plc四層電梯課程設(shè)計

.z.i電氣控制與PLC課程設(shè)計題目：四層電梯控制系統(tǒng)姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：專業(yè)：班級：所在學(xué)院：電氣信息學(xué)院2014年1月1日-.z.目錄TOC\o"1-3"\u摘要 IAbstract II第一章緒論 11.1課題背景及現(xiàn)實意義 11.2本文主要工作 1第二章設(shè)計任務(wù) 22.1設(shè)計任務(wù)書 22、2控制要求： 2第三章設(shè)計方案的選擇 43.1設(shè)計方案選擇 43.2總體方案確實定 4第四章電氣主電路圖 5第五章硬件電路圖及電梯運行流程圖 65.1控制電路和保護電路圖 65.2電梯運行流程圖 6第六章PLC接線圖，I/O分配、梯形圖設(shè)計及指令表 86.1PLC接線圖 86.2I/O分配表 96.3梯形圖 106.4指令表 15第七章所有低壓電氣電器型號選擇清單 18總結(jié) 18參考文獻 20小組分工 21摘要本次課程設(shè)計是設(shè)計一個基于歐姆龍CPM1A系列PLC控制系統(tǒng)的四層電梯自動控制系統(tǒng)。在設(shè)計中采用歐姆龍CPM1A系列配套的電梯模板，通過相應(yīng)的梯形圖程序使電梯能自動對各樓層信號進展檢測，根據(jù)系統(tǒng)提供的輸入控制信號自動響應(yīng)樓層呼喚信號和轎廂效勞指令信號，實現(xiàn)電梯的自動上下運行，并用信號指示燈顯示響應(yīng)情況。同時，在電梯上行時，只能響應(yīng)上行呼喚信號，下行時只能響應(yīng)下行呼喚信號；自動完成轎廂層樓位置的顯示和電梯運行方向的顯示，當(dāng)電梯到達*平層時能通過數(shù)碼管來顯示樓層層號；同時為了平安起見，在電梯運行的過程中，電梯自動制止開關(guān)門操作，只有當(dāng)電梯到達*平層時才能進展開關(guān)門操作。關(guān)鍵詞：四層電梯；歐姆龍；PLC控制AbstractThiscourseisintendedtodesignafour-storyelevatorcontrolsystemwhichisbasedonOmronCPM1APLCautomaticcontrolsystem.ByusingtheelevatortemplatewhichismatchedwithOmronCPM1Aseries,andthroughthecorrespondingladderprogram,theelevatorcanautomaticallydetectthesignaloneachfloorandgiveautomaticallyresponsetothecallsignalandthecarfloorservicemandsignalaccordingtotheinputcontrolsignalprovidedbythesystemtoachievetheautomaticallyrunninglikeupanddown,thentheelevatorshouldshowtheresponseofthesignalwithindicators.Meanwhile,theelevatorcanonlyrespondtotheuplinksignalwhenitisontheupward.Andtheelevatorcanonlyrespondtothedownlinksignalwhenitisonthedownward;theelevatoralsocanautomaticallydisplaythedirectionoftheelevatorcar’spositionandshowelevatorrunningdirection,usedigitaltubesdisplaytheFlayersnumberwhentheelevatorreachesaflatlayer;forsafetyreasons,inthecourseofoperationoftheelevator,theelevatordoorautomaticallydisablestheopeningandclosingoperationunlesstheelevatorreachesacertainlayer.Keywords:four-storyelevator;Omron;PLCcontrol-.z.第一章緒論1.1課題背景及現(xiàn)實意義可編程控制器(ProgrammableLogicController)簡稱PLC，它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計。PLC是一種用于自動化實時控制的數(shù)位邏輯控制器，廣泛應(yīng)用于目前的工業(yè)控制領(lǐng)域。