PLC控制电梯Word格式.docx

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电梯井内应设置楼层检测信号，对电梯位置进行检测。

各楼层设置电梯位置指示灯，指示灯亮表示电梯位于该层，指示灯灭表示电梯离开该层。

程序调试时利用小灯指示电梯运行方向和开关门动作。

电梯设置向上、向下运行指示灯；

电梯开、关门各设置开门和关门运行指示灯。

电梯开、关门动作控制应设置开门和关门到位检测装置进行开关门状态检测。

电梯控制程序应具有优先响应判别功能，对楼道内和电梯内的电梯运行请求信号进行综合判优后依次响应电梯请求响应信号。

电梯运行应尽量按照效率最高的原则设置其运行方式。

其他电梯运行控制由设计同学自行规定，要求控制设置合理，控制功能完善。

2）扩展功能：

设置自动关门功能，即电梯响应某层请求信号后停于该层，电梯门自动打开，当电梯门打开到位后，启动定时功能，在定时10s后电梯门自动关闭。

在定时期间强制开关门信号具有高优先级，即如果按下强制开门信号则关门定时器复位，当强制开门按钮松开后重新开始关门定时。

强制关门信号可以优先结束关门定时状态，提前启动关门动作。

4.课程设计报告要求

1）、要求在课程设计答辩时提交课程设计报告。

2）、报告应包括以下内容：

A、本次设计的主要内容、设计题目、PLC外部连线图、主电路硬件接线图、PLC梯形图或指令程序列表、必要的系统设计及功能说明；

B、系统调试过程介绍，在调试过程中出现的问题，解决办法等；

C、课程设计总结。

包括本次课程设计过程中的收获、体会，以及对该课程设计的意见、建议等；

D、设计中参考文献列表；

E、报告使用B5纸打印，全文不少于2000字。

5.参考资料

[1]史国生主编.电气控制与可编程控制器技术.北京:

化学工业出版社.2004

[2]王永华.现代电气及可编程控制技术.北京:

北京航空航天大学出版社.2002

[3]邓则名.电器与可编程控制器应用技术.北京:

机械工业出版社.1997

[4]徐世许.可编程序控制器原理应用网络.合肥:

中国科学技术大学出版社.2001

[5]王泽元.可编程序控制器实验指导书.长春:

自编实验指导书.2010

6.设计进度（2010年11月29日至12月10日）

时间

设计内容

11月29日

布置设计任务、查阅资料

11月30日-12月2日

方案论证及总体设计

12月3日-12月9日

系统调试及整理课程设计报告

12月10日

课程设计答辩

7.课程设计时间及地点

2010年11月29日～2010年12月10日

上午8：

00～11：

00；

下午13：

00~16：

00

综合自动化实验室（新实验楼308）

二、评语及成绩

成绩：

评分项目

评分标准

量化

分数

1.独立分析与解决问题的能力

很强

较强

一般

不具有

10

2.课程设计的答辩情况

有见解

回答准确

回答正确

基本正确

有错误

25

3.课程设计论文及插图的规范程度

规范

整洁

正确

杂乱

4.工具软件的使用

熟练使用

会使用

需要学习

5.辅导答疑

积极

认真

应付

消极

6.设计态度

7.出勤

全勤

缺勤次数

附加评语

量化总分

PLC课程设计报告

班级：

姓名：

学号：

撰写日期：

目录

第一章绪论1

1.1电梯简介1

1.2电梯的分类2

1.3电梯的工作原理2

第二章可编程控制器3

2.1PLC在电梯控制中的应用以及发展前景3

2.2PLC的特点4

2.3PLC控制系统的组成5

2.3.1硬件的组成5

第三章系统硬件设计8

3.1电梯PLC控制系统框图8

3.2电梯PLC控制系统实现的功能9

3.3输入/输出点分配：

10

第四张系统软件设计20

4.1程序流程图20

4.2程序设计常用方法21

4.3控制系统程序说明23

PLC课程设计总结25

参考文献26

附录：

27

第一章绪论

1.1电梯简介

电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备。

它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的倾角小于15度的钢性导轨之间。

轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。

它适用于装置在两层以上的建筑内，是输送人员或货物的垂直提升设备的交通工具。

电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。

而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。

事实上，在电梯上已经采用了多项安全保护措施。

在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。

然而，只有电梯的制造，安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量，才能全面保证电梯的最终高质量。

