五层电梯模型 PLC 控制系统设计与调试
院 、 部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：专 业：班 级：完成时间：
孙君哲 何 西 职称：讲师 电气工程及其自动化 1105 2014/12/20
摘 要
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。此次的关于五层电梯模型PLC控制系统设计主要有司机、无司机、消防三种工作模式。同时也具有自动响应层楼召唤信号、自动响应轿厢服务指令信号、自动完成轿厢层楼位置显示、自动显示电梯运行方向、直达和最远停站等功能。在设计中，要合理的选择电动机以及合理的选用一些相关的辅助继电器。
该设计基于三菱FX系列PLC进行设计和调试，设计的方案是按照设计要求紧密的结合，该设计在于用可编程控制器控制电机的正反转来达到使电梯上下的目的。电梯到达具体楼层的信号用行程开关控制，电梯的呼叫按钮用按钮控制。同时具有具体楼层和运行指示显示。
关键词：四层；可编程控制器；模式；自动响应
ABSTRACT
With the rapid development of our social economy, people's material and cultural life level is increasing day by day, with the development of the construction industry, for building up and down the elevator transportation industry is in rapid development. The elevator is not only a kind of important equipment in the production process, but also a people frequently passenger transportation equipment. The model of five layers of elevator PLC control system design mainly has a driver, the driver, and fire three work modes. Also has the automatic response floor call signals, automatic response capsules service instruction, automatically capsules floor position display, automatic elevator running direction, direct, and furthest stop, and other functions. In the design, the reasonable selection of motor and reasonable
selection of some relevant auxiliary relay.
Key words：The five stores elevator；PLC control；Model；Automatic
response
目 录
1 设计要求与设计内容................................................ 1
1.1 设计要求 .................................................... 1 1.2 设计内容 .................................................... 1 2 系统硬件设计...................................................... 2
2.1 电梯控制系统构造组成 ........................................ 2 2.2 系统硬件型号的选择 .......................................... 3 2.3 主控制电路 .................................................. 3 2.4 PLC的I/0分配表及外部接线柱控制图........................... 5 3 梯形图的设计与分析................................................ 8 结束语............................................................. 21 参考文献........................................................... 22 致谢............................................................... 23 附录A ............................................................. 24 附录B ............................................................. 25
1 设计要求与设计内容
1.1 设计要求
（1）系统应具备：有司机、无司机、消防三种工作模式。 （2）系统应具备下列几项控制功能:
（3）自动响应层楼召唤信号(含上召唤和下召唤)。 （4）自动响应轿厢服务指令信号。
（5）自动完成轿厢层楼位置显示(二进制方式)。 （6）自动显示电梯运行方向。
（7）具有电梯直达功能和反向最远停站功能。
1.2 设计内容
（1）按题意要求，列出PLC I/O地址分配表 （2）画出PLC I/O端子接线图 （3）完成梯形图控制程序设计 （4）完成课程设计说明书
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2 系统硬件设计
2.1 电梯控制系统构造组成
电梯模具由变压稳压电源、PLC、轿厢、限位开关、呼梯按钮、交流电机、继电器、LED数码管、支架、导轨等组成。为了便于观察,对电梯所在的楼层进行显示,我们采用LED数码管显示,而对电梯的运行方向,楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示。其电梯控制系统结构如图1所示。
电动机可编程控制器运行及楼层显示输出信号电梯厢按钮及行程开关信号 图1 电梯控制系统结构
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电梯的外观与内部按钮布局如图2 所示
图2 电梯按钮布局图
2.2 系统硬件型号的选择
