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1、基于PLC四层电梯控制系统设计04123157王斌1、四层电梯控制系统设计方案1.1 设计方案比较电梯控制方式重要分为三种，分别是继电器控制方式、微机控制方式和可编程控制器(PLC)控制方式，由于继电器控制存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短的缺陷目前已逐渐被淘汰，微机控制可靠性差故也不多采用，而PLC控制采用一种巡回扫描的方式分时处理各项任务，并且依托程序运行，这就保证只有对时日勺程序才能运行，否则电梯不会工作。又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等是它自身系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，因此，它比继电器控制有明显的优越性，比微机控制有明显B可靠性，自动化水平
2、更高。综上所述PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、优越性和实用性的控制方式，它更适合用在电梯B技术改造和控制系统B更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。1.2 可编程控制器(PLC)B选择目前市场是可编程控制器种类繁多，有西门子的、三菱的、欧姆龙的等。同一品牌的可编程控制器也有诸多类型，仅西门子就S7-200/S7-300/S7-400这三个系列。结合自身学习特点，在学习期间接触西门子s7200的时间比较长，熟悉s7200l向多种功能指令，可以纯熟运用s7-200多种功能指令编程。结合PLCS7-200自身具有的：模块构造、可靠性好、多功能性、易编程性等特点，本次系统设计需要输入端口
3、26个，输出端口11个。故设计中选用西门子PLCS7-200CPU224o1.3 变频器的选择电梯的调速规定除了一般工业控制的静态、动态性能外，他的舒适度指标往往是选择的一项重要内容。本设计中拖动调速系统的关键在于保证电梯按理想的给定速度曲线运行以改善电梯运行的舒适度。由于西门子MM440变频器具有：（1）调试简朴；（2）模块化的构造，配置灵活性最大；（3）6个可编程，带隔离的数字输入；（4）2个可表定的模拟输入（OV至10V,OmA至20mA）,它们也可作为第7和第8个数字输入；（5）2个可编程的模拟输出（OmA至20mA）；（6）3个完全可编程B继电器输出（30V直流/5A,阻性负载；25
4、0V交流/2A,感性负载）；（7）当使用较高日勺开关频率时，电机可以低噪音运行（在开关频率较高状况下，要降格使用）（8）完善B变频器和电动机保护功能。因此本次课题设计采用西门子MM440变频器。2、硬件设计2.1系统框图（1）控制系统框图（如图3.OV1）平层限位开关外召唤指令一内选层指令一安全保护一开门限位开关一关门限位开关输入端PLCS7-200CPU224输出端一内外楼层显示器电铃一电梯门开一电梯门关一超重报警J拽引电动机图2.OVl控制系统框图(2)系统构造图(如图2.0V2)图2.0V2系统构造图F图2.1.1时间t(三)/f(Hz)曲线2.2减速及平层控制电梯H工作特点是频繁启制动
5、,为了提高工作效率、改善舒适感，规定电梯能平滑减速至速度为零时，精确平层，即“无速停车包闸”，不要出现爬行现象或低速抱闸，即直接停止,要做到这一点是要精确发出减速信号，在靠近层楼面时按距离精确日勺自动矫正速度给定曲线。本设计采用旋转编码器检测轿厢位置，只要电梯运行，计数器就可以精确地确定走过的距离，到达与减速点对应的预制数时即可发出减速命令。2.3电梯B安全保护环节（一）断绳与超速保护；（二）轿门与层门锁保护；（三）安全电路保护；（四）梯门入口安全保护；（五）上、下端站的强迫减速保护;（六）上、下方向限位保护及终端保护；（七）缺相、错相保护；（八）电梯电气控制系统中的短路保护；（九）拽引电动机
6、（交流原动机、主变压器）B过载保护；（十）电动机运转时间限制保护；（十一）紧急停止保护；（十二）轿厢上行超速保护；2.4电梯控制系统操作过程（1）按动召唤按钮，电梯牵引机启动抵达召唤层停止、响铃、电梯门和轿厢门同步打开。（2）人进入轿厢，超重保护没有报警。（3）电梯门开B同步计时器开始计时5秒钟,5秒钟到电梯门和轿厢门自动关闭。（4）按动选层键，电梯牵引机启动抵达选择层停止、响铃、电梯门和轿厢门同步打开。（5）电梯门打开的同步计时器开始计时5秒钟，5秒钟到电梯门和轿厢门自动关闭。（6）当电梯行驶过程中收到正向召唤信号，则抵达召唤楼层时停止,接受到反向召唤信号，电梯继续执行目前信号，在顺向信号执
