基于PLC的二层电梯软硬件课程设计.doc

1 系统概述 1.1设计题目应用背景和意义 可编程控制器作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。随着社会的不断发展，楼房越来越高，而电梯成为了高层楼房的必须设备。PLC在电梯升降控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于PLC具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯升降过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对电梯的控制。 1.2 课题的设计任务及要求 在PLC课程设计中，我组设计了一个两层电梯控制系统其主要参数要求及实现功能如下： 电梯轿厢有三相异步电机拖动4KW 380V 50HZ，每层均设有平层感应开关，轿厢开关门有直流电机拖动125W 24V。并设置有关门和开门到位的限位开关。 实现功能： 1、一层设有上行呼梯按钮、二层设有下降呼梯按钮。 2、一层、二层和轿厢内均设有7断码数码管显示轿厢所在的楼层。 3、轿厢内设置有选层按钮。 4、轿厢内设置有开门和关门按钮。 2 方案论证 根据设计要求，本电梯控制系统可以采用常规低压元器件继电器控制方式和计算机控制两种控制方式。 采用继电器控制系统的电梯故障率高，大大降低了电梯的运行可靠性和安全性，所以基本上已经被淘汰。 计算机种繁多，根据计算机控制系统的组成方法及运行方式不同，计算机控制可分为PLC控制与专用微机控制两种方式。其中PLC因体积小、功能强、故障率低、寿命长、噪声低、功耗小、维护保养简便、修改逻辑灵活、程序容易编制、易连成控制网路等诸多优点得到了广泛的应用。 综上考虑，本系统采用PLC控制方案。 3 硬件设计 3.1系统的原理及示意图 3.1.1 主体构成 一部电梯主要由轿厢‘配重、拽引机、、限速机、控制柜、导轨等部件组成。 电梯机房内设有电梯控制柜和拽引机。 轿厢内侧配有一按钮盘，设有选层按钮、开关门按钮，上方有数码管显示器。 门上方配有电子平层感应器、平层信号需提供的是开关信号，由于霍尔元件具有结构牢固、体积小、重量轻、安装方便、功率小、耐震动、不怕灰尘等优点，我选择了桥厢下安装磁铁，通过非接触的霍尔元件产生开关信号的方法。 由小电机拖动的开门机，微动开关检测门开关的到位。 两个外侧厅门由轿门联动机构带动开启或关闭，一侧有装有响应指示灯的呼梯按钮及楼层显示器。 3.1.2 电力拖动部分 电梯轿厢由三相异步电动机拖动（4KW 380V 50HZ） 轿厢门由直流电机拖动（125W 24V）. 3.1.3 电气控制部分 根据系统输入输出信号数目及裕量等因素考虑我们选用三菱公司FX2N-32MR PLC控制，配加接触器、热继电器、低压断路器等。 简易模型如图3-1所示。 图3-1 二层电梯简化模型 3.2 主电路 3.2.1 轿厢拖动主电路 由于拖动轿厢电动机功率为4KW，容量小（7.5kW以下）、可采用直接起动。。选用上海纳玛电气有限公司Y132M1-6 额定电流9.4A，。 电路如图3-2所示 图3-2 轿厢拖动主电路原理图 3.2.2 轿厢门拖动主电路 轿厢门由直流电动机拖动（125W 24V）。采用改变励磁电流方向改变转向。 电路如图3-3所示 图3-3 轿厢门拖动主电路原理图 3.3 I/O分配 本系统采用三菱FX2N-32MR PLC,根据需要，输入输出点分配见表3-1 表3-1输入输出点分配表 输入点 对应信号 输出点 对应信号 X0 1楼外呼按钮上 Y0 KM1 X1 2楼外呼按钮下 Y1 KM2 X2 内呼按钮1楼 Y2 KM3 X3 内呼按钮2楼 Y3 KM4 X4 1楼平层信号 Y4 LED a X5 2楼平层信号 Y5 LED b X6 开门到位信号 Y6 LED c X7 关门到位信号 Y7 LED d X10 轿厢内开门按钮 Y10 LED e X11 轿厢内关门按钮 Y11 LED f X12 热继电器FR1 Y12 LED g 3.4 I/O接线图 PLC I/O接线图如图3-4所示 图3-4 I/O接线图 3.5 系统控制接线图 系统控制接线图如图3-5所示 图3-5系统控制接线图 3.6元器件选型 元器件选型如表3-2所示 表3-2 元器件选型 序号 代号 名称 型号 数量 1 M1 三相异步电动机 Y132M-6 1 2 M2 直流电动机 DM07-SGN-24-1800 1 3 FR1 热继电器 JRS1D-25 1 4 KM 交流接触器 CJ1X-D12M 2 5 KM 直流接触器 CZ1-2C 2 6 SB 按钮 LA18-22J 6 7 L 导线 1.5mm2BLV 若干 8 L 导线 1mm2BLV 若干 9 CPU PLC FX2N-32MR 1 10 QF 低压断路器 DZ10-100 1 11 QF 低压断路器