下载文档原格式
电气与电子信息工程学院《电气控制与PLC实训》设计报告名称：三菱PLC四层电梯控制专业名称：电气工程及其自动化班级： 2222级学号：222222222222 姓名：路人甲指导教师：111111、333333设计时间：22222.4.28-222222.5.11设计地点： PLC实验室电气控制与PLC实训成绩评定表指导教师签字：设计任务书2013～2014 学年第2学期学生姓名：专业班级：电气工程及其自动化班指导教师：工作部门：电气与电子信息工程学院一、设计题目课题1 ：.电动机的综合控制方向课题2 ：竟猜抢答系统的设计方向课题3 ：交通灯控制方向课题4 ：电梯控制方向课题5 ：喷泉或彩灯控制方向二、设计内容（含技术指标）1、用PLC实现四台以上电动机综合控制，要求模拟实际的工况，包括电机的顺序控制、电机的连锁和互锁控制，电机间的逻辑联系应具有一定的复杂程度，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。
2、用PLC实验装置设计竟猜抢答系统，要求不少于5组，有必要的组号显示、记时显示和模拟记分系统，有优先抢答功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。
3、用PLC实现各种路口的交通信号灯控制，要求与实际交通灯工作情况基本相符，具有必要显示和通过外部设备进行设定功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。
4、用PLC实现电梯控制，要求与实际基本相符，电梯层数不少于4层，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。
5、用PLC实现喷泉控制，要求花样不少于6种，能自动循环、单循环、和手动控制，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。
6、同组同学要求不能完全重复，必须有自己的亮点，对思路新颖的、和用到更多功能指令的有加分。
7、所有小组均应在开题的过程中，由指导老师对与题目相关的具体的设计控制要求进行审核。
四、基本要求设计报告：不少于5000字，Ａ４幅面，统一复印封面。
①封面、设计任务书②目录1）方案选择，方案论证（综述、任务详解及设计思路，PLC选型等）2）系统硬件设计（系统功能及原理、系统组成框图、器件选择、电路原理图、I/O 分配及接线）3）系统软件设计（各软件模块的功能，梯形图及说明）4）系统调试（调试步骤、方法及调试过程中的问题及如何解决等）5）结果分析及展望（最后的结果成功点和不足之处、总结及改进等）③附录---参考文献五、设计考核办法与成绩评定根据过程、报告、答辩等确定设计成绩，成绩按得分0～100分，可分为优、良、中、六、参考资料[1]李仁主编，电气控制，北京：机械工业出版社，2000[2]陈立定等主编，电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社，2001[3]王仁祥主编，常用低压电器原理及其控制技术，北京：机械工业出版社，2002[4]郑萍主编，现代电气控制技术，重庆：重庆大学出版社，2001[5] 佟为明等编，低压电器继电器及其控制系统，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2000[6] 王海，李洪奎，刘晓。
目录前言 (2)第1章绪论 (2)1.1PLC简介及其特点 (2)1.2 PLC控制电梯的优点 (3)第2章设计任务及要求 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 设计要求 (3)2.3 设计总思路 (4)第3章PLC控制系统硬件设计 (4)3.1 四层电梯主电路 (4)3.1.1 四层电梯曳引电机及门电机电路 (4)3.1.2 plc外部接线图 (5)3.2 I/O点数的分配及机型的选择 (6)3.2.1 I/O点数的估算及机型选择 (6)第4章系统软件硬件设计调试 (6)4.1WinCC flexible/STEP 7-Micro/WIN 32概述 (6)4.1.1WinCC flexible概述 (7)4.1.2 STEP 7-Micro/WIN 32概述: (7)4.1.3程序设计常用方法 (7)4.2.1 梯形图与组态的解析 (8)4.2.2部分梯形图 (12)第5章安装与调试 (18)5.1 安装与调试过程 (18)5.2 故障分析及解决方法 (18)结论 (18)设备清单 (18)收获、体会和建议 (18)参考文献 ............................................................... 错误！未定义书签。
前言电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。
多层厂房和多层仓库需要有货梯;高层住宅需要有住宅梯;百货大楼和宾馆需要有客梯,自动扶梯……在现代社会,电梯已像汽车、轮船一样,成为人类不可缺少的交通运输工具。
据统计,美国每天乘电梯的人次多于乘载其它交通工具的人数。
当今世界,电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。
