLC所需的輸入/輸出口的數(shù)量，確定PLC的型號(hào)，選定主機(jī)機(jī)型，并進(jìn)行擴(kuò)展。然后設(shè)計(jì)PLC的外部接線圖、流程圖等，編寫控制程序，最后對(duì)編寫的電梯控制程序進(jìn)行仿真和調(diào)試。1.3課題目的和意義隨著全球科技的高速發(fā)展。中國(guó)的經(jīng)濟(jì)也正處于高速增長(zhǎng)期,而且微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)也是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)的。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣。電梯作為一種交通運(yùn)輸裝置,其運(yùn)行時(shí)都是在豎向或水平方面運(yùn)行。隨這個(gè)時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步人們的生活物質(zhì)文化水平也在逐漸得到提高,慢慢地鞏固了電梯類產(chǎn)品在現(xiàn)代人們生產(chǎn)物質(zhì)和生活中占據(jù)的地位,將會(huì)變得和汽車一樣重要,成為人們重要的運(yùn)輸設(shè)備之一。因此,研究以PLC為核心的電梯自動(dòng)化控制系統(tǒng),是當(dāng)下電梯行業(yè)的重中之重。1.3總體設(shè)計(jì)PLC實(shí)時(shí)電梯監(jiān)控信號(hào)，包括來(lái)自于任一層轎廂外的電梯上行呼叫信號(hào),監(jiān)控電梯轎廂內(nèi)的任一層電梯呼叫信號(hào),監(jiān)控位于電梯高層轎廂連接到位于高層和各樓層的任一選層電梯呼叫信號(hào),監(jiān)控位于電梯高層轎廂內(nèi)的電梯開門按鈕和監(jiān)控電梯轎廂關(guān)門按鈕的呼叫信號(hào),開門按鈕同時(shí)到位和監(jiān)控電梯轎廂關(guān)門按鈕同時(shí)到位的呼叫信號(hào)等,以及夾人保護(hù),過(guò)載保護(hù),超重保護(hù)等。通過(guò)PLC軟件進(jìn)行編寫程序,輸出的制動(dòng)指示燈信號(hào)可以直接用來(lái)準(zhǔn)確顯示一個(gè)電動(dòng)轎廂的實(shí)際工作運(yùn)行狀態(tài),驅(qū)動(dòng)一個(gè)進(jìn)入轎廂的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，按照設(shè)定的程序后就可以輕松實(shí)現(xiàn)高速升降、順向制動(dòng)、逆向制動(dòng),平層故障檢查、開關(guān)門等多種工作功能。同時(shí)利用WINCC的組態(tài)對(duì)電梯進(jìn)行了監(jiān)控與仿真,模擬演示了六層電梯自動(dòng)控制。轎廂可以在四層或者三層停車,或者二層的話,按SB1按鈕進(jìn)行呼梯,轎廂就會(huì)下降至SQ1停止。轎廂停于一層,若按SB2按鈕呼梯,轎廂上升到SQ2停止,若按SB3按鈕呼梯,轎廂上升到SQ3停止。轎廂停于四層,若按SB3的按鈕,轎廂一般會(huì)下降到SQ3停止,若按SB2的按鈕呼梯,轎廂一般會(huì)下降到SQ2停止。轎廂在一層不能停車,而通過(guò)一層SB2,SB3,SB4的呼梯按鈕都必須是由轎廂所有人共同進(jìn)行呼梯,轎廂的呼梯上升至一層SQ2暫停后,繼續(xù)從上向下進(jìn)行提升樓梯至二層SQ3,再次向下進(jìn)行呼梯直到暫停后,繼續(xù)向下提升至二層SQ4停止。第2章控制系統(tǒng)的組成PLC控制系統(tǒng)像一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一樣，也是由硬件和軟件兩個(gè)部分組成的，硬件是指PLC本身及其外圍設(shè)備，軟件是指管理PLC的系統(tǒng)軟件，PLC的應(yīng)用程序，編程語(yǔ)言和編程支持工具軟件。