PLC-四层电梯控制.doc

成绩 南京工程学院课程设计说明书(论文)题 目 四层电梯PLC控制 课 程 名 称 电气设备与电气控制 院 系 电力工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电 气 071 学 生 姓 名 刘超 学 号 206070829 设 计 地 点 工程实践中心8-213 指 导 教 师 陈黎来 设计起止时间：2010年12月13日至 2010年12月24日南京工程学院课程设计任务书 课程名称 电气设备与电气控制 院(系、部、中心) 电力工程学院 专业 电气工程及其自动化 班级 电气071 起止日期 12月13日至12月24日 指导教师 陈黎来 一课程设计应达到的目的1. 通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。2. 进一步熟悉PLC的I/O连接。3. 熟悉四层楼电梯内外按钮控制的编程方法。二课程设计题目及要求1.课程设计题目：基于施耐德PLC 的四层电梯设计 2.课题要求：1. 开始时，电梯处于任意一层。2. 当有外呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3S后自动关门。3. 当有内呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3S后自动关门。4. 在电梯运行过程中，电梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，则电梯响应该外号，但不响应二层向下外呼梯信号。同时，如果电梯到达三层，如果四层没有任何呼梯信号，则电梯可以响应三层向下外呼梯信号。5. 电梯应具有最远反向外梯响应功能。例如：电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。6. 电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮电梯门打开，按关门电梯门关闭。三课程设计任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求本次课程设计进行四层电梯的设计。设计设备：1. THPLC-DT 型四层电梯实验教学模型一台2. 计算机一台3. 编程电缆一根4. PLC 主机一台，应选用40 点机型（输入口大于20 点、输出口大于14 点）。预习要求：1）复习可编程控制器原理及应用及电梯控制技术课程实验。2）预习本任务书，根据设计任务，预先画出电路原理图、程序流程图，初步编写实验程序。设计报告要求：1）写出 PLC 的I/O 表，并阐述系统工作原理。2）绘制程序流程图（Visio 绘制），给出源程序清单。3）调试过程和结果分析。4）心得体会。5）要求用WORD 撰写报告，上交打印版和电子稿。四主要参考文献 1 储云峰，施耐德电气可编程控制器原理及应用，北京:机械工业出版社，2006.8 2 宋伯生，PLC 编程原理、算法及技巧M，北京:机械工业出版社，2006 3 刘裁文，电梯控制系统，北京：电子工业出版社，1996 4 陈家盛，电梯结构原理及安装维修，机械工业出版社，20035 陈在平，可编程控制器技术与应用系统设计，机械工业出版社，2005五课程设计进度安排起 止 日 期工 作 内 容12 月13日12 月14日12月15日12月16日12月17日12 月20日12 月21日12月22日12月23日12 月24日 熟悉设计要求编写程序调试程序，进行优化完善程序完成实验报告6成绩考核办法上机调试表现占30%，验收答辩表现占30%，设计报告占40%。教研室审查意见：教研室主任签字： 年 月 日院（系、部、中心）意见：主管领导签字： 年 月 日目录目录1四层电梯控制11、四层电梯控制功能要求12、电器元件选型及其计算23、四层电梯控制电路33.1四层电梯控制上下行主电路33.2四层电梯门电机控制电路原理44、程序流程图55、四层电梯实物平面图66、输入/输出端口的分配77、四层电梯控制PLC接线图88、PLC中梯形图程序99电层电梯控制总程序2210、操作步骤3111、结论与收获3212、参考文献33四层电梯控制1、四层电梯控制功能要求采用PLC构成四层简易电梯电气控制。电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，反转为下降。一层有上升呼叫按钮和指示灯，二层又上层呼叫按钮和指示灯以及下降呼叫按钮和指示灯，三层又上升呼叫按钮和指示灯以及下降呼叫按钮和指示灯，四层有下降呼叫按钮和指示灯；电梯开门和关门按钮，关门限位由行程开关检测。