基于s7200四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、學(xué)號(hào)1151401117電氣控制與PLC課 程 設(shè) 計(jì)（ 2011級(jí)本科）題 目：基于S7-200四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)系（部）院： 物理與機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 作者姓名 李學(xué)國 指導(dǎo)教師： 張 靜 職稱： 副教授 完成日期： 2014 年 6 月 30 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué) 生 姓 名李學(xué)國學(xué) 號(hào)1151401117專 業(yè) 方 向電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)11級(jí)1班題 目 名 稱基于S7-200四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)要求： 1.根據(jù)控制要求進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，包括主電路、控制電路及PLC硬件配置電路。 2.分析電梯所有可能運(yùn)行的方式，并依此編制電梯運(yùn)行PL

2、C控制程序。 3.編寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括： （1）設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說明； （2）基于PLC的電梯電氣控制系統(tǒng)電路圖； （3）PLC控制程序； （4）參考資料、參考書及參考手冊(cè)； （5）其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決辦法、對(duì)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和建議等。設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.采用PLC構(gòu)成四層簡(jiǎn)易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為電梯下降。 2.樓層呼叫按鈕及電梯內(nèi)按鈕按下，電梯未達(dá)到相應(yīng)樓層或未得到相應(yīng)的響應(yīng)時(shí)，相應(yīng)指示燈一直接通指示。 3.電梯運(yùn)行時(shí)，電梯開門與關(guān)門按鈕不起作用，電梯到達(dá)停在各樓層時(shí)，電梯開門與關(guān)門動(dòng)作可由電

3、梯開門與關(guān)門按鈕控制，也可延時(shí)控制。 4.電梯拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制電路有各種常規(guī)電氣保護(hù)，如短路保護(hù)、過載保護(hù)、正反轉(zhuǎn)互鎖等。三、設(shè)計(jì)進(jìn)度 第一周： 星期一上午 討論設(shè)計(jì)題目 星期一下午至星期二 查資料 星期三至星期五 完成對(duì)硬件電路的基本設(shè)計(jì) 第二周： 星期一至星期二 完成軟件流程圖及軟件設(shè)計(jì) 星期三至星期四 軟硬件系統(tǒng)調(diào)試，寫說明書，畫圖 星期五 答辯 指導(dǎo)教師簽字： 目錄TOC o 1-3 u 一、設(shè)計(jì)的目的及意義 PAGEREF _Toc14099 1二、總體方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc17793 1三、PLC 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc20852 13.1 四層電梯主電路

4、 PAGEREF _Toc26007 23.2 輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配 PAGEREF _Toc10280 2 PLC外部接線圖 PAGEREF _Toc11960 33.4 電梯工作流程圖 PAGEREF _Toc3754 4四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc14496 54.1 梯形圖設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc12109 64.2 仿真軟件及CPU配置 PAGEREF _Toc14287 19 PAGEREF _Toc14874 19五、總結(jié) PAGEREF _Toc31599 20參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc19390 21一、設(shè)計(jì)的目的及意義 在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，計(jì)算

5、機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。特別是在高層建筑中，電梯是不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備。隨著高層建筑飛速發(fā)展的今天，電梯行業(yè)也隨之進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期,電梯控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制，其許多功能是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)針對(duì)我國電梯業(yè)的現(xiàn)狀，將可編程序控制器(PLC)應(yīng)用于四層電梯進(jìn)行邏輯控制，通過合理的選擇和設(shè)計(jì)，不但提高了電梯可靠性、可維護(hù)性以及靈活性，同時(shí)延長(zhǎng)了使用壽命，縮短了電梯的開發(fā)周期，并提高了電梯的控制水平，改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯達(dá)到了較為理想的控制效果。本文所設(shè)

6、計(jì)的電梯與傳統(tǒng)的電梯相比，在運(yùn)行上具有良好的舒適感，在生活中可以節(jié)約電能，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，達(dá)到了理想的目的?？傮w方案設(shè)計(jì) 1.電梯停于1層 同一時(shí)刻，若2、3、4樓只有其中一層有呼叫信號(hào)，則電梯直接到達(dá)呼叫樓層；若2、3、4樓有兩層或兩層以上的樓層有呼叫信號(hào)，則電梯先在低樓層停7S，再到達(dá)高樓層。如，2、4樓都有呼叫信號(hào)，先在2樓停7S，再到達(dá)4樓。 2.電梯停于2層（1）若1樓有呼叫信號(hào)，下降到一樓；（2）若3樓或四樓有呼叫信號(hào)，則直接到達(dá)有呼叫信號(hào)的樓層；3、4樓都有呼叫信號(hào)，則先在3樓停4S后，再到達(dá)4樓。（1）若1樓或2樓有呼叫信號(hào)，則直接到達(dá)有呼叫信號(hào)的樓層；若1、2

