基于plc的三层电梯控制系统设计62439

1、摘要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（用三菱PLC编程的程序控制方式，提出了三层电梯的程、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，提出了计了一套完整的电梯控制系统方案。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。在PLC

2、课程设计中，我组设计了一个三层电梯控制系统，并且将西门子公司S7-200系列可编程控制器与其结合并应用起来，在学完电气控制与PLC应用课程后，我们在设计过程中较为得心应手，不至于从头开始。整个过程包括了方案讨论，程序设计，程序修改，上机调试等，在程序设计方面花了比较多的时间，主要考虑到电梯分别停在一层、二层和三层时在其他楼层呼叫等各种情况。每当遇到困难时，我组都积极与老师联系讨论，深入分析研究问题，在整个过程中，我与我的组员都相互配合，相互学习。关键字：PLC；电梯；升降；梯形图；系统组成框图In this paper The elevator is an indispensable mean

3、s of transport for the high-rise building, used for vertical transporting passengers and cargo, the traditional elevator control system mainly adopts relay - contactor to control, its shortcomings is the number of contact, such as high failure rate and poor reliability, maintenance workload is big,

4、and composed of PLC control system is a good way to solve the above problems. Through discussing the composition of the elevator control system, this paper expounds the programmable controller (with mitsubishi PLC programming way of process control, puts forward the three layers of elevator ride, an

5、d lists the specific of the main hardware circuit, elevator control ladder diagram and instruction list. And the system composition block diagram and program flow chart is given, based on the analysis, processing, on the basis of random signal logic relation, put forward the plan for a complete set

6、of the elevator control system scheme. Contact, high failure rate, poor reliability, installation and debugging cycle is long, maintenance workload, such as complex wiring faults. Make the elevator running more safe, convenient and comfortable. In the PLC course design, I have come up with a three l

7、ayers of elevator group control system, and the Siemens S7-200 series programmable controller and its application and combining, after completing the curriculum, electrical control and PLC application we in the design process is relatively with ease, not from the beginning. The whole process includi

8、ng the solution discussion, program design, program changes, computer debugging, etc., spent more time on program design, main consideration to the elevator stop on the first floor, respectively the second and third floors in other situations such as floor call. Whenever encounter difficulties, I ac

9、tively contact the teacher group discussion, in-depth analysis the research question, in the whole process, I and my team members cooperate with each other, learn from each other.Key words: PLC; The elevator; Rise and fall; Ladder diagram; System composition block diagram.Key words: PLC; The elevato

10、r; Rise and fall; Ladder diagram; System composition block diagram目 录1 概述12 硬件电路设计和描述23 软件设计流程及描述54 课程设计总结85 致谢96 参考文献107 附录111 概述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

11、提高。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。由PLC控制代替传统继电器控制已成为发展定局PLC是集计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。它的编程软件采用易学易懂的梯形图语言!控制灵方便，抗干扰

12、能力强，运行稳定可靠，通过对电梯控制系统的研究和设计，可以更加深入的了解和认识PLC技术的核心和未来发展的方向。PLC是以微处理为核心的工业控制装置。它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，具有高可靠性、灵活通用、易于编程、使用方便等特点。利用PLC控制电梯有着许许多多的优点，在实际生产和生活中，能够提高生产效率和人们生活水平，给人们带来巨大的效益。我组设计的三层电梯控制系统的主要功能有：楼层指示灯亮时表示停在相应的楼层，每当停在各楼层时其楼层指示灯闪烁1秒接着常亮，有呼叫的楼层有响应，反之没有，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。在整个PLC课

13、程设计过程中，我主要负责查找资料，程序设计和调试以及负责部分梯形图的编写复查和校对工作。在选择方案时组织我组队员参与讨论，在遇到困难时首先请同学帮助如不能解决则联系老师解决问题，协助我组队员完成PLC课题设计报告。PLC课程设计要求具有较强的理论知识，结合实践上机调试，分析理解能力和故障排除能力，是一个综合性较强的课程设计，这也是本系开设此课程设计的目的和初衷。2 硬件电路设计和描述模拟装置介绍 S1、S2、S3分别为轿厢内一层、二层、三层电梯内选按钮；D2、D3分别为二层、三层电梯外下降呼叫按钮；U1、U2分别为一层、二层电梯外上升呼叫按钮；SQ1、SQ2、SQ3分别为一层、二层、三层行程开

