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1、宁波技师学院学院毕 业 设 计 (论 文)论文题目 基于PLC三层电梯控制系统的设计 专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 宁波技师学院电气系2017年 10 月摘 要本文课题是基于PLC的三层电梯控制系统的设计和实现，采用三菱公司的FX2N系列小型PLC为控制核心，用于三层电梯的控制系统的设计。通过采用PLC为核心进行电梯的自动控制，提高了电梯自动控制系统的可靠性和工作效率，比继电器接触器控制系统简单，可靠，比单片机系统抗干扰能力强，容易维护和维修，使用成本较低。通过分析工艺要求，选择了PLC，设计了电气原理图，程序流程图，使用GX Developer编制了梯形图和语句表程序，最后使用GX
2、Simulator模拟仿真软件进行了仿真测试，取得了良好的预期效果。关键词：梯形图；三层电梯；仿真测试全套图纸加扣3012250582目 录1引言12总体设计23硬件设计33.1PLC选择33.2主电路设计33.3控制电路设计43.4输入和输出分配63.5输入和输出接线74软件设计84.1PLC内部地址84.2程序流程图84.3梯形图设计104.4语句表程序215制作和调试306结论37致谢38参考文献39附录1 原理图40附录2梯形图程序汇总41电气系毕业设计 451引言随着现代化进程的发展，电梯逐渐成为了高层宾馆、大型商店、高层住宅、多层厂房仓库等高层建筑的不可缺少的垂直方向的载人或者载货
3、的交通工具。并且随着时代的进步，建筑物规模是越来越大，楼层是越来越多，那么相应的人们对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态功能提出了更高的需求。目前，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，其应用越来越广。PLC因其独有的特点逐渐成为自动化领域的领头军。随着人们的物质文化生活的进一步的提高，电梯产品在人们的生活中的地位和汽车一样重要了，成为了必不可少的运输设备之一。所以研究以PLC为核心的电梯控制系统技术，具有重要的意义。本次设计，经过斟酌对比，决定选用三菱FX2NPLC完成此次电梯控制工作，选用三菱PLC仿真软件来完成电梯的仿真测试等工作。2总体设计当电梯轿
4、厢进入到平层区时，平层传感器动作，发出平层信号控制轿厢准确平层，延迟自动开门，自动消除登记的选层信号。1）系统开始时，电梯处于任意楼层，超过三十秒检测到电梯没有运行，则自动返回到一层；2）有轿厢外部呼叫信号时，电梯轿厢响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯轿厢停止运行，电梯轿厢门自动打开，延时一定时间后自动关门；3）当有轿厢内选择楼层信号时，轿厢响应该呼梯信号，达到该楼层时，轿厢停止运行，轿厢门打开，延时一定时间执行自动关门；4）在电梯轿厢运行过程中，轿厢上升或者下降过程中，任何相反方向的下降或者上升的轿厢外部呼梯信号均执行“后响应”；5）电梯具有最远反向轿厢外呼梯功能：假设电梯轿厢停止在一楼，此
5、时同时有二层轿厢外向下呼梯信号，三层轿厢外向下外呼梯信号，则电梯轿厢首先响应三楼轿厢外四层向下呼梯信号；6）当电梯未平层或者电梯运行时，手动开门按钮和手动关门按钮均不起作用。检测到电梯平层，并且电梯轿厢停止运行以后，按下手动开门按钮，轿厢执行开门，按下手动关门按钮轿厢执行关门。3硬件设计本系统硬件设计主要有：PLC选择，主电路设计，控制电路设计，PLC输入和输出分配，PLC输入和输出接线图设计等。3.1PLC选择经分析，系统共使用了19路数字量输入，18路数字量输出，没有使用模拟量输入和模拟量输出，没有使用特殊输入，例如高速脉冲输入，没有特殊输出，例如高速脉冲输出。故可以选择三菱FX-2N系列
6、PLC，因为三菱FX2N PLC是高性能小型PLC，性价比很高，国内使用非常普及，容易使用。这里选择FX2N-48-MR001 PLC，交流电源供电，本体含24路数字量输入，24路继电器输出。可以满足本控制的需要，并备有剩余点，作为扩充系统功能和维修使用。3.2主电路设计主电路图如图3-1所示。外部的3相380V交流电，经L1，L2，L3，N供设备使用。L1，L2，L3为三相火线，N为零线。QF1是总的断路器，可以通断整台设备的电源。FU1是总的熔断器，起到短路过流保护作用。M1是电梯轿厢拖曳电机，驱动电梯轿厢上下运行。QF2电梯拖曳电机主回路断路器，起到通断拖曳电机主回路电源的作用。FU2是
7、拖曳电机主回路熔断器，起到短路过流保护作用。KM1是电机正转（轿厢上行）启动接触器，主触点闭合后电机得电，轿厢上行。KM2是电机反转（轿厢下行）启动接触器，主触点闭合后电机得电，轿厢下行。FR1是拖曳电机过载热保护继电器，起到过载保护，避免拖曳电机长时间过载运行，烧毁拖曳电机作用。M2是开关门电动机，驱动开关门机构，执行开或者关门。QF3是开关门电动机主回路断路器，可以通断开关门电动机主回路电源。FU3是开关门电机主回路过流保护熔断器。KM3开门启动接触器，KM4是关门启动接触器。FR2是开关门电机过载热保护继电器，起到过载保护电机，避免门电机长时间过载运行，烧毁门电动机。图3-1 主电路图3