7、樓皆有呼叫信號(hào)，則先下降到2樓停4S后，再降到一樓。（2）4樓有呼叫信號(hào)時(shí)，直接到達(dá)4樓。4.電梯停于四層同一時(shí)刻，若1、2、3層只有其中一層有呼叫信號(hào)，則直接到達(dá)有呼叫信號(hào)的樓層；若有兩層或三層都有呼叫信號(hào)，則先在高樓層停4S后再下降到低樓層。當(dāng)電梯到達(dá)呼叫樓層樓層時(shí)，自動(dòng)開門；開門4S后自動(dòng)關(guān)門或按下關(guān)門按鈕時(shí)關(guān)門。在關(guān)門的過程中，若感應(yīng)裝置有信號(hào)或按下開門按鈕時(shí)，門再次打開。 6.在轎廂運(yùn)行期間轎廂門不能打開。7.轎廂門未關(guān)閉，電梯不能運(yùn)行。8.電梯上升（或下降）過程中任何反向的呼叫均無效三、PLC 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 四層電梯主電路根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖所示。圖

8、2-1中M1，M2為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器KM1KM4通過控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來控制轎廂和轎廂門，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過載時(shí)斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護(hù)作用。3.2 輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見表1所示 圖1 四層電梯主電路表1 輸入輸出點(diǎn)數(shù)分配序號(hào)輸入輸出名稱代號(hào)輸入點(diǎn)名稱輸出點(diǎn)1一層平層SQ1電梯上行記憶HL12二層平層SQ2電梯下行記憶HL23三層平層SQ3拽引電機(jī)正轉(zhuǎn)KM14四層平層SQ4拽引電機(jī)反轉(zhuǎn)KM25內(nèi)呼一樓SB10內(nèi)呼一樓指示HL36內(nèi)呼二樓SB9內(nèi)呼二樓指示HL47內(nèi)呼三樓SB8內(nèi)呼三樓指示

9、HL58內(nèi)呼四樓SB7內(nèi)呼四樓指示HL69一層上呼按鈕SB1一層上呼指示HL710二層上呼按鈕SB2二層上呼指示HL811三層上呼按鈕SB3三層上呼指示HL912二層下呼按鈕SB4二層下呼指示HL1013三層下呼按鈕SB5三層下呼指示HL1114四層下呼按鈕SB6四層下呼指示HL1215手動(dòng)開門按鈕SB12門電機(jī)反轉(zhuǎn)KM316手動(dòng)關(guān)門按鈕SB13門電機(jī)正轉(zhuǎn)KM417開門限位SQ518關(guān)門限位SQ619電梯上升極限位SQ720電梯下降極限位SQ8由上表可知輸入、輸出點(diǎn)數(shù)為20入16出，可選用CPU226（24入16出）實(shí)現(xiàn)四層電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能。 PLC外部接線圖 PLC外部接線圖如圖2所示

10、 電梯工作流程圖 電梯工作流程圖如圖3所示四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1 梯形圖設(shè)計(jì)4.2 仿真軟件及CPU配置4.3 系統(tǒng)仿真與調(diào)試電梯在一層（I0.0）,二樓有外呼上行信號(hào)（I1.1），電機(jī)正轉(zhuǎn)（Q0.2），電梯上行（Q0.0）。到達(dá)二層（I0.1），門電機(jī)反轉(zhuǎn)（Q1.6）開門。開門限位（I2.2）,5S后門電機(jī)正轉(zhuǎn)（Q1.7）關(guān)門。關(guān)門限位（I2.3），Q1.7滅，表示關(guān)門結(jié)束。等待下一次呼叫信號(hào)五、總結(jié)通過此次課程設(shè)計(jì)，對(duì)電梯的實(shí)際工作過程有了更具體的了解，將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中，即加深了對(duì)課本理論知識(shí)的理解，也明白了學(xué)以致用的重要性 。在實(shí)現(xiàn)電梯自動(dòng)控制的過程中，亦是對(duì)課本中各種指令的

11、熟悉和應(yīng)用，其體現(xiàn)了PLC在實(shí)際生活中的重要作用和在自動(dòng)控制領(lǐng)域中的重要地位。在設(shè)計(jì)的過程中遇到諸多問題，在解決問題的過程中意識(shí)到做事要全局考慮，避免顧此失彼的做法，要時(shí)刻謹(jǐn)慎、認(rèn)真。 在本次設(shè)計(jì)中，指導(dǎo)老師給予了細(xì)心的指導(dǎo)，再此表示衷心的感謝。參考文獻(xiàn) 1 M.上海：上海交通大學(xué)出版社.20072 郁漢琪，電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)M.南京：東南大學(xué)出版社.20033 常曉玲，電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006M.北京：人民郵電出版社.2006西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)戰(zhàn)M.北京：人民郵電出版.2007PLC課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表姓 名 李學(xué)國 學(xué) 號(hào)1151401117專業(yè)班級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化111班 課程設(shè)計(jì)