立体电梯电气控制课程设计.docx

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立体电梯电气控制课程设计

《电气控制课程设计》

（2011学年第二学期）

学生姓名吕嘉栋

学号0408090119

同组姓名洪扬乐（14号）

李斌（17号）

陈德意（02号）

专业班级自动化0901

指导教师曹蒙生老师

完成日期2012.6.20

目录

目录2

摘要2

一.概述3

二.电气控制要求3

三.工作原理4

1.简单模型4

2.电梯PLC控制系统框图4

3.电气控制原理图6

4.PLC梯形程序10

四．系统软件设计21

1.程序设计图21

2.程序设计常用方法21

1）经验设计法21

2）逻辑设计法22

3）顺序控制法22

3.控制系统程序说明23

1）指层功能23

2）轿内指令处理功能23

3）召唤信号处理功能23

4）定向选层功能23

五．心得体会23

参考文献：

24

摘要

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与人们的日常生活密不可分。

在许多交通设备中，电梯是自动化程度最高的先进设备的一种。

以前的电梯主要采用单片机控制，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方面等都有了很大的提高。

作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了从逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。

今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用，因此，PLC的应用也就成为了一个热点问题。

关键词：

电梯，PLC，梯形图

一.概述

电梯是高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运送乘客和货物，传统的电梯控制系统主要采用继电器－－接触器进行控制，其缺点是触点多，故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题。

本论文通过讨论电梯控制系统的组成，阐述可编程控制器（PLC）在电梯控制中的应用，采用三菱PLC编程的程序控制方式，提出了三层电梯的PLC控制系统总体设计方案、设计过程、组成，列出了具体的主要硬件电路、电梯的控制梯形图及指令表。

并给出了系统组成框图和程序流程图，在分析、处理随机信号逻辑关系的基础上，提出了PLC的编程方法，设计了一套完整的电梯控制系统方案。

采用本方案实现电梯控制，能够解决继电器——接触器触点多，故障率高、可靠性差、安装调试周期长、维修工作量大、接线复杂等缺点。

使电梯运行更加安全、方便、舒适。

二.电气控制要求

电梯由电动机进行拖动，其运行过程包括起动、停止、正转、反转、加速、减速、制动等。

对电梯的控制主要有主电动机控制、开（关）门电动机的控制、轿厢的运动方向、层楼显示、层站召唤、安全保护指令信号的管理。

1、电梯可进入检修状态或无司机自动驾驶状态（安全自动响应层站召换或轿厢内指令信号）

2、电梯起动后，若某楼有呼梯信号，则轿厢停在该楼，并开门，时间到自动关门。

3、当电梯处在“悬停”时，若有呼梯信号，则对信号进行处理，高于当前楼层时则电梯上升，反之则下降。

4、电梯运行中只响应顺向呼梯信号，对反向呼梯信号只作记忆。

5、电梯应具有层楼显示、状态指示、极限位置保护等功能。

三.工作原理

1.简单模型

2.电梯PLC控制系统框图

电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。

主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。

系统控制核心为PLC主机，操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信。

3.电气控制原理图

控制电路可分为两部分，第一部分是由接触器KM1-Z和KM1-F控制电机M1的正、反转，实现电梯上升和下降，第二部分是由KM2-Z和KM2-F控制电机M2的正、反转，实现电梯门的开和关。

其中，都是由电动机M1、M2的正反转电路组成。

4.PLC梯形程序

四．系统软件设计

1.程序设计图

2.程序设计常用方法

在工程中，对PLC应用程序的设计有多种方法，这些方法的使用，也因各个设计人员的技术水平和喜好有较大的差异。

现将常用的几种应用程序的设计方法简要介绍如下。

1）经验设计法

经验设计法也叫凑试法。

在掌握一些典型控制环节和电路设计的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，凭经验进行选择、组合。

这种方法对于一些简单的控制系统的设计是比较凑效的，可以收到快速、简单的效果。

经验设计法的具体步骤如下：

（1）确定输入/输出电器；

（2）确定输入和输出点的个数、选择PLC机型、进行I/O分配；

（3）做出系统动作工程流程图；

（4）选择PLC指令并编写程序；

（5）编写其它控制控制要求的程序；

（6）将各个环节编写的程序合理地联系起来，即得到一个满足控制要求的程序。

2）逻辑设计法

工业电气控制线路中，有很多是通过继电器等电器元件来实现的。

而继电器、交流接触器的触点都只有两种状态即：

断开和闭合，因此用“0”和“1”两种取值的逻辑代数设计电气控制线路是完全可以的。

该方法法是根据数字电子技术中的逻辑设计法进行PLC程序的设计，它使用逻辑表达式描述问题。

在得出逻辑表达式后，根据逻辑表达式画出梯形图。

3）顺序控制法

对那些按动作的先后顺序进行控制的系统，非常适合使用顺序控制设计法进行编程。

顺序控制法规律性很强，虽然编程相当长，但程序结构清晰、可读性。

在用顺序控制设计法编程时，功能图是很重要的工具。

功能图能够清楚地表现出系统各工作步的功能、步与步之间的转换顺序及其转换条件。

功能图由流程步、有向线段、转移和动作组成，在使用时它有一些使用规则，具体如下：

步于步之间必须用转移隔开；

转移与转移之间必须用步隔开；

转移和步之间用有向线段连接，正常画顺序功能图的方向是从上向下或则从左向右。

按照正常顺序画图时，有向线段可以不加箭头，否则必须加箭头。

一个顺序功能图中至少有一个出初始步。

3.控制系统程序说明

1）指层功能

楼层感应信号是电梯电路中的重要信号，因为它涉及到其他控制电路中的许多环节，诸如轿厢指令、厅外召唤信号、选向等。

电梯一般都配有层楼指示器，以便指示电梯所在位置。

2）轿内指令处理功能

轿厢内操纵箱上对应每一层楼设一个带灯的按钮，也称指令按钮。

乘客按下要去层站的指令按钮，按钮灯便亮，即轿厢内指令登记。

电梯运行到达目的层站后，该指令被消除，对应的按钮灯熄灭。

3）召唤信号处理功能

厅外召唤信号同轿内指令一样同样需要进行登记、显示、本层停车消号，此外还具有反向信号保持功能。

信号的登记采用自锁原理，软件上采用逻辑“或”实现。

为了保证同向召唤消号，反向信号保持功能，其消号条件必须是楼层指示信号与方向指示信号同时满足。

4）定向选层功能

本电梯的PLC控制系统采用全集选方式控制，因此，根据上行上优先、下行下优先的原则控制电梯自动选向，同时处理轿内指令与厅外召唤信号。

方向信号的登记以当前所处楼层及接收到的第一条指令或召唤为准。

再对所用指令和召唤进行楼层比较来判断方向信号的消号楼层。

五．心得体会

通过PLC设计实践。

我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。

能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

通过合作，我们的合作意识得到加强。

合作能力得到提高。

上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。

在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。

能过比较选出最好的方案。

在这过程也提高了我们的表过能力。

通过此次课设，让我了解了PLC梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。

有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。

　　在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。

在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。

做事要学思结合。

通过三天的PLC设计实践。

我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。

能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

通过合作，我们的合作意识得到加强。

合作能力得到提高。

上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。

在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。

能过比较选出最好的方案。

在这过程也提高了我们的表过能力。

通过此次课设，让我了解了PLC梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。

有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。

　　在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。

在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。

做事要学思结合。

参考文献：

《常用低压电器原理及其控制技术》，王仁祥编著，机械工业出版社

《电气控制与可编程控制技术及应用》，张晓蜂著，国防工业出版社