PLC课程设计报告-十层电梯

PLC课程设计报告-十层电梯本文简介：东南大学自动化学院PLC课程设计报告院（系）：自动化专业：_____自动化________姓名：_______________学号：___________实习地点：______实习组别：____________________同组人员：______________评定成绩：_____________

PLC课程设计报告-十层电梯本文内容：

东南大学自动化学院

PLC课程设计报告

院

（系）：

自动化

专

业：_____自动化________

姓

名：_______

________学

号：__________

_

实习地点：___

___

实习组别：____________________

同组人员：____

__________

评定成绩：____________________审阅教师：___________________

一、

电梯的结构和基本工作原理

1、

电梯硬件

电梯主要有机房、井道、厅门、轿厢及操纵等主要部分组成，其结构如图1-1所示。

12

17

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

13

16

1─拖动电动机

2─齿轮

3─链条

4─导轨

5─对重

6─指层灯

7─上下行指示灯

8─呼叫按钮

9─呼叫记忆灯

10─轿门

11─轿门限位开关

12─轿厢

13─底座

14─下行限位开关

15─码盘

16─门

17─上行限位开关

14

图1-1

电梯结构图

2、

电机控制

2.1轿厢正反转速度控制、及限位控制

电梯在启动过程中，为了限制启动电流，减少启动时的加速度，改善乘客乘坐的舒适感，一般在电机电枢电路中串入电阻，低速起动，到达指定位置后，将电阻切除，电梯高速运行；同样，减速时将电阻接入电机电枢回路，从而实现双速控制。

启动时继电器Q2的3和5触点、Q3的6和8触点接通，Q1的1和2触点不接通，电阻R串入，电机降压起动，经过一段延时后，Q1的1和2触点接通，电阻R被切除，电机进入快速运转，若此时将电阻R重新接入电机电路中，电梯将转慢速运行。Q2与Q3触点开关同时打到上面或同时打到下面时，电机将停止运转。控制继电器Q2和Q3，实现电机正反转。如图1-2所示。

Q1，Q2，Q3是三个继电器，可以通过PLC控制它们的开合。其电路如图1-3所示。Q0.0，Q0.1和Q0.2是PLC输出触点。K1和K2是电梯的上限位和下限位开关，当电梯触动它们后，关断继电器J1和J2，强制切断电机，在硬件上实现保护。

O0:2/1

O0:2/2

电机状态

1

0

正转

0

1

反转

0

0

不动

1

1

不动

图1-3

轿厢升降电机控制电路

+12V

Q1

Q2

Q3

Q0.0

Q0.1

Q0.2

+12V

快/慢速

轿厢上升

轿厢下降

J1

J2

+12V

上限位

下限位

K1

K2

J1

J2

2.2开关门控制及其限位控制

电梯轿厢的开关门也由电机拖动，同轿厢升降电机原理类似，通过PLC控制继电器的开合，控制电机运转，如图1-5和图1-6所示。图1-6中的K3和K4是轿厢开门限位开关和关门限位开关，当轿门撞到它们后，关断继电器J1和J2，硬件上强制切断电机，实现开门到位和关门到位。

O0:2/3

O0:2/4

自动门状态

1

0

关门

0

1

开门

0

0

不动

1

1

不动

图1-6

轿厢门开关电机控制电路图

+12V

+12V

Q4

Q5

Q0.3

Q0.4

J3

J4

开门

关门

+12V

J3

J4

开门到位

关门到位

K3

K4

图1-5

轿厢门开关电机电气图

6

5

4

3

2

1

+12V

Q5

Q4

M

M

3、

楼层检测

3.1编码器

增量式码盘实际上是一个光电脉冲发生器和一个可逆记数器。在光电脉冲发生器圆盘上刻有节距相等的窄缝，另外还有a，b两组检测窄缝群，节距同前，但两组检测窄缝与圆盘上窄缝的对应位置错开1/4节距，其目的是使a，b两个光电转换器的输出信号窄相位上相差90o。圆盘与被测轴相连接，而两组检测窄缝是静止不动的。当被测轴转动时，两个光电转换器就输出相位相差90o的两个近似正弦波。再经过简单的电路处理，可得到响应的脉冲信号。当圆盘正转时，信号b超前信号a90o，逻辑电路输出正脉冲信号；圆盘反转时，信号a超前信号b90o，逻辑电路输出反脉冲信号,如图1-4所示。若将这些脉冲信号送给可逆记数器进行累计，就可测出轴的旋转角度。

