2022年PLC课程设计方案-三层电梯.docx

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1、课程设计报告题目 三层电梯掌握课程名称 PLC 工业掌握及应用院 部 名 称机电工程学院 专业 电气工程及其自动化班级 10 电气 1 班同学姓名 管志成学号 1004103027课程设计地点C314课程设计学时20指导老师金陵科技学院教务处制摘 要可编程掌握器作为一种工业掌握微型运算机，它以其编程便利、操作简洁 特别是它的高可控性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用；它应用大 规模集成电路，微型机技术和通讯技术的进展成果，逐步形成了具有多种优点 和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器掌握系 统到监控运算机之间的很多掌握领域；PLC 总的进展趋势是：高功能、高速度、

2、高集成度、大容量、小体积、低成本、通信组网才能强；本课程设计基于西门子（ SIEMENS）S7-200 PLC 对三层电梯的掌握进行了模拟，形成了电梯升降的系统PLC 在电梯升降的过程中，主要表达在规律开关的功能；由于 PLC 具有规律运算、记数、定时以及输出输入输出的功能，在电梯升降的过程中各种规律开关掌握与PLC 很好的结合，对电梯实现了掌握；关键词 ：SIEMENS S7-200 PLC；电梯；升降目 录一、绪论1.1 相关背景学问 31.2 课程设计的目的 31.3 课程设计的要求 31.4 课程设计的任务 4二、电梯掌握系统硬件设计2.1 模拟装置介绍 52.2 选择机型62.3 I

3、/O分配表 62.4 电气接线图与主电路图 62.5 电梯掌握系统的安全爱护2.5.1 短路爱护 72.5.2 过载爱护 72.5.3 失电压爱护 72.5.4 超程爱护 7三、电梯掌握系统软件设计3.1 软件设计流程图及描述 83.2 源代码设计3.2.1 梯形图LAD 93.2.2 语句表STL 143.3 系统调试16四、课程设计体会 16五、参考文献16一、绪论1.1 相关背景学问随着城市建设的不断进展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用；电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不行分；在很多交通设备中，电梯是自动化程度最高的先进设备的一种；以前的电

4、梯主要采纳单片机掌握，其性能等各方面都不太完善，现在电梯掌握系统多采纳 PLC，从电梯的性能、器件的敏捷性及安全保证方面等都有了很大的提高；实际上电梯是依据外部呼叫信号以及自身掌握规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的掌握系统，单纯用次序掌握或规律掌握是不能满意掌握要求的，因此，电梯掌握系统采纳随机规律方式控 制；目前电梯的掌握普遍采纳了两种方式，一是采纳微机作为信号掌握单元， 完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动掌握就由变频器来完成；其次种掌握方式用可编程掌握器（PLC）取代微机实现信号集选掌握；由PLC掌握代替传统继电器掌握已

5、成为进展定局PLC是集运算机掌握、自动掌握技术、通信技术为一体的新型自动掌握装置；它的编程软件采纳易学易懂的梯形图语言. 掌握灵便利，抗干扰才能强，运行稳固牢靠，通过对电梯掌握系统的讨论和设计，可以更加深化的明白和熟悉PLC 技术的核心和将来进展的方向；1.2 课程设计的目的（1） ）明白常用电气掌握装置的设计方法、步骤和设计原就；（2） ）学以致用，巩固书本学问；通过训练，使同学初步设计具有电气掌握装置的才能，从而培育同学独立工作和制造的才能；（3） ）进行一次工程技术的基本训练；培育同学查阅书籍、参考资料、产品手册、工具书的才能，上网查询信息的才能，运用运算机进行工程绘图的才能，编制技术文

6、件的才能等，从而提高同学解决实际工程技术问题的才能；1.3 课程设计的要求（1） ）阅读本课程设计参考资料及有关图样，明白一般电气掌握装置的设计原就、方法和步骤；（2） ）上网调研当今电气掌握领域的新技术、新产品、新动向，用于指导设计过程，使设计成果具有先进性和制造性；（3） ）仔细阅读本课程设计任务书，分析所选课题的掌握要求，并进行工艺流程分析，画出工艺流程图；（4） ）确定掌握方案，设计电气掌握装置的主电路；（5） ）应用 PLC 设计电气掌握装置的掌握程序；可分为5 个步骤：挑选 PLC 的机型及 I/O 模块的型号，进行系统配置并校验主机的电源负载才能；依据工艺流程图绘制次序功能图；列

7、出 PLC 的 I/O 安排表，画出 PLC 的 I/O 接线图；设计梯形图并进行必要的注释；输入程序并进行室内调试及模拟运行；（6） ）设计电气掌握装置的照明、指示及报警等帮助电路；系统应具有必要的安全爱护措施，例如，短路爱护、过载爱护、失电压爱护、超程爱护等；（7） ）挑选电气元件的型号和规格，列出电气元件明细表；挑选电气元件时，应优先选用优质新产品；（8） ）绘制正式图样，要求用运算机绘图软件绘制电气掌握电路图，用STEP 7-Micro/Win32 编程软件编写梯形图；要求图幅挑选合理，图、字体排列整齐，图样应按电气掌握图国家标准有关规定绘制；（9） ）编写设计说明书及使用说明书；内容

