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1、基于三菱F系列PLC的五层电梯控制系统基于三菱FX系列PLC的五层电梯控制系统 一、实验设计的目的与任务 a） 实验的目的：实验作为自动化专业本科生的一门综合性实践性课程，应用已学的的计算机、模拟数字电路、微控制器原理、传感器技术、PLC等知识，进行综合实践的训练，培养学生独立思考、独立解决问题的能力、努力开拓学生的知识面和创造力。 b）开放实验任务：本实践环节主要涉及一个由PLC控制的五层电梯控制系统，完成课题控制要求，实现五层电梯基本功能。熟悉实验制作的过程，以较快适应将来工作中要求解决实际工程的需求。 二、控制要求 电梯PLC控制系统有如下要求: ( 1 ) 电梯在运行过程中,到达停层位
2、置时能够实现自动开关门或手动开关门操作。 ( 2 ) 利用LED显示电梯厢外的呼唤信号，电梯厢内的指令信号和电梯到达信号； ( 3 ) 能自动判断电梯的运行方向，并发出相应的指示信号； ( 4) 电梯上行下行由一台电动机牵引。电动机正转，电梯上升；电动机反转，电梯下降； ( 5) 电梯轿箱门由另一台小功率电动机驱动。电动机正转，轿箱门打 1 开；电动机反转，轿箱门关闭； ( 6 )每一层楼设有呼叫按钮；轿厢内开门按钮，关门按钮；轿厢内设有楼层选择指令按钮。 三、系统总体设计 电梯控制系统结构组成 电梯模具由变压稳压电源、PLC、轿厢、限位开关、呼梯按钮、交流电机、继电器、LED数码管、支架、导
3、轨等组成。为了便于观察,对电梯所在的楼层进行显示,我们采用LED数码管显示,而对电梯的运行方向,楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示。其电梯控制系统结构如图1所示。 PLC的选型 根据所需的控制信号,输入点数24点,输出点数28点,选择三菱PLC FX2N-64MR构成基本控制单元。 梯形图程序设计 1.PLC输入/输出分配表 输入对应信号 点 X1 X2 外呼按钮1 外呼按钮2 输出对应信号 点 Y0 Y3 KM1电动机正转 2 X3 外呼按钮2 Y1 KM2电动机反转 X4 外呼按钮3 Y2 X5 外呼按钮3 Y4 上行指示 X6 外呼按钮4 Y5 下行指示 X7 外呼按钮4 Y6 开门指示
4、X10 外呼按钮5 Y7 关门指示 X11 内呼按钮去1楼 Y10 1外呼指示 X12 内呼按钮去2楼 Y11 2外呼指示 X13 内呼按钮去3楼 Y12 2外呼指示 X14 内呼按钮去4楼 Y13 3外呼指示 X15 内呼按钮去5楼 Y14 3外呼指示 X16 1楼平层信号 Y15 4外呼指示 X17 2楼平层信号 Y16 4外呼指示 X20 3楼平层信号 Y17 5外呼指示 X21 4楼平层信号 Y20 内呼按钮去1楼指示 X22 5楼平层信号 Y21 内呼按钮去2楼指示 X23 上下限位 Y22 内呼按钮去3楼指示 X24 轿厢内开门按钮 Y23 内呼按钮去4楼指示 X25 轿厢内关门按
5、钮 Y24 内呼按钮去5楼指示 X26 热继电器 Y25 LED a段显示 X27 Y26 LED b段显示 Y27 LED c段显示 3 Y30 Y31 Y32 Y33 LED d段显示 LED e段显示 LED f段显示 LED g段显示 2.内部继电器说明 M101 M102 M103 M104 M105 M106 M107 M108 M501 M502 M503 M504 M505 1楼上升 2楼上升 2楼下升 3楼上升 3楼下升 4楼上升 4楼下升 5楼下升 1楼平层 2楼平层 3楼平层 4楼平层 5楼平层 外呼按钮M111 用，于记忆M112 外呼按钮呼M113 电梯信号，M114
6、 平层解除 M115 M116 M117 M118 平层用，用M119 于记 忆M120 平层信号，M226 被 其它M227 平层信号解 M228 除。 M201 M202 內呼去1楼 用于要去的M229 內呼去2楼 楼层 平层M230 4层有效开门信号 5层有效开门信号 上升记忆信号 下降记忆信号 1层有效开门信号 2层有效开门信号 3层有效开门信号 下降综合信号 上升综合信号 4 M203 內呼去3楼 解除 M240 已正常开关门记忆信号 M204 M205 M211 M212 M213 M214 內呼去4楼 內呼去5楼 M241 M242 1层手动开门 2层手动开门 1楼上升 2楼上升
