PLC六层电梯设计要点.pdf
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1、1 本科生专题设计报告 题目六层电梯 PLC控制系统 专业 学生姓名 年级 指导教师职称 2 摘要 本设计通过讨论电梯控制系统的组成,阐述可编程控制器(PLC )在电梯 控制中的应用,采用欧姆龙公司的PLC编程程序控制方式,提出了六层电梯的 PLC控制系统总体设计方案、设计过程、组成,列出了具体的主要硬件电路、 电梯的控制梯形图及指令表。并给出了系统组成框图和程序流程图,在分析、 处理随机信号逻辑关系的基础上,提出了PLC的编程方法,设计了一套完整的 电梯控制系统方案。采用本方案实现电梯控制,能够解决继电器接触器触 点多,故障率高、可靠性差、安装调试周期长、维修工作量大、接线复杂等缺 点。使电
2、梯运行更加安全、经济、方便、舒适。 关键词 :电梯、 PLC 、梯形图 3 目录 摘要 2 引言 4 任务书 5 1 可编程控制器简介 6 2.1 PLC 的结构及各部分的作用6 2.2 PLC 的工作原理 .8 2.3 PLC 的编程语言 .9 2.4 梯形图设计规则 .9 3 六层电梯 PLC控制系统设计 .10 3.1 实现目标 10 3.2 控制思路 10 3.3 需求分析 12 3.4 硬件设计 12 3.5 逻辑分析 14 3.6 程序设计 14 3.7 程序说明 17 4 实验结果及分析 .18 参考文献 .20 4 引言 随着城市建设的不断发展,城市迅速的崛起,高层建筑的不断增
3、多,电梯 作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。它是采用 电力拖动方式,将载有乘客或货物的轿厢,运行于垂直方向的两根刚性导轨之 间,运送乘客和货物的固定式提升设备。所以,电梯是为高层建筑运输服务的 设备,它具有运送速度快、安全可靠、操作简便的优点。但传统的电梯控制系 统主要采用继电器 - 接触器进行控制, 其缺点是触点多, 故障率高、 可靠性差、 维修工作量大等, 而采用 PLC 组成的控制系统可以很好地解决上述问题,使电 梯运行更加安全、方便、舒适。 目前电梯的控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元, 完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自
4、动调度和集选运 行功能,拖动控制则由变频器来完成;第二种控制方式用可编程控制器(PLC ) 取代微机实现信号控制。从控制方式和性能上来说,这两种方法并没有太大的 区别。但是相对于微机,利用PLC设计的电梯控制系统,有成本低、体积小等 多个优点。 所以,利用 PLC设计电梯控制系统,必然是商家最喜欢的选择。 5 任务书 1、实验目的 用 PLC构成电梯自控系统。 2、实验内容 (1)当轿厢停于 1 层或 2层或 3 层或 4 层,或者 5 层时,按 PB6按钮呼梯 (6 层呼) ,则轿厢上升至 LS6(6 层)停。 (2)当轿厢停于 6 层或 5层或 4 层或 3 层,或者 2 层时,按 PB1
5、按钮呼梯 (1 层呼) ,则轿厢下降至 LS1(1 层)停。 (3)当轿厢停于 1 层,若按 PB2按钮呼梯,则轿厢上升至LS2 停,若按 PB3按钮呼梯,则轿厢上升至LS3停。 (4)当轿厢停于 6 层,若按 PB5按钮呼梯,则轿厢下降至LS5 停,若按 PB4按钮呼梯,则轿厢下降至LS4停。 (5)当轿厢停于 1 层,而 PB2 、PB3 、PB4 、PB5 、PB6按钮均有人呼梯时, 轿厢上升至 LS2暂停 4s 后继续上升至 LS3,暂停 4s 后继续上升至 LS4,暂停 4s 后继续上升至 LS5,暂停 4s 后继续上升至 LS6停止。 (6)当轿厢停于 6 层,而 PB5 、PB4
6、 、PB3 、PB2 、PB1按钮均有人呼梯时, 轿厢下降至 LS5暂停 4s 后继续下降至 LS4,暂停 4s 后继续下降至 LS3,暂停 4s 后继续下降至 LS2,暂停 4s 后继续下降至 LS1停止。 (7)轿厢在楼层间运行时间超过12s,电梯停止运行。 (8)当轿厢在上升(下降)途中,任何反方向下降(上升)的按钮呼梯均 无效,楼层指示灯亮表征有该层的信号请求,灯灭表征该楼层请求信号消除。 指示灯“”亮表示电梯上升。 指示灯“”亮表示电梯下降。 6 1. 可编程控制器简介 可编程控制器是60 年代末在美国首先出现,当时叫可编程控制器PLC (Programmable Logic Con
