三层楼电梯PLC控制系统设计与调试

本文主要介绍可编程控制器（PLC）在电梯电气控制系统中的应用，通过对系统硬件设计方法和程序设计思路的介绍，给出了5层电梯逻辑控制部分的方法。主要涉及5层电梯的PLC控制系统的总体设计方案、组成及模块化程序设计。关键词：PLC；电梯；逻辑控制；程序设计: PLC; elevator; logic control; program design

三菱FX2N PLC在电梯控制中的应用随着人口的增加，科学技术日新月异地发展，人们物质文化生活水平的逐步提高，建筑业得以迅速发展，大批的高楼大厦拔地而起，十几层至几十层的宾馆、饭店、办公楼、住宅楼鳞次栉比。伴随建筑业的发展，为建筑内提供上下交通运输的电梯工业也在日新月异地发展着。电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备，更是一种工作和生活中的必需设备，完全可以预想到，随着社会的发展，电梯产品在人们物质文化生活中的地位将和汽车一样，成为重要的运输设备之一。一、电梯的概述（一）电梯的发展简史据国外有关资料介绍，公元前2800年在古代埃及，为了建筑当时的金字塔，曾使用过由人力驱动的升降机械。公元1765年瓦特发明了蒸汽机后，1858年美国研制出以蒸汽为动力，并通过带传动和蜗轮减速装置驱动的电梯。1878年英国的阿姆斯特朗发明了水压梯。并随着水压梯的发展，淘汰了蒸汽梯。后来又出现了液压泵和控制阀以及直接柱塞式和侧柱塞式结构的液压梯。这种液压梯至今仍为人们所采用。但是，电梯得以兴盛发展的根本原因在于采用了电力作为动力来源。18世纪末发明了电机，并随着电机技术的发展，19世纪初开始使用交流异步单速和双速电动机作动力的交流电梯，特别是交流双速电动机的出现，显著改善了电梯的工作性能。在20世纪初，美国奥的斯电梯公司首先使用直流电动机作为动力，生产出以槽轮式驱动的直流电梯，从而为后来的高速度、高行程电梯的发展奠定了基础。20世纪30年代美国纽约市的102层摩天大楼建成，美国奥的斯电梯公司为这座大楼制造和安装了74台速度为60m/s的电梯。从此以后，电梯这个产品，一直在日新月异地发展着。目前的电梯产品，不但规格品种多，自动化程度高，而且安全可靠，乘坐舒适。随着电子工业的发展，可编程序控制器（PLC）和电子计算机成功地应用到电梯的电气控制系统中去后，电梯产品的质量和运行效果显著提高。（二）电梯的运行工作情况一部电梯主要由轿厢、配重、曳引机、控制柜／箱、导轨等主要部件组成。电梯在做垂直运行的过程中，有起点站也有终点站。对于三层以上建筑物内的电梯，起点站和终点站之间还设有停靠站。起点站设在一楼，终点站设在最高楼。各站的厅外设有召唤箱，箱上设置有供乘用人员召唤电梯用的召唤按钮。一般电梯在起点站和终点站上各设置一个按钮，中间层站的召唤箱上各设置两个按钮。而电梯的轿厢内都设置有（杂物电梯除外） *** 纵箱， *** 纵箱上设置有手柄开关或与层站对应的按钮，供司机或乘用人员控制电梯上下运行。召唤箱上的按钮称外召唤按钮， *** 纵箱上的按钮称指令按钮。电梯的运行工作情况和汽车有共同之处，但是汽车的起动、加速、停靠等全靠司机控制 *** 作，而且在运行过程中可能遇到的情况比较复杂，因此汽车司机必须经过严格的培训和考核。而电梯的自动化程度比较高，一般电梯的司机或乘用人员只需通过 *** 纵箱上的按钮向电气控制系统下达一个指令信号，电梯就能自动关门、定向、起动、在预定的层站平层停靠开门。对于自动化程度高的电梯，司机或乘用人员一次还可下达一个以上的指令信号，电梯便能依次起动和停靠，依次完成全部指令任务。尽管电梯和汽车在运算工作过程中有许多不同的地方，但仍有许多共同之处，其中乘客电梯的运行工作情况类似公共汽车，在起点站和终点站之间往返运行，在运行方向前方的停靠站上有顺向的指令信号时，电梯到站能自动平层停靠开门接乘客。而载货电梯的运行工作情况则类似卡车，执行任务为一次性的，司机或乘用人员控制电梯上下运行时一般一次只能下达一个指令任务，当一个指令任务完成后才能再下达另一个指令任务。在执行任务的过程中，从一个层站出发到另一个层站时，假若中间层站出现顺向指令信号，一般都不能自动停靠，所以载货电梯的自动化程度比乘客电梯低。本课题主要研究单台五层电梯的PLC控制方法，分述其硬件设计和软件设计过程。设计程序要求完成电梯控制系统主要达到以下要求：1) PLC电梯控制系统应具备：有司机、无司机、消防三种工作模式。2) 系统应具备自动响应层楼召唤信号（含上召唤和下召唤）。3) 具有轿厢层楼显示（二进制方式或十进制方式）。能自动显示电梯运行方向。4) 具有电梯直驶功能和反向最远停站功能。具有消防应急处理功能。5) 电梯开门时间设为3秒，电梯关门时间也设定为3秒。6) 具有应急手动开门、关门按钮。在单台电梯控制系

