三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文

2024-08-22

三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文（精选7篇）

篇1：三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文

PLC

专

周题目：四层货运电梯

专业：电气自动化技术

班级：

姓名：何家斌

学号：

实

习PLC控制程序

10213

实习题目：四层货运电梯PLC控制程序

一、实习目的：

通过对该程序的调试，进一步深化所学知识，掌握一般性复杂程序的编程、调试。熟练掌握PLC程序的编制方法。

二、实习内容

本题目主要从控制原理上解决电梯控制的基本要求,要求设计并调试满足如下要求的梯形图程序：

1.电梯运行到位后具有手动和自动关门功能；自动关门指按上升或下降键之后，电梯上升之前，能自动关门到位才上升。

2.自动判别电梯运行方向，并作出电梯正在上行或下降的指示。

3.指示召唤信号，楼层到达指示。4.梯在无人值守情况下自动工作。三：I/O点分配

输

入 I

输

出O

开门按钮：X0（点动）

开门接触器：Y0

关门按钮：X1（点动）

关门接触器：Y1

开门到位开关：X2

上行接触器：Y2

关门到位开关：X3

上行指示灯：Y3

一层接近开关：X4

下行接触器：Y4

二层接近开关：X5

下行指示灯：Y5

三层接近开关：X6

一层楼层指示：Y6

四层接近开关：X7

二层楼层指示：Y7

一层向上召唤：X10

三层楼层指示：Y10

二层向上召唤：X11

四层楼层指示：Y11

二层向下召唤：X12

一层上召指示：Y12

三层向上召唤：X13

二层上召指示：Y13

三层向下召唤：X14

二层下召指示：Y14

四层向下召唤：X15

三层上召指示：Y15

舱内一层按钮：X16

三层下召指示：Y16

舱内二层按钮：X17

四层下召指示：Y17

舱内三层按钮：X20

舱内三层按钮：X21

舱内四层按钮：X22 四：实验分析

根据本专周实验具体要求和老师的讲解，通过自己对问题的思考，结合实际生活中电梯运行情况的控制方法，我认为可以把整个程序分为如下部分：电梯在各楼层的指示,电梯上下行及指示 ,各楼层上下召唤指示及舱内楼层选择，电梯停止，开关门。只要将这这些部分程序编写出来，然后把它们组合在一起就能满足实验的要求并顺利完成专周任务。五：各部分程序设计分析 1.电梯在各楼层的指示。

当电梯运行途径该楼层或停在该楼层时会触碰该层接近开关，程序指示电梯此时在该楼层，当电梯运行到其它楼层或停在其它楼层时该层不再指示。故我用起保停的控制方式来设计程序。2.电梯上下行及其指示。当电梯在一楼时，只要上面有召唤信号，无论是上召还是下召，电梯都必须上行；当电梯在二楼时，如果上下都有召唤时，这时就必须比较那一个信号先被记住，这样电梯才知道先响应哪一个信号，但是必须先满足该层乘客的要求；当电梯在三楼时，与在第二层的响应情况一样。

当电梯在四楼时无论是上召还是下召，电梯都必须上行。

在判断上下行的时候，必须要先知道电梯当前在哪一层，只有这样才能准确的判断出电梯的上下行。

上下行指示灯在上行或者下行时，它都必须一直被点亮，除非到达了四楼或一楼，电梯必须改变方向运行，这时才会被反向点亮。3.各楼层上下召唤指示及舱内楼层选择。

根据电梯的运行方式和要求，在电梯运行的一个周期内，不论是各楼层的召唤信号，还是在轿厢内楼层的选择信号都必须记下来，以便于电梯到达该楼层时做出相应的响应。因为所有的信号都是通过按钮得到的，是一个点动信号，故我用起保停方式，当一个周期运行完成，运行过程中响应了各楼层的上下行召唤、舱内楼层选择的信号之后，这些信号就将不再保持。4.电梯停止。

当有人在电梯外部召唤或有人在电梯内部要出电梯时，电梯响应这些信号后，电梯停在该层，当上下人都完成了之后才能继续运行。5.开关门。

当有人在电梯外部召唤或有人在电梯内部要出电梯时，电梯响应这些信号后，电梯停在该层。电梯停稳后，电梯开门，当开门到位之后，就可以上下人了，同时定时器开始计时，直到关门到位，这种方式可以实现自动开关门。在轿厢内可以手动开关门，但手动开关门必须在电梯停稳时才能操作。六．电梯控制程序

七程序写入PLC及调试。

通过用GX Developer 7.0 软件将程序写入PLC调试运行，通过观察PLC控制箱，结合I/O口分配和箱上按钮对应情况，观察箱上灯亮灭情况，看所设计程序是否有误及实现了电梯的哪些功能。

八．设计心得体会。

起初看到实验题目即要求时，头脑中没有头绪，老师给我们讲解了题目，I/O口分配及实际生活中的电梯运行方式，讨论了电梯运行情况之间的关系，和设计的基本要求，让我们对该设计有了初步认识。通过在网上及图书馆查阅相关资料，我首先大慨读懂这些程序的设计思路及所实现的功能。在设计中，主动和同学讨论电梯可能出现的各种情况，我以大化小，将电梯分为几个板块，通过对这几部分的具体分析，思路就比较清晰了，我通过对程序的实现的功能及调试情况。修改其错误，逐部实现电梯所需功能。经过一周的专周，强化了我的PLC课程学习情况及动手能力和思考问题的能力，虽说设计还是有缺陷，但这个专周，对我来说收获颇丰。一．实习目的-1

二．实习内容-1

三．I/O点分配-1

四．实验分析-1

五．各部分程序设计分析---------------------1-2

1.电梯在各楼层的指示。2.电梯上下行及其指示。

3.各楼层上下召唤指示及舱内楼层选择。4.电梯停止。5.开关门。

六．电梯控制程序---------------------------2-8

七程序写入PLC及调试------------------------8

八．设计心得体会-----------------------------8

篇2：三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文

中国电梯行业业内的2012年统计数据显示, 全国电梯从业人员的缺口在50万以上, 严重时多达百万, 而且从业人员整体素质低下, 无证上岗现象严重。为了提高电梯的安全性、可靠性, 满足广大电梯企业对安装、维保人员的市场需求, 解决从业人员专业技术水平及业务能力低下、人员匮乏的现状, 进而培养出高素质的电梯从业工程技术人才, 我们开发了教学用四层电梯模型机。

