電梯控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)目錄項(xiàng)目選題構(gòu)思1．選題的背景依據(jù)2．方案的分析3.項(xiàng)目規(guī)劃二、項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)1．項(xiàng)目任務(wù)及分析2.系統(tǒng)總體功能3.程序設(shè)計(jì)流程圖4.控制電路的設(shè)計(jì)（1）I/O分配表及PLC的選型（2）硬件接線圖的設(shè)計(jì)（3）初期程序的設(shè)計(jì)三、項(xiàng)目運(yùn)行實(shí)施1．硬件安裝2．整體調(diào)試調(diào)試步驟調(diào)試要點(diǎn)四、程序五、總結(jié)與體會(huì)創(chuàng)新項(xiàng)目任務(wù)書(shū)本學(xué)期開(kāi)展創(chuàng)新項(xiàng)目，是為了培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際應(yīng)用的能力，進(jìn)一步加強(qiáng)一般控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試技能訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目任務(wù)要求分析及項(xiàng)目實(shí)施工作方法選擇，建立創(chuàng)新意識(shí)、激發(fā)其對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和熱情，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)的工作作風(fēng)。項(xiàng)目選題電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)及要求項(xiàng)目任務(wù)：根據(jù)要求分析電梯控制的工作原理，繪制工作流程圖；硬件設(shè)計(jì)：確定I/O分配點(diǎn)，PLC選型，繪制硬件接線圖；軟件設(shè)計(jì)：編寫(xiě)梯形圖；聯(lián)機(jī)調(diào)試：硬件連線、軟件編譯調(diào)試；撰寫(xiě)課程項(xiàng)目報(bào)告，并進(jìn)行課程項(xiàng)目的答辯匯報(bào)。要求：1.掌握PLC的編程方法及調(diào)試步驟；2.掌握硬件接線方法及排除一般故障的技能；3.具備讀圖、識(shí)圖、繪圖能力；4.培養(yǎng)分析判斷、語(yǔ)言表達(dá)、解決實(shí)際問(wèn)題的能力；5.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作、方案優(yōu)化、5S等方面的能力。項(xiàng)目考核方式1.過(guò)程考核（40%）：包括工作態(tài)度、溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作2.項(xiàng)目實(shí)施（30%）：包括知識(shí)應(yīng)用、技能應(yīng)用、解決問(wèn)題3.項(xiàng)目答辯（30%）：包括項(xiàng)目貢獻(xiàn)、表達(dá)能力、作品評(píng)價(jià)項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)劃2021.11.01-2021.11.03項(xiàng)目選題及申報(bào)；2021.11.04-2021.11.8項(xiàng)目前期分析及資料收集；2021.11.9-2021.11.22項(xiàng)目硬件系統(tǒng)的構(gòu)建；2021.11.23-2021.12.05項(xiàng)目軟件系統(tǒng)的構(gòu)建；2021.12.6-2021.12.20項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)安裝及調(diào)試；2021.12.21-2021.12.25項(xiàng)目結(jié)項(xiàng)匯報(bào)及答辯；20212021.12.26-2021.12.31項(xiàng)目相關(guān)文件資料整理歸檔；

