三層電梯plc課程設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言2</b></p><p>　　課程設計的目的和要求3</p><p><b>　　1、設計目的3</b></p><p><b>　　2、性能要求：3</b></p

2、><p>　　一、電梯監(jiān)控系統(tǒng)的組成和控制要求3</p><p>　　1.1、電梯的基本結構3</p><p>　　1.2、電梯的控制要求4</p><p>　　二、PLC控制系統(tǒng)設計4</p><p>　　2.1、PLC的硬件控制設計5</p><p>　　2.2、PLC的軟件控制設計

3、5</p><p>　　三、組態(tài)軟件模擬三層電梯控制的基本功能實現(xiàn)6</p><p>　　3.1設計監(jiān)控界面6</p><p>　　3.2電梯的基本功能和控制要求7</p><p>　　3.3 電梯的各種狀態(tài)7</p><p><b>　　3.4 總結8</b></p>&

4、lt;p>　　四、組態(tài)電梯程序的設計與模擬運行10</p><p>　　4.1 電梯工程中各按數(shù)據對象的設置10</p><p>　　4.1.1 增加數(shù)據對象10</p><p>　　4.1.2 修改對象屬性10</p><p>　　4.2動畫連接12</p><p>　　4.2.1 按鈕的動畫連接1

5、2</p><p>　　4.2.2 電梯層的設置14</p><p>　　4.2.3 報警按鈕的設置16</p><p>　　4.2.4上升下降以及開關門按鈕設置18</p><p>　　4.3 程序的模擬運行21</p><p><b>　　五、總結22</b></p>

6、<p><b>　　參考資料：22</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　目前電梯設計使用可編程控制器(PLC)，要求功能變化靈活，編程簡單，故障少，噪音低。維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強，控制箱占地面積少。當乘員進入電梯，按下樓層按鈕，電梯門自動關閉后.控制系統(tǒng)進行下列運作：根據轎廂所處位置及乘

7、員所處層數(shù).判定轎廂運行方向，保證轎廂平層時減速。將轎廂停在選定的樓層上;同時，根據樓層的呼叫，順路停車，自動開關門。另外在轎廂內外均要有信號燈顯示電梯運行方向及樓層數(shù)。</p><p>　　可編程序控制器(Programmable L0 c Controller簡稱PLC)是以微處理器為核心，綜合了計算機控制、自動化、通訊網絡等技術的一種通用的工業(yè)控制裝置。PLC電梯控制系統(tǒng)有如下的特點：(1)、PLC是基于工

8、業(yè)環(huán)境下設計的控制裝置，環(huán)境適應性強，可靠性高；(2)、PLC最常用的編程語言是梯形圖語言，編程語言形象、直觀，編程簡單，便于廣大現(xiàn)場工程技術人員掌握。(3)、PLC控制系統(tǒng)的體積小，重量輕，便于安裝，維修方便。(4)、PLC具有自診斷、故障報警、故障種類顯示等功能，可以方便的實時監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)。(5)、現(xiàn)代PLC具有傳統(tǒng)控制系統(tǒng)無法比擬的遠程數(shù)據傳送、交換、控制和監(jiān)視的網絡通訊功能。</p><p>　　其

9、中基于PLC的電梯的電氣系統(tǒng)設計主要由拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)采用的繼電器邏輯控制由于觸點多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點，正逐漸被淘汰。在設計電梯時我們經常會提到“組態(tài)”一詞，簡單的講，組態(tài)就是用應用軟件中提供的工具、方法，完成工程中某一具體任務的過程。</p><p>　　組態(tài)軟件相當豐富，相關品牌有：MCGS、組態(tài)王、EASY CONTROL、Citect、FIX等。他們都有一個