开发本电梯模型机的目的基于以下几点:

(1) 实现教学用四层电梯模型机的自动化控制;

(2) 掌握PLC控制系统的软硬件设计以及调试的方法;

(3) 促使学生理论与实践深度融合, 提高学生的动手操作能力。

1 控制系统的硬件设计

1.1 模型机的组成

电梯模型机主要包括机房、控制柜、井道、厅门及轿厢五个部分[1,2]。

(1) 控制柜部分由总电源、PLC、控制电源、变频器等组成;

(2) 机房部分由电磁制动器、曳引机、限速器等组成;

(3) 轿厢部分由轿厢、导靴、安全钳、平层装置、轿厢内指导灯、轿厢照明等组成。

(4) 井道部分由导轨、缓冲器、限速器、极限开关、平层感应器、限速器等组成;

(5) 厅门部分由厅门、上下呼按钮、楼层显示装置等组成。

整个模型机安置在面积为40 cm×30 cm的底板上, 电气控制部分安装在控制柜内, 电梯模型机的各项性能指标通过PLC来实现, 其重量约为50 kg, 高度约为150 cm。

1.2 模型机主要功能介绍

模型机可实现的主要功能如下[1]:

(1) 确定电梯上行或下行的运行方向;

(2) 记忆并响应上行或下行的呼梯信号;

(3) 顺向呼梯信号优先响应, 到达指定楼层后, 呼梯信号解除;

(4) 电梯到达所指定的楼层时, 所在楼层的指示灯将闪烁3 s, 梯门处于开启状态;

(5) 不仅具有上限位及下限位保护功能, 还具有互锁功能, 使电梯运行平稳、高效;

(6) 可以显示呼梯信号及电梯所处楼层。

电梯模型机采用常使用的曳引式电梯结构。其滑轮组由两个动滑轮和一个定滑轮组成, 可以减小所需的牵引力, 拖动电机为电压为AC380V、功率为120 W。其结构与实际电梯基本相同, 其功能与实际电梯的基本一致。模型机的大部分部件均是采用透明材料制成, 这就有利于观察电梯的内部结构, 运行过程中的每一个动作看起来都非常直观;可以很直观地了解并掌握电梯的基本结构、动作原理[2,3,4]。

1.3 I/O分配

模型机选用三菱FX2n-64MR作为电梯的控制单元, 其输入点数与输出点数均为32个。模型机具有上限开关、下限开关、开门限位、关门限位、上下呼梯等25个输入信号;抱闸继电器、开门继电器、关门继电器、楼层指示灯、牵引电机正转及反转等23个输出信号。输入点分配详情见表1, 输出点分配详情见表2。

2 控制系统软件设计

PLC电梯控制系统的关键环节软件设计部分。在进行软件设计时, 要本着功能完善、程序设计简单、易读、易改的原则[4,5,6]。利用PLC的各种指令进一步优化编写的程序, 尽可能缩短控制系统程序扫描时间, 进而保证电梯运行精度。控制系统设计流程图详情见图1。

根据电梯的控制要求, 电梯总是按照一定的程序重复地进行上下行、开关门动作。其过程为:给出上呼或下呼信号, 判断电梯运行方向, 启动运行, 到达层站时执行开门、关门。其工作原理图详情见图2, 根据电梯模型控制系统的功能, 进而编制出满足模型机相关功能的梯形图。

3 模型机的工作过程

模型机的轿箱通过交流电机来拖动, 交流电机的额定电压为380 V。电梯轿箱的上升与下降分别用Y30及Y31来控制。在PLC编程时, Y30与Y31进行互锁, 是为了防止意外而造成电源短路。

模型机控制系统作为一个人机交互式的系统, 在运行过程中存在很多不确定因素。这就需要在能够实现电梯的基本控制功能的基础上, 根据不确定的输入信号以及电梯所处于的状态控制电梯的运行。当控制系统工作时, PLC根据接收到轿厢和厅门控制系统的功能信号、楼层的呼叫信号以及井道与变频器的状态信号, 经过程序的判断、运算, 进而实现电梯运行的控制。PLC根据控制系统的要求, 向变频器发出上行下行信号、启动信号、加/减速运行信号以及制动停梯信号。由变频器按照一定的控制规律、控制算法进而来控制电机, 进而完成电梯的工作全过程[4,5,6,7]。

4 控制系统的调试及运行情况

4.1 控制系统的调试

针对一个PLC控制系统, 首先要对其功能进行设计, 就是根据被控对象工艺要求, 明确控制系统需要完成什么样的工作, 完成工作需要什么样的条件。其次, 要对PLC控制系统进行功能分析, 进而提出PLC控制系统的规模、结构形式、I/O点数、控制信号的种类等。最后根据控制系统的分析结果, 确定PLC控制系统所需要的机型以及系统的具体配置[5,6,7,8]。

调试步骤:

(1) 在总装调试前, 用户要把编写的程序进行模拟调试, 模拟调试无误后, 把PLC接到控制系统里进行总装调试;

(2) PLC的外部硬件接线检查, 确保接线正确;

(3) 将模拟调好的用户程序下载到用户存储器中进行调试, 确保PLC控制系统各部分的功能均达到既定的要求, 并能协调一致, 成为一个完整PLC控制系统;

(4) 如果调试结果达不到控制系统的要求, 可通过调整硬件以及软件的方法进行优化;

(5) 调试完成后, 将程序固化在EPROM内。

4.2 控制系统的运行情况

(1) 按下呼叫按钮, PLC检测到上呼信号或下呼信号以后, 便会控制轿厢运行到所指定楼层。电梯上升过程中, PLC只执行上行信号, 不执行下行信号, 并且只保持上行指示灯点亮, 反之亦然。

(2) 如果同时按下多层反向外呼信号按钮, 则轿厢将优先运行到最远端发出的反向外呼信号所在的楼层, 然后再按顺序执行其他楼层发出的外呼信号。

(3) 轿厢平层后开门, 延时5 s后自动关门。

(4) 在上升或下降过程中, 开门、关门按钮将处于无效状态。在开门、关门以及5 s延时时间内, 轿厢即不能上升也不能下降。

(5) 轿厢当前所在的楼层用七段数码管显示, 上行与下行用指示灯来指示。

(6) 经过验证, 模型机运行情况良好、达到预期效果。

5 结语

此教学用四层电梯模型机具有效果直观, 可操作性强等优点, 选用功能较强的PLC作为模型机的控制单元, 符合我国当前中低速电梯控制系统的实际情况, 非常适合电梯从业人员岗前培训, 也可以满足高职院校教、学、做一体化的教学模式。由于所具有的功能与现实生活中所使用的电梯基本一致, 工作人员可以不在施工现场, 而提前编制出符合要求的控制程序, 进而提高电梯调试效率。模型机可以在不同的方式下运行, 实现电梯的相关功能, 克服了传统的教学模型功能单一、仅能够以演示为主的局限性, 为教学和科研提供了优质的实验平台, 具有一定的实用价值与推广价值。

