基于PLC的四层电梯的控制

ID:781168 · 发表于 2021-1-21 22:13

（即系统能够实现的功能描述）

1.根据控制任务选择PLC型号，确定主电路开关器件的型号容量。

2.绘制系统启动控制线路与PLC的接线图

3.要通过PLC实验装置模拟实现该系统的实时调试运行。

4.电梯拖动电机选择交流异步电动机，实施正、反转控制表示电梯的上升、下降工况。

二.硬件选择

2.1PLC的选择

目前市场是可编程控制器种类繁多，有西门子的、三菱的、欧姆龙的等。同一品牌的可编程控制也有很多类型，仅西门子就S7-200/S7-300/S7-400这三个系列。

结合自身学习特点，在学习期间接触西门子s7-200的时间比较长，熟悉s7-200的各种功能指令，可以熟练利用s7-200各种功能指令编程。结合PLCs7-200本身具有的：模块结构、可靠性好、多功能性、易编程性等特点，本次课题设计需要输入端口26个，输出端口11个。故设计中选用西门子PLCS7-200CPU224。

S7-200系列是一类可编程逻辑控制器MicroPLC。这一系列产品可以满足多种多样自动化控制需要，如图展示一台S7-200MicroPLC。由于具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令，使得S7-200可以近乎完美地满足小规模的控制要求。此外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。

2-1西门子PLCS7-200外部结构

(1)CPU的能力
CPU224集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，可连接7个模块，最大扩展至168路数字量I/O或35路模拟量I/O点，13KB程序和数据存储空间。CPU224输入电路采用了双向光电耦合器，24V直流极性可任意选择，系统设置1M为I0.X输入端子的公共端，2M为I1.X输入端子的公共端。在晶体管输出电路中采用了MOSFET功率驱动器件，并将数字量输出分为两组，每组有一个公共端，共有1L、2L两个公共端，可接入不同的负载。
(2).I/O点数的确定
CPU224主机共有I0.0至I0.7、I1.0至I1.514个输入点和Q0.0至Q0.7、Q1.0至Q1.110个输出点。
(3).存储器容量的选择
由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用工程的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，CPU224的程序和数据存储空间按256个I/O点至少选13K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器
(4).PLC电源的选择
PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。我们做实验用的是220V的电源。dvzfvkwMI1
2.2变频器的选择
变频器（如图2.1）是利用电力半导体期间的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电动机的启动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。
电梯的调速要求除了一般工业控制的静态、动态性能外，他的舒适度指标往往是选择的一项重要内容。本设计中拖动调速系统的关键在于保证电梯按理想的给定速度曲线运行以改善电梯运行的舒适度。

由于西门子MM440变频器具有：(1)调试简单；（2）模块化的结构，配置灵活性最大；（3）6个可编程，带隔离的数字输入；（4）2个可表定的模拟输入（0V至10V，0mA至20mA），它们也可作为第7和第8个数字输入；（5）2个可编程的模拟输出（0mA至20mA）；（6）3个完全可编程的继电器输出（30V直流/5A，阻性负载；250V交流/2A，感性负载）；（7）当使用较高的开关频率时，电机可以低噪音运行（在开关频率较高情况下，要降格使用）（8）完善的变频器和电动机保护功能。所以本次课题设计采用西门子MM440变频器。

2-2西门子MM440变频器示意图

2.3设备选型
1.拽引电机型号选择
根据设计要求，已知要求设计四层电梯，载重量为2000KG（20人）
现假设电梯自重1t，电梯运行时匀速，速度为0.5m/s，电机效率为a=80%（机械能电能转化效率）由公式:P=mgv=2000*10*0.5=10KWP总=P/a=10/0.8=12.5KW综合考虑选择一个功率为15KW的曳引电机。（留有一定的裕量）我所选择电机型号为许昌博玛WA-2-2.00/1200型曳引电机。相关参数为：
额定转矩：750N/m
额定电压：380V
额定功率：15KW
额定转速：1440r/mincosΦ=75%