電氣控制及其可編程控制器課程設計 -四層電梯控制程序設計學校: 上海海事大學學院: 物流工程學院 專業: 電氣工程及其自動化班級: 電氣112班姓名: 王志剛學號: 201110231062 2014年6月目錄一、 課程設計的任務及要求31. 前言32. 課程設計的任務33. 課程設計的要求3二、 實驗設備4三、 接線圖和地址表41. PLC接線圖42. THPLC-DT型四層電梯實物教學模型面板布置圖53. 輸入/輸出的地址分配表5四、 程序設計和調試61. 程序設計流程圖62. 程序部分設計思路73. 中間繼電器功能表114. 遇到的問題與調試12五、 課程設計小結12六、 程序清單（見附錄）13一、 課程設計的任務和要求1.前言隨著經濟的發展，現代城市中的高層建筑日益增多，電梯成為人們日常生活必不可少的代步工具。而電梯性能的好壞，除了電機等硬件以外，電梯控制系統是其核心因素。PLC（Programmable logic controller）因其簡單易用、可靠性高、維修養護方便和抗干擾能力強等優點，在電梯控制領域應用極為廣泛。本文以三菱FX2N系列PLC為例，以四層電梯為設計對象，分別從電梯控制系統的構成及工作原理，系統PLC配置方案，PLC軟件設計，PLC軟件的調試仿真和電梯硬件選取等方面，闡述了PLC在電梯控制系統中的應用，形成了以PLC為控制系統的完整的電梯模型，使電梯在更精確、更可靠、更快速的控制平臺上運行。2.課程設計的任務A學習PLC程序設計方法；B熟練應用GX-DEVELOPER軟件進行編程；C. 熟練掌握PLC的編程和程序調試方法；D. 熟悉四層電梯內外按鈕控制的編程方法；3.課程設計的要求 A. 外呼梯控制開始時，電梯處于任意一層；當有外呼梯信號（按外呼梯上或下按鈕）到來時，該外呼梯指示燈亮；電梯響應，上行或下行；到達該樓層時（該樓層的“平層”輸入信號為ON），電梯停止運行，該層外呼梯指示燈熄滅，電梯門打開（“開門限位”信號為ON時開門動作結束），延時3S后自動關門（“關門限位”信號為ON時關門動作結束）。B. 內呼梯控制開始時，電梯處于任意一層；當有內呼梯信號（按內呼梯按鈕）到來時，該內呼梯指示燈亮；電梯響應，上行或下行；到達該樓層時（該樓層的“平層”輸入信號為ON），電梯停止運行，該層內呼梯指示燈熄滅，電梯門打開（“開門限位”信號為ON時開門動作結束），延時3S后自動關門（“關門限位”信號為ON時關門動作結束）。 C. 順向截梯功能在電梯上升（或下降）運行途中，出現同方向的內、外呼梯信號均響應。例如，電梯上升去四樓（響應四樓的內、外呼），在上升到三樓前按下三樓“外呼梯上”按鈕，則電梯到達三樓順停（平層停、開門、延時3S后自動關門），然后繼續上行去四樓。如果按三樓“外呼梯下”按鈕，則不進行三樓順停，只有達到四樓返回時才響應三樓“外呼梯下” 的外呼梯信號。在電梯上升（或下降）運行途中，任何反方向下降（或上升）的內、外呼梯信號均不響應；等到前方向無其它內、外呼梯信號時，則電梯響應該外呼梯信號。D. 最遠反向外呼梯響應功能如：電梯在一樓，而同時有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯先去四樓響應四層向下外呼梯信號。E. 電梯未平層或運行時，電梯門不能打開；電梯門處于打開狀態時，電梯不能運行。若電梯停于某層樓，按該層內外呼，則執行開門動作。F. 一樓等待：若沒有內、外呼信號，延時20秒，電梯自動停到一樓但不執行開門動作。