四層電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要設(shè)計(jì)講解并描述了電梯在運(yùn)用PLC限制時(shí)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程，列出了詳細(xì)的主要硬件電路，并分析了主要輸入輸出點(diǎn)的作用。在PLC的電梯限制系統(tǒng)中，電梯的運(yùn)用功能都是通過(guò)限制軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了使限制軟件和電梯的運(yùn)行動(dòng)作有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，電梯的軟件限制程序，主要分為樓層的顯示程序、呼叫信號(hào)程序、上下行程序、開(kāi)關(guān)門程序，各司其職，對(duì)電梯的運(yùn)行進(jìn)行限制。設(shè)計(jì)運(yùn)用三菱FX1N-40MR型PLC模擬進(jìn)行四層電梯運(yùn)行的仿真設(shè)計(jì)。提高了電梯的限制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯達(dá)到了較為志向的限制效果。關(guān)鍵詞：PLC、電梯模型、程序、調(diào)試；前言隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，樓群建筑不斷增多，電梯在當(dāng)今社會(huì)的生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為樓群建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不行分。事實(shí)上電梯是依據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身限制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯事實(shí)上是一個(gè)人機(jī)交互式的限制系統(tǒng)，單純用依次限制或邏輯限制是不能滿意限制要求的，因此，大部分電梯限制系統(tǒng)都采納隨機(jī)邏輯方式限制。目前電梯的限制普遍采納了兩種方式，一是采納微機(jī)作為信號(hào)限制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)限制則由變頻器來(lái)完成；其次種限制方式用可編程限制器（PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選限制。從限制方式和性能上來(lái)說(shuō)，這兩種方法并沒(méi)有太大的區(qū)分。國(guó)內(nèi)廠家大多選擇其次種方式，其緣由在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)限制裝置成本較高；而PLC牢靠性高，程序設(shè)計(jì)便利敏捷，抗干擾實(shí)力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定、牢靠性高等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在的電梯限制系統(tǒng)廣泛采納可編程限制器（PLC）來(lái)實(shí)現(xiàn)。書目第一章PLC的概述 41.1三菱PLC簡(jiǎn)介： 41.2PLC的組成： 41.3PLC的工作原理： 41.4三菱PLC的特點(diǎn)： 4其次章總體設(shè)計(jì)方案的確定 52.1設(shè)計(jì)任務(wù)： 52.2設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路： 52.3限制流程圖 6第三章限制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 73.1I/O口安排表： 73.2PLC選型： 83.3PLC的外部接線圖： 83.4軟件流程圖： 83.5梯形圖： 93.6調(diào)試及結(jié)果分析： 12第四章設(shè)計(jì)小結(jié) 12致謝 13參考文獻(xiàn) 13附錄 15第一章PLC的概述1.1三菱PLC簡(jiǎn)介FX1S系列:三菱PLC是一種集成型小型單元式PLC。且具有完整的性能和通訊功能等擴(kuò)展性。假如考慮安裝空間和成本是一種志向的選擇。FX1N系列:是三菱電機(jī)推出的功能強(qiáng)大的普及型PLC。具有擴(kuò)展輸入輸出，模擬量限制和通訊、鏈接功能等擴(kuò)展性。是一款廣泛應(yīng)用于一般的依次限制三菱PLC。FX2N系列:是三菱PLC是FX家族中最先進(jìn)的系列。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿意單個(gè)須要的特別功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用供應(yīng)最大的敏捷性和限制實(shí)力。1.2PLC的組成：PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程設(shè)備組成。大部分PLC還可以配備特別功能模塊，用來(lái)完成某些特別任務(wù)。1.3PLC的工作原理：PLC采納的是循環(huán)掃描的工作方式，分為采樣輸入，程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。三個(gè)階段稱為一個(gè)掃描周期。PLC完成一個(gè)周期后，又重復(fù)這個(gè)過(guò)程，周而復(fù)始。