在PLC出現(xiàn)之前一般要使用成百上千的繼電器以及計數(shù)器才能組成具有一樣功能的自動化系統(tǒng)。而現(xiàn)在，經(jīng)過編程的簡單的PLC已經(jīng)代替了這些大型裝置?？沙淌竭壿嬁刂破鞯南到y(tǒng)程序一般在出廠前已經(jīng)初始化完畢，用戶可以根據(jù)自己的需要編程來實現(xiàn)自動化要求。PLC自問世以來，盡管時間不長，但開展迅速，目前PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)中，例如和日常生活密切相關(guān)的電梯。電梯是現(xiàn)代高層建筑中不可缺少的交通工具，廣泛用于住宅、公共建筑、工廠倉庫等重要場所，方便了人們的生活，節(jié)省了時間和體力。而隨著高層建筑的不斷增加，對電梯的控制要求也越來越高，從而需要更加完善和科學(xué)的控制技術(shù)和控制系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的開展，我國的電梯生產(chǎn)技術(shù)也在不斷改良設(shè)計。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電路控制系統(tǒng)(早期安裝的電梯多位繼電器控制系統(tǒng))、PLC控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點，目前已逐漸被淘汰；微機控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷；而PLC控制系統(tǒng)由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強,設(shè)計和調(diào)試周期較短等優(yōu)點，倍受人們重視，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。1.2本文主要工作本次課程設(shè)計的是利用PLC控制系統(tǒng)來控制四層電梯的運行。將采用OMRONCPM1A系列PLC進展控制，故利用的是OMRONCPM1A系列PLC對應(yīng)的梯形圖指令，實現(xiàn)對電機驅(qū)動已到達電梯上、下行的順序控制，隨機呼叫的優(yōu)化控制，自動準(zhǔn)確定位，上、下行及平層指示燈顯示，上位監(jiān)控系統(tǒng)以及自動平安防護等功能。本文主要包括：〔1〕介紹了四層電梯控制系統(tǒng)的方案?！?〕它的電氣控制圖以及對電梯的硬件局部進展設(shè)計，給出了PLC控制系統(tǒng)硬件電路的構(gòu)造框圖?！?〕對系統(tǒng)地軟件進展設(shè)計與調(diào)試，設(shè)計了電梯系統(tǒng)流程圖以及梯形圖。〔4〕總結(jié)了本文的主要工作，包括得出的成果以及課程設(shè)計的心得。第二章設(shè)計任務(wù)書2.1設(shè)計任務(wù)書對于各層樓的按鍵和開關(guān)門，需要用歐姆龍CPM1A系列PLC進展控制，包括PLC對各樓層信號的檢測，樓層呼叫信號檢測、開關(guān)門控制、最終控制電梯正反轉(zhuǎn)信號的輸出等。電梯電機額定功率為13kw，供電電電壓為三相四線制AC380V。2、2控制要求：1〕自動響應(yīng)層樓呼喚信號(含上呼喚和下呼喚)。2〕自動響應(yīng)轎廂效勞指令信號。3〕自動完成轎廂層樓位置顯示(數(shù)碼管方式)。4〕自動顯示電梯運行方向〔上箭頭和下箭頭〕。5〕系統(tǒng)提供的輸入控制信號。名稱文字符號名稱文字符號一樓上召喚按鈕SB1一樓限位開關(guān)SQ1二樓上召喚按鈕SB2二樓限位開關(guān)SQ2二樓下召喚按鈕SB3三樓限位開關(guān)SQ3三樓上召喚按鈕SB4四樓限位開關(guān)SQ4三樓下召喚按鈕SB5轎廂開門到位開關(guān)SQ5四樓上召喚按鈕SB6轎廂關(guān)門到位開關(guān)SQ6四樓下召喚按鈕SB7電梯上下行過載保護FR1轎廂內(nèi)開門按鈕SB8電梯門開關(guān)過載保護FR2轎廂內(nèi)關(guān)門按鈕SB9轎廂內(nèi)一樓按鈕SB10轎廂內(nèi)二樓按鈕SB11轎廂內(nèi)三樓按鈕SB12轎廂內(nèi)四樓按鈕SB136〕系統(tǒng)需要輸出的開關(guān)控制信號.