1、廣東紡織職業技術學院可編程控制器及應用課程設計報告題目 五層樓電梯控制系統的設計 院 （系） 機電工程系 專 業 學生姓名 指導老師 起始日期： 一、PLC課程設計目的、任務和要求1.1設計目的PLC控制技術屬于先進的實用技術，目前各種PLC在實際工程中已廣泛應用，以PLC為主控制器的控制系統越來越多。在熟悉了PLC的組成和基本工作原理，掌握了PLC的指令系統及編程規則之后，就面臨著如何將PLC應用到實際工程中的問題，即如何進行PLC控制系統的應用設計，使PLC能夠實現對生產機械生產過程的控制，并帶來更可靠更高的質量和更高的效益。本次課程設計內容是用PLC控制五層電梯自動運行。學校為我們學生提

2、供了較理想的實驗平臺，使我們可以直觀地驗證其程序編輯的正確性，便于理解電梯控制的邏輯關系，也通過這次課程設計鞏固已學過的理論知識，更重要的是給我們一次獨立設計的實踐機會，以培養我們設計能力和實際工作能力，培養學生嚴謹的邏輯分析和細心的工作作風，為學生畢業走上社會就業打下基礎。1.2設計任務本次設計任務指定參考題目為“五層樓電梯控制系統的設計”，學生也可以自行選擇設計題目， 經指導老師批準即可。五層樓電梯控制系統的功能要求與實際電梯相同，電梯要能夠合理響應任意樓層的電梯呼叫信號。1）硬件設計 PLC控制系統的硬件設計是指對PLC外部設備的設計，在硬件設計中要進行輸入設備的選擇，如操作按鈕，開關等

3、，執行元件的選擇，如接觸器線圈，電磁閥線圈，指示燈等，以及控制臺，操作面板的設計。通過對用戶輸入輸出設備的分析，分類和整理，進行相應的I/O地址分配，在I/O設備表中應包含I/O地址，設備代號，設備名稱及控制功能，應盡量將相同類型的信號，相同的電壓等級的信號地址安排在一起，并依此繪制I/O接線圖。2）軟件設計 控制系統的軟件設計就是用梯形圖或指令表編寫控制序。3）控制系統聯機調試 這是最后關鍵性的一步，應對系統性能進行評價后再做出改進，反復修改，反復調試，直到滿足要求為止。4）編制系統的技術文件 技術文件一般應包括總體說明，硬件文件，軟件文件和使用說明等。1.3設計要求1）在接受設計任務后，應

4、根據課題要求和應完成的設計任務，擬定工作進度計劃，確定各階段應完成的工作量，妥善安排時間。2）在方案確定過程中應主動提出問題，以取得指導老師的幫助，在此階段提倡廣泛討論，做到思路開闊，依據充分。3）說明書要求文字通順、簡練，格式規范。4）應在規定時間內完成所有的設計任務，并對自己的設計進行實踐驗證，發現問題，解決問題。思考有待進一步完善之處。二、PLC機型選擇目前，國內外PLC生產廠家生產的PLC品種已達到數百個，其性能各有特點，價格也不盡相同。在設計PLC控制系統時，要選擇最適宜的PLC機型，對于系統的控制目標。設計PLC控制系統時，首要的控制目標就是：確保生產的安全可靠，能長期穩定運行，保

5、證產品高質量，提高生產效率，改善信息管理等。如果要求以極高的可靠性為控制目標，構成PLC冗余控制系統，這時要從能夠完成冗余控制的PLC型號中進行選擇；如果以改善信息管理為控制目標，要首先考慮通信能力。另一個方面就是要對PLC的硬件配置的考慮，可以從CPU的能力、I/O系統、指令系統、響應速度或其它考慮。西門子S7-200三、五層樓電梯控制系統的硬件設計3.1電梯模型(圖其中主體包括轎廂、導軌、升降電機等；控制盒包括電源、上下呼叫按鈕；顯示部分包括各層上下呼叫按鈕顯示。3.2 外部輸入輸出設備選擇及I/O分配表（如下表）3.21輸入一樓上升請求開關I0.0二樓上升請求開關I0.1三樓上升請求開關

6、I0.2四樓上升請求開關spanI0.3五樓下降請求開關I0.4四樓下降請求開關I0.5三樓下降請求開關spanI0.6二樓下降請求開關I0.7一樓行程開關I1.0二樓行程開關I1.1三樓行程開關I1.2四樓行程開關I1.3五樓行程開關I1.43.22輸出一樓指示燈Q0.0二樓上升指示燈Q0.1三樓上升指示燈Q0.2四樓上升指示燈Q0.3五樓指示燈Q0.4四樓下降指示燈Q0.5三樓下降指示燈Q0.6二樓下降指示燈Q0.7電動機上升指示燈Q1.0電動機下降指示燈Q1.13.3 PLC外部接線圖及主電路主電路圖主電路圖外部接線圖四、五層樓電梯控制系統的軟件設計4.1 程序總體設計思路說明及程序流程

