基于西门子PLC的模拟电梯控制系统 .doc

基于西门子PLC的模拟电梯控制系统基于西门子PLC的模拟电梯控制系统1、工程原理1. 模拟电梯的工作原理垂直电梯的上下有电动机的运动控制，根据运行距离，通过变频器调节电梯的运行速度。在需要上下乘客的层，设置有上下按钮，PLC通过检测楼层按钮状态判断停止位置。位置定位采用接近开关控制，使电梯轿厢准确停止在预定位置。模拟电梯的电梯模型如图1所示。2. 工作过程当按下电梯所要到达层的按钮后，等待2秒后，电梯自动判断上行或下行，并根据顺序停靠楼层，在每个楼层停靠5秒钟，继续运行。电机在启动和停止时应有减速过程，并根据运行距离自动调整运行速度。2、控制要求要求采用PLC作为控制中心，采用触摸屏或上位机（组态软件编程）监控。1. 控制系统应有防止误操作的电路联锁和保护功能。2. 电梯轿厢停止位置要准确。3根据停靠楼层数量和运行状态自动计算停靠位置。4启动和停止时应有减速过程，并根据运行距离自动调整运行速度。5. 操作界面要求有流程效果，可以显示操作的进度。6. 检测、控制信号要准确，安全、可靠。3、功能分析当乘员进入电梯，按下楼层按钮，记住信号，电梯门自动关闭后，控制系统进行下列运作：根据轿厢所处位置及乘员所处层数判定轿厢运行方向，电机运行，将轿厢停在选定的楼层上；同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。X1X2X3LX4X5abcde初始化信号记忆开门延时关门延时下降上升按下按纽开门信号关门信号电机反转电机正转图3.1 功能流程图开关量模拟量A/D电平转换S7-200继电器隔离D/A执行机构驱动PC机MODBUS4、总体方案设计图4.1 总体方案图文字说明1 上位机监控使用Intouch软件实现，控制器用数字输入输出点数为24的S7-200型PLC.；2 上位机与下位机通信使用MODBUS协议；3 因为S7-200型PLC没有模拟量输入模块，因此使用软件模拟实现真空度检测。4 执行机构是电动机。5、硬件设计5.1 硬件电路图图5.1 总电路图5.2 控制元件选择表1 控制元件选择序号名称型号规格数量厂商1断路器NSC100D30252施耐德C32NC-4A/2P4施耐德C65ND-10A/3P3施耐德2固态继电器SSR-D205W6北京灵通3接触器LC1-D50114施耐德LC1-D80111施耐德4PLC 主机S7-200CPU为2261西门子5普通PC机方正电脑1方正科技6组态软件INTOUCH1WONDERWARE5.3、PLC的I/O控制点分配IO点的估算：系统的输入点有：门厅召唤按钮8个输入点；轿内指令按钮5个点；楼层感应器5个点；共计输入点18点。而输出点有：上下行接触器2点；门锁2个点；共计输出点4点。总计IO点数为184；可编程控制器S7200的CPU226输入，输出点数为2416。足以满足要求。表2 PLC的I/O控制点分配输入按钮输入按钮输出设备I0.01楼按向上信号I1.01楼平层输入信号Q0.0开门反转I0.12楼按向上信号I1.12楼平层输入信号Q0.1关门I0.22楼按向下信号I1.23楼平层输入信号Q0.2正转I0.33楼按向上信号I1.34楼平层输入信号Q0.3反转I0.43楼按向下信号I1.45楼平层输入信号I0.54楼按向上信号I0.64楼按向下信号I0.73楼按向下信号6、控制软件设计6.1 PLC控制程序流程图判断上升，下降KM2反转电动机启动KM1正转电动机启动内外呼按钮信号信号记忆上升下降KM3开门电动机启动KM4关门电动机启动延时到开始图6.1 主程序流程图6.2 INTOUCH中定义的标记名表3标记名类型访问名项目名注释L1内存离散plc1楼外开关L2内存离散plc2楼外开关L3内存离散plc3楼外开关L4内存离散plc4楼外开关L5内存离散plc5楼外开关gaodu内存实型plc高度记忆KM1内存离散plc1楼内开关KM2内存离散plc2楼内开关KM3内存离散plc3楼内开关KM4内存离散plc4楼内开关KM5内存离散plc5楼内开关监控界面一1楼开门监控界面二2楼开门监控界面三3楼开门监控界面四4楼开门监控界面五5楼开门7、线路安装 先对设备的在安装板上的位置进行合理的布局，然后安放好各个设备，根据画好的硬件电路图进行连线，注意标好每条线的线号，以便连接好后进行检查和以后出现故障后便于查找故障点进行故障排除。确定没有问题后进行硬件调试，看个部分是否正常通电，急停按钮是否管用等。确定无误后将电源线，信号线固定好。8、控制软件安装调试 对控制要求进行分析，画好控制流程图，然后根据流程图进行梯形图程序的编写，控制软件编写完成后，进行编译，反复修改错误，编译通过后，将PLC置于STOP模式，下载程序到PLC中，然后将PLC置于RUN模式,检查PLC是否按要求工作。如果不按要求工作，检查梯形图，修改程序，反复调试，直到达到要求。9、监控软件安装与调试 在PC机上使用Intouch软件画好监控界面，监控界面画好后，进行检查，确定没有错误后，将PLC控制系统通电，PLC置于Run的工作模式，上位机通过MODBUS通信协议与PLC进行通信，检查PLC控制系统的状态信息，是否能在PC机的监控界面上显示。PLC控制系统的状态信息变化时，是否能在PC机的监控界面上有所反映，实时性是否良好，如果不能正常显示，检查通信是否正常，Intouch里定义的标记名所对应的地址是否正确等。根据检查所发现的问题，反复修改调试，直到满足要求。 总结在这次培训中遇到了很多问题，有可编程控制器使用方面的问题，脚本程序编写的问题，组态软件的使用问题，上位机与下位机的通信问题等。每一个问题都反映了自己在某方面的不足，通过解决问题就可以弥补这些缺陷，每一个问题的解决对自己的控制系统设计水平有很大提升。通过这次自动化系统工程师助理的培训，学到了很多新的东西。学会了用组态软件INTOUCH做监控界面，学会了使用西门子S7-200型PLC的进行一般的工程设计，将经典控制理论中的PID控制算法理论应用到了实际中（我在培训过程中做过一阶水箱液位的PID控制）。将理论与实践很好结合在一起，对以往所学知识进行了很好的巩固和加深，以前不明白的东西，通过这次培训变得清楚，并且对以后的学习和发展有很好的指导作用。附录 PLC控制软件的梯形图