五層電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

1、內(nèi)容摘要內(nèi)容摘要 隨著我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人民物質(zhì)文化生活水平日益提高，伴隨建筑業(yè)的 發(fā)展，為建筑物內(nèi)提供上下交通運輸?shù)碾娞莨I(yè)也在日新月異地發(fā)展著。電梯已不僅 是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備，更是一種人們頻繁乘用的交通運輸設(shè)備。 此次的關(guān)于五層電梯模型的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計主要有有司機、無司機、消防三種 工作模式。同時也具有自動響應(yīng)層樓召喚信號、自動響應(yīng)轎廂服務(wù)指令信號、自動完 成轎廂層樓位置顯示、自動顯示電梯運行方向、直達(dá)和最遠(yuǎn)停站等功能。在本次設(shè)計 中，要合理的選擇電動機以及合理的選用一些相關(guān)的輔助繼電器。同時選用西門子 S7- 200 系列以及一些擴展模塊。 這次以“五層電梯模型 P

2、LC 控制系統(tǒng)設(shè)計”為題目的課程設(shè)計方案基本滿足控制 要求，可以實現(xiàn)電梯的外呼和內(nèi)選功能，也實現(xiàn)了層樓顯示等一系列要求。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：五層電梯；PLC 控制；模式選擇；自動響應(yīng) 目目 錄錄 第第 1 1 章章 引言引言 .1 1 1.1 設(shè)計內(nèi)容1 1.2 設(shè)計要求1 1.3 設(shè)計思路1 第第 2 2 章章 系統(tǒng)總體方案分析與設(shè)計系統(tǒng)總體方案分析與設(shè)計 2 2 2.1 控制要求2 2.2 方案分析 2 2.3 方案設(shè)計2 2.4 設(shè)備選型3 第第 3 3 章章 PLCPLC 控制系統(tǒng)設(shè)計控制系統(tǒng)設(shè)計 3 3 3.1 控制要求分析及設(shè)計3 3.1.2 確定 I/O 點數(shù)量及 PLC 類型3

3、3.2 I/O 點的分配與編號 4 3.3 PLC 端子接線圖 6 3.4 控制程序編制8 3.4.1 梯形圖（見附表）8 3.4.2 指令表（見附表）8 結(jié)結(jié) 論論9 9 設(shè)計總結(jié)設(shè)計總結(jié) 1 10 0 致謝致謝 1 11 1 附錄附錄 梯形圖及指令表梯形圖及指令表1 12 2 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 3 30 0 第第 1 1 章章 引言引言 1.11.1 設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容 五層電梯模型 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 1.21.2 設(shè)計要求設(shè)計要求 1、按題意要求，列出 PLC I/O 地址分配表； 2、畫出 PLC I/O 端子接線圖； 3、完成梯形圖控制程序設(shè)計； 4、完成課程設(shè)計說明書 1.31.

4、3 設(shè)計思路設(shè)計思路 目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC 控制和微型計算機控制三 種。而 PlC 控制實際上是一種專用計算機，它采用巡回掃描的方式分時處理各項任務(wù)， 而且依靠程序運行，這就保證只有正確的程序才能運行，否則電梯不會工作；又由于 PLC 中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實際上是 PLC 系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無線圈又 無觸點，使用次數(shù)不受限制，屬無觸點運行，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越 性，運行壽命更長，工作更加可靠安全，自動化水平更高。PLC 控制是三種控制方式中 最具有可靠性、實用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制 系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電

5、梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。 第第 2 2 章章 系統(tǒng)總體方案分析與設(shè)計系統(tǒng)總體方案分析與設(shè)計 2.2.1 1 控制要求控制要求 1、自動響應(yīng)層樓召喚信號（含上召喚和下召喚）； 2、自動響應(yīng)轎箱服務(wù)指令信號； 3、自動完成轎箱層樓位置顯示(二進(jìn)制方式)； 4、自動顯示電梯運行方向； 5、具有電梯直達(dá)功能和反向最遠(yuǎn)停站功能； 2.2.2 2 方案分析方案分析 本系統(tǒng)是一個五層電梯的 PLC 控制系統(tǒng)，利用西門子公司的 S7-200 可編程邏輯控 制器對電動機進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)人們對電梯的控制。本系統(tǒng)具有一定的智能性，即 它可以讓電梯按人們的要求來運行。 2.2.3 3 方案設(shè)計方案設(shè)計 2.3