摘要：介绍了教学用四层电梯模型机, 使用三菱PLC作为核心控制单元来完成电梯相应功能。重点介绍了电梯模型机的硬件、软件设计以及调试运行情况。所研制的电梯模型机具有效果直观, 可操作性强等优点, 克服了传统的教学模型功能单一、仅能够以演示为主的局限性, 不仅适合高职院校教、学、做一体化的教学模式, 同时也为电梯从业人员的岗前培训提供了便利, 不仅具有一定的实用性, 还具有一定的推广价值。

关键词：电梯模型机,PLC控制系统,设计与实现

参考文献

[1]史先传.基于PLC控制的小型电梯模型的研制[J].微计算机信息, 2008 (13) :59-61.

[2]刘明.四层电梯教学模型PLC控制系统的设计[J].中小企业管理与科技, 2009 (03) :165-166.

[3]潘先荣.基于S7-200PLC控制的四层电梯模型设计[J].工业控制计算机, 2013 (01) :95-97.

[4]魏佳, 闫挺.6层电梯模型控制系统的PLC设计与调试[J].科技信息, 2011 (22) :240-241.

[5]王宏, 王子成, 崔光照.基于组态软件的PLC电梯控制和仿真研究[J].制造业自动化, 2013 (02) :109-112.

[6]杨小林, 潘丽萍.电梯模型在可编程控制器实践教学中的应用[J].实验室研究与探索, 2013 (02) :45-48.

[7]陈钢.使用PLC测试软件进行PLC电梯程序错误分析[J].可编程控制器与工厂自动化, 2011 (10) :51-54.

篇3：三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文

摘要：本文针对PLC及电梯教学的需要，介绍了由PLC控制的自我设计的四层电梯模型的构成、设计要求、编程方法及程序等。对电梯模型采用PLC控制系统的设计进行了描述，并通过实际教学的应用，积累了宝贵的经验，在教学方面具有较好的实用价值。

关键词：电梯模型 PLC控制程序设计

0 引言

随着城市建设的不断发展，楼群建筑不断增多，电梯在当今社会的生活中有着广泛的应用。电梯作为楼群建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，大部分电梯控制系统都采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定、可靠性高等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器（PLC）来实现。

1 四层电梯模型

结合教学的需要，我们研发设计了四层电梯模型，该电梯模型基本上反映了电梯的结构和使用功能，效果直观，可操作性好；选用功能较强的PLC作为控制单元，符合我国当前中低速电梯控制系统的实际情况。同时，该模型为电梯技术教学提供了较理想的实验平台，使用者可以直观地验证其程序编辑的正确性，便于理解电梯控制的逻辑关系。

2 可编程序控制器（PLC）

可编程序控制器为（Programmable Logic Controller，简称PLC），是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制装置。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC具有可靠性高、适应面广、抗干扰能力强、编程方便、对环境要求低、与其他装置配置连接方便等特点。在工业自动化控制系统中占有极其重要的地位。

3 四层电梯模型PLC控制系统的设计

3.1 设计目的 ①实现电梯运行的自动控制；②制作、完善教学教具；③加强教师教学教研水平；④更好的为教学服务。

3.2 设计要求

3.2.1 电梯上行设计要求：①当电梯停于1f或2f，3f呼叫时，则上行，到3f的行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭；②当电梯停于1f，2f呼叫，则上行，到2f的行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭；③当电梯停于1f，2f，3f同时呼叫，电梯上行到2f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续上行到3f行程开关控制停止；④当电梯停于1f，3f，4f同时呼叫时，电梯上行到3f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续上行到4f行程开关控制停止；⑤当电梯停于1f，2f，4f同时呼叫时，电梯上行到2f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续上行到4f行程开关控制停止；⑥当电梯停于1f，2f，3f，4f同时呼叫时，电梯上行到2f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续上行到3f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续上行到4f行程开关控制停止；⑦电梯停于2f，3f和4f同时呼叫，电梯上行到3f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续上行到4f行程开关控制停止；⑧当电梯停于1f或2f或3f时，4f呼叫，则上行到4f行程开关控制后停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭。

3.2.2 电梯下行设计要求 ①当电梯停于4f或2f，3f呼叫时，则下行，到2f的行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭；②当电梯停于4f，3f呼叫，则下行，到3f的行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭；③当电梯停于4f，2f，3f同时呼叫，电梯下行到3f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续下行到2f行程开关控制停止；④当电梯停于4f，3f，1f同时呼叫时，电梯下行到3f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续下行到1f行程开关控制停止；⑤当电梯停于4f，2f，1f同时呼叫时，电梯下行到2f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续下行到1f行程开关控制停止；⑥当电梯停于4f，3f，2f，1f同时呼叫时，电梯下行到3f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续下行到2f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续下行到1f行程开关控制停止；⑦当电梯停于4f或3f或2f时，1f呼叫，则下行到1f后停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭。

3.2.3 电梯呼叫、上行或下行均需信号指示。

3.2.4 在电梯运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的呼梯信号均不响应；如果某反向呼梯信号前方再无共它呼梯信号，则电梯响应该呼梯信号。

3.2.5 电梯具有最远反向呼梯响应功能。

4 结束语

我们设计的四层电梯模型，基本上反映了电梯的结构和使用功能，效果直观，可操作性好；在该模型上采用了PLC控制，基本上可应用于真实电梯中，因而在电梯工程实践中，可基本脱离现场环境，事先编制出符合要求的控制软件，以达到提高实际调试的成功率，运行在不同的方式下，实现诸多操纵方式的模拟，克服了教学模型功能单一，仅以演示为目的的局限性，为教学和科研提供了较理想的实验平台，具有实用和推广价值。

参考文献：

[1]郭金玉，陈国呈.多微机控制的中/高速VVVF电梯[J]电子技术应用. 2000.(02).

