五层电梯模型PLC控制系统设计

1、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

2、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：五层电梯；PLC控制；模式选择；自动响应第1章引言11.1设计内容 11.2设计要求 11.3设计思路 1第2章系统总体方案分析与设计 22.1控制要求 22.2方案分析 22.3方案设计 22.4设备选型 3第3章PLC控制系统设计 33.1控制要求分析及设计 33.1.2确定I/O点数量及PLC类型 33.2 I/O点的分配与编号 43.3 PLC端子接线图 63.4控制程序编制 83.4.1梯形图（见附表） 83.4.2指令表（见附表） 8结论 9设计总结 10致谢 11附录梯形图及指令表

3、 12参考文献 30第1章引言1.1设计内容五层电梯模型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1.3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

4、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。

5、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

6、，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234 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。2.4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EM2

7、22 EM223即卩可满足设计要求。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控制要求分析及设计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内部电源供电，继电器输出。3.2 I/O点的分配与编号表3-1系统I/O分配表控制信号兀件信号名称元件符号地址编码AYS向上行驶按钮常开按钮SB310.0AYX向下行驶按钮常开按钮SB4I0.11YC 一楼行程开关行程开关SQ1I0.22YC二楼

8、行程开关行程开关SQ2I0.33YC三楼行程开关行程开关SQ3I0.44YC四楼行程开关行程开关SQ4I0.55YC五楼行程开关行程开关SQ5I0.6输A1J 一楼指令按钮常开按钮SB5I0.7入A2J二楼指令按钮常开按钮SB6I1.0信A3J三楼指令按钮常开按钮SB7I1.1号A4J四楼指令按钮常开按钮SB8I1.2A5J五楼指令按钮常开按钮SB9I1.3常开按钮SB10I1.4AJ指令专用开大（直驶）A1S 一楼上召唤按钮常开按钮1SB1I1.5A2S二楼上召唤按钮常开按钮2SB1I1.6A2X二楼下召唤按钮常开按钮2SB2I1.7A3S三楼上召唤按钮常开按钮3SB1I2.0A3X三楼下召

9、唤按钮常开按钮3SB3I2.1A4S四楼上召唤按钮常开按钮4SB1I2.2A4X四楼下召唤按钮常开按钮4SB2I2.3A5S五楼上召唤按钮常开按钮5SB2I2.4正常运行模式常开按钮SB11I2.5只服务于奇数楼层常开按钮SB12I2.6表3-2系统I/O分配表（续一）控制信号兀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SB13I2.7只服务于四层及以上楼层常开按钮SB14I3.0YSJ有/无司机选择开关常开按钮SB15I3.1ZXF置消防开关常开按钮SB16I3.2输 出 信 号MGB1关闭显示二极管D1Q0.0A LED七段显示器a段发光二极管二极管D2Q0.1B LED七

10、段显示器b段发光二极管二极管D3Q0.2C LED七段显示器c段发光二极管二极管D4Q0.3D LED七段显示器d段发光二极管二极管D5Q0.4E LED七段显示器e段发光二极管二极管D6Q0.5F LED七段显示器f段发光二极管二极管D7Q0.6GLED七段显示器g段发光二极管二极管D8Q0.71DJA 一楼指令信号登记显示二极管D9Q1.02DJA二楼指令信号登记显示二极管D10Q1.13DJA二楼指令信号登记显示二极管D11Q1.24DJA四楼指令信号登记显示二极管D12Q1.35DJA五楼指令信号登记显示二极管D13Q1.41DAS 一楼上召唤信号登记显示二极管D14Q1.51DAS二

11、楼上召唤信号登记显示二极管D15Q1.61DAX二楼下召唤信号登记显示二极管D16Q1.71DAS三楼上召唤信号登记显示二极管D17Q2.01DAX三楼下召唤信号登记显示二极管D18Q2.11DAS四楼上召唤信号登记显示二极管D19Q2.21DAX四楼下召唤信号登记显示二极管D20Q2.31DAS五楼上召唤信号登记显示二极管D21Q2.4表3-3 系统I/O分配表（续二）控制信号兀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D22Q2.5GM关门显示二极管D23Q2.6DCS上行显示二极管D24Q2.7DCX下行显示二极管D25Q3.0S上行继电器（控制电动机正转）继电器KM1Q3.1

12、X下行继电器（控制电动机反转）继电器KM2Q3.2YX运行显示二极管D26Q3.33.3 PLC端子接线图根据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SB7 PSQ4SQE SB3 P 血F SEIO 1哉ESB3=tE3SB2F 4SET 4SB2 5眼P SElE sbIF* SBl?7 SBK SBIS SB16L+MIO. 010 110 210 310. 410 510.610 7IM11 011. 1Il 211.311. 411.511.611.72nIZ. 012.112.212.312. *12.512.612.7

13、TO13. 113.23H220V ACOoCPU226Q0 0Q0. 2Q0. 391.1QI.2QI 3QI.毛Q0.斗Q0.5 QO.SQO. 7Ql.QQ1 &Q1.7 3LQ2.0Q2. 1Q2 2EM222 92L妊Q2.5Q2.6Q2.7Q3.0Q3. IQ3.2Q3.35LCl血D3IHCSE6DTD8D9E10DllD12D13D14D15DIGD17DISD19C20D21PIrsD22D23MNE24KD25EMI J *KM2HIS n *KH1UbJE2643.4控制程序编制本文使用STEP7-Micro/WIN32编程软件编写程序，STEP7-Micro/WIN32

