五层电梯模型PLC控制系统设计说明.docx

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五层电梯模型PLC控制系统设计说明

容摘要

随着我国社会经济的迅猛发展，人民物质文化生活水平日益提高，伴随建筑业的发展，为建筑物提供上下交通运输的电梯工业也在日新月异地发展着。

电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备，更是一种人们频繁乘用的交通运输设备。

此次的关于五层电梯模型的PLC控制系统设计主要有有司机、无司机、消防三种工作模式。

同时也具有自动响应层楼召唤信号、自动响应轿厢服务指令信号、自动完成轿厢层楼位置显示、自动显示电梯运行方向、直达和最远停站等功能。

在本次设计中，要合理的选择电动机以及合理的选用一些相关的辅助继电器。

同时选用西门子S7-200系列以及一些扩展模块。

这次以“五层电梯模型PLC控制系统设计”为题目的课程设计方案基本满足控制要求，可以实现电梯的外呼和选功能，也实现了层楼显示等一系列要求。

关键词：

五层电梯；PLC控制；模式选择；自动响应

结论……………………………………………………………………………9

第1章引言

1.1设计容

五层电梯模型PLC控制系统设计

1.2设计要求

1、按题意要求，列出PLCI/O地址分配表；

2、画出PLCI/O端子接线图；

3、完成梯形图控制程序设计；

4、完成课程设计说明书

1.3设计思路

目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。

而PlC控制实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作；又由于PLC中的部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。

PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。

第2章系统总体方案分析与设计

2.1控制要求

1、自动响应层楼召唤信号（含上召唤和下召唤）；

2、自动响应轿箱服务指令信号；

3、自动完成轿箱层楼位置显示（二进制方式）；

4、自动显示电梯运行方向；

5、具有电梯直达功能和反向最远停站功能；

2.2方案分析

本系统是一个五层电梯的PLC控制系统，利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对电动机进行控制，从而实现人们对电梯的控制。

