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《基于PLC的电梯控制系统的设计与仿真》篇一一、引言随着城市化的不断推进，电梯已经成为人们日常生活中不可或缺的交通工具。
电梯控制系统的稳定性和安全性对于保障人们的生命财产安全具有重要意义。
本文将详细介绍基于PLC （Programmable Logic Controller）的电梯控制系统的设计与仿真过程，包括系统需求分析、硬件设计、软件设计、仿真验证及结论等部分。
二、系统需求分析在电梯控制系统的设计过程中，首先需要进行系统需求分析。
这一阶段主要明确电梯控制系统的功能需求、性能指标以及安全要求。
1. 功能需求：电梯控制系统需要实现的基本功能包括呼梯响应、平层停车、方向控制、开门关门等。
此外，还需具备紧急停止、故障自检等安全保护功能。
2. 性能指标：电梯控制系统的响应速度、稳定性和安全性是主要的性能指标。
在保证系统稳定性的前提下，要尽可能提高响应速度，以提升乘客的舒适度。
3. 安全要求：电梯控制系统应满足相关的安全标准，如防撞、防夹等，并能在故障发生时及时报警并采取相应措施，确保乘客的安全。
三、硬件设计硬件设计是电梯控制系统设计的重要组成部分，主要包括PLC的选择、传感器和执行器的配置以及电气线路的布局等。
1. PLC选择：PLC是电梯控制系统的核心部件，负责接收和处理各种信号，控制电梯的运行。
选择合适的PLC需要考虑其处理速度、存储容量、I/O接口等因素。
2. 传感器和执行器配置：传感器用于检测电梯的状态和位置，如门开关状态、呼梯信号等。
执行器则用于控制电梯的运行，如电机驱动器等。
需要根据电梯的实际情况配置合适的传感器和执行器。
3. 电气线路布局：电气线路的布局要遵循安全、可靠、易维护的原则，确保信号传输的稳定性和抗干扰能力。
四、软件设计软件设计是电梯控制系统设计的另一关键部分，主要包括PLC程序的编写和调试等。
1. PLC程序设计：根据电梯控制系统的功能需求和硬件配置，编写相应的PLC程序。
程序应具备响应速度快、稳定性好、可维护性高等特点。
《基于PLC的电梯控制系统的设计与仿真》篇一一、引言随着城市化的不断推进，电梯在各类建筑物中已成为必不可少的运输工具。
其高效稳定的运行方式离不开精确可靠的控制系统。
传统上，电梯控制系统的设计与调试依赖于人工调试与物理试验，这种方法耗时耗力，并且效果不易达到理想状态。
而基于可编程逻辑控制器（PLC）的电梯控制系统设计与仿真则提供了更加高效、精确的解决方案。
本文将详细介绍基于PLC的电梯控制系统的设计与仿真过程。
二、系统设计1. 硬件设计基于PLC的电梯控制系统主要由PLC控制器、传感器、执行器等硬件组成。
其中，PLC控制器是整个系统的核心，负责接收电梯的各种输入信号，执行控制程序，输出控制信号。
传感器用于检测电梯的运行状态、门的状态等重要信息，执行器则根据PLC的指令进行开关门、启停等操作。
2. 软件设计软件设计主要包括PLC程序的编写与调试。
在编写程序时，需要充分考虑到电梯的各种运行情况，如上下行、开关门、超载等，确保电梯在各种情况下都能安全稳定地运行。
此外，还需要考虑到系统的实时性、稳定性等因素。
在调试阶段，需要使用仿真软件对程序进行测试，确保程序的正确性与可靠性。
三、系统仿真系统仿真是一种重要的测试手段，可以有效地验证控制系统的正确性与可靠性。
在基于PLC的电梯控制系统仿真中，我们使用了专业的仿真软件，对电梯的各个部分进行了详细的建模与仿真。
通过仿真，我们可以模拟出电梯在各种情况下的运行情况，如上下行、开关门、超载等，从而验证控制程序的正确性。
同时，我们还可以通过仿真来优化控制程序，提高电梯的运行效率与稳定性。
四、实验结果与分析通过实验与仿真，我们得到了以下结果：1. 电梯在各种情况下的运行情况均能得到良好的控制，证明了控制程序的正确性与可靠性。
2. 通过仿真优化后的控制程序，电梯的运行效率与稳定性得到了显著提高。
3. 系统的实时性得到了有效保障，确保了电梯在各种情况下的快速响应。
4. 整个系统具有较高的安全性能，可以有效地避免各种意外情况的发生。
《基于PLC的电梯控制系统的设计与仿真》篇一一、引言随着城市化进程的加速，电梯作为现代建筑中不可或缺的交通工具，其安全性和效率性显得尤为重要。
