三层货运电梯的PLC控制系统设计

层

货

运

电

梯

的

PLC

控

制

系

统

设

计

1． 课程设计目的

2． 课程设计题目及要求

      程序

1．课程设计目的

课程设计的主要目的是通过某一生产设备的PLC控制装置的设计实践，了解一般PLC控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。PLC设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。

课程设计应强调能力培养为主，在完成设计任务的同时，还要注意工作能力与创造力等方面能力的培养与提高。

2．课程设计题目及要求

2.1背景

随着计算机技术的发展，存储逻辑开始进入工业控制领域。可编程控制器作为通用的工业控制计算机，是存储逻辑在工业应用中的代表性成果。近30年来，PLC不断发展更新，其功能日益强大，已经成为工业控制领域的主流控制设备。现今，PLC已经具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC所具备的这些优点使它在控制系统的设计方面具有更好的适应能力，具备更高的性能与价格的比值，适用于现代控制系统中。

2.2题目

采用PLC构成三层简易电梯电气控制系统。电梯的上、下行由KM1和KM2表示，KM2为电梯上升，KM1为下降。一层有上升呼叫按钮SB4和指示灯E4，二层有上升呼叫按钮SB6和指示灯E6以及下降呼叫按钮SB5和指示灯E5，三层有下降呼叫按钮SB7和指示灯E7。一至三层有到位行程开关SQ1～SQ3。电梯内有一至三层呼叫按钮SB1～SB3和指示灯E1～E3；电梯开门和关门按钮SB10和SB11，电梯开门和关门分别通过E8和E9来表示，关门到位由行程开关SQ5表示，开门到位由行程开关SQ4表示。

输 入/ 输 出 分配

文字符号                   说 明         文字符号                     说 明 

SB1 电梯内一层按钮         :I0.1         E1 电梯一层指示灯            :Q0.1

SB2 电梯内二层按钮         :I0.2         E2 电梯二层指示灯            :Q0.2

SB3 电梯内三层按钮         :I0.3         E3 电梯三层指示灯            :Q0.3                         

SB4 一层上升呼叫按钮       :I0.4         E4 一层上升呼叫按钮指示灯    :Q0.4

SB5 二层下降呼叫按钮       :I0.5         E5 二层下降呼叫按钮指示灯    :Q0.5

SB6 二层上升呼叫按钮       :I0.6         E6 二层上升呼叫按钮指示灯    :Q0.6                       

SB7 三层下降呼叫按钮       :I0.7         E7 三层呼叫按钮指示灯        :Q0.7               

SB10 电梯开门按钮          :I1.3         E8电梯开门指示              :Q0.0

SB11 电梯关门按钮          :I1.5         E9电梯关门指示              :Q1.5

SQ1 电梯一层到位限位开关   :I1.0         KM1 轿厢下降                :Q1.0

SQ2 电梯二层到位限位开关   :I1.1         KM2 轿厢上升                :Q1.1    

SQ3 电梯三层到位限位开关   :I1.2                                            

SQ4 电梯开门到位限位开关   :I1.4

SQ5 电梯关门到位限位开关   :I0.0

SB12 电梯开门红外检测      :I1.6

SB13 电梯关门红外检测      :I1.7

2.3分析和方案  

作为一控制系统，我们必须按照设计系统的要求来一步步完成它。

第一步，设计一个系统，首先要求我们对这个系统的运行过程十分了解。

第二步，计算控制系统对PLC的配置要求，也就是说要计算出在整个系统中，你的PLC需要用到多少个输入及输出点。

第三步，对所用PLC输出输出口进行定义。

第四步，设计梯形图

3. 课程设计内容

3.1 硬件

一、PLC的构成

      根据物理结构形式的不同，PLC分为整体式和组合式（模块式）两种。整体式PLC是将CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等组装在一个箱体内构成主机。组合式PLC是将CPU模块、I/O模块、内存、电源模块分别作成相应的电路板或模块，各模块可以插在带有总线的底版上。

二、PLC的模块及功能：

1、CPU的构成及功能

    与一般计算机一样，CPU是PLC的核心，它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊的工作。CPU芯片的性能关系到PLC处理控制信号的能力与速度，CPU位数越高，系统处理信息量越大，运算速度越快。随着芯片技术的不断发展，PLC所用的CPU芯片也越来越高档。

