评分：
电气控制与可编程控制器
课 程 设 计
设计题目： 五层电梯的PLC控制
班 级： 电气06-2
姓 名： 胡晓俊 学号： 14
指导教师： 陈政石
茂名学院自动化实验室
实验日期：2009 年6 月22 日
目 录
一 设计题目·····································第 3 页
二 设计目的·····································第 3 页
三 设计方案与要求·······························第 3 页
1 方案的选择········································第 3 页
2 控制要求··········································第 4 页
四 设计内容·····································第 4 页
1 主电路的设计·······································第 4 页
2 可编程控制器的设计·································第 6 页
五 原理分析·····································第 9 页
1 主电路原理分析·····································第 9 页
2 梯形图原理分析····································第 10 页
3 电梯PLC及网络控制示意图··························第 15 页
六 设计结果····································第 16 页
七 体会心得····································第 17 页
一、设计题目：五层电梯的PLC控制
二、设计目的：
1、掌握通用可编程控制器基本应用设计方法，进一步熟炼掌握三菱FX02系列小型可编程控制器的硬、软组织资源、功能及编程软件。掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法。掌握可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。
2、通过应用FX02可编程控制器完成一个具体生产过程的检测或电气设备控制等设计实例，掌握PLC在实际应用中怎样绘制电气控制原理图、接线图和互连图等工艺设计方法。
3、锻炼PLC在实际应用中的系统程序设计能力。
4、通过课程设计锻炼学生熟练掌握资料的查询（图书、网络）和综合应用能力。
三、设计方案与要求：
1、方案的选择：
对于电梯的控制，可选用继电-接触系统或可编程控制器来完成，但是二者有各自的特点：
（1）、继电-接触系统：它的优点是线路直观，大部分电器均为常用电器，更换方便，价格较便宜。但是他触点繁多，线路复杂，电器的电磁机构及触点动作较慢，能耗高，机械动作噪音大，而且可靠性差。
（2）、PLC在设计和制造上采取了许多抗干扰措施，使用方便，扩展容易。它使用了梯形图和可编程指令，易于掌握。总之，PLC取代继电-接触系统已经成为大的趋势。
基于上述原因，我选择用可编程控制器来完成对电梯的控制。
2、控制要求：
（1）、电梯轿箱的控制要求：
选向：根据电梯各层内选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼曾位置决定电梯的运行方向。
选层换速：指电梯能够根据轿箱内所选层而决定运行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原则。并且在每次平层的时候都能够换速。
楼层位置的指示：选用了数码管显示的方法。由于FX2N系列已有内部计数-译码驱动模块，所以只要外部加上LED七段显示管和电源就可以显示楼层了。
（2）、电梯门的控制要求：
要求当电梯平层的时候，电梯门自动打开，经过10秒钟后电梯门自动关上。如果遇到有人在门中间的情况，电梯会因为光电开关的作用而自动开门。
（3）、补充要求：
出了上述两个要求以外，还要注意的一点就是备用电梯电机的使用，一但曳引电机出现故障，备用电机将手动控制转入运行状态，避免因曳引惦记出故障而引发的不必要的麻烦。
四、设计内容：
1、主电路的设计：
（1）、拖动电机主电路：
如图1为主电路的设计。
拖动电机的选择及原理：电梯的种类多种多样，按拖动系统来分有交流单速/交流双速拖动电梯、交流调压调速电梯等等。在此次设计中，我将采用交流双速电机作为曳引电机，它的优点是简单，经济，更重要的是舒适感好。
