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1、模块二 电梯的控制系统设计教学目标：掌握电梯由PLC控制的控制线路的设计方法，学会基本功能指令的使用。一、工作任务1.分析电梯的控制要求2.掌握电梯的输入输出点数分配3.PLC外部接线图4.分析电梯运行过程分析5.讲解功能指令6.电梯全部程序的讲解7.功能拓展二、相关知识1.电梯控制要求平层运行起动定向选层安全保护呼叫指令开关门控制图6-7 电梯控制流程图电梯系统从呼叫指令接收信号，开始定向选层（即确定运行的最终目的地），然后发出起动信号，在电梯一系列安全情况下（上次运行到位、安全保护到位）开始运行。并根据不同的情况进行开关门控制。在本项目中，电梯由安装在各楼层厅门口的呼叫按钮进行呼叫操纵SB
2、1-SB3，控制电梯运行方向。电梯轿厢内设有楼层内选按钮引SB4-SB6，用以选择需停靠的楼层。楼层指示灯有三个，分别指示电梯当前位置。运行状态指示灯有两个，分别指示当前电梯运行的状态。电梯每次运行只相应单一呼叫，例如，电梯停在一层，在三层轿厢外呼叫时，必须按三层呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从一层运行到三层），在电梯停止运行前按其他层呼叫按钮均无效，以此类推。2.输入输出的分配：输入点数分配：X1一层内呼SB1X13一层开门到位SQ1X4一层到位SQ7X2二层内呼SB2X14二层开门到位SQ2X5二层到位SQ8X3三层内呼SB3X15三层开门到位SQ3X6三层到位SQ9X23一层外呼SB4X20
3、一层关门到位SQ4X10一层防夹SQ10X24二层外呼SB5X21二层关门到位SQ5X11二层防夹SQ11X25三层外呼SB6X22三层关门到位SQ6X12三层防夹SQ12输出点数分配：Y1灯LY14一层门厅关门KM4Y2上升显示L4Y15二层门厅关门KM5Y3下降显示L5Y16三层门厅关门KM6Y4一层到位显示L1Y13电梯上升输出KM7Y5二层到位显示L2Y17电梯下降输出KM8Y6三层到位显示L3Y11二层门厅开门KM2Y10一层门厅开门KM1Y12三层门厅开门KM3Y0轿厢开门KM9Y7轿厢关门KM103PLC的外部接线图图6-8 PLC外部接线图4.电梯运行过程分析电梯在三层分别设置
4、三个行程开关，在轿厢内部设置三个楼层内选按钮。在下述情况：在轿厢限位开关SQ7,SQ8,SQ9都断开的情况下。并且电梯在向上或者向下运行的过程中。当楼层门在开关动作进行中时一层二层三层呼叫按钮都不起作用。用指示灯来指示当前电梯的运行状态。当电梯上升时，上升指示灯亮；下降时，下降指示灯亮。当电梯在一层时，一层指示灯亮；当电梯在二层时，二层指示灯亮；当电梯在三层时，三层指示灯亮。运行过程：从一层到二层：当SQ7接通即X4有输入，表示此时轿厢停在楼层一，楼层一指示灯亮，按按钮SB2或者SB5，表示呼叫到二楼，则KM7接通电梯上升，上升指示灯立即亮，到达楼层二时，电梯停止，楼层一指示灯熄灭，上升指示灯
5、熄灭，楼层二指示灯亮，轿厢到楼层二时，延时0.5S，接通KM2进行楼层二开门，当开门到位后，即SQ2接通，自动延时1S，模拟让电梯里面人出来，1S过后，接通KM5楼层二门开始关闭，待SQ5触发，即电梯关门到位后停止。开始等待下面信号。从二层到三层：当SQ8接通即X5有输入，表示此时轿厢停在楼层二，楼层二指示灯亮，按按钮SB3或者SB6，表示呼叫到三楼，则KM7接通电梯上升，上升指示灯立即亮，到达楼层三时，电梯停止，楼层二指示灯熄灭，上升指示灯熄灭，楼层三指示灯亮，轿厢到楼层三时，延时0.5S，接通KM3进行楼层三开门，当开门到位后，即SQ3接通，自动延时1S，模拟让电梯里面人出来，1S过后，接
6、通KM6楼层三门开始关闭，待SQ6触发，即电梯关门到位后停止。开始等待下面信号。从三层到二层：当SQ9接通即X6有输入，表示此时轿厢停在楼层三，楼层三指示灯亮，按按钮SB2或者SB5，表示呼叫到二楼，则KM8接通电梯下降，下降指示灯立即亮，到达楼层二时，电梯停止，下降指示灯熄灭，楼层三指示灯熄灭，楼层二指示灯亮，轿厢到楼层二时，延时0.5S，接通KM2进行楼层二开门，当开门到位后，即SQ2接通，自动延时1S，模拟让电梯里面人出来，1S过后，接通KM5楼层二门开始关闭，待SQ5触发，即电梯关门到位后停止。开始等待下面信号。从二层到一层：当SQ8接通即X5有输入，表示此时轿厢停在楼层二，楼层二指示
