三菱PLC课程设计五层电梯.docx
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三菱PLC课程设计五层电梯
1概述……………………………………………………………………………………1
2整体方案设计…………………………………………………………………………2
电梯操纵系统组成……………………………………………………………2
电梯的工作原理及功能要求………………………………………………2
输入输出回路………………………………………………………2
变频调速回路………………………………………………………3
3硬件设计………………………………………………………………………………4
操纵系统硬件设计……………………………………………………………4
输入输出点分派……………………………………………………………5
4软件设计………………………………………………………………………………6
操纵系统程序工艺流程分析…………………………………………6
操纵系统程序设计……………………………………………………11
5总结………………………………………………………………………………17
参考文献………………………………………………………………………………18
1概述
在本次设计中，我将利用PLC来实现对电梯的操纵。
在当今时期由于工业自动化程度的不断提高对自动化操纵的要求也日趋增加，PLC那么能在专门大程度上很广的范围内实现自动化操纵。
20世纪60年代末，为了克服传统继电器的各类应用上的缺点，人们研制出了一种先进的自动操纵设备PLC，由于PLC具有优良的技术性能，因此它一问世就专门快取得了推行应用。
此刻PLC作为用于工业生产进程操纵的专用运算机，与商家、家用的微机不同，由于操纵对象的复杂性，利用环境的特殊性和工作运行的持续性，使其在设计上有许多特点。
（1）靠得住性高，抗干扰能力强；
（2）编程方式简单、直观；
（3）体积小、耗能低、重量轻；
（4）硬件配套齐全，用户利用方便，适应性强；
（5）系统的设计/安装、调试工作量少；
（6）维修工作量小、保护方便；
（7）接口模块功能强、品种多。
因此，PLC行业已经在工业市场上占有一大片领地。
目前，PLC在国内外已普遍应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。
本次设计包括对PLC硬件的设计，软件设计，驻点路的设计，操纵柜的设计，和电梯惦念和其他设备的选择，还有原理分析等。
相信这次设计后，我对电梯的实际运行和PLC的大体原理和操纵进程能有初步的把握。
2整体方案设计
2．1电梯操纵系统组成
电梯操纵系统要紧由变频调速主回路、输入输出单元和PLC单元组成，由如图2所示，PLC用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动，加减速，停止，运行方向，楼层显示，层站召唤，轿箱内操作，平安爱惜等指令信号进行治理和操纵功能。
2．2电梯的工作原理及功能要求
2．2．1输入输出回路
输入输出单元为PLC的I/O接口部份，要紧由轿箱内选层、楼层及方向指示、厅外呼唤、开关门、上下强迫换速开关、井道内的上下平层、门锁、消防、平安爱惜继电器、检修、称重、泊梯等单元组成。
（1）输入单元为：
开关门按钮，输入PLC操纵轿门的开闭（厅门也同时动作）；上下平层装置，用来保证电梯轿箱在各层停泊时准确平层；厅外呼唤单元，用来对各层站的厅外召唤信号进行记录、经历和排除；轿箱内选层单元，负责对预选楼层指令的记录、排除和指示；上下限强迫换速开关，用于爱惜电梯的高速运行平安，幸免电梯显现冲顶或蹲底事故，当电梯抵达上下端站时，装在轿厢边的上下限强迫换速开关打板，信号输入PLC，PLC发出换速信号强迫电梯减速运行到平层位置；门锁装置（或轿门和厅门联锁爱惜装置），轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