简易三层电梯的PLC控制

XX学院

毕业综合实践报告

题目: 简易三层电梯的PLC控制

类型：应用类

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摘要

可编程序控制器（Programmable controller）简称PLC，它的控制逻辑是由程序（软继电器）组成的，相比传统的继电器控制逻辑节省了更多的连接器件，取消了大量的中间继电器和时间继电器等控制器件，并且也大大简化了硬件接线，同时兼具计算机的功能，因此在实际生活中或工业系统控制中得到广泛应用。而电梯的使用在日常生活中是随处可见的，用PLC系统来控制电梯的上下运行无疑是一个最佳的选择。根据现实生活，不同的楼层人们乘搭电梯到不同的楼层去好比是一个复杂的排序游戏，但对PLC 来说只不过是一个简单的控制系统。当将电梯在上下运行中遇到的所有情况罗列出来，然后再通过编写PLC里面的程序编制出一个控制系统，把控制系统与电梯的运行电机连接起来就能控制电梯的运行了。

关键词：PLC控制系统；三层电梯；上、下行信号；上、下行显示；数码管

目录

一引言 (1)

1.1PLC的基本知识 (1)

1.1.1 PLC的定义 (1)

1.1.2 PLC的发展 (1)

1.1.3 PLC的组成 (1)

1.1.4 PLC工作方式 (2)

二简易三层电梯的PLC控制 (2)

2.1 三层电梯的控制要求 (2)

2.2 控制系统的硬件组成部分 (3)

2.2.1 I/O 分配表 (3)

2.2.2 接线图 (4)

2.3控制系统的软件组成部分 (4)

2.3.1 PLC控制系统程序(梯形图) (4)

2.3.2 PLC控制系统程序分析 (5)

三总结PLC在简易三层电梯中的应用 (7)

致谢 (8)

参考文献 (9)

一引言

1.1 PLC的基本知识

1.1.1 PLC的定义

PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器，可以编制程序的控制器。它能够存储和执行指令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械和生产过程。

1.1.2 PLC的发展

可编程序控制器（PLC）自20世纪70年代发明以来，经过了飞速发展，从产品的结构、种类、尤其在功能上更加完美和强大。特别是20世纪末期，可编程序控制器发展更适合现代工业控制的需要，从控制规模来说，由小型机到超大型机品种齐全；从控制能力来说，有各种各样的特殊功能模块单元，用于压力、温度、转速、位移、数模、模数等各式各样的控制场合；从产品配套能力来说，各种人机界面单元、通信单元，使用可编程序控制器的工业配套更加容易。伴随着工业以太网、现场总线的发展，可编程序控制器在工业控制网络的各个层面上发挥重要的作用。所以可编程序控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域中得到广泛的应用。

1.1.3 PLC的组成

PLC主要由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入接口、输出接口、通信接口、扩展接口电路等部分组成。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于编程器、上位计算机等外设连接。PLC的软件由系统程序和用户程序组成。

系统程序由PLC制造厂商设计编写的，并存入PLC的系统存储器中，用户不能直接读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。

PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程序。在PLC 的应用中，最重要的是用PLC的编程语言来编写用户程序，以实现控制目的。由于PLC 是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是广大电气技术人员，为了满足他们的传统习惯和掌握能力，PLC的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的专用语言。

PLC编程语言是多种多样的，对于不同生产厂家、不同系列的PLC产品采用的编程语言的表达方式也不相同，但基本上可归纳两种类型：一是采用字符表达方式的编程

语言，如语句表等；二是采用图形符号表达方式编程语言，如梯形图等。

1.1.4 PLC工作方式

当PLC的方式开关置于“RUN”位置时，PLC即进入程序运转状态。在程序运转状态下，PLC工作于独特的周期性循环扫描方式。每一个扫描周期分为读输入、执行程序、处理信息要求、执行CPU自诊断和写输出5个阶段。

PLC属于逐条读取指令、逐条执行指令的顺序扫描工作方式，先被扫描的软继电器先动作，并且影响后被扫描的软继电器，即与软继电器在程序中的位置有关。在编程时掌握和利用这个特点，可以较好地处理软件连锁关系。

