唐悦奇：基于PLC的施工场地升降机控制系统设计
3.3.1升降机曳引电机及门电机电路图
根据设计要求，本次设计的电气控制系统主回路原理图如图3-3所示。图中M1，M2为曳引电机和门电机，交流接触器KM1～KM4通过控制两台电动机的运行来控制轿厢和厅门，从而进行对电梯的控制。FR1，FR2为起过载保护作用的热继电器，用于电梯运行过载时断开主电路。FU1为熔断器，起过电流保护作用。
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安徽工程大学毕业设计（论文）
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图3-3 电梯曳引电机及门电机电路图
3.4 I/O点数的估算
采用PLC构成四层简易升降机电气控制系统。升降机的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为升降机上升，反转为下降。一层有上升呼叫按钮K1和指示灯H1，二层有上升呼叫按钮K2和指示灯H2以及下降呼叫按钮K4和指示灯H4，三层有上升呼叫按钮K3和指示灯H3以及下降呼叫按钮K5和指示灯H5，四层有下降呼叫按钮K6和指示灯H6。一至四层有到位行程开关SQ1～SQ4。升降机内有一至四层呼叫按钮K10～K7和指示灯H10～H7；升降机开门和关门按钮SB5和SB6，电梯开门和关门分别通过电磁铁KM3和KM4控制，关门到位由行程开关ST1检测，开门到位由行程开关ST2检测。轿厢上行和下行由接触器KM1和KM2控制，并有上行记忆和下行记忆两路指示灯。
综上所述，输入点共有20个，输出点数有16个。
可编程控制器S7-300的I/O点数可达32/32个,足以满足要求。 具体的I/O分配如表
序号 1 2 3 4 5 6 7
名 称 一层平层 二层平层 三层平层 四层平层 内呼一楼 内呼二楼 内呼三楼
输入点 序号 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6
1 2 3 4 5 6 7
名 称 升降机上行记忆 升降机下行记忆
电机正转 电机反转 内呼一楼指示 内呼二楼指示 内呼三楼指示
输出点 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6
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8 内呼四楼 I0.7 8 内呼四楼指示 Q0.7 9 一层外呼上行 I1.0 9 一层外呼上行指示 Q1.0 10 二层外呼上行 I1.1 10 二层外呼上行指示 Q1.1 11 三楼外呼上行 I1.2 11 三楼外呼上行指示 Q1.2 12 二楼外呼下行 I1.3 12 二楼外呼下行指示 Q1.3 13 三楼外呼下行 I1.4 13 三楼外呼下行指示 Q1.4 14 四楼外呼下行 I1.5 14 四楼外呼下行指示 Q1.5 15 手动开门 I2.0 15 门电机正转 Q1.6 16 手动关门 I2.1 16 门电机反转
Q1.7 17 开门限位 I2.2 18 关门限位 I2.3 19 升降机上升极限位 I2.4 20
升降机下降极限位
I2.5
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3.5 PLC外部接线图
SQ1一楼位置开关I0.0Q0.0SQ2二楼位置开关I0.1Q0.1SQ3三楼位置开关I0.2Q0.2KM1SQ4KM2四楼位置开关I0.3Q0.3K10一楼内呼指令I0.4Q0.4K9二楼内呼指令I0.5Q0.5K8三楼内呼指令I0.6Q0.6K7四楼内呼指令I0.7Q0.7K1一楼上行I1.0Q1.0K2二楼上行I1.1Q1.1K3三楼上行I1.2SIMATIC S7-300Q1.2二楼下行K4I1.3Q1.3四楼下行K5I1.4Q1.4K6三楼下行I1.5Q1.5手动开门Q1.6KM3手动关门Q1.7KM41M1L220V~FU24V2M2L3L
上行记忆下行记忆电机正转电机反转一楼内呼登记二楼内呼登记三楼内呼登记四楼内呼登记一楼上行登记二楼上行登记三楼上行登记二楼下行登记三楼下行登记四楼下行登记开门模拟关门模拟19
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第四章、系统软件开发
4.1 升降机的三个工作状态
升降机控制系统由呼叫到响应形成一次工作循环，升降机工作过程又细致分为自检、正常工作、强制工作等三种工作状态。升降机在三种工作状态之间来回切换，构成了完整的升降机工作过程。
1、升降机的自检状态
PLC上电后，PLC中的程序己开始运行，但因为升降机尚未读入任何数据，也就无法在收到请求信号后通过固化在PLC中的程序作出响应。为满足处于响应呼叫就绪状态这一条件，必须使升降机处于平层状态已知楼层且升降机门处于关闭状态。升降机自检过程的目标为:先按下启动按钮，再按下恢复正常工作按钮，升降机首先是升降机门处于关闭状态，然后升降机自动向上运行，经过两个平层点后停止。
2、升降机的正常工作状态
升降机完成一个呼叫响应的步骤如下:
(1) 升降机在检测到门厅或轿厢的呼叫信号后将此楼层信号与轿厢所在的楼层信号比较，通过选向模块进行选向。
(2) 升降机通过拖动调速模块驱动直流电机拖动轿厢运动。轿厢运动速度要经过低速转变为中速再转变为高速，并以高速运行至减速点。
(3) 当升降机检测到目标层楼层检测点产生的减速点信号时，升降机进入减速状态，由中速度变为低速，并以低速运行到平层点停止。
(4) 平层后，经过一定延时后关门，直到碰到关门到位行程开关;再经过一定延时后关门，直到碰到关门到位行程开关。升降机控制系统始终实时显示轿厢所在楼层。
3、升降机强制工作状态
当升降机的初始位置需要调整或升降机需要检修时，应设置一种状态使升降机处于该状态时不响应正常的呼叫，并能移动到导轨上、下行极限点间的任意位置。控制台上消防/检修按钮按下后，使升降机立刻停止原来的运行，然后按下强迫上行(或下行)按钮，升降机上行(或下行);一旦放开该按钮，升降机立刻停止，当处理完毕时可用恢复正常工作按钮来使升降机跳出强制工作状态。 4.2软件设计特点
由于升降机的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，因此，系统控制采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现升降机的基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及升降机的相应状态适时的控制升降机的运行。另外，轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定，并送PLC的计数器来进行控制。同时，每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号。
系统的软件设计有如下几个特点:
(1) 采用优先级队列。根据升降机所处的位置和运行方向，在编程中，采用了四个优先级队列，即上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列、下行次优先级队列。其中，上行优先级队列为升降机向上运行时，在升降机所处位置以上楼层所发出
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