可打印的三層電梯課程設計

1、課程設計報告 題 目 三層電梯控制 課 程 名 稱 PLC工業(yè)控制及應用 院 部 名 稱 龍蟠學院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 M12電氣 學 生 姓 名 王敏旭 周文杰 學 號 1221109022 、1221109039 課程設計地點 C314 指 導 教 師 翟力欣 金陵科技學院教務處制摘 要本課程設計的主要目的是通過PLC控制電梯的運行，了解一般PLC控制系統(tǒng)設計過程、設計要求、應完成的工作內(nèi)容和具體設計方法。通過設計也有助于復習、鞏固以往所學的知識，達到靈活應用的目的。本課程設計基于西門子（SIEMENS）S7-200 PLC對三層電梯的控制進行了模擬，形成了電梯升降的系統(tǒng)P

2、LC在電梯升降的過程中，主要體現(xiàn)在邏輯開關的功能。由于PLC具有邏輯運算、記數(shù)、定時以及輸出輸入輸出的功能，在電梯升降的過程中各種邏輯開關控制與PLC很好的結(jié)合，對電梯實現(xiàn)了控制。關鍵詞 ：SIEMENS S7-200 PLC；三層電梯；升降目 錄一、緒論 1.1 相關背景知識···························

3、;···················3 1.2 課程設計的目的····························

4、3;···············3 1.3 課程設計的要求································

5、83;···········3 1.4 課程設計的任務····································&#

6、183;·······4二、電梯控制系統(tǒng)硬件設計 2.1 模擬裝置介紹······································&#

7、183;·······5 2.2 選擇機型········································

8、3;·········6 2.3 I/O分配表······································

9、3;·········6 2.4 電氣接線圖與主電路圖······································

10、6 2.5電梯控制系統(tǒng)的安全保護2.5.1 短路保護·············································

11、3;72.5.2 過載保護··············································72.5.3 失電壓保

12、護············································7三、電梯控制系統(tǒng)軟件設計 3.1軟件設計流程圖及描述·&#

13、183;·····································8 3.2 源代碼設計3.2.1 梯形圖LAD········

14、83;···································93.2.2 語句表STL ············&

15、#183;······························14 3.3 系統(tǒng)調(diào)試·················&#

16、183;································16四、課程設計體會···············

17、3;································16五、參考文獻················&#

18、183;···································16 一、緒論1.1 相關背景知識電梯作為垂直運輸工具，承擔著大量的人流和物流的輸送，其作用在建筑物中至關重要。與此同時，人們對電梯的性能要求也越來越高，比如可靠性，操作方

19、便，舒適性，低噪音，低能耗等等。隨著人們對其要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制。采用PLC對電梯進行控制，通過合理的選擇和設計，能夠有效的提高電梯的控制水平，極大地改善了電梯運行的舒適感，使電梯的控制達到了比較理想的控制效果。本設計在介紹電梯基本結(jié)構(gòu)的基礎上，闡述了電梯的運行原理和控制原理，重點分析了電梯系統(tǒng)設計中如何用PLC實現(xiàn)控制系統(tǒng)并編制控制程序，研究了PLC電梯控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，針對這些問題對電梯系統(tǒng)進行了設計.采用PLC進行邏輯控制。 設計采用了西門子S7-200系列的PLC控制三層電梯的上下層，包

20、括對PLC硬件的設計，軟件設計，和其他設備的選擇，還有原理分析等。通過本次設計掌握電梯的實際運行以及PLC的基本原理和控制過程，并且完成簡單的梯形圖設計，使電梯能達到起動，停止運行方向，樓層顯示，層站召喚等指令信號進行管理和控制功能。 1.2 課程設計的目的（1）熟悉常用電氣控制裝置的設計方法、步驟和設計原則。（2）通過課程設計，掌握課本的知識。通過訓練，學生初步設計具有電氣控制裝置的能力，從而培養(yǎng)學生獨立工作和創(chuàng)造的能力。1.3 課程設計的要求（1）熟悉課程設計參考資料及有關專業(yè)知識，掌握一般電氣控制裝置的設計原則、方法和步驟。（2）認真閱讀本課程設計任務書，分析所選課題的控制要求

