三层电梯PLC控制程序设计毕业设计论文

目 目 录 第一部分 设计任务与调研 …………………………………………………………3 第二部分 设计说明 ……………………………………………………………………5 第三部分 设计成果 ……………………………………………………………………8 第四部分 结束语 ………………………………………………………………………12 第五部分 致谢 ……………………………………………………………………………13 第六部分 参考文献 …………………………………………………………………...14

第一部分 设计任务与调研 一、设计任务 1、开始时，电梯处于任意一层。

2、当有外部呼梯信号到来时，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 5S 后自动关门。

3、当有内部呼梯信号到来时，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 5S 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）的外部呼梯信号均不响应，但如果反向外部呼梯信号前方向无其它内、外部呼梯信号时，则电梯响应该外号，但不响应二层向下外部呼梯信号。同时，如果电梯到达二层，如果三层没有任何呼梯信号，则电梯可以响应二层向下外部呼梯信号。

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，则电梯先去三楼响应三层向下外部呼梯信号。

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 二、设计思路 所设计的电梯模型共三层，电梯每层的楼厅均设有按钮召唤电梯；电梯内部设有按钮以便乘客选择要到达的楼层，还设有开关门按钮，方便乘客进出电梯。工作中的电梯控制系统的主要任务是对各种呼梯信号和当前电梯运行状态进行综合分析，再确定下一个工作状态。为实现电梯自动控制，要求控制系统具有自动定向，顺向截梯，反向保号，外呼指令记忆，停梯销号，自动开关门，自动报警，手动开关门等。

具体设计思路为：

当电梯停于一楼或二楼时，按 SB3，则电梯上升到 LS3 停止;当电梯停于三楼或二楼时，按 SB1，则电梯下降到 LS1停止； 当电梯停于一楼，按 PB2，则电梯上升到 LS2 停止； 当电梯停于三楼，按 SB2，则电梯下降到 LS2 停止； 当电梯停于一楼，而二、三楼均有人呼叫时，电梯上升到 LS2 时停 5 秒，然后继续上升到 LS3 停止； 当电梯停于三楼，而一楼、二楼均有人呼叫时，电梯下降到 LS2 时停 5 秒，然后继续下降到 ls1 停止； 10 / 17 当电梯上升途中，任何反方向的下降信号无效，当电梯下降途中，任何反方向的上升呼叫无效； 当特殊紧急情况是，可以使用厢内手动开

关 SQ4，打开/关上厢门。

每层楼之间的到达时间均应在 10 秒之内，否则电梯停止。

后，按开门按钮电梯门打开，按关门电梯门关闭。

三、调研的目的和总结 设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。

设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。

通过对本设计，使学生对于 PLC 可编程控制器有更深的了解，通过对三层电梯的控制编程使学生对于PLC编程更加熟悉，能够更深刻的理解PLC控制的精髓。

第二部分 设计说明 电梯是高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运送乘客和货物，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。

本设计通过讨论电梯控制系统的组成，阐述可编程控制器（PLC）在电梯控制中的应用，采用 PLC 编程的程序控制方式，提出了三层电梯的 PLC 控制系统总体设计方案、设计过程、组成，列出了具体的主要硬件电路、电梯的控制梯形图及指令表。并给出了系统组成框图和程序流程图，在分析、处理死机信号逻辑关系的基础上，提出了 PLC 的编程方法，设计了一套完整的电梯控制方案。采用本方案实现电梯控制，能够解决继电器—接触器触点多故障率高、可靠性差、维修工作量大等缺点。使电梯运行更加安全、方便、舒适、快捷。

理论分析 根据工艺分析设计控制程序时其控制要求如下。

(1)当电梯的轿厢停于第一层或第二层或第三层时，按第四层上升按钮，则轿厢上升至第四层后停；(2)当电梯的轿厢停于第四层或第三层或第二层时，按第一层下降按钮，则轿厢下降至第一层后停；(3)当轿厢停在第一层，若按第二层呼梯按钮，则轿厢上升至第二层平层开关闭合后停，若再按第三层呼梯按钮则继续上升至第三层平层开关闭合；(4)当轿厢停在第四层，若按第三层呼梯按钮，则轿厢下降至第三层平层开关闭合后停，若再按第二层呼梯按钮则继续上升至第二层平层开关闭合；(5)当轿厢停在第一层，若第二层、第三层、第四层均有呼梯信号，则轿厢上升至第二层暂停后，继续上升至第三层，在第三层暂停后，继续上升至第四层；(6)当轿厢停在第四层，若第三层、第二层、第一层均有呼梯信号，则轿厢下降至第三层暂停后，继续下降至第二层，在第二层暂停后，继续下降至第一层；(7)轿厢在楼梯间运行时间超过 12s，即电梯任一层楼的时间若超过 12s 电梯停止运行；(8)当轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的按钮呼梯均无效，但记忆。