14、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

15、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13.4.2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内容量过大，涉及的专业较多，牵

16、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

17、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，

18、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。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

19、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！附录梯形图及指令表附录1:梯形图苻号变里类型数榻类型TEMP1EMPTEMPTEMPI程序注釋网緡1网络标题自动显示懼网络013BQO.D(目动显示电梯运行方向（上行）5U-S1INIONPT100 msT41网貉12Q3.1阳 IM4.4)网络13M4 4Q2.73J 网络14自动显示电梯运行方向（行）M2.3 I|M1 3IIM1.2 I1M1 1IIM1 Q I1M4.

20、4I 3|/1 z I II II II Z II z I1M3.5T IM3.5 1 IM2.2M3.3M3.4M2.1M3.1网络16T41M4.5C R)1网络17Q3.21M4.6)网络18M4.6网络25M2.2T I网络2GI 4楼内指令M7.1网络28懼上呼耐11.5M7.1网络29M7.5M1.2M2.2/ I|_C)Q1.2)M1.3M2.3I1，)Q1.3j )M7.5M1.0M0.0M3.0，II_C)Q1.5)錨上呼叫U.SM7.0IIII zM3.1TI1M7.5M1.1MO.OM3.1丿 II_C)01.6)网络302楼下呼叫M7.5M1.2M0.0M3.2I *

21、H-p：)QI.7)MO.0M01me111 M30IM31M3；-2M33M34M35M3SM3 TUQiT H-pH IHIHIHIHIHIHIHIHIC )MlM22I片MMM2J.附录2:语句表Network 1 /网络标题/自动显示1楼LD 10.2O M1.0AN I0.3M1.0Q0.2Q0.3Network 2/自动显示2楼LDI0.3OM1.1ANI0.2ANI0.4=M1.1=Q0.1=Q0.2=Q0.7=Q0.4=Q0.5Network 3/自动显示3楼LDI0.4OM1.2ANI0.3AN10.5=M1.2=Q0.1=Q0.7=Q0.2=Q0.3=Q0.4Network

22、 4/自动显示4楼LDI0.5OM1.3ANI0.4ANI0.6=M1.3=Q0.2=Q0.6=Q0.7=Q0.3Network 5/自动显示5LDI0.6OM1.4ANI0.5=M1.4=Q0.1=Q0.6=Q0.7=Q0.3=Q0.4Network 6/开关门显示LDM3.0OM2.0AI0.2LDM3.1OM3.2OM2.1AI0.3OLDLDM3.3OM3.4OM2.2AI0.4OLDLDM3.5OM3.6OM2.3AI0.5OLDLDM3.7OM2.4A10.6OLD=Q2.5=M4.0Network 7LDM4.0LPSAT38=Q2.6LPPTONT38, 50Network 8

23、LDT38=Q0.0Network 9/自动显示电梯运行方向（上行）LDM2.1OM3.1OM3.2ANM1.1LDM2.2OM3.3OM3.4OLDANM1.2LDM2.3OM3.5OM3.6OLDANM1.3LDM2.4OM3.7OLDANM1.4ANM4.6=Q3.1Network 10LDQ3.1SM4.5,1TONT41,50Network 11LDT41RM4.5,1Network 12LD Q3.1O M4.5=M4.4Network 13LD M4.4=Q2.7=Q3.3Network 14/自动显示电梯运行方向（下行）LDNM2.3OM3.5OM3.6ANM1.3LDM2.2

24、OM3.3OM3.4OLDANM1.2LDM2.1OM3.1OM3.2OLDANM1.1LDM2.0OM3.0OLDANM1.0ANM4.4=Q3.2Network 15LDQ3.2SM4.5,1TONT41,50Network 16LDT41RM4.5,1Network 17LDQ3.2OM4.5=M4.6Network 18LDM4.6=Q3.0=Q3.3Network 19/运行奇数层LDI2.6OM7.0ANM7.1ANM7.3=M7.0Network 20/运行偶数层LDI2.7OM7.1ANM7.0ANM7.3=M7.1Network 21/运行四层以上LDI3.0OM7.5ANM

25、7.3=M7.5Network 22 /正常运行LD12.5OM7.3=M7.3Network 23/ 1楼内指令LDI0.7OM2.0ANM7.1ANM7.5ANM1.0=M2.0=Q1.0Network 24/ 2楼内指令LD 11.0OM2.1ANM7.0ANM7.5ANM1.1=M2.1=Q1.1Network 25/ 3楼内指令LD11.1OM2.2ANM7.1ANM7.5ANM1.2=M2.2=Q1.2Network 26/ 4楼内指令LDI1.2OM2.3ANM7.0ANM1.3=M2.3=Q1.3Network 27/ 5楼内指令LD11.3OM2.4ANM7.1ANM1.4=M2.4=Q1.4Network 28/ 1楼上呼叫LD11.5OM3.0ANM7.1ANM7.5ANM1.0ANMO.O=M3.0=Q1.5Network 29/ 2楼上呼叫LD 11.6OM3.1ANM7.0ANM7.5ANM1.1ANMO.O=M3.1=Q