五层电梯模型PLC控制系统设计.doc

内容摘要

随着国内社会经济的迅猛发展，人民物质文化生活水平日益提高，随着建筑业的发展，为建筑物内提供上下交通运送的电梯工业也在日新月异地发展着。电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备，更是一种人们频繁乘用的交通运送设备。
本次的有关五层电梯模型的PLC控制系统设计重要有有司机、无司机、消防三种工作模式。同步也具有自动响应层楼召唤信号、自动响应轿厢服务指令信号、自动完毕轿厢层楼位置显示、自动显示电梯运营方向、直达和最远停站等功能。在本次设计中，要合理的选择电动机以及合理的选用某些有关的辅助继电器。同步选用西门子S7-200系列以及某些扩展模块。
这次以“五层电梯模型PLC控制系统设计”为题目的课程设计方案基本满足控制规定，可以实现电梯的外呼和内选功能，也实现了层楼显示等一系列规定。
核心词：五层电梯；PLC控制；模式选择；自动响应

目 录
第1章 引言 错误!未定义书签。
1.1 设计内容 错误!未定义书签。
1.2 设计规定 错误!未定义书签。
1.3 设计思路 错误!未定义书签。
第2章 系统总体方案分析与设计 错误!未定义书签。
2.1 控制规定 错误!未定义书签。
2.2方案分析 错误!未定义书签。
2.3 方案设计 错误!未定义书签。
2.4 设备选型 3
第3章 PLC控制系统设计 3
3.1控制规定分析及设计 3
3.1.2拟定I/O点数量及PLC类型 3
3.2 I/O点的分派与编号 4
3.3 PLC端子接线图 6
3.4 控制程序编制 8
3.4.1梯形图（见附表） 8
3.4.2指令表（见附表） 8
结 论……………………………………………………………………………9
设计总结 10
道谢 11
附录 梯形图及指令表 12
参照文献 30

第1章 引言
1.1 设计内容
五层电梯模型PLC控制系统设计
1.2 设计规定
1、按题意规定，列出PLC I/O地址分派表；
2、画出PLC I/O端子接线图；
3、完毕梯形图控制程序设计；
4、完毕课程设计阐明书
1.3 设计思路
目前，在电梯的控制方式上，重要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC控制事实上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时解决各项任务，并且依托程序运营，这就保证只有对的的程序才干运营，否则电梯不会工作；又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等事实上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运营，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运营寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中抱负的控制新技术。

第2章 系统总体方案分析与设计
2.1 控制规定
1、自动响应层楼召唤信号（含上召唤和下召唤）；
2、自动响应轿箱服务指令信号；
3、自动完毕轿箱层楼位置显示(二进制方式)；
4、自动显示电梯运营方向；
5、具有电梯直达功能和反向最远停站功能；
2.2方案分析
本系统是一种五层电梯的PLC控制系统，运用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对电动机进行控制，从而实现人们对电梯的控制。本系统具有一定的智能性，即它可以让电梯按人们的规定来运营。
2.3 方案设计
2.3.1 电梯的启动条件
（1）安全保护系统正常；
(2) 门锁锁闭；
(3)定向部分选择好电梯的运营方向。
2.3.2 电梯的停车条件
(1）选层部分选择好停车楼层；
（2）电梯必须达到要停车楼层的减速点；
（3）电梯达到目的楼层的平层位置。
2.3.3 工作模式的选择
当司机/自动开关处在自动状态，通过PLC内部程序，召唤指令信号自动定向，按下关门按钮，或自动关门后，随后顺向应答停靠。若按下“直驶”按钮，则电梯只应答轿厢内指令，而不应答层站召唤信号。
当处在司机操作态，通过PLC内部程序，外层召唤指令失效，电梯受司机控制，同样顺向应答，停靠。
有司机状态，即外部召唤被屏蔽，电梯只响应内部召唤，司机状态与自动状态的转换由有/无司机选择开关SB15控制。
若处在消防状态时，按下消防开关，无论电梯处在上行、下行、还是站层状态，都将运营方向调节为向下运营，直到达到基站。
2.3.4其她控制
根据控制规定，要实现电梯的控制，如：外呼、内选、停层、信号的登记与消除等。用2个时间继电器和多种接触器来控制电梯动作，实现电梯的外呼、内选、停层、信号的登记与消除、自动定向、自动开关门、直达功能等。
2.4 设备选型
需要27个输入信号和28个输出信号，由输入信号和输出信号的数量知，使用S7-200系列PLC的CPU226，扩展模块为EM222、EM223即可满足设计规定。
它的连接形式如图：
图2-1 模块连接图

