PLC设计电梯.docx

PLC设计电梯.docx

《PLC设计电梯.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC设计电梯.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

PLC设计电梯

可编程控制器原理与应用课程设计

题目三层电梯自动PLC控制

系（部）机电工程系

班级09122

姓名朱玉龙

学号090102222

指导教师李鸿征

2010年12月15日至12月20日

2010年12月15日

可编程控制器原理与应用课程设计任务书

一、设计题目、内容及要求

1、设计题目：

五层电梯的plc自动控制

2、设计内容：

1）电梯轿箱的控制要求：

a：

选向：

根据电梯各层内选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼曾位置决定电梯的运行方向。

b：

选层换速：

指电梯能够根据轿内所选层而决定运行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原则。

并且在每次平层的时候都能够换速。

c：

楼层位置的指示：

选用了数码管显示的方法。

由于FX2N系列已有内部计数-译码驱动模块，所以只要外部加上LED七段显示管和电源就可以显示楼层了。

2）电梯门的控制要求：

要求当电梯平层的时候，电梯门自动打开，经过5秒钟后电梯门自动关上。

如果遇到有人在门中间的情况，电梯会因为光电开关的作用而自动开门。

3、设计要求：

1）根据生产的工艺过程分析控制要求。

如需要完成的动作（动作顺序、动作条件及必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动；连续、单周期及单步等）；

2）根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备。

据此确定PLC的I/O点数；

3）选择PLC,分配PLC的I/O点，设计I/O电气接口连接图（这一步也可结合第2步进行）；

4）进行PLC程序设计。

二、设计原始资料

三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等）

1．根据设计内容撰写《可编程序控制器原理与应用课程设计报告》，要求不低于3000字。

2.绘制接线图、顺序功能图、梯形图，提交电子版；

3.提交接线图、主电路一张，用A3纸打印。

四、进程安排

从2010年12月15日到2010年12月20日

序号

项目

具体内容

时间（天）

1

明确任务

1）了解设计任务书

2）借阅图书资料

0.5

2

总体方案设计及plc选型

1）熟悉设计题目

2）查阅相关资料，进行plc选型、电器元件选型

1

3

接线图设计

分配PLC的I/O点，设计I/O电气接口连接图

0.5

4

梯形图设计

用编程软件绘制梯形图

1.5

5

撰写设计报告

撰写不少于3000字的《可编程序控制器原理与应用课程设计报告》

1.5

目录

第一章概述……………………………………………………………………………………1

第二章总体方案设计…………………………………………………………………………2

2.1电梯控制系统构成……………………………………………………………2

2.2电梯的工作原理及功能要求………………………………………………2

2.2.1输入输出回路………………………………………………………2

2.2.2变频调速回路………………………………………………………3

3硬件设计………………………………………………………………………………4

3.1控制系统硬件设计……………………………………………………………4

3.2输入输出点分配……………………………………………………………5

4软件设计………………………………………………………………………………6

4.1控制系统程序工艺流程分析…………………………………………6

4.2控制系统程序设计……………………………………………………11

5总结………………………………………………………………………………17

参考文献………………………………………………………………………………18

第一章概述

在本次设计中，我将利用PLC来实现对电梯的控制。

在当今时代由于工业自动化程度的不断提高对自动化控制的要求也日趋增加，PLC则能在很大程度上很广的范围内实现自动化控制。

20世纪60年代末，为了克服传统继电器的种种应用上的缺点，人们研制出了一种先进的自动控制设备PLC，由于PLC具有优良的技术性能，因此它一问世就很快得到了推广应用。

现在PLC作为用于工业生产过程控制的专用计算机，与商家、家用的微机不同，由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和工作运行的连续性，使其在设计上有许多特点。