10、相同的特征：有豐富的圖庫及強大的圖形編輯功能和通訊功能。利用組態(tài)軟件可以方便生產過程的生態(tài)模型、設定監(jiān)視點、繪制實時過程曲線；通過串口（RS232或RS485）。利用組態(tài)軟件中的通訊程序或自己編制的通訊程序可以方便建立組態(tài)監(jiān)控與PLC之間的實時通訊。</p><p>　　系統(tǒng)上位機監(jiān)控部分應用MCGS 組態(tài)軟件來實現(xiàn)[。MCGS ( Monitor and Control System) 是一套基于Window

11、s 平臺用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。MCGS 軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件, 以用戶指定的方式運行, 并進行各種處理, 完成用戶組態(tài)設計的目標和功能。運行環(huán)境本身沒有任何意義, 必須與組態(tài)結果數(shù)據庫一起才能構成用戶應用系統(tǒng)。一旦組態(tài)工作完成, 運行環(huán)境和組態(tài)結果數(shù)據庫就可以離開組態(tài)環(huán)境而獨立運行在監(jiān)控計算機上。</p><p>　　課程設計的目的和要

12、求</p><p><b>　　1、設計目的</b></p><p>　　1.1 學習基本理論在實踐中綜合運用的初步經驗，掌握PLC設計的基本方法、設計步驟，培養(yǎng)綜合設計與調試能力。</p><p>　　1.2 掌握電梯及輔助設備選型、配置與量化的設計方法。</p><p>　　1.3 培養(yǎng)實踐技能，提高分析和解決實際問

13、題的能力。</p><p><b>　　2、性能要求：</b></p><p>　　1)一臺電梯上行，當它的下方出現(xiàn)向上呼叫信號時，基站電梯立即起動應答； </p><p>　　2)一臺電梯下行，它的上方出現(xiàn)任何廳外呼叫信號，基站電梯立即起動應答； </p><p>　　3)在以上兩個條件都不滿足時，兩臺電梯都在運行時，

14、其中任何一臺電梯沒有轎內指令時，首先通過與另一臺進行樓層比較判斷自身是在高位還是低位，如在高位則繼續(xù)上行，如在低位則反方向返回基站，這樣就避開了兩部電梯同時上行、同時應答最上方的呼梯信號，提高了運行效率。 </p><p>　　4)通過軟件解決了兩部電梯同層、同步上行或下行、在應答外呼信號時同時換速停車的問題，通過設置條件只要這種情況出現(xiàn)只能一臺電梯換速停車，另一臺繼續(xù)運行的程序，這樣也大大減少了停車次數(shù)，提高了

15、電梯運行效率。</p><p>　　5)當兩部電梯都在基站時，廳外有呼叫信號先回基站的電梯啟動應答。</p><p>　　6)無論A梯或B梯，由于內選定向后，都必須啟動運行。</p><p>　　第一節(jié)、電梯監(jiān)控系統(tǒng)的組成和控制要求</p><p>　　通過深入分析電梯各部分的構造和工作原理，熟悉電梯的控制要求。能更好的將電梯監(jiān)控系統(tǒng)的設計趨

16、于合理化、完整化、高效化。</p><p>　　1.1、電梯的基本結構</p><p>　　電梯時用來載人或裝貨的一種做垂直上下運動的特殊起重運輸設備?，F(xiàn)代電梯主要有曳引機、導軌、對重裝置、安全裝置、信號操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機房中。電梯的轎廂及配重分系在鋼絲繩的兩端，鋼絲繩跨掛在曳引機輪上，曳引機輪經減速機構由電動機拖動形成電梯的上下運動。</

17、p><p>　　1.2、電梯的控制要求</p><p>　　由于電梯的運行時根據樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制的，而在樓層和轎廂的呼叫是隨機的。因此其系統(tǒng)控制采用隨即邏輯控制。即在順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本要求的基礎上，根據隨機的輸入信號和電梯的相應狀態(tài)適時地控制電梯的運行。此外轎廂位置由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送至PLC的計數(shù)器來進行控制。同時每層樓設置一個接近開關用于檢測系統(tǒng)的樓