名稱文字符號名稱文字符號一樓到達指示燈HL1七段顯示器a段發(fā)光二極管LEDa二樓到達指示燈HL2七段顯示器b段發(fā)光二極管LEDb三樓到達指示燈HL3七段顯示器c段發(fā)光二極管LEDc四樓到達指示燈HL4七段顯示器d段發(fā)光二極管LEDd電梯上行接觸器KM1七段顯示器e段發(fā)光二極管LEDe電梯下行接觸器KM2七段顯示器f段發(fā)光二極管LEDf電梯門開接觸器KM3七段顯示器g段發(fā)光二極管LEDg電梯門關(guān)接觸器KM4第三章設(shè)計方案的選擇3.1設(shè)計方案選擇目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電路控制系統(tǒng)(早期安裝的電梯多位繼電器控制系統(tǒng))、PLC控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點，目前已逐漸被淘汰；微機控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷；而PLC控制系統(tǒng)由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強,設(shè)計和調(diào)試周期較短等優(yōu)點，倍受人們重視，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。目前，國內(nèi)眾多的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了多種系列功能各異的PCL產(chǎn)品。由任務(wù)書分析可知，本次設(shè)計共有21個輸入控制信號，15個輸出控制信號，故根據(jù)對輸入輸出點的選擇，對儲存容量的選擇，對響應(yīng)時間的選擇以及輸出負載的特點的選擇，一般使用歐姆龍CPM1A系列PLC作為電梯的控制器。3.2總體方案確實定電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩局部組成。電梯PLC控制系統(tǒng)主要硬件包括PLC主機及擴展、機械系統(tǒng)、轎廂內(nèi)操縱盤、廂外呼叫盤與主拖動系統(tǒng)等。系統(tǒng)通過PLC輸入接口送入PLC，存儲在存儲器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門機控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號。電梯信號控制根本由PLC軟件實現(xiàn)。輸入到PLC的控制信號有：運行方式選擇、運行控制、轎內(nèi)指令、廂外召喚、開關(guān)門及限位信號等。具體方案如下：轎廂內(nèi)設(shè)置一個開門按鈕和一個關(guān)門按扭。整個電梯系統(tǒng)，包括電機正反向繼電器，電梯開門關(guān)門，電梯上升下降控制。電梯的上升和下降由一臺電動機控制：正轉(zhuǎn)時電梯上升，反轉(zhuǎn)時電梯下降。電梯轎廂有內(nèi)選開門、關(guān)門，且由一臺電動機控制：正轉(zhuǎn)時電梯開門，反轉(zhuǎn)時電梯關(guān)門。轎廂內(nèi)有四個樓層選擇按鈕，分別是一到四樓。轎廂外各層兩個呼叫開關(guān)〔一個上升開關(guān)，一個下降開關(guān)〕及對應(yīng)的顯示。由于本設(shè)計是四層電梯，因此，在四樓只需設(shè)一個呼叫開關(guān)，一樓只需設(shè)一個上升開關(guān)。同時，各層設(shè)一個到位行程開關(guān)。電梯樓層可通過七段共陰極數(shù)碼管顯示，電梯上下行由相應(yīng)的指示燈指示。電梯能夠隨時承受呼叫請求，在上行過程中，先響應(yīng)上面的呼叫請求，下行的過程中，優(yōu)先響應(yīng)下面的呼叫。當(dāng)沒有呼叫時，電梯停在最后響應(yīng)的樓層。系統(tǒng)原理就是將所有的呼叫信號儲存起來，然后按照響應(yīng)原則逐個去響應(yīng)呼叫信號，響應(yīng)過程中電梯自動開關(guān)門。完成呼叫信號后，去除掉已經(jīng)完成的呼叫。第四章電氣主電路圖下列圖4-1為設(shè)計電路的主電路圖，左邊電機控制電梯上下運動，KM1為控制電梯上行的主觸頭，KM2為控制電梯下行的主觸頭；右邊電機控制電梯門開關(guān)運動，KM3為控制電梯門開的主觸頭，KM4為控制電梯門關(guān)的主觸頭。FR為起過載保護作用的熱繼電器，用于電梯運行過載時斷開主電路。FU為熔斷器，起過電流保護作用。圖4-1電氣主電路圖第五章硬件電路圖及電梯運行流程圖5.1控制電路和保護電路圖下列圖5-1為系統(tǒng)硬件控制電路和保護電路圖PLC控制器PLC控制器編碼器按鈕電路樓層傳感器檢測電路電梯其它輸入信號發(fā)光二極管記憶燈電路PWM控制調(diào)整電路轎廂開關(guān)門電路樓層顯示電路圖5-1控制電路和保護電路圖5.2電梯運行流程圖下列圖5-2為電梯運行流程圖，電梯實際運行時即按照下列圖的流程進展工作。