./專(zhuān)業(yè)技術(shù)資料分享PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：三層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)院別：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：日期：摘要本設(shè)計(jì)主要利用歐姆龍系統(tǒng)完成。主要介紹了3層電梯的PLC的特點(diǎn)、PLC的功能、發(fā)展趨勢(shì)、PLC控制電梯的軟、硬件設(shè)計(jì)。在示意圖、接線圖、電梯的控制梯形圖、指令表、和程序流程圖的基礎(chǔ)之上提出了PLC的編程方法。可編程控制系統(tǒng)〔ProgrammableLogicController是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器,通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類(lèi)型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。由于它可通過(guò)軟件來(lái)改變控制過(guò)程,而且具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制控制的各個(gè)領(lǐng)域,大大推進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程。電梯是高層建筑不可缺少的運(yùn)輸工具,用于垂直運(yùn)送乘客和貨物,傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器--接觸器進(jìn)行控制,其缺點(diǎn)是觸點(diǎn)多,故障率高、可靠性差、維修工作量大等,而采用PLC組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問(wèn)題,使電梯運(yùn)行更加安全、方便、舒適。目前PLC在電梯行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用。在層數(shù)和控制功能較少的場(chǎng)合,采用PLC控制較為方便。目錄第一章三層樓電梯自動(dòng)控制4一．電梯設(shè)計(jì)要求4二．電梯設(shè)計(jì)分析51.分析被控對(duì)象52.分配PLC的輸入/輸出端子53.統(tǒng)計(jì)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)并選擇PLC型號(hào)54.輸入/輸出端子接線圖65.運(yùn)動(dòng)形式分析66.助記符11三．硬件配置設(shè)計(jì)151.電梯控制構(gòu)成162.主電路16四．型號(hào)規(guī)格16第一章三層樓電梯自動(dòng)控制電梯的電氣系統(tǒng)由拖動(dòng)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(diǎn)多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點(diǎn),正逐漸被淘汰。目前電梯設(shè)計(jì)使用可編程控制器<PLC>,要求功能變化靈活,編程簡(jiǎn)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(qiáng),控制箱占地面積少。一．電梯設(shè)計(jì)要求1、圖2.4-8是三層樓電梯示意圖,電梯上、下由一臺(tái)電機(jī)控制：正轉(zhuǎn)〔上升、反轉(zhuǎn)〔下降。1每層設(shè)有呼叫開(kāi)關(guān)SBl一SB3；呼叫指示燈H1一H3和到位行程開(kāi)關(guān)STl一ST3。2若令電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫,下降途中只響應(yīng)下降呼叫,任何反方向呼叫均無(wú)效<以下簡(jiǎn)稱(chēng)"不可逆響應(yīng)">,則其動(dòng)作要求如表2．4-1所示。3因?qū)嶋H電梯的呼叫開(kāi)關(guān)為按鈕式開(kāi)關(guān),所以SBl一SB3開(kāi)關(guān)要求瞬間接通有效。4各樓層問(wèn)有效運(yùn)行時(shí)間應(yīng)小于10s,否則認(rèn)為有故障,自動(dòng)令電機(jī)停轉(zhuǎn)。注：第11、12項(xiàng)在運(yùn)行中,后發(fā)出的反方向呼叫無(wú)效。2、附加動(dòng)作要求：到達(dá)每層樓后,電梯應(yīng)有開(kāi)、關(guān)門(mén)動(dòng)作二．電梯設(shè)計(jì)分析1.