为满足市场对于高质量、高效率、高安全性的电梯控制系统的需求，基于PLC（可编程逻辑控制器）的电梯控制系统设计成为了一种重要的解决方案。
本文旨在详细介绍基于PLC的电梯控制系统的设计与仿真过程，并对其优势及潜在问题进行探讨。
二、系统设计1. 硬件设计基于PLC的电梯控制系统主要由PLC、电梯门机、电机驱动器、变频器、电梯安全回路设备等组成。
其中，PLC作为核心控制器，负责接收和处理各种信号，控制电梯的启动、停止、开关门等动作。
电梯门机负责执行开门和关门动作，电机驱动器和变频器则负责控制电梯的上下行和速度。
2. 软件设计软件设计是PLC电梯控制系统的关键部分，主要包括梯形图设计、程序编写和调试等步骤。
梯形图是电梯控制系统的逻辑表达方式，它详细描述了电梯的各种动作和状态。
程序编写则是将梯形图转化为可执行的代码，以实现电梯的各种功能。
在调试阶段，需要对程序进行反复测试和修改，以确保其正确性和稳定性。
三、系统仿真为验证设计的正确性和可行性，我们采用了仿真软件对基于PLC的电梯控制系统进行了仿真。
仿真过程中，我们根据实际电梯的运行环境和条件，设置了各种场景和参数，以测试系统的性能和稳定性。
通过仿真，我们可以观察到电梯的启动、停止、开关门等动作，以及各种故障情况下的响应和处理过程。
这有助于我们及时发现和解决设计中存在的问题，提高系统的可靠性和安全性。
四、系统优势与问题基于PLC的电梯控制系统具有以下优势：1. 可靠性高：PLC具有强大的抗干扰能力和高可靠性，能有效保证电梯的安全运行。
2. 灵活性好：通过编程，可以方便地实现各种复杂的控制逻辑，满足不同需求。
3. 维护方便：一旦出现故障，可以通过更改程序或更换模块来快速修复。
4. 兼容性强：可以与其他设备进行良好的连接和通信，便于系统扩展和维护。
《基于PLC的八层电梯模型控制系统设计与实现》篇一一、引言随着现代建筑业的飞速发展，电梯作为垂直交通工具，其安全、高效、稳定的运行显得尤为重要。
本文旨在设计并实现一个基于PLC（可编程逻辑控制器）的八层电梯模型控制系统，以提高电梯的自动化程度和运行效率。
二、系统设计1. 硬件设计本系统采用PLC作为核心控制器，配合传感器、执行器、电机等硬件设备实现电梯的各项功能。
具体包括：（1）PLC控制器：选用高性能的PLC控制器，负责接收电梯控制指令、处理数据、控制电机等。
（2）传感器：包括楼层检测传感器、门状态传感器、载重传感器等，用于检测电梯的当前状态和运行环境。
（3）执行器：包括电机驱动器、门机等，根据PLC的指令执行相应的动作。
（4）电机：选用高性能的永磁同步电机，实现电梯的垂直运动。
2. 软件设计软件设计主要包括PLC程序设计和上位机监控系统设计。
（1）PLC程序设计：根据电梯的运行逻辑和功能需求，编写PLC程序。
主要包括楼层召唤处理、电梯运行控制、门机控制等模块。
通过程序实现对电梯的自动控制，确保电梯的安全、高效、稳定运行。
（2）上位机监控系统设计：通过触摸屏或计算机等设备，实现对电梯运行状态的实时监控和操作。
包括楼层显示、召唤登记、故障诊断等功能。
通过上位机监控系统，可以方便地了解电梯的运行状态，及时发现并处理故障。
三、系统实现1. 硬件连接与调试根据硬件设计图，将PLC控制器、传感器、执行器、电机等设备连接起来。
然后进行硬件调试，确保各设备正常工作。
2. PLC程序设计与实现根据软件设计，编写PLC程序。
首先进行程序调试，确保程序逻辑正确、功能完善。
然后将程序下载到PLC控制器中，进行实际运行测试。
测试过程中，根据实际情况对程序进行优化和调整，确保电梯的安全、高效、稳定运行。
3. 上位机监控系统实现通过组态软件或自行开发的上位机监控系统软件，实现楼层显示、召唤登记、故障诊断等功能。
同时，与PLC控制器进行通信，实时获取电梯的运行状态和数据。
电梯模型PLC控制系统设计随着现代控制技术的不断发展，PLC（可编程逻辑控制器）在工业控制领域的应用越来越广泛。
其中，电梯模型PLC控制系统的设计与应用也日益受到重视。
本文将介绍如何设计一个高效、稳定的电梯模型PLC控制系统。
在电梯模型PLC控制系统设计中，首先需要了解其基本架构。
通常，电梯模型PLC控制系统由PLC控制器、输入模块、输出模块、通信接口等组成。
在选择PLC控制器时，需要考虑其型号、性能和可靠性，同时要确定其分配以及与上位机之间的通信方式。