18、層信號。為方便觀察蒂娜體的運行方向及電梯所在的樓層進行顯示，采用LED和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號采用指示燈顯示。為了提高電梯的運行效率和平層的精度系統(tǒng)要PLC能對叫響的加、減速及制動進行有效的控制，它是根據轎廂的實際位置及交流調速系統(tǒng)的控制算法來實現(xiàn)。為了保證電梯的運行安全，系統(tǒng)應設置可靠地故障保護和相應的顯示。采用PLC實現(xiàn)的電梯控制系統(tǒng)具體要求如下：</p><p>　　1)一臺電梯上行，當它的下

19、方出現(xiàn)向上呼叫信號時，基站電梯立即起動應答； </p><p>　　2)一臺電梯下行，它的上方出現(xiàn)任何廳外呼叫信號，基站電梯立即起動應答； </p><p>　　3)在以上兩個條件都不滿足時，兩臺電梯都在運行時，其中任何一臺電梯沒有轎內指令時，首先通過與另一臺進行樓層比較判斷自身是在高位還是低位，如在高位則繼續(xù)上行，如在低位則反方向返回基站，這樣就避開了兩部電梯同時上行、同時應答最上方的呼

20、梯信號，提高了運行效率。 </p><p>　　4)通過軟件解決了兩部電梯同層、同步上行或下行、在應答外呼信號時同時換速停車的問題，通過設置條件只要這種情況出現(xiàn)只能一臺電梯換速停車，另一臺繼續(xù)運行的程序，這樣也大大減少了停車次數(shù)，提高了電梯運行效率。</p><p>　　5)當兩部電梯都在基站時，廳外有呼叫信號先回基站的電梯啟動應答。</p><p>　　6)無論A

21、梯或B梯，由于內選定向后，都必須啟動運行。</p><p>　　第二節(jié)、PLC控制系統(tǒng)設計</p><p>　　PLC是以微處理器為核心，綜合了計算機控制、自動化、通訊網絡等技術的一種通用的工業(yè)控制裝置。他因為極高的可靠性在工業(yè)控制領域得到廣泛應用。本設計中的PLC控制的電梯控制系統(tǒng)設計主要包含了硬件控制和程序控制兩個部分。硬件設計方面主要有PLC的配置、選型、通信電纜以及輸入輸出端口的分

22、配情況，軟件設計則是電梯控制程序編制。本文以三層電梯監(jiān)控系統(tǒng)為例來闡述電梯的組態(tài)設計。</p><p>　　2.1、PLC的硬件控制設計</p><p>　　本系統(tǒng)主要包括PC 機、PLC 和電梯等, 以工控PC機為主控上位機, 利用人機接口的智能軟件包MCGS組態(tài)軟件在PC機上建立工控的對象, 完成對PLC下位機的控制, 應用計算機構建動畫模擬電梯運行, 直接、直觀、準確地反映電梯的實時

23、運行狀態(tài)。圖1為系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　2.2、PLC的軟件控制設計</p><p>　　PLC 控制程序主要包括電梯開關門、升降和樓層顯示程序。主要是對電梯的運行實行操縱和控制。電梯的運行流程見圖2</p><p>　　第三節(jié)、組態(tài)軟件模擬三層電梯控制的基本功能實現(xiàn)</p><p><b>　　3.1設計監(jiān)控界面<

24、/b></p><p>　　在組態(tài)平臺上，創(chuàng)建“三層電梯實驗監(jiān)控”用戶窗口，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫制作窗口。利用組態(tài)工具，繪制三層電梯實驗監(jiān)控界面。</p><p>　　圖4-26 三層電梯PLC實驗監(jiān)控界面</p><p>　　3.2電梯的基本功能和控制要求</p><p>　　圖3-1為三層電梯的組態(tài)仿真畫面。整個界面包括樓層數(shù)

