基于plc的五層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-24 18:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 共有五層，電梯的每一層面均有升降及轎廂所在樓層的指示燈顯示；15所對應(yīng)的指示燈表示樓層號，每層的樓廳均有輸入（分上行和下行）按鈕召喚電梯。工作中的電梯主要對各種呼梯信號和當(dāng)時的運行狀態(tài)進行綜合分析，再確定下一個工作狀態(tài)，為此它要求具有自動選向、順向截梯、反向保號，外呼記憶，自動開/關(guān)門狀態(tài)，停梯消號，自動達層等功能。分析以上控制要求，將電梯控制要實現(xiàn)的功能羅列如下：開始時，電梯處于任意一層。當(dāng)有外呼梯信號到來時電梯響應(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。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。在電梯運行過程中電梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的呼梯信號均不響應(yīng)，但如果反向呼梯信號前方無其它內(nèi)、外呼梯信號時，則電梯相應(yīng)該外呼信號，但不響應(yīng)三層向下外呼梯信號。同時，如果電梯達到四層，五層沒有任何呼梯信號，測電梯可以響應(yīng)四層向下外呼梯信號。電梯應(yīng)具有最遠反向外呼梯響應(yīng)功能。例如電梯在一樓，而同時有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯先去四樓響應(yīng)四層向下外呼梯信號。電梯具有同向截車功能。電梯未平層或運行時，開門按鈕和關(guān)門按鈕均不起作用。平層且電梯停止運行后，按開門按鈕可使門打開，按關(guān)門按鈕可使門關(guān)閉。 可編程控制器的選型目前，國內(nèi)外PLC生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC品種已達到數(shù)百個，其性能各有特點，價格也不盡相同。在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，要選擇最適宜的PLC機型，對于系統(tǒng)的控制目標(biāo)。設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，首要的控制目標(biāo)就是：確保生產(chǎn)的安全可靠，能長期穩(wěn)定運行，保證產(chǎn)品高質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善信息管理等。如果要求以極高的可靠性為控制目標(biāo)，構(gòu)成PLC冗余控制系統(tǒng)，這時要從能夠完成冗余控制的PLC型號中進行選擇；如果以改善信息管理為控制目標(biāo)，要首先考慮通信能力。另一個方面就是要對PLC的硬件配置的考慮，可以從CPU的能力、I/O系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、響應(yīng)速度或其它考慮。綜合考慮后，本設(shè)計選擇了西門子公司生產(chǎn)的S7200型機。如圖4所示：圖4 西門子 S7200 交流雙速電梯的主電路圖中M1為電梯專用型雙速籠型異步電動機；KMKM2為電動機正、反轉(zhuǎn)接觸器，用以實現(xiàn)電梯上、下行控制；KMKM4為電梯高低速運行接觸器，用以實現(xiàn)電梯的高速或者低速運行；KM5為啟動加速接觸器；KMKMKM8為減速制動接觸器，用以調(diào)整電梯制動時的加速度；LL2與RR2為串入電動機定子電路中的電抗和電阻，當(dāng)KM1或者KM2與KM3通電吸合時，電梯將進行上行或下行啟動，延時后KM5通電吸合，切除RL1，電梯將轉(zhuǎn)為上行或下行的穩(wěn)速運行；當(dāng)電梯接收到停層指令后，KM3斷電釋放，KM4通電吸合，電機轉(zhuǎn)為低速接法，接入阻抗制動，實現(xiàn)上升與下降的低速運行，且KM6KM8依次通電吸合，用來控制制動過程的強度，提高停車制動時的舒適感；至平層位置時，接觸全部斷電釋放，抱閘抱死，電梯停止運行。如圖5所示：圖5 電梯拖動電路電路圖 門機電路、抱閘電路、門鎖及安全運行電路圖6為電梯的門機、抱閘、門鎖及安全運行電路。門電動機為他勵直流電動機，可由KMKM10控制其正反轉(zhuǎn)。KM9接通時，電阻R2與電動機電樞并聯(lián)，電流由電樞左端流向右端，電動機正轉(zhuǎn)實現(xiàn)開門，壓下SQ8時，R2部分被短接，實現(xiàn)開門調(diào)速。KM10接通時，電動機將反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)關(guān)門，并由SQSQ10與R3一起實現(xiàn)關(guān)門調(diào)速。