6、.12.3.1 電梯的啟動條件電梯的啟動條件 （1）安全保護(hù)系統(tǒng)正常； (2) 門鎖鎖閉； (3)定向部分選擇好電梯的運行方向。 2.3.22.3.2 電梯的停車條件電梯的停車條件 (1）選層部分選擇好停車樓層； （2）電梯必須到達(dá)要停車樓層的減速點； （3）電梯到達(dá)目標(biāo)樓層的平層位置。 2.3.32.3.3 工作模式的選擇工作模式的選擇 當(dāng)司機/自動開關(guān)處于自動狀態(tài)，通過 PLC 內(nèi)部程序，召喚指令信號自動定向，按 下關(guān)門按鈕，或自動關(guān)門后，隨后順向應(yīng)答?？?。若按下“直駛”按鈕，則電梯只應(yīng) 答轎廂內(nèi)指令，而不應(yīng)答層站召喚信號。 當(dāng)處于司機操作態(tài)，通過 PLC 內(nèi)部程序，外層召喚指令失效，電梯

7、受司機控制， 同樣順向應(yīng)答，?？?。 有司機狀態(tài)，即外部召喚被屏蔽，電梯只響應(yīng)內(nèi)部召喚，司機狀態(tài)與自動狀態(tài)的轉(zhuǎn) 換由有/無司機選擇開關(guān) SB15 控制。 若處于消防狀態(tài)時，按下消防開關(guān)，無論電梯處于上行、下行、還是站層狀態(tài)， 都將運行方向調(diào)整為向下運行，直到到達(dá)基站。 2.3.42.3.4 其他控制其他控制 根據(jù)控制要求，要實現(xiàn)電梯的控制，如：外呼、內(nèi)選、停層、信號的登記與消除 等。用 2 個時間繼電器和多個接觸器來控制電梯動作，實現(xiàn)電梯的外呼、內(nèi)選、停層、 信號的登記與消除、自動定向、自動開關(guān)門、直達(dá)功能等。 2.2.4 4 設(shè)備選型設(shè)備選型 需要 27 個輸入信號和 28 個輸出信號，由輸入

8、信號和輸出信號的數(shù)量知，使用 S7- 200 系列 PLC 的 CPU226，擴展模塊為 EM222、EM223 即可滿足設(shè)計要求。 它的連接形式如圖： 圖 2-1 模塊連接圖 第第 3 3 章章 PLCPLC 控制系統(tǒng)設(shè)計控制系統(tǒng)設(shè)計 3.13.1 控制要求分析及設(shè)計控制要求分析及設(shè)計 3.1.3.1.1 1 確定確定 I/OI/O 點數(shù)量及點數(shù)量及 PLCPLC 類型類型 分析 PLC 的輸入和輸出信號,在滿足控制要求的前提下,要減少占用 PLC 的 I/O 點。 選擇 PLC 型號：該系統(tǒng)需要 27 個輸入信號，28 個輸出信號，主機選用 CPU226， 擴展模塊選用 EM222、EM2

9、23，內(nèi)部電源供電，繼電器輸出。 3.23.2 I/OI/O 點的分配與編號點的分配與編號 表 3-1 系統(tǒng) I/O 分配表 控制信號元件信號名稱元件符號地址編碼 AYS 向上行駛按鈕常開按鈕 SB3 I0.0 AYX 向下行駛按鈕常開按鈕 SB4 I0.1 1YC 一樓行程開關(guān)行程開關(guān) SQ1 I0.2 2YC 二樓行程開關(guān)行程開關(guān) SQ2 I0.3 3YC 三樓行程開關(guān)行程開關(guān) SQ3 I0.4 4YC 四樓行程開關(guān)行程開關(guān) SQ4 I0.5 5YC 五樓行程開關(guān)行程開關(guān) SQ5 I0.6 A1J 一樓指令按鈕常開按鈕 SB5 I0.7 A2J 二樓指令按鈕常開按鈕 SB6 I1.0 A3