1) 开始时，电梯处于任意一层。2) 当有外呼电梯信号到来时，电梯响应该呼电梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3S后自动关门。3) 当有内呼电梯信号到来时，电梯响应该呼电梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3S后自动关门。4) 在电梯运行过程中，电梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼电梯信号均不响应，但如果反向外呼电梯信号前方向无其它内、外呼电梯信号时，则电梯响应该外号，但不响应二层向下外呼电梯信号。同时，如果电梯到达三层，如果四层没有任何呼电梯信号，则电梯可以响应三层向下外呼电梯信号。5) 电梯应具有最远反向外电梯响应功能。例如：电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼电梯信号。6) 电梯未到达平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮电梯门打开，按关门电梯门关闭。电梯未到达平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。到达平层且电梯停止运行后，按开门按钮电梯门打开，按关门按钮电梯门关闭。2、电器元件选型及其计算设计要求：电梯可载重12人即1000kg、电梯自重1000kg、电梯上下行速v=0.5m/s。可求的：总载重mg=2000kg。.设电动机效率.P=/=10kw/0.9=11kw.取额定电压.功率因数.则有。然后根据此电机的额定电流选出继电器、熔断器和热继电器等数据。（1） 熔断器额定电流约为电机额定电流的1.8-2.1倍；（2） 断路器额定电流约为电机额定电流的1.5倍；（3） 热继电器的额定电流约为电机额定电流的0.95-1.05倍；（4） 固体中间继电器的额定电流约为电机额定电流的6-7倍；（5） 交流接触器额定电流约为电机额定电流的2.5倍；（6） 铜芯电线一般为每平方毫米载流量4-6A之间，线路长时取小值，线路短时取大值。 门电机选择额定功率为3KW的电机。电气设备明细表 序号名称型号及主要参数1熔断器施耐德Fupact ISFL熔断器 额定电压220/380V 额定电流40-800A2断路器施耐德EA9AN 2P30A小型断路器 整定电流30A3热继电器施耐德LRD28C TeSys D系列热过载继电器 额定电流18-28A4中间继电器施耐德CA2-DN 额定电压380V5交流接触器施耐德交流接触器LC1-D65 额定电流60A 额定功率18.5KW6导线LJ-107交流电机YDDL160L-6/8 额定功率12KW 额定电压380V 额定电流25A8直流电机Y100L-2 额定功率3KW 额定电压380V 额定电流7A3、四层电梯控制电路3.1四层电梯控制上下行主电路图中：KM12、KM13为电动机正、反转接触器，用以实现电梯上、下行控制，当KM12接通时，电机正转，实现电梯上行；当KM13接通时，电机反转，实现电梯下行。3.2四层电梯门电机控制电路原理门电机为它励直流电机，如上图所示，KM14、KM15控制其正、反转。KM14接通时，电流由电枢左端流向右端，电机正转实现电机开门；KM15接通时，电流由电枢右端流向左端，电机反转实现电机关门。当开门和关门到位时，由开门限位信号和关门限位信号使得KM14和KM15打开，电机停止运行。4、程序流程图5、四层电梯实物平面图6、输入/输出端口的分配序号名 称输入点序号名 称输出点0一层内呼I00一层内呼指示Q21二层内呼I11二层内呼指示Q32三层内呼I22三层内呼指示Q43四层内呼I33四层内呼指示Q54一层外呼上I44一层外呼上指示Q65二层外呼下I55二层外呼下指示Q76二层外呼上I66二层外呼上指示Q87三层外呼下I77三层外呼下指示Q98三层外呼上I88三层外呼上指示Q109四层外呼下I99四层外听下指示Q1110开门开关I1010电梯上行Q1211关门开关I1111电梯下行Q1312一层平层I1212门电机开Q1413二层平层I1313门电机关Q1514三层平层I1415四层平层I1516开门限位I1617关门限位I1718电梯上升极限位I1819电梯下降极限位I197、四层电梯控制PLC接线图下图中，由PLC的I/O端口的“Q12”输出的信号控制电梯上行；由PLC的I/O端口的“Q13”输出的信号控制电梯上行。