1.4三菱PLC的特點(diǎn)三菱PLC是小形化，高速度，高性能和全部方面都是相當(dāng)FX系列中最高檔次的超小程序裝置，除輸入出16～25點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于多個(gè)基本組件間的連接，模擬限制，定位限制等特別用途，是一套可以滿意多樣化廣泛須要的PLC。其次章總體設(shè)計(jì)方案的確定2.1設(shè)計(jì)任務(wù)：四層電梯模型PLC限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)工作受開(kāi)關(guān)限制，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)ON則系統(tǒng)工作；起動(dòng)開(kāi)關(guān)OFF則系統(tǒng)停止工作。系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)響應(yīng)層樓呼喚信號(hào)(含上呼喚和下呼喚)；自動(dòng)完成轎廂層樓位置顯示(二進(jìn)制方式)；實(shí)現(xiàn)定向上行和定向下行；I/O足夠時(shí)可實(shí)現(xiàn)轎廂呼喚信號(hào)等限制功能。畫出PLC端子接線圖及限制梯形圖；完成PLC端子接線工作,下載程序到PLC，并對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。視察電梯能否依據(jù)限制要求運(yùn)行。完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。2.2設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路：(1)當(dāng)電梯的轎廂停于第一層或其次層或第三層時(shí)，按第四層上升按鈕，則轎廂上升至第四層后停；(2)當(dāng)電梯的轎廂停于第四層或第三層或其次層時(shí)，按第一層下降按鈕，則轎廂下降至第一層后停；(3)當(dāng)轎廂停在第一層，若按其次層呼梯按鈕，則轎廂上升至其次層平層開(kāi)關(guān)閉合后停，若再按第三層呼梯按鈕則接著上升至第三層平層開(kāi)關(guān)閉合；(4)當(dāng)轎廂停在第四層，若按第三層呼梯按鈕，則轎廂下降至第三層平層開(kāi)關(guān)閉合后停，若再按其次層呼梯按鈕則接著上升至其次層平層開(kāi)關(guān)閉合；(5)當(dāng)轎廂停在第一層，若其次層、第三層、第四層均有呼梯信號(hào)，則轎廂上升至其次層暫停后，接著上升至第三層，在第三層暫停后，接著上升至第四層；(6)當(dāng)轎廂停在第四層，若第三層、其次層、第一層均有呼梯信號(hào)，則轎廂下降至第三層暫停后，接著下降至其次層，在其次層暫停后，接著下降至第一層；(7)轎廂在樓梯間運(yùn)行時(shí)間超過(guò)3s，即電梯任一層樓的時(shí)間若超過(guò)3s電梯停止運(yùn)行；(8)當(dāng)轎廂上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的按鈕呼梯均無(wú)效，但記憶。呼樓指示、記憶條件是有呼樓信號(hào)，且電梯沒(méi)有在呼叫層。電梯上升限制條件分別為第四層呼而電梯在第三層；或者電梯在其次層，在第四層或第三層呼梯；或電梯在第一層，在第四層、第三層或其次層呼梯。同時(shí)必需電梯沒(méi)有處于下降狀態(tài)且時(shí)間定時(shí)器沒(méi)有到時(shí)。電梯下降限制與上升限制原理相同。2.3限制流程圖

第三章限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1I/O口安排表：代碼地址注釋代碼地址注釋SIN1X7一樓行程開(kāi)關(guān)AY7LEDa段發(fā)光二極管SIN1X10二樓行程開(kāi)關(guān)BY10LEDb段發(fā)光二極管SIN1X11三樓行程開(kāi)關(guān)CY11LEDc段發(fā)光二極管SIN1X12四樓行程開(kāi)關(guān)DY12LEDd段發(fā)光二極管P01X1一樓上樓呼喚 EY13LEDe段發(fā)光二極管P02X2二樓上樓呼喚FY16LEDf段發(fā)光二極管P03X3三樓上樓呼喚GY17LEDg段發(fā)光二極管P04X4四樓下樓呼喚啟/停Y14P05X5三樓下樓呼喚升/降Y15P06X6二樓上樓呼喚L1Y1一樓上樓呼喚顯示L2Y2二樓上樓呼喚顯示L3Y3三樓上樓呼喚顯示L4Y4四樓下樓呼喚顯示L5Y5三樓下樓呼喚顯示L6Y6二樓上樓呼喚顯示3.2PLC的選型：依據(jù)I/O點(diǎn)的安排和項(xiàng)目描述的限制要求，設(shè)計(jì)PLC的接線圖如下圖所示。因?yàn)榭紤]余量，選擇PLC為FX1N-40MR。3.3PLC的外部接線圖：PLPLC可編程控制器啟動(dòng)升降初始化開(kāi)關(guān)輸入掃描程序執(zhí)行初始化開(kāi)關(guān)輸入掃描程序執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電機(jī)和指示燈反饋信號(hào)停止