14、关，模拟实际电梯位置传感器的作用。L1、L2、L3分别为一层、二层、三层电梯位置指示灯；DOWN为电梯下降状态指示灯；UP为电梯上升状态指示灯；SL1、SL2、SL3分别为轿厢内一层、二层、三层电梯内选指示灯。控制要求电梯由安装在各楼层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。电梯轿箱内设有楼层内选按钮S1S3，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，SQ1SQ3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，电梯停在由一层运行至三层的过程中，在二层轿箱外呼叫时，若按二层上升呼叫按钮，电梯响应

15、呼叫；若按二层下降呼叫按钮，电梯运行至二层时将不响应呼叫运行至三层，然后再下降，响应二层下降呼叫按钮。 电梯位置由行程开关SQ1、SQ2、SQ3决定，电梯运行由手动依次拨动行程开关完成，其运行方向由上升、下降指示灯UP、DOWN决定。例如：闭合开关SQ1，电梯位置指示灯L1亮，表示电梯停在1层，这时按下三层下呼按钮D3，上升指示灯UP亮，电梯处于上升状态。断开SQ1、闭合SQ2，L1灭、L2亮，表示电梯运行至二层，上升指示灯UP仍亮；断开SQ2、闭合SQ3，电梯运行至三层，上升指示灯UP灭，电梯结束上升状态，以此类推。当电梯在三层时（开关SQ3闭合），电梯位置指示灯L3亮。按下轿厢内选开关S1

16、，电梯进入下降状态。在电梯从三层运行至一层的过程中，若按下二层上呼U2与下呼按钮D2，由于电梯处于下降状态中，电梯将只响应二层下呼，不响应二层上呼。当电梯运行至二层时，电梯停在二层，当电梯运行至一层时，一层内选指示灯SL1灭，下降指示灯DOWN灭，上升指示灯UP亮，电梯转为上升状态，响应二层上呼，当电梯运行至二层时，上升指示灯UP灭。每当到达楼层若电梯门指示灯不闪烁则继续前进，否则执行电梯门开关动作。I/O分配表（1）输入序号名称面板符号程序符号输入点1三层内选按钮S1S1I0.02二层内选按钮S2S2I0.13一层内选按钮S3S3I0.24三层下呼按钮D3D3I0.35二层下呼按钮D2D2I

17、0.46二层上呼按钮U2U2I0.57一层上呼按钮U1U1I0.68三层行程开关SQ2SQ2I0.79二层行程开关SQ3SQ3I1.010一层行程开关SQ4SQ4I1.1 （2）输出序号名 称面板符号程序符号输出点1三层指示灯L3L3Q0.02二层指示灯L2L2Q0.13一层指示灯L1L1Q0.24电梯上升指示灯DOWNDOWNQ0.35电梯下降指示灯UPUP Q0.47三层内选指示灯SL3SL3Q0.58二层内选指示灯SL2SL2Q0.69一层内选指示灯SL1SL1Q0.73 软件设计流程及描述电梯启动是否停在二或三楼层且有呼叫信号 yes no 下降到一层停止 等待呼叫信号 检测到呼叫信号

18、 电梯上升或下降 no电梯停前检测呼叫信号 yes 上升 下降 电梯停止后继续下电梯停止后继续上 电梯停止 运行过程分析：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、S

19、Q2、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

20、，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

21、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

22、.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

23、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

24、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。4 课程设计总结在这次PLC课程设计中，让我感到不足的地方是在开始动手设计程序前，没有系统和完整的分析三层电梯控制系统，没有在本子上具体列出三层电梯控制系统的所有情况，导致在动手设计程序时想到有多少种情况就加多少，从而在设计程序上花费了较多的时间。另外，在刚开始我把UP和DOWN指示灯作为电梯的运动状态时，发现了一些我修改不了的错误，百思不得其解，最后我把UP和DOWN指示灯修改为电梯的

