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1、黑龙江技师学院预备技师研修1班标题：三菱PLC控制四层电梯(FX2N可编程控制器) 系 别： 电气工程系班 级： 2012预备技师一班姓 名： 指导教师： 王震宇 2012年 12月 12日摘要随着中国的发展。人均占有的面积再减少，住房的压力在加大，国家加强了占有面积的使用，进入高楼时代，电梯应用十分广泛。科学技术的发展、近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速发展一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。更新换代生产更新型的电梯，电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份，随着自动控制理论与微电子技术的发展，电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系
2、统主要有三种控制方式：继电路控制系统(“早期安装的电梯多位继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。关键词 形状识别； 计算机视觉； 图形处理目 录摘要2目 录32、引言63、电梯控制系统的组成
3、63.1电力拖动：63.2电气控制：74、电梯PLC 控制系统的基本结构：75、系统设计：95.1PLC输出信号95.2 PLC输出信号的确定方法：96、电梯模型PLC控制系统设计116.1电梯的控制要求：11PLC控制系统的设计分析116.2电梯模型PLC控制系统设计126.3PLC的选择136.4硬线接线图146.5PLC程序梯形图146.3PLC程序梯形图177、电梯PLC的调试与安装177.1模拟调试177.2单指令运行调试187.3复杂运行调试188、结束语：189、参考文献：19PLC控制四层电梯课 程 设 计 任 务 书1设计目的：（1） 能够根据功能要求选择PLC的类型及其根据
4、I/O点的要求选择该类PLC的型号。（2） 根据所选的PLC的类型，掌握该PLC的编程软件并能够利用该软件绘制设计课题的梯形图。（3） 根据绘制的梯形图，编写完整的程序清单。（4） 根据I/O点的定义，学习绘图软件AutoCAD并绘制PLC外部电气接线图。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：一、 电梯内部应该有4个楼层（13层）按钮、开门和关门按钮以及楼层显示器、上升和下降显示器。 当乘客进入电梯后，电梯应该有让乘客按下的代表其要去的目的的按钮称为内呼按钮。 电梯停下时，应该具有开门、关门的功能，即电梯可以自动打开，经过一定延时后又可自动关闭。 在电梯内部也应该有控制
5、电梯开门、关门的按钮，使乘客可以在电梯停下时随时地控制电梯的开门与关门。 电梯内部应配有指示灯，用来显示电梯现在的状态，即电梯是上升还是下降，以及电梯处在第几楼层。 电梯的运行情况可参考现实中的电梯。二、画出系统动作流程图 三、设计外部输入/输出点（I/0） 四、画出PLC外部接线图（AutoCAD）五、请设计完整的梯形图3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等： 按照任务书要求，完成课程设计说明书一份；PLC外部接线图一份；PLC实验梯形图一份；PLC实验程序清单一份。4主要参考文献：课 程 设 计 任 务 书 1 张凤珊 祖龙起. 电气控制及可编程序控制
6、器. 中国轻工业出版社.20032 何有华. 可编程序控制器及常用控制电路. 冶金工业出版社.20023 郭纯生. 可编程序控制器编程实战与提高. 电子工业出版社.20064 谢克明 夏路易. 可编程控制器. 电子工业出版社.20035设计成果形式及要求：PLC外部接线图；梯形图；程序清单。6工作计划及进度：根据功能要求及自己的掌握的PLC知识选择PLC类型及对该PLC进行深入学习。 设计外部I/O，并绘制PLC外部电气连线。熟悉该PLC编程环境并完成梯形图，完成系统完整程序。完成实验说明书。 答辩或成绩考核。系主任审查意见： 签字： 年 月 日2、引言电梯进入人们的生活已经160年一个半世纪
7、的风风雨雨，翻天覆地是历史的变迁，永恒的是电梯提升人类生活质量的承诺。电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。PLC作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到广泛应用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为当前电梯控制和技术改造的热点之一。本次课程设计我们要设计一个四层电梯。3、电梯控制系统的组成电梯控制系统主要由电力拖动部分和电气控制部分组成。3.1电力拖动：电力拖动部分由拽引电机、抱闸和相应的开关电路以及开门机组成。由于所设计的只是一个教学模型，梯速低于1.5m/s，所以只要能实现电机的正反转即可，而不必考虑电机的