随着PLC控制的普及与应用，PLC产品的种类和型号越来越多，而且功能也日趋完善。近年来，从美国、日本、德国等国家引进的PLC产品及国内厂家组装或自行开发的产品已有几十个系列。其中三菱公司FX系列PLC聚集了整体式和模块式PLC的优点，其基本单元、扩展单元和扩展模块的高度与宽度相同，它们的相互连接不用基板，仅用扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个整齐的长方体。其体积小，很适于在机电一体化产品中使用。
FX2N系列的PLC为目前市场上的主流产品，能完成绝大多数工业控制要求。上市多年之后，价格有所下降，性价比较高。
PLC的选择根据所需的控制信号,输入点数27点,输出点数28点,选择三菱PLC FX2N--MR构成基本控制单元。
2.3 主控制电路
电梯的上升和下降是由一台交流电机来完成的。如图3所示，KM1、KM2为电机正反转接触器，用以实现电梯的上升和下降控制。KM3为电梯减速运行接触器，用以实现电梯的减速控制，当电梯收到停层指示后，KM3断电释放，串入阻
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抗，使电路的电流减小，实现电梯的上升与下降的减速运行。到达平层时，接触器全部断电释放，抱闸抱死使电机停止运行。电梯升降主电路，具体电路如附录所示。
.L1L2L3QSFUKM1KM2KM3LRFRR?M.图3 主控制电路图
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2.4 PLC的I/0分配表及外部接线柱控制图
（1） I/O分配表
输入点 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26 对应信号 外呼按钮1向上 外呼按钮2向上 外呼按钮2向下 外呼按钮3向上 外呼按钮3向下 外呼按钮4向下 内呼按钮去1楼 内呼按钮去2楼 内呼按钮去3楼 内呼按钮去4楼 1楼平层信号 2楼平层信号 3楼平层信号 4楼平层信号 上下限位 轿厢内开门按钮 轿厢内关门按钮 热继电器 内部消防按钮 外部消防按钮
输出点 Y0 Y3 Y1 Y2 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y20 Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26 Y27 Y30 Y31 Y32 Y33 对应信号 KM1电动机正转 KM2电动机反转 上行指示 下行指示 开门指示 关门指示 1楼向上外呼指示 2楼向上外呼指示 2楼向下外呼指示 3楼向上外呼指示 3楼向下外呼指示 4楼向上外呼指示 4楼向下外呼指示 5楼向下外呼指示 内呼按钮去1楼指示 内呼按钮去2楼指示 内呼按钮去3楼指示 内呼按钮去4楼指示 内呼按钮去5楼指示 LED a段显示 LED b段显示 LED c段显示 LED d段显示 LED e段显示 LED f段显示 LED g段显示
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M101 M102 M103 M104 M105 M106 M501 M502 M503 M504 M201 M202 M203 M204 M211 M212 M213 M214 M215 M216 1楼上升 2楼上升 2楼下升 3楼上升 3楼下升 4楼下升 1楼平层 2楼平层 3楼平层 4楼平层 內呼去1楼 內呼去2楼 內呼去3楼 內呼去4楼 1楼上升 2楼上升 2楼下降 3楼上升 3楼下降 4楼下降 外呼按钮用，M111 于记忆外呼按M112 钮呼电梯信M113 号，平层解除 M114 M115 M116 平层用，用于M119 记 忆平层M120 信号，被 其M226 它平层信号解 M227 除。 M228 M229 用于要去的楼M240 层 平层解除 M241 M242 M243 M244 开关门有效外M246 呼 T0 T1 T3 T4 上升综合信号 M221 M222 M223 M224 內呼去1楼 內呼去2楼 內呼去3楼 內呼去4楼 开关门有效内 呼 下降综合信号 上升记忆信号 下降记忆信号 1层有效开门信号 2层有效开门信号 3层有效开门信号 4层有效开门信号 已正常开关门记忆信号 1层手动开门 2层手动开门 3层手动开门 4层手动开门 各层手动开门信号综合 开门时间 关门时间 运行后不在平层的时间 无人乘坐会基站的时间 6
（2） PLC外部接线柱接线图
图4 PLC外部接线图
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3 梯形图的设计与分析
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结束语
该课程设计是基于PLC的电梯模型设计。通过本次课程设计，重点在于学会和巩固专业知识以及专业技巧，同时锻炼自己分析问题和解决问题的能力。同时通过本次的课程设计基本上掌握了对于三菱的编译和调试过程。
该课程设计是五层电梯模型设计，采用了三菱的fx2n系列的PLC，作为控制电路，主电路采用电机正反转来达到电梯上下的控制。该课程设计具有上行下行指示电路，到达楼层显示电路，消防开关按钮，已经LED显示电路。由于条件本次课程设计停留在理论阶段并未进行实际的测试是一大遗憾。
纵观电梯的发展历史，可以得到该课题具有很强的实际意义以及发展前景。PLC控制系统具有高稳定，易维护，以及高精度性，很迎合市场的需求。电梯作为以后高楼必备的交通工具，也体现了该课程设计的重要性。
对于该课程设计的不足在于注重理论，而且侧重性问题。该课程设计重点在于PLC的程序设计，对硬件电路并没有做过多的解释。这点需要在以后进行改正。
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Chen Jing.PLC application development technology and engineering practice[M].Beijing:Posts and Telecom Press,2005.(in Chinese)
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致谢
本课题在选题及进行过程中得到了老师的悉心指导以及同学的热心帮助，在这里特意感谢在课程设计中帮助过我的老师和同学们。感谢老师的严格要求，严教之下才会更加认真的去学，将知识归于己用，所以很感谢老师。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！另外，还要感谢所有同学对我的指导和帮助，是他们不厌其烦的帮助我学习自己不懂的东西。正是由于他们的帮助才让这此课程设计最终可以顺利有效的做完。真心感谢大家！
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附录A
电梯实物图
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附录B
三菱PLC FX2N--MR实物图
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