毕业设计电梯 plc

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,PLC,电梯控制系统设计,专业：电气工程及其自动化,班级：08级1班,姓名：梅 燕,指导教师：刘东汉,内容提纲,1.PLC结构原理,2.西门子S7-200可编程控制器,3.电梯的根本结构,4.电梯的电气控制系统设计,1.PLC,结构原理,1.1 PLC硬件系统结构,PLC是在继电器控制和计算机控制的根底开发的产品，逐渐开展以微处理器为核心，集自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动装置。不同的生产厂家生产的可编程逻辑控制器的结构多种多样，但根本组成原理是一样的。,从硬件来看，PLC主要由CPU，存储器，I/O接口，电源，编程器等组成。,1.PLC,结构原理,1CPU：CPU板是PLC的核心部件，它包括：微处 理器CPU、存储器ROM、RAM、并行接口 PIO、串行接口SIO及时钟控制电路等。,2存储器：PLC配有两种存储器，即系统存储器和 用户存储器。系统存储器用来存放系统管理程序，用户不能访问和修改这局部存储器的内容。用户存储器用来存放编制的应用程序和工作数据状态。,3输入/输出接口：输入电路通常有两种形式：直流输入和交流输入电路。输出电路的作用是将PLC的输出控制信号送给外部输出设备，通过输出设备控制被控制对象工作。,1.PLC,结构原理,4电源：电源单元的作用是把外部电源220V交流电源转换成内部工作电压。外部连接的电源通过PLC内部配有的一个专用开关式稳压电源，将交/直流供电电源转化为PLC内部电路需要的工作电源直流5V、12V、24V，并为外部输入单元提供24V直流电源仅供输入端点使用。驱动PLC负载的电源由用户提供。,5编程器：编程器是PLC重要的外部设备，利用编程器可将用户程序送入PLC的用户程序存储器，调试程序、监控成语的执行过程。编程器从结构上可分为简易编程器、图形编程器和通用计算机编程器三种类型。,1.PLC,结构原理,1.2 PLC,软件组成,PLC,的软件由系统程序和用户程序组成。,系统程序由,PLC,制造厂商设计编写，并存入,PLC,的系统存储器中，用户不能直接读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序及监控程序等。,PLC,的用户程序是用户自己利用,PLC,编程语言，根据控制要求编制的程序。本设计中，最重要的是用,PLC,的编程语言编写电梯运行的程序，以实现控制电梯的目的。,1.PLC,结构原理,1.3 PLC,的工作原理,目前，工业控制设备设备中经常使用的,PLC,种类繁多，但它们的工作原理是一致的，都采用循环扫描的工作方式。,PLC,的工作过程大体可分为,CPU,自诊断等内部处理，通信信息处理，输入刷新，执行程序，输出刷新五个阶段，并进行周期性循环。其工作原理图如下：,1.PLC,结构原理,PLC,工作原理图,运行（,RUN,）,内部处理,输入刷新,通信信息处理,执行程序,输出刷新,停止（,STOP,）,2.,西门子,S7-200,可编程控制器,2.1 S7-200系列可编程控制器CPU的性能比较,型号,指标,CPU221,CPU222,CPU224,CPU226,外形尺（,mm),908062,908062,1208062,1908062,程序存储器（字）,2048,2048,4096,4096,用户数据寄存器（字）,1024,1024,2560,2560,本机,I/O,端口数量,6,输入,/4,输出,8,输入,/6,输出,14,输入,/10,输出,24,输入,/16,输出,扩展模块数量,无,2,个,7,个,7,个,数字量,I/O,映像区,256,256,256,256,模拟量,I/O,映像区,无,16,输入,/16,输出,32,输入,/32,输出,32,输入,/32,输出,指令执行时间（,s/,指令）,0.37,0.37,0.37,0.37,I/O,映像寄存器,128I,和,128Q,128I,和,128Q,128I,和,128Q,128I,和,128Q,2.,西门子,S7-200,可编程控制器,2.1 