8、.3控制电路设计控制电路图如图3-2所示。外部220V 50Hz交流电，经L1，N供控制电路使用，L1是火线，N为零线。QF4是控制回路断路器，起到通断控制回路电源作用。FU4是控制回路熔断器，起到短路过流保护作用。G1是直流开关电源，将220V 50Hz交流电变成24V直流电，供PLC的输入和输出使用。KM1是拖曳电机上行启动接触器，KA1是拖曳电机上行启动中间继电器。PLC通过控制继电器KA1线圈得电，KA1常开触点闭合，接触器KM1线圈得电，KM1常开主触点闭合，启动拖曳电机上行操作。拖曳电机下行启动接触器KM2的辅助常闭触点串接到上行启动接触器KM1线圈回路，防止上行和下行接触器同时得
9、电，导致短路，起到互锁保护作用。同样的，KM2是拖曳电机下行启动接触器，KA2是拖曳电机下行启动中间继电器。PLC通过控制继电器KA2线圈得电，KA2常开触点闭合，接触器KM2线圈得电，KM2常开主触点闭合，启动拖曳电机下行操作。拖曳电机上行启动接触器KM1的辅助常闭触点串接到下行启动接触器KM2线圈回路，防止上行和下行接触器同时得电，导致短路，起到互锁保护作用。同样的，KM3是开门启动接触器，KA3是开门启动中间继电器。PLC通过控制继电器KA3线圈得电，KA3常开触点闭合，接触器KM3线圈得电，KM3常开主触点闭合，启动门电机执行开门操作。关门启动接触器KM4辅助常闭触点串接到开门启动接触
10、器KM3线圈回路，起到互锁作用。同样的，KM4是关门启动接触器，KA4是关门启动中间继电器。PLC通过控制继电器KA4线圈得电，KA4常开触点闭合，接触器KM4线圈得电，KM4常开主触点闭合，启动门电机执行关门操作。开门启动接触器KM3辅助常闭触点串接到关门启动接触器KM4线圈回路，起到互锁作用。图3-2 控制电路图3.4输入和输出分配PLC的输入和输出分配见表3-1和表3-2所示。表3-1 数字量输入分配表描述PLC内部地址外部编号内呼三楼_S3X0S3内呼二楼_S2X1S2内呼一楼_S1X2S1三层下呼_D3X3D3二层下呼_D2X4D2一层上呼_U1X5U1二层上呼_U2X6U2一层平层
11、_SQ1X7SQ1二层平层_SQ2X10SQ2三层平层_SQ3X11SQ3过载保护X12FR1FR2开门按钮X13SB1关门按钮X14SB2开门限位X15SQ4关门限位X16SQ5上升极限X17SQ6下降极限X20SQ7超重检测X21SP1夹人检测X22SP2表3-2 数字量输出分配表描述PLC内部地址外部编号三层指示灯_L3Y0L3二层指示灯_L2Y1L2一层指示灯_L1Y2L1车厢下行_DOWNY3DOWN车厢上行_UPY4UP内选三层指示灯_SL3Y5SL3内选二层指示灯_SL2Y6SL2内选一层指示灯_SL1Y7SL1一层上呼指示灯_UP1Y10UP1二层上呼指示灯_UP2Y11UP2
12、二层下呼指示灯_DN2Y12DN2三层下呼指示灯_DN3Y13DN3超重报警Y14HA1过载保护指示灯Y15HA2电机正转Y16KA1电机反转Y17KA2门电机正转Y20KA3门电机反转Y21KA43.5输入和输出接线PLC的输入和输出接线图见图3-3所示。图3-3 PLC输入和输出接线图4软件设计根据控制要求，设计程序流程图，使用编程软件编写梯形图程序和语句表程序。4.1PLC内部地址PLC内部地址如表4-1所示表4-1 PLC内部地址描述PLC内部地址电机正反转M1内选1层标志M4内选2层标志M5内选3层标志M61层上呼标志M102层上呼标志M112层下呼标志M133层下呼标志M14保持信
13、号取消M16车厢上行信号标志M20车厢下行信号标志M21车厢在一楼上行信号M22车厢在二楼上行信号M23车厢在三楼下行信号M26车厢在二楼下行信号M271楼停车信号M342楼停车信号M353楼停车信号M36一层平层M40二层平层M41三层平层M42电梯外呼信号的开门信号M444.2程序流程图程序流程图见图4-1所示。图4-1 程序流程图4.3梯形图设计4.4语句表程序;* 一楼上呼0 LD X0051 OR Y0102 ANI M403 OUT Y010;* 二楼上呼4 LD X0065 OR Y0116 LDI M417 OR Y0178 ANB9 OUT Y011;* 二楼下呼10 LD X00411 OR Y01212 LDI M4113 OR Y01614 ANB15 OUT Y012;* 三楼下呼16 LD X00317 OR Y01318 LDI M4219 OR Y01620 ANB21 OUT Y013;* 内呼一楼22 LD X00223 OR Y00724 OR T225 ANI X00726 OUT Y007;* 内呼二楼27 LD X00128 OR
