电梯控制PLC课程设计说明书.doc

天津职业技术师范大学课 程 设 计 评 审 表 机械工程 学院 机电1313 班 学生 设计任务完成情况及指导教师评语答辩情况评定成绩成绩： 指导教师签字： 日期： 教研室主任： 院长签字： 日期： 日期： 3 课 程 设 计 说 明 书题 目 电梯控制PLC课程设计 学生姓名 班 级 机电1313 系 别 机械工程学院 专 业 机电技术教育 指导教师 张仕海 评定成绩 27目 录前言2第一章 控制要求 3第二章 方案设计及组成原理 4第三章 系统配置 6 3.1元件选择 6 3.2 I/O端口分配 7 3.3 PLC外部接线图 8第四章电梯控制系统的整体分析 8第五章 程序设计 12 5.1梯形图 12 5.2指令表 19 第六章 系统调试分析 19 总结 23 参考文献 24前 言 随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，电梯也已成为人类现代生活中广泛使用的运输工具。随着人们对电梯运行的安全性、舒适性等要求的提高，电梯得到了快速发展，其拖动技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。 可编程控制器（PLC）因为稳定可靠、结构简单、成本低廉、简单易学、功能强大和使用方便已经成为应用最广泛的通用工业控制装置，成为当代工业自动化的主要支柱之一。电梯控制要求接入设备使用简便，具有人性化的人机界面，配备应用程序库，加快编程和调试速度。通过PLC对程序设计，实现对电梯的运行控制。 电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和多层仓库需要有货梯;高层住宅需要有住宅梯;百货大楼和宾馆需要有客梯,自动扶梯等。在现代社会,电梯已像汽车、轮船一样,成为人类不可缺少的交通运输工具。据统计,美国每天乘电梯的人次多于乘载其它交通工具的人数。当今世界,电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。 关键词：PLC 电梯 控制系统第一章 控制要求 1、当轿箱停于1层或2层或者3层时，按下4层的选择信号进行呼梯，则轿箱上升至4层停止。 2、当轿箱停于4层或3层或者2层时，按下1层的选择信号进行呼梯，则轿箱下降至1层停止。 3、当轿箱停止于1层，若按下2层的选择信号进行呼梯，则轿箱上升至2层停止，若按下3层的选择信号进行呼梯，则轿箱上升至3层停止。 4、当轿箱停于4层，若按下3层的选择信号进行呼梯，则轿箱下降至3层停止，若按下2层的选择信号进行呼梯，则轿箱下降至2层停止。 5、当轿箱停于1层，而2层，3层，4层的选择信号均有人呼梯时，轿箱上升至2层暂停后继续上升至3层暂停后，继续上升至4层停止。 6、当轿箱停于4层，而1层，2层，3层的选择信号均有人呼梯时，轿箱下降至3层暂停后继续下降至2层暂停后，继续下降至1层停止。 7、当按下内选信号的开门和关门信号后，这时无论按下上行或下行信号都视为无效信号。 8、电梯的顺逆行驶均可劫机。 亮表示电梯上升 亮表示电梯下降 第二章 方案设计及组成原理 2.1、PLC控制系统的解决思路 电梯系统电气部分的主要组成就是电机拖动，信号元件以及轿内和外部的控制按扭。如何合理的设置和使用这些资源，对于解决这类问题至关重要。设计中首先要了解控制对象的特点，从而确定有关的PLC输入、输出点的选择。 对于一个四层电梯的控制，要解决的主要问题包括以下几个方面： （1）轿内按扭以及各层门厅按扭的设置； （2）电梯运行位置的监测； （3）电梯和各层门厅开关门状态的监测； （4）确定控制的逻辑。通过上述问题的分析，可以完成对所需PLC的控制点数的选择，同样作为一个逻辑控制为主的系统，需要将被控电机作为唯一的控制目标，所有的逻辑实现都是针对这一目标进行的，而对此目标的控制又分成了正向/反向。当电梯轿内或门厅呼叫按钮按下时，根据监测到的上行或下行指令给出 相应的信号，从而控制电梯的驱动电机进行相应的动作。当有多个呼叫信号到达时，执行方式为优先响应电梯运行方向上的信号，再响应另一方向信号，对未及时响应的信号要进行保留。2.2PLC控制系统的I/O点数计算分析根据电梯控制的特点，应该包括以下两大部分：1、输入信号 1)轿厢内及各层门厅外呼按钮 主要是轿厢内的楼层选择数字键1-4层，各层门厅外呼按钮，除一层只设置上升按钮，四层只设置下降按钮外，其他层均设置上升和下降两个按钮。一共需要10个输入。 2)位置信号 位置信号由安装于各楼层的电梯停靠位置的4个传感器产生，上下限位开关2个，开关门需要2个限位开关，控制门的位置。所以位置信号一共需要8个输入，即行程开关。 3)电梯门控制信号 大部分电梯都具有开门按钮、关门按钮，以方便手动开关门。一共需要2个输入按钮。 4)模拟电梯到位按钮 因此一共需要3个输入。 