篇4：三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文

S7-200 PLC控制电梯的逻辑如下: (1) 行车方向由内选信号决定, 顺向优先执行; (2) 行车途中如遇呼梯信号时, 顺向截车, 反向不截车; (3) 内选信号、呼梯信号具有记忆功能, 执行后解除; (4) 内选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层位置均由信号灯指示; (5) 停层时可延时自动开门、手动开门、 (关门过程中) 本层顺向呼梯开门; (6) 有内选信号时延时自动关门, 关门后延时自动行车; (7) 无内选时延时5 s自动关门, 但不能自动行车; (8) 行车时不能手动开门或本层呼梯开门, 开门不能行车。

2 四层电梯的控制原理 (S7-200 PLC CPU) 外部接线图

2.1 外部接线图

外部接线图如图1所示。

2.2 S7-200 PLC输入/输出点相应的分配

(1) 输入:I0.0一层平层;I0.1二层平层;I0.2三层平层;I0.3四层平层;I0.4内呼一楼;I0.5内呼二楼;I0.6内呼三楼;I0.7内呼四楼;I1.0一层外呼上行;I1.1二层外呼上行;I1.2三楼外呼上行;I1.3二楼外呼下行;I1.4三楼外呼下行;I1.5四楼外呼下行;I2.0手动开门;I2.1手动关门;I2.2开门限位;I2.3关门限位;I2.4电梯上升极限位;I2.5电梯下降极限位。

(2) 输出:Q0.0电梯上行记忆;Q0.1电梯下行记忆;Q0.2电机正转;Q0.3电机反转;Q0.4内呼一楼指示;Q0.5内呼二楼指示;Q0.6内呼三楼指示;Q0.7内呼四楼指示;Q1.0一层外呼上行指示;Q1.1二层外呼上行指示;Q1.2三楼外呼上行指示;Q1.3二楼外呼下行指示;Q1.4三楼外呼下行指示;Q1.5四楼外呼下行指示;Q1.6门电机正转;Q1.7门电机反转。

3 电梯轿厢在各层电器故障具体表现及原因分析

当我们了解电梯S7-200 PLC CPU控制器外部接线电路, 输入、输出各点的控制位置和控制电梯的逻辑关系以后, 根据各输入、输出点故障指示灯进行分析如下:

3.1 电梯轿厢在第一层电器故障具体表现及原因分析

(1) 故障表现:通电后CPU电源指示灯不亮。原因分析:1) 电源保险熔断丝熔断;2) 连接线接头松脱;3) 连接线断开;4) CPU内部电路板电源系统有故障 (包括内部电源供给部分、内部电源输出部分、内部电源显示部分) 。 (2) 故障表现:CPU电源指示灯亮, RUN (运行) 指示灯不亮。原因分析:1) CPU程序设置没有运行;2) CPU内部故障。 (3) 故障表现:轿厢在一层, 一层外呼上行指示灯不亮。原因分析:电梯正常运行, 一层外呼开、关正常, 轿厢内按下开、关, 轿厢门正常打开和关闭, 轿厢内操作上行楼层显示正常, 属指示灯损坏。 (4) 故障表现:一层门外呼上行指示灯亮, 一层外门、内门没有动作。原因分析:1) 轿厢门关闭不到位;2) 轿厢门到位行程开关损坏;3) 行程开关固定位置螺丝松动;4) 触点杠杆移位;5) 装有自动门的电梯, 控制电路熔断器或门机电路熔断器过松或熔断丝熔断;6) 门机传动皮带打滑;7) 直流110 V电压无输出;8) 门机电动机DM损坏。 (5) 故障表现:一层门外呼上行指示灯亮, 一层外门正常, 用钥匙开轿厢门不能打开。原因分析:1) 门机电路个别连接端点松动脱落;2) 如果将开门、关门分别短接, 电梯能够关门、开门, 说明厅外钥匙开关接点接触不良或折断。 (6) 故障表现:一层门外呼上行, 一层外门正常, 一层轿厢门正常, 轿厢内内呼二楼、内呼三楼、内呼四楼显示灯不亮。原因分析:1) 轿厢内接线盒内接线排电源线松脱;2) 电源线折断。 (7) 故障表现:一层门外呼上行, 一层外门正常, 一层轿厢门正常, 轿厢内内呼二楼、内呼三楼、内呼四楼显示灯亮, 电梯不上行。原因分析:1) 机房控制电箱主电路中间继电器损怀;2) 电源线松脱或者折断;3) 零线松脱或者折断;4) 机房控制电箱主电路交流接触器线圈损怀;5) 交流接触器电源线松脱或者折断;6) 交流接触器零线松脱或者折断;7) 变频器缺相;8) 变频器损坏;9) 主电机故障。 (8) 故障表现:电梯上行到达二层后, 停止位置或高或低。原因分析:1) 机房控制电箱制动机械系统和控制电路有故障;2) 二层停机检测开关故障, 如果是光电开关, 可能移位或者有灰尘故障不正常;3) 行程开关移位或损坏。 (9) 故障表现:电梯上行到达二层后, 轿厢门、二层外门都不能打开。原因分析:1) 二级开门限位开关损坏, 使开门继电器不能得电, 电梯无法开门;2) 短接检查开门、关门2接点, 开门、关门工作仍然不能正常运行;3) 检查电源线路和断路熔断丝;4) 继电器常闭接点不通, 永磁继电器 (俗称干簧管) 损坏, 造成控制继电器不能吸合, 常开触点为断开状态, 继电器无法得电, 故而不能开门。

