施耐德PLC四层电梯课程设计报告

四层电梯PLC设计1目录摘要课程设计任务书一课程设计要求………………………………………………21.1课程设计目的……………………………………………………………21.2课程设计要求……………………………………………………………2二实验设备及选型……………………………………………22.1实验设备…………………………………………………………………22.2四层电梯介绍……………………………………………………………22.3设备选型…………………………………………………………………3三四层电梯的硬件设计………………………………………53.1四层电梯的原理框图……………………………………………………53.2曳引电机、门电机正反转的原理图……………………………………73.3四层电梯PLC实际接线图………………………………………………7四四层电梯PLC程序设计……………………………………94.1设计思想…………………………………………………………………94.2输入/输出端子的分配…………………………………………………94.3梯形图（图及说明）……………………………………………………10五实验操作步骤………………………………………………17六结论…………………………………………………………186.1实验结果…………………………………………………………………186.2设计中遇到的问题………………………………………………………18七设计体会……………………………………………………19参考文献………………………………………………………20四层电梯PLC设计2一、课程设计目的及要求1.1课程设计目的1、通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。2、进一步熟悉PLC的I/O连接。3、熟悉四层楼电梯内外按钮控制的编程方法。1.2课程设计要求1、开始时，电梯处于任意一层。2、当有外呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3S后自动关门。3、当有内呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3S后自动关门。4、在电梯运行过程中，电梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，则电梯响应该外号，但不响应二层向下外呼梯信号。同时，如果电梯到达三层，如果四层没有任何呼梯信号，则电梯可以响应三层向下外呼梯信号。5、电梯应具有最远反向外梯响应功能。例如：电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。6、电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮电梯门打开，按关门电梯门关闭。二、实验设备及选型2.1实验设备THPBA-2网络型楼宇综合系统实验装置一台THPBA-DT型四层电梯模型一台施奈德可编程控制器PLC一台计算机、编程电缆一根、导线若干2.2四层电梯介绍四层电梯的实物平面图，如图2.1四层电梯PLC设计3图2.1四层电梯的实物平面图2.3设备选型（1）曳引电机型号选择根据课程设计要求，已知要求设计四层电梯，载重量为2000KG（20人）四层电梯PLC设计4现假设电梯自重1t，电梯运行时匀速，速度为0.5m/s，电机效率为a=80%（机械能电能转化效率）由公式:P=mgv=2000*10*0.5=10KWP总=P/a=10/0.8=12.5KW综合考虑选择一个功率为15KW的曳引电机。（留有一定的裕量）我所选择电机型号为许昌博玛WA-2-2.00/1200型曳引电机。相关参数为：额定转矩：750N/m额定电压：380V额定功率：15KW额定转速：1440r/mincosΦ=75%额定电流：I=P/1.732UcosΦ=30.7A（选型标准）（2）门电机型号选择门电机功率与载重量无关，可根据经验选定设备型号。此次设计中我选择本溪市微分ZYGS-150型直流电机（150W）相关参数为：额定功率：150W额定电压DC：110V额定转速：65r/min噪音《50db额定电流In=150/110*70%=1.9A（3）电气设备选型曳引电机部分：断路器额定电流：I=1.7*30.7A=52.5A,选择55A交流接触器额定电流I=1.5*30.7A=46.1A，选择50A热继电器额定电流:I=1.2*30.7A=36.8A，选择45A熔断器额定电流：I=2*30.7A=61.4A，选择63A选择型号为：断路器CZB1-100C63/3交流接触器TYC1-50/N2S热继电器CTX1-45熔断器RT18-63X1门电机部分：断路器额定电流：I=1.7*1.9A=3.23A，取4A电流继电器额定电流：I=1.2*1.9A=2.28A，取4A选择型号为：断路器S251S-C4电流继电器LL-11/5四层电梯PLC设计5三、四层电梯的硬件设计3.1四层电梯的原理框图（1）电梯开门流程图，如图3.1图3.1电梯开关门流程图四层电梯PLC设计6（2）电梯上升下降流程图，如图3.2图3.2电梯上升下降流程图四层电梯PLC设计73.2曳引电机、门电机正反转的原理图据设计要求，本次设计的电气控制系统主回路原理图如图所示。图中M1，M2为曳引电机和门电机，交流接触器KM1~KM4通过控制两台电动机的运行来控制轿厢和厅门，从而进行对电梯的控制。FR1，FR2为起过载保护作用的热继电器，用于电梯运行过载时断开主电路。FU1为熔断器，起过电流保护作用。