四層電梯S7-300PLC控制

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)自主創(chuàng)新實踐報告設 計 題 目 三層電梯的PLC控制 學 生 姓 名 唐亮 專 業(yè) 電氣自動化 班 級 電氣0902 指 導 教 師 呂興榮 一電梯的基本結構電梯主要是用于高層建筑，其運行速度比較快，自動化程度高普遍采用微機、可編程控制器（PLC）控制，可實現(xiàn)多種控制策略，使得電梯運行更加節(jié)能，更加舒適，更加安全。如右圖所示是吊降式電梯的基本結構圖，其中：1-極限開關、2-拽引機、3-擱機大梁、4-限速器、5-導向輪、6-換速平層裝置、7-開關門機構、8-操縱箱、9-轎

2、廂、10-對重、11-底坑防護柵、12-對重導軌、13-緩沖器、14-限位張緊裝置、15-基站廳外開門控制開關、16-限位開關、17-轎廂導軌、18-廳門、19-召喚按鈕箱、20-控制柜。它是由機械和電氣兩大部分組成，對于本項目，我們著重掌握其電氣部分構成。電氣部分比較復雜，大體上可分為以下幾個部分：牽引電動機。一般采用三相交流異步電動機。牽引電動機控制系統(tǒng)。它控制電動機的起動、加速、減速、停車，做到整個轎廂運行過程中安全、舒適、準確平層等控制。廳門、轎門控制系統(tǒng)。信號系統(tǒng)。它主要包括召喚按鈕（裝在廳門旁）、操作按鈕（裝在轎廂內(nèi)操作盤上）、運行方向指示燈、選層器等。平層裝置。電梯在各層停車后，

3、應使轎廂底部與樓面對齊，稱為平層。平層裝置就是自動控制電梯的平層。安全保護系統(tǒng)。為了乘客安全，電梯的安全保護系統(tǒng)也比較復雜，采用了較多的安全保護措施，如門開關、安全鉗、速度限制器、終點開關及制動器等。a.門開關：它的作用是使得只有轎門關好了，才能允許啟動牽引電動機。b.安全鉗：轎廂是利用鋼索牽引的，如果鋼索折斷，轎廂就會墜落，如果鋼索松弛，就會產(chǎn)生危險。為了防止這種事故的發(fā)生，在轎廂底部裝有安全鉗，其用途是在鋼索松弛，特別是折斷時，把轎廂鉗在導軌上，同時它串聯(lián)在控制回路中的常閉觸點就會斷開，也使電動機停車而制動。c.限速器：當鋼索經(jīng)輪的速度過高時，串聯(lián)在控制回路中的限速器觸點就斷開，也使電動機

4、停車而制動。d.終點開關：轎廂上升或下行到終點時，極限開關就被觸動，是電動機停車而制動。e.過載保護：當轎廂乘客過多，載重超過時，就不允許電動機啟動，并告警超重。 由于傳統(tǒng)的電梯自動控制系統(tǒng)由繼電器-接觸器控制組成，該控制系統(tǒng)具有故障多、可靠性差、工作壽命短、不易檢修等缺點，而控制系統(tǒng)的性能決定了電梯的質(zhì)量，隨著PLC的普及和完善，以及PLC本身所具有高可靠性、易編程修改的特點，因此在電梯控制中采用PLC控制是最為合適的。二電梯PLC控制的要求（1）自動確定電梯運行方向，并發(fā)出響應的指示信號。（2）到達指定層樓，自動停層，自動開門；延時自動關門，設有門鎖保護，轎廂關門后自動啟動。（3）響應順電

5、梯運行方向的轎外呼喚。（4）電梯到達頂峰或底層時，自動停止并變換運行方向。（5）自動登記、記憶較內(nèi)指令、轎外呼喚信號，完成任務后自動消失。 （6）顯示運行方向、轎內(nèi)指令、轎外呼喚信號。 （7）檢修慢車運行，不應答任何呼喚信號，無門鎖保護，可作層樓校正（點動響應）。 （8）當電梯負荷超載時電梯就會靜止關門運行，知道恢復正常負荷。 （9）當關門時兩塊安全觸板任意一塊觸碰到事物的時候，就會停止關門，運行開門。三電梯PLC控制的硬件選擇與電氣接線PLC選擇西門子S7-300PLC，CPU主模塊的型號為CPU315-2DP、數(shù)字輸入模塊選擇6S7E321-1BL00-0AA0型號、數(shù)字輸出模塊選擇6S7