二、實驗設備1 個人電腦PC。2 THPLC-1A型 電氣控制綜合實驗臺。3 RS232數據通信線。4 THPLC-DT型四層電梯實物教學模型。5 導線若干。三、接線圖和地址表1、PLC接線圖2、THPLC-DT型四層電梯實物教學模型面板布置圖3、輸入/輸出的地址分配表：序號名 稱輸入點序號名 稱輸出點0一層內呼X00一層內呼指示Y01二層內呼X11二層內呼指示Y12三層內呼X22三層內呼指示Y23四層內呼X33四層內呼指示Y34一層外呼上X44一層外呼上指示Y45二層外呼下X55二層外呼下指示Y56二層外呼上X66二層外呼上指示Y67三層外呼下X77三層外呼下指示Y78三層外呼上X108三層外呼上指示Y109四層外呼下X119四層外聽下指示Y1110開門開關10電梯上行Y1211關門開關11電梯下行Y1312一層平層X1212門電機開Y1413二層平層X1313門電機關Y1514三層平層X1415四層平層X1516開門限位X1617關門限位X1718電梯上升極限位19電梯下降極限位注：（1）本次課程設計要求按照此地址分配表進行接線和程序編寫；（2）THPLC-1A型 電氣控制綜合實驗臺使用的三菱PLC為FX2N-32MR，輸入16點/輸出16點。因此上表中開、關門開關以及電梯上下降極限位不用。四、程序設計與調試1、程序設計流程圖2、部分程序設計思路a. 內外呼信號判斷：分別用內呼開關X0X3以及X12X15來控制內呼指示燈Y0Y3，外呼開關X4X11、電梯上下狀態繼電器M10、M11以及X12X15來控制，并使用自保，使得電梯有內外呼信號時各繼電器持續輸出高電平，由此確定內外呼信號。同時在X與M連接中間加上對應樓層的平層開關常閉作為停止，使得電梯到達樓層后對應繼電器斷開，由此確定到達樓層。如二樓內呼：三樓外下呼：b.所在樓層判斷：在本次試驗中，試驗器材里，四層電梯的模型有樓層限位開關，也就是平層時的限位開關，所以可以通過電梯觸碰到的限位開關來判斷電梯停止時所在的樓層。c.電梯上下行控制： 我們容易知道電梯上下行的情況的分類，如上升時可以到二、三、四樓，于是，我們就分這幾種情況來討論電梯上升的情況。如上升到四樓，我們可以從一樓上，二樓上，三樓上，然后就有如下程序：同理然后可以得到相應的升至二樓，三樓的狀態，因此電梯上行就可以表示為：再同理可以知道，電梯下行的情況有下至三樓，二樓，一樓，再根據具體情況可以做出下至該樓層所需條件。如下至二樓時有：因此可以得出相應下至三樓，一樓的情況，然后又電梯下行程序：d.開關門控制：在本實驗中，電梯開關門均在平層時才能動作，另外我們也必須要按照功能E來編寫開關門的程序。門電機開我們用Y014來輸出，門電機關用Y013來輸出。在門電機開（或關）時，我們應該注意的是電梯門不是一直開（或關）的狀態，因此我們還得用門限開關來控制，在門電機開時需在前串上開門限位開關X016的常閉，在門電機關時需在前串上關門限位開關X015的常閉。e.順向截梯功能：順向截梯功能在電梯中表現為當不同樓層同時有同上或同下外呼時，而且此時電梯處在最低外呼樓層下面或最高外呼樓層上面。在本次實驗中，我們考慮了電梯上升時截梯和下降時截梯兩種情況，然后設置出某樓層為上升終點或下降終點的狀態標志M12M15，然后在根據具體情況寫出如下程序：f.