四层电梯PLC课程设计样本.doc

四层电梯PLC控制

一、引言
课程设计重要目是通过某毕生产设备电气控制装置设计实践，理解普通电气控制系统设计过程、设计规定、应完毕工作内容和详细设计办法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学知识，达到灵活应用目。电气设计必要满足生产设备和生产工艺规定，因而，设计之前必要理解设备用途、构造、操作规定和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作整体观念。
电梯是一种特殊起重运送设备，由轿厢、拖动电动机及减速传动机械、井道及井道设备、召唤系统及安全装置构成。轿厢是载人或装货部位。电梯轿厢及配重分别系在钢丝绳两端，钢丝绳跨挂在曳引轮上，曳引轮经减速机构由电动机拖动，使得轿厢上下运动。
随着科学技术发展和计算机技术广泛应用，人们对电梯安全性、可靠性规定越来越高，继电器控制弱点就越来越明显，可编程序控制器(PLC)是依照顺序逻辑控制需要而发展起来，是专门为工业环境应用而设计数字运算操作电子装置。鉴于其种种长处，当前，电梯继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。同步，由于电机交流变频调速技术发展电梯拖动方式已由本来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速。因而，PLC控制技术加变频调速已成为当代电梯行业一种热点。
本设计考虑到载客电梯实际操作功能，又兼顾载客电梯控制中具备递推功能，所设计控制系统针对是四层电梯。代替老式继电控制系统，由变频器实现对电梯拖动调速，使PLC与调速拖动装置相结合，构成PLC集选控制系统，实现了电梯各种控制功能，提高额电梯运营可靠性，减少了故障率。

二丶设计任务
2.1 控制规定
表 7-1 控制信号阐明
输 入
输 出
文字符号
说 明
文字符号
阐明
SF0-1
极限开关
QA1
上行接触器
SF0-2
电梯运营状态选取钥匙开关
QA2
下行接触器
SF1
开门按钮
QA3
开门接触器
SF2
关门按钮
QA4
关门接触器
SF3
上行启动按钮
PG1-PG4
1-4 层批示灯
SF4
下行启动按钮
PG5
上行批示灯
SF5-SF8
1-4 层选层按钮
PG6
下行批示灯
SF9-SF11
1-3 层上行按钮
LED
楼层批示数码管
SF12-SF14
2-4 层下行按钮