6、E322-1BL00-0AA0型號，拖動電機選擇YTD系列電梯專用雙速籠型異步電動機（6/24極），門電動機選擇他勵直流電動機，選擇電機抱閘來讓電機徹底停止，樓層感應和平層感應傳感器選用電梯磁感應傳感器，其拖動電機電氣線路、開門電機電氣線路、PLC的I/O接線圖如下圖所示：（a）拖動電機電氣線路交流雙速電梯的拖動電梯的電氣接線如上圖所示，M1為YTD系列電梯專用雙速籠型異步電動機（6/24極）；KM1、KM2為電動機正反轉(zhuǎn)接觸器，用于實現(xiàn)電梯上行、下行控制；KM3、KM4為電梯高低速運行接觸器，用以實現(xiàn)電動機的高速或低速運行；KM5為啟動加速接觸器；KM6、KM7、KM8為減速制動接觸器，用以

7、調(diào)整電梯制動時的加速度；L1、L2與R1、R2為串入電動機定子電路中的電抗與電阻，與KM5、KM6、KM7、KM8配合實現(xiàn)電動機的加減速控制。當KM1或KM2與KM3得電吸合時，電梯將進行上行或下行啟動，延時后KM5得電吸合，切除R、L1，電梯將轉(zhuǎn)化為上行或下行的穩(wěn)速運行；當電梯接收到停車指令后，KM3失電釋放，KM4得電吸合，電動機轉(zhuǎn)為低速接法，串入阻抗制動，實現(xiàn)上升與下降的低速運行，且KM6、KM7、KM8依次得電吸合，用來控制制動過程的強度，提高停車制動時的舒適感；至平層位置時，接觸器全部失電釋放，抱閘抱死，電梯停止運行。在檢修狀態(tài)時電梯只能在低速接法下點動運行。(b) 開門電機電氣線路

8、 門機電路、抱閘電路、門鎖及安全運行電路如上圖所示，門電動機為他勵直流電動機，可由KM9、KM10控制其正反轉(zhuǎn)。KM9接通時，電阻R2與電動機電樞并聯(lián)，電流由電樞左端流向右端，電動機正轉(zhuǎn)實現(xiàn)開門，壓下SQ8時，R2部分部分被短接，實現(xiàn)開門調(diào)速（減速）。KM10得電時，電動機將反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)關門，并由SQ9、SQ10與R3一起實現(xiàn)關門調(diào)速。 在電梯上、下行運行時，抱閘YB應該打開，其線圈應該得電。電梯停止運行時，抱閘應抱死，其線圈應斷電，因此用KM1、KM2控制抱閘YB的得電與失電。將所有的廳、轎門開關串聯(lián)在一起，控制門鎖繼電器KA1，實現(xiàn)全部門關閉正常以后電梯才能運行的控制。這樣既可以減少占用PL

9、C的輸入口，又便于檢修。 將安全窗開關SQ1、安全鉗開關SQ2、限速器開關SQ3、轎內(nèi)急停開關SQ4、上下強迫停止開關、基站開關梯鑰匙開關SA2以及熱繼電器觸點FR1、FR2串聯(lián)在一起，構成安全回路，控制安全運行繼電器KA2，用KA2的觸點控制PLC的RUN口，只有當KA2得電吸合時，才允許PLC處于運行狀態(tài)。這樣可以節(jié)省PLC的輸入口，又可以實現(xiàn)在多種緊急情況下的立即停車。(c) PLC的I/O接線圖(d)接觸器線圈電路西門子S7-300PLC的I/O和接觸器線圈電路的接線圖如上圖所示。其中電梯開關門中間繼電器和上下行運行中間繼電器要進行電氣互鎖，由于西門子S7-300PLC的輸出端是24V

10、的高電平，所以我們要采用中間繼電器，再將它的觸點連入交流電路中使得220V交流接觸器得電，從而實現(xiàn)PLC對電機的控制四電梯PLC控制的I/O分配表輸入信號輸入端子號輸出信號輸出端子號門鎖KA1常開觸點檢修調(diào)試/自動運行旋鈕開門按鈕SB1關門按鈕SB2上行啟動按鈕SB3下行啟動按鈕SB4基站行程開關SQ5開門到位開關SQ6關門到位開關SQ7上行限位SQ15下行限位SQ16轎內(nèi)停一樓指令按鈕SB5轎內(nèi)停二樓指令按鈕SB6轎內(nèi)停三樓指令按鈕SB7一層磁感應傳感器KR1二層磁感應傳感器KR2三層磁感應傳感器KR3轎外一層上升呼喚按鈕SB8轎外二層上升呼喚按鈕SB9轎外二層下降呼喚按鈕SB10轎外三層下