7、 2楼下降 3楼上升 M243 M244 M245 3层手动开门 4层手动开门 5层手动开门 各层手动开门信号综合 开关门有效M246 外呼 M215 M216 M217 3楼下降 4楼上升 4楼下降 T0 T1 T3 开门时间 关门时间 运行后不在平层的时间 M218 5楼下降 T4 无人乘坐会基站的时间 M221 M222 M223 M224 M225 內呼去1楼 內呼去2楼 5 內呼去3楼 开关门有效 內呼去4楼 内呼 內呼去5楼 3.主控制电路 .QS.L1L2L3FUKM1KM2KM3LRFR.R?M. 电梯的上升和下降是由一台交流电机来完成的。如图所示，KM1、KM2 为电机正反转
8、接触器，用以实现电梯的上升和下降控制。KM3为电梯减 速运行接触器，用以实现电梯的减速控制，当电梯收到停层指示后，KM3 断电释放，串入阻抗，使电路的电流减小，实现电梯的上升与下降的减速 运行。到达平层时，接触器全部断电释放，抱闸抱死使电机停止运行。电 梯升降主电路 : 如示 6 4. PLC的外部电气控制接线图 .启动外 呼 叫 按 钮 1 升外 呼 叫 按 钮 2 升外 呼 叫 按 钮 2 降外 呼 叫 按 钮 3 升外 呼 叫 按 钮 3 降外 呼 叫 按 钮 4 升外 呼 叫 按 钮 4 降外 呼 叫 按 钮 5 降内 呼 叫 按 钮 去 1 楼内 呼 叫 按 钮 去 2 楼内 呼 叫
9、 按 钮 去 3 楼内 呼 叫 按 钮 去 4 楼内 呼 叫 按 钮 去 5 楼一 楼 平 层 信 号二 楼 平 层 信 号三 楼 平 层 信 号四 楼 平 层 信 号五 楼 平 层 信 号上 限 位轿 厢 内 开 门 按 钮轿 厢 内 关 门 按 钮热 继 电 器. .KM1KM2.RUN Y000上行1FX001Y0012FKM2KM1X002Y002下行2FX003Y0033FCOMX004Y004上行指示Y005灯下行指示3FX005KM9KM10Y006开门指示4FKM9X006Y007灯关门指示KM10220V4FCOMFU1X0075FY0101升外呼指示X010SB1Y011灯
10、2升外呼指示X011SB2Y012灯2降外呼指示X012SB3Y013灯3升外呼指示X013SB4COMX014SB5Y0143降外呼指示X015Y015灯4升外呼指示SQ1X016Y016灯4降外呼指示灯SQ2Y0175降外呼指示X017COMSQ3X020Y020内呼按钮去1楼指示SQ4X021Y021灯内呼按钮去2楼指示SQ5X022COMY022内呼按钮去3楼指示SQ6X023Y023灯内呼按钮去4楼指示SB6X024Y024灯内呼按钮去5楼指示SB7X025220VFU2X026COMLEDY0251Y0262aDPYX027Y0273baY0304cfdgbCOMCOM5Y0316
11、ee220VY0327fdcgLEDgn电 源Y033COM2.5K05V7 .5.程序设计 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 三、实验设计过程及总结 这是一个综合性实验,通过做这个实验,我基本上学会了用PLC控制电梯的过程。在做实验的过程中，我受益匪浅 ，主要表现在以下几个方面： 1、做完这个实验后，我对PLC的总体感觉是：PLC比较适合于工程控制，它比用单片机控制要简单一些。可以假设一下，假如用我们这一期学的微控制器来做的话，难度应该大很多。而且网上的相关资料显示，PLC比较适合于环境比较恶劣的工业现场。因此，通过做这个实验，我对PLC这门课程的重要性又有了更深刻的认
12、识。 2、通过做本实验我发现，梯形图虽然简单易懂，但是，当程序比较长时，用梯形图编的程序可读性比较差。相比之下，单片机的汇编语言就没有这个缺点。因此用步进梯形图去做能够很好的解决这个问题，它大大增加了程序的可读性。 3、做这个实验时我们是用硬件仿真的形式做的，即我们能够看到实实在在的模拟电梯，但是在我们的工作过程中我们不可能也没有条件去用硬件仿真的形式去做开发。因此，我认为，学PLC也得像学单片机一样，必须学会用软件去仿真，调试无误后再用硬件去做。这样可以避免损坏一些比较贵重的硬件，或者造成一些意外事件。 4、在正式调试的过程中，打开轿箱的时候，我们看见PLC的硬件连线，让我们比较惊讶的是，PLC的供电电源竟然是用淘汰的计算机的电源做成的。一般计算机的电源是5V电源，所以可以推测出PLC18 的正常工作电压也是5V。因此，我们自动化专业的学生必须具备这种创新能力，就是能够综合利用各种资源，比如各种淘汰的计算机或者其它的可用资源。 四、参考文献 1、电气控制系统与可编程控制器 常晓玲主编 机械工业出版社 2、可编程控制器原理及其应用 常斗南 李全力 电子工业出版社 3、电气与PLC控制技术 陈志新等主编 中国林业出版社 4、电气控制及可编程序控制器 张凤珊主编 中国轻工业出版社 5、电气控制与可编程控制器技术 史国生主编 化学工业出版社 19