曳引电机、门电机正反转的原理图，如图3.3图3.3曳引电机、门电机正反转的原理图3.3四层电梯PLC实际接线图1、电梯内按钮信号1、2、3、4、、、与PLC主机的I0.4、I0.5、I0.6、I0.7、I0.14、I0.15相连；2、电梯外按钮信号1△、2▽、2△、3▽、3△、4▽与PLC主机的I0.8、I0.11、I0.9、I0.10、I0.12相连；3、电梯平层，限位信号、1、2、3、4、与PLC主机的I0.19、I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.18相连；4、电梯门限信号、与PLC主机的I0.16、I0.17相连；5、公共端I与PLC主机COM0、COM1相连.6、电梯内部选择指示灯1、2、3、4与PLC主机的Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7相连；7、电梯外部呼叫指示灯1△、2▽、2△、3▽、3△、4▽与PLC的Q0.8、Q0.11、四层电梯PLC设计8Q0.9、Q0.10、Q0.12相连；8、电梯行控上行、下行与PLC主机的Q0.2、Q0.3相连；9、电梯门控开关，关门与PLC主机的Q0.14、Q0.15相连；10、公共端II与PLC主机输出端的COM2、COM3、COM4、COM5、COM6相连.但不能与主机的供电相连既+24V相连.PLC实际接线图，如图3.4图3.4PLC实际接线图四层电梯PLC设计9四、四层电梯PLC程序设计4.1设计思想程序总体可分为四部分：（a）内呼、外呼信号指示灯亮灭信号；（b）电梯的上行、下行信号；包括电梯平层保持信号；曳引电机的正反转信号；（c）电梯的停止信号；包括电梯停止信号保持、取消；（d）电梯的开门、关门程序。4.2输入/输出端子的分配该系统占用PLC的34个I/O口，14个输入点，20个输出点，具体的I/O分配如下图所示：序号名称输入点序号名称输出点0一层平层I0.00Q0.01二层平层I0.11Q0.12三层平层I0.22电机正转Q0.23四层平层I0.33电机反转Q0.34内呼一楼I0.44内呼一楼指示Q0.45内呼二楼I0.55内呼二楼指示Q0.56内呼三楼I0.66内呼三楼指示Q0.67内呼四楼I0.77内呼四楼指示Q0.78一层外呼上行I0.88一层外呼上行指示Q0.89二层外呼上行I0.99二层外呼上行指示Q0.910三楼外呼上行I0.1010三楼外呼上行指示Q0.1011二楼外呼下行I0.1111二楼外呼下行指示Q0.1112三楼外呼下行I0.1212三楼外呼下行指示Q0.1213四楼外呼下行I0.1313四楼外呼下行指示Q0.1314手动开门I0.1414门电机正转Q0.1415手动关门I0.1515门电机反转Q0.1516开门限位I0.1617关门限位I0.1718电梯上升极限位I0.1819电梯下降极限位I0.19四层电梯PLC设计104.3梯形图（图及说明）1、外呼信号程序RUNG1中加入Q0.3是为了满足：有外呼三楼上行，电梯若正往下行，到达三楼平层后，三楼上呼指示灯不灭，电梯也不会停车。RUNG2、3、4中Q0.2、Q0.3作用同样如此。2、内呼信号四层电梯PLC设计11内呼信号保持到到达选择楼层后取消3、电梯平层信号的保持这段程序是为了控制电梯的上行、下行信号，使电梯能够持续运行。在电梯运行过程中M25、M26、M27、M28始终有一个保持为1。四层电梯PLC设计12例如RUNG10中1—2楼间M25为1。4、外呼、内呼选定楼层（电梯运行方向，电机的正反转）上行（电机正转）四层电梯PLC设计13（1）提供一个上行信号M17。例如：一楼内呼四楼，M19、M20、M21依次为1，可保持电梯持续上行。（2）上行记忆信号作用：上行记忆、保持上行优先级、限制信号（到达四楼后电机停转）（3）电机正转信号中加入反转信号互锁、关门限位、上升极限位、电梯停止信号等必要条件。下行（电机反转）四层电梯PLC设计14程序同上行程序5、外呼、内呼信号的保持与取消外呼四层电梯PLC设计15设计M15为取消信号条件，即电梯停车后关门时，该楼层的内呼、外呼信号取消（其他楼层的内外呼信号也会取消，但是电梯重新启动后会恢复）。与外呼信号相对应的，外呼二楼、三楼程序中加入电机的正转，反转条件。例如：若电梯下行至二楼，二楼外呼上行信号Q0.9为1，但是由于电机反转，所以M15为0，则电梯不停止。内呼6、各楼层的电梯停止信号四层电梯PLC设计16电梯停于选定楼层后，电梯的停止信号取消。7、自动开关门开门四层电梯PLC设计17电梯开门条件有：手动开门；到达停止楼层后延时2s自动开门；电梯处于平层时，在该层外呼电梯。加入电梯开门必要条件：电梯处于平层；未到达开门限位；接收到电梯停止信号。另需加入电梯的开门信号互锁。关门开门条件：到达开门限位后延时3s自动关门；手动关门。五、实验操作步骤1.接通电梯模型及PLC主机的电源，观察电梯模型、PLC主机供电是否正常，然后关闭电源开关。2.将电梯模型中的：①电梯内按钮信号1、2、3、4、、、与PLC主机的I0.4、I0.5、I0.6、I0.7、I0.14、I0.15相连；②电梯外按钮信号1△、2▽、2△、3▽、3△、4▽与PLC主机的I0.8、I0.11、I0.9、I0.10、I0.12相连；四层电梯PLC设计18③电梯平层，限位信号、1、2、3、4、与PLC主机的I0.19、I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.18相连；④电梯门限信号、与PLC主机的I0.16、I0.17相连；⑤公共端I与PLC主机COM0、COM1相连.⑥电梯内部选择指示灯1、2、3、4与PLC主机的Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7相连；⑦电梯外部呼叫指示灯1△、2▽、2△、3▽、3△、4▽与PLC的Q0.8、Q0.11、Q0.9、Q0.10、Q0.12相连；⑧电梯行控上行、下行与PLC主机的Q0.2、Q0.3相连；⑨电梯门控开关，关门与PLC主机的Q0.14、Q0.15相连；⑩公共端II与PLC主机输出端的COM2、COM3、COM4、COM5、COM6相连.但不能与主机的供电相连既+24V相连.⑪检查无误后，重新开启电源，模型、PLC处于待机状态。3.下载并运行程序，按动电梯模型中的内呼或外呼按钮，若PLC程序编制正确的话，电梯模型将按内、外呼叫指示按控制要求正常运行。六、结论6.1实验结果可实现设计要求中的所有重要功能，满足课程设计要求。6.2设计中遇到的问题1、电梯关门时，会同时下降定义电机正反转的程序