呼楼指示、记忆条件是有呼楼信号，且电梯没有在呼叫层。

电梯上升控制条件分别为第四层呼而电梯在第三层；或者电梯在第二层，在第四层或第三层呼梯；或电梯在第一层，在第四层、第三层或第二层呼梯。同时必须电梯没有处于下降状态且时间定时器没有到时。

PLC 基本结构 电梯控制系统 PLC 分为两个方面：逻辑控制系统和拖动控制系统。基本结构如下 逻辑控制由 PLC 软件实现，其功能有轿内指令与厅外召唤的记忆与消除，定向选层，顺向截梯，起制动，开关门运行等程序控制。拖动控制系统中，电梯当前工作状态的反馈信号直接送给 PLC，由 PLC 向拖动系统发出各种控制信号。目前电梯的拖动方式由原来的直流调速逐渐过渡到了焦流调速，PLC 控制技术结合交流调速技术已成为现代电梯行业发展的一个趋势。

电梯控制系统的安全保护 1、短路保护 短路时熔断器 FU 的熔体熔断而切断电路起保护作用。

2、过载保护 采用热继电器 FR。由于热继电器的热惯性较大，即使发热元件流过几倍于额定值得电流，热继电器也不会立即动作。因此在电动机启动时间不太长的情况下，热继电器不会动作，只有在电动机长期过载时，热继电器才会动作，用它的常闭触头使控制电路断电。

3.、失电压保护 通过接触器 KM 的自锁环节来实现。当电源电压由于某种原因而严重欠电压或失电压（如停电）时，接触器 KM 断电释放，电动机停止转动。当电源电压恢复正常时，接触器线圈不会自行通电，电动机也不会自行启动，只有在操作人员重新按下启动按钮后，电动机才能启动。

4、超程保护 超程也叫超行程，术语多用于电力设备断路器。

超程是真空开关触头完全闭合后，动或静触头所能移动的距离。

超程的作用主要有以下几点：

a)保证触头在电磨损后仍能保持一定的接触压力； b)触头闭合时能利

用触头弹簧力缓冲，减小弹跳； c)在触头分闸时，使动触头获得一定的初始的动能，拉断熔焊点，提高初始分闸速度，减小燃弧时间，从而提高介质恢复的速度。

如果超程太小，就不能保证触头在烧损后应有的触头压力，同时，初始分闸速度变小，会影响真空开关的开断关合和动热稳定性能，甚至产生重合闸弹振。若超程太大，会增加操作机构的合闸功，使合闸变得极不可靠。真空开关的超程取额定开距的 15%～40%左右，10 kV 级真空开关的超程一般取 3～4 mm。

现在的真空开关动静触头之间的接触一般采用平板接触，要保证接触良好，就要保证相当的接触压力，超程是指开关动静触头接触后，触头弹簧的压缩行程，其目的是为了保证接触压力，从而保证开关接触良好。

程序调试和结果 程序调试分块进行，分别对梯内梯外呼叫和指示部分（即电梯呼叫和状态指示）、电梯定向上下行部分（即模拟升降功能）、平层自动开门控制部分（即轿厢的平层检测）、电梯门的手动控制部分等进行调试。各块调试成功后再将程序一块一块加上去进行调试，直到整体联调合格为止。

梯外楼层按钮调试：程序下载到 PLC 后，先按复位按钮将模型复位，电梯停在 1 层。分别按下 2 层和 3 层按钮，电梯指示灯只是电梯运行到 2 层和 3 层。随后再按下 2 层的另一个按钮和 1 层按钮，电梯运行到 2 层和 1 层。最后按下 3层按钮，电梯直接运行到 3 层，再按下 1 层按钮，电梯直接返回 1 层。

梯内楼层按钮调试：程序下载到 PLC 后，先按复位按钮将模型复位，电梯停在 1 层。先后按下“2”和“3”，电梯先后运行到 2 层和 3 层。随后再先后按下“2”和“1”，电梯先后运行到 2 层和 1 层。最后先后按下“3”和“1”，电梯直接运行到 3 层，随后直接返回 1 层。