电梯模型PLC控制系统的工作原理是根据上位机发出的指令，通过PLC控制器执行相应的控制算法，实现电梯的运行控制。
具体而言，控制算法包括位置控制、速度控制和整体协调控制等。
在位置控制方面，需要根据电梯所在楼层和目标楼层的距离，通过PID（比例-积分-微分）调节器对电机的转速进行精确控制。
在速度控制方面，可以通过对电机转速的监测与调节，确保电梯运行速度的稳定。
在整体协调控制方面，需要确保电梯各个部件之间的协同工作，以提高系统的整体性能。
为了提高电梯模型PLC控制系统的稳定性和可靠性，可以选择双PLC控制器或采用冗余技术。
双PLC控制器可以在一个控制器出现故障时，另一个控制器自动接管控制任务，确保电梯的正常运行。
而冗余技术则可以在关键部件发生故障时，通过备份部件的切换，保证系统的连续运行。
电梯模型PLC控制系统是一个闭环控制系统，需要不断调整参数以满足实际需求。
为了实现这一目标，可以采用组态软件和数据采集系统来实时监控和控制电梯模型PLC控制系统的参数。
组态软件可以通过图形化界面实时显示电梯的运行状态和各项参数，方便操作人员对电梯运行情况进行全面了解。
同时，通过数据采集系统，可以实现对电梯运行数据的实时采集和存储，为后续的优化控制算法提供数据支持。
电梯模型PLC控制系统设计的主要内容包括了解基本架构、掌握工作原理、提高系统稳定性与可靠性、实时监控与控制等方面。
基于PLC的电梯控制系统的设计与仿真一、本文概述随着现代科技的不断进步，电梯作为高层建筑中不可或缺的重要设备，其控制系统的设计和优化对于确保电梯安全、稳定运行具有重要意义。
近年来，可编程逻辑控制器（PLC）在电梯控制系统中的应用逐渐普及，其强大的编程能力和灵活的扩展性使得电梯控制系统更加智能化、高效化。
本文旨在探讨基于PLC的电梯控制系统的设计与仿真，以期为电梯控制系统的研发与应用提供有益的参考。
本文首先介绍了电梯控制系统的基本组成和主要功能，包括电梯的动力系统、控制系统、安全保护系统等。
在此基础上，详细阐述了基于PLC的电梯控制系统的设计原理和实现方法，包括PLC的选型、硬件电路设计、软件编程等方面。
同时，本文还重点分析了电梯控制系统的关键技术和难点问题，如电梯的动态调度算法、安全保护策略等。
为了验证设计的可行性和有效性，本文还进行了基于PLC的电梯控制系统的仿真实验。
通过模拟电梯在实际运行中的各种场景，测试了控制系统的性能指标和安全性能，并对实验结果进行了详细的分析和讨论。
仿真实验结果表明，基于PLC的电梯控制系统具有较高的可靠性和稳定性，能够满足高层建筑中电梯运行的各种需求。
本文总结了基于PLC的电梯控制系统的设计与仿真过程中的经验和教训，展望了未来电梯控制系统的发展趋势和应用前景。
通过本文的研究，可以为电梯控制系统的设计、研发和应用提供有益的参考和借鉴。
二、电梯控制系统基础知识电梯作为一种重要的垂直运输工具，其控制系统的设计与实现对于保障电梯的安全、稳定和高效运行至关重要。
电梯控制系统主要由电气控制系统和机械系统两部分组成，其中电气控制系统是电梯运行的核心。
电气控制系统的主要任务是根据乘客的操作指令和电梯的实际运行状态，控制电梯的启动、停止、加速、减速、换向等动作，以实现电梯的安全、平稳运行。
PLC（可编程逻辑控制器）作为一种高性能的工业自动化控制装置，以其强大的逻辑控制功能、灵活的编程方式、易于扩展和维护的特性，被广泛应用于电梯控制系统中。
五层电梯PLC控制系统及组态模拟设计一、本文概述随着现代工业技术的快速发展，可编程逻辑控制器（PLC）在电梯控制系统中的应用越来越广泛。
PLC控制系统以其高可靠性、灵活性和易于维护的特点，成为电梯控制领域的首选方案。
本文旨在探讨五层电梯的PLC控制系统设计及其组态模拟，通过对系统的详细分析，为电梯控制系统的实际应用提供参考。
文章首先介绍了电梯控制系统的基本构成和原理，包括电梯的主要组成部分、控制逻辑以及安全要求等。
随后，详细阐述了PLC控制系统的设计过程，包括PLC的选型、输入输出模块的配置、控制程序的编写等。
在此基础上，文章进一步介绍了组态模拟的概念及其在电梯控制系统中的应用，通过构建虚拟的电梯运行环境，实现对电梯控制系统的模拟测试和性能评估。
本文还将探讨电梯控制系统的优化与改进，以提高系统的运行效率和安全性。