在国外，已“法规”实行电梯制造、安装和维修一体化，实行由各制造企业认可的、法规认证的专业安装队伍维修单位，承担安装调试、定期维修和检查试验，从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证。

因此，可以说乘坐电梯更安全。

美国一家保险公司对电梯的安全性做过认真地调查和科学计算，其结论是：

乘电梯比走楼梯安全5倍。

掘资料统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。

目前，由可编程序控制器（PLC）和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。

采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的发展方向。

1.2电梯的分类

根据建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而设置不同类型的电梯。

目前电梯的基本分类方法大致如下。

乘客电梯，为运送乘客设计，要求有完善的安全设施以及一定的轿内装饰。

载货电梯，主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。

医用电梯，为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢有长而窄的特点。

杂物电梯，供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。

观光电梯，轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。

车辆电梯，用作装运车辆的电梯。

船舶电梯，船舶上使用的电梯。

建筑施工电梯，建筑施工与维修用的电梯。

其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。

1.3电梯的工作原理

曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。

固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。

常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。

轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。

补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。

电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。

指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。

安全装置保证电梯运行安全。

图1-1电梯传动方式原理示意图

第二章可编程控制器

2.1PLC在电梯控制中的应用以及发展前景

目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。

而PlC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作；

又由于PLC中的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，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。

PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。

随着科技的进步，电梯也更加安全、舒适。

然而，人们的追求并没有就此停止下来，仍在不断地进行研究改进。

绿色是和平，绿色是天然，绿色是和谐。

电梯是载人的机电设备，要实现“绿色”，也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服务，强调电梯与环境的协调与和谐。

目前意义上的“绿色”，一般是强调“天然”的一面，强调与环境的协调与和谐。

电梯属于纯粹的工业产品，其天然性应表现为对环境影响的尽可能小，与环境的协调与平衡，以及电梯本身的人性化。

这也应是绿色电梯的发展方向。

2.2PLC的特点

PLC出现后就受到普遍重视，其应用发展也十分迅速，原因在于与现有的各种控制方式相比，它有一系列的特点，主要是：

（1）可靠性高，抗干扰能力强PLC是专为工业控制而设计，由于采取了一系列措施，使PLC控制系统的平均无故障间隔时间一般能达到4~5万小时，远远超过传统继电器控制和计算机控制系统。

（2）编程简单，易于掌握常用梯形图编程方式，它与继电器控制原理图类似，具有直观、清晰、修改方便、易掌握等优点，因而受到广大现场技术人员和操作者的欢迎。

（3）组合灵活使用方便尽管PLC内部是一台专用计算机，但由于它采用标准化的通用模块结构，其I/O电路设计又采用一系列抗干扰措施，因而用户无需进行硬件的二次开发，能灵活方便地组合成各种不同规模、不同功能的控制系统。

且接线简单，工作量小，使用、维护都很方便。

（4）功能强，通用性好现代PLC运用了计算机、电子技术和集成工艺的最新技术，在硬件和软件两方面不断发展，使其具备很强的信息处理能力和输出控制能力。

（5）开发周期短，成功率高大多数工业控制装置的开发研制包括机械、液压、气动、电气控制等部分，需要一定的研制时间，也包含着各种困难与风险。

大量实践证明采用以PLC为核心的控制方式具有开发周期短、风险小和成功率高的优点。

（6）体积小，重量轻，功耗低由于PLC采用了半导体集成电路，其体积小、重量轻、结构紧凑、功耗低。

2.3PLC控制系统的组成

PLC控制系统像一般的计算机控制系统一样，也是由硬件和软件两个部分组成的，硬件是指PLC本身及其外围设备，软件是指管理PLC的系统软件，PLC的应用程序，编程语言和程支持工具软件。