提；平安回路，通常包括轿顶内急停开关、轿内急停开关、限速器断绳开关、平安钳开关、限速器超速开关、相序爱惜继电器、底坑急停开关、上下限极限开关等；检修、消防和泊梯，检修、消防和泊梯为电梯的三种运行方式，检修运行为电梯检修时的慢速运行方式，消防运行有消防返回基站和救火员专用两种运行状态，泊梯状态，排除内选和外呼信号，自动返回泊梯层、关门并断电；称重单元，用来检测轿厢负荷，判定电梯处于欠载、满载或超载状态，然后输出数字信号给PLC，依照负载情形进行起动力矩补偿，使电梯运行平稳。
（2）输出单元为：
层楼指示灯、楼层及方向指示单元，包括电梯上下行方向指示灯和报站钟等，目前的方向及层楼指示灯要紧有七段码显示方式和点阵显示方式，本系统为七段码显示方式；开关门单元，用于操纵电梯的厅门和轿门的打开和关闭，在自动定向完成或电梯平稳停泊后，PLC给出相关指令，完成开关门动作。
2．2．2变频调速回路
变频调速主回路由变频调速驱动、三相交流输入、曳引机和制动单元组成.三相电源R、S、T经接线端子进入变频器为其主回路和操纵回路供电，输出端为两相电接电动机的快速绕组，外接制动单元减少了制动时刻，加速制动进程。
变频器将实际速度与变频器内部的给定速度相较较，从而调剂变频器的输出频率及电压，使电梯的实际速度跟从变频器内部的给定速度，达到调剂电梯速度，旋转编码器用来检测电梯的运行速度和运行方向的目的。
变频器输入信号为：
上、下行方向指令，低速、高速、检修速度编码指令。
3硬件设计
3．1输入输出点分派
表3－1I/O分派表
输入信号
输出信号
名称
代号
编号
名称
代号
编号
安全回路
K6
X000
电梯上行
UP
Y000
零速输入
K0
X001
电梯下行
DOWN
Y001
脉冲输入
K1
X002
电梯快行
FAST
Y002
轿内电锁
K2
X003
电梯慢行
SLOW
Y003
红外传感器
K3
X004
检修速度
JX
Y004
关门力限开关
K4
X005
七段码
A
Y005
超 重
K5
X006
B
Y006
上限强制减速
SQ0
X007
C
Y007
一楼指令
SB1
X010
D
Y010
二楼指令
SB2
X011
E
Y011
三楼指令
SB3
X012
F
Y012
四楼指令
SB4
X013
G
Y013
五楼指令
SB5
X014
关门催促铃声
KE1
Y014
基站到位开关
SQ4
X015
厅门关
KM2
Y015
一楼上呼
SB6
X016
厅门开
KM3
Y016
一楼下呼
SB7
X017
厅内指示灯１
E1
Y017
二楼上呼
SB8
X020
厅内指示灯２
E2
Y020
二楼下呼
SB9
X021
厅内指示灯３
E3
Y021
三楼上呼
SB10
X022
厅内指示灯４
E4
Y022
三楼下呼
SB11
X023
厅内指示灯５
E5
Y023
四楼上呼
SB12
X024
上呼灯１
E6
Y024
四楼下呼
SB13
X025
上呼灯２
E7
Y025
五楼上呼
SB14
X026
上呼灯３
E8
Y026
五楼下呼
SB15
X027
上呼灯４
E9
Y027
厅门开
SB16
X030
下呼灯２
E10
Y030
厅门关
SB17
X031
下呼灯３
E11
Y031
厅门开到位
SQ1
X032
下呼灯４
E12
Y032
厅门关到位
SQ2
X033
下呼灯５
E13
Y033
检修开关
SB18
X034
超重铃声
KM4
Y034
检修上
SB19
X035
抱闸信号
KM5
Y035
检修下
SB20
X036
上行指示灯
E14
Y036
下限强制减速
SQ3
X037
下行指示灯
E15
Y037
3．2操纵系统硬件设计
本实验有32个输入信号，32个输出信号及现有设备，因此选用FX2—64MR的PLC，由于现有材料因此选OMRON的3G2JV变频器和两相交流电机。
来完成实验。