圖2.1典型PLC控制系統(tǒng)的硬件組成圖2.1硬件的組成圖2.1為典型PLC控制系統(tǒng)的硬件組成圖。PLC控制系統(tǒng)的硬件是由PLC，輸入/輸出（I/O）電路及外圍設(shè)備等組成的。系統(tǒng)規(guī)?？筛鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用的需要而定，可大可小。下面對(duì)構(gòu)成控制系統(tǒng)的主要部分簡(jiǎn)要介紹。主控模塊除了早期生產(chǎn)的整體式PLC（PLC的各個(gè)部件都在同一機(jī)殼內(nèi)）外，目前市場(chǎng)多數(shù)的PLC都已采用模塊化的結(jié)構(gòu)（PLC的各個(gè)部件獨(dú)立封裝，稱之為模塊）。在PLC中各個(gè)模塊均通過(guò)系統(tǒng)總線相互連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中最核心的模塊是主控模塊（也稱CPU），它包括：CPU，存儲(chǔ)器，通信接口等部分。輸入/輸出模塊PLC的控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。生產(chǎn)過(guò)程有許多控制變量，如溫度，壓力，液位，速度，電壓，開關(guān)量，繼電器狀態(tài)等，因此，需要有相應(yīng)的I/O模塊作為CPU與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的橋梁。且這些模塊應(yīng)具有較好的抗干擾能力。目前，生產(chǎn)廠家已開發(fā)出各種型號(hào)的模塊供用戶選擇。對(duì)于輸入/輸出模塊有：數(shù)字量輸入/輸出模塊，開關(guān)量輸入/輸出模塊，模擬量輸入/輸出模塊，交流信號(hào)輸入/輸出模塊，220V交流輸入/輸出模塊。還有智能模塊，它本身帶CPU，存儲(chǔ)器和監(jiān)控系統(tǒng)，可獨(dú)立完成各種運(yùn)算。智能模塊的種類很多，如高速計(jì)數(shù)模塊，PID調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊，閥門控制模塊，智能存儲(chǔ)模塊和智能I/O模塊。電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源，系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的。因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。I/O電路PLC的基本功能就是控制，它采集被控對(duì)象的各種信號(hào)。經(jīng)過(guò)PLC處理后，通過(guò)執(zhí)行裝置實(shí)現(xiàn)控制。輸入電路就是被控對(duì)象（需要進(jìn)行控制的機(jī)器，設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程）進(jìn)行檢測(cè)，采集，轉(zhuǎn)換和輸入。另外，安裝在控制臺(tái)上的按鈕，開關(guān)等也可以向PLC送控制指令。輸出電路的功能就是接受PLC輸出的控制信號(hào)，對(duì)被控對(duì)象執(zhí)行控制任務(wù)。PLC的外圍設(shè)備很多，但基本功能不外乎對(duì)信息和數(shù)據(jù)的處理。常用的有編程器，可編程終端，打印機(jī)，條碼讀入機(jī)等等。編程器是PLC的重要外圍設(shè)備之一，它可以將用戶編寫的程序送到PLC的用戶程序存儲(chǔ)器。因此，它的主要任務(wù)是輸入程序，調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過(guò)程?？删幊探K端是具有I/O功能的PLC人機(jī)界面產(chǎn)品。人可以通過(guò)觸摸屏幕將信息輸入PLC中同樣可編程終端也可以將PLC的輸入數(shù)據(jù)和信息顯示在屏幕上。