分析被控對(duì)象被控制的對(duì)象為三層樓電梯,在這個(gè)設(shè)計(jì)中動(dòng)作要滿(mǎn)足表2．4-1的要求。電梯運(yùn)行到位后,具有開(kāi)、關(guān)門(mén)功能。能自動(dòng)判別電梯運(yùn)行方向,并發(fā)出響應(yīng)的指示信號(hào)。2.分配PLC的輸入/輸出端子輸入電路輸入端子輸出電路輸出端子開(kāi)門(mén)行程開(kāi)關(guān)SL10.01開(kāi)門(mén)繼電器KM15.04關(guān)門(mén)行程開(kāi)關(guān)SL20.02關(guān)門(mén)繼電器KM25.05紅外傳感器SA10.03上行繼電器KM35.00紅外傳感器SA20.04下行繼電器KM45.01一層到位行程開(kāi)關(guān)ST10.05加速繼電器KM55.06二層到位行程開(kāi)關(guān)ST20.06低速繼電器KM65.02三層到位行程開(kāi)關(guān)ST30.07快速繼電器KM75.03一層呼叫按鈕SB11.01上行方向燈HL15.08一層呼叫按鈕SB21.02下行方向燈HL25.09一層呼叫按鈕SB31.03一層指示燈HL36.00一層內(nèi)指令按鈕SB41.04二層指示燈HL46.01二層內(nèi)指令按鈕SB51.05三層指示燈HL56.02三層內(nèi)指令按鈕SB61.06一層呼叫指示燈H16.08一層下行減速接近開(kāi)關(guān)SA11.07二層呼叫指示燈H26.09二層上行減速接近開(kāi)關(guān)SA21.08三層呼叫指示燈H36.10二層下行減速接近開(kāi)關(guān)SA31.09三層上行減速接近開(kāi)關(guān)SA41.103.統(tǒng)計(jì)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)并選擇PLC型號(hào)輸入信號(hào)有17個(gè),考慮到有15%的備用點(diǎn),即17×<1+15%>=19.55,取整數(shù)20,因此共需20個(gè)輸入點(diǎn)。輸出信號(hào)有15個(gè),考慮到有15%的備用點(diǎn),即15×<1+15%>=17.25,取整數(shù)18,因此共需18個(gè)輸出點(diǎn)。因此可選用C60PCPU類(lèi)型可編程序控制器,它有32個(gè)輸入點(diǎn),28個(gè)輸出點(diǎn),滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)要求。4.輸入/輸出端子接線圖5.運(yùn)動(dòng)形式分析〔1開(kāi)、關(guān)門(mén)的控制電路如圖5.1所示。自動(dòng)開(kāi)門(mén)：當(dāng)電梯運(yùn)行到位后〔運(yùn)行繼電器10.00為OFF,相應(yīng)的樓層到位行程開(kāi)關(guān)閉合,即0.05或0.06或0.07接點(diǎn)閉合,時(shí)間繼電器TIM0000開(kāi)始計(jì)時(shí),計(jì)到3s時(shí),TIM0000觸點(diǎn)閉合,使0504線圈有效,驅(qū)動(dòng)開(kāi)門(mén)接觸器,打開(kāi)電梯門(mén),直至到位,開(kāi)門(mén)行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作,即0.01動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi),開(kāi)門(mén)過(guò)程結(jié)束。自動(dòng)關(guān)門(mén)：當(dāng)開(kāi)門(mén)行程開(kāi)關(guān)0.01觸點(diǎn)閉合,經(jīng)時(shí)間繼電器TIM0001延時(shí)5s后,使TIM0001觸點(diǎn)閉合,0505有效,驅(qū)動(dòng)關(guān)門(mén)繼電器,關(guān)閉電梯門(mén),直至到位,關(guān)門(mén)行程開(kāi)關(guān)0.02動(dòng)作,關(guān)門(mén)動(dòng)作結(jié)束。關(guān)門(mén)保護(hù)：自動(dòng)關(guān)門(mén)時(shí),可能夾住乘客,可在門(mén)上裝設(shè)紅外傳感器。當(dāng)有人進(jìn)出時(shí),0.03或0.04閉合,關(guān)門(mén)被禁止,同時(shí)開(kāi)門(mén)接觸器工作,把門(mén)打開(kāi),至限位位置后,重新執(zhí)行關(guān)門(mén)動(dòng)作。圖5.1開(kāi)、關(guān)門(mén)的控制電路〔2電梯到站指示如圖5.2所示。當(dāng)電梯到達(dá)一層時(shí),一層到位行程開(kāi)關(guān)閉合,一層指示燈亮。其他樓層情況類(lèi)似。