10、J 三樓指令按鈕常開按鈕 SB7 I1.1 A4J 四樓指令按鈕常開按鈕 SB8 I1.2 A5J 五樓指令按鈕常開按鈕 SB9 I1.3 AJ 指令專用開關(guān)（直駛）常開按鈕 SB10 I1.4 A1S 一樓上召喚按鈕常開按鈕 1SB1 I1.5 A2S 二樓上召喚按鈕常開按鈕 2SB1 I1.6 A2X 二樓下召喚按鈕常開按鈕 2SB2 I1.7 A3S 三樓上召喚按鈕常開按鈕 3SB1 I2.0 A3X 三樓下召喚按鈕常開按鈕 3SB3 I2.1 A4S 四樓上召喚按鈕常開按鈕 4SB1 I2.2 A4X 四樓下召喚按鈕常開按鈕 4SB2 I2.3 A5S 五樓上召喚按鈕常開按鈕 5SB2

11、 I2.4 正常運行模式常開按鈕 SB11 I2.5 輸 入 信 號 只服務(wù)于奇數(shù)樓層常開按鈕 SB12 I2.6 表 3-2 系統(tǒng) I/O 分配表（續(xù)一） 控制信號元件信號名稱元件符號地址編碼 只服務(wù)于偶數(shù)層樓常開按鈕 SB13 I2.7 只服務(wù)于四層及以上樓層常開按鈕 SB14 I3.0 YSJ 有/無司機選擇開關(guān)常開按鈕 SB15 I3.1 輸入信號 ZXF 置消防開關(guān)常開按鈕 SB16 I3.2 MGB 門關(guān)閉顯示二極管 D1 Q0.0 A LED 七段顯示器 a 段發(fā)光二極 管 二極管 D2 Q0.1 B LED 七段顯示器 b 段發(fā)光二極 管 二極管 D3 Q0.2 C LED 七

12、段顯示器 c 段發(fā)光二極 管 二極管 D4 Q0.3 D LED 七段顯示器 d 段發(fā)光二極 管 二極管 D5 Q0.4 E LED 七段顯示器 e 段發(fā)光二極 管 二極管 D6 Q0.5 F LED 七段顯示器 f 段發(fā)光二極 管 二極管 D7 Q0.6 G LED 七段顯示器 g 段發(fā)光二極 管 二極管 D8 Q0.7 1DJA 一樓指令信號登記顯示二極管 D9 Q1.0 2DJA 二樓指令信號登記顯示二極管 D10 Q1.1 3DJA 三樓指令信號登記顯示二極管 D11 Q1.2 4DJA 四樓指令信號登記顯示二極管 D12 Q1.3 輸 出 信 號 5DJA 五樓指令信號登記顯示二極管

13、 D13 Q1.4 表 3-3 系統(tǒng) I/O 分配表（續(xù)二） 3.33.3 PLCPLC 端子接線圖端子接線圖 1DAS 一樓上召喚信號登記顯示二極管 D14 Q1.5 1DAS 二樓上召喚信號登記顯示二極管 D15 Q1.6 1DAX 二樓下召喚信號登記顯示二極管 D16 Q1.7 1DAS 三樓上召喚信號登記顯示二極管 D17 Q2.0 1DAX 三樓下召喚信號登記顯示二極管 D18 Q2.1 1DAS 四樓上召喚信號登記顯示二極管 D19 Q2.2 1DAX 四樓下召喚信號登記顯示二極管 D20 Q2.3 1DAS 五樓上召喚信號登記顯示二極管 D21 Q2.4 控制信號元件信號名稱元件

14、符號地址編碼 KM 開門顯示二極管 D22 Q2.5 GM 關(guān)門顯示二極管 D23 Q2.6 DCS 上行顯示二極管 D24 Q2.7 DCX 下行顯示二極管 D25 Q3.0 S 上行繼電器（控制電動機正轉(zhuǎn)）繼電器 KM1 Q3.1 X 下行繼電器（控制電動機反轉(zhuǎn)）繼電器 KM2 Q3.2 輸出信號 YX 運行顯示二極管 D26 Q3.3 根據(jù) I/O 表及 PLC 的配置圖很容易就可以得到 PLC 端子接線圖 3-1 如下所示： 圖 3-1 I/O 端子接線圖 3.3.4 4 控制程序編制控制程序編制 本文使用 STEP7-Micro/WIN32 編程軟件編寫程序,STEP7-Micro/