2.2軟件的組成PLC控制系統(tǒng)的軟件主要是系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件，編程語(yǔ)言及編程支持工具軟件幾個(gè)部分組成。PLC系統(tǒng)軟件與工作過(guò)程PLC系統(tǒng)軟件是PLC工作所必須的軟件。在系統(tǒng)軟件的支持下PLC對(duì)用戶程序進(jìn)行逐條的解釋，并加以執(zhí)行，直到用戶程序結(jié)束，然后返回到程序的起始又開始新的一輪掃描。PLC的這種工作方式就稱之為循環(huán)掃描。應(yīng)用軟件PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是指為完成PLC實(shí)際控制任務(wù)而編制的各種軟件。隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域范圍的不斷擴(kuò)大，應(yīng)用水平的提高，PLC應(yīng)用軟件也大大豐富起來(lái)了。PLC應(yīng)用軟件與一般計(jì)算機(jī)信息處理軟件相比，有很大不同，PLC應(yīng)用軟件有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)必須與生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。生產(chǎn)工藝要求不同，控制的功能也就要求不同，即使是相同的生產(chǎn)過(guò)程，由于各種設(shè)備的工藝參數(shù)不一樣，控制實(shí)現(xiàn)的方式也不一樣。所以程序設(shè)計(jì)人員必須深入現(xiàn)場(chǎng)，嚴(yán)格遵守生產(chǎn)工藝的具體要求來(lái)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。(2)應(yīng)用軟件與硬件緊密相關(guān)。軟件設(shè)計(jì)人員不能拋開硬件配置和系統(tǒng)孤立地考慮軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)必須根據(jù)硬件系統(tǒng)，接口的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)。(3)PLC應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)需要計(jì)算機(jī)，自動(dòng)控制技術(shù)甚至網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種知識(shí)。特別是PLC網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，PLC控制系統(tǒng)不再是一個(gè)單獨(dú)的裝置。在控制系統(tǒng)中，可能包括有多臺(tái)不同型號(hào)的PLC，計(jì)算機(jī)，外圍設(shè)備等。因此在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)和處理某種控制功能都離不開計(jì)算機(jī)，自動(dòng)控制和通信技術(shù)。因此，應(yīng)用程序中不僅有PLC程序，還有計(jì)算機(jī)程序和通信網(wǎng)絡(luò)程序等。編程語(yǔ)言及編程支持工具軟件PLC有多種編程語(yǔ)言：梯形圖語(yǔ)言，助記符語(yǔ)言，邏輯功能圖語(yǔ)言，布爾代數(shù)語(yǔ)言和某些高級(jí)語(yǔ)言（Basic，C語(yǔ)言等）。但使用廣泛的還是梯形圖語(yǔ)言和助記符語(yǔ)言?，F(xiàn)在世界上各個(gè)PLC生產(chǎn)廠家都研制了自己的PLC編程支持工具軟件和監(jiān)控組態(tài)軟件。用戶可以根據(jù)自己的需要利用這些軟件來(lái)改善軟件的開發(fā)環(huán)境，提高編程效率。

