三层电梯的plc控制解读.docx

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三层电梯的plc控制解读

辽宁工业大学

plC技术及应用课程设计（论文）

题目

三层电梯的PLC控制

院（系）：

专业班级：

学号：

学生姓名：

指导教师：

起止时间：

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：

电气工程学院教研室:

号学

课程设计

（论文）

题目

课程设计{论文>任务

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指导教师评语及成绩

日完月W'年辩

:

旅时成平总

注：

成绩：

平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算

电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。

随着计算机网络技术、微电子和电力电子技术的飞速发展，现代电梯的技术含量日益提高。

本文在阐述电梯的结构和可编程控制器的机构和工作原理的基础上，针对3

层电梯，采用西门子S7-200（CPU224）可编程控制器，提出了电梯的PLC控制系统的总体方案、设计过程、组成，包括电梯的选层和定向模块、电梯运行方向和停靠的层站的控制，自动运行和自动开关门等功能。

通过对PLC编写相应的梯形图程序，达到电梯的不同情况的运行的控制。

其结构简单，使用方便，便于理解和掌握。

关键词：

PLC;电梯；逻辑控制

第1章绪论1

第2章课程设计的方案2

2.1概述2

2.2系统组成总体结构2

第3章硬件设计4

3.1PLC的选定与基本结构4

3.1.1I/O点的统计与CPU选型4

3.1.2PLC基本结构4

3.2PLC输入/输出接口分配5

3.3电机控制部分电路7

3.3.1曳引电机7

3.3.2门电机8

3.4楼层感应器8

3.5PLC输入输出接线图10

第4章软件设计11

4.1程序过程分析11

4.2程序流程图13

4.3主程序设计梯形图14

第5章课程设计总结18

参考文献19

第1章绪论

随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。

电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已于人们的日常生活密不可分。

在许多交通设备中，电梯时自动化程度最高的先进设备的一种。

以前的电梯主要是采用单片机控制，其性能等各方面都不太完善，现在电梯控制系统多采用PLC，从电梯的性能、器件的灵活性及安全保障等方面都有了很大的提高。

实际上电梯是根据外部呼叫信以及自身控制规律等运行的，而呼叫时随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。

目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集，运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则有变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。

有PLC控制代替传统继电器控制已成为发展定局。

PLC是集计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。

它的编程软件采用易学易懂的梯形图语言，控制灵活方便，抗干扰能力强，运行稳定可靠，通过对电梯控制系统的研究和设计，可以更加深的了解和认识PLC技术的核心和未来发展的方向。

PLC（ProgrammableLogicController），可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器是以微处理器为核心，结合计算机技术，自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业控制装置。

目前可编程控制器成为工业这idonghua领域中最重要应用组多的控制装置，居工业生产自动化三大支柱的首位。

其应用的深度和广度成为衡量一个国家工业自动化程度高低的标志。

PLC是指是一种专用于工业

控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。

PLC能广泛应用于各行各

业，也正是由于它的自身优越性决定：

1•实现成本低2.范围广3•高速率4•便于维修。

第2章课程设计的方案

2.1概述

本文提出了一种基于西门子S7-200系列PLC的三层电梯控制系统方案。

本方案以西门子PLCS7-200（CPU226）作为主控核心，与辅助电路相结合，组成三层电梯系统。

设计包括两个方面，一是系统的硬件设计，包括PLC，曳引电机

和门电路；二是系统的软件设计，实现程序对系统的实现。

电梯由安装在个楼层的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向，SQ1,SQ2,

SQ3为到位行程开关。

使电梯完成上行、下行功能，并有故障提示。

2.2系统组成总体结构

通过利用PLC控制三层电梯的设计方案总体框图如图2.1所示

图2.1系统总体结构框图

各部分功能：

（1）以PLC为主控制器，接收电梯的楼层呼叫信号与霍尔元件产生的楼层感应信号（即行程开关），经程序判断使曳引电机和门电机启动，并通过楼层指示灯和上下行指示灯显示电梯的行程，如有故障则故障灯亮。

