PLC课程设计报告

1 前 言

本文主要介绍了基于PLC可编程控制器的四层楼电梯控制系统的设计以及实现方法。首先，本文开篇立意，介绍了本次课程设计的目的和要求，对设备进行了基本的概述以及总体的控制要求。其次，本文对PLC的硬件接线图采用CAD绘制进行了基本的概述，初步讲解了控制设备的选型方式，并对I/O分配进行了详细说明。最后，根据设计要求以及已经确定好的I/O分配表，讲述了总体的编程思路，以及各个环节的具体实现方式。

该四层楼电梯控制系统采用基本的PLC逻辑控制指令实现，深入浅出，环环相扣，便于理解。

由于作者水平有限，书中不妥或错误之处，敬请老师批评指正。

2 目录

1 课程设计任务书 ...................................................................................................................................................... 3

1.1 目的和要求 ....................................................................................................................... 3

1.2 设备概况 ........................................................................................................................... 3

1.3 控制要求 .......................................................................................................................... 4

2 硬件系统设计 .......................................................................................................................................................... 5

2.1 PLC及其控制设备选型 ..................................................................................................... 5

2.2 绘制电气图 ....................................................................................................................... 5

2.2.1 主电路设计 ............................................................................................................ 5

2.2.2 输入电路 ................................................................................................................ 6

2.2.3 输出电路 ................................................................................................................ 7

2.3 I/O分配表 ......................................................................................................................... 9

3 软件设计 ................................................................................................................................................................ 10

3.1 程序流程图 ..................................................................................................................... 10

3.2 程序设计 ......................................................................................................................... 10

3.3 程序调试 ......................................................................................................................... 13

4 小结 ........................................................................................................................................................................ 15

参考文献 .................................................................................................................................................................... 16

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1 课程设计任务书

1.1 目的和要求

1) 用PLC实现对四层电梯的控制

2) 掌握用PLC设计控制系统对输入和输出信号的确定原则和方法

3) 学会使用传感器的检测信号构成主程序和故障信号报警程序的设计方法

4) 熟悉四层楼电梯采用轿厢内、外按钮控制的编程方法

5) 训练用PLC设计控制系统的编程思路和综合分析问题的能力

1.2 设备概况

电梯为四层运行电梯，由三相绕线式异步电动机拖动，本设计中不考虑电动机的启动及调速控制，仅考虑正/反转控制；电动机正转则电梯上行，电动机反转则电梯下行。电梯的上下行由安装在每层楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行轿厢外呼叫操纵，4个楼层共6个按钮，其操纵内容即为电梯运行方向，按钮U1～U3要求电梯向上运行，按钮D1～D3要求电梯向下运行。电梯轿箱内设有楼层内选按钮S1 ～ S4，用以选择需停靠的楼层；设有开门、关门按钮用于控制电梯门开、关；设有楼层指示灯， L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示、L4为四层指示。电梯轿箱外设有楼层到位检测开关，SQ1 为一层到位行程开关、SQ2为二层到位行程开关、SQ3 为三层到位行程开关、 SQ4为四层到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，而下降呼叫信息则保留；下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。例如，电梯一层上升运行时，在三层轿厢外呼叫时，必须按三层上升呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从一层运行到三层）； 若按三层下4 降呼叫按钮，电梯执行完上升操作后，再响应下降呼叫，依此类推。

1.3 控制要求

（1）自动响应层楼召唤信号(含上召唤和下召唤)

（2）自动响应轿厢服务指令信号

（3）自动完成轿厢层楼位置显示

（4）自动显示电梯运行方向

（5）具有电梯直达功能和反向最远停站功能

图1.2 电梯控制系统的模拟实验面板 5

2 硬件系统设计

2.1 PLC及其控制设备选型

由于四层楼电梯控制的输出显示包括：楼层显示，楼层呼叫显示，轿厢内部选择，以及上下运行等指示。经分析得知，要实现完整的电梯正常运行模拟显示指示，需要用到输入I/O口21个以及输出I/O口18个，所以本次课程设计所选用的主要设备如下：

1） CPU-224 的西门子PLC一台

2） 电梯控制系统的模拟实验面板一个

3） 传送带控制系统的模拟实验面板一个（主要借用模板上面的控制按钮）

4） AC-DC24V 开关电源一个

2.2 绘制电气图

为了进一步与国际标准接轨，本次课程设计中的电气图全部采用Auto CAD进行绘制，因此在本次课程设计过程中，要求我们不仅要进一步巩固PLC知识的基本运用，同时还必须掌握CAD软件的基本使用方法，并运用它绘制出本次课程设计中的基本硬件电路图。由于对于我们绝大部分同学来说，本次是第一次接触Auto CAD绘图软件，所以统一从经典模式入手，并将鼠标右键设置成为了单击确定模式。

2.2.1 主电路设计

该四层楼电梯控制系统中，主要是对两个电机进行正反转操作，控制电机一的正反转实现电梯的上下行运动，控制电机二的正反转实现电梯到位的开关6 门动作。同时主电路中还得引出为辅助控制电路和PLC供电的电源线接头。

图2.2.1主电路图

2.2.2 输入电路

根据CAD电气绘图要求，同时更好更客观的反应PLC I/O口分配，所以每一张图纸上只画8个I/O输入口。在画图过程中，主要遵循的原则是将同类型的按钮开关集中在一起，方便检查和排错。

图2.2.2 输入电路一