一、項(xiàng)目選題構(gòu)思1．選題的背景依據(jù)電梯是工業(yè)革命的產(chǎn)物，電梯的發(fā)明給人們的生活帶來(lái)了諸多便利性，不僅提高了人們爬樓的效率而且一定程度上解決了殘疾人上下樓的問(wèn)題。電梯的普及徹底改變了傳統(tǒng)樓梯的爬樓方式，使得人們?cè)跁r(shí)間空間上得到更為高效的移動(dòng)方式。目前在我國(guó)居民建筑中在五層以上基本實(shí)現(xiàn)了電梯的安裝，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，近幾年也逐漸出現(xiàn)了一些多層電梯洋房建筑，電梯的使用率也越來(lái)越高。隨著城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代建筑物規(guī)模越來(lái)越大，樓層越來(lái)越多，電梯作為一種重要的交通工具已與人們的日常生活密不可分，且成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。電梯在辦公大樓，公司，高層等場(chǎng)所得到廣泛運(yùn)用。電梯性能的好壞對(duì)人們生活的影響越來(lái)越顯著，因此必須提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯的運(yùn)行既高效節(jié)能又安全可靠，同時(shí)對(duì)電梯的調(diào)速精確，調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性也提出了更高的要求。在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對(duì)機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而只有電梯的制造，安裝調(diào)試，售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保障點(diǎn)最終高質(zhì)量。2．方案的分析本設(shè)計(jì)全程自動(dòng)化，避免了人為因素造成交通的安全隱患。PLC控制：PLC控制是軟件控制。通過(guò)存放在存儲(chǔ)器中的用戶程序來(lái)完成控制功能，控制程序的修改不需要改變控制器的內(nèi)接線（硬件）。電路簡(jiǎn)單，具有極高的穩(wěn)定性和靈活性，可以根據(jù)場(chǎng)合設(shè)計(jì)相應(yīng)功能，可擴(kuò)展性能強(qiáng)?；赑LC控制的優(yōu)越性，即具有極高的穩(wěn)定性和靈活性，不需要改變硬件，通過(guò)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)功能，操作和維護(hù)方便，可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，本次項(xiàng)目采用PLC來(lái)控制汽車燈控系統(tǒng)。

項(xiàng)目規(guī)劃項(xiàng)目認(rèn)識(shí)借此項(xiàng)目來(lái)達(dá)到以下控制目的：在電梯達(dá)到指定樓層，自動(dòng)平層開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)。延時(shí)自動(dòng)關(guān)門(mén)。能夠響應(yīng)廳外召喚，上下運(yùn)行。門(mén)廳與轎廂內(nèi)有樓層顯示。到達(dá)頂層或底層自動(dòng)停止。本項(xiàng)目以PLC為核心控制部件，綜合運(yùn)用PLC技術(shù)應(yīng)用、電氣控制技術(shù)、電氣圖的識(shí)讀與繪制等課程相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)汽車燈控的功能。項(xiàng)目要點(diǎn)1.根據(jù)要求分析電梯控制的工作原理；2.硬件設(shè)計(jì)：確定I/O分配點(diǎn)，繪制硬件接線圖；3.軟件設(shè)計(jì)：編寫(xiě)梯形圖程序；4.聯(lián)機(jī)調(diào)試：硬件連線、軟件編譯調(diào)試；預(yù)期重點(diǎn)、難點(diǎn)與解決措施硬件設(shè)計(jì)：根據(jù)功能確定I/O點(diǎn)數(shù)及連線圖軟件設(shè)計(jì)：根據(jù)工作流程圖編寫(xiě)梯形圖程序項(xiàng)目計(jì)劃日期工作內(nèi)容責(zé)任人負(fù)責(zé)參考資料的收集和整理、系統(tǒng)方案分析。負(fù)責(zé)系統(tǒng)工作原理的分析,線路設(shè)計(jì)繪制,項(xiàng)目程序編寫(xiě),相關(guān)參數(shù)設(shè)置工作。負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工作,并保持與指導(dǎo)老師的溝通,及時(shí)反饋遇到的問(wèn)題,統(tǒng)籌整個(gè)項(xiàng)目系統(tǒng)的安裝及調(diào)試及項(xiàng)目匯報(bào)工作。負(fù)責(zé)整個(gè)控制系統(tǒng)需求分析,相關(guān)設(shè)備選型工作，以及項(xiàng)目的安裝調(diào)試工作。系統(tǒng)程序的編寫(xiě)，相關(guān)匯報(bào)說(shuō)明文件的編寫(xiě)等工作,相關(guān)文件的整理歸檔工作。