25、和電梯內的控制按鈕。圖中的1、2、3三個按鈕分別與1、2、3樓層對應?！通嬰娞荽砩仙拖陆?，和代表電梯門的關閉和打開。紅色的按鈕為緊急求救按鈕。</p><p><b>　　圖3-1電梯仿真圖</b></p><p>　　當乘客進入電梯按下其想去的樓層后，該樓層對應的數(shù)字保持常亮，當電梯到達對應的樓層時電梯門 可以自動打開，經過一段時間后門自動關閉。同時電梯的門可

26、以乘客自己控制開閉，當?shù)竭_樓層時按下時電梯門打開。當有乘客進來時按下按鈕電梯門關閉。</p><p>　　3.3 電梯的各種狀態(tài)</p><p>　　一、 電梯處于初始狀態(tài)</p><p>　　假設電梯處于第一層待命，各層現(xiàn)實都被初始化電梯處于一下狀態(tài)：</p><p>　　電梯各層顯示燈均不亮</p><p><

27、;b>　　電梯的門為關閉狀態(tài)</b></p><p>　　二、 電梯處于運行狀態(tài)</p><p>　　由于電梯只有三層，所以當每個樓層都有乘客按按鈕時電梯先按照當前的狀態(tài)上升或下降，當該動作結束后在執(zhí)行其相反的動作。</p><p>　　三、 電梯運行后的狀態(tài)</p><p>　　當電梯執(zhí)行完上升或下降的任務后，電梯將停留在

28、該層，直到有新的指令后電梯再次進入運行狀態(tài)。</p><p><b>　　3.4 總結</b></p><p>　　我們可以通過組態(tài)的實時監(jiān)控功能來實現(xiàn)對電梯的實時監(jiān)控，確保乘客的安全和電梯故障的即時發(fā)現(xiàn)及排除。</p><p>　　電梯的工作過程可以用圖3-2和圖3-3表示：</p><p>　　圖3-2電梯上升工作過

29、程</p><p>　　圖3-3電梯下降工作過程</p><p>　　第四節(jié)、組態(tài)電梯程序的設計與模擬運行 </p><p>　　4.1 電梯工程中各按數(shù)據對象的設置</p><p>　　4.1.1 增加數(shù)據對象</p><p>　　單擊工作臺上的【實時數(shù)據庫】按鈕，進入

30、【實時數(shù)據庫】窗口。氨基數(shù)據庫窗口的空白處，使數(shù)據庫窗口中沒有任何對象被選中。然后單擊窗口右邊的【新增對象】按鈕，在窗口的數(shù)據列表中，就會增加新的對象。多次單擊該按鈕，則增加多個數(shù)據對象，系統(tǒng)默認的第一位“data1”“data2”“data3”等。如圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1實時數(shù)據庫窗口</p><p>　　4.1.2 修改對象屬性</p><p&

31、gt;　　在【實時數(shù)據庫】窗口中，選中數(shù)據對象，單擊窗口右邊的【對象屬性】按鈕或雙擊選中的對象，則打開【數(shù)據對象屬性設置】窗口。在此窗口中，將系統(tǒng)定義的默認對象改為用戶自定義的名稱，并指定對象類型，在【對象內容注釋】欄中輸入數(shù)據對象注釋文字，提搞工程的可讀性。如圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2按鈕1對象屬性設置</p><p>　　在【基本屬性】中，將【對象名稱】改為“按鈕1”

32、；【對象類型】選擇“開關”。對象內容注釋為“下降到一層”。其他設置不變。用同樣的方法，對對象“按鈕2”“按鈕3”和“報警“進行設置?！币粚印薄岸印薄叭龑印钡脑O置和按鈕設置類似只要把“按鈕”改為“一層”“二層”和“三層”即可，將對象類型設置為【事件】即可。</p><p>　　“液位組“對象屬性設置，如圖4-3所示：</p><p>　　圖4-3組對象基本屬性</p><

