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时间:2018-08-06
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1、三层电梯模拟装置控制系统设计 摘要本程序设计利用SIEMENSS7─200系列CPU226的PLC进行编程实验,通过任务下达、任务分析、控制系统框图的设计、流程图的设计、PLC的I/O分配、程序编制、梯形图的绘制、程序的调试、程序的分析、功能实现等环节,已初步达到了设计任务的要求,此设计以SIEMENSS7─200系列CPU226的PLC为控制主体,要求达到三层楼电梯控制,主要处理轿厢内呼梯信号和轿厢外呼梯信号,通过用梯形图编程已实现了题目所要求的基本功能。 关键词可编程序逻辑控制传感器电梯梯形图 中图分类号:G718.2文献标识码:A文章编号:1
2、002-7661(2014)02-0014-04 在工业生产的各个领域中,无论是过程控制系统还是电气控制系统,都包含着大量的开关量和模拟量。随着生产力的发展和科学技术的进步,人们对所用控制设备不断提出新的要求,要求设备更加通用、灵活、易变、经济、可靠,很显然固定接线的传统方式已经不能满足新的要求了,这时可编程序逻辑控制器(简称PLC)就应时代的要求孕育而生了。 一、概述 可编程序控制器(PLC),1969年在美国DEC公司出现以来,经过20多年的发展,现在已经成为一种以微机为基础发展起来的新一代工业控制装置。它采用大规模集成电路、微型计算机技术和通
3、信技术的发展成果,逐步形成具有多种优点的微型、小型、中型、大型等各种规格的PLC系列产品,应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。它最适用于以开关量为主的控制功能;通过模/数(A/D)转换器和数/模(D/A)转换器,也可以控制模拟量,例如控制温度、压力、流量、成分等参数;还可与计算机组成控制功能更强的分布式控制系统(DistributedControlSystem,简称DCS),是实现工业自动化的理想工具之一,在世界上已得到极其广泛的应用。 PLC专为工业场合设计,采用了典型的计算机结构,主要由CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出接口
4、电路等组成。结构图如1所示。 PLC采用循环扫描工作方式,这个工作过程包括内部处理、与编程器等的通信处理、输入扫描、用户程序执行、输出处理,其工作过程如图2所示。 我们采用的是SIMATICS7―200系列的小型可编程序控制器,CPU采用226型,其主机输入和输出点数为40点,具有扩展功能,最大可扩展为248点数字量或35点模拟量,增加了通信口的数量,通信功能大大增强。表1给出了主机及I/O特性。 SIMATICS7―200系统的扫描周期包含以下任务: 输入处理、执行程序、处理通信请求、执行CPU自诊断测试和写输入。如图3所示。 二、总设计方案
5、 (一)系统组成框图 系统组成框图如图4所示。 (二)系统工作原理 1.任务描述 在现代电梯控制系统中,旋转编码器的利用率很高。既可以利用它作为反馈量形成闭环系统,具体地说是用它与电梯拖动电机同轴连续,共同旋转时产生的码反馈给变频器系统,变频器根据传给它的码数控制速度。同时我们还可以利用这个旋转编码器产生的码计算位移,本课题就是利用它的第二个作用计算电梯的行走距离,计算层间距,以达到准确停靠。 一台实际的电梯控制是很复杂的,涉及的内容很多,需要的输入/输出点数也很多,一般教学上都是通过模拟装置来完成课程设计。因为时间紧,在此次设计之前我们没有
6、开理论基础课等因素。所以,这次设计中,我们去掉用旋转编码器控制行走距离这一环节,改成用传感器决定层间距,即利用水平放在桌面上装有原动机、传感器的传送带来模拟垂直交通工具――电梯,再配上相应的呼梯按钮,层标显示装置,继电器,PLC程序,把有关的对外器件线路接好调试运行正常,再完成整体设计报告。 2.控制任务和要求 电梯共有三层,设三个站点,电梯每走到一层就设一个传感器(因为是直流24V电机,转速不是很快,所以停靠时,不需要减速过程就可以准确靠位)。 在某站停靠后,如果没有别的层站呼叫,电梯轿厢就始终停靠在这里;如果已有登记的呼叫信号,那在本站停靠后,
7、要等3秒后才能启动继续运行。这样做的目的,就是模拟到站后上、下乘客及开、关过程。如果已过3秒钟才有呼梯信号,那什么时候来信号,立即响应运行电梯。如果此时有本层呼梯信号,那其它层站要等3秒钟后才能响应。 呼梯信号的响应原则是:优先响应最远信号,顺向截车,反向保号(记忆)。如在停靠等待过程中(3秒内)有呼梯信号,响应原则是轿内优先。这就是说此刻之前没有定向,这时如果外呼与内选同时出现那就要内选优先。 层梯显示用7段数码管。电梯运行用钥匙开关控制。所有的输出点都要用上,用了11个输入点。以上的控制任务和要求都已实现。 三、系统硬件设计 (一)统的I/O
8、配置说明 其中线圈的一端与内选灯和外选灯的一端接直流24V的负极,而1L、2L
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