當(dāng)電梯上下運行時，抱閘應(yīng)打開，其線圈應(yīng)通電。電梯停止運行時，抱閘應(yīng)抱死，其線圈應(yīng)斷電。將所有廳、轎門開關(guān)串聯(lián)在一起，控制門鎖繼電器KA1，實現(xiàn)全部門關(guān)閉后電梯才能運行的控制。將安全窗開關(guān)、安全鉗開關(guān)、限速器開關(guān)、轎內(nèi)急停開關(guān)、上下強迫停止開關(guān)、基站開關(guān)梯開關(guān)以及熱繼電器觸點FRFR2串聯(lián)在一起，構(gòu)成安全回路，控制安全運行繼電器KA2，用KA2的觸點控制PLC的RUN口，只有當(dāng)該KA2吸合時，才允許PLC處于運行狀態(tài)。這樣可以節(jié)省PLC的輸入口，又可以實現(xiàn)在多種緊急情況下的立即停車。如圖6所示：圖6 門機、抱閘、門鎖及安全運行電路 電梯的主要電氣設(shè)備（1）牽引電動機齒輪牽引機為電梯的提升機構(gòu)。主要由驅(qū)動電動機，電磁制動器（也稱電器包閘），減速器牽引輪組成。（2）自動門機用來完成電梯的開門與關(guān)門。電梯的門分為廳門（每層站一個）與轎門（只有一個）。只有當(dāng)電梯?？吭谀硨诱緯r，此層廳門才允許開啟（由門機拖動轎門，轎門帶動廳門完成）；也只有當(dāng)廳門，轎門全部關(guān)閉后才允許啟動運行。（3）層樓指示燈層樓指示燈也叫層顯，安裝在每層站廳門的上方和轎廂內(nèi)轎門的上方，用以指示電梯的運行方向及電梯所處的位置。過去常由低壓燈泡構(gòu)成，現(xiàn)多由LED組成，且與呼梯盒做成一體結(jié)構(gòu)。（4）呼梯盒用以產(chǎn)生呼叫信號。常安裝在廳門外，離地面一米左右的墻壁上?；九c底站只有一只按鈕，中間層站由上呼叫與下呼叫兩個按鈕組成。（5）操縱箱操縱箱安裝在轎箱內(nèi)，供乘客對電梯發(fā)布動作命令。其上面設(shè)有與電梯層站數(shù)相同的內(nèi)選層按鈕。（6）平層及開門裝置該裝置由平層感應(yīng)器及樓層感應(yīng)器組成。上行時，上磁鐵板先觸發(fā)樓層感應(yīng)器，發(fā)出減速停車信號，電梯開始減速，至平層感應(yīng)器觸發(fā)時，發(fā)出開門及停車信號，電動機停轉(zhuǎn)，抱閘抱死。下行時，下磁鐵板出發(fā)樓層感應(yīng)器，發(fā)出減速停車信號，電梯開始減速，至平層感應(yīng)器觸發(fā)時，發(fā)出開門及停車信號。（7）轎廂位置檢測裝置俗稱選層器，它檢測電梯轎廂運行狀態(tài)，所處位置，及時向控制系統(tǒng)發(fā)出所需要的信號。其主要功能是：根據(jù)登記的內(nèi)選與外呼信號和轎廂的位置關(guān)系，確定運行方向；當(dāng)電梯將要到達所需停站的樓層時，給曳引電動機減速信號，使其換速；當(dāng)平層停車后，發(fā)出信號以消去已應(yīng)答的選層、呼梯信號，并指示轎廂當(dāng)前位置，選層器種類較多，通常分三大類，即機械選層器、繼電器選層器和微機選層器。其中機械選層器與繼電器選層器將隨著繼電器控制電梯的逐步淘汰而淘汰。位置檢測方法主要有如下幾種：（1）用干簧管磁感應(yīng)器或其它位置開關(guān)。這種方法直觀、簡單，但由于每層需使用一個磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時，會占用PLC太多的輸入點。（2）利用穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān)。這種方法需對磁保開關(guān)的不同狀態(tài)進行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，進行運算時需采用PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。由于本文是五層電梯的控制故選用感應(yīng)器檢測轎廂位置，如圖7所示：樓層感應(yīng)器上磁鐵板下磁鐵板磁鐵板平層感應(yīng)器廳門轎門引導(dǎo)輪對重曳引電動機圖7 電梯的平層、停層裝置示意圖 輸入輸出設(shè)計為了便于對電梯的工作原理及PLC系統(tǒng)進行分析，現(xiàn)列出電梯所用電器元件表，電梯的電器元件表如表1所示：表1 五層五站電梯電器元件表元件符號名稱及作用元件符號名稱及作用KM1上行接觸器SQ5基站開關(guān)KM2下行接觸器SQ6開門到位開關(guān)KM3高速接觸器SQ7關(guān)門到位開關(guān)KM4低速接觸器SQ8開門調(diào)整開關(guān)KM5啟動接觸器SQSQ10關(guān)門調(diào)整開關(guān)KM
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