第3章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1PLC選型系統(tǒng)共使用了24路數(shù)字量輸入，24路數(shù)字量輸出，系統(tǒng)為小規(guī)模自動(dòng)化應(yīng)用。西門子公司的S7.1200是高性能小型PLC,可以滿足大多數(shù)中小規(guī)模的應(yīng)用。因?yàn)樾詢r(jià)比高,使用簡(jiǎn)單,編程容易,接線方便,另外有多種規(guī)格和擴(kuò)展模塊可以選擇,采用的供電方式主要是采用交流電源電路進(jìn)行穩(wěn)壓供電,直流和普通數(shù)字?jǐn)?shù)的量分別為插出輸入,繼電器的插入輸出,含24路交流數(shù)字量輸入,16路直流數(shù)字量的插入輸出,可以滿足本系統(tǒng)的使用需求。3.2主電路設(shè)計(jì)其主要的集成電路基本結(jié)構(gòu)如波形圖3.1所示。外部三相380V交流電,經(jīng)L1,L2,L3,N分別直接提供給各個(gè)供電設(shè)備和各種變壓器設(shè)備使用,其中的L1,L2,L3為三相電源線,N則為零線。QF1是一個(gè)總的斷路器,可以直接自動(dòng)接通或者手動(dòng)切斷一個(gè)整臺(tái)機(jī)的電源,FU1是總的電源熔斷器,起到了電源短路和過(guò)載電流的安全保護(hù)。M1是一種帶有拉桿式轎廂的拖拽發(fā)動(dòng)機(jī),驅(qū)動(dòng)轎廂的升降。QF2是一種拖曳式電機(jī)斷路器,VF1是一種拖曳式電機(jī)的變頻器,用來(lái)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)拖曳式電動(dòng)機(jī)在變頻系統(tǒng)中運(yùn)行。KA1為上升正轉(zhuǎn)啟動(dòng)繼電器,PLC通過(guò)控制KA1線圈來(lái)得電,KA1常開觸點(diǎn)閉合,接通一個(gè)變頻器端子5和9,啟動(dòng)一個(gè)變頻器進(jìn)行正轉(zhuǎn),執(zhí)行上升。KA2是一種通過(guò)下降式上升反轉(zhuǎn)直流啟動(dòng)的變頻繼電器,PLC通過(guò)直接控制KA2線圈來(lái)啟動(dòng)得到直流供電,KA2常常對(duì)開觸點(diǎn)進(jìn)行閉合,接通了整個(gè)變頻繼電器啟動(dòng)端子5和9,同時(shí)也分別接通了整個(gè)變頻繼電器啟動(dòng)端子6和9,啟動(dòng)了整個(gè)變頻器的下降反轉(zhuǎn),執(zhí)行下降。R1是變頻器速度調(diào)節(jié)電阻器,通過(guò)調(diào)節(jié)R1可以調(diào)節(jié)變頻器速度。M2是開關(guān)門電機(jī),驅(qū)動(dòng)電梯開關(guān)轎廂門。FR2是為了對(duì)開門和關(guān)門驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓過(guò)載進(jìn)行保護(hù)和采用熱繼承斷電器,起到了過(guò)載保護(hù)防止開關(guān)門驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過(guò)載作用,防止開關(guān)電動(dòng)機(jī)的電壓過(guò)載而受到燒毀。KM1為自動(dòng)開門控制啟動(dòng)接觸器,KM2為自動(dòng)關(guān)門控制啟動(dòng)接觸器。