SF15-SF16
电扇，照明控制开关
MA1
升降电动机7.5kW
BG1
上限限位开关
MA2
门控电动机75W
BG2
下限限位开关

BG3
开门限位开关

BG4
关门限位开关

（1）曳引电动机-升降电动机
必要在门关闭状况下才干动作。
（2）自动门机
电梯门只有当厅电梯停靠在某层时，才容许启动；检修状态时，可以在不关门状态下运营。
（3）层楼批示
层楼批示也叫“层显”，可以由低压灯泡构成，安装在每层门上方和轿厢内轿门上方；当前多由数码管或LED 点阵显示屏构造构成，与呼梯盒，运营方向批示做成一体构造。
（4）呼梯盒
呼梯盒也叫“召唤按钮箱”或“ 外呼盒”，用以在每层站召唤电梯。常安装在厅门外，离地面1 米左右墙壁上。基站与顶站只有一种按钮，中间层站有上呼与下呼两个按钮构成。按钮带有呼梯记忆灯，灯亮时表达呼梯信号已被接受并记忆；当电梯满足呼梯规定并停层关门时，呼梯记忆灯熄灭。基站呼梯盒上，常有钥匙开关，供电梯管理员开关电梯。
（5）操纵箱
操纵箱安装在轿厢内，供司机及乘客对电梯发布动作命令。操纵箱设有与电梯层站数相似内选按钮（带批示灯），上、下行启动按钮（带上，下行批示记忆灯，检修时用），开关、门按钮，急停按钮，电梯运营状态选取钥匙开关（选取电梯是自动运营还是检修状态）以及电扇，照明等控制开关。
（6）平层及开门装置
该装置由磁铁板和上、下平层感应器构成。上行时上平层感应器一方面插入隔磁铁板，发出减速信号，电梯开始减速，至下平层感应器插入隔磁铁板时，发出停车及开门信号，电机停转，机械抱闸；下行时，下平层感应器一方面插入隔磁铁板，发出减速信号至上平层感应器插入隔磁铁板时，发出停车及开门信号。
（7）停层装置
在电梯井道内每层站装有一只磁铁板，当轿厢运动到相应层站时，磁铁板插入平层感应器内，以此检测电梯所处位置和产生平层信号。
（8） 安全窗及其开关，安全钳及其开关，限速器及其开关，上/下逼迫停止开关，极限开关。
2.2 设计任务
1) 依照控制规定，进行电气控制系统硬件电路设计，涉及主电路、控制电路及PLC 硬件配备电路。
2) 依照控制规定，编制四层电梯PLC 控制程序，有条件可以运用模仿开关板调试程序，模仿运营。
3) 编写设计阐明书，内容涉及：
① 设计过程和关于阐明。
② 基于 PLC 四层电梯电气控制系统电路图。
③ PLC 控制程序（梯形图和指令表）。
④ 电器元器件选取和关于计算。
⑤ 电气设备明细表。
⑥ 参照资料、参照书及参照手册。
⑦ 其她需要阐明问题，例如操作阐明书、程序调试过程、遇到问题及解决办法、对课程设计结识和建议等。
三、 设计方案选取及论证
3.1 设计方案选取
当前电梯控制系统重要有三种控制方式：继电路控制系统(初期安装电梯多位继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。
继电器控制系统存在很大弊端，它采用是硬件逻辑，接线多而复杂、体积大、故障率高，可靠性和可维护性差，执行速度也慢，因此在市场逐渐被裁减。
微机控制系统虽在智能控制方面有较强功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，普通维修人员难以掌握其维修技术等缺陷，对维修人员技术规定较高。
PLC专为工业控制应用而设计，抗干扰性很强，可靠性也高，使用存储器逻辑，控制系统构造简朴，变成以便，易于掌握，成本低廉，但功能很强大，设计、调试、维修都相对简朴。已成为当前在电梯控制系统中使用最多控制方式。当前，国内众多生产厂家生产了各种系列功能各异PCL产品。由任务书分析可知，本次设计共有14个输入控制信号，16个输出控制信号，故依照对输入输出点选取，对储存容量选取，选取CPU224系列。
3.2 系统总体方案设计
PLC电梯控制系统和其她控制系统同样，分为两个某些，只要由信号控制系统和拖动系统。电梯内外按钮以及限位开关通过PLC输入接口输入PLC，然后存储在存储器中，由PLC执行程序响应输出相应批示灯信号，同步输出控制信号，使曳引电机和门控电机运转，带动电梯上升、下降以及开门、关门。在电梯内部有四个按钮，为内呼按钮，可以进行选层，电梯外部也会有相应外呼按钮，四楼只有一种下行按钮，一楼只有一种上行按钮，二楼、三楼同步有上行和下行按钮。当电梯上行时，优先响应上行呼喊信号，同理，电梯下行时，优先响应下行呼喊信号。在此过程中系统最重要是将所有呼喊信号储存起来，然后按照响应原则逐个去响应呼喊信号，响应过程中电梯自动开关门。完毕呼喊信号后，清除掉已经完毕呼喊，也就是按钮相应批示灯灭掉。
四、 总体电路设计
本设计流程图重要分为电梯开关门以及上升下降流程图，详细流程图如下。

电梯开关门流程图 电梯上升下降流程图

五、电气控制电路原理设计
5.1主电路
依照设计规定，本次设计电气控制系统主回路原理图如图所示。图中MA1，MA2为曳引电机和门电机，交流接触器QA1~QA4通过控制两台电动机运营来控制轿厢和厅门，从而进行对电梯控制。BB1，BB2为起过载保护作用热继电器，用于电梯运营过载时断开主电路。QA0是配电总空气开关，电路接好后，闭合QA0才可以依次闭合其她支路空气开关QA5、QA6和QA7。220V交流电压相电压经开关电源转化为直流24V电压，为控制电路中CPU提供电源。