电梯开关门调试：程序下载到 PLC 后，先按复位按钮将模型复位，电梯停在 1 层。按 1 层呼叫按钮，电梯门开，1 秒后自动关闭。将电梯呼叫到 2 层和 3层，开关门同 1 层一样正常。黄灯熄灭后按下开门键，黄灯立刻点亮，再按下关门键，黄灯熄灭。按下开门键后开门时间重新计时仍为 1 秒

第三部分 设计成果 一、C PLC 和变频器的连接图 三层楼电梯输入输出端子分配表见表 KM3 上行 Y2 输出 KM4 下行 Y3 输出 KM5 快速 Y4 输出 KM6 加速 Y5 输出 KM7 慢速 Y6 输出 E1 上行方向灯 Y20 输出 E2 下行方向灯 Y21 输出 E3 一层指示灯 Y22 输出 E4 二层指示灯 Y23 输出 E5 三层指示灯 Y24 输出 E6 一层内指令指示 Y25 输出 E7 二层内指令指示 Y26 输出 E8 三层内指令指示 Y27 输出 E9 一层向上召唤灯 Y30 输出 E10 二层向上召唤灯 Y31 输出 E11 二层向下召唤灯 Y32 输出

E12 三层向下召唤灯 Y32 输出 电梯层呼叫指示程序 电梯起动和运行程序

梯形图程序设计（1）电梯开门、关门程序 电梯开门、关门程序 2）电梯到层指示程序 电梯到层指示程序

（3）电梯层呼叫指示程序 电梯层呼叫指示程序（4）电梯起动和运行程序 电梯起动和运行程序

第四部分 结束语 本设计简单，只用几个按钮就可以实现对电梯的控制，每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号。电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示，采用 LED 和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示。

我感觉通过这次设计活动，我的最大收获是了解了一种设计思想，认识了一个新的设计世界，这种设计思想要求设计者对自己的设计目的要有一个清晰的认识，对怎样实现自己的设计要有把握，同时他的最大意义在于将它运用于现实中后，它能给使用它的群体带来多大的方便；有了这种思想，以后再次参加类似设计活动，就会使设计者在整体设计和实现方法上不会一点眉目也没有了。

通过这次设计使我对电梯的控制有了深入的了解，尤其是电梯的 PLC 控制。在这次设计中，我经历了 查资料→做笔记→思考→定位→选设备的过程，使我了解的不仅仅是电梯的控制，或是设备的选择，或浅或深，最重要的是我掌握了一种设计的方法，思维的方式，使受益非浅。在此次设计中，使我还体会到了要想飞快的进步就要有一盏明灯照路。

感谢曹老师指点和教诲，使我突破了许多难关,更从中学到了许多。

第五部分 致谢 感谢我的辅导员以及各位教授们，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。

感谢我的老师，这设计中的每个实验细节和每个数据，都离不开你的细心指导。而你开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很快的融入我们这个新的实验室.感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。三年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。只是今后大家就难得再聚在一起吃每年元旦那顿饭了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。我们在一起的日子，我会记一辈子的。

感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。

三年充实的生活告诉我，民族需要掌握先进理念、具有国际视野、熟悉具体环境的实战先锋；也告诉我，只有不断经历考验、挫折、甚至失败，才能逼近我们最终的理想！

第六部分 参考文献 [1] 梁延东，《电梯控制技术[M]》，北京，中国建筑出版社，1997，[2] 廖长初，《可编程控制器应用技术》，重庆，重庆大学出版社，1997； [3] 陈宇，《可编程控制器基础及编程技巧》，广州，华南理工大学出版社，1999； [4] 王兆义，《可编程控制器教程》，北京，机械工业出版社，2001； [5]张进秋，《可编程控制器原理及应用实例》，天津，机械工业出版社，2003 [6]胡学林，《可编程控制器教程（实训篇）》，北京，电子工业出版社，2004 [7]常路德,张晓明，《常见电梯电路注解图集》，北京，人民邮电出版社，2004 [8]高钦和，《可编程控制器应用技术与设计实例》，北京，人民邮电出版社，2004 [9]俞国亮，《PLC 原理与应用》，北京，清华大学出版社，2005.6 [10]刘剑，《电梯电气设计》，北京，中国电力出版社，2006 [11]王淑英，《电器控制与 PLC 控制技术》，北京，机械工业出版社，2005 [12]张运刚等，《PLC 技术与应用》，北京，人民邮电出版社，2007.2

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