PLC电梯模拟控制(4层简单程序)

产品设计PLC电梯模拟控制教学单位: 机电工程学院专业: 自动化班级:学号:学生姓名:指导教师:完成时间:电子科技大学中山学院机电工程学院课程（产品）设计任务书目录1 题目分析 (1)1.1 PLC电梯设计 (1)1.1.1 利用PLC设计电梯系统的目的 (1)1.1.2 利用PLC设计电梯系统意义 (1)1.1.3 利用PLC设计电梯系统优点 (1)1.2 电梯概述 (2)1.2.1 电梯的定义及发展 (2)1.2.2 我国电梯发展状况 (2)1.3 PLC概述 (3)1.3.1 可编程控制器PLC的概述 (3)1.3.2 可编程控制器PLC的特点 (3)1.4 本次设计研究的内容、目的 (4)2 PLC电梯模拟控制系统功能设计 (5)2.1 PLC电梯模拟控制系统设计的基本内容 (5)2.2 系统的控制要求 (5)3 PLC电梯模拟控制系统硬件设计 (7)3.1 元器件清单 (7)3.2 I/O地址分配 (7)3.3 PLC外部接线图 (8)3.4 硬件实物图 (9)4 PLC电梯模拟控制系统软件设计 (10)4.1 工作流程图 (10)4.2程序设计 (11)4.2.1 电梯初始化、内呼输入与存储程序 (11)4.2.2 电梯外呼信号输入与存储程序 (12)4.2.3 电梯目标层与本层比较及上升下降 (14)4.2.4 电梯上升下降及达层自动开关门 (16)5 结束语 (18)参考文献 (19)附录：源程序 (20)致谢 (23)1 题目分析1.1 PLC电梯设计1.1.1利用PLC设计电梯系统的目的电梯是高层建筑中垂直上下的运载工具。

电梯对于改善劳动条件、减轻劳动强度、提高人们生活水平有着重要的作用。

电梯目前已经广泛应用于宾馆、酒店、商场、娱乐场所、医院、生产车间和居民住宅大楼等。

在现代社会中，电梯已经成为人们生产、生活中不可缺少的运输工具。

本课题主要对PLC的结构、特点、性能以及与现场控制对象的连线进行具体的研究，并通过PLC实现电梯的自动控制。

市建设的不断发展，城市迅速的崛起，高层建筑的不断增多，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可分。

它是采用电力拖动方式，将载有乘客或货物的轿厢，运行于垂直方向的两根刚性导轨之间，运送乘客和货物的固定式提升设备。

所以，电梯是为高层建筑运输服务的设备，它具有运送速度快、安全可靠、操作简便的优点。

但传统的电梯控制系统主要采用继电器--接触器进行控制，其缺点是触点多，故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用 PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题，使电梯运行更加安全、方便、舒适。

1.1.2利用PLC设计电梯系统意义本设计是以广泛应用的三菱FX2N PLC 为背景机，详细介绍其系统配置，兼顾介绍其指令系统、编程方法和控制系统设计方法，也介绍了模块式PLC的一些智能单元。

从而让我们能更多了解PLC和更好的使用它。

1.1.3利用PLC设计电梯系统优点使用可编程控制器的电梯控制系统，将带来不少优点：如减少控制屏的体积，降低机房内由于继电器动作带来的噪声。

由于以逻辑运算代替继电器动作，从而增加了运行可靠性。

不同楼层，不同控制要求都是使用同样的可编程控制器，只是换上不同程序的EPROM 即可，这样就大大简化了设计、施工，节省了安装时间，带来了更多的经济效益。

1.2.1电梯的定义及发展自从我国实行改革开放政策以来，全国各地高层建筑不断涌现，作为高楼的垂直交通工具——电梯，其需求量日益增长。

各种类型、规格繁多的电梯已在高楼内投入运行。

为了确保电梯正常运行、安全使用，必须要了解电梯、熟悉电梯，并管理、维护电梯。

电梯是服务于规定楼层的固定式升降没备。

它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的倾斜角小于15°的钢性导轨之间。

轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。

它适用于装置在两层以上的建筑内，是输送人员或货物的垂直提升设备的交通工具。

追溯电梯这种提升设备的历史，早在公元前我国就有利用人力作动力的简单提升设备，直到现在我国北方部分农村仍有用手摇轱辘提取井水的升降提水装置，所以说，我国是世界上最早出现这种提升设备——电梯雏形的国家之一。

