【正文】 ............................................................ 24 5 基于 PLC 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 .............................................................................. 26 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 IV 設(shè)計軟件 .......................................................................................................... 26 電梯控制系統(tǒng)總體設(shè)計 .................................................................................. 28 總體結(jié)構(gòu)及控制信號 ....................................................................... 28 PLC CPU226 I/O 接線圖 .............................................................. 29 程序設(shè)計流程圖 ............................................................................... 31 變頻器的參數(shù)設(shè)置及參數(shù)計算 ....................................................... 32 電梯控制系統(tǒng)的功能 ...................................................................................... 33 梯形圖設(shè)計 ...................................................................................................... 34 電梯調(diào)試 .......................................................................................................... 61 結(jié) 論 ......................................................................................................................... 62 致 謝 ......................................................................................................................... 63 參考文獻 ..................................................................................................................... 64 附錄 A 英文原文 ...................................................................................................... 65 附錄 B 漢語 翻譯 ...................................................................................................... 72 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒 論 課題背景 隨著生產(chǎn)的發(fā)展和城市的崛起，電梯越來越接近我們的工作和生活。沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 IPLC 的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)過程，本系統(tǒng) 在 THBCDT3型多層電梯 實驗裝置 上進行調(diào)試和運行 ， 西門子 S7200 PLC 為控制器，采用 隨機邏輯控制 ， 即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機的輸入信號，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時的控制電梯的運行。電梯作為一種垂直方向上的運輸工 具，廣泛地進入了賓館、倉庫、住宅等場合，現(xiàn)代電梯在可靠性、速度、舒適、豪華等方面的要求越來越高。電梯的管理功能不斷加強，電梯廣泛采用微機控制技術(shù)，不斷滿足擁護的使用功能要求。 從 90 年代開始，利用可編程控制器 (PLC)與 VVVF 變頻器結(jié)合， PLC 控制系統(tǒng)主要有雙速電梯系統(tǒng)和變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，后者通過改變電機供電的電壓和頻率，平滑調(diào)節(jié)電梯速度，可以獲得更好的乘坐舒適感，它平層精度高，并具有顯著的節(jié)能效果，保障了電梯的可靠性。變頻調(diào)速是交流調(diào)速的一種重要手段，以其可靠性和很強的抗干擾能力在生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 2 電梯系統(tǒng)的組成及簡介 電梯系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 一種以電動機為動力的垂直升降機，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨物。 八大系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng) 。 曳引鋼絲繩：連接轎廂和對重，靠與曳引輪間的摩擦力來傳遞動力，驅(qū)動轎廂升降。 導(dǎo)靴：安裝在轎廂和對重架上，與導(dǎo)軌配合，強制轎廂和對重的運動服從于導(dǎo)軌的部件。 門系統(tǒng) 功能：封住層站入口和轎廂入口 。 對重：由對重架和對重塊組成，其重量與轎廂滿載時的重量成一定比例，與轎廂間的重量差具有一個恒定的最大值，又稱平衡重。 表 電梯安全裝置一覽表 NO. 規(guī)定內(nèi)容 安全裝置名稱 1 轎廂門及全部廳門任何一扇沒有關(guān)閉就不能使轎廂升降的裝置 2 交響不是停在廳門的位置時，若不用專門鎖匙就不能從外面打開廳門的裝置。 雜物電梯：無乘人必備的安全裝置，決不允許 載人的小型貨梯。群控智能控制電梯 :具有數(shù)據(jù)采集、交換、存貯、分析、篩選以及報告功能。 PLC 已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)中， PLC 在其他領(lǐng)域，例如民用和家庭自動化的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。 （ 3） I/O 輸入 /輸出部件（ I/O 模塊：接口電路、 I/O 映像存儲器） I/O 輸入 / 輸出部件 ——CPU 與現(xiàn)場 I/O 裝置或其他外部設(shè)備之間的連接部件。 