电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前的几十年里，继电器控制系统为电梯控制的发展起到了巨大的作用，然而其控制性能与自身的功能已经无法满足与适应电梯控制的要求和发展，与PLC相比较，存在质的差别。
电梯使用继电接触器控制的时代，很难设计出质量优良的电梯控制系统，而现在，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了更广阔的空间。
图3-1 系统程序流程图3.2梯形图
3.2.1电梯的平层信号登记与消除
图3-2 电梯平层信号的登记与消除梯形图3.2.2轿内指令信号登记及消除
点动内呼按钮，信号登记显示，到层信号取消。
图3-3 轿内指令信号的登记与消除梯形图
3.2.3轿内停层灯信号登记
当电梯到达某一层时，电梯显示到达某一层的指示灯亮。
图3-4 轿内停层灯信号登记梯形图
3.2.4厅门招呼开关信号的保持
该信号用于在有乘坐需要的楼层停车，并自动或手动执行开关门操作。
开关门执行一次之后，信号取消。
使电梯能够继续响应其他乘坐信号。
图3-5 厅门招呼开关信号的保持梯形图3.2.5电梯定向信号登记
1轿厢上行信号登记
图3-6 轿厢上行信号登记梯形图2轿厢下行信号登记
图3-7轿厢下行信号登记梯形图3轿厢运行信号登记
图3-8轿厢运行信号登记梯形图3.2.6电梯停站信号登记
图3-9电梯停站信号登记梯形图3.2.7电机正反转信号登记
图3-10电机正反转信号登记梯形图3.2.8 电梯开关门信号登记
图3-11电梯开关门信号登记梯形图3.2.9时间继电器信号
图3-12时间继电器信号梯形图3.2.10运行楼层显示部分
图3-13运行楼层显示部分梯形图3.2.11轿内停层灯显示部分
图3-14轿内停层灯显示部分梯形图3.2.12厅门招呼指示灯显示部分
图3-15厅门招呼指示灯显示部分梯形图3.2.13电机运行状态
图3-15电梯运行状态梯形图。
一、PLC课程设计任务书题目：四层电梯PLC控制系统设计1、设计目的本次设计的主要目的是结合实际控制装置，综合所掌握的理论知识，完成一套完整的PLC控制系统的设计任务，包括PLC模块的选用、I/O地址分配、程序编制及外围输入、输出电路的设计，以提高学生的综合设计能力。
2、装置介绍S1、S2、S3、S4分别为轿厢内一层、二层、三层、四层电梯内选按钮；D2、D3、D4分别为二层、三层、四层电梯外下降呼叫按钮；U1、U2、U3分别为一层、二层、三层电梯外上升呼叫按钮；SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分别为一层、二层、三层、四层行程开关，模拟实际电梯位置传感器的作用。
L1、L2、L3、L4分别为一层、二层、三层、四层电梯位置指示灯；DOWN为电梯下行状态指示灯；UP为电梯上行状态指示灯；SL1、SL2、SL3、SL4分别为轿厢内一层、二层、三层、四层电梯内选指示灯；DN2、DN3、DN4分别为二层、三层、四层电梯外下降指示灯；UP1、UP2、UP3分别为一层、二层、三层电梯外上升指示灯。
3、控制要求电梯由安装在各楼层门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。
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。
L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示、L4为四层指示，SQ1～SQ4为到位行程开关。
电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。
例如，电梯停在由一层运行至四层的过程中，在三层轿箱外呼叫时，若按三层上升呼叫按钮，电梯响应呼叫（运行至三层时三层上升呼叫指示灯灭）；若按三层下降呼叫按钮，电梯运行至三层时将不响应呼叫运行至四层，然后再下行，响应三层下降呼叫按钮（运行至三层时三层下降呼叫指示灯灭），依此类推。
要求考虑实际电梯中设备保护和人身保护逻辑。
电梯运行前首先应注意电梯门的状态。
电梯位置由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4决定，电梯运行由手动依次拨动行程开关完成，其运行方向由上行、下行指示灯UP、DOWN决定。
目录第一章总体设计...........................................四层电梯PLC控制电梯运行由PLC控制并产生相应的控制信号。
电梯的运行状态有三种，分别是运行、停机、开门。
电梯的上下运行由一台可正反转的电机控制，其中正传为上升，反转为下降（三相异步电动机在运转过程中，只需改变其中的两相，就可实现电机的正反转）。
电梯的开门与关门由平层信号控制（到位限位开关）。
电梯工作流程图电机工作图1)采用PLC构成四层简易电梯电气控制系统。
电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，反转为下降。
一层有上升呼叫按钮SB11和指示灯H11，二层又上升呼叫按钮SB21和指示灯H21以及下降呼叫按钮SB22和指示灯H22，三层有上升呼叫按钮SB31和指示灯H31以及下降呼叫按钮SB32和指示灯H32，四层有下降呼叫按钮SB41和指示灯H41。