21、，并進行工藝流程分析，畫出工藝流程圖。（3）確定控制方案，設計電氣控制裝置的主電路。（4）電梯的控制要求 控制要求：  1）開始時，電梯處于一層。 2）當有外呼電梯信號到來是，轎廂響應該呼梯信號，達到該樓層時，轎廂停止運行， 3）當有內(nèi)呼電梯信號到來是，轎廂響應該呼梯信號，達到該樓層時，轎廂停止運行， 4）在電梯轎廂運行過程中，即轎廂上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼信號均不響應，但如果反方向外呼梯信號前方再無其他內(nèi)、外呼梯信號時，則電梯響應該外呼梯信號。例如，電梯轎廂在一樓，將要運行到三樓，在次過程中可以響應二層向上的外呼梯信

22、號，但不響應二層向下的外呼梯信號。當?shù)竭_二層，如果三層沒有任何呼梯信號，則電梯可以響應二層向下外呼梯信號。否則，電梯將繼續(xù)運行至三樓，然后向下運行響應二層向下外呼梯信號。 5）電梯未平層或運行時，開門按鈕和關門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂停止運行后，按開門按鈕轎廂開門，按關門按鈕轎廂關門。1.4 課程設計的任務1.4.1 PLC控制 電梯由安裝在各樓層廳門口的上升和下降呼叫按鈕進行呼叫操縱，其操縱內(nèi)容為電梯運行方向。電梯轎箱內(nèi)設有樓層內(nèi)選按鈕S1S3，用以選擇需停靠的樓層。L1為一層指示、L2為二層指示、L3為三層指示，SQ1SQ3為到位行程開關。電梯上升途中只響應上升呼叫，下降途

23、中只響應下降呼叫，任何反方向的呼叫均無效。例如，電梯停在一層，在二層轎箱外呼叫時，必須按二層上升呼叫按鈕，電梯才響應呼叫（從一層運行到二層），按二層下降呼叫按鈕無效；反之，若電梯停在三層，在二層轎箱外呼叫時，必須按二層下降呼叫按鈕，電梯才響應呼叫（從三層運行到二層），按二層上升呼叫按鈕無效。1.4.2 制定主電路 為了實現(xiàn)上述要求，列出PLC的I/O分配表，并畫出PLC的I/O接線圖，根據(jù)控制要求，編寫梯形圖及語句表，調(diào)試程序直到準確無誤。1.4.3硬件設計（1）列出PLC的I/O分配表，并畫出PLC的I/O接線圖；（2）選擇PLC的機型及I/O模塊的型號，進行系統(tǒng)配置并校驗主機的電源負載能力

24、；（3）設計必要的安全保護措施。 1.4.4軟件設計（1）采用模塊化程序結(jié)構(gòu)設計軟件，首先將整個軟件分成若干功能模塊；（2）編寫控制系統(tǒng)的邏輯關系圖；（3）繪制各種電路圖；（4）編制PLC程序并進行模擬調(diào)試；（5）現(xiàn)場調(diào)試；（6）編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場試運行。二、三層電梯控制系統(tǒng)硬件設計2.1 模擬裝置介紹圖1 電梯控制面板圖S1、S2、S3分別為轎廂內(nèi)一層、二層、三層電梯內(nèi)選按鈕；D2、D3分別為二層、三層電梯外下降呼叫按鈕；U1、U2分別為一層、二層電梯外上升呼叫按鈕；SQ1、SQ2、SQ3分別為一層、二層、三層行程開關，模擬實際電梯位置傳感器的作用。L1、L2、L3分別為一層、二層、三層電梯

25、位置指示燈；DOWN為電梯下降狀態(tài)指示燈；UP為電梯上升狀態(tài)指示燈；SL1、SL2、SL3分別為轎廂內(nèi)一層、二層、三層電梯內(nèi)選指示燈。2.2 選擇機型選用一臺CPU224小型PLC作為控制中心，CPU224的I /O點數(shù)為24點（14入10出）。2.3 I/O分配表序號名稱面板符號程序符號輸入點輸入1三層內(nèi)選按鈕S1S1I0.02二層內(nèi)選按鈕S2S2I0.13一層內(nèi)選按鈕S3S3I0.24三層下呼按鈕D3D3I0.35二層下呼按鈕D2D2I0.46二層上呼按鈕U2U2I0.57一層上呼按鈕U1U1I0.68三層行程開關SQ2SQ2I0.79二層行程開關SQ3SQ3I1.010一層行程開關SQ4

