基于西门子PLC的模拟电梯控制系统设计
作者：蓝天设计学院 时间：20200203
蓝天自动化学院：基于西门子PLC的模拟电梯控制系统设计
一、控制要求与功能分析
模拟电梯控制系统总体要求：总体控制方案在保证安全、可靠运行的情况下，采用PLC来对整个运行过程进行控制,可以满足现实生活的要求。其稳定度、控制精度、响应速度达到设计要求。具体要求如下：
（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。
二、控制器件列表
模拟电梯控制硬件列表
|
器件名称 |
符号 |
数量 |
|
器件名称 |
符号 |
数量 |
1 |
铡刀 |
QS |
1 |
7 |
电阻 |
R |
1 |
2 |
开关 |
SQ |
5 |
8 |
二极管 |
|
4 |
3 |
按钮 |
SB |
16 |
9 |
灯 |
|
17 |
4 |
熔断器 |
FU |
8 |
10 |
变压器 |
|
1 |
5 |
交流接触器 |
KM |
4 |
11 |
PLC |
|
1 |
6 |
热继电器 |
FR |
1 |
12 |
电机 |
|
2 |
表1
三、总体方案设计
电梯在运行过程中要求能够按照输入的指令做出相应的响应。具体分析如下：
- 当电梯在一层时，如果是第一次运行，轿厢内无人，则当有一层外呼上升指令时，轿厢门打开；如果是运行期间，则轿厢门会自动打开。当有内呼指令输入，或有二、三、四、五层外呼上升或下降指令输入时，电机正转，轿厢上升，同时上升显示。
- 当电梯在二层时，如果在上升期间，则电梯会对三、四、五层的内呼、外呼指令做出响应，控制电机正转，使得轿厢上升。如果是在下降期间，则电梯会对一层的内呼、外呼指令做出响应，控制电机反转，使得轿厢下降，如果没有
- 当电梯在三层时，如果是在上升期间，则电梯会对四、五层的内呼、外呼指令做出响应，控制电机正转，使得轿厢上升。如果是在下降期间，则电梯会对一、二层的内呼外呼做出响应，控制电机反转，使得轿厢下降。
- 当电梯在四层时，如果是在上升期间，则电梯会对五层的内呼、外呼指令做出响应，控制电机正转，使得轿厢上升。如果是在下降期间，则电梯呼对一、二、三层的内呼、外呼指令做出响应，控制电机反转，使得轿厢下降。
- 当电梯在五层时，上升显示转换为下降显示，电梯会对一、二、三、四层的外呼、内呼指令做出响应，控制电机反转，使得轿厢下降。
- 电梯运行在上升期间，如果没有更高一层的内呼、外呼指令的输入，则上升显示转换为下降显示。电梯运行在下降期间，如果没有更低一层的内呼、外呼指令输入，则下降显示转换为上升显示。
图３.１
四、硬件电路图
图４.１
六、PLC的I/O控制点分配
表２ PLC的I/O控制点分配
输入 |
按钮/开关 |
输出 |
设备 |
I0.0 |
总启动常开开关 |
Q0.0 |
电机正转 |
I0.1 |
总启动常闭开关 |
Q0.1 |
电机反转 |
I0.2 |
一层外呼上升 |
Q0.2 |
上升显示 |
I0.3 |
二层外呼上升 |
Q0.3 |
下降显示 |
I0.4 |
三层外呼上升 |
Q0.4 |
开门 |
I0.5 |
四层外呼上升 |
Q0.5 |
关门 |
I0.6 |
二层外呼下降 |
Q0.6 |
一层外呼上升显示 |
I0.7 |
三层外呼下降 |
Q0.7 |
二层外呼上升显示 |
I1.0 |
四层外呼下降 |
Q1.0 |
三层外呼上升显示 |
I1.1 |
五层外呼下降 |
Q1.1 |
四层外呼上升显示 |
I1.2 |
一层内呼 |
Q1.2 |
二层外呼下降显示 |
I1.3 |
二层内呼 |
Q1.3 |
三层下降显示 |
I1.4 |
三层内呼 |
Q1.4 |
四层下降显示 |
I1.5 |
四层内呼 |
Q1.5 |
五层下降显示 |
I1.6 |
五层内呼 |
Q1.6 |
一层显示 |
I1.7 |
一层平层信号 |
Q1.7 |
二层显示 |
I2.0 |
二层平层信号 |
Q2.0 |
三层显示 |
I2.1 |
三层平层信号 |
Q2.1 |
四层显示 |
I2.2 |
四层平层信号 |
Q2.2 |
五层显示 |
I2.3 |
五层平层信号 |
|
|
六、PLC控制软件（PLC软件、监控软件）
控制程序流程图如下：
主程序流程图1
INTOUCH监控界面
PLC程序
总结
在这次培训过程中碰到了很多问题，有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。
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