图一 主电路图
5.2 PLCI/O口分派
该系统占用PLC30个I/O口，14个输入点，16个输出点，详细I/O分派如下图所示：

表1 I/O口分派表
输入
阐明
输出
阐明
I0.0
选层1 S4
Q0.0
上行接触器 QA1
I0.1
选层2 S3
Q0.1
下行接触器 QA2
I0.2
选层3 S2
Q0.2
开门接触器 QA3
I0.3
选层4 S1
Q0.3
关门接触器 QA4
I0.4
4层下行 D4
Q0.4
上升批示
I0.5
3层下行 D3
Q0.5
下降批示
I0.6
2层下行 D2
Q0.6
选层1 L1
I0.7
3层上行 U3
Q0.7
选层2 L2
I1.0
2层上行 U2
Q1.0
选层3 L3
I1.1
1层上行 U1
Q1.1
选层4 L4
I1.2
停层4 SQ4
Q2.0
1层上行
I1.3
停层3 SQ3
Q2.1
2层上行
I1.4
停层2 SQ2
Q2.2
3层上行
I1.5
停层1 SQ1
Q2.3
4层下行
I1.6

Q2.4
3层下行
I1.7

Q2.5
2层下行

5.3器件选型
器件
型号
数量
电机
三相异步电机7.5KW
1
门控电机
三相异步电机75KW
1
空气开关
CZB 1-100 63/3
2
热继电器
正泰NR4-180
2
按钮
PS-D15
10
交流接触器
CJX1-170
4
24V开关电源
S-500-24
1
限位开关
XCE102
4

5.4 PLC接线图
本实验中采用是西门子S7-200PLC，CPU采用是CPU224，输入输出电压可以是直流也可以是交流，在输入中咱们采用是24V直流电源供电，输入有内呼、外呼按钮以及限位开关；输出咱们用是交流220V电源，控制接触器，再控制门控电机和曳引电机。下图是咱们组PLC接线图，与实验台I/O口地址分派相一致。

图2 PLC接线图

六、 程序设计
本次设计是在window环境下STEP-7软件中完毕，采用是梯形图设计，比较形象直观易于编程。

七、 调试与总结
7.3 实验体会
一种星期实习，虽然很短暂，但是却学到了诸多东西，虽然刚通过PLC考试，但是说实话，很少去想过或者认真编过一次程序，对PLC梯形图设计还存在很大问题。本次实习，给了咱们思考一种很实际问题机会，通过本次实习，我对课本上PLC指令又有了一种新理解。虽然本次设计电梯只是模仿，没有电机也没有接触器，但是咱们初步实现了咱们本次设计规定。在此过程中咱们一组遇到了诸多问题，在这几天中，咱们模仿调试了诸多次，中间也发现了程序某些漏洞，通过人们一起努力，一次次修改，让咱们深刻结识到自身局限性，诸多东西都欠考虑。设计程序固然是重要一块，但是后期调试与修改也是很重要一块。
人们都付出了诸多精力，流了不少汗水，但是在模仿成功那一刻，我从人们脸上看到了笑容。最后得感谢赵教师耐心指引，在设计过程中遇到了诸多问题，赵教师都耐心帮咱们解答，有时还提出了某些建议。
八、参照文献
[1] 方承远，张振国. 工厂电气与PLC控制技术[M]. 北京：机械工业出版社，.
[2] 刘凤春，王林，周晓丹. 可编程控制器原理与应用基本[M]. 北京：机械工业出版社，.
[3]胡文金.《可编程序控制器实训教程》[M].重庆大学出版社，.
[4]郭崇山.《国际大学生程序设计竞赛例题解（三）》[M].电子工业出版社，.
[5]张浩风.《PLC梯形图设计办法与应用实例》[M].机械工业出版社，.
[6] 郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术.南京：东南大学出版社，.