2、I/O接口

    输入、输出 接口是PLC与外界连接的接口。输入接口用来采集和接受两种类型的输入信号：一类是由按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、光电开关数字拨码开关等的开关量输入信号；另一类是由电位器、测速发电机和各种变换器传来得各种模拟信号。输出接口用来连接被控对象中各种执行元件，如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀、调速装置等。

3、存储器

    PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。系统存储器用来存放由PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在RAM内，用户不能直接更改。用户存储器包括用户程序存储器和功能存储器两部分。

4、电源

  小型整体式可编程控制器内部有一个开关稳压电源。此电源一方面可为CPU板、I/O板及扩展单元提供工作电源（5V DC），另一方面可为外部输入元件提供24V DC电源。

3.2  程序见附录

4．结论

    本论文利用PLC来设计电梯控制系统，可编程控制器（PLC）在电梯控制中的应用非常广泛，而且具备相当多的优点。在课程设计的过程中，包括三层电梯的PLC控制系统总体设计方案、设计过程， 列出了具体电梯的控制梯形图。提出了PLC的编程方法，设计了一套电梯控制系统方案。采用PLC实现电梯控制，能够解决继电器——接触器触点多，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。

附录：

  梯形图

Network1和Network2为一层二层的内呼程序，当I0.1和I0.2闭合，Q0.1 ,Q1.1,Q0.2满足条件的情况下M0.1和M0.2得电并自锁。

Network3同样为三层内呼程序I0.3闭合条件允许时M0.3得电并自锁。 Network4为一层外呼程序，I0.4闭合时M0.4得电并自锁。同时Q0.4得电，一层呼叫灯亮。

Network5和Network6为二层下呼程序，I0.5闭合时M0.5得电并自锁。Q0.4得电时二层下呼灯亮。

Network7和Network8为二层上呼程序，I0.6闭合时M0.6得电并自锁。Q0.6得电时二层上呼灯亮。

 Network9为三层下呼程序，I0.7闭合时M0.7得电并自锁。Q0.7得电时三层呼叫灯亮。Network10中当I1.0闭合，Q0.2 ,M0.1,Q0.4满足条件的情况下Q0.4得电并置位，到位指示灯亮。

Network11和Network12可以保证电梯从一层开始运行，如果电梯不在一层此程序可以使程序不运行。Network13中当I1.0闭合， M0.1,Q0.4满足条件的情况下Q0.2复位，到位指示灯灭。

在Network14中当满足条件时，Q0.1 Q0.3复位， Q0.2得电并置位，二层到位指示灯亮。

在Network15中当满足条件时，I1.2 和M0.3或Q0.7中任意一个闭合时，Q0.2复位，Q0.3得电并置位，三层到位指示灯亮。

  在Network16中当T39， Q1.1， M0.2 ，M0.3， M0.7 ，M0.6 ，M0.5满足上述条件闭合时，Q1.1得电，电梯可以开始上升。

在Network17中当T40， Q1.0， M0.2 ，M0.1， M0.4，M0.6 ，M0.5满足上述条件闭合时，Q1.5得电，电梯可以开始下降。

Network18和Network20可以保证电梯从三层开始下降时，如果一，二层同时有呼叫，那么电梯先在二层停住，并且T37开始计时。计时完成时电梯开始下降。

Network21和Network23可以保证电梯从一层开始上升时，如果二，三层同时有呼叫，那么电梯先在二层停住，并且T38开始计时。计时完成时电梯开始上升。

 电梯从一层开始上升时，如果二层下呼，和三层同时有呼叫Network24和Network26可以保证电梯先在三层停住，并且T40开始计时。计时完成时电梯开始下降到二层时再停止。

电梯从三层开始下降时，如果二层上呼，和一层同时有呼叫Network27和Network29可以保证电梯先在一层停住，并且T39开始计时。计时完成时电梯开始上升到二层时再停止。

以上程序为复位清零程序。

Network34为红外检测程序。Network35为手动开门程序。

 Network36满足条件时可以控制门在适当的条件下开门。Network37为手动关门程序。

Network38满足条件时可以控制门在适当的条件下关门。Network39为行程限位程序，当开门行程I1.4闭合时才能关门，否则不能执行关门程序。