11、降呼喚按鈕SB11上平層磁感應傳感器KR6下平層磁感應傳感器KR7關門左觸板安全開關關門右觸板安全開關I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I1.6I1.7I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.6I2.7I3.0上升繼電器KA3下行繼電器KA4高速繼電器KA5低速繼電器KA6加速繼電器KA7一級減速繼電器KA8二級減速繼電器KA9三級減速繼電器KA10開門繼電器KA11關門繼電器KA121樓樓層顯示HL12樓樓層顯示HL23樓樓層顯示HL3上行指示HL4下行指示HL51層內(nèi)選記憶指示HL62層內(nèi)選記憶指示

12、HL73層內(nèi)選記憶指示HL81層上外呼記憶指示HL92層下外呼記憶指示HL102層上外呼記憶指示HL113層下外呼記憶指示HL12Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5Q1.6Q1.7Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5五電梯PLC控制的程序剖析 在編寫程序之前，首先先搞清楚電梯控制的主要邏輯關系，并且繪制出具有一定邏輯關系的程序流程圖，有了這個流程圖更加方便我們編寫程序，如下圖所示 第一步是編寫電梯的開關門程序，首先需要考慮的是電梯投入運行時的首次開門，先將鑰匙插入SA2內(nèi)，旋至開梯位置，中間繼電器KA2得

13、電，KA(1-2)閉合，接通電源，使得PLC處于運行狀態(tài)。電梯投入運行初始，轎廂處于基站位置，基站行程開關SQ5（I0.6）閉合狀態(tài)，當PLC剛運行時，程序運行最先調(diào)用OB100組織塊，投入運行上電初始脈沖繼電器M0.0得電一個程序周期，開門輔助繼電器KA11得電，執(zhí)行電梯投入使用的第一次開門，其次就是轎廂停層到位的自動開門，當轎廂停層到位時，停層開門輔助繼電器M0.4得電，就要求執(zhí)行開門，所以要將開門輔助繼電器M0.4也并聯(lián)到開門電路的觸發(fā)位置上, 然后就是關門時，廳門上的兩塊安全觸板，其中任意一塊觸及人或物時 ，也就是I2.7或者I3.0任意一個得電閉合，就會執(zhí)行開門，所以I2.7與I3.

14、0相并聯(lián)且也要并聯(lián)在開門電路的觸發(fā)位置上，然后不要忘記還有一種情況，那就是當你在哪一層呼喚電梯恰好電梯就當層時，也要執(zhí)行開門，最后就是開門到位時，要斷開開門電路，關門時要最其經(jīng)行互鎖，電梯在上下運行時禁止運行開門，程序如下圖所示：開門程序段OB100（上電投入運行開門初始程序） 關門程序，主要要考慮到電梯的自動運行狀態(tài)下得按鈕手動關門、電梯自動運行狀態(tài)下的開門一段時間后無人操作的自動關門，電梯檢修狀態(tài)下得按鈕點動關門操作，其中要特別注意的有：在電梯執(zhí)行開門程序時，要對關門回路經(jīng)行電氣互鎖，關門到位時要斷開關門回路，如果轎廂底部的稱重傳感器感應到轎廂負荷超載，則要斷開關門回路，直到恢復到正常負荷

15、，才允許關門。程序如下所示：關門程序段 第二步是編寫各樓層顯示的程序，當?shù)竭_某一層樓時，首先當層的樓層感應傳感器會感應到轎廂的到來，將信號傳入PLC，此時電梯操作板上的指示燈就要顯示到達具體的層數(shù)，而當電梯運行到下一個樓層時，則切換到下一個樓層的指示，到達一樓以后下一個方向只能到達二樓，所以用二樓的常閉觸點來斷開一樓指示回路，接通二樓指示回路，到達三樓時其指示編程與一樓相似，而到達二樓時，情況則有所不同，電梯有可能下行到一樓，也有可能上行到二樓，所以三樓指示回路中必須同時串入一樓指示和二樓指示的常閉觸點，其具體程序如下所示：樓層顯示程序段 第三步是編寫轎內(nèi)選擇指令信號的產(chǎn)生、指示、消失的程序，

16、首先要知道轎內(nèi)的選擇的按鈕一旦按下，即產(chǎn)生內(nèi)選信號，指示燈點亮，并且被記憶，直到轎廂到達所選擇的樓層，信號才會消失，指示燈才會滅掉，所以其程序如下所示：轎廂內(nèi)選指令信號程序段 第四步是編寫轎外呼喚信號的產(chǎn)生、指示、消失的程序，其信號的指示同樣是按鈕按下去信號立即產(chǎn)生，信號的消失則有所不同，一樓外呼信號只有在電梯同時處于到達一樓狀態(tài)和確定上行的狀態(tài)時一樓外呼信號才能消失，其外呼指示燈才能滅掉，三樓外呼信號只有在電梯同時處于到達三樓狀態(tài)和確定下行的狀態(tài)時三樓外乎信號才能消失，其外呼指示燈才能滅掉。其程序如下所示：轎廂外呼指令信號程序段 第五步是編寫電梯確定運行方向的程序，首先分析確定上行的程序，第