通过对电梯控制系统的深入研究和创新设计，可以推动电梯技术的持续发展，为人们的日常生活提供更加便捷、安全的垂直交通解决方案。
通过本文的阅读，读者可以全面了解五层电梯的PLC控制系统设计及组态模拟的相关知识，为从事电梯控制系统设计和维护的工程师提供有益的参考和借鉴。
本文也为电梯行业的技术进步和创新发展提供了有力的支持。
二、电梯控制系统基础知识电梯控制系统是电梯运行的核心部分，负责监控电梯的运行状态、处理乘客的指令、实现电梯的自动升降以及确保电梯的安全运行。
现代电梯的控制系统大多采用可编程逻辑控制器（PLC）作为核心控制单元，通过编程实现对电梯的精确控制。
电梯控制系统的基本构成包括输入设备、PLC控制器、输出设备以及通讯接口等部分。
输入设备包括各种传感器和按钮，用于检测电梯的当前状态以及接收乘客的指令；PLC控制器则根据接收到的信息进行逻辑运算，输出相应的控制信号；输出设备如电机驱动器、灯光控制器等则根据PLC的控制信号执行相应的动作；通讯接口则用于实现电梯与楼宇管理系统或其他设备之间的通讯。
基于PLC的电梯控制系统的设计与仿真基于PLC的电梯控制系统的设计与仿真1.引言电梯作为现代城市生活中不可或缺的一部分，为人们提供了便捷、快速的垂直交通方式。
而电梯控制系统的设计与性能直接关系到人们的出行安全和舒适度。
传统的电梯控制系统多采用电气控制方式，但其存在可靠性较低、调试困难等问题。
而基于可编程逻辑控制器（PLC）的电梯控制系统能够实现更高的可靠性和灵活性，因此受到了广泛关注。
本文主要介绍了基于PLC的电梯控制系统的设计原理与实施过程，并通过仿真验证了系统的性能和可靠性。
2.电梯控制系统的设计原理电梯控制系统主要包括电梯调度算法、门控制和运行状态监测等功能。
其中，电梯调度算法是实现电梯多台协调运行的关键，主要有最大响应时间算法、最小等待时间算法等。
电梯门的控制则涉及到门的开启和关闭，以及门的安全检测。
基于PLC的电梯控制系统可以采用状态机控制方法。
状态机控制方法依据系统的状态对其进行控制。
对于电梯而言，状态包括运行状态、门状态、楼层状态等。
通过建立状态机，能够清晰地描述电梯在各种条件下应该采取何种控制动作。
3.PLC的选型与梯级控制在进行电梯控制系统的设计时，首先需要选择合适的PLC。
一般来说，高性能、稳定可靠的PLC是首选。
同时，考虑到电梯系统的可靠性和安全性，应选用双系冗余PLC系统，以确保系统的稳定性。
在进行梯级控制时，需要根据电梯的运行状态和楼层请求来确定电梯的调度顺序。
通过合理分析和调度算法的设计，能够最大程度地提高电梯系统的运行效率和用户体验。
4.门的控制与安全检测电梯门的控制是电梯控制系统中的关键环节之一。
在门的控制中，需要实现门的开启、关闭，以及门的开闭速度的控制。
通过PLC控制门的开闭动作，并通过传感器对门的位置进行检测，能够确保门的安全运行。
另外，为了保证电梯在门打开状态下不会运动，需要通过安全检测来控制电梯的运行。
通过检测电梯门的状态和位置，当门未完全关闭时，电梯将不会启动。
基于PLC的电梯控制系统的设计与仿真一、引言电梯作为现代城市中不可或缺的交通工具，其安全性和效率直接关系到人们的出行体验和生命安全。
为了提高电梯的运行效率和安全性，采用基于可编程逻辑控制器（PLC）的电梯控制系统成为了一个重要的发展方向。
本文将介绍。
二、电梯控制系统的基本功能电梯控制系统的基本功能包括调度乘客和货物的垂直运输，保障安全与高效率的运行。
基于这些功能，我们可以将电梯控制系统分为以下几个方面的设计：楼层选择、呼叫机制、门控制、电梯状态监测以及报警系统等。
三、PLC在电梯控制系统中的应用PLC是一种集合了计算机、控制器和操作台的一体化设备，可以对电梯的各部分进行控制和调度。
PLC有高可靠性、高可编程性和模块化设计等特点，非常适合用于电梯控制系统。
1. 楼层选择电梯乘客通过控制面板在电梯外选择楼层，在电梯内选择楼层。
PLC根据乘客的选择完成楼层的切换，并通知驱动系统进行相应楼层的运动。
PLC通过读取按钮信号来响应乘客的操作，然后根据当前电梯的状态确定合适的楼层。
2. 呼叫机制当乘客在某一楼层按下电梯呼叫按钮时，PLC会收到相应的信号并进行处理。
PLC将保存呼叫楼层的信息，并根据当前电梯的状态决定是否停靠。
3. 门控制电梯的门控制是非常重要的一环，直接关系到乘客的安全。
