基于plc的四層電梯等控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告

ID:318897 · 發(fā)表于 2018-4-29 14:19

PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告

五層電梯的梯形圖設(shè)計(jì)

專業(yè)：

班級(jí)：

姓名：

學(xué) 號(hào)：

自動(dòng)化學(xué)院

一、電梯基本功能

在進(jìn)行上位機(jī)程序以及下位機(jī)程序編寫之前，首先要做的工作是確定電梯本身所具有的功能和電梯在乘客進(jìn)行某種操作后應(yīng)具有的狀態(tài)。

1．電梯內(nèi)部部件功能簡(jiǎn)介

在電梯內(nèi)部，應(yīng)該有五個(gè)樓層（1-5層）按鈕、開門和關(guān)門按鈕以及樓層顯示器、上升和下行顯示器。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯后，電梯內(nèi)應(yīng)該有能讓乘客按下的代表其要去目的地的樓層按鈕，稱為內(nèi)呼叫按鈕。

電梯停下時(shí)，應(yīng)具有開門、關(guān)門的功能，即電梯門可以自動(dòng)打開，經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)后，又可自動(dòng)關(guān)閉。而且，在電梯內(nèi)部也應(yīng)有控制電梯開門、關(guān)門的按鈕，使乘客可以在電梯停下時(shí)隨時(shí)地控制電梯的開門與關(guān)門。

電梯內(nèi)部還應(yīng)配有指示燈，用來(lái)顯示電梯現(xiàn)在所處的狀態(tài)，即電梯是上升還是下降以及電梯處在樓層的第幾層，這樣可以使電梯里的乘客清楚地知道自己所處的位置，離自己要到的樓層還有多遠(yuǎn)，電梯是上升還是下降等。

2．電梯的外部部件功能簡(jiǎn)介

電梯的外部共分五層，每層都應(yīng)該有呼叫按鈕、呼叫指示燈、上升和下降指示燈，以及樓層顯示器。

呼叫按鈕是乘客用來(lái)發(fā)出呼叫的工具，呼叫指示燈在完成相應(yīng)的呼叫請(qǐng)求之前應(yīng)一直保持為亮，它和上升指示燈、下降指示燈、樓層顯示器一樣，都是用來(lái)顯示電梯所處的狀態(tài)的。

五層樓電梯中，一層只有上呼叫按鈕，五層只有下呼叫按鈕，其余三層都同時(shí)具有上呼叫和下呼叫按鈕。而上升、下降指示燈以及樓層顯示器應(yīng)相同。

3．電梯的初始狀態(tài)、運(yùn)行中狀態(tài)和運(yùn)行后狀態(tài)分析

1）電梯的初始狀態(tài)：設(shè)電梯位于一層待命，各層顯示器都被初始化，電梯處于以下狀態(tài)：

a.各層呼叫燈均不亮；

b.電梯內(nèi)部及外部各樓層顯示器顯示均為“1”；

c.電梯內(nèi)部及外部各層電梯門均關(guān)。

2）電梯在運(yùn)行過(guò)程中：

a.按下某層呼叫按鈕（1-5層）后，該層呼叫燈亮，電梯響應(yīng)該層呼叫；

b.電梯上行或下行直至該層；

c.各樓層顯示隨電梯移動(dòng)而改變，各層指示燈也隨之而變；

d.運(yùn)行中電梯門始終關(guān)閉，到達(dá)指定層時(shí)，門才打開；

e .在電梯運(yùn)行過(guò)程中，支持其它呼叫。

3) 電梯運(yùn)行后狀態(tài)：在到達(dá)指定樓層后，電梯會(huì)繼續(xù)待命，直至新命令產(chǎn)生。

a.電梯在到達(dá)指定樓層后，電梯門會(huì)自動(dòng)打開，經(jīng)一段延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，在此過(guò)程中，支持手動(dòng)開門或關(guān)門；

b.各樓層顯示值為該層所在位置，且上行與下行指示燈均滅。

電梯工作流程圖如下：

二、PLC選型及I/O分配

根據(jù)上節(jié)的分析，得知，本系統(tǒng)需要7個(gè)傳感器，分別為5個(gè)平層接近傳感器和1個(gè)關(guān)門限位傳感器、1個(gè)開門限位傳感器；15個(gè)按鈕；20個(gè)指示燈；4個(gè)執(zhí)行器。輸入輸出信號(hào)均為開關(guān)量。I/O地址分配如下表所示。

I/O點(diǎn)數(shù)： DI 22點(diǎn) DO 24點(diǎn)

