基于plc的二層電梯軟硬件課程設(shè)計

1、<p><b>　　1 系統(tǒng)概述</b></p><p>　　1.1設(shè)計題目應(yīng)用背景和意義</p><p>　　可編程控制器作為一種工業(yè)控制微型計算機(jī)，它以其編程方便、操作簡單尤其是它的高可控性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著社會的不斷發(fā)展，樓房越來越高，而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。PLC在電梯升降控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能

2、。由于PLC具有邏輯運(yùn)算，計數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯升降過程中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，很好的實(shí)現(xiàn)了對電梯的控制。</p><p>　　1.2 課題的設(shè)計任務(wù)及要求</p><p>　　在PLC課程設(shè)計中，我組設(shè)計了一個兩層電梯控制系統(tǒng)其主要參數(shù)要求及實(shí)現(xiàn)功能如下：</p><p>　　電梯轎廂有三相異步電機(jī)拖動4KW 380V 50HZ，

3、每層均設(shè)有平層感應(yīng)開關(guān)，轎廂開關(guān)門有直流電機(jī)拖動125W 24V。并設(shè)置有關(guān)門和開門到位的限位開關(guān)。</p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)功能：</b></p><p>　　1、一層設(shè)有上行呼梯按鈕、二層設(shè)有下降呼梯按鈕。</p><p>　　2、一層、二層和轎廂內(nèi)均設(shè)有7斷碼數(shù)碼管顯示轎廂所在的樓層。</p><p>　　

4、3、轎廂內(nèi)設(shè)置有選層按鈕。</p><p>　　4、轎廂內(nèi)設(shè)置有開門和關(guān)門按鈕。</p><p><b>　　2 方案論證</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求，本電梯控制系統(tǒng)可以采用常規(guī)低壓元器件繼電器控制方式和計算機(jī)控制兩種控制方式。</p><p>　　采用繼電器控制系統(tǒng)的電梯故障率高，大大降低了電梯的運(yùn)行可靠

5、性和安全性，所以基本上已經(jīng)被淘汰。</p><p>　　計算機(jī)種繁多，根據(jù)計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成方法及運(yùn)行方式不同，計算機(jī)控制可分為PLC控制與專用微機(jī)控制兩種方式。其中PLC因體積小、功能強(qiáng)、故障率低、壽命長、噪聲低、功耗小、維護(hù)保養(yǎng)簡便、修改邏輯靈活、程序容易編制、易連成控制網(wǎng)路等諸多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　綜上考慮，本系統(tǒng)采用PLC控制方案。</p>

6、<p><b>　　3 硬件設(shè)計</b></p><p>　　3.1系統(tǒng)的原理及示意圖</p><p>　　3.1.1 主體構(gòu)成</p><p>　　一部電梯主要由轎廂‘配重、拽引機(jī)、、限速機(jī)、控制柜、導(dǎo)軌等部件組成。</p><p>　　電梯機(jī)房內(nèi)設(shè)有電梯控制柜和拽引機(jī)。</p><p&g

7、t;　　轎廂內(nèi)側(cè)配有一按鈕盤，設(shè)有選層按鈕、開關(guān)門按鈕，上方有數(shù)碼管顯示器。</p><p>　　門上方配有電子平層感應(yīng)器、平層信號需提供的是開關(guān)信號，由于霍爾元件具有結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、安裝方便、功率小、耐震動、不怕灰塵等優(yōu)點(diǎn)，我選擇了橋廂下安裝磁鐵，通過非接觸的霍爾元件產(chǎn)生開關(guān)信號的方法。</p><p>　　由小電機(jī)拖動的開門機(jī)，微動開關(guān)檢測門開關(guān)的到位。</p>

8、<p>　　兩個外側(cè)廳門由轎門聯(lián)動機(jī)構(gòu)帶動開啟或關(guān)閉，一側(cè)有裝有響應(yīng)指示燈的呼梯按鈕及樓層顯示器。</p><p>　　3.1.2 電力拖動部分</p><p>　　電梯轎廂由三相異步電動機(jī)拖動（4KW 380V 50HZ）</p><p>　　轎廂門由直流電機(jī)拖動（125W 24V）.</p><p>　　3.1.3 電氣控制部

9、分</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出信號數(shù)目及裕量等因素考慮我們選用三菱公司FX2N-32MR PLC控制，配加接觸器、熱繼電器、低壓斷路器等。</p><p>　　簡易模型如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 二層電梯簡化模型</p><p><b>　　3.2 主電路</b></p>&l

10、t;p>　　3.2.1 轎廂拖動主電路</p><p>　　由于拖動轎廂電動機(jī)功率為4KW，容量小（7.5kW以下）、可采用直接起動。。選用上海納瑪電氣有限公司Y132M1-6 額定電流9.4A，。</p><p><b>　　電路如圖3-2所示</b></p><p>　　圖3-2 轎廂拖動主電路原理圖</p><p

