江南大學PLC課程設計17/17江南大學物聯網工程學院《電氣控制及PLC》綜合設計報告設計題目:專業：班級：姓名：學號：指導教師：二0一二年6月21日目錄1.課程設計目的……………………12.課程設計題目及要求……………13.三層電梯自動控制PLC設計……43.1控制任務的分析與輸入輸出點分配………43.1.1電梯的基本結構…………43.1.2電梯的控制任務分析……………………53.1.3電梯PLCI/O配線表…………………63.2三層電梯控制原理圖…………63.3S7-300的硬件組態及序……83.3.1S7-300的硬件組態……………………83.3.2程序設計思路…………123.4操作說明及注意事項…………………15總結及體會…………………15參考文獻………171．課程設計目的課程設計的主要目的是通過某一生產設備的電氣控制裝置的設計實踐，了解一般電氣控制系統設計過程、設計要求、應完成的工作內容和具體設計方法。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。課程設計應強調能力培養為主，在獨立完成設計任務的同時，還要注意其他幾方面能力的培養與提高，如獨立工作能力與創造力；綜合運用專業及基礎知識的能力，解決實際工程技術問題的能力；查閱圖書資料、產品手冊和各種工具書的能力；工程繪圖的能力；書寫技術報告和編制技術資料的能力。本次課設通過對本課程的設計，使學生對于PLC可編程控制器有更深的了解，通過對三層電梯的控制編程使學生對于PLC編程更加熟悉，能夠更深刻的理解PLC控制的精髓。2．課程設計題目及要求題目：三層電梯PLC控制要求：開始時，電梯處于任意一層。當有外部呼梯信號到來時，電梯響應該呼梯信號，到達該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時5S后自動關門。當有內部呼梯信號到來時，電梯響應該呼梯信號，到達該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時5S后自動關門。在電梯運行過程中，電梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外部呼梯信號均不響應，但如果反向外部呼梯信號前方向無其它內、外部呼梯信號時，則電梯響應該外號，但不響應二層向下外部呼梯信號。同時，如果電梯到達二層，如果三層沒有任何呼梯信號，則電梯可以響應二層向下外部呼梯信號。電梯應具有最遠反向外梯響應功能。例如：電梯在一樓，而同時有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，則電梯先去三樓響應三層向下外部呼梯信號。電梯未平層或運行時，開門按鈕和關門按鈕均不起作用。平層且電梯停止運行后，按開門按鈕電梯門打開，按關門電梯門關閉。課程設計任務及工作量的要求給出設計說明書一份；寫出三層電梯PLC控制的程序；在說明書中附上相關電路圖。3.三層電梯自動控制PLC設計3.1控制任務的分析與輸入輸出點分配3.1.1電梯的基本結構1-減速箱；2-曳引輪；3-曳引機底座；4-導向輪；5-限速器；6-機座；7-導軌支架；8-曳引鋼繩；9-開關碰鐵；10-緊急開關；11-導靴；12-轎架；13-轎門；14-安全鉗；15-導軌；16-繩頭組合；17-對重，18-補償鏈；19-補償鏈導輪20-張緊置；21-緩沖器；22-底坑；23-層門；24-呼梯盒；25-層樓指示燈：26-隨行纜；27-轎壁；28-轎內操縱箱；29-開門機；30-井道傳器；31-電源開關；32-控制柜；3．1．2電梯的控制任務分析一層呼叫按鈕PB1、二層下呼叫按鈕PB2、二層上呼叫按鈕PB3，三層呼叫按鈕PB4，一層行程開關LS1、二層行程開關LS2、三層行程開關LS3；輸出信號有：電梯上升KM1、電梯下降KM2，控制要求如下：1．不允許同時有兩層樓要求停電梯；2．當二層不需要停時，能越過二層直接到達所需樓層。圖3－1電梯示意圖3.1.3電梯PLCI/O配線表三層樓電梯輸入輸出端子分配表見表3－1輸入電器輸入端子輸出電器輸出端子三層呼叫按鈕PB40002電梯正轉上升KM1Q0001二層上呼叫按鈕PB30003電梯反轉下降KM2Q0000二層下呼叫按鈕PB20001三樓指示燈3F下Q0004一層呼叫按鈕PB10004二樓上指示燈2F上Q0005三層行程開關SQ30005二樓下指示燈2F下Q0007二層行程開關SQ20006一樓指示燈1F上Q0006一層行程開關SQ10007電梯載重超限報警燈Q0002廂內開關按鈕SQ40000時間繼電器KT1Q0013時間繼電器KT2Q0014表3-1三層樓電梯輸入輸出信號的I/O地址分配3.2三層電梯控制原理圖PLC的輸入輸出模塊與外部用戶設備的接線方式分為匯點式和分割式，兩種方式的區別在于：選用匯點式接法的系統使用的電源電壓唯一，而選用分割式接法的系統電源電壓不唯一。