PLC会监测电梯门的开关状态，并根据乘客的需求进行开门和关门的控制。
同时，PLC还会对门的开闭速度进行调节，以保证乘客的安全。
4. 电梯状态监测PLC会不断地监测电梯的各项参数，包括电梯的位置、速度、载荷和故障状态等。
通过监测这些参数，PLC可以实时判断电梯的工作状态，并根据需要进行相应的控制和调整。
5. 报警系统当电梯发生故障或者出现其他异常情况时，PLC会及时发出报警信号，并进行相应的处理。
通过报警系统，PLC能够保障乘客的安全，并且提醒维修人员进行相应的维修和保养工作。
四、基于PLC的电梯控制系统的仿真为了验证基于PLC的电梯控制系统的可行性和有效性，我们可以使用仿真软件进行模拟实验。
摘要本文在阐述电梯和PLC的结构并工作原理的基础上，使用PLC（西门子S7-200 CPU226）及其扩展模块，设计了一个四层的电梯的控制系统。
设计了电梯的拖动回路，选择了曳引电机，并使用了安川616G5变频器，设置了控制方式参数、运行方式参数、S特性曲线参数等变频器参数，实现了曳引电机的启动、制动与调速。
采用模块化编程思想使用STEP7-MicroWIN SP9软件编写了梯形图，并通过梯形图，实现了包括电梯的启动与制动、楼层指示功能、轿厢内指令和轿厢外召唤信号的登记与消除、电梯运行方向的控制、电梯的开关门、超重报警和手动按响警铃等功能。
最后，使用S7-200编程仿真软件做了部分功能的仿真。
关键词：四层, 电梯, PLC, 控制系统ABSTRACTThe structure and working principle of the elevator and the programmable logic controller (PLC) are introduced and PLC (Siemens S7-200 CPU226) whit its extension module is used in the design of a four-storey elevator control system in this paper. To designing the drag circuit of the elevator, major parameters of traction motor is selected and Yaskawa inverter is used to controlling the speed of the traction motor whit it’s parameters set, such as control mode parameters, operation mode parameters, S characteristic curve parameters and so on. Using the step 7-MicroWIN SP9 software to compiling ladder diagram, many functions, including elevator starting and braking, the floor indicator function, the car instructions and the car outside the call signal of registration and eliminate, running direction of the elevator control, elevator door switch, overweight alarm and manual according to sound the fire alarm, is realized. At last some simulation of the functions is did with the use of S7-200 programming simulation software.Key words：four-story, elevator, PLC, control system.