11、>　　3.2.2 轎廂門拖動主電路</p><p>　　轎廂門由直流電動機(jī)拖動（125W 24V）。采用改變勵磁電流方向改變轉(zhuǎn)向。</p><p><b>　　電路如圖3-3所示</b></p><p>　　圖3-3 轎廂門拖動主電路原理圖</p><p><b>　　3.3 I/O分配</b>

12、;</p><p>　　本系統(tǒng)采用三菱FX2N-32MR PLC,根據(jù)需要，輸入輸出點(diǎn)分配見表3-1</p><p>　　表3-1輸入輸出點(diǎn)分配表</p><p>　　3.4 I/O接線圖</p><p>　　PLC I/O接線圖如圖3-4所示</p><p>　　圖3-4 I/O接線圖</p><

13、p>　　3.5 系統(tǒng)控制接線圖</p><p>　　系統(tǒng)控制接線圖如圖3-5所示</p><p>　　圖3-5系統(tǒng)控制接線圖</p><p><b>　　3.6元器件選型</b></p><p>　　元器件選型如表3-2所示</p><p>　　表3-2 元器件選型</p>&

14、lt;p><b>　　4 軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1 主流程</b></p><p>　　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SB1、SB2，用以選擇需?？康臉菍?。SQ1-SQ4為到位行程開關(guān)。LED顯示器用以顯示電梯所在樓層。具體如下：&#

15、160;</p><p>　　1、開始時，電梯處于任意一層。 </p><p>　　2、當(dāng)有外呼梯信號到來時，電梯響應(yīng)該呼梯信號，到達(dá)該樓層時，電梯停止運(yùn)行，電梯門打開，延時5S后自動關(guān)門。 </p><p>　　3、當(dāng)有內(nèi)呼梯信號到來時，電梯響應(yīng)該呼梯信號，到達(dá)該樓層時，電梯停止運(yùn)行，電梯門打開，延時5S后自動關(guān)門。 </p&g

16、t;<p>　　4、在電梯運(yùn)行過程中，電梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信號均不響應(yīng)。</p><p>　　5、電梯未平層或運(yùn)行時，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。</p><p>　　4.1.1 電梯到達(dá)呼叫樓層流程圖</p><p>　　電梯到達(dá)呼叫樓層流層如圖4-1

17、</p><p>　　圖4-1 電梯到達(dá)呼叫樓層流程圖</p><p>　　4.1.2 門響應(yīng)流程圖</p><p>　　門響應(yīng)流程如圖4-2</p><p>　　圖4-2 門響應(yīng)流程圖</p><p><b>　　4.2 梯形圖</b></p><p>　　PLC梯形圖軟

18、件的設(shè)計采用模塊化設(shè)計。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試。分為開關(guān)門、內(nèi)選、外召喚、層樓數(shù)指示、等模塊。模塊間不完全獨(dú)立，它們之間存在著有機(jī)聯(lián)系。</p><p>　　4.2.1 開關(guān)門程序梯形圖設(shè)計</p><p>　　開關(guān)門程序梯形圖如圖4-3所示</p><p>　　圖4-3 開關(guān)門程序梯形圖</p><p>　　輔助繼電器M001 表示轎

19、廂到達(dá)呼叫層</p><p>　　4.2.2 內(nèi)選程序梯形圖設(shè)計</p><p>　　內(nèi)選程序梯形圖如圖4-4所示</p><p>　　圖4-4 內(nèi)選程序梯形圖</p><p>　　4.2.3 外召喚程序梯形圖設(shè)計</p><p>　　外召喚程序梯形圖如圖4-5所示</p><p>　　圖4-5

20、 外召喚程序梯形圖</p><p>　　4.2.4 層樓數(shù)指示程序梯形圖設(shè)計</p><p>　　層樓數(shù)指示程序梯形圖如圖4-6所示</p><p>　　圖4-6 層樓數(shù)指示程序梯形圖</p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　在實(shí)驗(yàn)室按照接線圖接線，用發(fā)光二極管代替輸

21、入輸出信號，其亮滅代替工作狀態(tài)均可按照設(shè)計正常工作，即該系統(tǒng)可以很好的按照設(shè)計要求正常工作。</p><p><b>　　設(shè)計心得</b></p><p>　　在這次PLC課程設(shè)計中，讓我感到不足的地方是在開始動手設(shè)計程序前的硬件設(shè)計與選擇部分，不能夠完美的選擇器件在這個上面花了很多功夫。同時也認(rèn)識到了自己對知識掌握的不全面與靈活透徹的弊端。通過這次的PLC課程設(shè)計加

22、強(qiáng)了我對理論知識的運(yùn)用能力，另外，這課程設(shè)計也為了我們以后的畢業(yè)設(shè)計提供了很好的經(jīng)驗(yàn)，建立基礎(chǔ)，可以說是意義重大，影響深遠(yuǎn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　(1)任勝杰.電氣控制與PLC系統(tǒng) 機(jī)械工業(yè)出版社 2013</p><p>　　(2)劉載文.電梯控制技術(shù) 電子工業(yè)出版社 1996</p&