PLC扫描周期的时间与PLC的类型和程序指令语句的长短有关，通常一个扫描周期为几毫秒至几十毫秒，超过设定时间时程序将报警。由于PLC的扫描周期很短，所以从操作上感觉不出来PLC的延迟。

二简易三层电梯的PLC控制

2.1 三层电梯的控制要求

（1）电梯停在一层或二层时，按3AX则电梯上行至3LS停止；

（2）电梯停在二层或三层时，按1AS则电梯下行至1LS停止；

（3）电梯停在一层时，按2AX则电梯上行至2LS停止；

（4）电梯停在三层时，按2AS则电梯下行至2LS停止；

（5）电梯停在一层时，按2AX、3AX则电梯上行至2LS停止T秒；然后继续自动上行至3LS停止；

（6）电梯停在三层时，按2AS、1AS则电梯下行至2LS停止T秒；然后继续自动下行至3LS停止；

（7）电梯上行途中，下降招呼无效；电梯下行途中，上行招呼无效；

（8）轿箱位置要用七段数码管显示，上行、下行用上、下箭头指示显示。

各符号意义：1AS、2AS、2AX、3AX分别为一、二、三层招呼信号；1LS、2LS、3LS分别为一、二、三层磁感应位置开关(可用位置开关代替)。

图2-1 三层电梯示意图

2.2控制系统的硬件组成部分

2.2.1 I/O分配表

表2-1 3层电梯控制I/O口分配表

输入部分输出部分输入端子输入元件作用输出端子输出元件作用X0 SB0 二层下呼按钮Y0 KM0 上行信号X1 SB1 一层上呼按钮Y1 KM1 下行信号X2 SB2 二层下呼按钮Y10 R0 下行显示X3 SB3 三层下呼按钮Y11 R1 上行显示X11~X13 LS11~LS13 一~三层限位Y30~Y36 七段数码管楼层显示

2.2.2 硬件接线图

图2-2 三层电梯控制接线图2.3 控制系统的软件组成部分

2.3.1 PLC控制系统程序(梯形图)

图2-3 三层电梯PLC控制程序

2.3.2 PLC控制系统程序分析

（1）当电梯停在一层或二层时，碰触常开触点X3代表电梯要上三楼，同时一层的限位开关X11触点也要闭合，代表在一层的限位开关要转变原来的状态了；而X13常闭触点是三层的限位开关，代表当电梯到达三层的时候会自动停下；常闭触点Y11则代表电梯在上行的过程中，下呼触点一直闭合，下呼是无效的。

（2）当电梯停在二层或三层时，碰触常开触点X1代表电梯要下一楼，同时三层的限位开关X13触点也要闭合，代表在三层的限位开关要转变原来的状态了；而X11常闭触点是一层的限位开关，代表当电梯到达一层的时候会自动停下；常闭触点Y10则代表电梯在下行的过程中，上呼触点一直闭合，上呼是无效的。

（3）常开触点X2是代表二层的上呼触点，代表当电梯在一层的时候要上二楼，碰触X2,同时一层的限位开关触点X11也要转变原来的状态，而常闭触点X12是二层的限位开关，代表当电梯到达二层的时候会自动停下；常闭触点Y11则代表电梯在上行的过程中，下呼触点一直闭合，下呼是无效的。

（4）常开触点X2是代表二层的下呼触点，代表当电梯在三层的时候要下二楼，碰触X2,同时三层的限位开关触点X13也要转变原来的状态，而常闭触点X12是二层

的限位开关，代表当电梯到达二层的时候会自动停下；常闭触点Y10则代表电梯在下行的过程中，上呼触点一直闭合，上呼是无效的。

（5）代表当电梯在一楼时，同时碰触常开触点X2、X3时的情况，一层的限位开关X11也要转变原来的状态，而三层的限位开关常闭触点X13则代表电梯到达三楼时会自动停下，常闭触点Y11则代表电梯在上行的过程中，下呼触点一直闭合，下呼是无效的。