考慮到余量，最好選用的PLC的I/O點(diǎn)數(shù)為：

>=28DI >=28DO

因此，采用PLC的型號(hào)CPU224（14入10出）、2個(gè)EM223（8入8出）、1個(gè)EM222（4出）。

總計(jì)30DI，30DO，繼電器輸出。

PLC五層電梯控制系統(tǒng)的輸入、輸出點(diǎn)分配表如下所示：

輸入信號(hào)名稱	對(duì)應(yīng)PLC地址	輸出信號(hào)名稱	對(duì)應(yīng)PLC地址
轎外一層上呼叫按鈕	I0.0	轎外一層上呼叫燈	Q0.0
轎外二層上呼叫按鈕	I0.1	轎外二層上呼叫燈	Q0.1
轎外二層下呼叫按鈕	I0.2	轎外二層下呼叫燈	Q0.2
轎外三層上呼叫按鈕	I0.3	轎外三層上呼叫燈	Q0.3
轎外三層下呼叫按鈕	I0.4	轎外三層下呼叫燈	Q0.4
轎外四層上呼叫按鈕	I0.5	轎外四層上呼叫燈	Q0.5
轎外四層下呼叫按鈕	I0.6	轎外四層下呼叫燈	Q0.6
轎外五層下呼叫按鈕	I0.7	轎外五層下呼叫燈	Q0.7
一層平層接近開關(guān)	I1.0	一層位燈	Q1.0
二層平層接近開關(guān)	I1.1	二層位燈	Q1.1
三層平層接近開關(guān)	I1.2	三層位燈	Q1.2
四層平層接近開關(guān)	I1.3	四層位燈	Q1.3
五層平層接近開關(guān)	I1.4	五層位燈	Q1.4
轎內(nèi)一層呼叫按鈕	I1.5	轎內(nèi)一層呼叫燈	Q1.5
轎內(nèi)二層呼叫按鈕	I1.6	轎內(nèi)二層呼叫燈	Q1.6
轎內(nèi)三層呼叫按鈕	I1.7	轎內(nèi)三層呼叫燈	Q1.7
轎內(nèi)四層呼叫按鈕	I2.0	轎內(nèi)四層呼叫燈	Q2.0
轎內(nèi)五層呼叫按鈕	I2.1	轎內(nèi)五層呼叫燈	Q2.1
開門呼叫按鈕	I2.2	電梯上升	Q2.2
關(guān)門呼叫按鈕	I2.3	電梯下降	Q2.3
開門行程開關(guān)	I2.4	上升指示燈	Q2.4
關(guān)門行程開關(guān)	I2.5	下降指示燈	Q2.5
		電梯開門	Q2.6
		電梯關(guān)門	Q2.7

三、電梯運(yùn)行程序設(shè)計(jì)

1）五層樓轎內(nèi)呼叫指示燈

電梯內(nèi)部的五個(gè)呼叫按鈕，指定的是電梯的運(yùn)行目標(biāo)。因此在電梯未達(dá)到指定目標(biāo)時(shí)，該層呼叫燈應(yīng)一直有顯示（為紅），因此輸出時(shí)就應(yīng)該使用保持繼電器。另外，當(dāng)電梯達(dá)到指定樓層時(shí)，呼叫燈應(yīng)該滅掉，即保持繼電器斷開。

先以一層內(nèi)呼叫燈為例，所得的程序如下圖所示：

2）電梯內(nèi)的樓層顯示

樓層顯示器是以電梯是否碰到行程開關(guān)來(lái)決定的。顯示器同樣有保持特性。另外要替換某一顯示器的值，需要電梯接觸到其上層或下層的行程開關(guān)。

綜合以上因素可得，三層位燈程序如下圖所示：

3）電梯內(nèi)的電梯升降顯示

升降顯示器的狀態(tài)共三種：顯示上升、顯示下降、或都不顯示。另外，無(wú)論上升還是下降，都與電梯的呼叫有密切關(guān)系。上升包括了從第一層到第五層的上升運(yùn)動(dòng)，下降也同樣如此。因此程序應(yīng)從最基本、簡(jiǎn)單的過(guò)程入手。現(xiàn)以電梯從第四層到第五層的上升為例。

若五層有呼叫，包括兩種情況：電梯內(nèi)呼叫、電梯外呼叫。若電梯由第四層上行至第五層，此時(shí)Q2.4亮,Q2.5滅,下降觸點(diǎn)Q2.3斷開，上升觸點(diǎn)Q2.2閉合。并列的條件還有四層外部上呼叫閉合、五層下呼叫閉合、五層呼叫按鈕的閉合，這些條件同樣使得四層顯示器改變，同理，由第三層上行至第五層的原理相似。

則電梯由第四層上行至第五層，由第三層上行至第五層的梯形圖如下：

4）開關(guān)轎廂門程序

轎廂門開可分為以下幾種情況：

電梯在一層平層，有一層外呼上指示或一層內(nèi)呼指示。
電梯在二層平層，有二層外呼下指示(電梯選項(xiàng)向下)，二層外呼上指示(電梯選項(xiàng)向上)或二層內(nèi)呼指示。
電梯在三層平層，有三層外呼下指示(電梯選項(xiàng)向下)，三層外呼上指示(電梯選項(xiàng)向上)或三層內(nèi)呼指示。
電梯在四層平層，有四層外呼下指示(電梯選項(xiàng)向下)，四層外呼上指示(電梯選項(xiàng)向上)或四層內(nèi)呼指示。
電梯在五層平層，有五層外呼下指示或五層內(nèi)呼指示。
電梯在平層時(shí)按下開門按鈕。

所繪制的一層、二層電梯開門梯形圖如下：

其中“二層上”、“二層下”條件的梯形圖如下所示：

開門動(dòng)作結(jié)束后將是4秒鐘的延時(shí)，然后電梯會(huì)自動(dòng)關(guān)門，達(dá)到關(guān)門限位后，關(guān)門動(dòng)作自動(dòng)結(jié)束。同樣，按下關(guān)門按鈕，電梯也將關(guān)門，開門按鈕被按下，或有門電機(jī)開信號(hào)輸出，則關(guān)門動(dòng)作取消。

所繪制的梯形圖如下：