圖3.1主電路圖3.3控制電路設(shè)計(jì)該控制電路結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。220V的交流電通過(guò)L1,N給予一個(gè)控制電路,QF4是一個(gè)控制電路的斷路器,FU3是一個(gè)控制電路的熔斷器。G1是直流開關(guān)的電源,把220V的交流電轉(zhuǎn)換成24V的直流電,供PLC的兩個(gè)輸入及其輸出。220V的交流電通過(guò)斷路器QF4,熔斷器FU3,給PLC系統(tǒng)提供220V的交流工作電源。KM1為門打開電動(dòng)機(jī)的正反反轉(zhuǎn)繼電接觸器,KA3為門打開線圈啟動(dòng)的正轉(zhuǎn)繼電器,PLC通過(guò)自動(dòng)操作程序來(lái)自動(dòng)控制KA3線圈啟動(dòng)進(jìn)行正轉(zhuǎn)啟動(dòng),KA3常開觸點(diǎn)進(jìn)行閉合,接觸器通過(guò)KM1線圈啟動(dòng)進(jìn)行正轉(zhuǎn)啟動(dòng),門由發(fā)電機(jī)的正轉(zhuǎn)啟動(dòng)正常運(yùn)轉(zhuǎn),執(zhí)行開門。同樣的,KM2為逆向得電啟動(dòng)接觸器,KA4為逆向啟動(dòng)接觸器,PLC通過(guò)接觸控制KA4線圈可以進(jìn)行自動(dòng)得電,KA4為常關(guān)觸點(diǎn)自動(dòng)閉合,接觸繼電器KM2線圈可以進(jìn)行自動(dòng)得電,開關(guān)門是將電機(jī)的自動(dòng)得電逆向啟動(dòng)反轉(zhuǎn),執(zhí)行自動(dòng)的開關(guān)門。圖3.2控制電路圖3.4PLC的I/O分配 PLC的輸入和輸出分配見如表3.1所示。表3.1PLC數(shù)字量輸入分配表名稱地址名稱地址一層內(nèi)呼%I0.0一層內(nèi)呼%I0.0二層內(nèi)呼%I0.1二層內(nèi)呼%I0.1三層內(nèi)呼%I0.2三層內(nèi)呼%I0.2四層內(nèi)呼%I0.3四層內(nèi)呼%I0.3五層內(nèi)呼%I0.4五層內(nèi)呼%I0.4六層內(nèi)呼%I0.5六層內(nèi)呼%I0.5開門開關(guān)%I0.6開門開關(guān)%I0.6關(guān)門開關(guān)%I0.7關(guān)門開關(guān)%I0.7一層外呼上%I1.0一層外呼上%I1.0二層外呼下%I1.1二層外呼下%I1.1二層外呼上%I1.2二層外呼上%I1.2三層外呼下%I1.3三層外呼下%I1.3三層外呼上%I1.4三層外呼上%I1.4四層外呼下%I1.5四層外呼下%I1.5SPare_1%I1.6SPare_1%I1.6SPare%I1.7SPare%I1.73.5電動(dòng)機(jī)控制電路圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖3.3所示。圖中M1，M2為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器KM1~KM4通過(guò)控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過(guò)載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過(guò)載時(shí)斷開主電路。FU1為熔斷器，起過(guò)電流保護(hù)作用。圖3.3電動(dòng)機(jī)控制電路圖3.6PLC外部接線圖PLC外部接線圖見下圖3.4，其中包含主控制器CPU224CN及擴(kuò)展模塊EM223。