PLC课设——三层电梯控制.doc

PLC课设——三层电梯控制

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江 南 大 学
物联网工程学院

《电气控制及PLC》
综合设计报告

设计题目：
专 业：
班 级：
姓 名：
学 号：
指导教师：

二0一二年 6 月 21 日

目 录

1.课程设计目的 ……………………………………………………1
2. 课程设计题目及要求……………………………………………1
3。 三层电梯自动控制PLC设计……………………………………4
3.1 控制任务的分析与输入输出点分配………………………4
3.1。1电梯的基本结构…………………………………………………………4
3.1.2电梯的控制任务分析……………………………………………………5
3。1。3 电梯PLC I/O 配线表…………………………………………………6
3.2 三层电梯控制原理图…………………………………………6
3。3 S7—300的硬件组态及序……………………………………8
3。3.1 S7—300的硬件组态……………………………………………………8
3.3.2 程序设计思路…………………………………………………………12
3。4 操作说明及注意事项 …………………………………15
总结及体会 …………………………………………………15
参考文献 ………………………………………………………17

1．课程设计目的

课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识,达到灵活应用的目的。
课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力
本次课设通过对本课程的设计,使学生对于PLC可编程控制器有更深的了解，通过对三层电梯的控制编程使学生对于PLC编程更加熟悉，能够更深刻的理解PLC控制的精髓。

2．课程设计题目及要求
题目：三层电梯PLC控制
要求：
1. 开始时,电梯处于任意一层。
2. 当有外部呼梯信号到来时,电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行,电梯门打开,延时5S后自动关门。
3. 当有内部呼梯信号到来时,电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时5S后自动关门.
4. 在电梯运行过程中，电梯上升(或下降）途中，任何反方向下降（或上升)的外部呼梯信号均不响应,但如果反向外部呼梯信号前方向无其它内、外部呼梯信号时,则电梯响应该外号，但不响应二层向下外部呼梯信号。同时，如果电梯到达二层，如果三层没有任何呼梯信号，则电梯可以响应二层向下外部呼梯信号。
5. 电梯应具有最远反向外梯响应功能。例如:电梯在一楼,而同时有二层向下外呼梯,三层向下外呼梯,则电梯先去三楼响应三层向下外部呼梯信号.
6. 电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮电梯门打开，按关门电梯门关闭。

课程设计任务及工作量的要求
(1) 给出设计说明书一份；
(2) 写出三层电梯PLC控制的程序；
(3) 在说明书中附上相关电路图。

3。三层电梯自动控制PLC设计
3。1 控制任务的分析与输入输出点分配
3.1。1电梯的基本结构
1-减速箱； 2—曳引轮；
3-曳引机底座；4—导向轮；
5-限速器； 6-机座;

7-导轨支架； 8-曳引钢绳；
9—开关碰铁; 10-紧急开关；
11—导靴; 12-轿架；
13—轿门; 14—安全钳；
15—导轨； 16—绳头组合；
17-对重， 18—补偿链；
19—补偿链导轮 20-张紧置;
21—缓冲器； 22-底坑;
23—层门； 24—呼梯盒；
25-层楼指示灯：26-随行缆；
27—轿壁； 28—轿内操纵箱；
29-开门机; 30—井道传器;
31—电源开关； 32-控制柜；

3．1．2 电梯的控制任务分析
一层呼叫按钮PB1、二层下呼叫按钮PB2、二层上呼叫按钮PB3，三层呼叫按钮PB4,一层行程开关 LS1、二层行程开关 LS2、三层行程开关 LS3；输出信号有：电梯上升KM1、电梯下降KM2，控制要求如下：
1．不允许同时有两层楼要求停电梯；

2．当二层不需要停时,能越过二层直接到达所需楼层。

图3－1 电梯示意图

3。1.3 电梯PLC I/O 配线表
三层楼电梯输入输出端子分配表见表3－1
输入电器
输入端子
输出电器
输出端子
三层呼叫按钮PB4
0002
电梯正转上升KM1
Q0001
二层上呼叫按钮PB3
0003
电梯反转下降KM2
Q0000
二层下呼叫按钮PB2
0001
三楼指示灯3F下
Q0004
一层呼叫按钮PB1
0004
二楼上指示灯2F上
Q0005
三层行程开关SQ3
0005
二楼下指示灯2F下
Q0007
二层行程开关SQ2
0006
一楼指示灯1F上
Q0006
一层行程开关SQ1
0007
电梯载重超限报警灯
Q0002
厢内开关按钮SQ4
0000
时间继电器KT1
Q0013