图2-1典型PLC系统硬件组成图

2.3.1硬件的组成

PLC控制系统的硬件是由PLC，输入/输出（I/O）电路及外围设备等组成的。

系统规模可根据实际应用的需要而定，可大可小。

下面对构成控制系统的主要部分简要介绍。

（1）主控模块

除了早期生产的整体式PLC（PLC的各个不见都在同一机壳内）外，目前市场多数的PLC都已采用模块化的结构（PLC的各个部件独立封装，称之为模块）。

在PLC中各个模块均通过系统总线相互连接起来构成一个系统。

在这个系统中最核心的模块是主控模块（也称CPU），它包括：

CPU，存储器，通信接口等部分。

CPU：

CPU是PLC的控制中枢，它由控制器和运算器组成。

其中，控制器是用来统一指挥和控制PLC工作的部件。

运算器则是进行逻辑，算术等运算部件。

PLC在CPU的控制下使整个机器有条不紊的协调工作，以实现对现场各个设备的控制。

CPU的具体作用如下：

执行接受，存储用户程序的操作指令。

用以扫描方式来自输入单元的数据和状态信息，并存入相应的数据存储区。

执行监控程序和用户程序。

完成数据和信息的处理，产生相应的内部控制信号，完成用户指令规定的各种操作。

响应外部设备（如编程器，打印机）的请求。

PLC中所采用的CPU随机型的不同而不同，通常有3种：

通用微处理器（如8086，80286，80386等），单片机芯片，位片式处理器。

一般来说，小型PLC大采用8位微处理器或单片机作为CPU，如Intel8086，Inter96系列单片机，具有集成度高，运算速度快，可靠性高等优点。

如日本欧姆龙公司生产的OMRONC200H型PLC采用的是Motorola公司生产的MC68B09的CPU芯片。

这是一种增强型8位微处理器。

对大型PLC，大多采用高速位片式微处理器，它具有灵活性强，速度快，效率高的优点。

目前，一些厂家生产的PLC中，还采用了冗余技术，即采用双CPU或三CPU工作，进一步提高了系统可靠性。

采用冗余技术可使PLC的平均无故障工作时间达几十万小时以上。

存储器：

PLC系统中的存储器主要用于存放系统程序，用户程序和工作状态数据。

系统程序存储区：

采用PROM或EPROM芯片存储器。

它是由生产厂家直接存放的，永久存储的程序和指令，称为监控程序。

监控程序和PLC的硬件组成与专用部件的特性有关，用户不能随意访问和修改这部分存储器的程序。

存储器区：

工作数据是PLC运行过程中经常变化的，需要随机存取的一些数据。

这些数据一般不需要长久保存，因此采用随机存储器RAM。

数据存储区包括输入，输出数据映象区，定时器/计数器预置和当前数值的数据。

用户程序存储区：

用于存放用户经编程器或计算机输入的应用程序。

一般采用EPROM或EEPROM存储器，用户可檫写重新编程。

用户程序存储器的容量一般就代表PLC的标称容量。

通常，小型机小于8KB，中型机小于50KB，而大型机可以在50KB以上。

通信接口：

主控模块通常有一个或一个以上的通信接口（简称通信口），用以与计算机，编程器相连，实现编程，调试，运行，监视等功能。

（2）输入/输出模块

PLC的控制对象是工业生产过程，它与工业生产过程的联系是通过I/O模块实现的。

生产过程有许多控制变量，如温度，压力，液位，速度，电压，开关量，继电器状态等，因此，需要有相应的I/O模块作为CPU与工业生产现场的桥梁。

