五层电梯模型PLC控制新版专业系统设计.doc

内容摘要

伴随中国社会经济迅猛发展，人民物质文化生活水平日益提升，伴随建筑业发展，为建筑物内提供上下交通运输电梯工业也在日新月异地发展着。电梯已不仅是一个生产步骤中关键设备，更是一个大家频繁乘用交通运输设备。
此次相关五层电梯模型PLC控制系统设计关键有有司机、无司机、消防三种工作模式。同时也含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效。在此次设计中，要合理选择电动机和合理选择部分相关辅助继电器。同时选择西门子S7-200系列和部分扩展模块。
这次以“五层电梯模型PLC控制系统设计”为题目标课程设计方案基础满足控制要求，能够实现电梯外呼和内选功效，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

目 录
第1章 引言 1
1.1 设计内容 1
1.2 设计要求 1
1.3 设计思绪 1
第2章 系统总体方案分析和设计 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3章 PLC控制系统设计 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点分配和编号 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 论……………………………………………………………………………9
设计总结 10
致谢 11
附录 梯形图及指令表 12
参考文件 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 设计思绪
现在，在电梯控制方法上，关键有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC控制实际上是一个专用计算机，它采取巡回扫描方法分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就确保只有正确程序才能运行，不然电梯不会工作；又因为PLC中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，所以，它比继电器控制有着显著优越性，运行寿命更长，工作愈加可靠安全，自动化水平更高。PLC控制是三种控制方法中最含有可靠性、实用性和灵活性控制方法，它更适合于用在电梯技术改造和控制系统更新换代，是电梯控制系统中理想控制新技术。

第2章 系统总体方案分析和设计
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(二进制方法)；
4、自动显示电梯运行方向；
5、含有电梯直达功效和反向最远停站功效；
2.2方案分析
本系统是一个五层电梯PLC控制系统，利用西门子企业S7-200可编程逻辑控制器对电动机进行控制，从而实现大家对电梯控制。本系统含有一定智能性，即它能够让电梯按大家要求来运行。
2.3 方案设计
2.3.1 电梯开启条件
（1）安全保护系统正常；
(2) 门锁锁闭；
(3)定向部分选择好电梯运行方向。
2.3.2 电梯停车条件
(1）选层部分选择好停车楼层；
（2）电梯必需抵达要停车楼层减速点；
（3）电梯抵达目标楼层平层位置。
2.3.3 工作模式选择
当司机/自动开关处于自动状态，经过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，随即顺向应答停靠。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，经过PLC内部程序，外层召唤指令失效，电梯受司机控制，一样顺向应答，停靠。
有司机状态，即外部召唤被屏蔽，电梯只响应内部召唤，司机状态和自动状态转换由有/无司机选择开关SB15控制。
若处于消防状态时，按下消防开关，不管电梯处于上行、下行、还是站层状态，全部将运行方向调整为向下运行，直到抵达基站。
2.3.4其它控制
依据控制要求，要实现电梯控制，如：外呼、内选、停层、信号登记和消除等。用2个时间继电器和多个接触器来控制电梯动作，实现电梯外呼、内选、停层、信号登记和消除、自动定向、自动开关门、直达功效等。
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数量知，使用S7-200系列PLCCPU226，扩展模块为EM222、EM223即可满足设计要求。
它连接形式图：
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输入和输出信号,在满足控制要求前提下,要降低占用PLCI/O点。
选择PLC型号：该系统需要27个输入信号，28个输出信号，主机选择CPU226，扩展模块选择EM222、EM223，内部电源供电，继电器输出。

3.2 I/O点分配和编号
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

输
入
信
号
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
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

输入信号
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
ZXF置消防开关
常开按钮SB16
I3.2

输
出
信
号
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
5DJA五楼指令信号登记显示
二极管D13
Q1.4
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

表3-3 系统I/O分配表（续二）

控制信号
元件信号名称
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
YX运行显示
二极管D26
Q3.3

3.3 PLC端子接线图

依据I/O表及PLC配置图很轻易就能够得到PLC端子接线图3-1 以下所表示：

图3-1 I/O 端子接线图

3.4 控制程序编制
本文使用STEP7-Micro/WIN32编程软件编写程序,STEP7-Micro/WIN32是西门子企业专为SIMATIC S7-200系列可编程序控制器研制开发编程软件，它是基于Windows应用软件，功效强大，既可用于开发用户程序，又可实时监控用户程序实施状态。
STEP7-Micro/WIN32编程软件基础功效是帮助用户完成应用软件开发，其关键实现以下功效。
1）在脱机（离线）方法下创建用户程序，修改和编辑原有用户程序。在脱机方法时，计算机和PLC断开连接，此时能完成大部分基础功效，如编程、编译、调试和系统组态等，但全部程序和参数全部只能存放在计算机磁盘上。
2）在联机（在线）方法下能够对和计算机建立通信关系PLC直接进行多种操作，如上载、下载用户程序和组态数据等。
3）在编辑程序过程中进行语法检验，能够避免部分语法错误和数据类型方面错误。经语法检验后，梯形图中错误处下方自动加红色波浪线，语句表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工作方法、参数和运行监控等。
3.4.1梯形图
梯形图见附录1
3.4.2语句表
语句表是由梯形图转换得到，语句表见附录2