根據系統的實際情況，輸入輸出模塊與外部設備的接線形式均勻，具體接法如下圖3—2所示：PLC接線原理圖3.23.3S7-300的硬件組態及程序3.3.1S7-300的硬件組態這里所選擇的硬件設備主要指的是主副回路的設備選擇主要是以下設備的選型： S7-300采用電源類型為PS301;5ACPU類型為CPU314數字輸入類型為SM321DI16*UC24/48V輸入地址為I0.0-I0.7數字輸出類型為SM322DO16*DC24V/0.5A輸出地址為Q0.0-Q0.7Q1.0-Q1.5拖動電動機M：5.5kW，AC380V，11.6A，1440r/min。備用曳引電機選型通上指示燈H：0.25W，DC24V。電鈴HA：8W，AC220V。電磁鐵YA：100mA，AC220V。門電動機型號：Y100L-2額定功率：3KW額定電壓：380V額定電流：7A功率因數：0.87主電路部分電器型號的選擇結果如下：交流接觸器：CJ20-25熔斷器：BLR1-63/3P分斷能力：50000A熱繼電器：JR16-20/3D熔斷式刀開關：HH4-30/3-25門電路部分電器型號的選擇如下：交流接觸器：TYC2-12-9熔斷器：BLR1-63/3P-14熱繼電器：JR16-20/3熔斷式刀開關：HH3-15/2-103.3.2程序設計思路所設計的電梯模型共三層，電梯每層的樓廳均設有按鈕召喚電梯；電梯內部設有按鈕以便乘客選擇要到達的樓層，還設有開關門按鈕，方便乘客進出電梯。工作中的電梯控制系統的主要任務是對各種呼梯信號和當前電梯運行狀態進行綜合分析，再確定下一個工作狀態。為實現電梯自動控制，要求控制系統具有自動定向，順向截梯，反向保號，外呼指令記憶，停梯銷號，自動開關門，自動報警，手動開關門等。具體設計思路為：當電梯停于一樓或二樓時，按PB3，則電梯上升到LS3停止;當電梯停于三樓或二樓時，按PB1，則電梯下降到LS1停止；當電梯停于一樓，按PB2，則電梯上升到LS2停止；當電梯停于三樓，按PB2，則電梯下降到LS2停止；當電梯停于一樓，而二、三樓均有人呼叫時，電梯上升到LS2時停5秒，然后繼續上升到LS3停止；當電梯停于三樓，而一樓、二樓均有人呼叫時，電梯下降到LS2時停5秒，然后繼續下降到ls1停止；當電梯上升途中，任何反方向的下降信號無效，當電梯下降途中，任何反方向的上升呼叫無效；當特殊緊急情況是，可以使用廂內手動開關SQ4，打開/關上廂門。每層樓之間的到達時間均應在10秒之內，否則電梯停止。（1）三層樓電梯梯形圖程序如圖3—3所示，中間繼電器0013、0014用來處理在同方向同時有兩層樓呼叫的情況，0013用來記憶二樓的呼叫信號，在電梯行到二樓時，0014為ON5秒鐘，使電梯停5秒后再運行。（2）三層樓電梯指令表A(OI0.2OQ5.4)ANI0.5=Q0.4A(OI0.3OQ0.5)ANI0.6=Q0.5A(OI0.1OQ0.7)ANI0.6=Q0.7A(OI0.4OQ0.6)ANI0.7=Q0.6A(OI0.3OI0.1OQ10.3)ANQ13.0ANQ13.2=Q1.3AQ10.3AQ13.1OAQ10.4ANT38=Q1.4LS5T#10SSDT38AI0.5FPQ1.5=Q1.0AI0.6FPQ1.5=Q1.1AI0.7FPQ1.5=Q1.2A(AQ0.7ANI0.7OAQ0.6ANQ1.4)ANQ0.1ANT39=Q0.0AI0.5ANI0.6ANI0.7OANI0.5AI0.6ANI0.7OANI0.5ANI0.6AI0.7OI0.0=L20.0AL20.0BLD102LS5T#10SSDT39AL20.0ANT39=Q0.3AT39=L20.0AL20.0ANT40=Q1.7AL20.0BLD102LS5T#10SSDT403.4操作說明及注意事項通過手動編程器輸入PLC，在操作中主要是熟悉S7-300系列可編程控制的功能、指令代碼。將編程器插在基本單元上，將基本單元與編程器置于編程狀態，然后消除用戶程序存儲器，輸入控制程序。本設計是對電梯的控制，所以，我們根據情況可知，要控制電梯的上升和下降，需要一個可逆運行的直流電機。這樣，我們需要8個輸入點和12個輸出點。先按I/O接口圖接好線，輸入正常情況下的程序指令，啟動運行4.總結及體會本論文設計簡單，只用幾個按鈕就可以實現對電梯的控制，每層樓設置一個接近開關用于檢測系統的樓層信號。電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示，采用LED和發光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示。我感覺通過這次設計活動，我的最大收獲是了解了一種設計思想，認識了一個新的設計世界，這種設計思想要求設計者對自己的設計目的要有一個清晰的認識，對怎樣實現自己的設計要有把握，同時他的最大意義在于將它運用于現實中后，它能給使用它的群體帶來多大的方便；有了這種思想，以后再次參加類似設計活動，就會使設計者在整體設計和實現方法上不會一點眉目也沒有了。通過這次設計使我對電梯的控制有了深入的了解，尤其是電梯的PLC控制。在