PLC-三层电梯控制系统

等级湖南工程学院课程设计课程名称PLC原理与应用课题名称注塑机电气控制系统设计专业班级测控技术1102班姓名陈敏学号201101200220指导教师赖指南、刘星平、谭梅、余晓菲2014年12月5日湖南工程学院课程设计任务书课程名称PLC原理与应用课题名称三层简易电梯控制系统专业班级测控1102班姓名陈敏学号201101200220指导教师余晓菲、赖指南、刘星平、谭梅审批汪超任务书下达日期2014年11月24日课程设计完成日期2014年12月5日设计内容与要求一.课程设计的性质与目的本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。二.课程设计的内容1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。2.绘制四层电梯控制系统的电气原理图、控制系统的PLCI/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。3.选择电器元件，列出电器元件明细表。4.编写设计说明书。三.课程设计的要求1.所选控制方案合理，所设计的控制系统能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》、GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》。3.所编写的设计说明书应重点突出，层次清楚，条理分明，篇幅不少于7000字。主要设计条件1.《电气控制技术课程设计题选》（赖指南编，院内印书）一本。实物PLC设计说明书装订顺序1.课程设计说明书封面。2.课程设计任务书。3.说明书目录。4.前言。5.正文（按设计内容逐项书写）。6.总结。7.参考文献。8.附录。9.课程设计评分表。设计进度安排1.第一周星期一上午：课题内容介绍。2.第一周星期一下午：仔细阅读设计任务书，明确设计任务与要求，收集设计资料，准备设计工具。3.第一周星期二～第一周星期五：确定控制方案。绘制电梯控制系统的电气原理图、控制系统的PLCI/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。选择电器元件，列出电器元件明细表。4.第二周星期一～第二周星期三：试验调试5.第二周星期四～第二周星期五：编写设计说明书,答辩。参考文献1.可编程序控制器的编程方法与工程应用廖常初重庆大学出版社2.可编程序控制器及其应用万太福重庆大学出版社3.毕业设计指导刘祖润机械工业出版社4.新旧图形符号对照读本兵器工业出版社5.电力拖动与控制谢桂林中国矿业大学出版社6.工厂常用电气设备手册（上、中、下）水利电力出版社7.电气控制技术实验指导书刘星平湖南工程学院1.课题介绍及控制要求实现三层电梯的控制系统的设计。2.设计要求1、轿厢内及各层门厅外呼按钮2、位置信号3、电梯门控制信号4、模拟电梯到位按钮5、内呼指示信号6、外呼指示信号根据以上动作顺序和要求有PLC设计控制系统。目录第1章绪论........................................................11.1电梯及PLC简介.............................................11.2任务要求...................................................1第2章控制方案论证................................................22.1继电器控制方案.............................................22.2单片机控制方案.............................................22.3PLC控制方案................................................22.4本课题方案论证..............................................3第3章控制系统的硬件设计..........................................43.1软件设计流程及描述..........................................43.2PLCI/O分配图/表...........................................53.3端口分配图.................................................6第4章控制系统程序设计............................................74.1内外呼叫模块...............................................74.2电梯上升模块...............................................84.3电梯下降模块...............................................94.4电梯停在各层呼叫..........................................104.5电梯上升下降消除模块......................................124.6楼层闪烁模块..............................................134.7电梯开门/关门模块.........................................144.8电梯复位模块..............................................