（1）可靠性高，抗干扰能力强；

（2）编程方法简单、直观；

（3）体积小、耗能低、重量轻；

（4）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；

（5）系统的设计/安装、调试工作量少；

（6）维修工作量小、维护方便；

（7）接口模块功能强、品种多。

因此，PLC行业已经在工业市场上占有一大片领地。

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。

本次设计包括对PLC硬件的设计，软件设计，驻点路的设计，控制柜的设计，以及电梯惦记和其他设备的选择，还有原理分析等。

相信此次设计后，我对电梯的实际运行以及PLC的基本原理和控制过程能有初步的掌握。

第二章总体方案设计

2．1电梯控制系统构成

电梯控制系统主要由变频调速主回路、输入输出单元以及PLC单元构成，由如图2所示，PLC用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动，加减速，停止，运行方向，楼层显示，层站召唤，轿箱内操作，安全保护等指令信号进行管理和控制功能。

2．2电梯的工作原理及功能要求

2．2．1输入输出回路

输入输出单元为PLC的I/O接口部分，主要由轿箱内选层、楼层及方向指示、厅外呼叫、开关门、上下强迫换速开关、井道内的上下平层、

（1）输入单元为：

开关门按钮，输入PLC控制轿门的开闭（厅门也同时动作）；上下平层装置，用来保证电梯轿箱在各层停靠时准确平层；厅外呼叫单元，用来对各层站的厅外召唤信号进行登记、记忆和消除；轿箱内选层单元，负责对预选楼层指令的登记、消除和指示；上下限强迫换速开关，用于保护电梯的高速运行安全，避免电梯出现冲顶或蹲底事故，当电梯到达上下端站时，装在轿厢边的上下限强迫换速开关打板，信号输入PLC，PLC发出换速信号强迫电梯减速运行到平层位置；门锁装置（或轿门和厅门联锁保护装置），轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提；安全回路，通常包括轿顶内急停开关、轿内急停开关、限速器断绳开关、安全钳开关、限速器超速开关、相序保护继电器、底坑急停开关、上下限极限开关等；检修、消防和泊梯，检修、消防和泊梯为电梯的三种运行方式，检修运行为电梯检修时的慢速运行方式，消防运行有消防返回基站和消防员专用两种运行状态，泊梯状态，消除内选和外呼信号，自动返回泊梯层、关门并断电；称重单元，用来检测轿厢负荷，判断电梯处于欠载、满载或超载状态，然后输出数字信号给PLC，根据负载情况进行起动力矩补偿，使电梯运行平稳。

（2）输出单元为：

层楼指示灯、楼层及方向指示单元，包括电梯上下行方向指示灯以及报站钟等，目前的方向及层楼指示灯主要有七段码显示方式和点阵显示方式，本系统为七段码显示方式；开关门单元，用于控制电梯的厅门和轿门的打开和关闭，在自动定向完成或电梯平稳停靠后，PLC给出相关指令，完成开关门动作。

第三章三层电梯控制系统的模拟

3.1实验目的

1、通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。

2、进一步熟悉PLC的I/O连接。

3、熟悉三层楼电梯采用轿厢内外按钮控制的编程方法。

3.2控制要求

电梯由安装在各楼层厅门口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。

电梯轿厢内设有楼层内选按钮S1～S3，用以选择需停靠的楼层。

L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示，SQ1～SQ3为到位行程开关。

电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。

例如，电梯停在一层，在三层轿厢外呼叫时，必须按三层上升呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从一层运行到三层），按三层下降呼叫按钮无效；反之，若电梯停在三层，在一层轿厢外呼叫时，必须按一层下降呼叫按钮，电梯才响应呼叫，按三层上升呼叫按钮无效，依此类推。