7、圖當電梯上行時，如遇到某層有上行呼喚信號時，則在該層停止，同時消除該層上行信號，對應的信號燈滅，門自動打開。而在上行的過程中，下行的呼喚信號不起作用。電梯下行時同理。在電梯里按下關門按鈕，門自動關閉，關門到位后電梯才能升降。電梯在升降過程中經過無呼喚信號的樓層時，不停止也不能開門。在上升過程中，如上行和下行都務于下層信號。在下降過程中的原理同上行時的原理。電梯在停止時，可用按鈕直接控制開門、關門。電梯停在某一層時，在門廳按下該層呼喚按鈕也能開門。電梯在開門時不能上升、下降。電梯在升降過程中不能開門。結束電梯上升或下降到電梯內部信號相應的樓層在這次設計中，行程開關的設計是一個問題。在這一個問題上

8、就存在一個電梯的位置問題，因此用傳送指令去給每一層樓賦上相應的 1 、 2 、 3 、 4 和 5 。這就是位置的數值化，當有數值之后我們就用比較指令去判斷電梯的上升或是下降，這樣就可以解決到這一個問題。最后我們是要考慮到互鎖的問題，這不是一個小問題，這一個問題關系到了整個實驗的成功與否。還有就是一個暫停的問題，不用多說暫停就是用定時器去控制的，但是用在這里要有一定的技巧，要有得得當。 4.2 程序說明本次五層樓電梯控制系統大概是這樣的：把各樓層的行程開關做位置數字化，各樓層的呼叫請求按鈕也做呼叫數字化，通過呼叫數值與位置數值來控制電梯的上升與下降。系統設計要求如下：（1）當外部呼叫時，呼叫數

9、值比位置數值大時，且電梯不是下降狀態，則電機正轉，電梯上升。（2）當外部呼叫時，呼叫數值比位置數值小時，且電梯不是上降狀態，則電機反轉，電梯下升。（3）電梯在上升途中，如有多個上呼與下呼信號同時輸入，電梯是要先上后下。（4）電梯在下降途中，如有多個上呼與下呼信號同時輸入，電梯是要先下后上。（5）當電梯到達相應呼叫的樓層時，電梯暫停2秒。（6）在電梯上升/下降途中，任何反方向的呼叫要待執行完當前動作后才有效如：當你在1樓時，你按下開關電梯就會上升，并且在你上之前就會暫停2秒鐘，如果是其它樓有上升的人按下開關，那么電梯就會在相應的樓層暫停2秒鐘。下降亦然。這就是要求做到上升時不能下降，下降時不能上

10、升，如果有相應的請求，要做到先上后下的順序。比如1樓有人上4樓，3樓有人要下1樓，當電梯上升到3樓的時電梯是不會停下來的，只有上到4樓之后才會下降到3樓停下到將3樓的人送下到1樓。上面所編的PLC控制五層樓程序，可實現簡單的電梯升降運作和在各層樓的各種呼叫請求，但從這一個系統中只是外部信號的開關，對于內部的系統控制則是無法做到。這也許就是這一個系統的不足之處。這個系統中可以實現多上信號同時作用，但是有一定的順序執行的，比如多個信號同時請求時，系統會有一個先后的關系，當電梯上升時，只有上升的信號有作用，但下降的的信號不會丟失，會相應的寄存起來。然后再執行下降的請求。這里有個時間暫停，當上升到一層

11、樓的時候就暫停兩秒鐘。反之亦然。實驗室的電梯模型控制系統中也存在不少的可完善地方，比如內部的的控制系統可以添置上去，這樣就是一個完整的電梯系統了，然而這個系統中只是它的外部系統，因此可以說這是一個不完美的系統。從整個系統來看也是存在一個的局限性。有很多的指令沒有用到上去，如果用上一些好的指令也許就是不用這么多的指令了。這又是一個可以完美的一個亮點。五、控制系統的調試5.1實驗步驟（1）確定輸入輸出I/0分配（2）按照電梯的接線圖接線（3）設計程序（4）輸入程序（5）下載程序（6）調試運行5.2調試中出現的問題本次的五樓電梯控制程序的設計，我們上網查找了相關的資料，借鑒于網絡資源編寫出這個電梯程序。在調試的過程中出現如下問題：（1）調試運行時，我們發現電梯只能在14樓行走， 5樓的下降請求并沒響應，經過仔細的檢查，我們發現，在網絡21中的傳送指令輸入口的數值是2，改成5后，電梯就就可以到達5樓。（2）4樓的上升請求按下后，電梯上升時經過4樓，4樓上升的指示燈滅了，但電梯并沒有停下來。我們知道這是4樓在電梯上升停靠那里出了問題，通過程序運行監控模式，我們發現電梯經過4樓時網絡25中的的VB6（VB6是4樓上升信號）并沒有得電，沿著VB6這個信