33、;p>　　在【基本屬性】中，【對象名稱】設為“按鈕組“；【對象類型】選擇”組對象“：其他設置不變。單擊【存盤屬性】，打開數(shù)據對象【存盤屬性】設置界面，如圖 4-4所示：</p><p>　　圖4-4按鈕組存盤屬性</p><p>　　【數(shù)據值的存盤】選擇【定時存盤】，【存盤周期】為5s</p><p>　　【存盤時間設置】選擇為【永久存盤】，其他設置不變。單擊

34、【組對象成員】，如圖4-5所示：</p><p>　　圖4-5組對象成員設置</p><p>　　在左邊欄中選擇“按鈕1”、”按鈕2”、“按鈕3”選擇增加即可添加最對象成員?！皩咏M”的設置和按“鈕組“的設置一樣。</p><p><b>　　4.2動畫連接</b></p><p>　　4.2.1 按鈕的動畫連接</

35、p><p>　　在用戶窗口中，雙擊【三層電梯模擬】進入窗口。雙擊“按鈕1”，彈出【動畫組態(tài)屬性設置】窗口，如圖4-6所示：</p><p>　　圖4-6按鈕連接設置</p><p>　　選擇【屬性設置】，選擇在【顏色動畫連接】下的【填充顏色】。同理選擇在【輸入輸出連接】下的【顯示輸出】和【特殊動畫連接】下方的【可見度】。</p><p>　　單擊

36、【填充顏色】，其設置如圖4-7所示：</p><p>　　圖4-7填充顏色設置</p><p>　　單擊表達式右邊的“？”，選擇“按鈕1”，設置為“按鈕1=1”，單擊【增加】按鈕，“0”對應的顏色可以改變顏色。一般將“0”和“1“設置成紅色和綠色。單擊【顯示輸出】按鈕，如圖4-8所示：</p><p>　　圖4-8顯示輸出設置</p><p>

37、;　　設置過程和【填充顏色】設置一樣。【可見度】設置如圖4-9所示：</p><p><b>　　圖4-9可見度設置</b></p><p>　　同理“按鈕2”、“按鈕3”的設置同上。</p><p>　　4.2.2 電梯層的設置</p><p>　　雙擊“一層”按鈕進入到【動畫組態(tài)屬性設置】窗口。如圖4-10所示：&l

38、t;/p><p>　　圖4-10一層電梯動畫屬性設置</p><p>　　在【屬性設置】窗口的設置如圖所示。單擊【顏色填充】選項，設置如圖所示：</p><p>　　圖4-11顏色填充設置</p><p>　　【顯示輸出】設置如圖4-12所示：</p><p>　　圖4-12顯示輸出設置</p><p&

39、gt;　　同理“二層”和“三層”的設置和“一層”的設置一樣。</p><p>　　4.2.3 報警按鈕的設置</p><p>　　雙擊“報警”按鈕，進入【單元屬性設置】窗口。動畫連接設置如圖4-13所示：</p><p><b>　　圖4-14報警設置</b></p><p>　　選中【橢圓】單擊“>”進入如圖4-

40、15所示的界面：</p><p><b>　　圖4-15報警設置</b></p><p>　　選中【顏色動畫連接】下方的【填充顏色】和【輸入輸出連接】下方的【按鈕動作】。</p><p>　　單擊【填充顏色】選項，其設置如圖4-16所示：</p><p><b>　　圖4-16</b></p&

41、gt;<p>　　設置完成后單擊【按鈕動作】選項，其設置如圖4-17所示：</p><p><b>　　圖4-17</b></p><p>　　選中【數(shù)據對象值操作】，單擊“？”，選中“報警”即可，單擊【確認】完成設置。</p><p>　　4.2.4上升下降以及開關門按鈕設置</p><p>　　雙擊“上