PLC操纵器、变频器和电动机的接线及原理图下如图所示。
图
4软件设计
4．1操纵系统程序工艺流程分析
依照电梯的功能要求与工作原理和输入/输出点的地址分派表，来绘制电梯的程序流程,和设计电梯的程序梯形图。
电梯程序流程图为图。
梯形图分成：
初始化、指层操纵、开关门操纵、轿内呼唤与标记操纵、厅外呼唤与标记控制、电梯上下行选择与指示操纵、电梯的运行操纵来编写与调试。
最后再组合调试。
图电梯程序流程图
4．1．1电梯初始化
电梯复位、装入数据、平安回路等。
4．1．2指层操纵
指层操纵梯形图如下图。
本程序以1楼为基站，脉冲数为0。
D200、D20二、D204、D20六、D208别离寄存1/F—5/F的脉冲数0、600、1200、1800、2400（实验用实际具体而定）。
C242为内部高速计数器，D250寄存减速脉冲数50，M1—M5为楼层继电器。
当轿箱位于某一层时，应产生位于该层的楼层信号，以操纵楼层显示器显示楼层处的位置，离开该层时，该信号应被新的楼层信号（上层或下层）取代。
4．1．3开关门操纵
（1）开门操纵
手动开关门时，当电梯运行到位后，按下SB16，X030闭合，M50置位，Y016得电，电动机正转，开门。
开门到位，开门到位行程开关SQ1动作，X032闭合，M50复位，Y016失电，开门进程终止。
当在关门进程中，按下SB16，停止关门，并开门。
自动开关门时，当电梯运行到位后，电梯停止，T0开始按时，延时2S后，T0触电闭合，M50置位，开门。
（2）关门操纵
手动关门时，当按下SB17，X031闭合，M51置位，Y015得电，电动机反转，关门。
关门到位，关门到位行程开关SQ2动作，X033闭合，M51复位，Y015失电，关门进程终止。
在开门进程中，按下SB17，停止开门，并关门。
自动关门时，按时器T1操纵。
当电梯开门到位后，X031闭合，T1按时5S后，M51置位，关门。
但在关门时，有客人通过红外线遮蔽，停止关门，遮蔽终止，继续关门。
当关门进程受到压力，关门力限K4闭合，M50置位，开门。
4．1．4轿内指令操纵
当轿内按下SB一、SB二、SB3、SB4、SB5后，按键标记，对应指示灯E8—E12亮。
到电梯抵达指定层后，动作取消，指示灯灭。
在检修时，按键不标记。
平安回路在整个工作进程中为常开（X000），只有显现不平安情形时才导通，那么电梯停止工作。
4．1．5厅外呼唤操纵
当按下对应的呼唤键SB6—SB17时，按键标记，对应指示灯E13—E20亮。
到电梯抵达标记层时，动作取消，指示等灭。
在检修时，按键不标记。
4．1．6电梯的选层上、下行操纵
当电梯取得轿内指令或厅外呼唤指令时，分析对应层与电梯所在位置，判定是上行（M100置位）仍是下行（M101置位）。
M100置位时，Y000接通，电梯上行；M101置位时，Y001接通，电梯下行。
4．1．7电梯的运行操纵
电梯的运行由变频器操纵，一次完整的运行进程，确实是曳引电动机从起动、匀速运行到减速停车的进程。
为使乘客拥有良好的舒适感，电梯采纳S型速度曲线，转换成频率曲线如图4所示。
图电梯的运行曲线
当PLC发出正转M100置位（或反转M101置位）即M120置位，Y002导通，高速运行，变频器从0Hz到50hz开始启动，启动时刻为3S，然后维持50Hz运行。
当换速信号到时，PLC撤消高速信号Y002断开，同时输出爬行信号Y003导通，爬行频率为6Hz。
从50Hz下降到6Hz在3S内完成。
当抵达6Hz速度时，就以此速度爬行。
当平层信号（M301—M341）到时，撤消正转（或反转）及爬行信号，变频器从6Hz减速到0。
在整个运行进程中，变频器的零速输入点X001及异样输出点X003都是断开的，运行速度减为0时，；零速输入点闭合，通过PLC发出电动机抱闸和自动开门信号。
当变频器显现异样时，X003导通，电梯无法运行。
按下检修键SB19后，只能以检修速度运行。
