开放性实验报告
题 目: 基于PLC的地铁自动扶梯控制系统设计
院系名称： 电气工程学院 专业班级： 自动化 学生姓名： XXX 学 号： 指导教师：
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基于PLC的地铁自动扶梯控制系统设计
摘要
自动扶梯是现代商场、超市、地铁站不可缺少的运输工具，用于倾斜输送乘客、货物。传统的自动扶梯控制系统主要采用继电器--接触器进行控制，其缺点是触点多，故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用 PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题。
本文通过讨论自动扶梯控制系统的组成，阐述可编程控制器（PLC）在电梯控制中的应用，采用西门子PLC编程的程序控制方式，提出了自动扶梯的PLC控制系统总体设计方案、设计过程及最后的仿真结果，列出了具体的主要硬件电路、电梯的控制梯形图，并给出了系统组成框图和程序流程图。在分析、处理故障信号逻辑关系的基础上，提出了PLC的编程方法，设计了一套完整的自动扶梯控制系统方案。并进行了程序的调试，最终使用MCGS软件将整个控制界面用动画的方式展示了出来。
关键词：自动扶梯 PLC 梯形图 MCGS 控制系统
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目录
1 系统概述 ................................................................................................................. 1
1.1 自动扶梯的概述.......................................................................................... 1 1.2 PLC概述....................................................................................................... 1 2 方案论证 ................................................................................................................. 2
2.1 系统实现的主要功能及方案...................................................................... 2 2.2 可编程控制器与其他控制器的比较.......................................................... 3 3 系统硬件设计 ......................................................................................................... 5
3.1 系统原理方框图.......................................................................................... 5 3.2 系统主电路.................................................................................................. 6 3.3 I/O分配....................................................................................................... 7 3.4 I/O接线图................................................................................................... 8 3.5 元器件选型.................................................................................................. 9 4 软件设计 ............................................................................................................... 11
4.1 主流程图.................................................................................................... 11 4.2 各部分梯形图具体功能............................................................................ 13 5 系统调试 ............................................................................................................... 19
5.1 MCGS简介................................................................................................... 19 5.2 自动扶梯监控系统设计............................................................................ 19 设计心得 ..................................................................................................................... 21 参考文献 ..................................................................................................................... 22 附录程序清单 ............................................................................................................. 23
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1 系统概述
1.1 自动扶梯的概述
自动扶梯，亦称电动扶梯，是一种以运输带方式运送行人的运输工具。一般是斜置。行人在扶梯的一端站上自动行走的梯级，便会自动被带到扶梯的另一端，途中梯级会一路保持水平。枎梯在两旁设有跟梯级同步移动的扶手，供使用者扶握。自动扶梯可以是永远向一个方向行走，但多数都可以根据时间、人流等需要，由管理人员控制行走方向。自动扶梯主要由桁架、驱动装置、运载系统、扶手装置、安全装置、润滑系统及室外自动扶梯防盗防水防尘设施等组成，按不同角度又可分为多种方式，如按驱动可分为链条式(端部驱动)和齿轮齿条式(中间驱动)，按运行速度有恒速和可调速两种，按梯级运行轨迹又可分为直线型(传统型)、螺旋型、跑道型和回转螺旋型等。
自动扶梯的出现给人类的日常生活带来极大的便利。自动扶梯作为运送旅客的交通工具, 不仅成功地缩小了目标间的距离, 而且使超短途( 如楼层、月台间等) 的大流量人员运输成为可能。因此, 经济学家说: “自动扶梯的出现使人们有了逛大型商场的欲望。”交通学家说“是自动扶梯和自动人行道的应用使我们可以把车站、机场建的尽可能大。”自动扶梯的应用已经改变了我们的生活, 并已经成为现代物质文明的一个重要标志。
1.2 PLC概述
可编程控制器PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC技术之所以迅速发展，除了工业自动化领域的客观需要外，主要原因在于与现有的各种控制方式相比，它具有一系列深受用户欢迎的特点，如使用灵活、通用性强，可靠性高、抗干扰能力强，接口简单、维护方便，体积小、功耗小、性价比高，编程简单、容易掌握，设计、施
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工、调试周期短等，这些特点很好地解决了工业领域中普遍关注的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。
2 方案论证
2.1 系统实现的主要功能及方案
本次设计的研究对象是某地铁站的一台自动扶梯。具备正常运行和检修两种工作状态。对自动扶梯的控制系统设计提出了以下功能要求：
1.为降低启动电流，扶梯曳引电机必须采用星形启动，正常运行时曳引电机绕组需采用三角形连接，以保证全压运行。
2.为保证检修方便及安全，自动扶梯应该可以点动运行。
3.自动扶梯运行速度太快乘客容易跌倒，运行速度太慢既浪费乘客时间，也可能导致电机负荷太大而损坏电机，为保障乘客与设备的安全，自动扶梯应在一定速度范围内运行，超出该速度范围自动扶梯应停止运行。
4.为保障乘客安全，自动扶梯控制系统应设计有启动前示警、出人口梯级间隙照明等装置。
5。为了加强对自动扶梯机械部件的保护，减少扶梯的机械磨损，电气系统应带有自动加油润滑装置。
6.为了方便操作维修人员实时监测扶梯运行状态和实现故障自诊断，控制系统应带有运行状态与故障显示模块。
7.自动扶梯运行过程中可能会出现一些如卡住乘客手脚、梯级链、驱动链断裂等突发事件，自动扶梯应设有安全保护系统，以确保有突发事件时扶梯能马上停止运行。
8.自动扶梯还应设有急停开关、运行状态保护、电压异常和过载保护等装置。 针对以上要求，本次设计提出了相应的解决方案。对于扶梯的运行与停止功能是通过控制三相电机的启动、停止来实现的。为保障乘客的人身安全及扶梯的设备安全，自动扶梯具备了自动安全监测回路，按下启动按钮后，首先进行安全回路监测，只有没有安全故障时，扶梯才能进入正常工作状态，否则，扶梯无法
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基于PLC的地铁自动扶梯控制系统设计 - 图文