7、灯亮，按按钮SB1或者SB4，表示呼叫到一楼，则KM8接通电梯下降，下降指示灯立即亮，到达楼层一时，电梯停止，下降指示灯熄灭，楼层二指示灯熄灭，楼层一指示灯亮，轿厢到楼层一时，延时0.5S，接通KM1进行楼层一开门，当开门到位后，即SQ1接通，自动延时1S，模拟让电梯里面人出来，1S过后，接通KM4楼层一门开始关闭，待SQ4触发，即电梯关门到位后停止。开始等待下面信号。从一层到三层：当SQ7接通即X4有输入，表示此时轿厢停在楼层一，楼层一指示灯亮，按按钮SB3或者SB6，表示呼叫到三楼，则KM7接通电梯上升，上升指示灯立即亮，到达楼层二时，电梯不停，继续上升，同时楼层二指示灯亮，一层指示灯熄灭
8、，到达三层时，电梯停止，楼层三指示灯亮，上升指示灯熄灭，二层指示灯熄灭，停止后延时0.5S，接通KM3进行楼层三开门，当开门到位后，即SQ3接通，自动延时1S，模拟让电梯里面人出来，1S过后，接通KM6楼层三门开始关闭，待SQ6触发，即电梯关门到位后停止。开始等待下面信号。从三层到一层：当SQ9接通即X6有输入，表示此时轿厢停在楼层三，楼层三指示灯亮，按按钮SB1或者SB4，表示呼叫到一楼，则KM8接通电梯下降，下降指示灯立即亮，到达楼层二时，电梯不停，继续下降，同时楼层二指示灯亮，三层指示灯熄灭，到达一层时，电梯停止，楼层一指示灯亮，下降指示灯熄灭，二层指示灯熄灭，停止后延时0.5S，接通K
9、M1进行楼层一开门，当开门到位后，即SQ1接通，自动延时1S，模拟让电梯里面人出来，1S过后，接通KM4楼层一门开始关闭，待SQ4触发，即电梯关门到位后停止。开始等待下面信号。一层呼叫一层：当SQ7接通即X4有输入，表示此时轿厢停在楼层一，楼层一指示灯亮，按按钮SB1或者SB4，表示呼叫到一楼，电梯停止不动，楼层一指示灯亮，上升下降指示灯熄灭，延时0.5S，接通KM1进行楼层一开门，当开门到位后，即SQ1接通，自动延时1S，模拟让电梯里面人出来，1S过后，接通KM4楼层一门开始关闭，待SQ4触发，即电梯关门到位后停止。开始等待下面信号。二层呼叫二层：当SQ8接通即X5有输入，表示此时轿厢停在楼
10、层二，楼层二指示灯亮，按按钮SB2或者SB5，表示呼叫到二楼，电梯停止不动，楼层二指示灯亮，上升下降指示灯熄灭，延时0.5S，接通KM2进行楼层二开门，当开门到位后，即SQ2接通，自动延时1S，模拟让电梯里面人出来，1S过后，接通KM5楼层二门开始关闭，待SQ5触发，即电梯关门到位后停止。开始等待下面信号。三层呼叫三层：当SQ9接通即X6有输入，表示此时轿厢停在楼层三，楼层三指示灯亮，按按钮SB3或者SB6，表示呼叫到三楼，电梯停止不动，楼层三指示灯亮，上升下降指示灯熄灭，延时0.5S，接通KM3进行楼层三开门，当开门到位后，即SQ3接通，自动延时1S，模拟让电梯里面人出来，1S过后，接通KM
11、6楼层三门开始关闭，待SQ6触发，即电梯关门到位后停止。开始等待下面信号。一层防夹：当电梯到达一层，开门完毕后进行关门，如果门中感应开关SQ10被触发，即表示还有人进出，此时，关门动作立即停止，接通KM1重新开门，当开门到位后，即SQ1接通，自动延时1S后再进行关门动作，在SQ10没有被触发的情况下，关门动作即可完成。完成后等待下面信号。二层防夹：当电梯到达二层，开门完毕后进行关门，如果门中感应开关SQ11被触发，即表示还有人进出，此时，关门动作立即停止，接通KM2重新开门，当开门到位后，即SQ2接通，自动延时1S后再进行关门动作，在SQ11没有被触发的情况下，关门动作即可完成。完成后等待下面
12、信号。三层防夹：当电梯到达三层，开门完毕后进行关门，如果门中感应开关SQ12被触发，即表示还有人进出，此时，关门动作立即停止，接通KM3重新开门，当开门到位后，即SQ3接通，自动延时1S后再进行关门动作，在SQ12没有被触发的情况下，关门动作即可完成。完成后等待下面信号。所有门厅开门时都带动轿厢开门。5.功能指令的初步认识由于PLC是由取代继电器开始产生发展的，且早期的PLC绝大部分用于顺序控制。于是许多人习惯把PLC看作是继电器、定时器、计数器的集合。把PLC的作用局限地等同于继电控制系统顺控器等，其实PLC就是工业控制计算机，PLC系统具有一切计算机控制系统的功能，大型的PLC系统就是当代