（2）楼层位置感应，用霍尔元件实现，用霍尔元件输出的开关量表示感应到的电梯当前位置，用三个开关量SQ1,SQ1,SQ3表示。

当SQ1接通时，表示电梯当前位置为一楼；当SQ2接通时，表示电梯当前位置为二楼；当SQ3接通时，表示楼层当前位置为三楼。

SQ1，SQ2，SQ3即行程开关。

（3）电梯指令按钮按下，表示要到达的楼层。

（4）门电机通过正转反转控制电梯的开门关门。

（5）曳引电机控制电梯的上升与下降。

（6）楼层指示灯显示楼层的位置，上下行指示灯显示轿厢的运行方向，故障报警灯是当运行时间超过15S时产生故障显示的装置。

第3章硬件设计

3.1PLC的选定与基本结构

完成所设定的控制任务所需要的PLC规模主要取决于控制系统对输入输出

点的需求量和控制过程的难易程度

3.1.1I/O点的统计与CPU选型

系统的输入点有：

楼层感应3个点，指令按钮3个点，共计输入6点。

输出点有：

开关门接触器2点，楼层呼叫灯3点，故障报警灯1点，电梯上行下行指示灯2点，电梯运行继电器共5点，共计输出13点。

总计I/O点数为6/13。

综上所述，根据具体情况，选择西门子S7-200系列PLC，因为CPU226的输入/输出点数为24/16,所以所选CPU型号为226。

3.1.2PLC基本结构

可编程控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般控制系统相似，可编程控制器主要有CPU（中央处理单元）、存储器（RAM和EPROM）、输入/输出模块）简称I/O模块）、编程器和电源五大部分组成。

PLC的基本结构如图3.1所示：

图3.1PLC硬件基本结构框图

3.2PLC输入/输出接口分配

根据本次设计的要求，输入信号有：

楼层感应开关3个，楼层呼叫按钮3个,共计6个输入信号；输出信号有：

上升指示灯1个，下降指示灯1个，楼层呼叫指示灯3个，故障警报灯1个，开关门继电器2个，电梯运行继电器5个，共计13个输出信号。

在S7-200型PLC中，输入信号：

10.0为电梯轿厢1楼感应开关的地址输入继电器，用SQ1表示；

I0.1为电梯轿厢2楼感应开关的地址输入继电器，用SQ2表示；

I0.2为电梯轿厢3楼感应开关的地址输入继电器，用SQ3表示；

I0.3表示1楼电梯轿厢呼叫开关，用SB1表示；

I0.4表示2楼电梯轿厢呼叫开关，用SB2表示；

I0.5表示3楼电梯轿厢呼叫开关，用SB3表示；

I0.0-I0.5在PLC中起感应电梯位置和响应楼层呼叫的作用。

输出信号：

Q0.0为1楼呼叫指示灯的地址输入继电器；

Q0.1为2楼呼叫指示灯的地址输入继电器；

Q0.2为3楼呼叫指示灯的地址输入继电器；

Q0.3为电梯开门继电器，

用

KM1

表示；

Q0.4为电梯关门继电器，

用

KM2

表示；

Q0.5为上行输出继电器，

用

KM3

表示；

Q0.6为下行输出继电器，

用

KM4

表示；

Q0.7为电梯快速输出继电器，

用

KM5表示;

Q1.0为电梯慢速输出继电器，

用

KM6表示;

Q1.1为电梯加速输出继电器，

用

KM7表示;

Q1.2为报警指示灯地址输出继电器；

Q1.3为上行指示灯地址输出继电器；

Q1.4为下行指示灯地址输出继电器；

Q0.0-Q1.4起控制电梯开关门与上下行，显示电梯位置、呼叫楼层、警报的作用。

由此得出PLC的I/O分配表如表3-1所示

表3-1I/O分配表

输入信号

I0.0

1楼行程开关SQ1

I0.1

2楼行程开关SQ2

I0.2

3楼行程开关SQ3

I0.3

1楼呼叫按钮SB1

I0.4

2楼呼叫按钮SB2

I0.5

3楼呼叫按钮SB3

输出信号

Q0.0

1楼呼叫指示灯

Q0.1

2楼呼叫指示灯

Q0.2

3楼呼叫指示灯

Q0.3

轿厢开门继电器KM1

Q0.4

轿厢关门继电器KM2

Q0.5

上行继电器KM3

Q0.6

下行继电器KM4

Q0.7

快速继电器KM5

Q1.0

慢速继电器KM6

Q1.1

加速继电器KM7

Q1.2

报警显示灯

Q1.3

上行指示灯

Q1.4

下行指示灯

3.3电机控制部分电路

331曳引电机

电梯的种类多种多样，按拖动系统来分有交流单速/交流双速拖动电梯、交流调压调速电梯等等。

在此次设计中，将采用交流双速电机作为曳引电机，它的优点是简单，经济，舒适感好。

曳引电机型号：

YDDL160L-6/8，额定功率：

11KW，额定电压：

380V，额定电流：

23A，功率因数：

0.83

曳引电机正转时，KM3闭合，当KM7，KM5触点闭合，电机加速运行，此时串联电阻和电抗的支路