2015年多电梯群控运行的PLC控制系统设计-中国智能制造挑战赛设计文件.doc

2017年“西门子杯”中国智能制造挑战赛 （原全国大学生工业自动化挑战赛） 连续过程 设计开发赛项 工程设计文件 参赛队伍编号：________________ 年 月 日 一、方案设计依据、范围及相关标准 设计依据 随着现代经济的发展，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要标志。电梯是服务于三分之一楼层的固定式升降设备，建筑的发展必然带来了电梯行业的快速发展。作为载人的工具，人们提出了更高的要求。由于传统的电梯控制方式存在故障较多，所以需要开发高效的控制方式。因此可选用可编程控制器（PLC）控制精度高、可靠性好、控制程序可随时更改，因此，PLC在电梯控制领域得到了广泛的应用。 主要研究内容 本设计主要研究多电梯群控运行的PLC控制系统设计，具体以单体或者集群控制控制为目的。具体任务包括电梯初始化功能，开关门控制，轿厢的启停控制，错误指令消除，待载休眠功能。以及对电梯整个运行系统进行上位监控并在异常状态做出相应报警。在满足单部电梯的基础上将三部电梯组成一组进行集中控制，合理分配；从而缩短乘客的平均候梯和乘梯时间；减少系统整体能耗提高经济效益。 1 总体方案设计 1.1 电梯介绍 电梯模型主要包括：电梯整体（包括轿厢、电机、限位开关等）、各个楼层按钮（上下行呼梯按钮及指示灯，等）、电梯内部设备（轿厢开关门按钮、轿厢选层按钮及指示灯等），等等。电梯模型采用多部多层结构，其外形及示意图 图1电梯模型外形示意图根据不同楼层客户需求时响应，实现自动平层、开关门、超重提示、实现上下限位，层门联锁保护等，并根据不同的需求实现合理的响应。 所使用的控制器标准配置为SIMATIC S7-1200系列PLC，以及西门子TIA Portal 软件系统。二、系统分析（包括控制需求分析、对象特性分析、工艺流程分析、系统安全要求等） 三、控制系统设计 3.1 基础控制系统的设计包括控制回路、控制算法、被控变量、操纵变量、控制规律、阀门特性等，并说明理由 3.2 安全系统的设计包括声光报警、安全联锁、紧急停车、安全仪表等，并说明理由 3.3 绿色生产、节能减排 3.4 控制系统管道仪表流程图 四、系统设备选择 4.1 系统设备选择 4.2 系统 五、实施 5.1 操作说明 项目中如需对画面进行画面编辑。将所有需要的变量进行上位组态画面的连接，将程序下载至CPU，使CPU进入RUN模式，选中HMI项目，点击开始，连接成功后进入运行画面，点击“调试启动”按钮,电梯进入初始化程序将所有信号清零并将电梯复位至一层待命，初始化完成后则可以进入自动运行程序，正如图所示，当前电梯运行至5层,其轿箱内数码显示为5,且有去往4,层，3层，1层的内选信号,内选按钮指示灯亮,电梯运行指示电梯将向下运行； 5.2 监控 根据项目要求，在电梯运行过程中需要对电梯所应用的传感器进行状态监控并实时显示；如图所示，1号梯和3号梯正在运行，1号梯轿厢接触到下平层信号因此电梯进入低速状态，一级制动正在生效。 5.3 响应曲线及性能分析 六、经济效益分析 本设计主要实现了电梯的初始化功能，将所有选层信号及各状态标记位清零，使电梯开始运行前复位至一层待命，完成电梯的初始化工作，为电梯的自动运行准备前提条件；实现电梯的自动运行功能，满足乘客在各个楼层的呼叫需求，实现电梯升降低速，提高了人们乘坐电梯的舒适感，隔层高速运行，减少了乘坐电梯的乘坐梯和等候电梯的时间，提高电梯的运行效率。同时实现电梯的集群联动控制，优化资源配置，对于节能环保有着极大的现实意义。