無內外呼20秒后電梯自動下降到一樓：用所有內外呼指示燈信號Y0Y15常閉連接T1 K200，在根據功能F所述，到一樓是門不開，因此T1再串一個常開關門限位開關X017，另外要串一個一樓平層限位開關X012的常閉于是其程序為：上面程序中M9表示電梯完全停止后，在以后20秒中也沒有任何外部操作時的狀態，用它來激活電梯下降。3、中間繼電器功能表：名稱功能名稱功能M0升至四樓狀態M9無任何信號20秒后下降狀態M1升至三樓狀態M10電梯上升狀態M2升至二樓狀態M11電梯下降狀態M3降至一樓狀態M12二層為上行終點狀態M4降至二樓狀態M13三層為上行終點狀態M5降至三樓狀態M14二層為下行終點狀態M6電梯上下行暫斷狀態M15三層為下行終點狀態M100消四樓按鈕（附加功能C）4、遇到的問題與調試： (1) 在編寫電梯開門程序時，開始我們考慮了很多種開門的情況，最終也是按著自己的思路一條一條的寫出來，寫完后程序步數多且結構十分復雜，調試時發現當電梯從一層上升時按下三樓外呼上、二樓外呼上按鈕以及一樓外呼上時電梯在二樓和三樓不開門直接回到了一樓，由于該部分程序是在是結構復雜，我們最終也未找出問題，后來完全修改了該部分程序，使用外呼、內呼的下降沿以及開門限位來控制門電機的開，這樣不僅減少了程序步數，而且其結構也變得美觀易懂。（2）在編寫電梯無內外呼二十秒下行時，我們沒考慮到電梯在下行途中出現內外呼電梯會停止下降而直接響應內外呼到達內外呼的樓層，這樣違背了電梯不能在上行或下行時突然反向下行或上行的原則，從而導致安全事故，在電梯運行調試時我們發現了這個錯誤，后在電梯下行輸出Y13前接入電梯上行Y12的常閉解決了問題，同時在電梯上行輸出Y12前接入電梯下行Y13的常閉避免電梯上行時突然變向下行。（3）雖然我們的附加功能是6B項，但是在老師的號召下我們加入了6C的功能，加入程序后，運行時，電梯在上升至三四樓是四樓的燈可以隨意開關，但是滅掉四樓的燈的時候電梯本只能停在三樓，但是相反，它還是升至到四樓停，面對此情況，我們仔細檢查程序后發現原來我們沒有用M100的常閉與電梯上升狀態里四層內呼指示串起來，當M100得電時，電梯仍可上升至四樓，后來將M100常閉串入后，該功能便正常了。五課程設計總結通過這次的課程設計，我對PLC編程技術有了更深刻的理解，通過將課上所學到的知識加以實際運用完成此次的課程設計，我了解到了PLC編程技術的實用性，也學到了很多關于自己在工程制作方面的知識，同時我也意識到自身有很多的不足之處，尤其是在PLC的編程上有很多不嚴謹和不成熟的地方，在運行過程中也會出現很多問題，通過詢問老師與同學，最終順利把設計要求完成。通過為期一周的PLC課程設計，在老師和同學的幫助下，我受益匪淺，課程設計讓我對PLC梯形圖、外部接線圖等知識加深了理解，同時更加明白了PLC設計的原理與基本思路。本次課程設計也是我們組團隊合作的成果，從確定題目和設計要求到PLC編程，再到程序調試，我們三個組員都一直在一起積極交流，碰到問題互相討論并解決，大家在整個課程設計的過程中思想也基本一致，我們之間討論的不僅是一些技術上的問題，還深入討論了一些關于編程、設計理念的問題，這樣不僅讓我們編程的效率大大提高，少走了很多彎路，同時也加強了我們的團隊凝聚力，促進了我們之間的友誼。課程設計是一種實踐性的學習，在這次實踐中我們懂得了PLC這門課不單是紙面上的一段程序指令，通過將PLC運用到實際工程中去，它能實現很多復雜的功能，讓我們對很多工程實踐中的東西有了更多理論上的認識，比如我們這次的PLC電梯控制程序，雖然我們日常生活中常常用到電梯，但是我們卻很少有機會了解到它的工作原理