备用电机的选择：备用电机只要选择和曳引电机一样的型号即可。
（2）、门电机主电路：
如图2所示为门电机主电路的设计。
门电机的选择及原理：只要满足功率要求，门电机选用一般三相异步电动机即可。如图中所示电动机的正反转来实现门的开关，采用星角降压启动，KS为速度继电器，用来对开关门到头时制动，防止轿，厅门的损坏。
2、可编程控制器的设计选择：
（1）、由于市面上三菱产品型号较多，种类齐全，技术先进，所以选择较前沿的产品三菱FX2N系列产品。系统设计的硬件接线图如图3所示。 图3
（2）、可编程控制器的硬件设计
a、输入输出点的估算：
首先列出被控制对象输入输出的设备名称，并根据所需要的输入输出点数进行统计，根据统计的数据，增加10%～20%的可扩展余量后就得到了输入输出点数的估计数据。
以此为依据可以算出I/O总点数约为100点。
b、开关量输入、输出模块的选择：
根据PLC输入、输出量点数与性质，可确定I/O模块型号与数量，高密度模块如32、64点，平均每点价较低，但受到工作电压、工作电流和环境温度的限制，同时应注意同时接通的点数不应超过总数的60%。
c、I/O点的分配
输入：
名称 输入点 名称 输出点
关门极限开关 X000 轿内一层呼钮 X020
开门极限开关 X001 轿内二层呼钮 X021
上下平层干簧触点 X002 轿内三层呼钮 X022
轿子内关门按钮 X003 轿内四层呼钮 X023
轿子内开门按钮 X004 轿内五层呼钮 X024
一层上行召唤按钮 X005 一层上行干簧感应触点 X025
二层上行召唤按钮 X006 二层上行干簧感应触点 X026
二层下行召唤按钮 X007 二层下行干簧感应触点 X027
三层上行召唤按钮 X010 三层上行干簧感应触点 X030
三层下行召唤按钮 X011 三层下行干簧感应触点 X031
四层上行召唤按钮 X012 四层上行干簧感应触点 X032
四层下行召唤按钮 X013 四层下行干簧感应触点 X033
五层下行召唤按钮 X014 五层下行干簧感应触点 X034
轿内开门开关 X015 上下行强迫换速开关 X035
轿内关门开关 X016 速度继电器感应触点 X036
门区感应开关 X017 光点感应触点 X037
输出：
名称 输入点 名称 输出点
轿门开门接触器 Y003 四层轿内指示按钮 Y026
轿门关门接触器 Y007 五层轿内指示按钮 Y027
上行交流接触器 Y010 一层上行召唤指示灯 Y030
下行交流接触器 Y011 二层上行召唤指示灯 Y031
加速接触器 Y012 二层下行召唤指示灯 Y032
快速接触器 Y013 三层上行召唤指示灯 Y033
慢速接触器 Y014 三层下行召唤指示灯 Y034
第一慢速减速接触器 Y015 四层上行召唤指示等 Y035
第二慢速减速接触器 Y016 四层下行召唤指示等 Y036
空 Y017 五层上行召唤指示等 Y037
楼层显示器 Y020
楼层显示器 Y021
楼层显示器 Y022
一层轿内指示按钮 Y023
二层轿内指示按钮 Y024
三层轿内指示按钮 Y025
（3）、可编程控制器的软件设计
内部继电器 名称
M100—M104 楼层感应中间继电器
M105—M101 层中间继电器
M130 上行中间继电器
M131 下行中间继电器
M134 换速中间继电器
M135 门锁中间继电器
M140 上平层中间继电器
M141 门区感应中间继电器
M142 下平层中间继电器
M143 运行中间继电器
M144 换速中间继电器
五、原理分析：
1、主电路图原理分析
（1）、拖动电机工作原理：如图1，起动电机串如电抗LQ、经一段时间后KM1接触器接通，电动机转入固有特性运转。减速时KMK断开、KMM接通，慢速绕组串电抗LM和电阻RM运行，延时一段时间后，KM2接通，短接RM，电动机串入电抗LM运行，在延时一段时间后，KM3接通，电动机在慢速固有特性上运行，直到KMS或KMX断开，电动机停止运转。
（2）、门电机原理分析：如图2，当电梯平层时，开门触点KMK闭合，电机正转，轿门打开；当定时继电器到时，KMG闭合，电机反转，轿门关闭；当有人在门中间出现时，光感触点闭合，电梯强迫正转，轿门打开；当轿门碰到开、关极限开关时，KMK或KMG断开，并反向制动。
2、梯形图原理分析
由梯形图得指令表为：
LD M130
AND X036
LD M131
AND X035
ORB
OUT M100
LD M130
AND X034
LD M131
AND X033
ORB
OUT M101
LD M130
AND X032
LD M131
AND X031