S7-200系列可编程控制器CPU的性能比较,内部辅助继电器（个）,256,256,256,256,计数器,/,定时器（个,),256/256,256/256,256/256,256/256,字输入,/,字输出,无,16,输入,/16,输出,32,输入,/32,输出,32,输入,/32,输出,顺控状态继电器,256,256,256,256,内置高速计数器,4H/W(20KHZ),4H/W(20KHZ),6H/W(20KHZ),6H/W(20KHZ),脉冲输出,2(20KHZ,DC),2(20KHZ,DC),2(20KHZ,DC),2(20KHZ,DC),定时中断,2(1255ms),2(1255ms),2(1255ms),2(1255ms),2.,西门子,S7-200,可编程控制器,2.2,指令语句表,指令语句表是一种与计算机汇编语言类似的助记符编程语言，简称语句表，它用一系列操作指令组成的语句描述控制过程，并通过编程器送到,PLC,中。,如下梯形图所示：,2.,西门子,S7-200,可编程控制器,可写出其指令语句如下：,指令操作码（助记符）,操作数（参数）,说明,LD,I0.0,输入,I0.0,常开触点 逻辑行开始,O,Q0.0,并联,Q0.0,自保触点,AN,I0.1,串联,I0.1,常闭触点,=,Q0.0,输出,Q0.0,逻辑行结束,LD,Q0.0,输入,Q0.0,常开触点 逻辑行开始,TON,T37,，,20,驱动定时器,T37,LD,T37,输入,T37,常开触点 逻辑行开始,=,Q0.1,输出,Q0.1,逻辑行结束,3.电梯的根本结构,电梯控制系统主要由电力拖动局部和电气控制局部组成。电梯的根本结构按照位置，可分为机房、井道、轿厢和厅门四大局部。其电梯信号PLC控制系统如以下图所示：,3.电梯的根本结构,3.1机房局部,机房设在顶层，在井道的上方，机房局部包括拽引机、控制屏和限速器。拽引机是电梯的驱动机构，控制屏上装有电梯电气控制系统的大局部电器，包括熔断器、接触器，各种继电器、变压器、整流器及各种阻容元件等。它随时监测控制着轿厢的速度，当出现超速度情况时，即电梯额定速度的115%时，能及时发出信号，继而产生机械动作切断供电电路，使曳引机制动。,3.电梯的根本结构,3.2井道局部,井道是电梯轿厢垂直运动的通道，在井道里安装有轿厢和对重的导轨，缓冲装置，以及各种控制和保护用的电器极限开关，楼层感应器，平层隔磁板等。,机械缓冲装置是指位于底坑的各种缓冲器，它们是电梯平安保护的最后一道措施，设置在井道底坑中且正对轿厢和对重，其作用是防止轿厢冲顶撞底，常用的缓冲器有弹簧缓冲器和油压缓冲器两种。,3.电梯的根本结构,3.3 轿厢局部,电梯的轿厢局部包括轿厢体，平安钳，轿厢门的自动开关装置，平层和楼层信号装置，以及轿厢操纵屏和指示灯。,平层和楼层位置检测装置,在高层设计中经常采用旋转编码器检测轿厢位置，只要电梯一运行，计数器就可以精确地确定走过的距离，到达与减速点相应的预制数时即可发出减速命令。而在本设计中，由于只有四层，因此选用干簧管磁感应器来检测轿厢所处楼层位置。,3.电梯的根本结构,干簧感应器结构原理示意图,3.电梯的根本结构,干簧感应器的结构和工作原理图如下图，它由干簧管和永久磁铁组成，干簧管是一个装有触点的真空管，其动触点2是用导磁的簧片制成，触点12之间相当于一组动断触点，23之间相当于一组动合触点。由于干簧管装在永久磁铁的旁边，在磁场的作用下簧片动作，其动断触点12断开，而动合触点23闭合图a当隔磁铁板插入干簧管与磁铁之间图b时,簧片复位，其动断触点12闭合，动合触点23断开。用永磁干簧感应器作位置控制的主令电器，不但具有动作迅速可靠的优点，而且没有行程开关容易产生机械磨损的缺点。,3.电梯的根本结构,3.4厅门局部,厅门局部主要有厅门，厅门外的召唤按钮和指示灯。,1厅门,厅门是指每一楼层的电梯门，厅门平时应是关闭的。而且从外面不能翻开。厅门本身没有开关门的动力。