输入点分配：I0.0~I0.3 一层至四层到位限位开关；I0.4~I0.7 电梯内一至四层按钮；I1.0~I1.2 一至三层电梯门口上呼按钮；I1.3~I1.5 二至四层电梯门口下呼按钮；I1.6 电梯检修按钮（常闭）；I2.0 电梯开门按钮；I2.1 电梯关门按钮；I2.2 开门限位开关；I2.3 关门限位开关；输出点分配：Q0.0 电梯开门；Q0.1 电梯关门；Q0.2 电梯正传；Q0.3 电梯反转；Q0.4~Q0.7 电梯内一至四层显示灯；Q1.0~Q1.2 一至三层电梯门口上呼显示灯；Q1.3~Q1.5 二至四层电梯门口下呼显示灯；3.1. 输入输出点分配表输入点分配输出点分配功能代号输入点功能代号输出点1层限位到位开关SQ1 I0.0 电梯开门YA1 Q0.0 2层限位到位开关SQ2 I0.1 电梯关门YA2 Q0.1 3层限位到位开关SQ3 I0.2 电梯正转HL3 Q0.2 4层限位到位开关SQ4 I0.3 电梯反转HL4 Q0.3 电梯内1层按钮SB1 I0.4 电梯内1楼显示灯H1 Q0.4 电梯内2层按钮SB2 I0.5 电梯内2楼显示灯H2 Q0.5 电梯内3层按钮SB3 I0.6 电梯内3楼显示灯H3 Q0.6 电梯内4层按钮SB4 I0.7 电梯内4楼显示灯H4 Q0.7 1层上升呼叫按钮SB11 I1.0 1层门口上升指示灯H11 Q1.0 2层上升呼叫按钮SB21 I1.1 2层门口上升指示灯H21 Q1.1 3层上升呼叫按钮SB31 I1.2 3层门口上升指示灯H31 Q1.2 2层下降呼叫按钮SB22 I1.3 2层门口下降指示灯H22 Q1.3 3层下降呼叫按钮SB32 I1.4 3层门口下降指示灯H32 Q1.4 4层下降呼叫按钮SB41 I1.5 4层门口下降指示灯H41 Q1.5 检修开关SB7 I1.6 电梯故障HA Q1.6 开门按钮SB5 I2.0关门按钮SB6 I2.1开门限位信号SQ5 I2.2关门限位信号SQ6 I2.3共19点共15点PLC I/O外部接线图轿厢内的运行命令及门厅的召唤信号司机及乘客可按下轿厢内操作盘上的选层按钮选定电梯运行的目的楼层，此为内选信号。
目录第二章电梯的概述 (1)2.1电梯的定义 (1)2.2 电梯的分类 (2)2.3 电梯的主要机械部件 (3)第三章电梯控制的原理与实现 (4)3.1设计要求 (4)3.2电梯控制系统构成 (4)3.3 电梯的工作原理及功能要求 (5)3.3.1变频调速回路 (5)3.3.2 输入输出回路 (5)3.4 输入输出点分配 (6)3.4.1控制系统程序设计 (7)3.5参考总梯形图 (9)3.6参考总接线图 (30)第四章系统整体调试 (30)4.1硬件安装 (30)4.2 软件调试 (31)4.3系统调试与结果分析 (31)结束语 (32)第二章电梯的概述随着我国社会经济的迅猛发展，人民物质文化生活水平日益提高，伴随建筑业的发展，为建筑物内提供上下交通运输的电梯工业也在日新月异地发展着。
电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备，更是一种人们频繁乘用的交通运输设备。
为了确保电梯正常运行、安全使用，必须要了解电梯、管理电梯、维护好电梯。
2.1电梯的定义电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备。
它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的倾角小于15度的钢性导轨之间。
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。
2.2 电梯的分类按用途分类：(1) 客梯代号K 为运行乘客而设计的电梯,有完善的安全装置.(2) 货梯代号H 为运送货物而设计的电梯,通常有人操作,有必备的安全装置.(3) 客货梯代号L 主要用作运送乘客,但也可运送货物,它与客梯的区别在于轿厢内部装饰结构不同.(4) 病床电梯代号B 为运送病床而设计的电梯,具有轿厢长而窄的特点.(5) 住宅电梯代号Z 供住宅楼使用的电梯,一般采用下集选控制方式,轿厢内部装饰较简单.(6) 杂物电梯代号W 供图书馆,办公楼,饭店运送图书,文件,食品等.不容许人员进入电梯,结构简单,无乘人必备的安全装置.(7) 船舶电梯代号C 用于船舶上的电梯,能在船舶摇晃中正常工作.(8) 观光电梯代号G 轿厢壁透明供乘客观光之用.按驱动系统分类：(1) 交流电梯曳引电动机是交流电机.当电机是单速时,称为交流单速电梯当电机是双速时,称为交流双速电梯当电机具有调压调速装置时,称为交流调速电梯.当电机具有调压调频调速装置时,称为变频调速电梯.(2) 直流电梯曳引电动机是直流电机分为直流有齿和直流无齿电梯.(3) 液压电梯靠液压传动的电梯,分为柱塞直顶式和柱塞侧置式.(4) 齿轮齿条式电梯(一般为工程电梯)按操作控制方式分类(1) 门外按钮控制小型杂物电梯(2) 内外按钮控制自动门电梯该电梯是一种乘客自己操作的电梯，电梯在各层站分别设有一个召唤按钮。