第3章 PLC控制系统设计
3.1控制规定分析及设计
3.1.1拟定I/O点数量及PLC类型
分析PLC的输入和输出信号,在满足控制规定的前提下,要减少占用PLC的I/O点。
选择PLC型号：该系统需要27个输入信号，28个输出信号，主机选用CPU226，扩展模块选用EM222、EM223，内部电源供电，继电器输出。

3.2 I/O点的分派与编号
表3-1 系统I/O分派表

控制信号
元件信号名称
元件符号
地址编码

输
入
信
号
AYS向上行驶按钮
常开按钮SB3
I0.0
AYX向下行驶按钮
常开按钮SB4
I0.1
1YC一楼行程开关
行程开关SQ1
I0.2
2YC二楼行程开关
行程开关SQ2
I0.3
3YC三楼行程开关
行程开关SQ3
I0.4
4YC四楼行程开关
行程开关SQ4
I0.5
5YC五楼行程开关
行程开关SQ5
I0.6
A1J一楼指令按钮
常开按钮SB5
I0.7
A2J二楼指令按钮
常开按钮SB6
I1.0
A3J三楼指令按钮
常开按钮SB7
I1.1
A4J四楼指令按钮
常开按钮SB8
I1.2
A5J五楼指令按钮
常开按钮SB9
I1.3
AJ指令专用开关（直驶）
常开按钮SB10
I1.4
A1S一楼上召唤按钮
常开按钮1SB1
I1.5
A2S二楼上召唤按钮
常开按钮2SB1
I1.6
A2X二楼下召唤按钮
常开按钮2SB2
I1.7
A3S三楼上召唤按钮
常开按钮3SB1
I2.0
A3X三楼下召唤按钮
常开按钮3SB3
I2.1
A4S四楼上召唤按钮
常开按钮4SB1
I2.2
A4X四楼下召唤按钮
常开按钮4SB2
I2.3
A5S五楼上召唤按钮
常开按钮5SB2
I2.4
正常运营模式
常开按钮SB11
I2.5
只服务于奇数楼层
常开按钮SB12
I2.6

表3-2 系统I/O分派表（续一）

控制信号
元件信号名称
元件符号
地址编码

输入信号
只服务于偶数层楼
常开按钮SB13
I2.7
只服务于四层及以上楼层
常开按钮SB14
I3.0
YSJ有/无司机选择开关
常开按钮SB15
I3.1
ZXF置消防开关
常开按钮SB16
I3.2

输
出
信
号
MGB门关闭显示
二极管D1
Q0.0
A LED七段显示屏a段发光二极管
二极管D2
Q0.1
B LED七段显示屏b段发光二极管
二极管D3
Q0.2
C LED七段显示屏c段发光二极管
二极管D4
Q0.3
D LED七段显示屏d段发光二极管
二极管D5
Q0.4
E LED七段显示屏e段发光二极管
二极管D6
Q0.5
F LED七段显示屏f段发光二极管
二极管D7
Q0.6
G LED七段显示屏g段发光二极管
二极管D8
Q0.7
1DJA一楼指令信号登记显示
二极管D9
Q1.0
2DJA二楼指令信号登记显示
二极管D10
Q1.1
3DJA三楼指令信号登记显示
二极管D11
Q1.2
4DJA四楼指令信号登记显示
二极管D12
Q1.3
5DJA五楼指令信号登记显示
二极管D13
Q1.4
1DAS一楼上召唤信号登记显示
二极管D14
Q1.5
1DAS二楼上召唤信号登记显示
二极管D15
Q1.6
1DAX二楼下召唤信号登记显示
二极管D16
Q1.7
1DAS三楼上召唤信号登记显示
二极管D17
Q2.0
1DAX三楼下召唤信号登记显示
二极管D18
Q2.1
1DAS四楼上召唤信号登记显示
二极管D19
Q2.2
1DAX四楼下召唤信号登记显示
二极管D20
Q2.3
1DAS五楼上召唤信号登记显示
二极管D21
Q2.4