3.2 电梯轿厢在第二层电器故障具体表现及原因分析

(1) 故障表现:轿厢在二层, 二层外呼上行指示灯不亮。原因分析:电梯有动作, 二层外门开、关正常, 轿厢门开、关正常, 轿厢内操作开门、关门, 轿厢门正常, 轿厢内操作上行楼层显示正常, 则判断指示灯损坏。 (2) 故障表现:轿厢在二层, 二层外呼下行指示灯不亮。原因分析:电梯有动作, 二层外门开、关动作正常, 轿厢门开、关动作正常, 轿厢内操作开、关轿厢门正常, 轿厢内操作下行楼层显示正常, 判断指示灯损坏。 (3) 故障表现:轿厢在二层, 二层门外呼上行指示灯亮, 二层外门、内门没有动作。原因分析:1) CPU程序设置没有运行;2) CPU内部故障。 (4) 故障表现:轿厢不在二层, 二层门外呼上行指示灯亮、二层外门、内门没有动作和轿厢位置显示。原因分析:1) 轿厢在一层、三层、四层, 轿厢门开着, 或者轿厢门有其他障碍物不能关到位;2) 轿厢门到位行程开关损坏;3) 行程开关固定位置螺丝松动;4) 触点杠杆移位;5) 装有自动门的电梯, 控制电路熔断器或门机电路熔断器过松或熔断丝熔断;6) 门机传动皮带打滑;7) 直流电压为110 V没有输出;8) 门电机DM损坏。 (5) 故障表现:轿厢在二层, 二层门外呼上行指示灯亮、二层外门正常, 在二层用钥匙不能打开轿厢门。原因分析:1) 轿厢门关闭不到位;2) 轿厢门到位行程开关损坏;3) 行程开关固定位置螺丝松动;4) 触点杠杆移位;5) 装有自动门的电梯, 控制电路熔断器或门机电路熔断器过松或熔断丝熔断;6) 门机传动皮带打滑;7) 直流110 V电压无输出;8) 门机电动机DM损坏。 (6) 故障表现:轿厢在二层, 二层门外呼上行, 二层外门正常, 二层轿厢门正常, 轿厢内内呼三楼、内呼四楼显示灯不亮, 内呼下行一楼显示灯不亮。原因分析:1) 轿厢内接线盒内接线排电源线松脱;2) 电源线折断。 (7) 故障表现:1) 轿厢在二层, 二层门外呼上行, 二层外门正常, 二层轿厢门正常, 轿厢内内呼三楼、内呼四楼显示灯亮;2) 内呼下行一楼显示灯亮, 电梯轿厢不动作。原因分析:1) 轿厢内接线盒内接线排电源线松脱;2) 电源线折断。

3.3 电梯轿厢在第三、四层电器故障分析

按照第二层电器故障表现来分析。

4 结语

通过四层电梯控制系统S7-200 PLC控制及其电路故障原因分析, 有助于提高专业维修人员故障判断力, 从而获得较高的故障处理时效。

摘要：介绍了S7-200 PLC对四层电梯的控制原理, 并重点分析了S7-200 PLC控制系统和外围电器的故障原因。

关键词：四层电梯系统,S7-200 PLC控制,电路故障,原因分析

参考文献

[1]王整风, 谢云敏.可编程控制器原理与实践教程[M].上海:上海交通大学出版社, 2007

篇5：三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文

摘要：中国已经成为世界啤酒生产大国，随着国内啤酒产量的逐年递增，啤酒包装的需求也越来越大，啤酒包装的高度自动化对于啤酒生产过程非常重要。文章首先对啤酒包装的形式和基本工艺流程进行了阐述，在此基础上，对啤酒包装控制系统进行了硬件设计，主控器选用三菱公司的Q00CPU，I/O选用配套模块，伺服控制系统选用QD70P8定位模块、MR-J2S伺服放大器和MELSERVO-J2S电动机，主运动系统选用FR-F740变频器，通过CC-Link开放式现场总线实现连接。软件上，通过GX Developer编程软件进行编程，包括初始化参数设置模块、定位控制模块、出错复位模块和停止模块等。最终完成了啤酒包装控制系统的设计。

关键词：啤酒包装；Q00CPU；GX Developer

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）15-0006-02

1 背景概述

啤酒是当今风靡世界的饮料之一，啤酒的产生可以追述到新石器时代，当时一个面包师把生面团发在阳光下晒，其逐渐变成液体并开始发酵。到了8 000多年前，人类开始使用谷物制造啤酒，而记录酒类有关的文献是公元6 000多年前开始的，当时巴比伦人用黏土板雕刻的献祭用啤酒制作法。到了公元前4 000年人类开始运用大麦、小麦、蜂蜜等材料制作啤酒，啤酒的种类达到了16种。到了公元前3 000年起开始使用苦味剂。公元前1 300年左右，在埃及，啤酒作为国家优秀产业得到高度发展。随着工业革命的爆发1874年林德运用蒸汽机的原理，发明了冷冻机，使啤酒的工业化大生产成为现实，1881年E.汉森发明了酵母纯粹培养法，使啤酒酿造科学得到飞跃的进步。我国的啤酒也有4 000～5 000年的历史，1990年在哈尔滨八王子建立的乌璐布列夫斯基啤酒厂是中国建立的最早啤酒厂，目前的青岛啤酒、哈尔滨啤酒在世界享有盛誉。

中国有着庞大的啤酒消费群体，据统计，2012年中国的啤酒产量达到了490亿L，成为世界最大啤酒生产国，而美国、巴西、俄罗斯、德国位居二到五位。中国啤酒行业已经进入旺盛的发展时期，这无疑预示着啤酒工业在我国还有着很好的发展前景。对于普通消费者来说，首先映入眼球的是包装，通过产品包装可以了解品牌理念、产品特性，它直接影响到消费者的购买欲，它在生产、流通、销售和消费领域中，发挥着极其重要的作用。同时，包装能够起到保护产品、方便运输、传达产品信息等功能，啤酒包装是啤酒生产过程中非常重要的一个环节，通过端庄美观的包装可以使产品更具竞争力。

为了适应啤酒产量的高速增长，对啤酒包装工艺提出了更高的要求，在满足基本包装功能的情况下，能够突出主题、表里如一、巧用色彩，来吸引顾客。本文针对啤酒包装的稳定性和高效性的特点，设计一套基于三菱Q系列的Q00CPU控制器为核心，配以伺服控制系统和主运动控制系统，再通过GX Developer软件编程，最终完成本控制系统的设计。

2 啤酒包装概述及基本原理

现在市场上出现的啤酒包装主要有易拉罐装、玻璃瓶装和桶装。易拉罐装不会发生爆炸现象，因此其安全系数较高，同时它的密封性较好，能够保持很长的时间，携带也方便。瓶装啤酒由于其回收便利、成本低、防二氧化碳和水分散失等特点，在市场上一直占据主导地位。鲜啤都采用桶装，能够满足消费者的新鲜、重口味和重营养的要求，其可以分为不锈钢的扎啤及普通罐装。塑料瓶装是比较新的一种包装方式，其色彩多样，具有较强的视觉冲击，便于携带，不易破碎、爆炸，该形式也越来越多的被使用。