圖5-2電梯運行流程圖第六章PLC接線圖，I/O分配、梯形圖設(shè)計及指令表6.1PLC接線圖圖6-1PLC接線圖6.2I/O分配表下表為此控制系統(tǒng)的I/O分配表表6-1I/O分配表名稱符號名稱符號一樓限位開關(guān)0.00二樓上召喚按鈕0.05二樓限位開關(guān)0.01二樓下召喚按鈕0.06三樓限位開關(guān)0.02三樓上召喚按鈕0.07四樓限位開關(guān)0.03三樓下召喚按鈕1.00轎廂開門到位開關(guān)2.02轎廂關(guān)門到位開關(guān)2.03四樓下召喚按鈕1.01電梯上下行過載保護2.04轎廂內(nèi)開門按鈕1.02電梯門開關(guān)過載保護2.05轎廂內(nèi)關(guān)門按鈕1.03轎廂內(nèi)一樓按鈕1.04轎廂內(nèi)二樓按鈕1.05轎廂內(nèi)三樓按鈕2.00轎廂內(nèi)四樓按鈕2.01一樓到達指示燈10.04二樓到達指示燈10.05七段顯示器a段發(fā)光二極管10.08三樓到達指示燈10.06七段顯示器b段發(fā)光二極管10.09四樓到達指示燈10.07七段顯示器c段發(fā)光二極管10.10電梯上行接觸器10.02七段顯示器d段發(fā)光二極管10.11電梯下行接觸器10.03七段顯示器e段發(fā)光二極管10.12電梯上行指示燈10.00七段顯示器f段發(fā)光二極管10.13電梯上行指示燈10.01七段顯示器g段發(fā)光二極管10.14電梯門關(guān)接觸器11.07電梯門開接觸器11.06一樓上召喚按鈕0.046.3梯形圖6.4指令表-.z.LD1.05OR11.05ANDNOT204.03OUT11.05LD1.02OR11.02LDNOT204.02OR10.03ANDLDOUT11.02LD1.04OR11.04LDNOT204.02OR10.02ANDLDOUT11.04LD1.01ANDNOT204.01LD11.01AND10.03ORLDOUT11.01LD1.03OR11.03LDNOT204.01OR10.02ANDLDOUT11.03LD1.00OR11.00ANDNOT204.00OUT11.00LD0.04OR10.04ANDNOT0.00OUT10.04LD0.05OR10.05ANDNOT0.01OUT10.05LD0.06OR10.06ANDNOT0.02OUT10.06LD0.07OR10.07ANDNOT0.03OUT10.07LD0.00OR204.00ANDNOT0.01ANDNOT0.02ANDNOT0.03OUT204.00LD0.01OR204.01ANDNOT0.00ANDNOT0.02ANDNOT0.03OUT204.01LD0.02OR204.02ANDNOT0.00ANDNOT0.01ANDNOT0.03OUT204.02LD0.03OR204.03ANDNOT0.00ANDNOT0.01ANDNOT0.02OUT204.03LD10.05OR10.06OR10.07OR10.11OR10.12OR10.13OR10.14OR10.15AND204.00OUT202.02LD10.06OR10.07OR10.12OR10.14OR10.15AND204.01OUT202.03LD10.15OR10.07AND204.02OUT202.04LD202.02OR202.03OR202.04OUT202.00LD10.00ORNOT202.01AND202.00ANDNOT10.03ANDNOT2.04ANDNOT200.00ANDNOT11.07OUT10.02LD10.02OR10.00ANDNOT10.03ANDNOT0.03OUT10.00LD10.04OR10.05OR10.06OR11.00OR11.01OR11.02OR11.03OR11.04AND204.03OUT202.05LD10.04OR10.05OR11.00OR11.01OR11.03AND204.02OUT202.06LD10.04OR11.00AND204.01OUT202.07LD202.05OR202.06OR202.07OUT202.01LD10.01ORNOT202.00AND202.01ANDNOT10.02ANDNOT2.05ANDNOT200.00ANDNOT11.07OUT10.03LD10.03OR10.01ANDNOT10.02ANDNOT0.00OUT10.01LD11.00OR201.00LDNOT201.06ORNOT0.00ANDLDOUT201.00LD11.01ANDNOT10.03OR201.01LDNOT201.06ORNOT0.01ANDLDOUT201.01LD11.02ANDNOT10.03OR201.02LDNOT201.06ORNOT0.02ANDLDOUT201.02LD11.03ANDNOT10.02OR201.03LDNOT201.06ORNOT0.01ANDLDOUT201.03LD11.04ANDNOT10.02OR201.04LDNOT201.06ORNOT0.02ANDLDOUT201.04LD11.05OR201.05LDNOT201.06ORNOT0.03ANDLDOUT201.05LD10.04OR200.04LDNOT201.06ORNOT0.00ANDLDOUT200.04LD10.05OR200.05LDNOT201.06ORNOT0.01ANDLDOUT200.05LD10.06OR200.06LDNOT201.06ORNOT0.02ANDLDOUT200.06LD10.07OR200.07LDNOT201.06ORNOT0.03ANDLDOUT200.07LD200.04OR201.00ANDNOT201.06AND204.00OUT203.00LD200.05OR201.01OR201.03ANDNOT201.06AND204.01OUT203.01LD200.06OR201.02OR201.04ANDNOT201.06AND204.02OUT203.02LD200.07OR201.05ANDNOT201.06AND204.03OUT203.03LD2.00OR11.06ORTIM007ANDNOT200.01ANDNOT11.07ANDNOT2.02OUT11.06LD203.00OR203.01OR203.02OR203.03OUTTR0ANDNOT11.06TIM007#0050LDTR0OUT200.00LD2.01OR11.07ORTIM008ANDNOT11.06ANDNOT2.03OUT11.07LD2.02TIM008#0050LD10.02OR10.03ANDNOT201.06OUT200.01LD11.07OUT201.06-.z.第七章所有低壓電氣電器型號選擇清單下表為所有低壓電氣電器型號選擇清單低壓電氣電器型號低壓電氣電器型號電梯模塊EL-PLC-III-M4PLC型號歐姆龍CPM1A系列轎廂內(nèi)開門按鈕SB7ＬＡ２５－１０電梯上下行過載保護FR1ＪＲ１６－１５０／３轎廂內(nèi)關(guān)門按鈕SB8ＬＡ２５－１０電梯門開關(guān)過載保護FR2ＪＲ１６－１５０／３一樓上召喚按鈕SB1ＬＡ２５－１０一樓限位開關(guān)SQ1ＪＬＸＫ１－１１１二樓上召喚按鈕SB2ＬＡ２５－１０二樓限位開關(guān)SQ2ＪＬＸＫ１－１１１二樓下召喚按鈕SB3ＬＡ２５－１０三樓限位開關(guān)SQ3ＪＬＸＫ１－１１１三樓上召喚按鈕SB4ＬＡ２５－１０四樓限位開關(guān)SQ4ＪＬＸＫ１－１１１三樓下召喚按鈕SB5ＬＡ２５－１０轎廂開門到位開關(guān)SQ5ＪＬＸＫ１－１１１四樓上召喚按鈕SB6ＬＡ２５－１０轎廂關(guān)門到位開關(guān)SQ6ＪＬＸＫ１－１１１轎廂內(nèi)一樓按鈕SB9ＬＡ２５－１０電梯上行接觸器KM1ＣＪ２０－１０轎廂內(nèi)二樓按鈕SB10ＬＡ２５－１０電梯下行接觸器KM2ＣＪ２０－１０轎廂內(nèi)三樓按鈕SB11ＬＡ２５－１０電梯門開接觸器KM3ＣＪ２０－１０轎廂內(nèi)四樓按鈕SB12ＬＡ２５－１０電梯門關(guān)接觸器KM4ＣＪ２０－１０表7-1電氣電器型號選擇清單總結(jié)隨著科技的不斷開展進步，PLC的應(yīng)用在我們的生活中隨處可見，它在我們的生活中扮演的角色也越來越重要。雖然理論的學(xué)習(xí)使我們掌握了有關(guān)PLC的原理和功能，但是剛開場PLC課程設(shè)計的時候，心中只是有一個大概的整體想法，卻不知道如何將梯形圖完整的編寫出來。但我并沒有因此而放棄，而是不斷查詢資料來幫助自己。于是我在圖書館借了幾本關(guān)于可編程序控制器應(yīng)用的書籍，參考里面的實例和方法，知道了可以將整體分解成假設(shè)干個小模塊，然后對小模塊逐個破解，如將本課程設(shè)計可分為指層控制、開關(guān)門控制、轎內(nèi)呼叫與標(biāo)記控制、廳外呼叫與標(biāo)記控制、電梯上下行選擇與指示控制、電梯的運行控制來編寫，最后再把小模塊有效地拼湊起來就可以了。這次的plc課程設(shè)計雖然不是很完美，但卻讓我們真正學(xué)到了很多東西，使我們受益匪淺。通過此次課程設(shè)計，讓我對PLC梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。以前總是覺得只要對課本上的知識有一個系統(tǒng)的了解和掌握就夠了，但是實踐證明事實并非如此，除了課本上的知識和教師上課講的東西外，自己要學(xué)的還有很多很多。因此，在課程設(shè)計的過程中，我們認真的查閱了大量的資料和工具。這樣不僅開闊了我們的視野，讓我們學(xué)到了以前沒有接觸過的東西，還鍛煉了我們查閱資料的能力。由于平時大家都是學(xué)理論，沒有過實際開發(fā)設(shè)計的經(jīng)歷，拿到的時候都不知道怎么做。但通過各方面的查資料并學(xué)習(xí)，我們根本學(xué)會了PLC設(shè)計的步驟和根本方