本系统具有一定的智能性，即它可以让电梯按人们的要求来运行。

2.3方案设计

2.3.1电梯的启动条件

（1）安全保护系统正常；

（2）门锁锁闭；

（3）定向部分选择好电梯的运行方向。

2.3.2电梯的停车条件

（1）选层部分选择好停车楼层；

（2）电梯必须到达要停车楼层的减速点；

（3）电梯到达目标楼层的平层位置。

2.3.3工作模式的选择

当司机/自动开关处于自动状态，通过PLC部程序，召唤指令信号自动定向，按下关门按钮，或自动关门后，随后顺向应答停靠。

若按下“直驶”按钮，则电梯只应答轿厢指令，而不应答层站召唤信号。

当处于司机操作态，通过PLC部程序，外层召唤指令失效，电梯受司机控制，同样顺向应答，停靠。

有司机状态，即外部召唤被屏蔽，电梯只响应部召唤，司机状态与自动状态的转换由有/无司机选择开关SB15控制。

若处于消防状态时，按下消防开关，无论电梯处于上行、下行、还是站层状态，都将运行方向调整为向下运行，直到到达基站。

2.3.4其他控制

根据控制要求，要实现电梯的控制，如：

外呼、选、停层、信号的登记与消除等。

用2个时间继电器和多个接触器来控制电梯动作，实现电梯的外呼、选、停层、信号的登记与消除、自动定向、自动开关门、直达功能等。

2.4设备选型

需要27个输入信号和28个输出信号，由输入信号和输出信号的数量知，使用S7-200系列PLC的CPU226，扩展模块为EM222、EM223即可满足设计要求。

它的连接形式如图：

图2-1模块连接图

第3章PLC控制系统设计

3.1.1确定I/O点数量及PLC类型

分析PLC的输入和输出信号,在满足控制要求的前提下,要减少占用PLC的I/O点。

选择PLC型号：

该系统需要27个输入信号，28个输出信号，主机选用CPU226，扩展模块选用EM222、EM223，部电源供电，继电器输出。

表3-1系统I/O分配表

控制信号

元件信号名称

元件符号

地址编码

输

入

信

号

AYS向上行驶按钮

常开按钮SB3

I0.0

AYX向下行驶按钮

常开按钮SB4

I0.1

1YC一楼行程开关

行程开关SQ1

I0.2

2YC二楼行程开关

行程开关SQ2

I0.3

3YC三楼行程开关

行程开关SQ3

I0.4

4YC四楼行程开关

行程开关SQ4

I0.5

5YC五楼行程开关

行程开关SQ5

I0.6

A1J一楼指令按钮

常开按钮SB5

I0.7

A2J二楼指令按钮

常开按钮SB6

I1.0

A3J三楼指令按钮

常开按钮SB7

I1.1

A4J四楼指令按钮

常开按钮SB8

I1.2

A5J五楼指令按钮

常开按钮SB9

I1.3

AJ指令专用开关（直驶）

常开按钮SB10

I1.4

A1S一楼上召唤按钮

常开按钮1SB1

I1.5

A2S二楼上召唤按钮

常开按钮2SB1

I1.6

A2X二楼下召唤按钮

常开按钮2SB2

I1.7

A3S三楼上召唤按钮

常开按钮3SB1

I2.0

A3X三楼下召唤按钮

常开按钮3SB3

I2.1

A4S四楼上召唤按钮

常开按钮4SB1

I2.2

A4X四楼下召唤按钮

常开按钮4SB2

I2.3

A5S五楼上召唤按钮

常开按钮5SB2

I2.4

正常运行模式

常开按钮SB11

I2.5

只服务于奇数楼层

常开按钮SB12

I2.6

表3-2系统I/O分配表（续一）

控制信号

元件信号名称

元件符号

地址编码

输入信号

只服务于偶数层楼

常开按钮SB13

I2.7

只服务于四层及以上楼层

常开按钮SB14

I3.0

YSJ有/无司机选择开关

常开按钮SB15

I3.1

ZXF置消防开关

常开按钮SB16

I3.2

输

出

信

号

MGB门关闭显示

二极管D1

Q0.0

ALED七段显示器a段发光二极管

二极管D2

Q0.1

BLED七段显示器b段发光二极管

二极管D3

Q0.2

CLED七段显示器c段发光二极管

二极管D4

Q0.3

DLED七段显示器d段发光二极管

二极管D5

Q0.4

ELED七段显示器e段发光二极管

二极管D6

Q0.5

FLED七段显示器f段发光二极管

二极管D7

Q0.6

GLED七段显示器g段发光二极管

二极管D8

Q0.7

1DJA一楼指令信号登记显示

二极管D9

Q1.0

2DJA二楼指令信号登记显示

二极管D10

Q1.1

3DJA三楼指令信号登记显示

二极管D11

Q1.2

4DJA四楼指令信号登记显示

二极管D12

Q1.3

5DJA五楼指令信号登记显示

二极管D13

Q1.4

1DAS一楼上召唤信号登记显示

二极管D14

Q1.5

1DAS二楼上召唤信号登记显示

二极管D15

Q1.6

1DAX二楼下召唤信号登记显示

二极管D16

Q1.7

1DAS三楼上召唤信号登记显示

二极管D17

Q2.0

1DAX三楼下召唤信号登记显示

二极管D18

Q2.1

1DAS四楼上召唤信号登记显示

二极管D19

Q2.2

1DAX四楼下召唤信号登记显示

二极管D20

Q2.3

1DAS五楼上召唤信号登记显示

二极管D21

Q2.4

表3-3系统I/O分配表（续二）

控制信号

元件信号名称

元件符号

地址编码

输出信号

KM开门显示

二极管D22

Q2.5

GM关门显示

二极管D23

Q2.6

DCS上行显示

二极管D24

Q2.7

DCX下行显示

二极管D25

Q3.0

S上行继电器（控制电动机正转）

继电器KM1

Q3.1

X下行继电器（控制电动机反转）

继电器KM2

Q3.2

YX运行显示

二极管D26

Q3.3

根据I/O表及PLC的配置图很容易就可以得到PLC端子接线图3-1如下所示：

图3-1I/O端子接线图

本文使用STEP7-Micro/WIN32编程软件编写程序,STEP7-Micro/WIN32是西门子公司专为SIMATICS7-200系列可编程序控制器研制开发的编程软件，它是基于Windows的应用软件，功能强大，既可用于开发用户程序，又可实时监控用户程序的执行状态。

STEP7-Micro/WIN32编程软件的基本功能是协助用户完成应用软件的开发，其主要实现以下功能。

1）在脱机（离线）方式下创建用户程序，修改和编辑原有的用户程序。

在脱机方式时，计算机与PLC断开连接，此时能完成大部分的基本功能，如编程、编译、调试和系统组态等，但所有的程序和参数都只能存放在计算机的磁盘上。

2）在联机（在线）方式下可以对与计算机建立通信关系的PLC直接进行各种操作，如上载、下载用户程序和组态数据等。

3）在编辑程序的过程中进行语法检查，可以避免一些语法错误和数据类型方面的错误。

经语法检查后，梯形图中错误处的下方自动加红色波浪线，语句表的错误行前自动画上红色叉，且在错误处加上红色波浪线。

4）对用户程序进行文档管理，加密处理等。

5）设置PLC的工作方式、参数和运行监控等。

3.4.1梯形图

梯形图见附录1

3.4.2语句表

语句表是由梯形图转换得到的，语句表见附录2

结论

电梯自动化的设计因设计角度和设计理念的不同和偏差，可能造成设计上的一些差异。

本论文中较为详细地介绍了电梯设计的方法和过程，论述了电梯的结构设计和工作流程与工艺设计。

但因为自动化设计的容量过大，涉及的专业较多，牵扯面也很宽。

仅仅一片专业课程设计实在无法全盘托出，有些地方的表述可能会存在不够准确，或者描述上存在未能描述到的地方。

此次课程设计的题目是五层电梯PLC控制系统设计。

首先，关于电梯我们都很熟悉，随着高层建筑越来越多，电梯的应用也是越来越普遍；PLC为可编程控制器，它控制系统的硬件是由CPU，输入/输出（I/O）电路及外围设备等组成的,它控制的可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。

比传统的继电器控制好很多，因而PLC在电梯控制中得到了更广泛的应用。

此次设计的过程中遇到了很多的困难，电梯的控制过程比较多，包括轿厢外都有呼叫信号，楼层还得有检测信号，楼层需要相应的数码管显示及指示灯显示灯等。

过程虽然比较复杂，但经过一定时间的资料查询和同学之间的相互帮助，再加上老师的认真指导，对于完成此次课程设计都付出了很大的努力。

过程虽然是复杂的，但是还是得到了比较满意的结果。

通过此次课程设计，我对PLC有了更加深刻的认识，对于PLC编程也更为熟悉。

不仅如此，在查询资料的过程中，关于继电器控制电梯的方法也有所涉猎，从而获得了更广泛的知识。

我的知识领域得到进一步扩展，专业技能得到进一步提高，同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。

另外，也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨的工作作风。

此次课程设计虽然完成了电梯控制的一些