综上所述，共需要输入点20个。 2、输出信号 1)电梯上下行信号2个。 2)箱门开关指示，共需2个输出点。 综上所述，共需要输出点4个。2.3系统运行流程图第三章 系统配置3.1元件选择 综合输入、输出点的计算以及要实现的电梯控制功能，实验室现有的西门子CPU226cn型的PLC四层电梯控制系统的模拟系统完全能实现设计要求。3.2 I/O端口分配输入分配输出分配一层外呼I0.1关门按钮I2.3电梯上升Q0.0 二层上外呼I0.2开门按钮I2.4电梯下降Q0.1二层下外呼I0.3一层限位开关I1.0电梯门开Q0.2三层上外呼I0.4二层限位开关I1.5电梯门关Q0.3三层下外呼I0.5三层限位开关I1.6四层下外呼I0.6四层限位开关I1.7一层内呼I1.1顶层限位开关I2.0二层内呼I1.2底层限位开关I2.1三层内呼I1.3开门限位开关I2.5四层内呼I1.4关门限位开关I2.63.3 PLC外部接线图 第四章 电梯控制系统的整体分析4.1电梯上行分析 1）当电梯停于1楼或2楼，3楼呼叫时，则上行，待3楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 2）当电梯停于1楼，2楼呼叫，则上行，待2楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 3）当电梯停于1楼，2楼、3楼同时呼叫，电梯上行到2楼，待2楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后或者按关门按钮，轿厢门关闭至关到位；继续上行到3楼，待3楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 4）当电梯停于1楼，3楼、4楼同时呼叫时，电梯上行到3楼，待3楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后或者按关门按钮，轿厢门关闭至关到位；继续上行到4楼，待4楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 5）当电梯停于1楼，2楼、4楼同时呼叫时，电梯上行到2楼，待2楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后或者按关门按钮，轿厢门关闭至关到位；继续上行到4楼，待4楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 6）当电梯停于1楼，2楼、3楼、4楼同时呼叫，电梯上行到2楼，待2楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后或者按关门按钮，轿厢门关闭至关到位；继续上行到3楼，待3楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位；继续上行到4楼，待4楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 7）当电梯停于2楼，3楼和4楼同时呼叫，电梯上行到3楼，待3楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后或者按关门按钮，轿厢门关闭至关到位；继续上行到4楼，待4楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 8)当电梯停于1楼或2楼或3楼，4楼呼叫，电梯上行到4楼，待4楼的行程开关控制动作，则减速停止上行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。4.2电梯下行分析 1）当电梯停于4楼，2楼呼叫时，则下行，待2楼的行程开关控制动作，则减速停止下行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 2)当电梯停于4楼，3楼呼叫时，则下行，待3楼的行程开关控制动作，则减速停止下行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 3)当电梯停于4楼，2楼、3楼同时呼叫时，则下行，待3楼的行程开关控制动作，则减速停止下行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后或者按关门按钮，轿厢门关闭至关到位；继续下行到2楼，待2楼的行程开关控制动作，则减速停止下行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 