1765年瓦特发明了蒸汽机，把它作为提升设备的动力是在1858年，首次应用于美国纽约市的一台客梯上。

接着，阿姆斯特朗发明的水压梯替代了蒸汽机梯。

随着科技的发展，新的动力设备不断出现并替代了旧的动力设备，例如用液压泵和液压控制阀等。

法拉第发明发电机后50年，美国率先采用直流电动机作为电梯升降的驱动单元，并为今天的电梯发展奠定了基础。

1903年，美国生产了不带减速器的油齿轮高速电梯，并把卷筒式传动改进为曳引槽轮式传动，从而为今天高层的大行程电梯奠定了基础。

在动力问题得到解决之后，美国着手研究电气控制及速度调节等方面课题，并获得成功。

1915年，美国成功设计了自动平层控制系统以及高速电梯(6m／s)。

随着电子工业的发展，新技术、新产品不断用于电梯控制系统，如无触点半导体逻辑控制晶闸管(俗称可控硅)的应用；集成电路和数字控制、电脑和机群控制及调频调压技术的应用；拖动系统简化、性能提高等。

1.2.2我国电梯发展状况我国电梯事业起步较晚，但发展较快。

1952～1954年先后在上海、天津、沈阳建立了三家电梯制造厂，并先后成立有关科研单位，独立自主制造各类电梯产品，如交流货梯、客梯，直流快速、高速客梯等。

用我们自己生产的电梯产品装备了人民大会堂、北京饭店等政府机关和国家宾馆。

20世纪60年代开始批量生产自动扶梯和自动人行道，用我们自己生产的自动扶梯装备了北京地铁车站，用我们自己生产的自动人行道装备了北京首都机场。

1.3.1可编程控制器PLC的概述PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：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.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。

“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

”1.3.2 可编程控制器PLC的特点(1)可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。

PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。

一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。

从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。

此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。

在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。

这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

(2)配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。

可以用于各种规模的工业控制场合。

除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。

近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。

加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC 组成各种控制系统变得非常容易。

(3)易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。

它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。

梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。

为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

(4)系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。

更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。

这很适合多品种、小批量的生产场合。

(5)体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。

由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

1.4 本次设计研究的内容、目的本次设计主要工作就是通过PC软件的编程和硬件的设计来完成PLC对4层电梯电梯的模拟控制。

PC用GXdeveloper软件来编程，采用梯形图的变化来实现。

硬件采用的是三菱FX2N-PLC使7段数码管和发光二极管按照编制好的程序来工作。

通过软件和硬件的结合从而实现对四层电梯的控制。

本次设计的目的在于更多的了解三菱FX2N-PLC的应用，能熟练的使用GXdeveloper 软件编程，并且能自己设计出硬件，自己去焊接和组装。

这使得自己对电梯控制有了更深刻的了解。

2 PLC电梯模拟控制系统功能设计2.1 PLC电梯模拟控制系统设计的基本内容所设计的电梯模拟控制系统共有4层。

电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示；1-4所对应的指示灯表示楼层号，每层的楼厅均有输入（分上行和下行）按钮召唤电梯。

工作中的电梯主要对各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析，再确定下一个工作状态，为此它要求具有自动选向，顺向截梯和反向保号，外呼记忆，自动开、关门，自动达层灯功能。

2.2 系统的控制要求1)电梯自动开、关门。

电梯一般情况下关门灯亮，当到达指定楼层时开门灯亮起，延时3秒后，开门灯熄灭，关门灯亮起，延时3秒后电梯可以启动上下楼。

2)电梯上升。

a)电梯停止于某层时，当有高层某一信号呼叫时，呼叫灯亮起，电梯每上升一层需要3秒时间，到呼叫层停止，然后电梯自动开关门，总共延时6秒能再度行进。