13、最先进的计算机控制系统。小型的PLC由于运算速度及存贮容量的限制。功能自然稍弱，但为了使PLC在其基本逻辑功能顺序步进功能之外具有更进一步的特殊功能。以尽可能多地满足PLC用户的特殊要求，从80年代开始PLC制造商就逐步地在小型PLC是加入一些功能指令或称为应用指令。这些功能指个实际上就是一个个功能不同的子程序随着芯片技术的进步。小型PLC的运算速度存贮量不断增加。其功能指令的功能也越来越强，许多技术人员梦寐以求甚至以前不敢想象的功能，通过功能指令就成为极容易实现的现实。从而大大提高了PLC的实用价值。在传统的以基本指令为主的编程下，编写此类程序基本以枚举法编写，但本项目仅控制电梯上下运动的程
14、序块就要分九个部分，为了提高编程效率，就采用功能指令中的传送与比较指令进行编程。具体思路是：当呼叫位置比当前位置低时，控制电梯往下；当呼叫位置比当前位置高时，电梯往上；当呼叫位置和当前位置相同的时候就执行开门动作。以此来减少编程工作量。（1）传送指令图6-9 传送指令当X0接通的时候，将源数据传送到指定数据存储器（2）比较指令如下图，当X0ON时，比较S1和S2里面的值，把结果存放在以M0 、M1、 M2的三个寄存器里面。如果S1S2 则 M0触点动作。如果S1=S2 则 M1触点动作。如果S1S2 则 M2触点动作。图6-10 比较指令当X0=OFF时，M0,M1,M2状态不变。6.电梯梯形
15、图程序（见附录）程序功能：000002：光敏传感器的输出，用来定位电梯楼层号以及防夹开关。003006：产生M110这个信号，防止后面电梯在错位的时候动作。007010：上升与下降的指示灯输出。011025：电梯当前楼层位置显示控制。026073：把电梯呼叫楼层信号转换为数值，赋给D1074097：把楼层限位信号转换为数值，赋给D2098129：比较D1 D2里面的数值，以比较结果指挥电梯的动作。D1D2：电梯在下，呼叫在上，电梯此时应该上升。D1=D2：电梯与呼叫在同一位置，可根据不同的楼层位置驱动不同的门进行开关。130156：一层电梯到位开关门控制157183：二层电梯到位开关门控制18
16、4210：三层电梯到位开关门控制7.功能扩展的实现方法本项目介绍为三层电梯的控制，在实际运用中，由于楼层比较高，为了在运行过程提高效率，可采用变频调速。例：起动时，若电梯离起点距离为一层以下时，进行低速运转；若电梯离起点为一层以上时，转为高速；停止时，若电梯当前位置离目的地有一层以上距离时，用高速进行运行；若电梯当前位置离目的地在一层以下距离时，再用低速进行。本例介绍的三层电梯为相应单一呼叫的电梯，即在一个动作没有完成前不响应其他呼叫，在现实生活中，通常可以响应多个呼叫，这就需要用到另外两条功能指令SFWR、SFRD。用SFWR来依次存储呼叫信号，用SFRD来依次读取呼叫信号。以达到按呼叫顺序
17、来控制电梯运动的效果。图6-11 移位写入指令SFWR 移位写入它的执行过程是当X0被触发时，依次把D0里面的数据传送到以D2开始的9个数据位里面，D1起的为指针功能。即初始状态下，D2D10数据都为0，D1数据为0，当X0被触发时，D0的数据移动到D2，随即D1里面数据变为1，当X0再次被触发时，D0数据移动到D3，D1里面数据变为2，以此类推。利用这条指令，可以把先后采集到的呼叫信号存储起来，在后面进行调用。可以实现多个呼叫依次存储的功能。SFRD 移位读出图6-12 移位读出指令这条指令为上面那条SFWR的数据读出指令当X1没有触发时，D20数据为0，D1也为0。当X1第一次触发时，D2的数据被移动到D20，D1的数据变为1，表示当前指针为1。当X1再次触发时，D3的数据移动到D20，D1的数据变为2，表示当前指针为2。下面依次类推。在电梯中可以利用关门信号的上升沿进行动作，依次把用SFWR存储的呼叫信号读取出来，进行相关的动作。三、练习以本项目硬件模型为基础，编写能依次响应多个呼叫信号的三层电梯控制程序。