目录1 绪论 (1)1.1 论文的背景及意义 (1)1.2 电梯控制系统发展现状 (2)1.2.1 电梯继电器控制系统的特点及存在问题 (2)1.2.2 PLC在电梯控制中的应用特点 (3)1.3 论文的主要内容 (4)2 电梯综述 (5)2.1 电梯的定义与简介 (5)2.2 电梯的历史发展 (6)2.3 电梯的分类 (8)2.4 电梯的主要参数及性能指标 (10)2.4.1 性能指标 (10)2.4.2 主要参数 (11)2.5 电梯的结构 (12)2.6 电梯的控制要求 (15)3 总体方案设计 (17)3.1 控制系统的组成 (17)3.2 信号控制系统 (17)3.3 基于PLC的电梯控制系统要实现的功能 (18)4 硬件的选择与设计 (19)4.1 PLC简介 (19)4.1.1 PLC定义 (19)4.1.2 PLC的特点 (19)4.1.3 PLC的主要功能和应用 (21)4.2 变频器的选择 (23)4.2.1 通用变频器概况 (23)4.2.2 通用变频器的功率输出驱动技术动向 (24)4.2.3 VS一616G5型变频器参数设置 (26)4.3 其他硬件的选择 (29)4.3.1 曳引电机的选择 (29)4.3.2 电梯制动器原理 (29)4.4 PLC系统硬件设计 (30)4.4.1 I/O点估计 (30)4.4.2 选择PLC型号 (31)4.4.3 电梯硬件接线图 (32)5 软件设计 (33)5.1 PLC的编程语言与STEP 7概述 (33)5.2 电梯PLC程序流程图 (34)5.3 梯形图设计 (35)6 仿真 (44)6.1 S7-200仿真软件的使用 (44)6.2 PLC电梯控制系统仿真过程 (45)6.2.1 内呼仿真 (45)6.2.2 报警信号仿真 (47)致谢 (50)参考文献 (51)附录 (52)1绪论1.1论文的背景及意义在科学技术飞速发展、城市现代化进程突飞猛进的今天，电梯因为其高效、迅捷、安全、可靠的垂直运输能力，已经成为了人们不可或缺的运输工具，它被广泛应用于几乎所有现代高层建筑中，如办公大楼、宾馆、住宅、医院、仓库、工矿企业、码头、大型货轮等。
PLC 控制电梯仿真模块设计罗伟祥(广州市机械学校 广东广州 510405)摘 要:PL C 这门课传统的实验方法是采用“平面型”的模块模仿生产流程,实验效果不理想。
而采取教学仪器公司生产的仿真模块,具有“立体感”强的特点,实验效果好,但价格贵。
针对这一情况,作者开发了几种价格低廉的仿真模块用于教学,取得了很好的效果,值得推广。
本文介绍其中的4层电梯仿真模块的设计与实现。
关键词:PL C ;霍尔元件;单片机;步进电机中图分类号:TP21 文献标识码:B 文章编号:1004373X (2006)2112803Imitation Module Design of Elevator Controlled by PLCL UO Weixiang(Guangzhou Machinery School ,Guangzhou ,510405,China )Abstract :The traditional experiment method of the PL C course adopts the production process of the planarizartion imita 2tion module ,but the experiment effect is not so good.The imitation module produced by teaching instrument company posses the threedimensional characteristic and the experiment effect is good ,but it ′s expensive.According to this ,author developedseveral cheap imitation modules to teach ,which has got so good effect ,so it is worth spreading.This article introduces one of them ,which is the imitation module ′s design and realization of four storeys ′elevator.K eywords :PL C ;Hall ′s element ;single chip ;stepping motor收稿日期:200604291 引 言通常可编程控制器PLC 这门课的实验方法是用PLC 控制生产中的工艺流程的各种模块,限于成本,所用的模块都是平面型,用发光二极管代替控制的目标,如:电机、电磁阀等。
