1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目 三層電梯控制 課 程 名 稱 PLC工業(yè)控制及應(yīng)用 院 部 名 稱 龍?bào)磳W(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級 M12電氣 學(xué) 生 姓 名 王敏旭 周文杰 學(xué) 號 1221109022 、1221109039 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn) C314 指 導(dǎo) 教 師 翟力欣 金陵科技學(xué)院教務(wù)處制摘 要本課程設(shè)計(jì)的主要目的是通過PLC控制電梯的運(yùn)行，了解一般PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法。通過設(shè)計(jì)也有助于復(fù)習(xí)、鞏固以往所學(xué)的知識，達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。本課程設(shè)計(jì)基于西門子（SIEMENS）S7-200 PLC對三層電梯的控制進(jìn)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(guān)的功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算、記數(shù)、定時(shí)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(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，對電梯實(shí)現(xiàn)了控制。關(guān)鍵詞 ：SIEMENS S7-200 PLC；三層電梯；升降目 錄一、緒論 1.1 相關(guān)背景知識···························

3、;···················3 1.2 課程設(shè)計(jì)的目的····························

4、3;···············3 1.3 課程設(shè)計(jì)的要求································

5、83;···········3 1.4 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)····································&#

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

7、183;·······5 2.2 選擇機(jī)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(hù)2.5.1 短路保護(hù)·············································

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

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

13、183;·····································8 3.2 源代碼設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)體會···············

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

18、183;···································16 一、緒論1.1 相關(guān)背景知識電梯作為垂直運(yùn)輸工具，承擔(dān)著大量的人流和物流的輸送，其作用在建筑物中至關(guān)重要。與此同時(shí)，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(dòng)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(jìn)行控制，通過合理的選擇和設(shè)計(jì)，能夠有效的提高電梯的控制水平，極大地改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯的控制達(dá)到了比較理想的控制效果。本設(shè)計(jì)在介紹電梯基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，闡述了電梯的運(yùn)行原理和控制原理，重點(diǎn)分析了電梯系統(tǒng)設(shè)計(jì)中如何用PLC實(shí)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(shí)現(xiàn)方案，針對這些問題對電梯系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì).采用PLC進(jìn)行邏輯控制。 設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)，和其他設(shè)備的選擇，還有原理分析等。通過本次設(shè)計(jì)掌握電梯的實(shí)際運(yùn)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(shè)計(jì)，使電梯能達(dá)到起動(dòng)，停止運(yùn)行方向，樓層顯示，層站召喚等指令信號進(jìn)行管理和控制功能。 1.2 課程設(shè)計(jì)的目的（1）熟悉常用電氣控制裝置的設(shè)計(jì)方法、步驟和設(shè)計(jì)原則。（2）通過課程設(shè)計(jì)，掌握課本的知識。通過訓(xùn)練，學(xué)生初步設(shè)計(jì)具有電氣控制裝置的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和創(chuàng)造的能力。1.3 課程設(shè)計(jì)的要求（1）熟悉課程設(shè)計(jì)參考資料及有關(guān)專業(yè)知識，掌握一般電氣控制裝置的設(shè)計(jì)原則、方法和步驟。（2）認(rèn)真閱讀本課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析所選課題的控制要求

21、，并進(jìn)行工藝流程分析，畫出工藝流程圖。（3）確定控制方案，設(shè)計(jì)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(shí)，電梯處于一層。 2）當(dāng)有外呼電梯信號到來是，轎廂響應(yīng)該呼梯信號，達(dá)到該樓層時(shí)，轎廂停止運(yùn)行， 3）當(dāng)有內(nèi)呼電梯信號到來是，轎廂響應(yīng)該呼梯信號，達(dá)到該樓層時(shí)，轎廂停止運(yùn)行， 4）在電梯轎廂運(yùn)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(yīng)，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(shí)，則電梯響應(yīng)該外呼梯信號。例如，電梯轎廂在一樓，將要運(yùn)行到三樓，在次過程中可以響應(yīng)二層向上的外呼梯信

22、號，但不響應(yīng)二層向下的外呼梯信號。當(dāng)?shù)竭_(dá)二層，如果三層沒有任何呼梯信號，則電梯可以響應(yīng)二層向下外呼梯信號。否則，電梯將繼續(xù)運(yùn)行至三樓，然后向下運(yùn)行響應(yīng)二層向下外呼梯信號。 5）電梯未平層或運(yùn)行時(shí)，開門按鈕和關(guān)門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂停止運(yùn)行后，按開門按鈕轎廂開門，按關(guān)門按鈕轎廂關(guān)門。1.4 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)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(jìn)行呼叫操縱，其操縱內(nèi)容為電梯運(yùn)行方向。電梯轎箱內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕S1S3，用以選擇需?？康臉菍印1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(guān)。電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫，下降途

23、中只響應(yīng)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(shí)，必須按二層上升呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫（從一層運(yùn)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(shí)，必須按二層下降呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫（從三層運(yùn)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(shí)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(zhǔn)確無誤。1.4.3硬件設(shè)計(jì)（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(jī)型及I/O模塊的型號，進(jìn)行系統(tǒng)配置并校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力

24、；（3）設(shè)計(jì)必要的安全保護(hù)措施。 1.4.4軟件設(shè)計(jì)（1）采用模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，首先將整個(gè)軟件分成若干功能模塊；（2）編寫控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖；（3）繪制各種電路圖；（4）編制PLC程序并進(jìn)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(yùn)行。二、三層電梯控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)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(guān)，模擬實(shí)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(jī)型選用一臺CPU224小型PLC作為控制中心，CPU224的I /O點(diǎn)數(shù)為24點(diǎn)（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(diǎn)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(guān)SQ2SQ2I0.79二層行程開關(guān)SQ3SQ3I1.010一層行程開關(guān)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(hù)電梯控制系統(tǒng)的安全保護(hù)主要包括三個(gè)方面：短路保護(hù)、過載保護(hù)、失電壓保護(hù)等。2.5.1 短路保護(hù)短路時(shí)熔斷器FU的熔體熔斷而切斷電路起保護(hù)作用。2.5.2 過載保護(hù)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(dòng)作。因此在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間不太長的情況下，熱繼電器不會動(dòng)作，只有在電動(dòng)機(jī)長期過載時(shí)，熱繼電器才會動(dòng)作，用它的常閉觸頭使控制電路斷電。2.5.3 失電壓保護(hù)通過接觸器KM的自鎖環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電源電壓由于某種原因而嚴(yán)重欠電壓或失電壓（如停電）時(shí)，接觸器KM斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常時(shí)，接觸器線圈不會自行通電，電動(dòng)機(jī)也不會自行啟動(dòng)，只有在操作人員重新按下啟動(dòng)按鈕后，電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。三、電梯控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 軟件設(shè)計(jì)流程圖及描述上電初始化NYYNYN停止停止運(yùn)動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)開關(guān)箱門是否目標(biāo)層電梯運(yùn)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(shè)計(jì)流程圖電梯

28、啟動(dòng)時(shí)，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(shí)，電梯自動(dòng)下降到一層等待呼叫信號。當(dāng)檢測到有呼叫信號時(shí)，例如：電梯停在一層時(shí)檢測到三層呼叫信號，電梯離開一層經(jīng)過二層，接著到達(dá)三層，電梯停止。當(dāng)電梯停前檢測到呼叫信號，例如：電梯停在一層時(shí)檢測到三層呼叫信號，電梯離開一層經(jīng)過二層，準(zhǔn)備到達(dá)三層時(shí)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(shè)計(jì)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(dá)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