三菱PLC的三层电梯控制系统设计.docx

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1、墀州工业应用技术学浣课程设计任务书题目 基于PLC的三层电梯控制系统设计专业、班级14级电气自动化学号自02030109姓名黄腾腾主要内容：利用三菱FX系列PLC系统，进行三层电梯控制系统的设计,编 写PLC的梯形图程序。在FX系列PLC综合实验面板上，进行实验电路的熟悉和连接。应用组态设 计软件进行三层电梯的监控程序设计，要求及PLC程序实现同步。基本要求：电梯由安装在各楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操 纵，其操纵内容为电梯运行方向。电梯轿箱内设有楼层内选按钮S1S3,用以 选择需停靠的楼层。Ll为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示，SQ1SQ3 为到位行程开关。电梯上升途中只

2、响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫， 任何反方向的呼叫均无效。例如，电梯停在一层，在二层轿箱外呼叫时，必须 按二层上升呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从一层运行到二层），按二层下降呼 叫按钮无效；反之，若电梯停在三层，在二层轿箱外呼叫时，必须按二层下降 呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从三层运行到二层），按二层上升呼叫按钮无效。参考资料1王玮.电气工程实验教程.北京：北京交通大学出版社，20062胡学林.可编程控制器教程,北京：电子工业出版社，20053刘美俊,电气控制及PLC工程应用,北京：机械工业出版社，2011完成期限：指导教师签名：课程负责人签名：_2016年11月 28日郑州工业应用技术学院课

3、程设计说明书题目：基于PLC的三层电梯控制系统设计姓.名： 黄腾腾院（系）：机电工程学院专业班级：14级电气自动化学 号：1402030109指导教师：赵娟萍陈静成 绩：时间：2016年 月28日至 2016年12月9日目录第1章绪论1Ll研究背景1L 2研究意义1L 3电梯的发展历史21. 4电梯的基本结构2L 5电梯的分类31. 5.1按用途分类32. 5. 2按速度分类33. 5. 3按控制方式分类3第2章PLC可编程控制器43.1 可编程控制器简介44. 2 PLC的结构及各部分的作用52. 3 PLC的结构组成52. 4 PLC的工作原理62. 5 PLC的编程语言72. 5. 1梯

4、形图编辑语言 73. 5.2语句表编程语言8第3章设计内容83. 1基本要求83.2输入/输出信号编址93. 3 PLC外部接线93.4程序设计10第4章程序调试114. 1程序输入4.2 外部连线114.3 PLC的通信及下载11第5章调试结果及分析115. 1调试结果115.2调试结果分析12总结13参考文献13附录14梯形图14语句表14第1章绪论1. 1研究背景随着城市进步而不断发展，城市快速的崛起，高层建筑不断增多， 电梯成为高层建筑中垂直运行的工具已及人们的日常生活息息相关 的一部分。它是采用电力拖动，把载有物品及乘客的轿厢，在刚性导 轨之间垂直的运行，运送乘客及货物的升降设备。所

5、以，电梯是作为 高层运输的服务的设施。电梯具有安全可靠性高、运送速度快，操作 简易的优点。而传统的电梯控制方式主要采用继电器的接触器进行控 制，其缺点有触点多，故障高、可靠差、维修工作大等，但是采用PLC 控制电梯可以很好地解决哪些问题，使电梯运转更加安全、方便、舒 适。眼下电梯的控制方式一般采用这两种方式，一是运用微机当作信 号控制系统单元，完成电梯的信号的采集工作、运转状态和性能的设 定，完成它的自动调度和选择运行功能，电梯拖动控制是由变频器去 完成；第二种方式则是用可编程控制器代替微机来实现控制。从控制 方式及性能上比较，这两种方式并没有过大的区别。PLC可靠性强, 设计程序也比较方便简