圖5.2電梯到站指示〔3各層呼叫指示如圖5.3所示當(dāng)乘客按下某層樓的呼叫按鈕或某層樓的內(nèi)指令按鈕時(shí),相應(yīng)的指示燈亮,指示燈一直保持到電梯到達(dá)該樓層。圖5.3各層呼叫指示〔4電梯起動(dòng)和運(yùn)行方向選擇如圖5.4所示。假設(shè)電梯原先停在一樓,按了二層呼叫按鈕〔1.02,二層呼叫指示燈亮〔6.09閉合,因?yàn)橐粚拥轿恍谐涕_(kāi)關(guān)閉合,所以上行方向燈〔5.08亮,起動(dòng)中間繼電器〔10.06工作,上行繼電器〔5.00運(yùn)行,電梯上升,到了二層,碰到二層到位行程開(kāi)關(guān),二層指示燈亮,前沿微分指令1005為ON一個(gè)掃描周期,用以切斷起動(dòng)控制信號(hào),起動(dòng)中間繼電器停止工作,電梯停在二層。如果按了三層呼叫按鈕,情況與此類(lèi)似。電梯在上升途中,電梯的三層停止輔助繼電器工作,此時(shí)按一層或二層呼叫按鈕無(wú)效。如果同時(shí)按了二、三層呼叫按鈕,上行方向燈亮,電梯上升,到了二層,二層停止輔助繼電器和計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作,電梯停2秒后,上升方向燈繼續(xù)亮,電梯繼續(xù)上升,直到三層才停止。下降情況與上升類(lèi)似,故不贅訴。由于有TIM0003故障檢測(cè),當(dāng)電梯在各樓層間運(yùn)行時(shí)間超過(guò)10s,就認(rèn)為有故障,自動(dòng)令電機(jī)停轉(zhuǎn)。圖5.4電梯起動(dòng)和運(yùn)行方向〔5電梯速度的變換如圖5.5所示電梯起動(dòng)后快速運(yùn)行,2s后開(kāi)始加速；在接近目標(biāo)樓層時(shí),相應(yīng)的接近開(kāi)關(guān)〔1.07、1.08、1.09或1.10動(dòng)作,電梯開(kāi)始減速,直至達(dá)到目標(biāo)樓層時(shí)停止。圖5.5電梯速度的變換6.助記符LDT0000OR5.04OR10.01ANDNOT0.01ANDNOT10.00ANDNOT5.05OUT5.04LD0.05OR0.06OR0.07ANDNOT10.00ANDNOT5.04TIM0000#0030LDT0001OR5.05ANDNOT0.01ANDNOT10.01ANDNOT5.04OUT5.05LD0.01ANDNOT5.05TIM0001#0050LD0.03OR0.04OR10.01ANDNOT0.01OUT10.01LD5.00OR5.01OUT10.00LD0.05OR6.00ANDNOT6.01ANDNOT6.02OUT6.00LD0.06OR6.01ANDNOT6.00ANDNOT6.02OUT6.01LD0.07OR6.02ANDNOT6.00ANDNOT6.01OUT6.02LD1.01OR1.04ANDNOT200.03ANDNOT0.05LD6.00KEEP<011>6.08LD1.02OR1.05ANDNOT200.01ANDNOT200.02ANDNOT0.06LD6.01KEEP<011>6.09LD1.03OR1.06ANDNOT200.04ANDNOT0.07LD6.02KEEP<011>6.10LD6.09AND0.06OR200.05ANDNOTT0002OUT200.05TIM000220LD6.10AND0.06OR5.00OUT200.03LD6.08AND0.06OR5.01OUT200.04LD6.10OR6.09ANDNOT200.05ANDNOT5.09ANDNOTT0003OUT5.08LD6.08OR6.09ANDNOT200.05ANDNOT5.08ANDNOTT0003OUT5.09LDNOT0.05ANDNOT0.06ANDNOT0.07TIM000310LD0.06AND5.01LD0.05KEEP<011>200.01LD0.06AND5.00LD0.07KEEP<011>200.02LD1.02LD0.06KEEP<011>200.06LD6.10AND6.02LD6.09AND6.01ORLDLD6.08AND6.00ORLDDIFU<013>10.05LD5.08OR5.09LD10.05OR0.02KEEP<011>10.06LDNOT6.01OR6.10ANDNOT6.02AND5.08AND10.06ANDNOT5.01OUT5.00LDNOT6.01OR6.08ANDNOT6.00AND5.09AND10.06ANDNOT5.00OUT5.01LD5.00OR5.01AND10.06ANDNOT5.02OUT5.03LD5.03TIM000420LDT0004ANDNOT5.02OUT5.06LD5.00OR5.01LD1.07AND6.08LD1.08AND6.09ORLDLD1.09AND6.09ORLDLD1.10AND6.10ORLDORNOT5.06ANDLDANDNOT6.00ANDNOT6.01ANDNOT6.02OUT5.02END<001>三．