17、一種情況就是轎廂處于一樓，要看是否有二樓及二樓以上的外呼喚信號或者是內(nèi)選二樓及二樓以上的信號，如果有，則確定上行且上行指示燈亮；第二種情況是轎廂處于二樓，要看是否有內(nèi)選三樓和三樓外呼信號，如果有，則確定上行且上行指示燈亮；第三種情況就是轎廂處于三樓，此時電梯處于頂層，只有確定下行，禁止上行。其程序如下所示：確定上行程序段 然后就是確定下行的情況，與確定上行的分析類似，第一種情況是轎廂處于三樓，要看是否有二樓及二樓以下的外呼喚信號或者是內(nèi)選二樓及二樓以下的信號，如果有，則確定下行且下行指示燈亮；第二種情況是轎廂處于二樓，要看是否有內(nèi)選一樓和一樓外乎信號，如果有，則確定下行且下行指示燈亮；第三種情

18、況就是轎廂處于一樓，此時電梯處于底層，只有確定上行，禁止下行。其程序如下所示：CBACBAABCABC確定下行程序段第六步是編寫停層信號產(chǎn)生的程序，轎廂運行到底層或頂層時，也停止下行或上行，也就是要產(chǎn)生停車信號，而當轎廂運行到二樓時則要具體分析了，首先要看轎內(nèi)有無內(nèi)選二樓信號，如果有則產(chǎn)生停車信號，再看是否是電梯上行并且二樓外有上呼喚信號或者電梯處于下行并且二樓外有下呼喚信號，如果有則產(chǎn)生停層信號，沒有則不產(chǎn)生停層信號。其程序如下所示：停層信號程序段 第七步是編寫電梯制動的程序，首先是已經(jīng)產(chǎn)生了聽層信號，然后是電梯處于上行且上平層磁感應傳感器感應到電梯轎廂或者是電梯處于下行且下平層磁感應傳感器

19、感應到電梯轎廂，產(chǎn)生制動信號，然后首先斷開電梯加速運行中間繼電器KA7，閉合低速運行中間繼電器KA6，當然這里的高低速要相互進行互鎖，也要加上上行限位的常閉觸點和下行限位的常閉觸點進行保護，這里因為硬件是采用在拖動電機線路中調(diào)整串入電抗的大小來進行三級制動，從而調(diào)整電梯制動的平滑度，上行制動到下平層磁感應傳感器感應到轎廂時，停止制動；下行制動到上平層磁感應傳感器感應到轎廂時，停止制動。程序如下所示：制動程序段 第八步是編寫停層開門和停層延時的程序，當電梯處于制動狀態(tài)時，開始停層延時，當上下兩個平層磁感應傳感器同時都感應到轎廂時，停層開門信號產(chǎn)生，此時電梯轎廂就會執(zhí)行開門，當延時結束時，則電梯停

20、層結束，執(zhí)行自動關門。其具體程序如下所示：停層開門、停層延時程序段 第九步是編寫電梯的上下運行的程序，要進行上下行首先要考慮所有的廳門是否都關閉了，也就是門鎖點位I0.0是否得電，只有在這個前提下才能安全的上下運行，兩外還有要注意的是在制動停層的時候，上行或下行的線圈還是得電的直到下行或上行平層磁感應傳感器感應到轎廂，才斷開上下行線圈，最后還需要注意的是上下行線圈要加互鎖，上行要加上限位，下行要加下限位。具體的程序如下所示：上下運行的程序段 第十步是編寫低速、加速、高速運行的程序，當系統(tǒng)定好電梯運行的方向和所有門廳的門都關好且電梯未處于上下限位和制動狀態(tài)以后，電梯開始快速運行，同時開始延時，5s以后轉(zhuǎn)化為加速運行，當電梯進入制動狀態(tài)后，就斷開整個高速和加速運行回路，轉(zhuǎn)而進入低速運行，并且檢修時，上下運行都是點動的低速運行，具體的程序如下所示：低速、加速、高速運行程序段六項目總結 本項目的電梯控制雖然只有三層，但在實際硬件選擇時，還是按照實際情況進行選擇，并且根據(jù)實際會出現(xiàn)的問題進行了進一步創(chuàng)新，特別是在編程上加上了稱重傳感器開關和關門安全