7、行完毕后执行反向信号，执行过程中自动对应近来H信号。（7）电梯门和轿厢门设有压力传感器，当受到一定推力时，门自动返回计时5秒后重新关闭。2. 5电梯控制系统实现的功能1 .电梯内外目前楼层显示；2 .各层厅外召唤按钮；3 .轿厢内楼层选择指令键；4 .一台交流电动机拽引轿厢上升和下降；5 .待客召唤自动开门，当电梯在某层时，按下召唤信号自动开门；6 .感到压力及时自动重新开关门；7 .到站有自动响铃提醒并自动开门经5秒自动关门；8 .指令记忆，当轿厢接受多种指令后，电梯能按次序自动停靠车门，并自动选择最佳运行方向；9 .自动定向功能，当轿厢接受多种指令时，按照先入为主原则，自动确定运行方向；1
8、0 .呼梯记忆和顺向截梯功能，当电梯运行时，碰到顺向召唤信号能停靠应答；11 .自动换向功能，当电梯运行到顶层或最底层时，能自动换向运行；12 .自动关门待客功能，当电梯所有完毕轿厢内指令，又无厅外召唤信号时，电梯能自动关门停在原位待客。3、软件设计3. 11/0（输入/输出）端口分派根据控制规定I/O端口分布（如图4.1）输入端口输出端口一层呼叫10.0上下方向限位及终端保护11.5电梯上行Q0.0二层呼叫10.1拽引机过载保护12.0电梯下行Q0.1三层州10.2电动机运转时郦艮制保护12.1电梯开门Q0.2四层呼Inl10.3紧急停止保护好12.2电跳门Q0.3去一层10.4耕厢上行超速
9、保护12.3电铃Q0.4去二层10.5开门雕开关12.4一层显示Q0.5去三层10.6关门限位开关12.5二层显不Q0.6去四层10.7一层限位开关12.6三层显示Q0.7断绳超速保护ILO二层限位开关12.7四层显示QLO和与层门锁保护11.1三层限位开关13.0故障报警QLl安全电路保护11.2四层限位开关13.1超超载报警Ql.2梯门入口安全保护11.3缺相、错相保护13.2上下端站强迫保护11.4电触气控制系统短路保护13.3图3.1输入输出端口分派38OV根据I/O端口设计外部接线图V变频器MM440v+24、DINlDINO电梯上行Moj23.4.567Q,1口o.o.so.o.s
10、o.LXCQQQQQQQQQQLlWi=。TjSRd=VMO1234567O12345?4口O.O.O.O.O.6O.6LLLL1.L2Ciiiiiiiiiiiiii+-层呼叫二层呼叫三层呼叫四层呼叫去一层去二层去三层去四层断绳超速保护轿门与层门锁保护安全电路保护梯门入口安全保护上下端站强迫保护上下方向限位及维保护超载报警220V2Ql.Mols口222CIII34562222IIII7O12,323333IIIII关门限位开关一层限位开关二层限位开关三层限位开关四层限位开关缺相、错相保护电梯电气控制系统中的短路保护拽喟机(交流KI动机、主变电喇曲强0时何限制保护紧急停止保护开门限位开关3.梯
11、形图网络4I三层呼叫OOO轿厢在上方OOOMO.迪梯下行网络5网络6必副如。繇探方O。MQ匏趾行网络7I一层上二层。MO.典梯上行I一层上四层。oM1.C梯上行I2.6I0,7网络10I二层下一层。M1.1电梯下行网络11网络12骸13网络16I四层下一层。Ml7梯下行网络19I落溜在二层。一层四层同时呼梯，落便先去一度10.0T37INTONPTIOOm$网络20I轿丽在三层。一层四层同时呼梯，辂照先去四层T 38M2.3TONIN10-I0.0I I网络21I轿丽在二层。一层三层四层同时呼梯，桥腐先去三层和四层o.oI0.3M2.4网络35I片丽在四层：去二层，三层有呼叫，电梯运行到三层开
12、FTM2.0M0,3M6,4 II1IC)网络36I轿闹在四层：去一层，三层有呼叫，电梯运行到三层有IM1.7M0.3M6.5 II1IC)网络37I轿厢在四层：去一层，二层有呼叫，电梯运行到二层开门M1.7M0.1M6.6 II1IC)网络38I错厢在三层：去层，二层有呼叫，电梯运行至U二层开门M1.4M0.1M6,7 II1IC)网络39I电梯下行输出IMOOQ0.2Q0.3Q1.1QOO12.4Q1.2Q0.1II_I，I1I1I1/I1，I1/IC)M01IM11I1M26网络40I电梯上行输出Q1.1/卜Q0.1I2.4Q1.2QOO)M3.012.6M3.0)网络42I二层开门。一10.1I2.7M3.1IH-MIC)M6.6TIM6.7THj网络44I四层开门OO10.313.1M3.3IIIIC)M0.5M1.3网络45I开门输出。11.3压力传感器网络46I开门保持利I2.4T45-piTON50-PT100ms网络47I关门输出，有过载时不关门T45I2.511.3Q1.2Q0.3TH()Q0.3THj网络48I电梯安全保护