电梯系统需要以下几个程序功能：

（1）处理电梯呼叫：乘客呼叫电梯、电梯按钮明灭、电梯控制器处理电梯呼叫、处理按钮信息更新等

（2）处理楼层呼叫：包括乘客选择楼层、楼层按钮明灭、电梯控制器处理楼层呼叫、处理按钮信息更新等

（3）移动停止电梯：包括驱动速度的改变、停止的判定、电梯的运动方向驱动

（4）标志移动方向：让乘客知道电梯目前运动方向、决定是否进入电梯

（5）标志电梯位置：让乘客知道乘客的目的层是否到达。决定是否离开电梯

（6）开关门：乘客进出电梯，电梯应该开关门。应包括电梯正关闭而乘客想进入时乘客可以使电梯门打开

（7）触发紧急处理器：电梯有安全机制确定一个不安全的状态不是瞬时产生的

当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

如图所示：

扩展资料：

现在工业上使用可编程逻辑控制器已经相当接近于一台轻巧型计算机所构成，甚至已经出现集成个人计算机（采用嵌入式 *** 作系统）与PLC结合架构的可编程自动化控制器（Programmable Automation Controller，简称PAC），

能透过数字或模拟输入/输出模块控制机器设备、制造处理流程及其他控制模块的电子系统。可编程逻辑控制器广泛应用于当前的工业控制领域。在工业控制领域中，PLC控制技术的应用已成为工业界不可或缺的一员。

输出单元也是PLC与被控设备之间的连接部件，它的作用是把PLC的输出信号传送给被控设备，即将中央处理器送出的弱电信号转换成电平信号，驱动被控设备的执行元件。输出的类型有继电器输出、晶体管输出、晶闸门输出。

参考资料来源：百度百科-PLC

一、控制系统基本情况

如示意图所示：一至三楼分别装有呼叫按钮开关SB1～SB3、呼叫指示灯HL1～HL3及楼层位置开关SQ1～SQ3。电梯的上升和下降由一台电动机驱动，正传，电梯上升反转则电梯下降。HL4和HL5为电梯上升和下降的指示灯。具体控制要求如下：

（1） 当轿厢停在一楼或者二楼时，按呼叫按钮SB3呼梯，则轿厢上升到三楼停。

（2） 当轿厢停在二楼或者三楼时，按呼叫按钮SB1则呼梯，则轿厢下降到一楼停。

（3） 当轿厢停在一楼时，按呼叫按钮SB2呼梯，则轿厢上升到二楼停。

（4） 当轿厢停在三楼时，按呼叫按钮SB2呼梯，则轿厢下降到二楼停。

（5） 当轿厢停在一楼时，呼叫按钮SB2和SB3均有人呼梯时，则轿厢上升到二楼暂停4秒后，继续上升到三楼停。

（6） 当轿厢停在三楼时，呼叫按钮SB1和SB2均有人呼梯时，则轿厢下降到二楼暂停4秒后，继续下降到一楼停。

（7） 当轿厢在楼层间运行时间超过12秒时，电梯停止运行。

（8） 当轿厢在上升（下降）途中，任何反方向呼叫，即下降（或上升）呼梯均无效。

（9） 响应呼叫时，呼叫楼层的呼叫指示灯亮，呼叫无效时，呼叫楼层指示灯灭；电梯到达楼层时，呼叫指示灯灭。

二、设计要求

1、在理解工艺的基础上进行I/O分配。

2、进行PLC控制系统的软件设计，画出功能图、梯形图、电路图。

3、设计绘制工艺图，具体包括电器板布置图，接线图。（用1#图纸绘制）PLC在电梯控制系统中的应用

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