啤酒包装机械工艺在初始阶段主要包括两条工作线路：一条是啤酒的进瓶、分瓶和赶瓶，组成了啤酒的输送系统；另一条是纸板的输送，用于啤酒的包装。

通过进瓶和分瓶将散乱的啤酒排成整齐的12个，再通过赶瓶伺服机构送到包装工作区。纸板从纸仓出来，通过电动机传送，再通过升降电机和吸盘将其传送到轧辊电机，送入包装工作区。在包装工作区中将整齐的啤酒和纸板整合在一起，再通过喷胶伺服上胶，最后将纸箱固定好。

其过程可以概括为：

进瓶→分瓶→爬坡上纸→折箱输送→折页→上胶→压箱→成品。

3 啤酒包装的硬件设计

三菱Q系列PLC采用模块化的结构形式，扩展后的输入输出点数可以达到4 096点，内部程序存储器容量为252 K，扩展后可以达到32 M，基本指令的处理速度可以达到34 ns，可以适用于各种中等自动化生产线的控制场合。

本文选用三菱Q系列中的Q00CPU，该CPU可以支持的最大I/O点数为1 024个，软元件的存储器约为19 K字，内有32 K字的文件存储器。其内部还有闪存ROM，能够使用使用梯形图、语句表、高级语言等编程语言，方便工程师的编程，基本指令0.16 us同时内助串行接口，通过RS-232与外部设备进行通讯，能够满足系统的控制要求。

伺服控制部分采用QD70P8定位模块、MR-J2S伺服放大器和MELSERVO-J2S电动机组成。QD70P8定位模块主要用于多轴定位系统，能够实现任意位置和匀速控制，可以设置10项定位数据，其输出的是脉冲串，通过脉冲串中的脉冲数可以确定总的位移量，同时频率决定了电机的旋转速度；MR-J2S伺服放大器可以实现位置、速度和转矩控制，实现高精度定位和平滑的速度控制，同时其内部集成了USB和RS-422串行通信功能，应用十分广泛。MELSERVO-J2S伺服电动机的分辨率可以达到131 072脉冲/转，能够进行更高精度的控制。硬件控制结构，如图1所示。

变频器采用FR-F740系列，其功率可以达到630 kW，内置RS-485串行通信接口和PID功能，在啤酒包装系统中，可以通过皮带秤的流量信号来控制变频器频率，调节进瓶数，同时也能实现主轴电机的正反转。

为了使主站Q00CPU与变频器之间进行通信，使用CC-

LINK现场总线实现，其能够适应于较高的网络管理层，同时也能适应传感层网络，其主要工作于设备层，传输速率可以达到10 Mbit/s，底层遵循RS485通信协议，对于用户来说，拥有组态简单，接线简单（仅需要3根双绞线）、设置简单和维护简单等特点，在制造业中应用极其广泛。

4 啤酒包装的软件设计

根据控制要求，本系统需要38个输入点和38个输出点，Q00CPU能够满足控制系统的I/O要求。

运用GX Deceloper软件对系统进行编程本系统的程序控制流程图，如图2所示。

系统包括参数设置程序，用于相关的时间、位移、温度等参数；数据设置程序用于设置位检测、漫反射检测等相关ORP数据；定位数据设置程序用于设置一些定位数据，以便实现相关模块启动；PLC READY信号程序用于在已经初始化的情况下，判断ORP是否执行；定位控制程序，用于启动方法设置；定位控制启动程序由一个上升沿脉冲指令，进行定位控制程序；重新启动程序用于定位控制程序完毕后，重新启动，继续运行设定好的控制程序，出错复位程序时在工艺流程出现错误的情况下，纠正运行偏差；停止程序，当整个工艺流程完成，并将成品分配装载后，停止程序运行，结束程序创建。

5 结语

本文首先简要概述了啤酒及其啤酒包装的历史背景及发展趋势。为了适应啤酒产量的高速增长，对啤酒包装的稳定和高自动化提出更高的要求。

因此本文在啤酒包装的形式和工艺过程的基础上对其进行了设计，硬件上，以Q00CPU为控制核心，配以由QD70P8定位模块、MR-J2S伺服放大器和MELSERVO-J2S电动机组成的伺服控制模块，主运动选用FR-F740变频器，通过CC-LINK实现通信。

软件上，运用GX编程软件进行编程，包括初始化参数设置模块、定位控制模块、出错复位模块和停止模块等，该系统具有较好的稳定性和高效性。

参考文献：

[1] 唐家荣.基于S7—200 PLC的自动门控制设计[J].哈尔滨：哈尔滨师范大学自然科学学报，2013，（11）.

[2] 魏小林，周建清.PLC编程与应用技术[M].北京：电子工业出版社，2013.

[3] 王全友，夏国宏.可编程序控制器及编程实例[M].北京：机械工业出版社，2010.

[4] 邓松.可编程控制器综合应用技术[M].北京：机械工业出版社，2010.

篇6：三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文

1 电梯控制的要求

拖动调速控制以及逻辑控制可归纳为电梯控制系统的两大部分。拖动调速部分多为借助控制变频器对电梯的工作情况进行控制, 而PLC主要用于电梯控制系统中的逻辑控制, 将PLC运用到电梯的逻辑控制系统中, 可以不断简化其接线, 而且也能提高其可靠性, 也使电梯的维护更加便捷。主拖动借助三相交流异步电动机来拖动, 进行集选控制, 分为有/无司机方式。直流门电动机采用于门机的驭动。

2 电梯的控制过程

2.1 有司机的操控

司机接通基站总电源的开关, 进而可打开电梯门后进入电梯内部, 再把有无司机操控转换开关置于有司机操控的位置, 借助开关门的按钮来完成对电梯门的开关的操控。当向上或下的按钮被乘客按下时, PLC会接受到乘客的信号, 然后PLC就会自行扫描内存中的既定程序, 相应选定控制程序, 并借助输出设备发射信号, 进而操控继电器做出相应动作, 使电梯得以顺利运行。而当电梯快要达到需要停靠的楼层时, PLC会自动接收感应器的减速信号, 自行切断运作, 凭借操控变频器对电梯的运行速度进行减速控制, 从而控制电梯的加/减速以及停车。待电梯停靠层站后, 司机借助按钮控制实现电梯门的打开, 以完成接送客的任务。