25、运动方向，之前的问题既迎刃而解又实现了我想要的要求。这次PLC课程设计，考验了我对理论知识的运用能力，锻炼了对故障排除的分析能力，加强了我们合作精神，值得感谢的是当我们遇到困难时，老师耐心指导，帮我们一起分析故障，共同解决困难。另外，这课程设计也为了我们以后的毕业设计提供了很好的经验，建立基础，可以说是意义重大，影响深远。对于此PLC课程设计，老师提供了一些题目，也鼓励同学们自拟题目，但我的疑虑是，如果同学们自拟的题目，是否能够在操作面板上能够找到对口。另外，我在设计三层电梯控制系统时，发现操作面板上一层上呼按钮、二层上呼下呼按钮和三层下呼按钮没有相应的指示灯，导致了我在设计程序时遇到了困难，

26、我想是否应该加上相应的指示灯，以使电梯控制达到控制简单明了，运行安全可靠的目的。5 致谢 历时将近一个办月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师张国栋老师，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的讲解没一个难题直至完全理解。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢！感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文

27、的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！6 参考文献1 王俭 龙莉莉，建筑电气控制技术，中国建筑工业出版社，19982 陈家盛 ，电梯结构原理及安装维修，机械工业出版社，20003 李广弟 朱月秀 王秀山 ，单片机基础，北京航空航天大学出版社20014 可编程序控制器操作手册，华光电子工业有限公司5 可编程序控制器编程手册，华光电子工业有限公司6 集成一体化电源，朝阳市电气有限公司7 产品样本19901991，天水二一三机床电器厂8 产品样本，天水二一三机床电器厂9 朱昌明 洪致育等，

28、电梯与自动扶梯，199510 吴国政，电梯原理、使用、维修，199911 史信芳 陈影 毛宗源，电梯原理与维修管理技术，199912陈建民.电气控制与PLC应用M. 北京：电子工业出版社.2011.7 附录梯形图LAD指令表ILLD I0.5A I1.1OLDLD Q0.5A I1.1OLDLD I0.3A I1.0OLDLD M0.5AN I0.7OLDO I0.0LD I0.4A I1.1OLDLDN Q0.7A M0.3OLDAN Q0.3S Q0.4, 1Network 11 / 电梯下降LD I0.4AN I0.7A I1.0LD I0.3A I0.7OLDLD I0.6A I0.7

29、OLDLD I0.1A I0.7OLDLD I0.4A I0.7OLDLD Q0.7A I0.7OLDLD I0.6A I1.0OLDTITLE=Network 1 / 内选呼叫1LD I0.2AN I1.1S Q0.7, 1Network 2 / 内选呼叫2LD I0.1AN I1.0S Q0.6, 1Network 3 / 内选呼叫3LD I0.0AN I0.7S Q0.5, 1Network 4 / 内选呼叫1 消除LD I1.1R Q0.7, 1Network 5 / 内选呼叫2 消除LD I1.0R Q0.6, 1Network 6 / 内选呼叫3 消除LD I0.7R Q0.5,

30、1Network 7 / 一层呼叫LD I1.1= Q0.2Network 8 / 二层呼叫LD I1.0= Q0.1Network 9 / 三层呼叫LD I0.7= Q0.0Network 10 / 电梯上升LD I0.5AN I1.1A I1.0LD I0.3A I1.1OLDLD I0.6A I1.1OLDLD I0.1A I1.1OLDLD M0.5AN I1.1OLDO I0.2O I0.5LD Q0.2A I1.0OLDLDN Q0.5A M0.4OLDAN Q0.4S Q0.3, 1Network 12 / 停在二层呼叫LD I0.5AN I1.1A I1.0LD I0.4AN I0.7A I1.0OLDS M0.0, 1Network 13 LD I1.1O