三层电梯的PLC控制(1)

三层电梯的PLC控制

1 问题描述

在现代社会中，电梯的使用非常普遍。随着PLC控制技术的普及，大大提高了控制系统的可靠性，减少了控制装置的体积。

2 控制任务和功能要求

(1) 当轿厢停在一楼或二楼，如果三楼有呼叫，则轿厢上升到三楼。 (2) 当轿厢停在二楼或三楼，如果一楼有呼叫，则轿厢下降到一楼。 (3) 当轿厢停在一楼，二楼、三楼均有人呼叫，则先到二楼，停8s后继续上升，每层均停8s，直到三楼。

(4) 当轿厢停在三楼，一楼、二楼均有人呼叫，则先到二楼，停8s后继续下降，每层均停8s，直到一楼。

(5) 在轿厢运行途中，如果有多个呼叫，则优先相应与当前运行方向相同的就近楼层，对反方向的呼叫进行记忆，待轿厢返回时就近停车。

(6) 在各个楼层之间的运行时间应少于10s，否则认为发生故障,应发出报警信号。

(7) 电梯的运行方向指示。 (8) 用数码管显示轿厢所在的楼层。 (9) 在轿厢运行期间不能开门。 (10) 轿厢不关门不允许运行。

3 系统硬件配置

根据设计要求，在该三层电梯控制系统中，输入设备均为开关量，故而输入模块选择为直流数字量输入模块；输出模块选为直流流数字量输出模块。因此选用DI32*DC24V，DO32*DC24/0.5A，电源和CPU模块选用实验室用的，即选用PS 307 10A、CPU314(1)。所选硬件如表1所示。

表1 系统硬件配置表

槽号 1 2 3 4 模块 PS 307 10A CPU314(1) DI32*DC24V 固件 V3.0 MPI地址 2 I地址 0…3 Q地址 1

电气控制课程设计报告

5 DO32*DC24/0.5A 4…7 4 系统I/O端口分配

系统I/O端口分配表如表2所示。

表2 I/O端口地址分配表

输入信号 名称功能 一楼上呼叫按钮SB1 二楼上呼叫按钮SB2 二楼下呼叫按钮SB3 三楼下呼叫按钮SB4 轿厢内一楼按钮SB5 轿厢内二楼按钮SB6 轿厢内三楼按钮SB7 轿厢内开门按钮SB8 轿厢内关门按钮SB9 一楼开门限位开关SQ1 二楼开门限位开关SQ2 三楼开门限位开关SQ3 一楼关门限位开关SQ4 二楼关门限位开关SQ5 三楼关门限位开关SQ6 一楼限位开关SQ7 二楼限位开关SQ8 三楼限位开关SQ9 一楼关门防夹SQ10 二楼关门防夹SQ11 三楼关门防夹SQ12 输入端口地址 I 0.0 I 0.1 I 0.2 I 0.3 I 0.4 I 0.5 I 0.6 I 1.0 I 1.1 I 1.2 I 1.3 I 1.4 I 1.5 I 1.6 I 1.7 I 2.0 I 2.1 I 2.2 I 2.3 I 2.4 I 2.5 名称功能 上升显示灯L1 下降显示灯L2 到达一楼显示灯L3 到达二楼显示灯L4 到达三楼显示灯L5 报警器B 一楼上呼叫显示L6 二楼上呼叫显示L7 二楼下呼叫显示L8 三楼上呼叫显示L9 轿厢内一楼呼叫显示L10 轿厢内一楼呼叫显示L11 轿厢内三楼呼叫显示L12 一楼开门接触器KM1 一楼关门接触器KM4 二楼开门接触器KM2 二楼关门接触器KM5 三楼开门接触器KM3 三楼关门接触器KM6 电梯上升接触器KM7 电梯下降接触器KM8 楼层显示晶闸管a 楼层显示晶闸管b 楼层显示晶闸管c 楼层显示晶闸管d 楼层显示晶闸管e 楼层显示晶闸管f 楼层显示晶闸管g 输出信号 输出端口地址 Q 4.0 Q 4.1 Q 4.2 Q 4.3 Q 4.4 Q 4.5 Q 5.0 Q 5.1 Q 5.2 Q 5.3 Q 5.4 Q 5.5 Q 5.6 Q 6.0 Q 6.1 Q 6.2 Q 6.3 Q 6.4 Q 6.5 Q 6.6 Q 6.7 Q 7.0 Q 7.1 Q 7.2 Q 7.3 Q 7.4 Q 7.5 Q 7.6 2

电气控制课程设计报告

5 主电路图

主电路图如图1所示。

图1 主电路图

6 系统流程图

系统流程图如图2所示。

3

电气控制课程设计报告

开始电梯呼叫信号采集并传送给D1电梯位置信号采集并传送给D2电梯开门开门到位，延时8秒电梯关门Y有人进？N电梯关门到位YD1=D2 ?ND1>D2 ?Y电梯向下运行Y存储呼叫信号电机正转，电梯向上运行NN电梯向上运行NY存储呼叫信号电机反转，电梯向下运行