15、WIN32 是西門子公 司專為 SIMATIC S7-200 系列可編程序控制器研制開發(fā)的編程軟件，它是基于 Windows 的應(yīng)用軟件，功能強大，既可用于開發(fā)用戶程序，又可實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 STEP7-Micro/WIN32 編程軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件的開發(fā)，其主要 實現(xiàn)以下功能。 1）在脫機（離線）方式下創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯原有的用戶程序。在脫機方 式時，計算機與 PLC 斷開連接，此時能完成大部分的基本功能，如編程、編譯、調(diào)試 和系統(tǒng)組態(tài)等，但所有的程序和參數(shù)都只能存放在計算機的磁盤上。 2）在聯(lián)機（在線）方式下可以對與計算機建立通信關(guān)系的 PLC 直接進(jìn)行

16、各種操作， 如上載、下載用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)等。 3）在編輯程序的過程中進(jìn)行語法檢查，可以避免一些語法錯誤和數(shù)據(jù)類型方面的 錯誤。經(jīng)語法檢查后，梯形圖中錯誤處的下方自動加紅色波浪線，語句表的錯誤行前 自動畫上紅色叉，且在錯誤處加上紅色波浪線。 4）對用戶程序進(jìn)行文檔管理，加密處理等。 5）設(shè)置 PLC 的工作方式、參數(shù)和運行監(jiān)控等。 3.3.4 4.1.1 梯形圖梯形圖 梯形圖見附錄 1 3.3.4 4.2.2 語句語句表表 語句表是由梯形圖轉(zhuǎn)換得到的，語句表見附錄 2 結(jié)論結(jié)論 電梯自動化的設(shè)計因設(shè)計角度和設(shè)計理念的不同和偏差，可能造成設(shè)計上的一些 差異。本論文中較為詳細(xì)地介紹了電梯設(shè)計的方法

17、和過程，論述了電梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計和 工作流程與工藝設(shè)計。但因為自動化設(shè)計的內(nèi)容量過大，涉及的專業(yè)較多，牽扯面也 很寬。僅僅一片專業(yè)課程設(shè)計實在無法全盤托出，有些地方的表述可能會存在不夠準(zhǔn) 確，或者描述上存在未能描述到的地方。 設(shè)計設(shè)計總結(jié)總結(jié) 此次課程設(shè)計的題目是五層電梯 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計。首先，關(guān)于電梯我們都很熟 悉，隨著高層建筑越來越多，電梯的應(yīng)用也是越來越普遍；PLC 為可編程控制器，它控 制系統(tǒng)的硬件是由 CPU，輸入/輸出（I/O）電路及外圍設(shè)備等組成的,它控制的可靠性 高、易操作、維修、編程簡單、靈活性強等特點。比傳統(tǒng)的繼電器控制好很多，因而 PLC 在電梯控制中得到了更廣泛的應(yīng)用

18、。 此次設(shè)計的過程中遇到了很多的困難，電梯的控制過程比較多，包括轎廂內(nèi)外都 有呼叫信號，樓層還得有檢測信號，樓層需要相應(yīng)的數(shù)碼管顯示及指示燈顯示燈等。 過程雖然比較復(fù)雜，但經(jīng)過一定時間的資料查詢和同學(xué)之間的相互幫助，再加上老師 的認(rèn)真指導(dǎo)，對于完成此次課程設(shè)計都付出了很大的努力。過程雖然是復(fù)雜的，但是 還是得到了比較滿意的結(jié)果。 通過此次課程設(shè)計，我對 PLC 有了更加深刻的認(rèn)識，對于 PLC 編程也更為熟悉。 不僅如此，在查詢資料的過程中，關(guān)于繼電器控制電梯的方法也有所涉獵，從而獲得 了更廣泛的知識。我的知識領(lǐng)域得到進(jìn)一步擴展，專業(yè)技能得到進(jìn)一步提高，同時增 強了分析和解決工程實際的綜合能力