时间继电器KT2
Q0014
表3—1 三层楼电梯输入输出信号的I/O地址分配

3。2 三层电梯控制原理图
PLC的输入输出模块与外部用户设备的接线方式分为汇点式和分割式，两种方式的区别在于：选用汇点式接法的系统使用的电源电压唯一,而选用分割式接法的系统电源电压不唯一。
根据系统的实际情况，输入输出模块与外部设备的接线形式均匀，具体接法如下图3-2所示：

PLC接线原理图 3.2

3。3 S7—300的硬件组态及程序
3。3.1 S7—300的硬件组态
这里所选择的硬件设备主要指的是主副回路的设备选择主要是以下设备的选型:
S7—300 采用电源类型为 PS 301；5A
CPU类型为 CPU 314
数字输入类型为 SM321 DI16*UC 24/48V 输入地址为 I0.0—I0。7
数字输出类型为 SM322 DO16*DC 24V/0.5A 输出地址为
Q0。0—Q0.7 Q1.0—Q1。5

拖动电动机M:5.5kW，AC380V，11。6A，1440r/min。
备用曳引电机选型通上
指示灯H:0。25W，DC24V。
电铃HA:8W,AC220V。
电磁铁YA：100mA，AC220V。
门电动机型号：Y100L—2
额定功率：3KW
额定电压：380V
额定电流：7A
功率因数：0。87
主电路部分电器型号的选择结果如下：
交流接触器:CJ20-25
熔断器：BLR1-63/3P
分断能力：50000A
热继电器：JR16-20/3D
熔断式刀开关：HH4-30/3—25
门电路部分电器型号的选择如下：
交流接触器：TYC2-12-9
熔断器：BLR1—63/3P-14
热继电器：JR16-20/3
熔断式刀开关：HH3-15/2-10

3。3.2 程序设计思路
所设计的电梯模型共三层,电梯每层的楼厅均设有按钮召唤电梯；电梯内部设有按钮以便乘客选择要到达的楼层，还设有开关门按钮,方便乘客进出电梯.工作中的电梯控制系统的主要任务是对各种呼梯信号和当前电梯运行状态进行综合分析，再确定下一个工作状态。为实现电梯自动控制，要求控制系统具有自动定向，顺向截梯，反向保号，外呼指令记忆，停梯销号，自动开关门，自动报警，手动开关门等。
具体设计思路为：
当电梯停于一楼或二楼时，按PB3,则电梯上升到LS3停止；
当电梯停于三楼或二楼时，按PB1，则电梯下降到LS1停止;
当电梯停于一楼，按PB2，则电梯上升到LS2停止；
当电梯停于三楼，按PB2，则电梯下降到LS2停止；
当电梯停于一楼,而二、三楼均有人呼叫时，电梯上升到LS2时停5秒，然后继续上升到LS3停止;
当电梯停于三楼,而一楼、二楼均有人呼叫时,电梯下降到LS2时停5秒，然后继续下降到ls1停止；
当电梯上升途中，任何反方向的下降信号无效，当电梯下降途中，任何反方向的上升呼叫无效；
当特殊紧急情况是,可以使用厢内手动开关SQ4，打开/关上厢门。
每层楼之间的到达时间均应在10秒之内,否则电梯停止。

(1）三层楼电梯梯形图程序

如图3—3所示，中间继电器0013、0014用来处理在同方向同时有两层楼呼叫的情况，0013用来记忆二楼的呼叫信号,在电梯行到二楼时，0014为ON 5秒钟，使电梯停5秒后再运行。