3.3程序流程图

根据电梯的功能要求与工作原理以及输入/输出点的地址分配表，来绘制电梯的程序流程,和设计电梯的程序梯形图。

电梯程序流程图为图4.1。

梯形图分成：

初始化、指层控制、开关门控制、轿内呼叫与标记控制、厅外呼叫与标记控制、电梯上下行选择与指示控制、电梯的运行控制来编写与调试。

最后再组合调试。

图3.3电梯程序流程图

3.4程序编写

步序

指令

步序

指令

0

LDT48

13

OLD

1

OT56

14

LDT67

2

OT75

15

ANT68

3

ANI0.2

16

OLD

4

ANM0.1

17

OLD

5

ANM0.5

18

ANQ0.0

6

LDT38

19

ANQ0.1

7

ANT39

20

=Q0.2

8

LDT50

21

LDT52

9

ANT51

22

OT64

10

OLD

23

ANI0.1

11

LDT67

24

ANM0.1

12

ANT68

25

ANM0.2

步序

指令

步序

指令

26

ANM0.3

55

LDT44

27

ANM0.4

56

ANT45

28

LDT40

57

LDT62

29

ANT41

58

ANT63

30

LDT46

59

OLD

31

ANT47

60

LDT72

32

OLD

61

ANT73

33

LDT54

62

OLD

34

ANT55

63

ANQ0.1

35

OLD

64

ANQ0.2

36

LDT58

65

=Q0.0

37

ANT59

66

LDI0.2

38

OLD

67

ANI0.4

39

LDT69

68

ANI0.5

40

ANT77

69

AI0.3

41

OLD

70

LDM0.1

42

LDT74

71

ANM0.3

43

ANT78

72

OLD

44

OLD

73

ANI0.0

45

OLD

74

=M0.1

46

ANQ0.0

75

ANM2.0

47

ANQ0.2

76

TONT38,+10

48

=Q0.1

77

LDT38

49

LDT42

78

TONT39,+30

50

OT60

79

LDT39

51

OT70

80

ANI0.2

52

ANI0.0

81

TONT40,+30

53

ANM0.3

82

TONT41,+50

54

ANM0.6

83

TONT42,+80

步序

指令

步序

指令

84

TONT43,+100

116

TONT50,+10

85

LDI0.0

117

LDT50

86

ANI0.3

118

TONT51,+30

87

ANI0.4

119

LDT51

88

AI0.5

120

ANI0.2

89

LDM0.3

121

TONT52,+30

90

ANM0.1

122

TONT53,+50

91

ANM0.5

123

LDI0.2

92

OLD

124

ANI0.5

93

ANI0.2

125

AM0.1

94

=M0.3

126

AM0.5

95

ANM2.1

127

ANM2.1

96

TONT44,+10

128

LDM2.0

97

LDT44

129

ANM0.2

98

TONT45,+30

130

ANM0.3

99

LDT45

131

ANM0.4

100

ANI0.0

132

ANM0.6

101

TONT46,+30

133

OLD

102

TONT47,+50

134

ANI0.0

103

TONT48,+80

135

=M2.0

104

TONT49,+100

136

TONT67,+10

105

LDI0.2

137

LDT67

106

ANI0.3

138

TONT68,+30

107

ANI0.5

139

LDT68

108

AI0.4

140

ANI0.2

109

LDM0.5

141

ANI0.1

110

ANM0.2

142

LDM3.0

111

ANM0.4

143

ANI0.0

112

OLD

144

OLD

113

ANI0.0

145

TONT69,+10

114

=M0.5

146

TONT77,+30

115

ANM2.0

147

=M3.0

步序

指令

步序

指令

148

LDM3.0

178

TONT59,+30

149

ANI0.1

179

LDT59

150

TONT70,+30

180

ANI0.1

151

TONT71,+50

181

TONT60,+30

