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1、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（
2、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
3、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C65
4、ND-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
5、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
6、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
7、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，
8、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