三层电梯控制系统设计PLC课程设计

前言

可编程控制器作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。随着社会的不断发展，楼房越来越高，而电梯成为了高层楼房的必须设备。电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，为高层运输做出了不可磨灭的贡献。PLC在电梯升降控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于PLC具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯升降过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对电梯的控制。

在PLC课程设计中，我组设计了一个三层电梯控制系统，并且将西门子公司S7-200系列可编程控制器与其结合并应用起来，在学完《电气控制与PLC应用》课程后，我们在设计过程中较为得心应手，不至于从头开始。整个过程包括了方案讨论，程序设计，程序修改，上机调试等，在程序设计方面花了比较多的时间，主要考虑到电梯分别停在一层、二层和三层时在其他楼层呼叫等各种情况。每当遇到困难时，我组都积极与老师联系讨论，深入分析研究问题，在整个过程中，我与我的组员都相互配合，相互学习。

目录

一、引言.....................................

1.1课程设计目的......................................

1.2设计技术指标与要求................................

二、总体方案设计.............................

2.1系统硬件配置及组成原理...........................

2.2 PLC的基本组成...................................

2.3 CPU模块的技术指标..............................

2.4 PLC工作原理....................................

2.5 系统变量定义及分配表...........................

2.6 系统接线图设计.................................

三、控制系统设计...........................

3.1 流程图设计....................................

3.2 设计思路......................................

四、系统调试及结果分析.....................

4.1 硬件调试.....................................

4.2软件调试.....................................

4.3 结果分析.....................................

五、结束语................................

六、参考资料..............................

七、附录..................................

一、引言

可编程逻辑控制器简称PLC,它早期时候用来代替继电器控制系统的，因此功能较为简单，只能进行开关量逻辑控制。而随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展最后被国际电工委员会定义为是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。当今，随着PLC技术的发展及其应用的推进，PLC 已成为系统自动化、信息化、远程化及智能化的重要支柱。因而，学习PLC不仅是自动化系统集成的设计、使用与维修人员的迫切要求。可编程序控制器是微型计算机技术与继电器常规控制技术结合的产物，是在顺序控制的基础上发毡起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。它是由硬件系统和软件系统组成，具有可靠性高，抗干扰性能力强；编程简单易学；功能完善，适应性强；使用简单，调试维修方便；体积小、重量轻、功耗低等特点。目前它正朝着在系统构成规模上，向大、小两个方面发展；开发各种智能模块，不断增强过程控制能力；向网络化发展，通信联网功能不断增强；编程语言与编程工具向标准化和高级化发展；发展容错技术等5方面的发展。自从诞生以来，获得了极其广泛的应用，对工业生产自动化程度的提高起到非常巨大的作用。

1.1 课程设计目的

（1）熟悉PLC软件的应用、进一步熟练操作该软件、便以后应用。

（2）由简单的程序设计到更复杂的程序设计、功能更齐全、深入了解PLC的设计与技巧。

（3）掌握PLC控制系统的设计方法、包括设计过程步骤、模块选用等。

1.2 设计技术指标与要求

（1）分析系统输入信号，包括保护、工作状态选择、开/关门控制、位置检测、呼梯、速度控制等。

（2）分析系统输出信号，包括开/关门、上行、下行、报警器、指示灯等。（3）根据以上情况选择S7-200PLC型号。

（4）分配PLC输入输出点。

（5）设计其接线示意图。

（6）按照实际要求和I/O分配编写程序。

二、总体方案设计

2.1系统硬件配置及组成原理

我组设计的三层电梯控制系统的主要功能有：①楼层指示灯亮时表示停在相应的楼层，②每当停在各楼层时其楼层指示灯闪烁1秒接着常亮，③有呼叫的楼层有响应，反之没有，④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。

在整个PLC课程设计过程中，我主要负责查找资料，程序设计和调试，在选择方案时组织我组队员参与讨论，在遇到困难时联系老师解决问题，协助我组队员完成PLC课题设计报告。

PLC课程设计要求具有较强的理论知识，结合实践上机调试，分析理解能力和故障排除能力，是一个综合性较强的课程设计，这也是本系开设此课程设计的目的和初衷。

2.2 PLC的基本组成

PLC的型号、规格繁多。它主要由中央处理单元CPU、存储器、I/O、编程器等组成。

（1）中央处理器（CPU）

PLC中系统程序赋予的功能，接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。用扫描方式接收现场装置的状态，并存入输入映像寄存器。诊断电源、PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误。 PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读取永和程序，按指令规定的任务，产生相应的控制信号，曲启闭有关控制电路。分时分渠道地去执行数据的存储、传送、组合、比较和变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑运算或算术运算等任务。根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容，在有输出映像寄存器的状态或数据寄存器的有关内容，实现输出控制、制表、答应或数据通讯等。

（2）存储器

系统程序存储器该存储器存放系统程序(系统软件)。系统程序是PLC研制者所编的程序，它是决定PLC性能的关键。系统程序包括监控程序,解释程序、故障自诊断程序、标准子程序库及其他各种管理程序等。系统程序由制造厂家提供，一般都固化在ROM或EPROM中，用户不能直接存取。系统程序用来管理、协调PLC各部分的工作，翻译、解释用户程序，进行故障诊断等。用户程序存储器该存储器存放用户程序(应用软件)。用户程序是用户为解决实际问题并根据PLC的指令系统而编制的程序，它通过编程器输入，经CPU存放入用户存储器。为便于程序的调试、修改、扩充.、完善，该存储器使用RAM。

（3）输入输出接口(简称I/O)

输入输出接口是CPU与工业现场装置之间的连接部分，是PLC的重要组成部分。与微机的1/O接口工作于弱电的情况不同， PLC的I/O接口是按强电要求设计的，即其输入接口可以接受强电信号，其输出接口可以直接和强电设备相连接。

（4）编程器

编程器是PLC中一种主要的外部设备，它是开发、维护PLC控制系统的必备