当“Q12”输出为1时，KM12线圈得电，使KM12常开触点闭合，KM12常闭触点打开，上行回路接通，电机正转，实现电梯上行控制。当“Q13”接通时，KM13线圈得电，使KM13常开触点闭合，KM13常闭触点打开，下行回路接通，电机反转，实现电梯下行控制。同时，KM12常闭触点和KM13常闭触点形成互锁，使得两个回路不能同时接通，防止短路。当电梯有要停层时，“Q12”和“Q13”均输出为0，电梯停止上下行，实现了电梯的停层。电梯采用PLC控制，控制信号逻辑梯形图见后面的PLC控制程序。PLC控制电路如下：8、PLC中梯形图程序8.1初始化程序8.11牵引电机初始化程序电梯上升下降指令不动作，60s后电梯电动回到1楼，停止8.12门电机初始化程序开门关门指令不动作，60s后执行关门程序8.2指示灯控制程序8.21内呼指示灯8.22外呼指示灯外呼指示灯的控制应符合程序的实际性，则加入以下辅助程序，即以上程序中M111至M114作用8.3平层信号处理考虑到平层信号是自动产生的，在平层之间没有信号产生以维持电梯上行或下行，影响程序的正常运行，经过平层信号处理，使平层含义改变，例如1层与1层和2层之间的部分归于一层，程序如下：8.4牵引电机控制程序通过指示灯传达对牵引电梯的指令，在一定情况下需要将外呼或内呼的指令保持，以执行相应控制，内呼及外呼指令的保持程序如下：8.41内呼保持控制8.42外呼保持控制8.43牵引电机停止信号处理在电梯控制中加入停止信号，使牵引电机在满足一定条件下停止以执行后续程序，一层至四层停止程序分别如下：牵引电机停止M91(在一至四楼中任意一楼层停止)8.44上行控制指令1、电梯在一层上行控制2、电梯在二层上行控制3、电梯在三层上行控制4、上行控制总指令8.45下行控制指令1电梯在二层下行控制2电梯在三层下行控制3电梯在四层下行控制4下行控制总指令8.46牵引电机上行总控制程序及上行指令的保持8.47牵引电机下行总控制程序及下行指令的保持8.5门电机控制8.51开门控制电梯在停在某一楼层时，在该楼层直接外呼，则电梯门打开，指令M81开门程序及开门延时（2s）执行开门这一命令分四种情况，1：电梯在停在某一楼层时，在该楼层直接外呼 2：电梯运行至某一目标楼层停止 3：在电梯关门时，中断关门 4：初始化程序中，无任何指令60s后程序如下：8.52关门控制关门程序及关门延时(3s)执行关门这一命令分三种情况，1：电梯运行至某一目标楼层停止，开门结束，延时3s后 2：电梯开门中，中断开门 3：初始化程序中，电梯运行至一楼，停止后程序如下：9电层电梯控制总程序10、操作步骤1. 接通电梯模型及PLC主机的电源，观察电梯模型、PLC主机供电是否正常，然后关闭电源开关。2. 将电梯模型中的： 电梯内按钮信号1、2、3、4、 、 、与PLC主机的I0、I1、I2、I3、I10、I11相连； 电梯外按钮信号1、2、2、3、3、4与PLC主机的I4、I5、I6、I7、I8、I9相连； 电梯平层，限位信号 、1、2、3、4、 与PLC主机的I19、I12、I13、I14、I15、I18相连； 电梯门限信号 、 与PLC主机的I16、I17相连； 公共端I与PLC主机COM0、COM1相连. 电梯内部选择指示灯1、2、3、4与PLC主机的Q2、Q3、Q4、Q5相连； 电梯外部呼叫指示灯1、2、2、3、3、4与PLC的Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、Q11相连； 电梯行控上行、下行与PLC主机的Q12、Q13相连； 电梯门控开关，关门与PLC主机的Q14、Q15相连； 公共端II与PLC主机输出端的COM2、COM3、COM4、COM5、COM6相连.但不能与主机的供电相连既+24V相连. 检查无误后，重新开启电源，模型、PLC处于待机状态。3. 下载并运行程序，按动电梯模型中的内呼或外呼按钮，电梯模型按内、外呼叫指示控制要求正常运行。11、结论与收获这次课程设计为期两周，在这两周中，我收获颇丰。电梯的PLC控制是一个很经典的课题，在这个学期学习PLC这门课后，我对PLC控制有了一定的了解，但开始做实验后才发现我对PLC的认识还是不够。通过上网查资料并与同学讨论后，我对这次课程设计任务有了更深的了解，开始设计程序并加以实验，在一开始程序没有完整的时候，经常出现牵引电机卡在楼层间的问题，于是我设计了电梯的初始化程序，使之在电梯指令发出前能回到正常的位置。在后续的设计中，出现过电梯门在运行中关闭、电梯运行到某一层时该层上下外呼灯同时熄灭等情况，在对程序进一步分析，修改后解决了这些问题，最后使设计出的电梯程序能完全符合要求。解决同一个问题总有不同的方法，同学设计出来的程序比