plc课程设计--电梯 2

1 引言
可编程控制课程设计是在我们学习了电气控制及可编程控制器的课程之后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。

因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为自己今后的发展打一个良好基础。

由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给与指导。

1.1设计任务与要求
1.1.1电梯内部应该有3个楼层（1～3层）按钮、开门和关门按钮以及楼层显示器、上升和下降显示器。

1.1.2 当乘客进入电梯后，电梯应该有让乘客按下的代表其要去的目的的按钮称为内呼按钮。

1.1.3 电梯停下时，应该具有开门、关门的功能，即电梯可以自动打开，经过一定延时后又可自动关闭。

1.1.4在电梯内部也应该有控制电梯开门、关门的按钮，使乘客可以在电梯停下时随时地控制电梯的开门与关门。

1.1.5电梯内部应配有指示灯，用来显示电梯现在的状态，即电梯是上升还是下降，以及电梯处在第几楼层。

1.1.6电梯的运行情况可参考现实中的电梯。

2PLC概述
随着计算机技术的发展，存储逻辑开始进入工业控制领域。

可编程控制器作为通用的工业控制计算机，是存储逻辑在工业应用中的代表性成果。

近30年来，PLC不断发展更新，其功能日益强大，已经成为工业控制领域的主流控制设备。

现金，PLC已经具有通用性强、使用方便、适应面、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

PLC所具备的这些优点使它在控制系统的设计方面具有更好的适应能力，具备更高的性能与价格的比值，适用于现代控制系统中。

2.1FP1C56介绍
FP1是日本松下电工生产的小型PLC，该产品有C14、C16、C24、C40、C56、C72多种规格，形成系列化。

虽然是小型机性能价格比却很高，特别适合于中小企业。

FP1硬件配置除主机外还可加I/O扩展模块，A/D（模/数转换）、D/A（数/模转换）模块等智能单元。

最多可配置几百点，机内有高速计数器，可输入频率高达10kHz的脉冲，并可同时输入两路脉冲，还可输出频率可调的脉冲信号（晶体管输出型）。

FP1-C56型号的PLC中，I/O点数为56，其中输入32点，输出24点。

输入端编号：X0~XF，X10~X1F。

输出端口编号：Y0~YF,Y10~Y17
3总体设计
整个设计分为5部分即：开关门的手动/自动控制、电梯到站指示、各层呼叫指示、电梯启动和运行方向选择、电梯速度的变换。

3.1PLC选择
根据I/O分配可知，本系统所需输入端21个，输出端19个。

所以可以选择松下FP1-C56或FP1-C60型号，但考虑到经济的成本问题，选择松下FP1-C56最为适合。

3.2I/O地址分配
表3-1 I/O地址分配表
输入功能输出功能
X0 开门按钮SB1 Y0 开门继电器K1
X1 关门按钮SB2 Y1 关门继电器K2
X2 开门行程开关SL1 Y3 上行继电器K3
X3 关门行程开关SL2 Y4 下行继电器K4
X4 红外传感器（左）SA1 Y5 加速继电器K5
X5 红外传感器（右）SA2 Y6 低速继电器K6
X6 门锁输入信号SA3 Y7 快速继电器K7
X7 一层接近开关SA4 Y8 上行方向灯HL1
X8 二层接近开关SA5 Y9 下行方向灯HL2
X9 三层接近开关SA6 YA 一层指示灯HL3
XA 一层内指令按钮SB3 YB 二层指示灯HL4
XB 二层内指令按钮SB4 YC 三层指示灯HL5
XC 三层内指令按钮SB5 YD 一层内指令指示灯HL6
X10 一楼向上呼叫按钮SB6 YE 二层内指令指示灯HL7
X11 二楼向上呼叫按钮SB7 YF 三层内指令指示灯HL8
X12 二楼向下呼叫按钮SB8 Y10 一层向上呼叫指示灯HL9
X13 三楼向下呼叫按钮SB9 Y11 二层向上呼叫指示灯HL10
X14 一楼下行减速接近开关SA7 Y12 二层向下呼叫指示灯HL11
X15 二楼上行减速接近开关SA8 Y13 三层向下呼叫指示灯HL12
X16 二楼下行减速接近开关SA9
X17 三楼上行减速接近开关SA10
PLC外部接线图见附录。

