plc控制五层电梯梯形图设计.doc

PLC课程设计报告
五层电梯的梯形图设计

自动化学院

一、电梯基本功能
在进行上位机程序以及下位机程序编写之前，首先要做的工作是确定电梯本身所具有的功能和电梯在乘客进行某种操作后应具有的状态。
1．电梯内部部件功能简介
在电梯内部，应该有五个楼层（1-5层）按钮、开门和关门按钮以及楼层显示器、上升和下行显示器。当乘客进入电梯后，电梯内应该有能让乘客按下的代表其要去目的地的楼层按钮，称为内呼叫按钮。
电梯停下时，应具有开门、关门的功能，即电梯门可以自动打开，经过一定的延时后，又可自动关闭。而且，在电梯内部也应有控制电梯开门、关门的按钮，使乘客可以在电梯停下时随时地控制电梯的开门与关门。
电梯内部还应配有指示灯，用来显示电梯现在所处的状态，即电梯是上升还是下降以及电梯处在楼层的第几层，这样可以使电梯里的乘客清楚地知道自己所处的位置，离自己要到的楼层还有多远，电梯是上升还是下降等。
2．电梯的外部部件功能简介
电梯的外部共分五层，每层都应该有呼叫按钮、呼叫指示灯、上升和下降指示灯，以及楼层显示器。
呼叫按钮是乘客用来发出呼叫的工具，呼叫指示灯在完成相应的呼叫请求之前应一直保持为亮，它和上升指示灯、下降指示灯、楼层显示器一样，都是用来显示电梯所处的状态的。
五层楼电梯中，一层只有上呼叫按钮，五层只有下呼叫按钮，其余三层都同时具有上呼叫和下呼叫按钮。而上升、下降指示灯以及楼层显示器应相同。
3．电梯的初始状态、运行中状态和运行后状态分析
1）电梯的初始状态：设电梯位于一层待命，各层显示器都被初始化，电梯处于以下状态：
a.各层呼叫灯均不亮；
b.电梯内部及外部各楼层显示器显示均为“1”；
c.电梯内部及外部各层电梯门均关。
2）电梯在运行过程中：
a.按下某层呼叫按钮（1-5层）后，该层呼叫灯亮，电梯响应该层呼叫；
b.电梯上行或下行直至该层；
c.各楼层显示随电梯移动而改变，各层指示灯也随之而变；
d.运行中电梯门始终关闭，到达指定层时，门才打开；
e .在电梯运行过程中，支持其它呼叫。
3) 电梯运行后状态：在到达指定楼层后，电梯会继续待命，直至新命令产生。
a.电梯在到达指定楼层后，电梯门会自动打开，经一段延时自动关闭，在此过程中，支持手动开门或关门；
b.各楼层显示值为该层所在位置，且上行与下行指示灯均灭 。
电梯工作流程图如下：

二、PLC选型及I/O分配
根据上节的分析，得知，本系统需要7个传感器，分别为5个平层接近传感器和1个关门限位传感器、1个开门限位传感器；15个按钮；20个指示灯；4个执行器。输入输出信号均为开关量。I/O地址分配如下表所示。
I/O点数： DI 22点 DO 24点
考虑到余量，最好选用的PLC的I/O点数为：
>=28DI >=28DO
因此，采用PLC的型号CPU224（14入10出）、2个EM223（8入8出）、1个EM222（4出）。
总计30DI，30DO， 继电器输出。
PLC五层电梯控制系统的输入、输出点分配表如下所示：
输入信号名称
对应PLC地址
输出信号名称
对应PLC地址
轿外一层上呼叫按钮
I0.0
轿外一层上呼叫灯
Q0.0
轿外二层上呼叫按钮
I0.1
轿外二层上呼叫灯
Q0.1
轿外二层下呼叫按钮
I0.2
轿外二层下呼叫灯
Q0.2
轿外三层上呼叫按钮
I0.3
轿外三层上呼叫灯
Q0.3
轿外三层下呼叫按钮
I0.4
轿外三层下呼叫灯
Q0.4
轿外四层上呼叫按钮
I0.5
轿外四层上呼叫灯
Q0.5
轿外四层下呼叫按钮
I0.6
轿外四层下呼叫灯
Q0.6
轿外五层下呼叫按钮
I0.7
轿外五层下呼叫灯
Q0.7
一层平层接近开关
I1.0
一层位灯
Q1.0
二层平层接近开关
I1.1
二层位灯
Q1.1
三层平层接近开关
I1.2
三层位灯
Q1.2
四层平层接近开关
I1.3
四层位灯
Q1.3
五层平层接近开关
I1.4
五层位灯
Q1.4
轿内一层呼叫按钮
I1.5
轿内一层呼叫灯
Q1.5
轿内二层呼叫按钮
I1.6
轿内二层呼叫灯
Q1.6
轿内三层呼叫按钮
I1.7
轿内三层呼叫灯
Q1.7
轿内四层呼叫按钮
I2.0
轿内四层呼叫灯
Q2.0
轿内五层呼叫按钮
I2.1
轿内五层呼叫灯
Q2.1
开门呼叫按钮
I2.2
电梯上升
Q2.2
关门呼叫按钮
I2.3
电梯下降
Q2.3
开门行程开关
I2.4
上升指示灯
Q2.4
关门行程开关
I2.5
下降指示灯
Q2.5