用拨动开关模拟限位开关、液位开关、行程开关等各种传感器。
学生做实验时既要看输出端的各种负载变化,又要根据题目控制要求拨动输入端的模拟开关,手忙脚乱。
且这种实验方法离真实的工业控制较远,实验效果不理想。
现在有的学校采用真实的传感器和电机、电磁阀等仿真工业控制环境的仪器来做实验,这种方法有助学生对问题的理解,编程和调试很快上手,效果很好。
但教学仪器公司生产的仿真仪器价格贵、体积大、对于经费紧张的学校难以大面积推广,这样就不能整个班同做同一实验,不利于教学。
为克服以上存在的问题,设计了几种仿真模块,具有仪器公司生产的仿真仪器的特点,但体积较小且价格较低,这样就能做到一台PLC 配一个模块,全班同做一个实验,在我校的教学中取得了满意效果。
现以4层电梯仿真模块为例介绍。
2 系统设计4层电梯仿真模块的控制原理方框图如图1所示。
图1 4层电梯仿真模块的控制原理方框图由信号输入、控制电梯的PLC 编程、步进电机控制3大部分组成。
模块的面板如图2所示。
基本控制原理:编制PLC 控制程序,对楼层的呼叫信号、平层信号作出停止、升/降判断,然后将信号传送到单片机,调用单片机的正反转、停止控制程序,再由单片机输出回路的励磁信号经放大驱动步进电机,带动皮带使桥厢上、下移动,完成电梯的模拟运行。
2.1 输入信号部分本模块输入信号主要由楼层呼叫信号(6个)和平层821电子技术罗伟祥:PL C 控制电梯仿真模块设计信号(4个)组成。
楼层呼叫信号用带指示灯的按钮直接控制PLC的输入端子就可实现。
图2 4层电梯模块面板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。
开关霍尔集成传感器与PLC 的输入端子连接示意图如图3所示。
图3 霍尔集成与PL C 连接示意图2.2 控制电梯的PL C 编程本部分由教师指导学生根据所学的知识自己完成。
可用梯形图或顺序功能图SFC 来编程。
梯形图编出的程序简短,但可读性差,而且需要长期的编程技巧积累才能完成。
建议学生用SFC 来编,根据呼叫信号和平层信号的变化控制PLC 的输出端Y13,Y 14,Y 15产生升、降、停信号来进一步控制单片机的工作。
要求学生编程时,Y 13,Y 14要互锁,避免同时接通,损坏步进电机。
2.3 输出部分(步进电机的控制与驱动)模拟电梯桥厢需根据呼叫和平层信号在短距离内(约25cm )不停上下移动和启停,尝试了用多种控制方法去控制直流和交流电机都不能满足要求,最后选用步进电机满足了设计的要求。
通过对PLC 进行编程,能直接控制步进电机,但这样同一PLC 完成两种任务,就会运行两种不同的程序和有两种接口,本模块的设计会很复杂,这也偏离了设计的原意。
为此设计了通过单片机控制步进电机的方法实现。
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号,他就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),他的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
步进电机具有瞬间起动与急速停止的优越性,速度可以控制得很慢,方便演示。
控制步进电机必须由环形脉冲、信号分配、功率放大等组成的控制系统,方框图如图4所示。
图4 控制步进电机方框图步进电机的驱动电路如图5所示。
图5 步进电机驱动电路 (1)脉冲信号的产生脉冲信号由程序控制单片机产生,如果给步进电机发一个控制脉冲,他就转一步,再发一个脉冲,他会再转一步,没有脉冲,就停止。
两个脉冲的间隔越短,步进电机就转得越快。
调整单片机发出的脉冲频率,就可以对步进电机进行调速。
为方便演示,速度要较慢,单片机程序设计电机转速为20ms 。
对单片机进行编程,当PLC 的Y 13,Y 14,Y 15分别有信号时,使电机分别完成正转、反转、停止动作。