3.3梯形图设计
为了叙述方便，把梯形图分为开关门的手动/自动控制、电梯到站指示、各层呼叫指示、电梯启动和运行方向选择、电梯速度的变换五个部分。

（1） 开关门的手动/自动控制如图3-3-1所示。

图3-3-1 开、关门控制电路
（YO:开门；T1：自动开门延时；Y1：关门；T1：自动关门延时；R1：关门保护；R0：电梯
运行）
手动开门时：当电梯运行到位后（运行继电器0R 为OFF ），按开门按钮0X ，使输出线圈0Y 有效，驱动开门接触器，打开轿门，直至到位，开门行程开关动作，即2X 动断接触点打开，开门过程结束。

自动开门时：电梯运行到位后，相应的楼层接近开关闭合，即7X 或8X 或9
X 接点闭合，时间继电器0T 开始计时，计到3S 时，0T 触点闭合，使0Y 线圈有效。

手动关门时：按下关门按钮，即1X 闭合，1Y 有效，驱动关门接触器，关闭轿
门，直至到位，行程开关3X 动作，关门过程结束。

自动关门时：开门到位后，经5S 延时，使1T 触点闭合，关门。

关门保护：自动关门时，可能夹住乘客，可在门上装设红外传感器。

当有人近处时，4X 或5X 闭合，关门被禁止，同时开门接触器工作，把门打开，至限位位置后，重新执行关门动作。

该梯形图对应的指令码为：
（2）电梯到站指示如图3-3-2 所示，其中3R ，4R 分别为单，双数楼层联锁保护中间继电器。

图3-3-2 各层呼叫指示
（R3:单数联锁；R4双数联锁；YA：一层到站；YB：二层到站；YC：三层到站）该梯形图对应指令码为：
（3）各层呼叫指示如图3-3-3所示，当乘客按下某层的呼叫按钮时（X10,X11,X12,X13中的一个），相应的指示灯亮，告诉司机某层有人呼叫，单不能启动电梯，呼叫新号一直保持到电梯到达该楼层，相应蹭的接应开关动作时才被撤销。

图3-3-3 各层呼叫指示
（Y10：一层向上呼叫指示；Y11：二层向上呼叫指示；Y12：二层向下呼叫指示；Y13：三层向下呼叫指示；YD：一层内指令指示灯；YE：二层内指令指示灯；YF：三层内指令指示灯）
（4）电梯启动和运行方向选择如图3-3-4所示，当二，三层有呼叫信号时，YE或YF为ON，电梯选择上行方向，而一，二层有呼叫信号时，YD或YE为ON，电梯选择下行方向；如果此时关门信号和锁门信号符合要求，则电梯启动运行。

图3-3-4 电梯自行启动
（Y8：电梯上行指示；Y9：电梯下行指示；R5：运行到位；R6：启动控制；Y3：电梯上行；
Y4：电梯下行）
当电梯运行到所选楼层时，R5为ON一个扫描周期，用以切断启动控制信号，停止运行。

启动控制由中间继电器R6完成。

（5）电梯速度的变换如图3-3-5所示。

电梯启动后快速运行，2S后开始加速，再接近木标楼层时，相应的接近开关（X14,X15,X16或X17）动作，电梯开
始减速，直至达到目标楼层时停止。

（Y7：快速运行；Y5：加速；Y6：低速运行）
4 总结
通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。

既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。

在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到的只是，于是图书馆和互联网成了我们很好的助手。

在查阅资料的过程中，我们需要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。

我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益匪浅。

在设计过程中总是遇到这样或那样的问题。

有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。

自然而然，我的耐心便在其中建立起来。

为以后的工作积累了经验，增强了信心。

附录:
PLC 外部管脚接线图
X12
X13 X14
X10
,X11
FX2N-48
M R-001
Y10
Y11 X15
X16
X17
X20 X21
X22
X23 X24
Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17
Y20
Y21
Y
22 Y23
参考文献
[1] 付家才. 电工电子实践教程. 化学工业出版社.2003
[2] 尹勇李林凌. Multisim电路仿真入门与进阶. 北京：科学出版社.2005
[3] 阎石. 数字电子技术基础（第四版）.高等教育出版社.2004。