8、包括阐明设计任务及设计过程，附上设计过程中有关运算及说明，说明操作过程、使用方法及留意事项，附上全部的图表、所用参考资料的出处及对自己设计成果的评判或改进看法等；要求文字通顺、简练，字迹端正、干净；1.4 课程设计的任务1.4.1 掌握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，用以挑选需停靠的楼层； L1 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，必需按二层

9、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，如电梯停在三层，在二层轿箱外呼叫时，必需按二层下降呼叫按 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；1.4.2 系统分析为了实现上述要求，第一列出PLC 的 I/O 安排表，并画出 PLC 的 I/O 接线图，然后挑选 PLC 的机型及 I/O 模块的型号，进行系统配置并校验主机的电源负载才能；依据掌握要求，编写梯形图及语句表，调试程序直到精确无误；1.4.3 硬件设计（1） 列出 PLC 的 I/O 安排表，并画出 PLC 的 I/O 接线图；（2） 挑选 PLC 的机型及 I/O 模块的型

10、号，进行系统配置并校验主机的电源负载才能；（3） 设计必要的安全爱护措施，例如，短路爱护、过载爱护、失电压爱护、超程爱护等；1.4.4 软件设计（1） 采纳模块化程序结构设计软件，第一将整个软件分成如干功能模块；（2） 编写掌握系统的规律关系图；（3） 绘制各种电路图；（4） 编制 PLC 程序并进行模拟调试；（5） 现场调试；（6） 编写技术文件并现场试运行；二、电梯掌握系统硬件设计2.1 模拟装置介绍图 1 电梯掌握面板图S1、S2、S3 分别为轿厢内一层、二层、三层电梯内选按钮；D2、D3 分别为二层、三层电梯外下降呼叫按钮； U1、U2 分别为一层、二层电梯外上升呼叫按钮； SQ1、S

11、Q2、SQ3 分别为一层、二层、三层行程开关，模拟实际电梯位置传感器的作用；L1、L2、L3 分别为一层、二层、三层电梯位置指示灯； DOWN为电梯下降状态指示灯； UP 为电梯上升状态指示灯； SL1、SL2、SL3 分别为轿厢内一层、二层、三层电梯内选指示灯；2.2 挑选机型依据掌握系统的设计要求，考虑到扩展和功能，选用一台晶体管输出结构的 CPU224小型 PLC 作为掌握中心， CPU224的 I /O点数为 24 点（ 14 入 10出）；2.3 I/O 安排表（1） ）输入序名称面板符号程序符号输入点号1三层内选按钮S1S1I0.02二层内选按钮S2S2I0.13一层内选按钮S3S

12、3I0.24三层下呼按钮D3D3I0.35二层下呼按钮D2D2I0.46二层上呼按钮U2U2I0.57一层上呼按钮U1U1I0.68三层行程开关SQ2SQ2I0.79二层行程开关SQ3SQ3I1.010一层行程开关SQ4SQ4I1.1（2） ）输出序号名称面板符号程序符号输出点1三层指示灯L3L3Q0.02二层指示灯L2L2Q0.13一层指示灯L1L1Q0.24上升指示灯DOWNDOWNQ0.35下降指示灯UPUPQ0.47内选指示灯SL3SL3Q0.58内选指示灯SL2SL2Q0.69内选指示灯SL1SL1Q0.72.4 电气接线图与主电路图图 2 主电路图2.5 电梯掌握系统的安全爱护图

13、3 I/O 接线图水塔水位掌握系统的安全爱护主要包括四个方面：短路爱护、过载爱护、失电压爱护和超程爱护等；2.5.1 短路爱护短路时熔断器 FU的熔体熔断而切断电路起爱护作用；2.5.2 过载爱护采纳热继电器 FR；由于热继电器的热惯性较大，即使发热元件流过几倍于额定值得电流，热继电器也不会立刻动作；因此在电动机启动时间不太长的情 况下，热继电器不会动作，只有在电动机长期过载时，热继电器才会动作，用 它的常闭触头使掌握电路断电；2.5.3 失电压爱护通过接触器 KM的自锁环节来实现；当电源电压由于某种缘由而严峻欠电压或失电压（如停电）时，接触器KM断电释放，电动机停止转动；当电源电压复原正常时

14、，接触器线圈不会自行通电，电动机也不会自行启动，只有在操作人 员重新按下启动按钮后，电动机才能启动；2.5.4 超程爱护超程也叫超行程，术语多用于电力设备断路器；超程是真空开关触头完全闭合后，动或静触头所能移动的距离；超程的作用主要有以下几点：a) 保证触头在电磨损后仍能保持肯定的接触压力；b) 触头闭合时能利用触头弹簧力缓冲，减小弹跳；c) 在触头分闸时，使动触头获得肯定的初始的动能，拉断熔焊点，提高初始分闸速度，减小燃弧时间，从而提高介质复原的速度；假如超程太小，就不能保证触头在烧损后应有的触头压力，同时，初始分闸速度变小，会影响真空开关的开断关合和动热稳固性能，甚至产生重合闸弹振；如超程