图2 系统流程图

7 PLC外部接线图

PLC外部接线图如图3所示。

4

电气控制课程设计报告

一楼上呼叫按钮SB1二楼上呼叫按钮SB2二楼下呼叫按钮SB3三楼下呼叫按钮SB4轿厢内一楼按钮SB5轿厢内二楼按钮SB6轿厢内三楼按钮SB7轿厢内开门按钮SB8轿厢内关门按钮SB9一楼开门限位SQ1二楼开门限位SQ2三楼开门限位SQ3一楼关门限位SQ4二楼关门限位SQ5三楼关门开关SQ6一楼限位开关SQ7二楼限位开关SQ8三楼限位开关SQ9一楼关门防夹SQ10二楼关门防夹SQ11三楼关门防夹SQ12I 0.0I 0.1I 0.2I 0.3I 0.4I 0.5I 0.6I 1.0I 1.1I 1.2I 1.3I 1.4I 1.5I 1.6I 1.7I 2.0I 2.1I 2.2I 2.3I 2.4I 2.5Q 4.0Q 4.1Q 4.2Q 4.3Q 4.4Q 4.5Q 5.0Q 5.1Q 5.2Q 5.3Q 5.4Q 5.5Q 5.6Q 6.0Q 6.1Q 6.2Q 6.3Q 6.4Q 6.5Q 6.6Q 6.7Q 7.0Q 7.1Q 7.2Q 7.3上升显示灯L1下降显示灯L2到达一楼显示灯L3到达二楼显示灯L4到达三楼显示灯L5报警器B一楼上呼叫显示L6二楼上呼叫显示L7二楼下呼叫显示L8三楼上呼叫显示L9轿厢一楼呼叫显示L10轿厢一楼呼叫显示L11轿厢三楼呼叫显示L12一楼开门接触器KM1一楼关门接触器KM4二楼开门接触器KM2二楼关门接触器KM5三楼开门接触器KM3三楼关门接触器KM6电梯上升接触器KM7电梯下降接触器KM8楼层显示晶闸管a楼层显示晶闸管b楼层显示晶闸管cabc楼层显示晶闸管ddQ 7.4楼层显示晶闸管ee楼层显示晶闸管fQ 7.5f楼层显示晶闸管gQ 7.6g.MN

图3 PLC外部接线图

8 程序设计与分析

8.1电梯上下控制程序分析

比较呼叫信号D1、电梯位置信号D2里面的数值，以比较结果指挥电梯动作。 D1D2，电梯在下，呼叫在上，电梯此时应该上升。

D1=D2，电梯与呼叫信号在同一楼层，驱动相应楼层的电梯门开门。 且对与运行方向相反的呼叫信号进行记忆但不响应，待电梯运行方向与其相同时作响应。

8.2电梯呼叫信号分析

5

电气控制课程设计报告

根据不同的呼叫按钮动作把呼叫信号转换成数值存入寄存器D1里。 当第一层呼叫时，就把常数1放在D1里面。 当第二层呼叫时，就把常数2放在D1里面。 当第三层呼叫时，就把常数3放在D1里面。

8.3电梯位置判断程序分析

通过限位开关获得电梯位置信号，把位置信号转换成数值存入寄存器D2里。 如果在第一层，把常数1赋值给D2。 如果在第一层，把常数2赋值给D2。 如果在第一层，把常数3赋值给D2。

8.4电梯楼层显示程序分析

利用三个楼层限位开关进行判断。

当一楼楼层限位开关触发是，一楼指示灯亮。 当二楼楼层限位开关触发是，二楼指示灯亮。 当三楼楼层限位开关触发是，三楼指示灯亮。

8.5电梯上下显示程序分析

上下显示完全按照电机当前状态来确定。

当电机正转时显示上升状态，当电机反转时显示下降状态。

8.6电梯开关门程序分析

当电梯到位后，延时1秒，根据当前的楼层驱动相应的门进行开门动作，开门到位后，再延时8秒进行关门，或者在轿厢内按下关门按钮关门，如果在关门过程中检测到有障碍，立即停止关门动作，重新开门，之后再关门。

9 梯形图程序

所设计三层电梯控制系统程序如附录1中源程序所示。

10 程序的仿真调试

编写完梯形图程序后，对程序进行PLC仿真调试，仿真调试结果如附录2所示。

11 总结

通过这次课程设计使我懂得了理论与实践相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把理论与实践结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和思考的能力。

6

电气控制课程设计报告

在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和INTERNET成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。

附录

7

电气控制课程设计报告

附录1 源程序

8

电气控制课程设计报告

9

电气控制课程设计报告

10

电气控制课程设计报告

11

电气控制课程设计报告

12

电气控制课程设计报告

13

电气控制课程设计报告

14

电气控制课程设计报告

15

电气控制课程设计报告

16

电气控制课程设计报告

17

电气控制课程设计报告

18

电气控制课程设计报告

19

电气控制课程设计报告

附录2 仿真结果

(1)电梯在一楼，三楼有呼叫时的运行仿真结果如图4所示。

图4 电梯在一楼，三楼有呼叫时的运行仿真结果

(2)电梯到达的开门仿真结果如图5所示。

图5 电梯到达的开门仿真结果

20

电气控制课程设计报告

(3)电梯关门的仿真结果如图6所示。

图6 电梯关门的仿真结果

(4)电梯一楼呼叫显示和楼层到达二楼显示仿真结果如图7所示。

图7 电梯一楼呼叫显示和楼层到达二楼显示仿真结果

(5)报警仿真结果如图8所示。

图8 报警仿真结果

21