6、单。L2研究意义通过可编程控制器可以实现由继电器实现的逻辑控制功能，而且 最主要的是可编程控制器的可编程功能使得当改变电梯的控制功能 时，只要更改程序即可，而不需要想继电器控制系统那样改变硬件和 接线。因而利用PLC进行控制大大提高了电梯系统的安全性和可靠性 同时也降低了成本。由可编控制器（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 更加复杂的控制任务，已成为电梯控制的发展方向，其许多功能是传 统的继电器控制系统无法实现的。1. 3电梯的发展历史电梯在汉语词典中的解释

7、为：建筑物中用电作为动力的升降机, 代替步行上下的楼梯。根据外国相关资料表示，在公元前2800年，古代的埃及，当时 为了造那时的金字塔，使用过是由人力来驱动升降装置的机械。公元 1765年，瓦特发明了出来蒸气机后，1858年美国的研究以蒸汽作动 力，并且通过履带传动和一些减速的配置来驱动电梯，1878年阿姆 斯特，创造了水压梯，后来水压梯的进一步发展逐渐取代蒸汽梯，接 下来又出现了由液压泵以及直接柱塞式和侧柱塞式结构的液压梯，这 种至今仍被人们采用。因为18世纪后期发明了电机，尤其是交流双 速电动机的发明，明显改善了电梯的一些不足。然而真正能够称为电梯的产品应该是在20世纪初期才出现的， 美国

8、OTIS电梯公司第一个用直流电动机当为动力，创造以槽轮式驱 动的直流电梯。在此之后，电梯这种产品，随着时间发展一直在跟新 换代。现在的电梯，不仅规格多，自动化水平高，并且安全性能高, 乘坐舒适性也高。1. 4电梯的基本结构电梯一般由五部分组成：井道和机房、传动部分、升降部分、安 全装置、控制部分。1. 5电梯的分类2. 5.1按用途分类(1)客梯 代号K为运行乘客而设计的电梯,有完善的安全装置。(2)货梯代号H为运送货物而设计的电梯,通常有人操作,有 必备的安全装置。(3)客货梯代号L主要用作运送乘客,但也可运送货物,它及 客梯的区别在于轿厢内部装饰结构不同。(4)病床电梯代号B为运送病床而设

9、计的电梯,具有轿厢长而 窄的特点。(5)住宅电梯 代号Z住宅楼使用的电梯,一般采用下集选控制 方式,轿厢内部装饰较简单。(6)杂物电梯代号W供图书馆,办公楼,饭店运送图书,文件, 食品等。不容许人员进入电梯,结构简单,无乘人必备的安全装置。(7)船舶电梯代号C用于船舶上的电梯,能在船舶摇晃中正常 工作。(8)观光电梯代号G轿厢壁透明供乘客观光之用。(9)还有一些专用电梯。3. 5. 2按速度分类(1)低速电梯 速度不大于1米/秒的电梯(2)快速电梯 速度大于1米/秒,低于2米/秒的电梯(3)高速电梯 速度在2米/秒以上的电梯2. 5. 3按控制方式分类(1)手柄操纵控制电梯由司机操纵轿厢内的手

10、柄开关，实行轿 厢运行控制的电梯。(2)按钮控制电梯具有简单的自动控制方式的电梯，具有自动 平层功能。（3）信号控制电梯自动控制程度较高的有司机电梯.基友自动 平层，自动开门。（4）集选控制电梯高度自动控制的电梯，可无司机驾驶，初信 号控制的电梯功能外，还具有自动掌握停站时间，自动应召服务，自 动换向应答反向厅外召唤等功能。（5）下集选控制电梯只有在电梯下行时才能被截停的集选控制 电梯。（6）并联控制电梯 几台电梯被连在一起控制，共用厅门外召唤 信号的电梯，具有集选功能。（7）梯群程序控制电梯多台集中排列，共用厅外召唤按钮，按 规定程序集中调度和控制的电梯。（8）梯群智能控制电梯由电脑根据客流

