五层电梯模型PLC控制系统设计.doc

内容摘要内容摘要 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 为建筑物内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内选功能 也实现了层楼显示等一系列要求 关键词 关键词 五层电梯 PLC 控制 模式选择 自动响应 目目 录录 第第 1 1 章章 引言引言 1 1 1 1 设计内容 1 1 2 设计要求 1 1 3 设计思路 1 第第 2 2 章章 系统总体方案分析与设计系统总体方案分析与设计 2 2 2 1 控制要求 2 2 2 方案分析 2 2 3 方案设计 2 2 4 设备选型 3 第第 3 3 章章 PLCPLC 控制系统设计控制系统设计 3 3 3 1 控制要求分析及设计 3 3 1 2 确定 I O 点数量及 PLC 类型 3 3 2 I O 点的分配与编号 4 3 3 PLC 端子接线图 6 3 4 控制程序编制 8 3 4 1 梯形图 见附表 8 3 4 2 指令表 见附表 8 结结 论论 9 9 设计总结设计总结 1 10 0 致谢致谢 1 11 1 附录附录 梯形图及指令表梯形图及指令表 1 12 2 参考文献参考文献 3 30 0 第第 1 1 章章 引言引言 1 11 1 设计内容设计内容 五层电梯模型 PLC 控制系统设计 1 21 2 设计要求设计要求 1 按题意要求 列出 PLC I O 地址分配表 2 画出 PLC I 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 31 3 设计思路设计思路 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 中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是 PLC 系统内存工作单元 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 第第 2 2 章章 系统总体方案分析与设计系统总体方案分析与设计 2 12 1 控制要求控制要求 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 22 2 方案分析方案分析 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 32 3 方案设计方案设计 2 3 12 3 1 电梯的启动条件电梯的启动条件 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 22 3 2 电梯的停车条件电梯的停车条件 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 32 3 3 工作模式的选择工作模式的选择 当司机 自动开关处于自动状态 通过 PLC 内部程序 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 答轿厢内指令 而不应答层站召唤信号 当处于司机操作态 通过 PLC 内部程序 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 电梯只响应内部召唤 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 42 3 4 其他控制其他控制 根据控制要求 要实现电梯的控制 如 外呼 内选 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 内选 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 42 4 设备选型设备选型 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 第第 3 3 章章 PLCPLC 控制系统设计控制系统设计 3 13 1 控制要求分析及设计控制要求分析及设计 3 1 13 1 1 确定确定 I OI O 点数量及点数量及 PLCPLC 类型类型 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 内部电源供电 继电器输出 3 23 2 I OI O 点的分配与编号点的分配与编号 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 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 输 入 信 号 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 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 输入信号 ZXF 置消防开关常开按钮 SB16 I3 2 MGB 门关闭显示二极管 D1 Q0 0 A LED 七段显示器 a 段发光二极 管 二极管 D2 Q0 1 B LED 七段显示器 b 段发光二极 管 二极管 D3 Q0 2 C LED 七段显示器 c 段发光二极 管 二极管 D4 Q0 3 D LED 七段显示器 d 段发光二极 管 二极管 D5 Q0 4 E LED 七段显示器 e 段发光二极 管 二极管 D6 Q0 5 F LED 七段显示器 f 段发光二极 管 二极管 D7 Q0 6 G LED 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 输 出 信 号 5DJA 五楼指令信号登记显示二极管 D13 Q1 4 表 3 3 系统 I O 分配表 续二 3 33 3 PLCPLC 端子接线图端子接线图 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 控制信号元件信号名称元件符号地址编码 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 输出信号 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 1 I O 端子接线图 3 43 4 控制程序编制控制程序编制 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 