（6）代表当电梯在三楼时，同时碰触常开触点X1、X0时的情况，三层的限位开关X13也要转变原来的状态，而一层的限位开关常闭触点X11则代表电梯到达一楼时会自动停下，常闭触点Y10则代表电梯在下行的过程中，上呼触点一直闭合，上呼是无效的。

（7）常开触点M5、M6代表上述(5)、（6）两种情况要发生时，二层的限位开关常开触点X12会限位定时，时间为5秒。

（8）代表上述（1）、（3）、（5）提到的情况都是电梯要上行的，同时电梯也显示是上行显示；当碰触到常开触点M1时，（1）所提及的情而况就会发生，电梯就会发出上行信号；或碰触到常开触点M3时，（3）所提及的情况就会发生，常闭触点M0则说明二层的限位开关也开始计时，而常闭触点Y1则像上面说到的当电梯在上行的过程中，下呼是无效的；再有就是当碰触到常开触点M5和T0时，（5）所提及到的情况就会发生，同时二层的限位开关也开始计时。

（9）代表上述（2）、（4）、（6）提到的情况都是电梯要下行的，同时电梯也显示是下行显示；当碰触到常开触点M2时，（2）所提及的情而况就会发生，电梯就会发出下行信号；或碰触到常开触点M4时，（4）所提及的情况就会发生，常闭触点M0则说明二层的限位开关也开始计时，而常闭触点Y0则像上面所说到的当电梯在下行的过程中，上呼是无效的；再有就是当碰触到常开触点M6和T0时，（6）所提及到的情况就会发生，同时二层的限位开关也开始计时。

（10）当碰触到常开触点X11时，系统就会把常数1移动到数据寄存器D中去。（11）当碰触到常开触点X12时，系统就会把常数2移动到数据寄存器D中去。（13）当碰触到常开触点X13时，系统就会把常数3移动到数据寄存器D中去。（14）M8000是PLC的运行监视，代表始终把数据寄存器中的数据转化成七段数码管能接受到的信号输出。

三总结PLC在简易三层电梯中的应用

上文分析的简易三层电梯的PLC控制系统主要是通过利用PLC的基本指令，如常开触点、常闭触点，辅助继电器，定时器等的作用实现电梯在三层中根据不同的情况而上下运行，满足现实生活的要求，当然，上述的控制系统是比较简单的，PLC里面的功能远远不止以上的几种，还有很多能够实现更复杂、要求更高的控制系统的功能和指令。同时，PLC还可以与变频器综合应用到不同的控制领域中，实现更多不同的功能，解决生活中的问题。因此，PLC在实际生活中应用的范围还将广泛应用到各种不同的控制系统中。

致谢

三年的大学生活随着这篇论文的完成而接近尾声，在大学这三年的学习与生活中让我成长了不少，包括专业知识的积累，为人处世方面的要领等。在大学里面的所学所得，都是通过老师和同学们的相互灌输，相互影响的。在此，我要感谢所有教导过我的老师，感谢他们对我的精心教导，让我不但在专业技能这方面学习到更专业更全面的知识，还有就是在专业以外学习到的其它技能，都让我受益匪浅。除此以外，还要感谢我的同学，是他们陪伴着我一起走过大学三年的美好时光，是他们陪伴着我一起成长，是他们让我留下了珍贵的回忆!

再有，就是在完成这篇论文的过程中，我要感谢我们小组的秦老师和陈老师，是他们尽职尽责地提醒着我要赶快完成论文；还有就是在我面对着我的实习内容与毕业论文要求相差太远而无从下手时，是他们为我指引着方向，教导我该怎样选择论文题材，为我确定论文题目起到了关键的作用。特别是陈老师的多番指导和对我论文的评改都让我受益匪浅，提醒我注意到很多在写作过程中都没注意到的细节问题！感谢他们为我完成论文而付出的努力！

参考文献

赵春生可编程序控制器应用技术人民邮电出版社2008.9

吴启红变频器、可编程序控制器及触摸屏综合应用技术实操指导书机械工业出版社2007.7 高钦和可编程控制器应用技术与设计[M] 人民邮电出版社 2004

郁汉琪电气控制与可编程序控制器应用技术[M] 东南大学出版社 2003

三菱机电培训教材，FX通讯用户手册，2001