且这些模块应具有较好的抗干扰能力。

目前，生产厂家已开发出各种型号的模块供用户选择。

对于输入/输出模块有：

数字量输入/输出模块，开关量输入/输出模块，模拟量输入/输出模块，交流新号输入/输出模块，220V交流输入/输出模块。

还有智能模块，它本身带CPU，存储器和监控系统，可独立完成各种运算。

智能模块的种类很多，如高速计数模块，PID调节的模拟量控制模块，阀门控制模块，智能存储模块和智能I/O模块。

（3）编程器

编程器是PLC中一种主要的外部设备，它是开发、维护PLC控制系统的必备设备。

编程器用于用户程序的编制、编辑、调试、检查和监视，还可以通过其键盘去调用与显示PLC的一些内部状态和系统参数。

它通过通信端口与CPU联系，完成人机对话连接。

编程器上有供编程用的各种功能键和显示灯，以及编程、监控转换开关。

编程器的键盘采用梯形图语言键符，也可以采用软件指定的功能键符，通过屏幕对话方式进行编程。

第三章系统硬件设计

3.1电梯PLC控制系统框图

电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。

主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。

系统控制核心为PLC主机，操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。

图3-1电梯结构图

3.2电梯PLC控制系统实现的功能

（1）一台电机控制上升和下降；

（2）各层设上/下呼叫开关（最顶层与起始层只设一只）；

（3）电梯到位后具有手动或自动开门关门功能；

（4）电梯内设有层楼指令键，开关门按键；

（5）电梯内外设有方向指示灯及电梯当前层号指示灯；

（6）待客自动开门，当电梯在某层停梯待客，按下层外召唤按钮，能自动开门迎客；

（7）自动开关门，在一般情况下，电梯停站5秒应能自动开门;

在延时时间内，若按下开门按钮，门将不经延时提前实现开门动作，开门6秒应能自动关门;

在延时时间内，若按下关门按钮，门将不经延时提前实现关门动作；

（8）按钮开关门。

在开关过程中或门关闭后，电梯启动前，按下操纵盘上开关按钮，门立即打开；

（9）轿内指令记忆。

当轿厢内操纵盘上有多个选层指令时，电梯应能按顺序自动停靠开门，自动确定运行方向；

（10）自动定向。

当轿厢内操纵盘上，选层指令相对与电梯位置具有不同方向时，电梯应能按先入为主的原则，自动确定运行方向；

（11）呼梯记忆与顺向截停。

电梯在运行中应能记忆层外的呼梯信号，对符合运行方向的召唤，应能自动逐一停靠应答；

（12）自动换向。

当电梯完成全部顺向指令后，能自动换向应答相反方向的信号；

自动关门待客。

当完成全部轿厢内指令，又无层外呼梯信号时电梯应自动关门在调定时间内自动关闭轿厢照明。

第四张系统软件设计

4.1程序流程图

4.2程序设计常用方法

在工程中，对PLC应用程序的设计有多种方法，这些方法的使用，也因各个设计人员的技术水平和喜好有较大的差异。

现将常用的几种应用程序的设计方法简要介绍如下。

1.经验设计法

经验设计法也叫凑试法。

在掌握一些典型控制环节和电路设计的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，凭经验进行选择、组合。