152

LDI0.1

182

TONT61,+50

153

ANI0.3

183

LDI0.0

154

ANI0.4

184

ANI0.3

155

AI0.5

185

ANI0.5

156

LDM0.4

186

AI0.4

157

ANM0.1

187

LDM0.6

158

ANM0.5

188

ANM0.2

159

OLD

189

ANM0.4

160

=M0.4

190

OLD

161

TONT54,+10

191

ANI0.2

162

LDT54

192

=M0.6

163

TONT55,+30

193

ANM2.1

164

LDT55

194

TONT62,+10

165

ANI0.1

195

LDT62

166

TONT56,+30

196

TONT63,+30

167

TONT57,+50

197

LDT63

168

LDI0.1

198

ANI0.0

169

ANI0.4

199

TONT64,+30

170

ANI0.5

200

TONT65,+50

171

AI0.3

201

LDI0.0

172

LDM0.2

202

ANM0.3

173

ANM0.6

203

AM0.3

174

OLD

204

AM0.6

175

=M0.2

205

ANM2.0

176

TONT58,+10

206

LDM2.1

177

LDT58

207

ANM0.1

步序

指令

步序

指令

208

ANM0.2

260

ANT57

209

ANM0.4

261

ANT76

230

ANM0.5

261

=Q0.7

231

OLD

263

=M1.0

232

ANI0.2

264

LDI0.0

233

=M2.1

265

OI0.2

234

TONT72,+10

266

AI0.4

235

LDT72

267

OM1.1

236

TONT73,+30

268

ANT41

237

LDT73

269

ANT47

238

ANI0.0

270

ANT53

239

AI0.1

271

ANT65

240

LDM3.1

272

ANT77

241

ANI0.2

273

AT78

242

OLD

274

=Q0.6

243

TONT74,

275

=M1.1

244

+10

276

LDI0.1

245

TONT78,

277

OI0.2

246

+30

278

AI0.3

247

=M3.1

279

OM1.2

248

LDM3.1

280

ANI0.0

249

ANI0.1

281

ANT43

250

TONT75,

282

ANT61

251

+30

283

ANT71

252

TONT76,

284

=Q0.5

253

+50

285

=M1.2

254

LDI0.1

286

LDM0.1

255

OI0.1

287

ANT43

256

AI0.5

288

LDM0.2

257

OM1.0

289

ANT61

258

ANI0.2

290

OLD

259

ANT49

291

LDM0.5

步序

指令

步序

指令

292

ANT53

302

ANT57

293

OLD

303

OLD

294

OM2.0

304

LDM0.6

295

ANI0.0

305

ANT65

296

ANT71

306

OLD

297

ANQ0.3

307

OM2.1

298

=Q0.4

308

ANI0.2

299

LDM0.3

309

ANT76

300

ANT49

310

ANQ0.4

301

LDM0.4

311

=Q0.3

3.5梯形图

3.6过程分析

例如接通I0.2即接通SQ1，表示轿厢原停楼层1，按SB3，即I0.3接通一下，表示呼叫楼层3，则I0.5接通，三层呼叫指示灯亮，.Q0.4接通，表示电梯上升，手动（表示轿厢离开底层，释放行程开关）SQ1断开；电梯在底层与二层之间运行指示灯L1亮，2秒后一层指示灯L1灭、二层指示灯L2亮，2秒后二层指示灯L2灭、三层指示灯L3亮。

直至SQ3接通，Q0.4断开，表示电梯上升停止，电梯到达三层。

1、电梯在一、二、三层楼分别设置一个呼叫按钮和一个行程开关。

在行程开关SQ1、SQ2、SQ3都断开的情况下，呼叫不起作用。

2、用指示灯来模拟电梯的运行过程。

（1）接通.I0.2即接通SQ1，表示轿厢原停楼层1，按SB3，即I0.3接通一下，表示呼叫楼层3，则Q0.5接通，三层呼叫指示灯亮，.Q0.4接通，表示电梯上升。