3.5梯形圖：3.6調(diào)試及結(jié)果分析：因?yàn)槠饳z測(cè)位置的霍爾元件（行程開(kāi)關(guān)）壞了，所以系統(tǒng)檢測(cè)不到當(dāng)前電梯的位置，只能運(yùn)用手動(dòng)來(lái)限制；當(dāng)看到電梯達(dá)到目的層接近，閉合與之對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)，表示到達(dá)該層，進(jìn)行了限制。在有下一個(gè)招喚懇求時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)該開(kāi)關(guān)，表示離開(kāi)了該層。(1)當(dāng)電梯的轎廂停于第一層或其次層或第三層時(shí)，按P04按鈕，則轎廂上升至第四層后停；(2)當(dāng)電梯的轎廂停于第四層或第三層或其次層時(shí)，按P01按鈕，則轎廂下降至第一層后停；(3)當(dāng)轎廂停在第一層，若按P02按鈕，則轎廂上升至其次層平層開(kāi)關(guān)閉合后停，若再按P03按鈕則接著上升至第三層平層開(kāi)關(guān)閉合；(4)當(dāng)轎廂停在第四層，若按P05按鈕，則轎廂下降至第三層平層開(kāi)關(guān)閉合后停，若再按P06按鈕則接著上升至其次層平層開(kāi)關(guān)閉合；(5)當(dāng)轎廂停在第一層，若同時(shí)按下P02，P03，P04，則轎廂上升至其次層暫停后，接著上升至第三層，在第三層暫停后，接著上升至第四層；(6)當(dāng)轎廂停在第四層，若同時(shí)按下P01,P02,P03，則轎廂下降至第三層暫停后，接著下降至其次層，在其次層暫停后，接著下降至第一層；(7)當(dāng)轎廂上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的按鈕呼梯均無(wú)效，但記憶呼樓指示、記憶條件是有呼樓信號(hào)，且電梯沒(méi)有在呼叫層。設(shè)計(jì)小結(jié)通過(guò)為期兩周的PLC課程設(shè)計(jì)使我對(duì)PLC的限制有了深化的了解，尤其是電梯的PLC限制系統(tǒng)。從起先查閱資料到做筆記再設(shè)計(jì)的定位以及設(shè)備的選型的過(guò)程，組員們都主動(dòng)參加進(jìn)來(lái)。雖然在平常的學(xué)習(xí)中對(duì)PLC課程內(nèi)容駕馭的不夠到位，但是通過(guò)自身的努力以及老師的幫助達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。本次設(shè)計(jì)應(yīng)指導(dǎo)老師要求，限制梯形圖的編程方式采納起保停電路編程，因?yàn)槠潆娐穬H僅運(yùn)用與觸點(diǎn)和線圈有關(guān)的指令，任何一種PLC的指令系統(tǒng)都有這一類指令，可適用隨意型號(hào)的PLC，設(shè)計(jì)起保停電路的關(guān)鍵是找出它的啟動(dòng)條件和停止條件。在明確了設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求后，起先著手PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)平臺(tái)功能分析到I/O安排、plc選型、外部接線再到運(yùn)行調(diào)試、結(jié)果分析。每一個(gè)環(huán)節(jié)都力求完備，最終完成本次設(shè)計(jì)任務(wù)?？傊?，課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最終最終做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：學(xué)問(wèn)必需通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)覺(jué)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。致謝

三年的高校生活已經(jīng)快結(jié)束，在本專業(yè)的學(xué)習(xí)中使我駕馭了不少的專業(yè)學(xué)問(wèn)，熬煉了自己。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我的學(xué)問(wèn)面得到進(jìn)一步擴(kuò)展，專業(yè)技能得到進(jìn)一步提高，同時(shí)分析和解決問(wèn)題實(shí)際實(shí)力也得到了很大提升，與此同時(shí)也培育了自己肅穆仔細(xì)的科學(xué)看法和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。

本設(shè)計(jì)中有許多的不足之處如：電梯的超載問(wèn)題，電梯在空載時(shí)是否回一樓等待等細(xì)微環(huán)節(jié)問(wèn)題。由于水平有限短暫不能一一解決，望各位老師指出訂正，在以后的工作學(xué)習(xí)中我會(huì)努力學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取以個(gè)人實(shí)力來(lái)完成工作。在此，特別感謝擔(dān)當(dāng)本次課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師，正是因?yàn)橛辛四銈兊募?xì)心指導(dǎo)，我們才能順當(dāng)完成本次設(shè)計(jì)，這篇設(shè)計(jì)和三年來(lái)全部教化過(guò)我的老師也使分不開(kāi)的，沒(méi)有他們的傳授的學(xué)問(wèn)，我也不行能完成這個(gè)課題。我無(wú)論是在課程學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題，資料查詢和撰寫的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無(wú)不得到指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和幫助。經(jīng)過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我要感謝母校，向關(guān)切和支持我學(xué)習(xí)的全部老師和同學(xué)們表示真摯的謝意！感謝他們對(duì)我的關(guān)切和支持！參考文獻(xiàn)[1]楊青杰主編.三菱FX系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南.北京：機(jī)械工程