四层电梯模型PLC控制系统设计

电气控制技术课程设计说明书四层电梯模型PLC控制系统设计学生姓名：李平专业：电气工程及其自动化班级：1303班学号：1330140313指导教师雷军职称高级实验师完成时间：2016年6月湖南工学院电气控制技术课程设计课题任务书学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化指导教师雷军学生姓名李平课题名称四层电梯模型PLC控制系统设计内容及任务一、目标设计一个基于PLC的四层电梯控制系统。二、任务根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行四层电梯的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：1.设计该系统电气控制硬件系统；2．PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配。3．选择电器元件，编制元件目录表。4．设计该系统PLC控制梯形图。5．用计算机绘制PLC控制电路图。6．进行系统调试，实现四层电梯的控制要求。7.编写设计说明书。三、要求1、电梯模型电梯的上、下行由一台直流电动机拖动，电动机正转为电梯上升，反转为下降。直流电动机参数：36ZY，额定功率６W，额定电压DC24V。2、轿厢开门、关门用指示灯显示；3、电梯运行时，厅门和轿厢门都不能开门。电梯手动开门与关门按钮不起作用；开门之后不能行车，有门连锁保护。4、电梯上行时，下行召唤无效；电梯下行时，上行召唤无效。5、楼层呼叫按钮及电梯内按钮按下，电梯未达到相应楼层或未得到相应的响应时，相应指示灯一直接通指示。响应之后，能自动将召唤指令消除(召唤指令的记忆与消除)；6、电梯运行时，电梯到达停在各楼层时，电梯开门与关门动作可由电梯手动开门与关门按钮控制，也可延时自动控制，开门10秒后自动关门，开门3秒后电梯可上或下运行。7、厅外有指示电梯运行方向和所在位置的指示信号。8、电梯拖动电动机控制电路有如短路保护、正反转互锁等常规电气保护措施。主要参考资料[1]史国生主编，电气控制与可编程控制器技术［M］。北京：化学工业出版社，2012。[2]于广庆主编，可编程控制器原理及系统设计［M］。北京：清华大学出版社，2004。[3]吴启红主编，变频器、可编程控制器及触摸屏综合应用技术实操指导书（第二版）［M］。北京：机械工业出版社，2010。[4]史国生，鞠勇。电气控制与可编程控制器技术实训教程［M］。北京：化学工业出版社，2010。[5]于晓云，许连阁。可编程控制技术应用—项目化教程［M］。北京：化学工业出版社，2011。[6]廖常初。PLC编程及应用[M]。北京：机械工业出版社，2005年。[7]胡学林。可编程控制器应用技术[M]。北京：高等教育出版社，2001年。[8]三菱FX系列可编程序控制器编程手册[M]。三菱公司编，2001年。[9]三菱可编程序控制器应用101例[M]。三菱公司编,1994年。[10]史宜巧，孙业明，景绍学。PLC技术及应用项目教程［M］。北京：机械工业出版社，2009。教研室意见教研室主任：（签字）年月日目录摘要....................................................................-1-1概述....................................................................-2-1.1电梯发展状况及发展趋势.................................错误!未定义书签。2总体方案设计.............................................................-4-2.1四层电梯控制系统分析...............................................-4-3PLC机型的选择...........................................................-6-3.1PLC的I／O点数估算...............................................-6-3.2输入输出模块的选择.................................................-6-3.3机型的确定.........................................................-6-4硬件设计................................................................-8-4.1四层电梯主电路设计.................................................-8-4.2输入输出分配表.....................................................-9-4.3PLC接线图.........................................................-9-5软件设计...............................................................-10-5.1设计要求..........................................................-10-5.2程序流程图........................................................-10-5.3程序语句..........................................................-12-5.3.1复位程序段...................................................-12-5.3.2用户输入输出程序段...........................................-14-5.3.2电梯空闲状态程序段...........................................-15-5.3.3电梯上下行主程序段...........................................-15-5.3.4开关门子程序.................................................-16-5.3.4清除标记子程序...............................................-17-5.3.5设定上下行最近目标层子程序...................................-18-设计总结.................................................................-19-致谢...................................................................-20-参考文献.................................................................-21--1-摘要课题四层电梯模型PLC控制系统设计，大致可分为电气控制硬件系统设计、PLC选择及I/O分配、系统PLC控制梯形图设计及其仿真、；采用三菱FX2N-PLC实现对电梯的控制,实现课题的控制要求，设计思路是采用模块化程序设计。根据电梯的控制规律，程序设计可分为以下几种模块:电梯复位、电梯参数初始化、用户输入(按键检测)、系统状态确认、上行主程序、下行主程序;涉及到的子程序块:电梯开关门子程序、清除标记子程序、电梯空闲状态处理子程序、设定上行目标子程序、设定下行目标子程序。电机采用的是36ZY,额定功率6W，额定电压DC24V。软件程序使用GX-Developer仿真，使用Visvo绘制硬件PLC控制电路图。关键词：梯形图;模块化;硬件控制原理图-2-1概述我国的电梯生产技术得到了迅速发展。一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。更新换代生产更新型的电梯，电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份，随着自动控制理论与微电子技术的发展，电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电路控制系统、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。1.2PLC及在电梯控制中的应用特点1.2.1PLC的特点PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。1.可靠性:对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。(1)PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。(2)PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，使可靠性提高。(3)PLC有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误。(4)PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。(5)在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件:采用先进的工艺制造流水线制造;对干扰的屏蔽、隔离和滤波等;对电源的断电保护;对存储器内容的保护等。(6)PLC的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波;软件自诊断;简化编程语言等。1.易操作性，PLC的易操作性表现在下列几个方面:-3-(1)操作方便对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。(2)编程方便PLC有多种程序设计语言可供使用。(3)维修方便PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。2.灵活性，PLC的灵活性表现在以下几个方面:(1)编程的灵活性。(2)扩展的灵活性。(3)操作的灵活性。1.2.2PLC控制电梯的优点1.在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。2.去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。3.PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。4.PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。5.用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。6.更改控制方案时不需改动硬件接线。综上所述，PLC控制的优点远远多于传统的继电器控制方式，课题主要采用了三菱PLC对四层电梯的控制。-4-2总体方案设计2.1四层电梯控制系统分析对于电梯的结构而言,传统的方法是分为机械部分和电气部分,下面梯机械部分的结构,四层电梯平面图如图1-1所示。图1-1四层电梯平面图课题研究的电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电气控制系统主要由操纵装置、位置显示装置、控制屏(柜)、平层装置等组成。电气控制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。电梯在各服务层站设有层门、轿厢运行方向指示灯、数学显示轿厢、运行位置指层器和召唤电梯按钮。电梯召唤按钮使用时，上楼按上方向按钮，下楼按下方向按钮。轿厢到达时，层楼方向指示即显示轿厢的运动方向，乘客判断欲往方向和确定电正常后进入轿厢，轿厢