按下检修上行SB22时，Y00二、YOO3闭合，以检修速度（10Hz）上行，松开按键，当即停止。
同理，按下检修下行SB20时，Y00二、Y003闭合，以检修速度（10Hz）下行，松开按键，当即停止。
由于材料限制，本实验用OMRON，3G3JV小型变频器，两相交流电动机。
实际依照需要所定。
变频器的参数设置为表2。
表4-1变频器参数设置
n02
1
控制电路的端口区控制运行
n05
0
可以反转
n09
50
电机运行的最高频率（Hz）
n14
0
电机运行的最低频率（Hz）
n16
3
斜坡上升时间（S）
n17
3
斜坡下降时间（S）
n20
2
S形加减时间为
n22
50
设置固有频率f=50Hz（高速运行）端口S3
n23
6
设置固有频率f=6Hz（爬行运行）端口S4
n24
10
设置固有频率f=10Hz（检修运行）端口S5
n36
2
反转与停止输入端口为S2
N37
6
多段速指令1输入端口为S3
n38
7
多段速指令2输入端口为S4
n39
8
多段速指令3输入端口为S5
N40
3
零速输出ON：
零速中
S0：
为正转与停止端口
4．1．8抱闸、泊梯、超重操纵
当变频器输入零速信号后，X001常开闭合，输出Y035常开闭合，抱闸闭合。
电梯运行时，零速输入停止，X001断开，那么Y035常开断开，轿箱运行。
消防与泊梯，按下SB14，X026导通，电梯返回基站。
基站到，X015常闭断开，电梯停止。
超重时，X006常闭闭合，电梯不能启动，并鸣镝（Y034常开闭合）。
操纵系统程序设计
图
5总结
通过这次课程设计，我更深刻地熟悉到PLC技术不仅能够实现逻辑操纵、顺序操纵、按时、计数、算术运算、数据处置、数据通信等功能，而且具有处置分支、中断、自诊断能力。
逻辑操纵功能通过软件编程实现，柔性强，操纵功能多，操纵线路大大简化。
S7—200PLC的编程软件为STEP7Micro/wIN32，是一种基于windows平台的应用软件，它能够利用通用的个人运算机作为图形编辑器，用于在线或离线开发用户程序，用于在线对PLC进行各类操作，而且能够在线实时监控用户程序的执行状态。
它提供了三种编程语言，及梯形图LAD，语句表STL及功能块图FBD，每种语言都有自己的特点。
梯形图LAD是在继电器接触操纵基础上演变而来的，是一种图形化的编程语言。
编程人员几乎没必要具有运算机的基础知识，不需考虑PLC内部的结构原理，只要有继电接触操纵的基础，就能够在很短时刻内把握梯形图LAD的利用和编程方式。
但仅仅能操作利用PLC是不够的，咱们要能依照要求灵活地运用PLC知识设计操纵电路，要做到在实现各类操纵要求的同时所利用的电气操纵元件最少，如此才能使本钱降到最低，做到实现最优化的设计，这也是咱们学习PLC这门课程的要紧目的。
这次设计不仅让我对plc操纵有了必然的了解，更让我熟悉到课上所学的东西是很有限的，设计的进程中需要咱们不断的查资料，整理，试探等等，不仅对电梯的操纵有所了解，而且对设备的选择也有或浅或深的熟悉，最重要的是我们把握了一种设计的方式，思维的方式，真是受益匪浅。
感激教师给咱们一次动脑的机遇，学而不思那么罔，我想教师让咱们自由选题的目的可能确实是让咱们自由地放飞咱们的想像，也让咱们知道行成于思毁于随的道理吧！
参考文献
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华中科技大学出版社,2001.
[2]静康.有效电工典型线路图例.北京：
中国水利水电出版社,1998.
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中国电力出版社,2001.
[4]朱英韬.工厂电气操纵技术.北京：
工业大学出版社，1991.
[5]杨长能,张兴毅.可编程程序操纵器基础及应用.重庆:
：
重庆大学出版社,2001.
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