15、太大，会增加操作机构的合闸功，使合闸变得极不行靠；真空开关的超程取额定开距的15% 40%左右， 10 kV级真空开关的超程一般取3 4 mm；现在的真空开关动静触头之间的接触一般采纳平板接触，要保证接触良好，就要保证相当的接触压力，超程是指开关动静触头接触后，触头弹簧的压缩行 程，其目的是为了保证接触压力，从而保证开关接触良好；三、电梯掌握系统软件设计3.1 软件设计流程图及描述图 4 系统设计流程图电梯启动时，检测电梯是否停在二或三楼层且有呼叫信号，假如是就等待呼叫信号，假如不是时，电梯自动下降到一层等待呼叫信号；当检测到有呼叫信号时，例如：电梯停在一层时检测到三层呼叫信号，电梯离开一层经

16、过二 层，接着到达三层，电梯停止；当电梯停前检测到呼叫信号，例如：电梯停在一层时检测到三层呼叫信号，电梯离开一层经过二层，预备到达三层时检测到二层呼叫信号，电梯停在三层后连续下降到二层等待呼叫信号；3.2 源代码设计3.2.1 梯形图 LAD3.2.2 指令表 STLTITLE= 三层电梯自动掌握Network 1 / 一层内选呼叫LD I0.2AN I1.1S Q0.7, 1Network 2 / 二层内选呼叫LD I0.1LDI1.0RQ0.6, 1=Q0.1Network 6 /到达 3 层，内选排除，楼层 3 指示灯亮LDI0.7RQ0.5, 1OAI0.5I1.1OLDSM0.6,

17、1Network 9 /上升等待状态，指示灯闪烁，电梯门打开LPPTONT46, 40LDOI0.1I0.2Network 20 / 停 2 层呼叫排除LDI1.1LDI0.3Network 15AI1.0LDM0.6OLDLPSANQ0.3AT43SQ0.4, 1ANT46SM1.0, 1=Q1.1LDI1.1AI0.6LDI1.0Network 16 LDT46RM0.6, 1AI0.5OLDNetwork 17 /LDM0.5闪耀电路SM0.5, 1OM0.6Network 10ANT44LDM0.5TONT43, 5LPSNetwork 18AT43LDT43ANT45TONT44,

18、5=LPPQ1.0Network 19 / 电梯在 2 层，有人呼叫LDI0.3TONT45, 40OI0.4Network 11OI0.5LDT45OI0.6RM0.5, 1AI1.0Network 12 /电梯内选下降过程SM0.0, 1OLDSM0.1, 1Network 22 / 电梯在 1、3 呼叫排除ANM0.1OI0.7RQ0.4, 1LDI0.7Network 24 / 电梯下降排除ANQ0.1LDI1.0ANQ0.3ANQ0.7LDI1.1ANM0.0ANQ0.5ANM0.1ANQ0.4OI1.1OLDRQ0.3, 1RM0.1, 1Network 25 /电梯复位Netwo

19、rk 23 /电梯上升排除LDI1.2LDI1.0RI0.0, 10ANQ0.5RQ0.0, 10ANM0.0RM0.0, 83.3 系统调试依据电气接线图安装接线，用编程工具将用户程序输入运算机，经过反复编辑、编译、下载、调试、运行、直至运行胜利；四、课程设计体会在这次 PLC 课程设计中，第一是我首次自己做一个大的设计，也是第一次把自己所学的东西应用到实际中去；让我感到不足的地方是在开头动手设计程 序前，没有系统和完整的分析三层电梯掌握系统，没有排列出三层电梯掌握系统的全部情形，导致在设计程序的时候总是由于显现功能的缺陷，最终仍是要去一点一点的修改程序以实现目标，后来渐渐的学会了应当对电梯

20、上升和下降系统的综合考虑可以有效地防止所显现的问题；这次 PLC 课程设计，考查了我对理论学问的运用才能，锤炼了对故障排除的分析才能，值得感谢的是当我们遇到困难时，老师耐心指导，帮我们一起分 析故障，共同解决困难；另外，这课程设计也为了我们以后的毕业设计供应了 很好的体会，建立基础，可以说是意义重大，影响深远；对于此 PLC 课程设计，我学到了很多，信任在自己不懈的努力下可以更好地运用 PLC做出更好设计 .五、参考文献1 陈建民 .电气掌握与 PLC 应用M. 北京：电子工业出版社 .2021.2 林德杰编著 .过程掌握外表及掌握系统 .机械工业出版社 .2021.053 刘刚编著 .Protel DXP 2004 SP2原理图与 PCB 设计.电子工业出版社 .2021.07