PLC程序设计的一般步骤进行PLC控制设计时必须做好以下3方面基础工作（调研）：• 1.了解系统的概况：包括系统的控制目标、控制方案、控制规模、整体功能、具体功能、控制精度、I/O种类和数量、是否需要通讯、通讯内容与方式、是否需要显示、显示内容与方式、操作方式，等等，应尽量对系统有一个全面的了解。
• 2.熟悉使用的PLC的类型、功能、编程语言和指令系统，能熟练地操作编程器和控制器。
• 3.根据控制系统的控制要求、设备、器件条件、工艺过程，结合采用的PLC的功能强弱，确定PLC在整个控制系统中所承担的工作任务。
PLC设计主要有以下几个步骤：•1．根据PLC担负的任务，明确PLC的输入输出信号的种类和数量，编制输入输出信号表。
•2．制定控制结构框图,选择控制方案。
•3．按选定的方案,制定相应的图表。
•4．编写PLC梯形图程序。
•5．编写PLC语句程序。
•6．程序调试和修改。
•7．编制程序使用说明书和其他文件PLC程序设计常用的方法：主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、顺序控制设计法、逻辑设计法等。
• 1.经验设计法：经验设计法即在一些典型的控制电路程序的基础上，根据被控制对象的具体要求，进行选择组合，并多次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能达到控制要求。
这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法。
• 2.继电器控制电路转换为梯形图法：用PLC的外部硬件接线和梯形图软件来实现继电器控制系统的功能。
• 3.顺序控制设计法：根据功能流程图，以步为核心，从起始步开始一步一步地设计下去，直至完成。
此法的关键是画出功能流程图。
• 4. 逻辑设计法：通过中间量把输入和输出联系起来。
实际上就找到了输出和输入的关系，完成了设计任务。
用这种方法设计PLC程序，设计者可以顺利地设计出结果正确的PLC程序。
一、PLC控制系统设计的基本原则1）充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求；2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便；3）保证控制系统安全可靠；4）应考虑生产的发展和工艺的改进，在选择PLC的型号、I/O点数和存储器容量等内容时，应留有适当的余量，以利于系统的调整和扩充。
3 电梯的具体介绍3.1 电梯的定义及组成3.1.1 电梯的定义一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。
3.1.2 电梯的组成及功能现代电梯主要由曳引机（绞车）、导轨、对重装置、安全装置(如限速器、安全钳和缓冲器等)、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。
这些部分分别安装在建筑物的井道和机房中。
通常采用钢丝绳摩擦传动，钢丝绳绕过曳引轮，两端分别连接轿厢和平衡重，电动机驱动曳引轮使轿厢升降。
电梯要求安全可靠、输送效率高、平层准确和乘坐舒适等。
电梯的基本参数主要有额定载重量、可乘人数、额定速度、轿厢外廓尺寸和井道型式等。
曳引系统 : 曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成,曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。
导向系统:导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。
导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。
轿厢:轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。
轿厢由轿厢架和轿厢体组成。
门系统：门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。
门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成.重量平衡系统：系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。
系统主要由对重和重量补偿装置组成。
电力拖动系统：电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。
电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置等组成。
电气控制系统：电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。
电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层器等组成。
安全保护系统：保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。
由限速器，安全钳，缓冲器，端站保护装置组成。
3.2 电梯的原理3.2.1 电梯的结构原理电梯是机、电一体化产品。
其机械部分好比是人的躯体，电气部分相当于人的神经，控制部分相当于人的大脑。