结论
电梯自动化设计因设计角度和设计理念不一样和偏差，可能造成设计上部分差异。本论文中较为具体地介绍了电梯设计方法和过程，叙述了电梯结构设计和工作步骤和工艺设计。但因为自动化设计内容量过大，包含专业较多，牵扯面也很宽。仅仅一片专业课程设计实在无法全盘托出，有些地方表述可能会存在不够正确，或描述上存在未能描述到地方。
设计总结
此次课程设计题目是五层电梯PLC控制系统设计。首先，相关电梯我们全部很熟悉，伴随高层建筑越来越多，电梯应用也是越来越普遍；PLC为可编程控制器，它控制系统硬件是由CPU，输入/输出（I/O）电路及外围设备等组成,它控制可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。比传统继电器控制好很多，所以PLC在电梯控制中得到了更广泛应用。
此次设计过程中碰到了很多困难，电梯控制过程比较多，包含轿厢内外全部有呼叫信号，楼层还得有检测信号，楼层需要对应数码管显示及指示灯显示灯等。过程即使比较复杂，但经过一定时间资料查询和同学之间相互帮助，再加上老师认真指导，对于完成此次课程设计全部付出了很大努力。过程即使是复杂，不过还是得到了比较满意结果。
经过此次课程设计，我对PLC有了愈加深刻认识，对于PLC编程也更为熟悉。不仅如此，在查询资料过程中，相关继电器控制电梯方法也有所涉猎，从而取得了更广泛知识。我知识领域得到深入扩展，专业技能得到深入提升，同时增强了分析和处理工程实际综合能力。另外，也培养了自己严厉认真科学态度和严谨求实工作作风。
此次课程设计即使完成了电梯控制部分基础要求，但还是有部分不足之处，相关电梯功效设计也不是很完美，应该还有部分扩展项目能够做，但因为能力有限没有完成，以后一定要努力学习，尽可能使其取得很好完成。课程设计中暴露出部分问题，提醒我以后要认真对待工作，要严谨求实，愈加努力学习，拥有更多知识后才能有更大能力为社会做贡献。

致 谢
能完成这次课程设计，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进步，而且恩师严谨治学态度、务实工作作风、高度责任心，也使我受益非浅。在此，我要向王老师表示深深敬意和衷心感谢!
另外，在学习期间，还得到很多老师、同学、好友帮助，在此表示衷心感谢!
在这三年里有很多让我感动事和让我感激人。但因为时间仓促和主客观条件限制我们只是做出模型做演示，当然这和真正实物相比，在工艺上还有很大差距，尽管有些不太完美地方，但我们已经很努力了。
最终祝福老师们工作顺利，身体健康！祝福同学们前途似锦，一切顺利！

附录 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
AN M1.2
AN M0.0
= M3.3
= Q2.0
Network 32
// 3楼下呼叫
LD I2.1
O M3.4
AN M7.1
AN M7.5
AN M1.2
AN M0.0
= M3.4
= Q2.1
Network 33
// 4楼上呼叫
LD I2.2
O M3.5
AN M7.0
AN M1.3
AN M0.0
= M3.5
= Q2.2
Network 34
// 4楼下呼叫
LD I2.3
O M3.6
AN M7.1
AN M1.4
AN M0.0
= M3.6
= Q2.3
Network 35
// 5楼下呼叫
LD I2.4
O M3.7
AN M7.1
AN M1.4
AN M0.0
= M3.7
= Q2.4
Network 36
// 有司机运行模式
LD I3.1
O M0.0
AN M3.0
AN M3.1
AN M3.2
AN M3.3
AN M3.4
AN M3.5
AN M3.6
AN M3.7
= M0.0
Network 37
// 消防模式
LD I3.2
O M0.1
= M0.1
= Q3.2
Network 38
// 指令专用开关（直驶）
LD M2.0
O M2.1
O M2.2
O M2.3
O M2.4
A I1.4
AN M3.0
AN M3.1
AN M3.2
AN M3.3
AN M3.4
AN M3.5
AN M3.6
AN M3.7
= M0.2

参考文件
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