表3-3 系统I/O分派表（续二）

控制信号
元件信号名称
元件符号
地址编码

输出信号
KM开门显示
二极管D22
Q2.5
GM关门显示
二极管D23
Q2.6
DCS上行显示
二极管D24
Q2.7
DCX下行显示
二极管D25
Q3.0
S上行继电器（控制电动机正转）
继电器KM1
Q3.1
X下行继电器（控制电动机反转）
继电器KM2
Q3.2
YX运营显示
二极管D26
Q3.3

3.3 PLC端子接线图

根据I/O表及PLC的配备图很容易就可以得到PLC端子接线图3-1 如下所示：

图3-1 I/O 端子接线图

3.4 控制程序编制
本文使用STEP7-Micro/WIN32编程软件编写程序,STEP7-Micro/WIN32是西门子公司专为SIMATIC S7-200系列可编程序控制器研制开发的编程软件，它是基于Windows的应用软件，功能强大，既可用于开发顾客程序，又可实时监控顾客程序的执行状态。
STEP7-Micro/WIN32编程软件的基本功能是协助顾客完毕应用软件的开发，其重要实现如下功能。
1）在脱机（离线）方式下创立顾客程序，修改和编辑原有的顾客程序。在脱机方式时，计算机与PLC断开连接，此时能完毕大部分的基本功能，如编程、编译、调试和系统组态等，但所有的程序和参数都只能寄存在计算机的磁盘上。
2）在联机（在线）方式下可以对与计算机建立通信关系的PLC直接进行多种操作，如上载、下载顾客程序和组态数据等。
3）在编辑程序的过程中进行语法检查，可以避免某些语法错误和数据类型方面的错误。经语法检查后，梯形图中错误处的下方自动加红色波浪线，语句表的错误行前自动画上红色叉，且在错误处加上红色波浪线。
4）对顾客程序进行文档管理，加密解决等。
5）设立PLC的工作方式、参数和运营监控等。
3.4.1梯形图
梯形图见附录1
3.4.2语句表
语句表是由梯形图转换得到的，语句表见附录2

结论
电梯自动化的设计因设计角度和设计理念的不同和偏差，也许导致设计上的某些差别。本论文中较为具体地简介了电梯设计的措施和过程，论述了电梯的构造设计和工作流程与工艺设计。但由于自动化设计的内容量过大，波及的专业较多，牵扯面也很宽。仅仅一片专业课程设计实在无法全盘托出，有些地方的表述也许会存在不够精确，或者描述上存在未能描述到的地方。
设计总结
本次课程设计的题目是五层电梯PLC控制系统设计。一方面，有关电梯我们都很熟悉，随着高层建筑越来越多，电梯的应用也是越来越普遍；PLC为可编程控制器，它控制系统的硬件是由CPU，输入/输出（I/O）电路及外围设备等构成的,它控制的可靠性高、易操作、维修、编程简朴、灵活性强等特点。比老式的继电器控制好诸多，因而PLC在电梯控制中得到了更广泛的应用。
本次设计的过程中遇到了诸多的困难，电梯的控制过程比较多，涉及轿厢内外均有呼喊信号，楼层还得有检测信号，楼层需要相应的数码管显示及批示灯显示灯等。过程虽然比较复杂，但通过一定期间的资料查询和同窗之间的互相协助，再加上教师的认真指引，对于完毕本次课程设计都付出了很大的努力。过程虽然是复杂的，但是还是得到了比较满意的成果。
通过本次课程设计，我对PLC有了更加深刻的结识，对于PLC编程也更为熟悉。不仅如此，在查询资料的过程中，有关继电器控制电梯的措施也有所涉猎，从而获得了更广泛的知识。我的知识领域得到进一步扩展，专业技能得到进一步提高，同步增强了分析和解决工程实际的综合能力。此外，也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。
本次课程设计虽然完毕了电梯控制的某些基本的规定，但还是有某些的局限性之处，有关电梯功能的设计也不是很完美，应当尚有某些扩展项目可以做，但由于能力有限没有完毕，后来一定要努力的学习，尽量的使其获得较好的完毕。课程设计中暴露出的某些问题，提示我后来要认真看待工作，要严谨求实，更加努力的学习，拥有更多的知识后才干有更大的能力为社会做奉献。