(2)三层楼电梯指令表
A(
O I 0.2
O Q 5。4
)
AN I 0。5
= Q 0.4
A（
O I 0.3
O Q 0.5
）
AN I 0.6
= Q 0.5
A（
O I 0。1
O Q 0。7
)
AN I 0。6
= Q 0.7
A（
O I 0.4
O Q 0.6
)
AN I 0。7
= Q 0.6
A（
O I 0。3

O I 0。1
O Q 10。3
）
AN Q 13。0
AN Q 13.2
= Q 1.3
A Q 10.3
A Q 13.1
O
A Q 10.4
AN T 38
= Q 1.4
L S5T＃10S
SD T 38
A I 0.5
FP Q 1。5
= Q 1.0
A I 0.6
FP Q 1。5
= Q 1。1
A I 0。7
FP Q 1.5
= Q 1.2
A（
A Q 0.7
AN I 0.7
O
A Q 06
AN Q 1。4
）
AN Q 0.1
AN T 39
= Q 0.0
A I 0.5
AN I 0。6
AN I 0.7
O
AN I 0。5
A I 0.6
AN I 0。7
O
AN I 0。5
AN I 0.6
A I 0.7
O I 0.0
= L 20。0
A L 20。0
BLD 102
L S5T＃10S
SD T 39
A L 20.0
AN T 39
= Q 0.3
A T 39
= L 20。0
A L 20。0
AN T 40
= Q 1。7
A L 20。0
BLD 102
L S5T＃10S
SD T 40
3.4 操作说明及注意事项
通过手动编程器输入PLC,在操作中主要是熟悉S7-300系列可编程控制的功能、指令代码.将编程器插在基本单元上,将基本单元与编程器置于编程状态，然后消除用户程序存储器，输入控制程序。
本设计是对电梯的控制，所以，我们根据情况可知，要控制电梯的上升和下降，需要一个可逆运行的直流电机。这样，我们需要8个输入点和12个输出点。
先按I/O接口图接好线，输入正常情况下的程序指令，启动运行

4. 总结及体会
本论文设计简单,只用几个按钮就可以实现对电梯的控制,每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号。电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示，采用LED和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示。
我感觉通过这次设计活动，我的最大收获是了解了一种设计思想，认识了一个新的设计世界,这种设计思想要求设计者对自己的设计目的要有一个清晰的认识，对怎样实现自己的设计要有把握，同时他的最大意义在于将它运用于现实中后，它能给使用它的群体带来多大的方便；有了这种思想，以后再次参加类似设计活动,就会使设计者在整体设计和实现方法上不会一点眉目也没有了。
通过这次设计使我对电梯的控制有了深入的了解，尤其是电梯的PLC控制。在这次设计中，我经历了 查资料→做笔记→思考→定位→选设备的过程，使我了解的不仅仅是电梯的控制,或是设备的选择，或浅或深，最重要的是我掌握了一种设计的方法，思维的方式,使受益非浅.在此次设计中，使我还体会到了要想飞快的进步就要有一盏明灯照路。
感谢颜老师指点和教诲，使我突破了许多难关,更从中学到了许多。

参考文献
[1］ 梁延东，《电梯控制技术［M］》，北京,中国建筑出版社,1997,
[2］ 廖长初，《可编程控制器应用技术》,重庆，重庆大学出版社，1997；
［3］ 陈宇，《可编程控制器基础及编程技巧》，广州，华南理工大学出版社,1999；
［4] 王兆义，《可编程控制器教程》，，北京，机械工业出版社,2001;
［5]张进秋， 《可编程控制器原理及应用实例》，天津， 机械工业出版社，2003
[6］胡学林， 《可编程控制器教程（实训篇)》,北京， 电子工业出版社，2004
［7]常路德，张晓明， 《常见电梯电路注解图集》， 北京，人民邮电出版社，2004
［8]高钦和， 《可编程控制器应用技术与设计实例》，北京, 人民邮电出版社，2004
［9]俞国亮， 《PLC原理与应用》，北京, 清华大学出版社 , 2005。6
[10］刘剑 ， 《电梯电气设计》， 北京，中国电力出版社，2006
［11］王淑英， 《电器控制与PLC控制技术》,北京， 机械工业出版社，2005
［12］张运刚等， 《PLC技术与应用》， 北京， 人民邮电出版社， 2007.2

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