二、項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)1．項(xiàng)目任務(wù)及要求分析本設(shè)計(jì)采用S7-200型PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯的控制功能。功能要求：通過(guò)使用拽引電機(jī)以及鋼絲配重裝置實(shí)現(xiàn)電梯的上升和下降；通過(guò)使用變頻器以及對(duì)變頻器參數(shù)的設(shè)定實(shí)現(xiàn)加減速控制以及速度設(shè)定與保護(hù)；通過(guò)對(duì)程序的編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)五層電梯的呼叫以及運(yùn)行功能。電梯的主要控制功能（1）方向控制：通過(guò)變頻器的信號(hào)端子實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行方向的改變，并具有順序優(yōu)先功能；（2）呼叫電梯控制：在每層轎廂外側(cè)設(shè)定呼叫按鈕，實(shí)現(xiàn)外側(cè)呼叫電梯功能，并實(shí)現(xiàn)呼叫記憶功能；（3）內(nèi)側(cè)選擇按鈕：在轎廂內(nèi)側(cè)設(shè)定層選按鈕實(shí)現(xiàn)樓層的自由選擇；（4）在電梯運(yùn)行過(guò)程中，順行方向?qū)崿F(xiàn)停車、反向不停車；（5）在電梯到達(dá)平層后具有延時(shí)自動(dòng)開(kāi)門(mén)功能，也可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)關(guān)門(mén)程序；（6）在電梯關(guān)門(mén)的過(guò)程中，具有延時(shí)關(guān)閉、手動(dòng)關(guān)閉、以及關(guān)門(mén)障礙保護(hù)功能；（7）在電梯運(yùn)行過(guò)程中，電梯不能手動(dòng)強(qiáng)制開(kāi)門(mén)；在門(mén)未安全關(guān)閉前禁止電梯運(yùn)行。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖本次設(shè)計(jì)的電梯控制系統(tǒng)硬件主要由以下部分組成：輸入端：開(kāi)關(guān)按鈕（啟動(dòng)，停止，呼叫）、行程開(kāi)關(guān)（檢測(cè)位置狀態(tài)）、紅外傳感器（檢測(cè)是否有人）、光電開(kāi)關(guān)控制端（避免太陽(yáng)直射與光的影響）送入PLC進(jìn)行處理，然后由PLC傳入變頻器從而控制轎廂運(yùn)作。2.硬件設(shè)計(jì)（1）I/O分配表序號(hào)名稱輸入點(diǎn)序號(hào)名稱輸出點(diǎn)0一樓平層X(jué)00電梯上行記憶Y01二樓平層X(jué)11電梯下行記憶Y12三樓平層X(jué)22電機(jī)正轉(zhuǎn)Y23四樓平層X(jué)33電機(jī)反轉(zhuǎn)Y34五樓平層X(jué)44內(nèi)呼一樓指示Y45內(nèi)呼叫一層X(jué)55內(nèi)呼二樓指示Y56內(nèi)呼叫二層X(jué)66內(nèi)呼三樓指示Y67內(nèi)呼叫三層X(jué)77內(nèi)呼四樓指示Y78內(nèi)呼叫四層X(jué)108內(nèi)呼叫五樓指示Y109內(nèi)湖叫五層X(jué)119一層外呼上行指示Y1110一層外呼上行X1210二層外呼上行指示Y1211二層外呼上行X1311三樓外呼上行指示Y1312三樓外呼上行X1412四樓外呼上行指示Y1413四樓外呼上行X1513二樓外呼下行指示Y1514二樓外呼下行X1614三樓外呼下行指示Y1615三樓外呼下行X1715四樓外呼下行指示Y1716四樓外呼下行X2016五樓外呼叫下行指示Y2017五樓外呼下行X2117門(mén)電機(jī)正轉(zhuǎn)Y2118手動(dòng)開(kāi)門(mén)X2218門(mén)電機(jī)反轉(zhuǎn)Y2219手動(dòng)關(guān)門(mén)X2319工頻50HZY2320開(kāi)門(mén)限位X2420減速6HZY2421關(guān)門(mén)限位X2521制動(dòng)Y2522電梯上升極限位X2623電梯下降極限位X27（2）PLC接線圖根據(jù)輸入與輸出點(diǎn)端口分配表，用AutoCAD畫(huà)出PLC硬件接線示意圖。與PLC輸入端相連的是控制的各個(gè)開(kāi)關(guān)，與輸出端相連的則是指示燈，可以直接明了的了解當(dāng)前的工作進(jìn)程，便于人工監(jiān)控。三、梯形圖程序編寫(xiě)經(jīng)過(guò)編寫(xiě)程序前控制流程圖、I/O表分配、硬件設(shè)備確定以及選型后，根據(jù)以上選擇適合本次硬件、程序流程的指令對(duì)程序進(jìn)行編寫(xiě)。