接線圖分為DC輸入端和DC輸出端。輸入端DC24V的負(fù)極接公共端1M和2M。輸入開關(guān)的一端接到DC24V的正極，輸入開關(guān)的另一端連接到CPU224或ME223各輸入端。輸出端DC24V的正極接L+端。輸出負(fù)載的一端接到DC24V的負(fù)極，輸入開關(guān)的另一端連接到CPU224或EM223各輸出端。圖3.4PLC外部接線圖第4章程序設(shè)計(jì)4.1程序流程設(shè)計(jì)電梯上下行流程圖。假設(shè)電梯停在N（N=1，2，3，4，5，6）樓,M樓有信號(hào),M＞N時(shí)，電梯上行；M＜N時(shí)，電梯下行。在電梯運(yùn)行過(guò)程中，電梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信號(hào)均不響應(yīng)，但如果反向外呼梯信號(hào)前方向無(wú)其它內(nèi)、外呼梯信號(hào)時(shí)，則電梯響應(yīng)該外呼。電梯應(yīng)具有最遠(yuǎn)反向外梯響應(yīng)功能。例如：電梯在一樓，而同時(shí)有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯先去四樓響應(yīng)四層向下外呼梯信號(hào)。電梯響應(yīng)流程圖見圖4.1。圖4.1電梯響應(yīng)流程圖電梯由安裝在各樓層廳門口的上升和下降呼叫按鈕進(jìn)行呼叫操縱，其操縱內(nèi)容為電梯運(yùn)行方向。電梯轎箱內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕S1～S4，用以選擇需?？康臉菍?。L1為一層指示、L2為二層指示、L3為三層指示、L4為四層指示，SQ1～SQ4為到位行程開關(guān)。具體如下：1、開始時(shí)，電梯處于任意一層。2、當(dāng)有外呼梯信號(hào)到來(lái)時(shí)，電梯響應(yīng)該呼梯信號(hào)，到達(dá)該樓層時(shí)，電梯停止運(yùn)行，梯門打開，延時(shí)5S后自動(dòng)關(guān)門。3、當(dāng)有內(nèi)呼梯信號(hào)到來(lái)時(shí)，電梯響應(yīng)該呼梯信號(hào)，到達(dá)該樓層時(shí)，電梯停止運(yùn)行，電梯門打開，延時(shí)5S后自動(dòng)關(guān)門。4、在電梯運(yùn)行過(guò)程中，電梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信號(hào)均不響應(yīng)，但如果反向外呼梯信號(hào)前方向無(wú)其它內(nèi)、外呼梯信號(hào)時(shí)，則電梯響應(yīng)該外號(hào)。5、電梯應(yīng)具有最遠(yuǎn)反向外梯響應(yīng)功能。例如：電梯在一樓，而同時(shí)有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯先去四樓響應(yīng)四層向下外呼梯信號(hào)。6、電梯未平層或運(yùn)行時(shí)，開門按鈕和關(guān)門按鈕均不起作用。平層且電梯停止運(yùn)行后，按開門按鈕電梯門打開，按關(guān)門電梯門關(guān)閉。4.2編程元件明細(xì)表根據(jù)電梯控制的要求，為能實(shí)現(xiàn)電梯各種功能，構(gòu)思PLC控制的程序，粗略估算肯能用到的編程元件。編程元件見下表4.2。PLC編程元件明細(xì)表輸入繼電器II0.0