过一秒后，Q0.2接通，一层指示灯亮，过3秒后，Q0.2断开，一层指示灯L1灭、二层指示灯L2亮。

直至Q0.0接通，三层指示灯亮，再过2秒后，Q0.4断开（表示电梯上升停止），上升指示灯灭。

（2）接通I0.0即接通SQ3，表示轿厢原停楼层3，按SB1，即I0.5接通一下，表示呼叫楼层1，则Q0.7接通，三层呼叫指示灯亮，Q0.3接通，表示电梯下降。

过1秒后，Q0.0接通，底层指示灯亮，3秒后，Q0.0断开，则底层指示灯灭。

断开I0.0即断开SQ3，3秒后Q0.1接通，二层指示灯亮，过2秒后Q0.1断开，二层指示灯灭。

又过3秒，到达底层，Q0.2接通，底层指示灯亮，再过2秒，Q0.3断开，下降指示灯灭。

（3）接通I0.2即接通SQ1，表示轿厢原停楼层1，按SB2，即I0.4接通一下，表示呼叫楼层2，则Q0.6接通，三层呼叫指示灯亮，Q0.4接通，表示电梯上升。

过1秒后，Q0.2接通，底层指示灯亮，3秒后，Q0.2断开，则底层指示灯灭。

断开I0.2即断开SQ1，3秒后Q0.1接通，二层指示灯亮，过2秒后Q0.4断开，上升指示灯亮。

（4）接通I0.2即接通SQ1，表示轿厢原停楼层1，同时按SB2、SB3，即I0.3、I0.4同时接通一下，表示2、3楼层同时呼叫，则Q0.5、Q0.6都接通，二、三层呼叫指示灯亮，Q0.4接通，表示电梯上升。

过1秒后，Q0.2接通，底层指示灯亮，3秒后Q0.2断开，则底层指示灯灭。

断开I0.2即断开SQ1，3秒后接通I0.01即接通SQ2，1秒后Q0.1接通，二层指示灯亮，又过2秒后Q0.1断开，二层指示灯灭。

断开I0.1即断开SQ2，3秒后Q0.0接通，三层指示灯亮，再过2秒，Q0.4断开，上升指示灯灭。

（5）接通I0.1即接通SQ2，表示轿厢原停楼层2，按SB1，即I0.5接通一下，表示呼叫楼层1，则Q0.7接通，底层呼叫指示灯亮，Q0.3接通，表示电梯下降。

过1秒后，Q0.1接通，二层指示灯亮，3秒后，Q0.1断开，则二层指示灯灭。

断开I0.1即断开SQ2，3秒后Q0.2接通，底层指示灯亮，再过2秒，Q0.3断开，下降指示灯灭。

（6）接通I0.1即接通SQ2，表示轿厢原停楼层2，按SB3，即I0.3接通一下，表示呼叫楼层3，则Q0.5接通，三层呼叫指示灯亮，Q0.4接通，表示电梯上升。

过1秒后，Q0.1接通，二层指示灯亮，3秒后，Q0.1断开，则二层指示灯灭。

断开I0.1即断开SQ2，3秒后Q0.0接通，三层指示灯亮，再过2秒，Q0.4断开，上升指示灯灭。

（7）接通I0.0即接通SQ3，表示轿厢原停楼层3，按SB2，即I0.4接通一下，表示呼叫楼层2，则Q0.6接通，二层呼叫指示灯亮，Q0.3接通，表示电梯下降。

过1秒后，Q0.0接通，三层指示灯亮，3秒后，Q0.0断开，则三层指示灯灭。

断开Q0.0即断开SQ3，3秒后Q0.1接通，二层指示灯亮，再过2秒，Q0.3断开，下降指示灯灭。

（8）接通I0.0即接通SQ3，表示轿厢原停楼层3，同时按SB1、SB2，即I0.4、I0.5同时接通一下，表示1、2楼层同时呼叫，则Q0.6、Q0.7都接通，一、二层呼叫指示灯亮，Q0.3接通，表示电梯下降。

过1秒后，Q0.0接通，三层指示灯亮，3秒后Q0.0断开，则三层指示灯灭。

断开I0.0即断开SQ3，3秒后接通I0.1即接通SQ2，1秒后Q0.1接通，二层指示灯亮，又过2秒后Q0.1断开，二层指示灯灭。

断开I0.1即断开SQ2，3秒后Q0.2接通，底层指示灯亮，再过2秒，Q0.3断开，下降指示灯灭。

3.7电梯控制系统的模拟实验面板图

下图中的SQ1、SQ2、SQ3分别接主机的输入点I0.2、I0.1、I0.0；层呼叫按钮SB1、SB2、SB3分别接主机的输入点I0.5、I0.4、I0.3；层指示灯L1、L2、L3分别接主机的输出点Q0.2、Q.1、Q0.0；DOWN