2.2 无司机的操控

所谓无司机操控即不存在被任何司机操控的情况, 电梯可自动进行开关门、运行、加减速以及停车等动作, 而电梯要完成这些动作, PLC的自动控制则不可或缺。

2.3 慢车状态的检修

需检修之时, 借助对慢车开关的控制检修来实现。检修慢车开关处于接通时, PLC检修控制程序发挥作用, 电梯慢速运行只能借助司机按钮操纵来完成。

(1) 停电保持。正常运行中的电梯, 如遭遇突发断电, 停电的现场数据将被PLC自动存储, 电源被重新连接好后, 断电时的现场数据会自动恢复, 操控电梯运行。 (2) 应急情况处理。电梯处于运行状态时, 各输入信号的识别由PLC持续进行, 且同时监控运行状态, 异常信号一旦出现, 相应的安全措施即可实施, 以防止事故发生。

安装在基站的消防按钮开关被按下时, 则完成下列功能:门厅、轿内等所有呼叫信号即被消除;将门闭合, 开门回路断开;电梯若于上行中, 即可会停靠最近层, 门不开, 后回返基站, 如于电梯下行中, 便直驶回基站;电梯于开门中, 会马上闭门, 回返基站。

3 电梯的拖动调速和逻辑控制系统的应用

因教学模型, 故电梯专用的设备没有运用在变频器和拖动电动机中, 只借助于既有的教学设备。三菱FX1N系列PLC被PLC系统运用, 基于四层四站电梯对其控制的要求, FX1N-60MR, 30点输入, 30点输出被选用, 以达到系统I/O点的要求。

梯外乘用人员向电梯发出的呼唤信号即为召唤回路召唤。一上行召唤按钮装置于下端站, 一下行召唤按钮装置于上端站, 上行召唤和下行召唤两个按钮装置于中间站, 且指示灯各置于按钮内。向上或变频器选用三菱的FR-A540-1.SI-CH型变频器, 额定电压380V, 三相交流供电, 额定输出电流4A, 拖动电动机采用YS6324型电动机, 其功率为180W, 额定电压380V, Y形接法, 转速1 400r/min, 与电动机配套的减速器变比为1/50。

电梯所在的位置指示可以由层楼继电器电路来实现层楼信号, 并未选向、选层及指令和召唤的消除的下一步实施提供可靠信息。每层均有对应的层楼继电器, 电梯处于哪层, 所处对应楼层的层楼继电器就会有相应动作。层楼电路控制在本文中的完成主要借助数据传送、算术计算、数据比较处理等功能指令的运用。数据寄存器DO的启用, 可将1送入DO当电梯处于最下层端站时, 可将最高层数4送入DO当处于最上层端站时, 每上升一层的电梯, 闭合接近开关XO一次, DO将自动加一;每下降一层的电楼, 闭合接近开关XO一次, DO也将自动减一, 这样层数将始终存放在DO中。而后, 将DO分别与1、2、3、4相较, 等于几就表示电梯位于几层, 此时将对应的层楼继电器进行驭动, 带动层楼继电器电路的实现。在BCD译码器上以二进制的形式完成Y1、Y2、Y3数据输出来显示楼层, 进而将电梯所在层显示出来。

与层数数字相符的按钮为指令按钮, 在指令回路操纵盘上有此装置, 指示灯置在按钮内。进入电梯乘客按下指令按钮, 该指令即会被登记, 指示灯相应会亮;预选层楼在当电梯到达时, 相应的指令则被消除, 随即熄灭指示灯。指令电路来操控指令的这些登记与消除功能。

向下钮被按下时, 该信号会被控制系统所储存, 指示灯被相应点亮。目的层楼在电梯到达时, 随即熄灭指示灯。多数情况下, 电梯的选层会选择顺向截车、逆向呼叫记忆的方式, 也就是与运行方向相同的召唤优先被响应, 与运行方向相反的召唤则被同步保留。待反向运行时, 目的层楼平层在电梯到达后方会消号。此外, 直驶运行时的电梯则不响应召唤, 此召唤被保留。可得, 电梯的运行方向及是否直驶与召唤回路是密切相关的。故此, 能反映直驶和方向监视的继电器M1和M2被加入到了唤回路之中。

回路电梯方向关于选向的选定, 其实即为比较指令和召唤的位置同电梯实际位置两者。如前者在上, 电梯就定上向, 相反即定向下。首先选向链由山层楼继电器而构成, 后将对应接入各层的指令和召唤。多数情况下, 优先是指令选向, 故电梯控制系统位于核心部分的仅有电梯运行线路。电梯是受曳引电动机拖动, 受运行线路控制的电动机工作, 以达成速度曲线。电梯的加速启动、运行、减速以及平层停车均由PLC控制变频器来实现。完成定向后的PLC再借助变频器发出方向的速度信号, 凭借在变频器中自行设定的加速度值来完成电机的启动, 实现最大速度后的匀速运行的目的。当到达目的层的减速点时的电梯响应呼叫, 高速度信号被PLC切断输出, 此时的变频器会根据已设定的减速度值采用最大速度达到爬行速度的运行。频率下降到所设定值的变频器后, 马上有机械制动器产生动作, 进行电磁抱闸于电动机, 电梯平层停车。运行线路对电梯的主要性能指标起决定作用。 (1) 启动。首要条件即方向, 门锁等安全因素在电梯的启动运行中也很必要。 (2) 减速。选定某层的电梯, 表示就应减速在车将要到换速点, 提前准备平层停车。 (3) 平层停车。当减速运行到平层点时, 说明轿门门槛与厅门门槛基本平齐, 可以停车, 并实施电磁抱闸。一般轿厢顶上会安置平层感应器。

在电梯的控制系统中, 较为独立的单元当属电梯门的控制门电路。电梯门的开或关主要由它完成。电梯分为两种门: (1) 轿门, 也就是轿厢的门; (2) 厅门, 是指各层门厅的门。一般情况下, 当轿厢到达某层停车后, 轿厢门上的门刀会自动插入厅门的门锁中, 使门锁打开, 此时厅门在轿门的带动下实现开或关。电梯如未到达该层, 其厅处于锁闭状态, 此为安全保障的要求。门电路和控制系统的联系就在于这一点, 由各厅门和轿门的门锁电气限位开关的常开触点串联后, 作为门锁信号 (X13) 。X13代表ON, 即全部门安全关闭, 表示正常运行, 相反则不运行。开或关门由门电动机驱动, 通过开、关继电器控制M的正、反转实现。 (1) 开门情况。上班开门、按钮开门、触板开门和门区提前开门。 (2) 关门情况。下班关门、按钮关门、停站自动延时关门和强迫向上 (向下) 启动关门。

4 结语

PLC以及由变频器所控制的四层电梯教学模型, 能较好地满足教学演示的要求, 同时也充分体现出PLC与变频器运用到四层电梯中的优势。而且电梯教学模式的实施, 也能有效提高今后专业的教学质量, 而且也能对PLC以及变频器的应用技术今后的发展起到促进作用。

摘要：随着科学技术的不断发展, 将PLC及变频器运用到电梯的控制系统中已变得越来越受欢迎, 笔者主要对PLC及变频器在四层电梯教学模型中的应用进行探讨。

关键词：PLC,变频器,四层电梯,教学模型

参考文献

[1]吴卓峰.PLC与变频器在四层电梯教学模型中的应用[J].职业教育研究, 2014 (1) :128-131.