呼叫信號(hào)記憶及消除程序設(shè)計(jì)如圖5-3所示：圖5-3呼叫信號(hào)記憶及消除程序2.電梯內(nèi)通過(guò)面板選擇樓層，在兩分鐘之后無(wú)操作，電梯自動(dòng)返回首層程序設(shè)計(jì)如圖5-4所示：圖5-4電梯自動(dòng)返回首層程序平層處理程序設(shè)計(jì)如圖5-5所示：圖5-5平層處理程序4.選擇層數(shù)定向以及反向截梯程序設(shè)計(jì)如圖5-6所示：圖5-6選擇層數(shù)定向以及反向截梯程序5.轎廂的內(nèi)呼指令與外召喚指令保持信號(hào)，用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動(dòng)或手動(dòng)執(zhí)行開(kāi)關(guān)門(mén)操作。開(kāi)關(guān)門(mén)執(zhí)行一次之后，信號(hào)取消。使電梯能夠繼續(xù)響應(yīng)其他乘坐信號(hào)如圖5-7所示：程序的設(shè)計(jì)（見(jiàn)程序文件）三、項(xiàng)目運(yùn)行實(shí)施1．硬件安裝連線根據(jù)I/O分配點(diǎn)的地址和裝瓶機(jī)的硬件接線圖2．整體調(diào)試⑴調(diào)試步驟1)按照硬件接線圖連接。2)編程：編寫(xiě)燈控梯形圖程序。3)將程序下載到PLC中。將PLC模式選擇開(kāi)關(guān)撥至“RUN”狀態(tài)。4)操作按鈕觀察并記錄能否實(shí)現(xiàn)裝瓶機(jī)既定的功能，如有錯(cuò)誤，檢查硬件接線和程序，直到調(diào)試成功為止。5)調(diào)試完成后，關(guān)閉PLC和電腦，拆下連接線，整理并放回原處，做好設(shè)備整理和清潔工作。⑵調(diào)試要點(diǎn)1)將設(shè)計(jì)好的程序?qū)懭隤LC后，首先要做的就是仔細(xì)檢查程序，并改正寫(xiě)入時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。用戶程序一般先在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，一般不用接PLC實(shí)際的負(fù)載(如接觸器、電磁閥等)。也可以根據(jù)功能表圖，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用開(kāi)關(guān)或按鈕來(lái)模擬實(shí)際的反饋信號(hào)。2)如果在聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)，程序中某些定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的設(shè)定值過(guò)大，為了縮短調(diào)試時(shí)間，可以在調(diào)試時(shí)將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束后再寫(xiě)入它們的實(shí)際設(shè)定值。六、總結(jié)與體會(huì)在整個(gè)學(xué)期項(xiàng)目過(guò)程中，我們付出很多，收獲也很多。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中我們明白了課程之間的關(guān)聯(lián)，我們用電氣控制技術(shù)這門(mén)課中所學(xué)的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)，PLC技術(shù)應(yīng)用這門(mén)課中的知識(shí)來(lái)解決PLC系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)又用到電氣圖的識(shí)讀和繪制的知識(shí)來(lái)完成讀圖、識(shí)圖等，用機(jī)械基礎(chǔ)與AUTOCAD這門(mén)課程中的知識(shí)來(lái)繪制接線圖及流程圖等。用所學(xué)的知識(shí)來(lái)實(shí)際解決問(wèn)題，真正開(kāi)啟了學(xué)以致用之門(mén)，并極大了增強(qiáng)了自信心。PLC的I/O分配點(diǎn)的確定以及PLC的選型，進(jìn)行了硬件的設(shè)計(jì)及軟件梯形圖的編寫(xiě)，最后進(jìn)行綜合的聯(lián)機(jī)調(diào)試。在此過(guò)程中我們遇到了很多的問(wèn)題，比如一開(kāi)始的選題就很迷茫，后續(xù)的程序調(diào)試過(guò)程中也遇到了問(wèn)題。指導(dǎo)老師在很多時(shí)候給了我們一些指導(dǎo)性的意見(jiàn)和建議，引導(dǎo)和幫助我們找到方法解決問(wèn)題。這次做的項(xiàng)目讓我們認(rèn)識(shí)到自身知識(shí)的有限性，并感受到理論與和實(shí)踐相結(jié)合的重要性。做學(xué)期項(xiàng)目，最重要的就