42、升”按鈕進入【單元屬性】設置界面，選中【動畫連接】選項，如圖4-18所示：</p><p>　　圖4-18上升按鈕設置</p><p>　　單擊右側的“>”按鈕進入圖4-19的設置界面：</p><p><b>　　圖4-19</b></p><p>　　在【操作屬性】窗口設置，選中【數(shù)據對象值操作】，單擊“？”選

43、中“上升”。單擊【可見度屬性】，設置如圖4-20所示：</p><p><b>　　圖4-20</b></p><p>　　同理，下降按鈕的設置與其一樣。</p><p>　　雙擊關門”按鈕，進入【單元屬性設置】，選中動畫連接，如圖4-21所示：</p><p>　　圖4-21關門按鈕設置</p><

44、p>　　單擊右側的“>”的按鈕，進入如圖所示的界面：</p><p><b>　　圖4-22</b></p><p>　　選中【操作屬性】，按圖4-22所示設置各項屬性。單擊【可見度屬性】，進入如</p><p>　　圖4-23所示設置界面;</p><p><b>　　圖4-23</b>

45、;</p><p>　　按照圖4-23所示設置各項屬性。開門按鈕和“關門”按鈕設置一樣，在這里就不在累述。</p><p>　　4.3 程序的模擬運行</p><p>　　由于已經完成了電梯各個部分的動畫連接，所以現(xiàn)在我們就可以模擬電梯的運行情況了。</p><p>　　按下F5按鍵程序就進入組態(tài)運行環(huán)境。當把鼠標放在“三層”的按鈕上時，鼠標

46、會變成手狀，當我們單擊鼠標時，對應得“3”就會變?yōu)榫G色。如圖4-24所示：</p><p>　　圖4-24模擬電梯運行</p><p>　　當我們把報警按鈕按下時，紅色的報警器將會變成綠色，如圖4-25所示：</p><p>　　圖4-25電梯模擬運行報警模擬</p><p><b>　　第五節(jié)、總結體會</b><

47、/p><p>　　通過本次設計，我對于電梯的設計、運行、模擬等有了深刻的了解。在設計組態(tài)界面時，我只是做了一些簡單的設計，力求設計和畫面簡潔明了。我們學習了MCGS組態(tài)軟件，雖然只是進行了簡單的畫面和相關操作的組態(tài)設計，沒有和現(xiàn)場設備相連接。但是，以便能夠清楚的完成電梯的控制要求，達到設計目的。</p><p>　　我的知識領域得到了進一步的擴展，專業(yè)技能得到了進一步提高，同時也增強了我的分析

48、和解決工程實際的綜合能力。除此之外，也培養(yǎng)自己嚴肅求實的工作作風。</p><p>　　由于本人的知識有限，因此本設計中還有許多的不足之處，希望老師可以批評指正。</p><p><b>　　參考資料：</b></p><p>　　[1] 朱德文，牛志成.電梯選型、配置與量化[M].北京：中國電力114出版社，2005.</p>

49、<p>　　[2] 芮靜康.電梯電氣控制手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[3] 常路德，張曉明.常用電梯電路注解圖集[M].北京：人民郵電出版社，2004.</p><p>　　[4] 朱德文，楊禎山，張筠莉.智能控制電梯控制系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2005.</p><p>　　[5] 黃凈.電氣控制與可編

50、程序控制器[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　[6] 劉健，朱德文，梁志林.電梯電氣設計[M]北京：中國電力出版社，2006.</p><p>　　[7]殷洪義，吳建華.PLC原理與實踐[M]北京：清華大學出版社，2008.</p><p>　　[8]常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器[M]北京：機械工業(yè)出版社，2005.</p>

51、;<p>　　[9]張萬忠.可編程控制器入門與應用實例[M]北京：中國電力出版社，2004.</p><p>　　[10]梁賓.關于電梯運行舒適感的調試[J].廣船科技，2002.</p><p>　　[11]陳家盛.電梯結構原理及安裝維修.北京：機械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[12]阮友德,鄧松,劉守義.電氣控制與PLC實訓教程[M]