篇7：三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文

温度控制系统广泛应用于蔬菜大棚、蒸馏、酒类发酵、食品、化工等领域, 在这些场合都要求温度能有效地控制在稳定的范围, 而不能有大惯性大滞后现象, 否则会造成难以估量的损失或低效。目前研究温度控制系统中, 不少是用单片机控制的。而PLC的可靠性高, 编程简单, 易于维护, 可以广泛应用于各种控制系统, 所以根据温度控制系统的控制特点, 决定使用PLC来实现对温度的实用控制, 本文采用三菱PLC系统对温度进行有效经济地控制。

1 硬件选择

很显然, 在温度控制系统中, 一些主要的元器件是PLC、模拟量输入输出模块、温度采集器即温度传感器以及一些加热和降温设备。

1.1 PLC的选择

选用三菱公司的第三代产品三菱FX系列PLC的新产品FX3U-32MT, 与之前的FX系列产品相比其定位功能得到了提高, 基本性能也大幅提升, CPU处理速度达到了0.065us/基本指令, 内置了高达64K的大容量RAM存储器, 大幅增加了内部软元件的数量, 强化了指令的功能, 提供了多达209条应用指令, 包括与三菱变频器通讯的指令, CRC计算指令, 产生随机数指令等等, 因此它成为近两年各行各业的新宠。

1.2 PLC软件系统设计的步骤

在了解了程序结构和编程方法的基础上, 就要实际地编写PLC程序了。编写PLC程序和编写其他计算机程序一样, 都需要经历如下过程。 (1) 对系统任务分块。分块的目的就是把一个复杂的工程, 分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。 (2) 编制控制系统的逻辑关系图。从逻辑关系图上, 可以反映出某一逻辑关系的结果是什么, 这一结果又应该导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准, 也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动, 也反映了输入与输出的关系。 (3) 编制PLC程序并进行模拟调试。在绘制完电路图之后, 就可以着手编制PLC程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时, 除了要注意程序要正确、可靠之外, 还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验, 这样便于查找问题, 便于及时修改, 最好不要整个程序完成后一起算总帐。

1.3 温度传感器和模拟量模块

本系统涉及温度传感器, 因此需要增加A/D和D/A转换模块, 当温度传感器的信号输入时, 将模拟量转换成数字量, 来进行数据处理;PLC输出时, 又要将数字量转换成模拟量, 才能获得一定的电压信号, 并驱动不同执行元件工作。这里我们选用集模拟输入和模拟输出一身的三菱FX0N-3A来作为模拟模块, 它提供8位分辨率精度和提供2路模拟量输入 (DC0-10V或AC4-20m A) 通道和1路模拟量输出通道 (DC0-10V或DC0-5V) 。A/D转换时间100μs, D/A处理速度是TO指令处理时间的3倍。又因为FX0N-3A模块有较好的性价比, 因此广泛应用于各种设备当中。这里选择PT100铂电阻作温度传感器。PT100的测温范围是较大, 且测温精度高, 性能稳定。外界给PT100加一个已知的激励电压, 测出两端电流, 得到相应的电阻值, 由电阻值, 可以得到实际温度值。PT100铂电阻输出电流信号, 直接送给FX0N-3A模块。

2 系统组成

2.1 系统概况及要求

设控制要求为温度低于16℃时, 红色指示灯L1亮, 并启动加热器M1;当温度高于25℃时, 黄色指示灯L2闪, 并启动冷却器M2低速工作;当温度高于35℃时, 黄色指示灯L2亮, 并冷却器M2高速工作 (M2低速工作电压需用5V控制, 高速工作电压用10V控制) ;温度在16-25℃时, 绿灯L3亮;系统有启动按钮和停止按钮。

2.2 设计PLC输入输出地址表

系统有两个按钮, M1和M2各设一个过载保护FR, 加热冷却M1与M2和三个指示灯不能共用一组电源, 故输出点有所跳开, 如表1所示。

2.3 控制电路图

FX0N-3A有两路模拟输入, 这里使用通道1, PLC与3A直接用扩展总线连接, 其它输入输出元件连接如图1所示。

3 软件设计

3.1 温度测量与转换

3A的模拟通道是8位的, 检测到的温度, 经过转换, 这里传送到D100寄存器中, 我们取10次数据, 然后取平均值放在D102中。D110为温度和, 先清零;D114为计数, 比较M101, 等于10次D114清零;TO用来设置数据来源, FROM是读取温度值。3A模块内部分配有32个缓存器BFM0-BFM31, 其中BFM17各位作用:b0=0通道1, b0=1通道2, b1启动A/D, b2启动D/A;本段程序如图2。

3.2 温度数值的变换

温度转换是线性的, 可以根据以下公式:

Ax:计算结果;Nx:测量值;Amax-Amin测量最大值与最小值之差即量程, 此处PT100测量范围是-40~80℃;M:A/D转换后的最大数, 此处为250。

程序 (图3) 中量程和M值同时缩小10倍, 不影响结果;D124中的数值即为转换后的具体温度值, 如15℃时为15。

3.3 温度比较和D/A转换输出

如图4, D124中的温度值与参考值K16、K25、K35比较, 并根据要求控制输出。D/A转换是将0-250的数据转换成0-10V的电压, 是线性关系, 10V时输出250, 5V时输出125。

4 结束语

通过以上部分的工作, 我们用三菱的FX3U系列PLC和3A模拟模块设计了一套经济实用高可靠型的温控系统方案, 并以实例说明了控制过程和策略, 对关键元件的连接关系和运用细节的处理也作了交代, 具有相当的实用性。

参考文献

[1]贾芳云, 王大为等.蔬菜大棚模糊PID温度控制系统的设计[J].湖北农业科技, 2011.07.

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