ORB
OUT M102
LD M130
AND X030
LD M131
AND X027
ORB
OUT M103
LD M130
AND X026
LD M131
AND X025
ORB
OUT M104
LD M100
LDI M101
AND M105
ORB
OUT M105
LD M101
LDI M100
AND M106
ANI M102
ORB
OUT M106
LD M102
LDI M101
AND M107
ANI 103
ORB
OUT M107
LD M103
LDI M102
AND M110
ANI M104
ORB
OUT M110
LD M104
LDI M103
AND M111
ORB
OUT M111
LD M105
OR M107
OR M111
OUT Y020
LD M107
OR M110
OUT Y021
LD M105
OR M106
OUT Y022
(以上为楼层显示控制)
LD X020
LD X130
OR X131
AND Y027
ORB
ANI M603
OUT 027
LD X021
LD X130
OR X131
AND Y026
ORB
ANI M603
OUT Y026
LD X022
LD X130
OR X131
AND Y025
ORB
ANI M603
OUT Y025
LD X023
LD X130
OR X131
AND Y024
ORB
ANI M603
OUT Y024
LD X024
LD X130
OR X131
AND Y023
ORB
ANI M603
OUT Y023
（以上为轿厢内选层按钮指示灯控制）
LD X005
LDI M105
AND Y030
ANI M130
ORB
OUT Y030
LD X006
LDI M106
AND Y031
ANI M131
ORB
OUT Y031
LD X007
LDI M106
AND Y032
ANI M130
ORB
OUT Y032
LD X010
LDI M107
AND Y033
ANI M131
ORB
OUT Y033
LD X011
LDI M107
AND Y034
ANI M130
ORB
OUT Y034
LD X012
LDI M010
AND Y035
ANI M131
ORB
OUT Y035
LD X013
LDI M010
AND Y036
ANI M130
ORB
OUT Y036
LD X014
LDI M011
AND Y037
ANI M131
ORB
OUT Y037
(以上为门厅呼层按钮控制)
LD M112
ANI M105
LD M113
ANI M106
ANI M105
ORB
LD M114
ANI M107
ANI M106
ANI M105
ORB
LD M115
ANI M101
ANI M107
ANI M106
ANI M105
ORB
LD M116
ANI M109
ANI M108
ANI M107
ANI M106
ANI M105
ORB
ANI 133
LDI Y
OR M130
ANB
ANI M131
OUT M130
LD M116
ANI M111
LD M115
ANI M110
ANI M111
ORB
LD M114
ANI M107
ANI M110
ANI M111
ORB
LD M113
ANI M106
ANI M107
ANI M108
ANI M109
ORB
LD M112
ANI M105
ANI M106
ANI M107
ANI M110
ANI M111
ORB
ANI 132
LDI Y
OR M131
ANB
ANI M130
OUT M131
（以上为选向控制）
LD M105
LD M113
AND M106
ORB
LD M114
AND M107
ORB
LD M115
AND M110
OR M111
ORB
LD M130
ANI M131
OR M134
ORB
ANI M144
OUT M134
LDI M105
ANI M106
ANI M107
ANI M110
ANI M111
OUT M144
LD X017
OUT M141
OUT M135
LDI X037
AND M130
LDI X037
AND M131
ORB
AND M135
ANI M134
OUT M143
LD M143
ANI Y014
OUT Y013
LD X037
OR X037
ANI M141
ANI Y013
OUT Y014
LD Y014
OUT T052
LD T052
OUT Y005
OUT T053