8、机械特性。制动时为满足准确停层的需要，定子回路可接入电抗器减速最后再加上抱闸制动。故在制动过程中采用了三档延时切换控制。3.2电气控制：电气控制部分又称控制电路，它是电梯控制系统的核心。它包含两部分：拖动控制电路和信号控制电路。拖动控制电路因电梯的拖动方式不同而各异。可以是接触器线圈及其相关的控制电路 ，也可以是 电力电子器件的门极控制电路，对于有速度闭环控制的系统，还必须考虑含有电源、电压、速度检测电路和调节电路。信号控制电路与拖动的方式关系不大，主要与程序能够实现的功能有直接的关系。因此，不同的拖动方式的电梯可以采用同一信号控制电路。PLC系统部分：完成所设定的控制任务所需要的PLC规模主
9、要取决于控制系统对输入，输出点的需求量和控制过程的难易程度。3.3IO点的估算：系统的输入点有：门厅召唤按钮6个输入点；轿内指令按钮4个点；楼层感应器4个点；门区感应l点；手动开门l点：共计输入点16点。而输出点有：快慢速接触器2点；上下行接触器2点；楼层指示灯4点；门锁1个点；共计输出点9点。总计IO点数为169. 综上所述，根据具体情况，我们选择三菱的FX系列。输入输出点数为34点，电机20点，考虑10%到15%的I/O裕量，我们选择FX2n-48MR这种型号。4、电梯PLC 控制系统的基本结构：系统控制核心为plc主机，通过plc输入接口送入plc. 由存储器的plc 软件运算处理，然后
10、经输出接口分别向指层器及召唤指示灯等发出显示信号，向主拖动系统发出控制信号。具体的电梯控制信号原理如图所示。电梯PLC信号控制系统框图4.1 I/O分配表根据电梯控制的要求，电梯应具有内呼和外呼按钮、行程开关、开关门按钮，以及相应地指示灯，估计所需I/O口的数量并绘制I/O口分配表。 4.1I/O分配表MCGS组态软件具有全中文、面向窗口的可视化操作界面。实时性强，有良好的并行处理性能和丰富生动的多媒体画面。MCGS组态软件的开放式结构拥有广泛的数据获取和强大的数据处理功能。同时。提供良好的安全机制，为多个不同级别用户设定不同的操作权限。MCGS组态软件支持多种硬件设备，实现“设备无关”，用户
11、不必因外部设备的局部改动，而影响整个系统。MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立。又紧密相关。本文利用MCGS组态软件设计。在设备组态窗口中选择适当的串口通讯设备添加FX2年-48MR。正确设置其属性。正确设置组态软件中数据变量设备通道的连接，即可实现PLC与组态软件的通讯。将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合，使电脑对PLC发出的信号有响应。在MCGS组态软件的用户窗口中，制作一个动画界面。在界面上设置各个控件的属性，使设置的控件按照真实的情况动作，检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。MCGS用主控窗口、设备
12、窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面组态配置各种不同类型和功能的对象或构构。可以对实时数据进行可视化处理。5、系统设计：电梯PLC控制方案 电梯PLC 控制系统的控制核心是PLC 。哪些信号需要输入PLC ，PLC 要驱动哪些负载，以及采用何种编程方式。输入输出点的确定，是设计整个控制系统的首要问题，决定系统的程序及线路设计方案。5.1PLC输出信号在保证电梯运行安全的前提下，各种控制信号尽量直接输入PLC，如图：内外呼信号及层楼感应信号、急停按钮及开关门信号等。本模块输入信号主要由楼层呼叫信号（6个）和平层号（4个）组成#楼层呼叫信号用带指示灯的按钮直接控制plc的输入端子就可
13、实现。平层信号需提供的是开关信号，由于霍尔元件具有结构牢固、体积小、重量轻、安装方便、功率小、耐震动、不怕灰尘等优点，我选择了桥厢下安装磁铁，通过非接触的霍尔元件产生开关信号的方法。开5.2 PLC输出信号的确定方法：PLC通过软件对输入控制信号进行处理后，由输出接口发出控制信号及各种指示信号。3.3PLC控制程序的编制方法PLC梯形图软件的设计采用模块化设计。模块化程序结构清晰、便于调试。如分为开关门、内选、外召唤、层楼数指示、定向、换速、到层延时等模块。模块间不完全独立，它们之间存在着有机联系。且在编程时要注意各条指令间的逻辑关系，梯形图中的内部辅助继电器和定时器统一分配编号，除了列I/O
14、分配表外，还应列出内辅功能分配表。充分利用PLC提供的指令。输出部分（步进电机的控制与驱动）模拟电梯桥厢需根据呼叫和平层信号在短距离内（约25cm）不停上下移动和启停,尝试了用多种控制方法去控制直流和交流电机都不能满足要求,最后选用步进电机满足了设计的要求.通过对PLC进行编程,能直接控制步进电机,但这样同一PLC完成两种任务,就会运行两种不同的程序和有两种接口,本模块的设计会很复杂,这也偏离了设计的原意,为此设计了通过单片机控制步进电机的方法实现.步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构. 当步进驱动器接收到一个脉冲信号, 他就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，他的旋转是以固定的角度一步一步运行的，步进电机具有瞬间起动与急速停止的优越性，速度可以控制得很慢，方便演示。控制步进电机必须由环形脉冲、信号分配、功率放大等组成的控制系统，方框图如图所示5.1控制步进电机方框图5.3脉冲信号的产生：脉冲信号由程序控制单片机产生，如果给步进电机发一个控制脉冲，他就转一步，再发一个脉冲，他会再转一步，没有脉冲，就停止。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快，调整单片机发出