图1-4

电机正反转脉冲图

光电编码器接线色标对照

黑

绿

蓝

白

灰

黄

橙

红

shield

Com

A

A非

B

B非

Z

Z非

+5V

N．C．

3.2

MicroLogix

1500高速计数器HSC

MicroLogix

1500

具有两个20kHz高速计数器。在控制器基本单元上，每个高速计数器有4个与其他输入点隔离的专用输入点。HSC0使用输入点0-3，HSC1使用输入点4-7。每个计数器是完全独立、隔离的。码盘与高速计数器的接线方式如图1-11所示。

图1-11码盘信号经电平转换接入PLC的高速计数器

使用高速计数器模式6.

设置电梯功能文件：

4、

显示模块

电梯的指层灯用来显示轿厢所在的楼层，电梯有10层，需要2个LED数码小灯，一个做个位，一个做十位，个位显示0-9，十位只显示1。本电梯模型使用的LED数码小灯是共阳极的，使用ULN2003A驱动，其电路如图7所示

图7

指层灯显示电路

C

B

输入

G

F

E

D

C

B

A

B

C

A

G

F

E

D

B

C

A

G

F

E

D

12V

V

输入

输入

输入

输入

输入

输入

输入

二、

I/O点数分配及接口电路

1、输入

I/O点数随电梯层数的不同而不同。电梯各部分输入点有：

1）

门厅呼叫按钮。位于电梯厅门旁，除顶层只有下呼按钮和底层只有上呼按钮外，其余每层均有上下呼叫按钮，共有18个输入点。

2）

高速计数器输入点，共2个点。

3）

上下限位行程开关。共2个输入点。

4）

开关门限位行程开关。共2个输入点。

此电梯模型共有24个输入点，其分配如表2-1所示。表中还列出了与输入点对应的电梯电路板卡的地址。

表2-1

输入分配表

PLC1

I:1

板卡

开关含义

I:1/0

I2.0

门厅二层向下呼叫按钮

1

I2.1

门厅三层向上呼叫按钮

2

I2.2

门厅三层向下呼叫按钮

3

I2.3

门厅四层向上呼叫按钮

4

I2.4

门厅四层向下呼叫按钮

5

I2.5

门厅五层向上呼叫按钮

6

I2.6

门厅五层向下呼叫按钮

7

I2.7

门厅六层向上呼叫按钮

8

I3.0

门厅六层向下呼叫按钮

9

I3.1

门厅七层向上呼叫按钮

10

I3.2

门厅七层向下呼叫按钮

11

I3.3

门厅八层向上呼叫按钮

12

I3.4

门厅八层向下呼叫按钮

13

I3.5

门厅九层向上呼叫按钮

14

I3.6

门厅九层向下呼叫按钮

15

I3.7

门厅十层向下呼叫按钮

PLC

I:0

板卡未连接

开关含义

I:0/1

高速计数器

I:0/2

高速计数器

I:0/8

I1.6

门厅一层向上呼叫按钮

I:0.9

I1.7

门厅二层向上呼叫按钮

I:0/10

I5.0

一楼下限行程开关

I:0/11

I5.1

关门到位行程开关

I:0/12

I5.2

开门到位行程开关

I:0/13

I5.3

十楼上限行程开关

2、输出

电梯各部分输出点有：

1）

上下行继电器。控制电梯的上下运行，分上行、下行共2个输出点。

2）

快慢速继电器。控制电梯运行速度，有1个输出点。

3）

开/关门继电器。控制电梯门的开关，分开门、关门共2个输出点。

4）

楼层指示LED数码管输出。输出到LED数码管，指示电梯所在的楼层，共8个输出点。