分類：簡單型 ——只能聯(lián)機編程；只能用 指令清單編程 智能型 ——既可聯(lián)機（ Online），也可脫機（ Offline）編程；可以采用指令清單（語句表）、梯形圖等語言編程。 PLC 的 CPU 則采用順序邏輯掃描用戶程序的運行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點（包 括其常開或常閉觸 點）不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 PLC 的特點及功能 PLC 的特點 高可靠性 所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 （ 1）采用模塊化結(jié)構(gòu) （ 2）編程簡單易學(xué) （ 3）安裝簡單維修方便 PLC 不需要專門的機房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與 PLC 相應(yīng)的 I/O 端相連接即可投入運行各種模塊上均有運行和故障指示裝置 便于用戶了解運行情況和查找故障。 具有 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換功能，通過 I/O 模塊完成對模擬量的控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運動等測量接口。 （ 7） 編程、調(diào)試等，并且大部分支持在線編程 3． 3 西門子 S7200 PLC S7200 的用戶程序中包括了位邏輯、計數(shù)器、定時器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運算以及與其它智能模塊通訊等指令內(nèi)容，從而使它能夠監(jiān)視輸入狀態(tài)，改變輸出狀態(tài)以達到控制目的。如： 沖壓機床、磨床、印刷機械、橡膠化工機械、中央空調(diào)、電梯控制、運動系統(tǒng)等 。 S7200除具有 PLC 基本的控制功能外，更在以下方面具有獨到之處 ，這些也是 S7200 PLC 普沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 圖 S7200 CPU 外型 遍受歡迎的原因。 S7200 PLC 的通訊和網(wǎng)絡(luò)功能 S7200 提供了多種通訊和網(wǎng)絡(luò)功能，包括 PPI 網(wǎng)絡(luò)通訊功能、 ProfibusDP 網(wǎng)絡(luò)通訊功能、自由口通訊功能、以太網(wǎng)通訊功能和 Modem遠程通訊功能。 （ 3） 當(dāng)有內(nèi)呼梯信號到來時，電梯應(yīng)該響應(yīng)該呼梯信號，到達該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時三秒后自動關(guān)門。 基于 PLC 電梯控制 系統(tǒng)的優(yōu)點 基于 PLC 電梯控制控制系統(tǒng)的優(yōu)點有： （ 1） 在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的 控制，可靠性大大提高。 PLC 選型 PLC 控制系統(tǒng)的 I/O 點數(shù)計算與分配 根據(jù)電梯控制的特點，輸入 信號應(yīng)該包括以下幾個部分： （ 1） 轎廂內(nèi)及各層門廳外呼按鈕 轎廂內(nèi)的樓層選擇按鈕共有數(shù)字鍵 1~5，各層門廳的外呼按鈕除負一層只有上升按鈕，第五層只有下降按鈕外，其余四層均設(shè)有上升、下降兩個按鈕，故一共需要 16 個輸入。 輸出信號應(yīng)該包括： （ 1） 內(nèi)呼指示信號 內(nèi)呼指示信號有 6 個，分別表示負 15 層的內(nèi)呼被接受，并在內(nèi)呼指令完成后，信號消失。 S7200PLC 是一種小型可編程邏輯控制器（ Micro PLC） ，可應(yīng)用于各種小型自動化控制系統(tǒng)。然后再把直流電（ DC）變換為三相或單相交流電（ AC），我們把實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的裝置稱為 “變頻器 ”（ inverter）。本設(shè)計中拖動調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證電梯按理想的給定速度曲線運行，以改善電梯運行的舒適感 。 (2) 強大的通訊功能和全面的配套軟件，是西門子自動化產(chǎn)品的一大特點。因此， 在我國使用的實踐中出現(xiàn)問題相對較多，這是令我們感到非常遺憾的地方。 安裝：雙擊 STEP 7Micro/WIN 32 的安裝程序 ，根據(jù)在線提示，安裝完成。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 （ 4） 指令樹 提供編程時用到的所有快捷鍵操作命令和 PLC 可用 “檢視 ”菜單的 “指令樹 ”項決定是否將其打開。 圖 系統(tǒng) 總體 結(jié)構(gòu)圖 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 圖 控制信號 結(jié)構(gòu)圖 PLC CPU226 I/O 接線圖 圖 （ a）（ b） 為 CPU226 I/O 接線圖 。 U 連接 A， V 連接 B， W 連接 C， X 連接 Y 連接 Z， 完成此步！ （ 3） 設(shè)置 變頻器通電，設(shè)置數(shù)據(jù)，先按 “P”,再按 “△ ”，找到 P0010 再按 “P”，此時會顯一數(shù)字。打開 “USSPLC”變頻器 .mvp”程序，下載。系統(tǒng)控制核心為 PLC 主 機，操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護信號通過 PLC 輸入接口送入 PLC，存儲在存儲器并由 PLC 軟件運算處理，然后經(jīng)輸出接口分別向指層 器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門機控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號 。引導(dǎo)條包括程 序塊、符號表、狀態(tài)圖標(biāo)、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、交叉索引和通訊七個組件。電梯控制系統(tǒng)使用 STEP 7Micro/WIN 32編程軟件開發(fā) PLC 應(yīng)用程序，編寫梯形圖，電梯具有內(nèi)呼，外呼，上行，下行，開門，關(guān)門，停層開門，樓層顯示等功能。 (5) 由于價格低廉，變頻器在制造時不得已選用了一些底端的原器件，或者說在選用原器件時考慮的富裕量太小。西門子產(chǎn)品一般的更新周期不超過 5年。目前，市場流行的通用變頻器的種類繁多，而電梯行業(yè)中使用的變頻器的品牌也不少，其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也不盡相同，但其總的控制思想?yún)s是大同小異。通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作 “變頻器 ”。 裝置共有 33 點輸入指令信號， 32 點輸出控制信號，輸入信號包括：樓層內(nèi)、外選擇信號、轎廂運行時樓層檢測信號、檢修控制系統(tǒng)信號、消防模擬信號、極限限位保護信號等，輸出信號包括：變頻驅(qū)動信號、樓層顯示控制系統(tǒng)信號、樓層內(nèi)外呼指示信號、上下行指示信號、到站鐘信號、電梯開門、關(guān)門信號以及安全保護信號等 。 （ 4）其他信號 編碼器高速計數(shù)輸入 A/B 相，檢