当电梯轿厢到达一层楼时，由轿厢门上的拔叉插入厅门上的两个渡轮之间，带动厅门与轿厢一起开、关。,2厅门外的呼唤按钮和楼层信号指示灯,在厅门的门框旁，装有两个按钮，用来发出呼唤电梯信号，一个是上呼唤按钮，一个是下呼唤按钮。,4.,电梯的电气控制系统设计,4.1 设计要求,1、开始时，电梯处于任意一层。,2、当有外呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门翻开，延时3S后自动关门。,3、当有内呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门翻开，延时3S后自动关门。,4、在电梯运行过程中，电梯上升或下降途中，任何反方向下降或上升的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，那么电梯响应该外号，但不响应二层向下外呼梯信号。同时，如果电梯到达三层，如果四层没有任何呼梯信号，那么电梯可以响应三层向下外呼梯信号。,5、电梯应具有最远反向外梯响应功能。例如：电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，那么电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。,6、电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮电梯门翻开，按关门电梯门关闭。,4.,电梯的电气控制系统设计,4.2,PLC,控制系统,I/O,端口的设计,轿内输入信号按钮：一层轿内指令按钮到四层轿内指令按钮，共,4,个，用于乘客在电梯内下达各层轿内指令。一层上行呼梯，二层上行呼梯，三层上行呼梯，二层下行呼梯，三层下行呼梯，四层下行呼梯，共,6,个，用于厅外乘客发出召唤信号。一层位置开关，二层位置开关，三层位置开关，四层位置开关，采用刀式开关，共占用,4,个输入端口。综上所述，共有,14,个输入点。,4.,电梯的电气控制系统设计,电梯上行指示，下行指示，共,2,个输出点；上行驱动，下行驱动，开门驱动，关门驱动，共,4,个输出点；一层指令登记，二层指令登记，三层指令登记，四层指令登记，共,4,个输出点；一层上行呼梯，二层上行呼梯，三层上行呼梯，四层下行呼梯，三层下行呼梯，二层下行呼梯，共,6,个输出点。综上所述，输出点共,16,个。,根据以上所述，可以得到,PLC,的,I/O,分配表如表 所示,4.,电梯的电气控制系统设计,名称,元件名,地址编码,名称,元件名,地址编码,一层位置开关,SQ1,I0.0,一层上行呼梯,SB5,I1.0,二层位置开关,SQ2,I0.1,二层上行呼梯,SB6,I1.1,三层位置开关,SQ3,I0.2,三层上行呼梯,SB7,I1.2,四层位置开关,SQ4,I0.3,二层下行呼梯,SB8,I1.3,一层轿内指令按钮,SB1,I0.4,三层下行呼梯,SB9,I1.4,二层轿内指令按钮,SB2,I0.5,四层下行呼梯,SB10,I1.5,三层轿内指令按钮,SB3,I0.6,四层轿内指令按钮,SB4,I0.7,输入表,4.,电梯的电气控制系统设计,名称,元件名,地址编码,名称,元件名,地址编码,上行指示,L1,Q0.0,一层上行呼梯,L7,Q1.0,下行指示,L2,Q0.1,二层上行呼梯,L8,Q1.1,上行驱动,KM1,线圈,Q0.2,三层上行呼梯,L9,Q1.2,下行驱动,KM2,线圈,Q0.3,二层下行呼梯,L10,Q1.3,一层指令登记,L3,Q0.4,三层下行呼梯,L11,Q1.4,二层指令登记,L4,Q0.5,四层下行呼梯,L12,Q1.5,三层指令登记,L5,Q0.6,开门驱动,KM3,线圈,Q1.6,四层指令登记,L6,Q0.7,关门驱动,KM4,线圈,Q1.7,输出表,4.,电梯的电气控制系统设计,4.3 PLC设备型号确实定,由上面的分析可知，现场输入信号共有14个，输出信号共16个，可选择西门子S7-200/CPU226型PLC，该型号的PLC本机I/O端口数量为24