致 谢
能完毕这次的课程设计，一方面我要感谢我指引教师-----王宗才教师。自从做设计以来，我不仅在专业上有了很大的进步，并且恩师的严谨治学态度、务实工作作风、高度的责任心，也使我受益非浅。在此，我要向王教师表达深深的敬意和衷心的感谢!
此外，在学习期间，还得到许多教师、同窗、朋友的协助，在此表达衷心的感谢!
在这三年里有许多让我感动的事和让我感谢的人。但由于时间的仓促和主客观条件的限制我们只是做出模型做演示，固然这与真正的实物相比，在工艺上尚有很大差距，尽管有些不太完美的地方，但我们已经很努力了。
最后祝愿教师们工作顺利，身体健康！祝愿同窗们前程似锦，一切顺利！

附录 梯形图及指令表
附录1：梯形图

附录2：语句表
Network 1 // 网络标题
// 自动显示1楼
LD I0.2
O M1.0
AN I0.3
= M1.0
= Q0.2
= Q0.3
Network 2
// 自动显示2楼
LD I0.3
O M1.1
AN I0.2
AN I0.4
= M1.1
= Q0.1
= Q0.2
= Q0.7
= Q0.4
= Q0.5
Network 3
// 自动显示3楼
LD I0.4
O M1.2
AN I0.3
AN I0.5
= M1.2
= Q0.1
= Q0.7
= Q0.2
= Q0.3
= Q0.4
Network 4
// 自动显示4楼
LD I0.5
O M1.3
AN I0.4
AN I0.6
= M1.3
= Q0.2
= Q0.6
= Q0.7
= Q0.3
Network 5
// 自动显示5楼
LD I0.6
O M1.4
AN I0.5
= M1.4
= Q0.1
= Q0.6
= Q0.7
= Q0.3
= Q0.4
Network 6
// 开关门显示
LD M3.0
O M2.0
A I0.2
LD M3.1
O M3.2
O M2.1
A I0.3
OLD
LD M3.3
O M3.4
O M2.2
A I0.4
OLD
LD M3.5
O M3.6
O M2.3
A I0.5
OLD
LD M3.7
O M2.4
A I0.6
OLD
= Q2.5
= M4.0
Network 7
LD M4.0
LPS
A T38
= Q2.6
LPP
TON T38, 50
Network 8
LD T38
= Q0.0
Network 9
// 自动显示电梯运营方向（上行）
LD M2.1
O M3.1
O M3.2
AN M1.1
LD M2.2
O M3.3
O M3.4
OLD
AN M1.2
LD M2.3
O M3.5
O M3.6
OLD
AN M1.3
LD M2.4
O M3.7
OLD
AN M1.4
AN M4.6
= Q3.1
Network 10
LD Q3.1
S M4.5, 1
TON T41, 50
Network 11
LD T41
R M4.5, 1
Network 12
LD Q3.1
O M4.5
= M4.4
Network 13
LD M4.4
= Q2.7
= Q3.3
Network 14
// 自动显示电梯运营方向（下行）
LDN M2.3
O M3.5
O M3.6
AN M1.3
LD M2.2
O M3.3
O M3.4
OLD
AN M1.2
LD M2.1
O M3.1
O M3.2
OLD
AN M1.1
LD M2.0
O M3.0
OLD
AN M1.0
AN M4.4
= Q3.2
Network 15
LD Q3.2
S M4.5, 1
TON T41, 50
Network 16
LD T41
R M4.5, 1
Network 17
LD Q3.2
O M4.5
= M4.6
Network 18
LD M4.6
= Q3.0
= Q3.3
Network 19
// 运营奇数层
LD I2.6
O M7.0
AN M7.1
AN M7.3
= M7.0
Network 20
