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1、0湖南人文科技学院课程设计报告课程名称课程名称:四层电梯模型的 PLC 控制设计题目设计题目： 四层电梯模型的 PLC 控制 系系 别：别： 通信与控制工程系 专专 业：业： 自动化 班班 级：级： 08 级自动化一班 学生姓名学生姓名: 学学 号号: 起止日期起止日期: 2011 年 12 月 19 日 2012 年 12 月 31 日指导教师指导教师: 教研室主任：教研室主任： 0指导教师评语指导教师评语：指导教师签名： 年 月 日成绩成绩 项项 目目权重权重1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3成成绩绩评评定定总 成 绩
2、教研室审核意见：教研室主任签字： 年 月 日教学系审核意见：主任签字： 年 月 日1摘摘 要要随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，电梯也已成为人类现代生活中广泛使用的运输工具。随着人们对电梯运行的安全性、舒适性等要求的提高，电梯得到了快速发展，其拖动技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由 PLC 代替原来的继电器控制。本设计主要介绍的是电梯 PLC 自动控制模型，硬件部分我们采用 FX2N-48MR 型号的可编程控制器及外围电路组成高度为四层的电梯控制系统。PLC 采用 FX2N 型号的FX2N-48MRPLC，三菱 PLC 具有稳定性高，功能强
3、大，环境适应性强，编程软件简单完善，价格适中，是很好的选择。电梯控制应用 PLC 接入设备使用简便，对应系统组态的编程简单。通过 PLC 对程序设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯的电梯运行的舒适感。本文争对以上优点，对电梯运行进行了改进，使其达到了比较理想的控制效果。关键词关键词: PLC；电梯；控制系统20目 录设计要求 .11、方案论证与对比 .11.1 方案一.11.2 方案二.41.3 方案对比.52、可编程控制器 .52.1 PLC 定义 .52.2 硬件选型.52.3 模块介绍.53、 硬件接线 .73.1 I/O 分配表 .73.2 外部接线图.83.3 四层电梯模拟控制面
4、板.94、系统软件设计 .104.1 PLC 梯形图概述 .104.2 MELSOFT 系列 GX Developer 编程软件的操作方法 .104.4 系统工作过程分析.114.6 调试过程.135、结论与思考及致谢 .13参考文献 .14附 录 .16附录：梯形图 .170四层电梯模型的 PLC 控制设计要求设计要求一、控制要求一、控制要求电梯模型由“四层四站电梯对象、包括电机、正反向继电器、轿厢、内选召唤按钮、外选召唤按钮、外呼指示灯、内选指示灯、楼层显示、上下行显示、平层电磁传感器检测、接线盒”等组成，采用 FX2N-48MRPLC 进行控制，实现对电机驱动，上、下行的顺序控制，随机呼
5、叫的优化控制，自动准确定位，上、下行及平层指示灯显示，上位监控系统等功能。 详见电梯实物模型。二、设计任务二、设计任务学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行四层电梯的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：主要内容包括：1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；2. 系统有启动、停止功能；3. 轿厢开门、关门用指示灯显示；4. 运用功能指令进行 PLC 控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；5. 程序结构与控制功能自行创新设计；6. 进行系统调试，实
6、现四层电梯的控制要求。1、方案论证与对比方案论证与对比1.1 方案一方案一方案一采用是利用由 PLC 主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等构成的 PLC 四层电梯系统。该系统控制核心为PLC 主机，操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过 PLC 输入接口送入 PLC，存储在存储器并由 PLC 软件运算处理，然后经输出接口分别向指层器及召唤指示灯等发出1显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号1。输入接口PLC主机CPU存储器输出接口轿厢操作盘厅外呼叫梯指挥层调整器拖动控制安全装置井道装置门机控制图 1-1 电梯 PLC 控制系统的基本机构图该方案
7、的程序逻辑图如下：电梯轿厢位置计数与显示呼叫信号与轿厢位置比较确定运行方向两层同时呼叫处理电梯启动延时与起动轿厢的位置确定呼叫信号复位呼叫信号条件及记忆高速计数器的处理图 1-2 程序逻辑图2方案一主要采用执行指令和功能指令2：1.楼层位置取样如下：2.楼层呼叫信号取样如下：3.呼叫信号与楼层位置信号相或如下：有呼叫时，将呼叫和位置进行比较如下：4.上行指示、下行指示、指示复位呼叫与位置信号比较，若大于且有呼叫存在时上行呼叫与位置信号比较，若小于且有呼叫存在时下行如下：5.上行驱动与下行驱动如下：6.呼叫信号与位置信号相与，判断停车 D0 里数据只有 1 和 0，为 1 时停如下：37.复位呼
8、叫指示当电梯到达该层时，位置信号接通复位呼叫指示灯如下：1.2 方案二方案二方案二主用通过基本指令控制 PLC2，并且设定了简单清晰的 I/O，用清晰的思路、通俗易懂的方法设计的 PLC 四层电梯。方案二采用了 THPLC-DT 型四层电梯实验教学模型，利用面板上的按钮来模拟实现四层电梯运行的状态。它设置了电梯门，电梯内按钮指示，电梯内按钮信号，电梯外按钮信号，电梯平层、限位信号，电梯门限信号，电梯外部呼叫指示灯，电梯行控，电梯内部选择指示灯，电梯门控已经层数标志。如下是方案二系统的工作逻辑过程分析：1.初始化。2.确认本层于目标层并检测是否有厢内或厢外呼叫，无则结束。3.若有呼叫分辨本层于目
9、标层是否一致，是则开门。 4.确认电梯启动方向。5.电梯启动。6.电梯加速。7.电梯高速运行。8.楼层检测。上电初始化楼层等待有无内选与 外呼梯信号电梯选向电梯运行停止运动 开关箱门是否目标层停止运动吗停止YNNYYN49.是否是目标层，不是则继续高速运行。 10.到目标层，电梯减速。11.到层检测。 图 1-1 电梯运动程图12.电梯制动。13.开门。14.延时后再关门。 15.是否停止运动，不是则原地等待。 16.确认运行结束则停止运行。 1.3 方案对比方案对比对比方案一与方案二我们可以很容易的从逻辑程序图中看出方案二明显优于方案一，首先方案二的逻辑工作图有是否判断、有反馈机构；其次方案
10、二是的软件程序是用基本指令编写的相对于方案一更通俗易懂，更容易发现错误和改进优化。综上所述，方案二明显优于方案一，所以本文将对方案二展开深入研究。2、可编程控制器、可编程控制器2.1 PLC 定义定义PLC 可编程序控制器：PLC 英文全称 Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程4。2.2 硬件选型硬件选型四层电梯 P
11、LC 需选用能实现对电机驱动实现上、下行的顺序控制，所需 PLC 有二十一个输入点和十六个输出点。由于 FX2N 型号的 PLC 是一款面对大中型工业应用的PLC，输入输出点，内存容量以及响应时间均符合条件。并且三菱 PLC 具有稳定性高，功能强大，环境适应性强，编程软件简单完善，价格适中等优点。所以我采用了 FX2N系列的 FX2N-48MR 可编程控制器。52.3 模块介绍模块介绍CPU 是 PLC 的核心，起神经中枢的作用，每套 PLC 至少有一个 CPU，它按 PLC 的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和 PLC 内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进