电梯开门
Q2.6

电梯关门
Q2.7

三、电梯运行程序设计
1）五层楼轿内呼叫指示灯
电梯内部的五个呼叫按钮，指定的是电梯的运行目标。因此在电梯未达到指定目标时，该层呼叫灯应一直有显示（为红），因此输出时就应该使用保持继电器。另外，当电梯达到指定楼层时，呼叫灯应该灭掉，即保持继电器断开。
先以一层内呼叫灯为例，所得的程序如下图所示：

2）电梯内的楼层显示
楼层显示器是以电梯是否碰到行程开关来决定的。显示器同样有保持特性。另外要替换某一显示器的值，需要电梯接触到其上层或下层的行程开关。
综合以上因素可得，三层位灯程序如下图所示：

3）电梯内的电梯升降显示
升降显示器的状态共三种：显示上升、显示下降、或都不显示。另外，无论上升还是下降，都与电梯的呼叫有密切关系。上升包括了从第一层到第五层的上升运动，下降也同样如此。因此程序应从最基本、简单的过程入手。现以电梯从第四层到第五层的上升为例。
若五层有呼叫，包括两种情况：电梯内呼叫、电梯外呼叫。若电梯由第四层上行至第五层，此时Q2.4亮,Q2.5灭,下降触点Q2.3断开，上升触点Q2.2闭合。并列的条件还有四层外部上呼叫闭合、五层下呼叫闭合、五层呼叫按钮的闭合，这些条件同样使得四层显示器改变，同理，由第三层上行至第五层的原理相似。
则电梯由第四层上行至第五层，由第三层上行至第五层的梯形图如下：

4）开关轿厢门程序
轿厢门开可分为以下几种情况：
（1） 电梯在一层平层，有一层外呼上指示或一层内呼指示。
（2） 电梯在二层平层，有二层外呼下指示(电梯选项向下)，二层外呼上指示(电梯选项向上)或二层内呼指示。
（3） 电梯在三层平层，有三层外呼下指示(电梯选项向下)，三层外呼上指示(电梯选项向上)或三层内呼指示。
（4） 电梯在四层平层，有四层外呼下指示(电梯选项向下)，四层外呼上指示(电梯选项向上)或四层内呼指示。
（5） 电梯在五层平层，有五层外呼下指示或五层内呼指示。
（6） 电梯在平层时按下开门按钮。
所绘制的一层、二层电梯开门梯形图如下：

其中“二层上”、“二层下”条件的梯形图如下所示：

开门动作结束后将是4秒钟的延时，然后电梯会自动关门，达到关门限位后，关门动作自动结束。同样，按下关门按钮，电梯也将关门，开门按钮被按下，或有门电机开信号输出，则关门动作取消。
所绘制的梯形图如下：
5）外呼指示置位与复位
楼层外呼指示程序则比较复杂，按下外呼按钮，则对应的外呼指示置位，在取消置位时，一层和五层因为只有一种运动方向，因此直接平层后门电机打开就能取消置位。以五层为例，作梯形图如下所示：

而二层、三层、四层有两种运动方向，因此必须在平层后判断运行方向，当满足要求是才能开门。以三层为例，梯形图如下：

PLC电梯控制梯形图

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