7、troller) ,目的是用来取代继电器,以执行逻辑判断、 计时、计数等顺序控制功能。 PLC 的基本设计思想是反映计算机功能完善、灵活、 通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来, 控制器的硬件是标准的、通用的。 随着半导体技术,尤其是微处理器和微型计算机技术的发展,到70 年代中 期以后,PLC 已广泛地使用微处理器作为中央处理器,输入输出模块和外围电路 也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路,这时的PLC 已不再是逻辑判 断功能,还同时具有数据处理、PID 调节和数据通信功能。 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设 计。它采
8、用了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算,顺序控制、 定时、计算和算术运算等操作的指令,并通过数字式和模拟式的输入输出,控制 各种类型的机械或生产过程。 可编程控制器对用户来说, 是一种无触点设备, 改变程序即可改变生产工艺, 因此可在初步设计阶段选用可编程控制器,在实施阶段再确定工艺过程。 另一方 面,从制造生产可编程控制器的厂商角度看,在制造阶段不需要根据用户的订货 要求专门设计控制器, 适合批量生产。 由于这些特点, 可编程控制器问世以后很 快受到工业控制界的欢迎,并得到迅速的发展。得到了广泛的应用。 2.1 PLC 的结构及各部分的作用 可编程控制器的结构多种多样, 但其组成
9、的一般原理基本相同, 都是以微处 理器为核心的结构。通常由中央处理单元(CPU) 、存储器( RAM 、ROM) 、输 出输出单元( I/O) 、电源和编程器等几个部分组成。其结构图如图1: 7 图 1 PLC的结构图 2.1.1 中央处理单元( CPU ) CPU 作为整个 PLC 的核心,起着总指挥的作用。CPU 一般由控制电路、运 算器和寄存器组成。这些电路通常都被封装在一个集成电路的芯片上。CPU 通 过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路连接。CPU 的功能有以下一些: 从存储器中读取指令, 执行指令,取下一条指令, 处理中断。 2.1.2 存储器( RAM 、R
10、OM ) 存储器主要用于存放系统程序、 用户程序及工作数据。 存放系统软件的存储 器称为系统程序存储器; 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器;存放工作 数据的存储器称为数据存储器。常用的存储器有RAM 、EPROM 和 EEPROM。 RAM 是一种可进行读写操作的随机存储器存放用户程序,生成用户数据区,存 放在 RAM 中的用户程序可方便地修改。RAM 存储器是一种高密度、低功耗、 价格便宜的半导体存储器, 可用锂电池做备用电源。 掉电时,可有效地保持存储 的信息。 EPROM、EEPROM 都是只读存储器。用这些类型存储器固化系统管理 程序和应用程序。 2.1.3 输入输出单元( I/
11、O 单元) I/O 单元实际上是 PLC 与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。I/O 单 元有良好的电隔离和滤波作用。接到PLC 输入接口的输入器件是各种开关、按 钮、传感器等。 PLC 的各输出控制器往往是电磁阀、接触器、继电器,而继电器 CPU 存储器 电源部分 输 入 单 元 输 出 单 元 编程器或其他设备 按钮 接触器 电磁阀 指示灯 行程开关 继电器触点 8 有交流和直流型,高电压型和低电压型,电压型和电流型。 2.1.4 电源 PLC 电源单元包括系统的电源及备用电池, 电源单元的作用是把外部电源转 换成内部工作电压。 PLC 内有一个稳压电源用于对PLC 的 CPU 单元和
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