19、。另外，也培養(yǎng)了自己嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán) 謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)。 此次課程設(shè)計雖然完成了電梯控制的一些基本的要求，但還是有一些的不足之處， 關(guān)于電梯功能的設(shè)計也不是很完美，應(yīng)該還有一些擴展項目可以做，但由于能力有限 沒有完成，以后一定要努力的學(xué)習(xí)，盡可能的使其獲得較好的完成。課程設(shè)計中暴露 出的一些問題，提醒我以后要認(rèn)真對待工作，要嚴(yán)謹(jǐn)求實，更加努力的學(xué)習(xí)，擁有更 多的知識后才能有更大的能力為社會做貢獻(xiàn)。 致致 謝謝 能完成這次的課程設(shè)計，首先我要感謝我指導(dǎo)老師-王宗才老師。自從做設(shè)計 以來，我不僅在專業(yè)上有了很大的進(jìn)步，而且恩師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、務(wù)實工作作風(fēng)、 高度的責(zé)任心，也使我受益非淺。在此

20、，我要向王老師表示深深的敬意和衷心的感謝! 此外，在學(xué)習(xí)期間，還得到許多老師、同學(xué)、朋友的幫助，在此表示衷心的感謝! 在這三年里有許多讓我感動的事和讓我感激的人。但由于時間的倉促和主客觀條 件的限制我們只是做出模型做演示，當(dāng)然這與真正的實物相比，在工藝上還有很大差 距，盡管有些不太完美的地方，但我們已經(jīng)很努力了。 最后祝愿老師們工作順利，身體健康！祝愿同學(xué)們前程似錦，一切順利！ 附錄附錄 梯形圖及指令表梯形圖及指令表 附錄 1：梯形圖 附錄 2：語句表 Network 1 / 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題 / 自動顯示 1 樓 LD I0.2 O M1.0 AN I0.3 = M1.0 = Q0.2 = Q0.3

21、 Network 2 / 自動顯示 2 樓 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 / 自動顯示 3 樓 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 / 自動顯示 4 樓 LD I0.5 O M1.3 AN I0.4 AN I0.6 = M1.3 = Q0.2 = Q0.6 = Q0.7 = Q0.3 Network 5 / 自動顯示 5 樓 LD

22、I0.6 O M1.4 AN I0.5 = M1.4 = Q0.1 = Q0.6 = Q0.7 = Q0.3 = Q0.4 Network 6 / 開關(guān)門顯示 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

23、8 LD T38 = Q0.0 Network 9 / 自動顯示電梯運行方向（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 M

24、4.4 = Q2.7 = Q3.3 Network 14 / 自動顯示電梯運行方向（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

25、LD M4.6 = Q3.0 = Q3.3 Network 19 / 運行奇數(shù)層 LD I2.6 O M7.0 AN M7.1 AN M7.3 = M7.0 Network 20 / 運行偶數(shù)層 LD I2.7 O M7.1 AN M7.0 AN M7.3 = M7.1 Network 21 / 運行四層以上 LD I3.0 O M7.5 AN M7.3 = M7.5 Network 22 / 正常運行 LD I2.5 O M7.3 = M7.3 Network 23 / 1 樓內(nèi)指令 LD I0.7 O M2.0 AN M7.1 AN M7.5 AN M1.0 = M2.0 = Q1.0 N

26、etwork 24 / 2 樓內(nèi)指令 LD I1.0 O M2.1 AN M7.0 AN M7.5 AN M1.1 = M2.1 = Q1.1 Network 25 / 3 樓內(nèi)指令 LD I1.1 O M2.2 AN M7.1 AN M7.5 AN M1.2 = M2.2 = Q1.2 Network 26 / 4 樓內(nèi)指令 LD I1.2 O M2.3 AN M7.0 AN M1.3 = M2.3 = Q1.3 Network 27 / 5 樓內(nèi)指令 LD I1.3 O M2.4 AN M7.1 AN M1.4 = M2.4 = Q1.4 Network 28 / 1 樓上呼叫 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 樓上呼叫 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 樓下呼叫 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 樓上呼叫 LD I2.0 O M3.3 AN M7.1 AN M7.5 AN M1.2 AN M0.