LD T053
OUT Y006
（电梯起动和一、二级制动控制）
LD X002
OUT M140
LD X017
OUT M141
LD X002
OUT M142
LD T450
AND Y011
AND Y011
LDI M141
AND Y011
AND Y011
ORB
LDI M603
ANI M142
ANI M143
ANI M140
ORB
ANI M431
OUT Y010
LD T450
AND Y011
AND Y011
LDI M141
AND Y011
AND Y011
ORB
LDI M603
ANI M140
ANI M143
ANI M142
ORB
ANI M430
OUT Y011
LD M140
AND M141
AND M142
ANI X001
OR KSR
OR X002
ANI Y010
OR Kg
OUT Y011
LDI Y011
AND M140
AND M141
AND M142
OUT T053
LD T053
ANI X000
OR X002
OR KSF
ANI Kg
ANI Y011
OUT Y010
（以上为电梯平层控制）
（1）、楼层感应电路：当电梯在遗漏时M104接通、M111接通并保持，电梯达到2楼是M103接通→M110接通，并保持，同时切断M111。
（2）、轿箱内指令及门厅召唤电路：人在轿箱内，当按下第3层选层按钮时，M502接通→M114接通并自保当电梯到达3层时搂层信号M102断开指令信号。
（3）、门厅召唤电路：当电梯位于1楼，如果3楼有上呼信号，2楼有上下呼信号，即M125、M122、M124接通，电梯到达楼时上呼信号消除。
（4）、电梯选向电路：当电梯位于2层楼，则M110接通，如果按下3楼指令按钮，M114接通，赭石由于M110的常闭触点断开，因此电梯向上方向继电器M130由M107、M106和M105的常闭触点而接通，选择上行方向。反之，如果1楼指令按钮按下，M116接通，向下方向继电器M131接通，选择方向向下。当上下方向均有指令时，如果电梯已经处于上行状态，则执行完M113、M112向上指令后，在执行M116向下指令。
（5）、梯平层、换速电路：如3楼有有指令位号，即M114接通。在电梯将大到3楼时，M107接通，使换速继电器M134接通，发出换速信号，并保持；当电梯达到顶层或底层时，无论有无轿内指令都必须还俗。M144接通，M134，折市电梯高速运行。
（6）、梯起动电路：当换速M134接通，M143断开→Y012断开，接通慢速继电器Y013，电机在固有特性上运行。
（7）、梯平层电路：如果电梯因不应有的原因，上行超越平层位置，SPG离开隔磁板，使X002断开，M140断开，这时Y011由Y013、M140、M143和Y010的常闭点和M142的常开触点而接通，电梯反向平层，直到M1140接通。最后位于平层位置，M140、M141和M142均接通，Y010和Y011均断开，进行抱闸。T450为延时断开时间继电器，用于快速运行断开的延时，以保护电动机绕组。
3、电梯PLC及网络控制示意图：
（1）、曳引电机
型号：YDDL160L-6/8；额定功率：11KW ；额定电压：380V；额定电流：23A；功率因数：0.83
（2）、备用曳引电机：选型同上
（3）、门电机
型号：Y100L-2；额定功率：3KW；额定电压：380V；额定电流：7A；功率因数：0.87
（4）、其他：
曳引电机
交流接触器：TYC4-25
熔断器 ：BLR1-63/3P；分断能力：50000A
热继电器 ：JR20-25
熔断式刀开关：HH4-30/3-25
门电机
交流接触器：TYC2-12-9
熔断器 ：BLR1-63/3P-14
热继电器 ：JR20-25-10
熔断式刀开关：HH3-15/2-10
六、设计结果：
根据电梯最大载重量可算出电梯所需要的功率，约11KW。因此选择YKKL160L-6/8型号的交流双速电机。然后根据此电机的额定电流选出接触器，熔断器和热继电器等数据，注意熔断器额定电流约为电机电流的1.8—2.1倍。门电机根据拖动要求选择额定功率为3KW的电机。
七、体会心得：
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，使我受益非浅。
参考文献：
史国生.《电气控制与可编程控制器技术》.化学工业出版社
陈志新.《电气与PLC控制技术》.中国林业出版社
常斗南 李全力.《可编程控制器原理及其应用》.电子工业出版社
常小玲.《电梯控制系统与可编程控制器》.机械工业出版社
追问谢谢你但是有没有十二层的啊，还是双层啊，尤其是梯形图啊，谢谢
追答暂时没有啦。。