I0.1

I0.2

I0.3

I0.4

I0.5

I0.6

I0.7

I1.0

I1.1

I1.2I1.3

I1.4

I1.5

I1.6

I1.7

I2.0

I2.1

I2.2

I2.3

I2.4

I2.5

I2.6輸出繼電器QQ0.0

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.4

Q0.5

Q0.6

Q0.7

Q1.0

Q1.1Q1.2

Q1.3

Q1.4

Q1.5

Q1.6

Q1.7

Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5存存儲(chǔ)器MM0.0

M0.1

M0.2

M0.3

M0.4

M0.5

M0.6

M0.7計(jì)時(shí)器TT33

T37特殊位存儲(chǔ)器SM0.1表4.2PLC編程元件明細(xì)表

4.3梯形圖程序4.3.1IO映射圖4.2程序段1當(dāng)用戶按下上行或下行呼梯按鈕，即對(duì)相對(duì)應(yīng)樓層下行或上行指示燈進(jìn)行置位操作?？梢员３职聪聲r(shí)的信號(hào)，等待轎廂響應(yīng)。我們使用wincc組態(tài)軟件，使用按鈕功能，直接對(duì)內(nèi)呼信號(hào)燈進(jìn)行“位取反”，實(shí)現(xiàn)了：可以保持呼叫信號(hào)，等待轎廂響應(yīng)。4.3.2轎內(nèi)控制圖4.3程序段24.3.3轎外控制圖4.4程序段34.3.4定向控制圖4.5程序段4圖4.6程序段5停車狀態(tài)下，電梯采集所有呼叫信號(hào)，按先來(lái)后到遠(yuǎn)測(cè)自動(dòng)定向。電梯一旦按確定方向運(yùn)行，只響應(yīng)同向呼梯信號(hào)停車，記憶反向呼梯信號(hào)等待換向后響應(yīng)。電梯如果向上運(yùn)行時(shí)，對(duì)于向下方向的呼梯信號(hào)，電梯先響應(yīng)最遠(yuǎn)的，換向后再按順向截車原則響應(yīng)向下方向的其他信號(hào)。4.3.5平層開關(guān)門控制圖4.7程序段6圖4.8程序段7當(dāng)電梯到達(dá)指定樓層，并且電梯靜止時(shí)，需要打開電梯門。電梯運(yùn)行到的樓層如果有呼叫信號(hào)，且電梯靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，本層開門。4.3.6模擬圖4.9程序段8模擬出電梯運(yùn)行位置。4.3.7監(jiān)控系統(tǒng)圖4.10程序段9給出各樓層呼叫信號(hào)，方便監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。第5章組態(tài)設(shè)計(jì)5.1通訊設(shè)定在一個(gè)WINCC組態(tài)的軟件里,打開一個(gè)設(shè)備窗體,添加一個(gè)通用的設(shè)備,添加一個(gè)設(shè)備HMI觸摸屏。圖5.1添加設(shè)備5.2定時(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)建立實(shí)時(shí)變量庫(kù)，與PLC進(jìn)行通訊或者用做內(nèi)部數(shù)據(jù)，進(jìn)行動(dòng)畫腳本等使用。圖5.2實(shí)時(shí)變量庫(kù)5.3組態(tài)畫面根據(jù)生產(chǎn)工藝及其高度控制的技術(shù)要求，自我設(shè)計(jì)并建立了電梯監(jiān)控畫面,設(shè)計(jì)并建立了一個(gè)六層自動(dòng)電梯模型。轎廂內(nèi)部的樓層選擇按鈕，開關(guān)門按鈕。轎廂外部的上下行指示燈，樓層顯示器，上下行外呼按鈕。各樓層呼叫信號(hào)，平層信號(hào)，上下行信號(hào)，開關(guān)門信號(hào)的監(jiān)控系統(tǒng)，方便更好的觀察電梯運(yùn)行情況。外部呼叫的樓層顯示器以及上下行指示燈，可以明顯的看到轎廂所處樓層和運(yùn)行方向，轎廂門的開啟和關(guān)閉，開門信號(hào)要優(yōu)先于關(guān)門信號(hào)，即有開門信號(hào)時(shí)關(guān)門信號(hào)無(wú)法使用，保障了用戶們的安全。平層信號(hào)的使用，使電梯運(yùn)行更加平穩(wěn)，停層更加準(zhǔn)確，提高了電梯使用的舒適性，監(jiān)控系統(tǒng)的使用，可以更好的監(jiān)控電梯運(yùn)行方向和轎廂門的狀態(tài)，可以及時(shí)對(duì)應(yīng)急突發(fā)事件做出反應(yīng)。圖5.3監(jiān)控畫面

總結(jié)在老師及各位同學(xué)們的幫忙下,完成了基于PLC的六層電梯控制系統(tǒng)。通過(guò)這次的設(shè)計(jì),我終于能夠充分運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí),解決了我在畢業(yè)設(shè)計(jì)中可能遇到的困難,使自己的實(shí)踐動(dòng)手能力和獨(dú)立思考問(wèn)題得到了改善。在我每天做畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中,我已經(jīng)查閱了許多的文獻(xiàn)和資料,并認(rèn)真地仔細(xì)閱讀了這些畢業(yè)設(shè)計(jì)工作密切相關(guān)的文獻(xiàn)和資料,從而使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)涵養(yǎng)也得到了進(jìn)一步的提高,知識(shí)儲(chǔ)備也隨之增加。在我剛開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候,我就復(fù)習(xí)了許多專業(yè)課的知識(shí),這也就使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)有限度的鞏固。整體的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)了各種軟件及其他硬件的調(diào)試和仿真。我覺得它對(duì)自己以后的生活學(xué)習(xí)和事業(yè)都將會(huì)是具有極大的好處和意義。在這次的設(shè)計(jì)中碰到了許多實(shí)踐性的問(wèn)題,在實(shí)際的設(shè)計(jì)中才突然地發(fā)現(xiàn),書本上那些理論化的東西與實(shí)際應(yīng)用中的東西還是存在著一定差別和出入的,所以有些設(shè)計(jì)中的問(wèn)題不僅需要深刻地去理解,而且還需