// 运营偶数层
LD I2.7
O M7.1
AN M7.0
AN M7.3
= M7.1
Network 21
// 运营四层以上
LD I3.0
O M7.5
AN M7.3
= M7.5
Network 22
// 正常运营
LD I2.5
O M7.3
= M7.3
Network 23
// 1楼内指令
LD I0.7
O M2.0
AN M7.1
AN M7.5
AN M1.0
= M2.0
= Q1.0
Network 24
// 2楼内指令
LD I1.0
O M2.1
AN M7.0
AN M7.5
AN M1.1
= M2.1
= Q1.1
Network 25
// 3楼内指令
LD I1.1
O M2.2
AN M7.1
AN M7.5
AN M1.2
= M2.2
= Q1.2
Network 26
// 4楼内指令
LD I1.2
O M2.3
AN M7.0
AN M1.3
= M2.3
= Q1.3
Network 27
// 5楼内指令
LD I1.3
O M2.4
AN M7.1
AN M1.4
= M2.4
= Q1.4
Network 28
// 1楼上呼喊
LD I1.5
O M3.0
AN M7.1
AN M7.5
AN M1.0
AN M0.0
= M3.0
= Q1.5
Network 29
// 2楼上呼喊
LD I1.6
O M3.1
AN M7.0
AN M7.5
AN M1.1
AN M0.0
= M3.1
= Q1.6
Network 30
// 2楼下呼喊
LD I1.7
O M3.2
AN M7.0
AN M7.5
AN M1.2
AN M0.0
= M3.2
= Q1.7
Network 31
// 3楼上呼喊
LD I2.0
O M3.3
AN M7.1
AN M7.5
AN M1.2
AN M0.0
= M3.3
= Q2.0
Network 32
// 3楼下呼喊
LD I2.1
O M3.4
AN M7.1
AN M7.5
AN M1.2
AN M0.0
= M3.4
= Q2.1
Network 33
// 4楼上呼喊
LD I2.2
O M3.5
AN M7.0
AN M1.3
AN M0.0
= M3.5
= Q2.2
Network 34
// 4楼下呼喊
LD I2.3
O M3.6
AN M7.1
AN M1.4
AN M0.0
= M3.6
= Q2.3
Network 35
// 5楼下呼喊
LD I2.4
O M3.7
AN M7.1
AN M1.4
AN M0.0
= M3.7
= Q2.4
Network 36
// 有司机运营模式
LD I3.1
O M0.0
AN M3.0
AN M3.1
AN M3.2
AN M3.3
AN M3.4
AN M3.5
AN M3.6
AN M3.7
= M0.0
Network 37
// 消防模式
LD I3.2
O M0.1
= M0.1
= Q3.2
Network 38
// 指令专用开关（直驶）
LD M2.0
O M2.1
O M2.2
O M2.3
O M2.4
A I1.4
AN M3.0
AN M3.1
AN M3.2
AN M3.3
AN M3.4
AN M3.5
AN M3.6
AN M3.7
= M0.2

参照文献
[1]王宗才.机电传动与控制.北京：电子工业出版社，.
[2]李正熙等.电力拖动自动控制系统.北京：冶金工业出版社，1997.
[3]康华光. 电子技术基本.高等教育出版社..
[4]胡寿松等.自动控制原理.北京：科学出版社，.
[5]吴浩烈.电机及电力拖动基本.重庆：重庆大学出版社，.
[6]邱阿瑞.电机与电力拖动.北京：电子工业出版社，.
[7]陈伯时等.电力拖动自动控制系统.北京：机械工业出版社，.
[8]顾绳谷.电机及拖动基本.北京：机械工业出版社，.
[9]张进秋等.可编程控制器原理及应用实例.北京：机械工业出版社，.