程序如下: O GR 00HSTOP :ORL P2,#0FF H ;步进电机停止LOOP :J NB P1.0,FOR ;Y13是否有信号,是则正转 J NB P1.1,REV ;Y14是否有信号,是则反转 J NB P1.2,STO P ;Y15是否有信号,是则停止 J M PLOOP FOR :MOV R0,#00H ;正转至TABL E 取码指针初值FOR1:MOV A ,R0;至TABL E 取码 MOV DRPT ,#TABL E MOVC A ,@A +DPTR J Z FOR ;是否取到结束码(00H )? CPL A ;将ACC 反相921《现代电子技术》2006年第21期总第236期 电子技术应用 MOV P2,A;输出至P2,正转 J NB P1.2,STO P;Y15是否有信号,是则停止 J NB P1.1,REV;Y14是否有信号,是则反转 CALL DEL A Y;步进电机转速 INC R0;取下一个码 J M PFOR1REV:MOV R0,#05H;反转至TABL E取码指针初值REV1:MOV A,R0;至TABL E取码 MOV DP TR,#TABL E MOVC A,@+DPTR J Z REV;是否取到结束码(00H)? CPL A;将ACC反相 MOV P2,A;输出至P2,反转 J NB P1.2,STOP;Y15是否有信号,是则停止 J NB P1.0,FOR;Y13是否有信号,是则正转 CALL DEL A Y;步进电机转速 INC R0;取下一个码 J M PREV1STOP:J M PSTOPDEL A Y:MOV R1,#40H;步进电机转速20ms D1:MOV R2,#248 DJ N2R2,＄ DJ NC R1,D1 RETTABL E:DB03H,09H,0CH,06H;正转 DB00;正转结束码 DB03H,06H,0CH,09H;反转 DB00;反转结束码END(2)信号分配本模块使用的是二相四拍感应子式步进电机,步距角为118°;当电机绕组通电时序为AB BC CD DA或(AB- AB- A B-A B)时为正转,通电时序为DA CA BC AB或(A B- A B- AB-AB)时为反转。
(3)功率放大单片机的输出信号经74系列数字运放整形放大,再经达林顿管进一步放大推动电机转动。
3 结 语学生使用本模块时,不需了解其内部的结构,只需编程,模块就能按工作要求自动地执行上、下和起、停,仿真平常使用的电梯。
经多年的使用,很好地满足实验的需要,值得推荐。
参 考 文 献[1]何立民.单片机应用技术选编[M].北京:北京航空航天大学出版社,1999.[2]耿德根.AVR高速嵌入式单片机原理与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001.[3]王也仿.可编程控制器应用技术[M].北京:机械工业出版社,2001.[4]王熠东.传感器及应用[M].北京:机械工业出版社,2002.[5]何希才.传感器及其应用电路[M].北京:电子工业出版社,2003.作者简介 罗伟祥 1968年出生,广东顺德人,电气讲师。
从事PL C教学多年。
(上接第127页)参 考 文 献[1]Pal S K,K ing R A.Image Enhancement Using Smoothingwith Fuzzy Sets[J].IEEE Transaction on Man Cybern, 1981,11(7):494501.[2]Bhutani K R,Battou A.An Application of Fuzzy Relation toImage Enhancement[J].Pattern Recognition Letters,1995, 16(10):901909.[3]Chio Y S,Krishnapuram R.A Robust Approach to ImageEnhancement Based on Fuzzy Logic[J].IEEE Transaction on Image Processing,1997,6(6):808824.[4]孙即祥.图像分析[M].北京:科学出版社,2005.[5]马丙辰,谌海新,马桂珍.基于标记点的刚体图像配准方法研究[J].计算机工程与应用,2005,41(6):6871.[6]曾文锋,李树山,王江安.基于仿射变换模型的图像配准中的平移、旋转和缩放[J].红外与激光工程,2001,30(1): 1820.作者简介 史励新 女,1980年出生,吉林东丰县人,西安建筑科技大学硕士研究生。