硬件配置設(shè)計(jì)人按動(dòng)相應(yīng)的控制按鈕,發(fā)出命令信號(hào),由PLC接受,經(jīng)PLC內(nèi)部控制指令處理后,將控制信號(hào)傳給變頻器,通過(guò)變頻器來(lái)控制電壓、電流的強(qiáng)度,來(lái)決定拖動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及速度。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,其各部分功能說(shuō)明如下。Q1—三相電源斷路圖K1—電源控制接觸器K2—負(fù)載電機(jī)通斷控制接觸器VS—變頻器BU—制動(dòng)單元Ra—能耗制動(dòng)電阻M—主拖動(dòng)曳引電機(jī)在電梯運(yùn)行的啟動(dòng)段是關(guān)系到電梯運(yùn)行舒適感指標(biāo)的主要環(huán)節(jié),而舒適感又與加速度直接相關(guān),根據(jù)控制理論,要使某個(gè)量按預(yù)定規(guī)律變化必須對(duì)其進(jìn)行直接控制,對(duì)于電梯控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō),要使加速度按理想曲線變化就必須采用加速度反饋,當(dāng)啟動(dòng)上升段速度達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的90%時(shí),將系統(tǒng)由加速度控制切換到速度控制,因?yàn)樵诜€(wěn)速段,速度為恒值控制波動(dòng)較小,加速度變化不大,且采用速度閉環(huán)控制可以使穩(wěn)態(tài)速度保持一定的精度,為制動(dòng)段的精確平層創(chuàng)造條件。在系統(tǒng)的速度上升段和穩(wěn)速段雖都采用PI調(diào)節(jié)器控制,但兩段的PI參數(shù)是不同的,以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。在系統(tǒng)的制動(dòng)段,即要對(duì)減速度進(jìn)行必要的控制,以保證舒適感,又要嚴(yán)格地按電梯運(yùn)行的速度和距離的關(guān)系來(lái)控制,以保證平層的精度。1.電梯控制構(gòu)成由于電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)、行程信號(hào)進(jìn)行控制,而樓層和轎廂的呼叫是隨機(jī)的,因此,系統(tǒng)控制采用隨機(jī)邏輯控制。即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上,根據(jù)隨機(jī)的輸入信號(hào),以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)的控制電梯的運(yùn)行。另外,轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定,并送PLC的計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行控制。同時(shí),每層樓設(shè)置一個(gè)接近開(kāi)關(guān)用于檢測(cè)系統(tǒng)的樓層信號(hào)。為便于觀察,對(duì)電梯的運(yùn)行方向以及電梯所在的樓層進(jìn)行顯示,采用LED和發(fā)光管顯示,而對(duì)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)以指示燈顯示<開(kāi)關(guān)上帶有指示燈>。為了提高電梯的運(yùn)行效率和平層的精度,系統(tǒng)要求PLC能對(duì)轎廂的加、減速以及制動(dòng)進(jìn)行有效的控制。根據(jù)轎廂的實(shí)際位置以及交流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了電梯的運(yùn)行安全,系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置可靠的故障保護(hù)和相應(yīng)的顯示。采用PLC實(shí)現(xiàn)的電梯控制系統(tǒng)由以下幾個(gè)主要部分構(gòu)成。2.主電路主電路由三相交流輸入、變頻驅(qū)動(dòng)、曳引機(jī)和制動(dòng)單元幾部分組成。由于采用交-直-交電壓型變頻器,在電梯位勢(shì)負(fù)載作用下,制動(dòng)時(shí)回饋的能量不能饋送回電網(wǎng),為限制泵升電壓,采用受控能耗制動(dòng)方式。見(jiàn)圖2。圖2四．型號(hào)規(guī)格設(shè)備型號(hào)作用電源控制接觸器CJ10-20頻繁操作和遠(yuǎn)程控制負(fù)載斷電控制接觸器CJ10-20頻繁操作和遠(yuǎn)程控制