5）

门厅呼唤记忆灯输出。输出到门厅呼叫记忆灯，它位于电梯厅门旁，每个门厅呼唤按钮对应一个门厅呼唤记忆灯，共18个输出点。

6）

上下行指示灯输出。输出到电梯的上下行指示灯，它位于电梯厅门旁，共2个输出点。

该电梯共使用33个输出点，其分配表如表2-2所示。表中还列出了与PLC输出点对应的电梯电路板卡的地址。

表2-2

输出分配表

PLC2

O:2

板卡

信号含义

0

Q0.0

快慢速继电器

1

Q0.1

上行继电器

2

Q0.2

下行继电器010

3

Q0.3

关门继电器

4

Q0.4

开门继电器

5

Q0.5

6

Q0.6

上行指示灯

7

Q0.7

下行指示灯

8

Q1.0

LED

a

9

Q1.1

b

10

Q1.2

c

11

Q1.3

d

12

Q1.4

e

13

Q1.5

f

14

Q1.6

g

15

Q1.7

bc

PLC3

O:3

板卡

信号含义

0

Q2.0

一层向上呼叫指示灯

1

Q2.1

二层向上呼叫指示灯

2

Q2.2

二层向下呼叫指示灯

3

Q2.3

三层向下呼叫指示灯

4

Q2.4

三层向上呼叫指示灯

5

Q2.5

四层向下呼叫指示灯

6

Q2.6

四层向上呼叫指示灯

7

Q2.7

五层向下呼叫指示灯

8

Q3.0

五层向上呼叫指示灯

9

Q3.1

六层向下呼叫指示灯

10

Q3.2

六层向上呼叫指示灯

11

Q3.3

七层向下呼叫指示灯

12

Q3.4

七层向上呼叫指示灯

13

Q3.5

八层向下呼叫指示灯

14

Q3.6

八层向上呼叫指示灯

15

Q3.7

九层向上呼叫指示灯

O:0/2

Q4.0

九层向下呼叫指示灯

O:0/3

Q4.1

十层向下呼叫指示灯

三、

PLC控制十层电梯程序设计

1.

程序流程图

下面是电梯总体程序流程图，如图1所示。

电梯高速运行

比较所有呼叫产生下一个楼层

楼层呼叫输入

点亮呼叫记忆灯

电梯上下行

点亮上下行指示灯

否

否

无

有

否

是

否

是

是

是

否

是

是

初始化

有楼层呼叫信号吗？

是本层信号且与

运行方向一致吗？

开门

关门

只有一个楼层呼

叫信号吗？

比较所有呼叫产生下一个楼层

电梯启动低速运行

检测到楼

层点了吗？

电梯转高速运行

检测到指

层点了吗？

读楼层数据

是下一个

楼层吗？

电梯转低速运行

检测到平

层点了吗？

电梯平层停车

修改当前楼层显示

图1

PLC程序流程图

2.主程序

3.程序结构：

1.

初始化程序

2.

楼层检测程序

3.

楼层显示程序

4.

楼层选择程序

5.

开关门控制程序

4.

运行控制程序

四、

总结

通过学习本门课程，我学会了PLC初步应用。我明白了如何用简单的程序去测试硬件，因为在刚开始的时候不知道硬件是否完全正常，通过这样可以检测并调试好硬件电路，确保硬件完好。在这之后再开始程序的编写。

基于PLC的电梯控制逻辑性相当强，在编写程序的过程中深刻的感受到了这一点，程序段放在不同的地方产生的逻辑效果不同。其次编写程序的模块化非常重要，这与其他程序的编写是一致的，多写一些子程序可以大大简化程序的结构，同时可以理清程序编写者的思路,还可以方便以后参考和使用。