SIMATIC S7 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 13 4 1 梯形图梯形图 梯形图见附录 1 3 4 23 4 2 语句表语句表 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内容量过大 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 设计设计总结总结 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 包括轿厢内外都 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 谨求实的工作作风 此次课程设计虽然完成了电梯控制的一些基本的要求 但还是有一些的不足之处 关于电梯功能的设计也不是很完美 应该还有一些扩展项目可以做 但由于能力有限 没有完成 以后一定要努力的学习 尽可能的使其获得较好的完成 课程设计中暴露 出的一些问题 提醒我以后要认真对待工作 要严谨求实 更加努力的学习 拥有更 多的知识后才能有更大的能力为社会做贡献 致致 谢谢 能完成这次的课程设计 首先我要感谢我指导老师 王宗才老师 自从做设计 以来 我不仅在专业上有了很大的进步 而且恩师的严谨治学态度 务实工作作风 高度的责任心 也使我受益非浅 在此 我要向王老师表示深深的敬意和衷心的感谢 此外 在学习期间 还得到许多老师 同学 朋友的帮助 在此表示衷心的感谢 在这三年里有许多让我感动的事和让我感激的人 但由于时间的仓促和主客观条 件的限制我们只是做出模型做演示 当然这与真正的实物相比 在工艺上还有很大差 距 尽管有些不太完美的地方 但我们已经很努力了 最后祝愿老师们工作顺利 身体健康 祝愿同学们前程似锦 一切顺利 附录附录 梯形图及指令表梯形图及指令表 附录 1 梯形图 附录 2 语句表 Network 1 网络标题 自动显示 1 楼 LD I0 2 O M1 0 AN I0 3 M1 0 Q0 2 Q0 3 Network 2 自动显示 2 楼 LD I0 3 O M1 1 AN I0 2 AN I0 4 M1 1 Q0 1 Q0 2 Q0 7 Q0 4 Q0 5 Network 3 自动显示 3 楼 LD I0 4 O M1 2 AN I0 3 AN I0 5 M1 2 Q0 1 Q0 7 Q0 2 Q0 3 Q0 4 Network 4 自动显示 4 楼 LD I0 5 O M1 3 AN I0 4 AN I0 6 M1 3 Q0 2 Q0 6 Q0 7 Q0 3 Network 5 自动显示 5 楼 LD I0 6 O M1 4 AN I0 5 M1 4 Q0 1 Q0 6 Q0 7 Q0 3 Q0 4 Network 6 开关门显示 LD M3 0 O M2 0 A I0 2 LD M3 1 O M3 2 O M2 1 A I0 3 OLD LD M3 3 O M3 4 O M2 2 A I0 4 OLD LD M3 5 O M3 6 O M2 3 A I0 5 OLD LD M3 7 O M2 4 A I0 6 OLD Q2 5 M4 0 Network 7 LD M4 0 LPS A T38 Q2 6 LPP TON T38 50 Network 8 LD T38 Q0 0 Network 9 自动显示电梯运行方向 上行 LD M2 1 O M3 1 O M3 2 AN M1 1 LD M2 2 O M3 3 O M3 4 OLD AN M1 2 LD M2 3 O M3 5 O M3 6 OLD AN M1 3 LD M2 4 O M3 7 OLD AN M1 4 AN M4 6 Q3 1 Network 10 LD Q3 1 S M4 5 1 TON T41 50 Network 11 LD T41 R M4 5 1 Network 12 LD Q3 1 O M4 5 M4 4 Network 13 LD M4 4 Q2 7 Q3 3 Network 14 自动显示电梯运行方向 下行 LDN M2 3 O M3 5 O M3 6 AN M1 3 LD M2 2 O M3 3 O M3 4 OLD AN M1 2 LD M2 1 O M3 1 O M3 2 OLD AN M1 1 LD M2 0 O M3 0 OLD AN M1 0 AN M4 4 Q3 2 Network 15 LD Q3 2 S M4 5 1 TON T41 50 Network 16 LD T41 R M4 5 1 Network 17 LD Q3 2 O M4 5 M4 6 Network 18 LD M4 6 Q3 0 Q3 3 Network 19 运行奇数层 LD I2 6 O M7 0 AN M7 1 AN M7 3 M7 0 Network 20 运行偶数层 LD I2 7 O M7 1 AN M7 0 AN M7 3 M7 1 Network 21 运行四层以上 LD I3 0 O M7 5 AN M7 3 M7 5 Network 22 正常运行 LD I2 5 O M7 3 M7 3 Network 23 1 楼内指令 LD I0 7 O M2 0 AN M7 1 AN M7 5 AN M1 0 M2 0 Q1 0 Network 24 2 楼内指令 LD I1 0 O M2 1 AN M7 0 AN M7 5 AN M1 1 M2 1 Q1 1 Network 25 3 楼内指令 LD I1 1 O M2 2 AN M7 1 AN M7 5 AN M1 2 M2 2 Q1 2 Network 26 4 楼内指令 LD I1 2 O M2 3 AN M7 0 AN M1 3 M2 3 Q1 3 Network 27 5 楼内指令 LD I1 3 O M2 4 AN M7 1 AN M1 4 M2 4 Q1 4 Network 28 1 楼上呼叫 LD I1 5 O M3 0 AN M7 1 AN M7 5 AN M1 0 AN M0 0 M3 0 Q1 5 Network 29 2 楼上呼叫 LD I1 6 O M3 1 AN M7 0 AN M7 5 AN M1 1 AN M0 0 M3 1 Q1 6 Network 30 2 楼下呼叫 LD I1 7 O M3 2 AN M7 0 AN M7 5 AN M1 2 AN M0 0 M3 2 Q1 7 Network 31 3 楼上呼叫 LD I2 0 O M3 3 AN M7 1 AN M7 5