11、情况，自动选择最佳运 行方式的集群控制电梯。第2章PLC可编程控制器2.1 可编程控制器简介可编程控制器是60年代末在美国首先出现，当时叫可编程控制 器PLC,为了用来代替继电器，来执行判断、计数、等顺序功能控制。 PLC的基本设计思想是反映计算机功能灵活、完善、通用等优点和继 电器控制系统的操作方便、简单易懂、价格便宜等优点统一的结合起 来，控制器的那些硬件是通用的、标准的。依据实际对象，将控制内 容写成软件输入到控制器的程序存储器中。被控对象及控制器连接方 便。随着技术的发展，特别是微型计算机和微处理器的发展，到70 年代以后，PLC已普遍地使用微处理器当作中央处理器。的输入输出 模块和外

12、接电路全部都运用了大、中规模乃至于超大规模的集成电路, 现在的PLC已经不再是只具有判断功能，它还同时有PID调节、数据 处理、和数据通信等功能。可编程控制它是一种用数字运算来操作的电子系统，专门为在工业条件下应用而去设计，它克服了继电器接触控制系统中机械触点的 接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用 微处理器的优点。可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改 变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器, 在实施阶段再确定工艺过程。另一方面，从制造生产可编程控制器的 厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器, 适合批量生产。由于这些

13、特点，可编程控制器问世以后很快受到工业 控制界的欢迎，并得到迅速的发展。目前，可编程控制器已成为工厂 自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。3. 2 PLC的结构及各部分的作用可以编程控制器的结构各式各样，但是它们所组成的原理一般基 本相同，全部是用微处理器作为核心结构。一般是由中央处理单元 （CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入输出单元（1/0）、编程器和电源 等几个部分所组成。PLC的结构如图2. 2-1所示。图2. 2-1 PLC的结构图4. 3 PLC的结构组成（1）中央处理单元（CPU）CPU作为整个PLC的核心，充当总指挥作用。CPU由控制电路、 运算器和寄存器组成。这些电路通

14、常都被封装在一个集成电路的芯片 o CPU通过地址总线、数据总线、控制总线及存储单元、输入输出 接口电路连接。CPU的功能有以下一些：从存储器中读取指令，执行 指令，取下一条指令，处理中断。（2）存储器（ROM、RAM）存储器一般用于存放系统的程序、用户的程序及工作的数据。存 放系统软件的存储器叫做系统程序存储器；存放应用软件的存储器叫 做用户程序存储器；存放工作数据的存储器叫做数据存储器。常用的 存储器有RAM、EPROM和EEPROMo RAM是一种可进行读写操作的随机 存储器存放用户程序，生成用户数据区，存放在RAM中的用户程序可 方便地修改。RAM存储器是一种高密度、低功耗、价格便宜的

15、半导体 存储器,可用锂电池做备用电源。掉电时，可有效地保持存储的信息。 EPROM、EEPROM都是只读存储器。用这些类型存储器固化系统管理程 序和应用程序。(3)输入输出单元(I/O单元)I/O单元实际上是PLC及被控对象间传递输入输出信号的接口部 件。I/O单元有良好的电隔离和滤波作用。接到PLC输入接口的输入 器件是各种开关、按钮、传感器等。PLC的各输出控制器往往是电磁 阀、接触器、继电器。(4)电源电源是指为CPU、I/O存储器接口等内部电子电路工作所配置的 直流开关稳压电源，通常也是输入设备提供直流电源。(5)编程器编程器是PLC的最主要外围设备。用编辑器把用户程序写入PLC 的存储器，还可以有用编辑器检查程序，修改程序，监视PLe运行状 态。除此，在个人计算机上添加相应的硬件接口和软件包，即可用个 人计算机对PLC编程。利用微机作为编程器，可以直接编制并显示梯 形图。5. 4 PLC的工作原理PLC采用循环扫描的工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存 放，CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回到第 一条，如此周而复始不断循环。PLC的扫描过程分为内部处理、通信 操作、程序输入处理、