26、SQ4I1.1輸出11三層指示燈L3L3Q0.012二層指示燈L2L2Q0.113一層指示燈L1L1Q0.214上升指示燈DOWNDOWNQ0.315下降指示燈UPUP Q0.417內(nèi)選指示燈SL3SL3Q0.518內(nèi)選指示燈SL2SL2Q0.619內(nèi)選指示燈SL1SL1Q0.72.4 I/O接線圖圖2三層電梯主電路圖3 I/O接線圖2.5 電梯控制系統(tǒng)的安全保護電梯控制系統(tǒng)的安全保護主要包括三個方面：短路保護、過載保護、失電壓保護等。2.5.1 短路保護短路時熔斷器FU的熔體熔斷而切斷電路起保護作用。2.5.2 過載保護采用熱繼電器FR。由于熱繼電器的熱慣性較大，即使發(fā)熱元件流過幾倍于額定值

27、得電流，熱繼電器也不會立即動作。因此在電動機啟動時間不太長的情況下，熱繼電器不會動作，只有在電動機長期過載時，熱繼電器才會動作，用它的常閉觸頭使控制電路斷電。2.5.3 失電壓保護通過接觸器KM的自鎖環(huán)節(jié)來實現(xiàn)。當電源電壓由于某種原因而嚴重欠電壓或失電壓（如停電）時，接觸器KM斷電釋放，電動機停止轉(zhuǎn)動。當電源電壓恢復正常時，接觸器線圈不會自行通電，電動機也不會自行啟動，只有在操作人員重新按下啟動按鈕后，電動機才能啟動。三、電梯控制系統(tǒng)軟件設計3.1 軟件設計流程圖及描述上電初始化NYYNYN停止停止運動停止運動開關箱門是否目標層電梯運行有無內(nèi)選與外呼信號電梯選向樓層等待圖4 系統(tǒng)設計流程圖電梯

28、啟動時，檢測電梯是否停在二或三樓層且有呼叫信號，如果是就等待呼叫信號，如果不是時，電梯自動下降到一層等待呼叫信號。當檢測到有呼叫信號時，例如：電梯停在一層時檢測到三層呼叫信號，電梯離開一層經(jīng)過二層，接著到達三層，電梯停止。當電梯停前檢測到呼叫信號，例如：電梯停在一層時檢測到三層呼叫信號，電梯離開一層經(jīng)過二層，準備到達三層時檢測到二層呼叫信號，電梯停在三層后繼續(xù)下降到二層等待呼叫信號。3.2程序設計3.2.1梯形圖LAD3.2.2指令表STLNetwork 1LD I0.2AN I1.1S Q0.7, 1Network 2 LD I0.1AN I1.0S Q0.6, 1Network 3 LD

29、I0.0AN Q0.7S Q0.5, 1Network 4 LD I1.1R Q0.7, 1= Q0.2Network 5 LD I1.0R Q0.6, 1= Q0.1Network 6 / 到達3層，內(nèi)選消除，樓層3指示燈亮LD I0.7R Q0.5, 1= Q0.0Network 7 / 電梯內(nèi)選上升過程LD I0.1O I0.0A I1.1LD I0.0A I1.0OLDAN Q0.3S Q0.4, 1Network 8 / 呼叫電梯上升過程LD I0.3O I0.4O I0.5A I1.1LD I0.3A I1.0OLDAN Q0.3S Q0.4, 1LD I1.0R Q0.6, 1=

30、 Q0.1Network 6 LD I0.7R Q0.5, 1= Q0.0Network 7 LD I0.1O I0.0A I1.1LD I0.0A I1.0OLDAN Q0.3S Q0.4, 1Network 8 LD I0.3O I0.4O I0.5A I1.1LD I0.3A I1.0OLDAN Q0.3S Q0.4, 1S M1.0, 1Network 9 / 上升等待狀態(tài)，指示燈閃爍，電梯門打開LD I1.1A I0.6LD I1.0A I0.5OLDS M0.5, 1Network 10 LD M0.5LPSA T43AN T45= Q1.0LPPTON T45, 40Network 11 LD T45R M0.5, 1Network 12 / 電梯內(nèi)選下降過程LD I0.1O I0.2A I0.7LD I0.2A I1.0OLDO I0.5A I1.1LD I0.3A I1.0OLDAN Q0.3S Q0.4, 1S M1.0, 1Network 9 LD I1.1A I0.6LD I1.0A I0.5OLDS M0.5, 1Network 10 LD M0.5LPSA T43AN T45= Q1.0LPPTON T45, 40Network 11 LD T45R M0.5, 1Network 12 LD I0.1O