4）当电梯停于4楼，1楼、3楼同时呼叫时，则下行，待3楼的行程开关控制动作，则减速停止下行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后或者按关门按钮，轿厢门关闭至关到位；继续下行到1楼，待1楼的行程开关控制动作，则减速停止下行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 5）当电梯停于4楼，1楼、2楼同时呼叫时，则下行，待2楼的行程开关控制动作，则减速停止下行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后或者按关门按钮，轿厢门关闭至关到位；继续下行到1楼，待1楼的行程开关控制动作，则减速停止下行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 6）当电梯停于4楼，1楼、2楼、3楼同时呼叫时，则下行，待3楼的行程开关控制动作，则减速停止下行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后或者按关门按钮，轿厢门关闭至关到位；继续下行到2楼，待2楼的行程开关控制动作，则减速停止下行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位；继续下行到1楼，待1楼的行程开关控制动作，则减速停止下行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。 7）当电梯停于4楼或2楼或3楼，1楼呼叫时，则下行，待1楼的行程开关控制动作，则减速停止下行，之后轿厢门打开至开到位，3秒后，轿厢门关闭至关到位。4.3电梯呼叫、上行或下行执行条件 电梯呼叫、上行或下行均需信号指示。4.4电梯上行或下行执行要求 在电梯运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的呼叫信号均不响应；如果某反向呼梯信号前方再无其它呼梯信号，则电梯响应该呼梯信号；并且电梯具有最远反向呼梯响应功能。第五章 程序设计5.1梯形图 5.2指令表 第六章 控制系统的调试及程序运行分析6.1 总体运行调试分析 根据系统软件设计中电梯上、下行的分析进行运行调试，看是否满足其要求。6.2 开门分析 在进行开门调试时，必须得待电梯到达指定位置（行程开关动作）后，电梯停稳后再执行开门要求，开门开到位后才进行3秒的关门倒计时6.3 关门分析 在进行关门调试时，必须得电梯开门开到位后，才会进行自动的倒计时3秒的关门程序或则选择关门按钮进行关闭箱门和厅门。6.4电梯运行至一楼调试分析 6.4.1 内呼至一楼 内呼至一楼，则电梯必须处于非一楼位置，而且电梯如果是上行的，则必须执行完所有上行要求后，才会依次执行下行要求，到达一楼 6.4.2 一楼外呼 一楼外呼，则只有一种可能，就是上行，如果电梯正在执行上行要求，则必须执行完所有上行要求后，再就近执行比电梯所在层低的下行要求6.5电梯运行至二楼调试分析 6.5.1 内呼至二楼 内呼至二楼，则电梯必须处于非二楼位置，而且电梯如果是上行的，则必须执行完所有上行要求后，才会依次执行比电梯所在层低的下行要求，到达二楼 6.5.2二楼外呼 1）二楼外呼下 如果电梯正在执行上行要求，则必须等电梯执行完所有上行要求后，根据按下呼叫的先后进行其他信号处理，若除了当前执行的上行外，就二楼下呼最先呼叫的话，则电梯会就近执行比电梯所在层低的下行要求，直至二楼外呼下；或者电梯正在执行下行至一楼，则必须等电梯执行完下至一楼后，再上行至二楼执行其下呼。 2）二楼外呼上 如果电梯所在的楼层大于二楼且正在执行上行要求，则必须执行完所有上行要求后，再就近执行比电梯所在层低的下行要求；如果电梯正在下行至一楼，则只有等电梯下到一楼后，再上行至二楼。6.6电梯运行至三楼调试分析 6.6.1 内呼至三楼 内呼至三楼，则电梯必须处于非三楼位置，而且电梯如果是上行的，则必须执行完所有上行要求后，才会依次执行比电梯所在层低的下行要求，到达三楼；如果电梯所在位置低于三楼且正执行上行，则到三楼后就会打开电梯门；如果电梯所在位置低于三楼且正执行下行，则必须执行完所有下行要求后，才会依次执行比电梯所在层高的上行要求，到达三楼。 6.6.2 三楼外呼 1）三楼外呼下 如果电梯正在执行上行要求，则必须等电梯执行完所有上行要求后，根据按下呼叫的先后进行其他信号处理，若除了当前执行的上行外，就三楼下呼最先呼叫的话，则电梯会就近执行比电梯所在层低的下行要求，直至三楼外呼下；或者电梯正在执行下行至一或二楼，则必须等电梯执行完当前的下行要求后，再上行至三楼执行其下呼 2）三楼外呼上如果电梯所在的楼层小于三楼且正在执行下行要求，则必须执行完所有下行要求后，再就近执行比电梯所在层高且比三楼低的上行要求；如果电梯正在上行至四楼，则只有等电梯上到四楼后，再下行至三楼。6.7 电梯运行至四楼调试分析 6.7.1 内呼至四楼 内呼至四楼，则电梯必须处于非四楼位置，而且电梯如果是下行的，则必须执行完所有下行要