14第5章PLC程序的调试.............................................155.1内外呼叫模块及电梯上升/下降调试...........................155.2电梯开门/关门及楼层灯闪烁调试.............................165.3复位模块调试..............................................17结束语............................................................18参考文献..........................................................19致谢..............................................................20附录..............................................................21附录1.........................................................21附录2.........................................................281第1章绪论1.1电梯及PLC简介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。而所谓电梯控制技术是指电梯的传动系统及操纵系统的电气自动控制。PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术，自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。这种装置具有体积小，功能强，程序设计简单，灵活通用，维护方便等优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力。PLC控制系统的控制功能是通过存储程序来实现的，不仅可以实现开关量控制，还可以进行模拟量控制，顺序控制。计数器。随着计算机和通信几刷的发展，PLC的控制从早期的单机控制发展到多机控制，实现了工厂自动化。1.2任务要求1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。2.绘制四层电梯控制系统的电气原理图、控制系统的PLCI/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。3.选择电器元件，列出电器元件明细表。4.编写设计说明书。设计要求：1、轿厢内及各层门厅外呼按钮2、位置信号3、电梯门控制信号4、模拟电梯到位按钮5、内呼指示信号6、外呼指示信号根据以上动作顺序和要求有PLC设计控制系统2第2章控制方案论证2.1继电器控制方案继电器控制是利用各电器件机械触点的串、并联组合成逻辑控制。采用硬线连接,连线多而复杂,对今后的逻辑修改、增加功能很困难。而且依靠机械触点的吸合动作来完成控制的继电器控制系统,工作频率低,工作速度慢。继电器控机械结构易受环境温度和湿度变化的影响,造成定时的精度不高。继电器系统安装后,受电器设制是利用时间继电器的滞后动作来完成时间上的顺序控制，且时间继电器内部的备触点数目的有限性和连线复杂等原因的影响,系统在今后的灵活性、扩展性很差。继电器控制可实现逻辑功能,但不具备计数的功能。继电器控制使用大量的机械触点,触点在开闭时会产生电弧,造成损伤并伴有机械磨损,使用寿命短,运行可靠性差,不易维护。2.2单片机控制方案单片机控制系统成本较低，由于现在单片机的价格相对都比较低，而且外围电路的元器件价格也不高，所以整体设计起来，成本比较低。同时可以对外部存储容量根据需要进行扩展，设计可以相对比较灵活。在设计过程中有许多已经设计很完善的子程序，所以在系统软件设计中可以直接调用，减少较大工作量。但是单片机控制系统系统硬件设计相对比较复杂，运用该方案，该系统硬件设计包含扩展电路部分和系统配置电路部分，所以该系统电路设计工作量相对较大，影响系统开发的时间。而且系统的抗干扰能力相对较差，在系统设计中，虽然注意了芯片、器件选择、去耦滤波、电路板的布线，通道隔离以及屏蔽。但由于工厂的条件比较差，很难保证系统的可靠性和稳定性。同时系统需要自己设计电源，而且不能保证系统的可靠运行。维护维修相对比较麻烦，维修需要的时间也相对较长。2.3PLC控制方案PLC中逻辑控制是以程序的方式存储在内存当中,改变程序,便可改变逻辑。连线少、体积小、方便可靠。PLC采用程序指令控制半导体电路来实现控制,稳定、可靠,运行速度大大提高了。在PLC内部是由半导体电路组成的定3时器以及由晶体振荡器产生的时钟脉冲计时,定时精度高。使用者根据需要,定时值在程序中便可设置,灵活性大,定时时间不受环境影响。PLC具有专用的翰人和输出模块,理论上连接可以无穷多。连线少,灵活性可扩展性好。PLC内部有特定的计数器,可实现对生产设备的步进控制。而且PLC采用微电子技术,内部的开关动作均由无触点的半导体电路来完成。体积小,寿命长,可靠性高,并且能够随时显示给操作人员,及时监视控制程序的执行状况,为现场调试和维护提供便利。2.4本课题方案论证PLC及在电梯控制中的具有以下应用特点，故选择PLC作为三层楼电梯控制系统。(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。4第3章控制系统的硬件设计3.1软件设计流程及描述根据设计要求，我们把其流程图画成如下方式：无有图3-1电梯流程图检测电梯停在哪层该层LED显示灯亮检测楼层信号电梯上升或下降继续等待对应楼层外呼信号灯亮电梯开门/关