这种方法对于一些简单的控制系统的设计是比较凑效的，可以收到快速、简单的效果。

经验设计法的具体步骤如下：

（1）确定输入/输出电器；

（2）确定输入和输出点的个数、选择PLC机型、进行I/O分配；

（3）做出系统动作工程流程图；

（4）选择PLC指令并编写程序；

（5）编写其它控制控制要求的程序；

（6）将各个环节编写的程序合理地联系起来，即得到一个满足控制要求的程序。

2.逻辑设计法

工业电气控制线路中，有很多是通过继电器等电器元件来实现的。

而继电器、交流接触器的触点都只有两种状态即：

断开和闭合，因此用“0”和“1”两种取值的逻辑代数设计电气控制线路是完全可以的。

该方法法是根据数字电子技术中的逻辑设计法进行PLC程序的设计，它使用逻辑表达式描述问题。

在得出逻辑表达式后，根据逻辑表达式画出梯形图。

3.顺序控制法

对那些按动作的先后顺序进行控制的系统，非常适合使用顺序控制设计法进行编程。

顺序控制法规律性很强，虽然编程相当长，但程序结构清晰、可读性。

在用顺序控制设计法编程时，功能图是很重要的工具。

功能图能够清楚地表现出系统各工作步的功能、步与步之间的转换顺序及其转换条件。

功能图由流程步、有向线段、转移和动作组成，在使用时它有一些使用规则，具体如下：

步于步之间必须用转移隔开；

转移与转移之间必须用步隔开；

转移和步之间用有向线段连接，正常画顺序功能图的方向是从上向下或则从左向右。

按照正常顺序画图时，有向线段可以不加箭头，否则必须加箭头。

一个顺序功能图中至少有一个出初始步。

4.3控制系统程序说明

1指层功能

楼层感应信号是电梯电路中的重要信号，因为它涉及到其他控制电路中的许多环节，诸如轿厢指令、厅外召唤信号、选向等。

电梯一般都配有层楼指示器，以便指示电梯所在位置。

2轿内指令处理功能

轿厢内操纵箱上对应每一层楼设一个带灯的按钮，也称指令按钮。

乘客按下要去层站的指令按钮，按钮灯便亮，即轿厢内指令登记。

电梯运行到达目的层站后，该指令被消除，对应的按钮灯熄灭。

3召唤信号处理功能

厅外召唤信号同轿内指令一样同样需要进行登记、显示、本层停车消号，此外还具有反向信号保持功能。

信号的登记采用自锁原理，软件上采用逻辑“或”实现。

为了保证同向召唤消号，反向信号保持功能，其消号条件必须是楼层指示信号与方向指示信号同时满足。

.4定向选层功能

本电梯的PLC控制系统采用全集选方式控制，因此，根据上行上优先、下行下优先的原则控制电梯自动选向，同时处理轿内指令与厅外召唤信号。

方向信号的登记以当前所处楼层及接收到的第一条指令或召唤为准。

再对所用指令和召唤进行楼层比较来判断方向信号的消号楼层。

PLC课程设计总结

本系统主要以PLC为核心，利用PLC的强大的控制功能，实现了对升降电梯的控制。

利用可编程控制器控制升降电梯，具有接线简单、编程直观、扩展容易等特点。

当建筑物的层楼增加时，硬件接线上只需增加楼层相应的输入信号。

原来的接线不需改变，软件上只需增加相应楼层的功能，要改动的地方也较少。

调试结果表明，在适应性、精确性和可靠性方面，到达到了设计的要求，表明该设计方案是可行的。

在本次设计中，我基本完成了对电梯各项功能的控制，在用PLC控制电梯时，应必须了解PLC的I/O口的点数和PLC的内存容量。

但由于实际原因，实验提供的I/O点数有限，又无扩展单元，所以，模拟演示时，只能演示一个四层的电梯的信号处理控制系统的逻辑功能，并将其硬件接线图也编写在论文中。

作为本次设计最难的环节之一—软、硬件调试过程中，我记录模型出现的各种故障或显示状况，逐步分析问题所在，再一一修改调试，最终完成了所有功能。

通过本次设计，我的专业知识领域得到了进一步的扩展，专业技能也得到了进一步的提高，同时培养了独立摸索、研究的习惯，增强了分析和解决实际问题的总和能力。

另外也培养了我严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。

总结人姓名：

2010.12.10

参考文献

[1]史国生主编.电气控制与可编程控制器技术.北京: