電梯控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

目錄

一、項目選題構(gòu)思

1.選題的背景依據(jù)

2.方案的分析

3.項目規(guī)劃

二、項目整體設計

1.項目任務及分析

2.系統(tǒng)總體功能

3.程序設計流程圖

4.控制電路的設計

(1)I/O分配表及PLC的選型

(2)硬件接線圖的設計

(3)初期程序的設計

三、項目運行實施

1.硬件安裝

2.整體調(diào)試

(1)調(diào)試步驟

(2)調(diào)試要點

四、程序

五、總結(jié)與體會

2

創(chuàng)新項目任務書

本學期開展創(chuàng)新項目，是為了培養(yǎng)學生運用專業(yè)知識解決實際應用的能力，進一

步加強一般控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試技能訓練，引導學生進行項目任務要求分析及項

目實施工作方法選擇，建立創(chuàng)新意識、激發(fā)其對專業(yè)學習興趣和熱情，培養(yǎng)學生

團隊的工作作風。

項

目

電梯控制系統(tǒng)設計

選

題

項項目任務：

目1.根據(jù)要求分析電梯控制的工作原理，繪制工作流程圖；

任

2.硬件設計：確定I/O分配點，PLC選型，繪制硬件接線圖；

務

3.軟件設計：編寫梯形圖；

及

要4.聯(lián)機調(diào)試：硬件連線、軟件編譯調(diào)試；

求5.撰寫課程項目報告，并進行課程項目的答辯匯報。

要求：

1.掌握PLC的編程方法及調(diào)試步驟；

2.掌握硬件接線方法及排除一般故障的技能；

3.具備讀圖、識圖、繪圖能力：

4.培養(yǎng)分析判斷、語言表達、解決實際問題的能力；

5.培養(yǎng)團隊合作、方案優(yōu)化、5s等方面的能力。

項

目

考1.過程考核(40%)：包括工作態(tài)度、溝通能力、團隊合作

核2.項目實施(30%)：包括知識應用、技能應用、解決問題

方3.項目答辯(30%)：包括項目貢獻、表達能力、作品評價

式

項2021.11.01-2021.11.03項目選題及申報；

目2021.11.04-2021.11.8項目前期分析及資料收集；

設2021.11.9-2021.11.22項目硬件系統(tǒng)的構(gòu)建;

計2021.11.23-2021.12.05項目軟件系統(tǒng)的構(gòu)建;

計2021.12.6-2021.12.20項目現(xiàn)場安裝及調(diào)試；

劃2021.12.21-2021.12.25項目結(jié)項匯報及答辯;

2021.12.26-2021.12.31項目相關文件資料整理歸檔：

3

一、項目選題構(gòu)思

1.選題的背景依據(jù)

電梯是工業(yè)革命的產(chǎn)物，電梯的發(fā)明給人們的生活檸來了諸多便利性，不僅提高了人們

爬樓的效率而且一定程度上解決了殘疾人上下樓的問題.電梯的普及徹底改變了傳統(tǒng)樓梯的

爬樓方式，使得人們在時間空間上得到更為高效的移動方式。目前在我國居民建筑中在五層

以上基本實現(xiàn)了電梯的安裝，隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提而，近幾年也逐漸出現(xiàn)了一些多層

電梯洋房建筑，電梯的使用率也越來越高。隨著城市建設和經(jīng)濟活動的不斷發(fā)展，現(xiàn)代建筑

物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，電梯作為?種重要的交通工具已與人們的日常生活密不可

分，且成為城市物質(zhì)文明的一種標志。電梯在辦公大樓，公司，高層等場所得到廣泛運用。

電梯性能的好壞對人們生活的影響越來越顯著，因此必須提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯的

運行既高效節(jié)能乂安全可靠，同時對電梯的調(diào)速精確，調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性也提出了

更高的要求。在設計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險

系數(shù)。然而只有電梯的制造，安裝調(diào)試，售后服務和維修保養(yǎng)都達到高質(zhì)量，才能全面保障

點最終高質(zhì)量。

2.方案的分析

本設計全程自動化，避免了人為因素造成交通的安全隱患。

PLC控制：PLC控制是軟件控制。通過存放在存儲器中的用戶程序來完成控制功能，

控制程序的修改不需要改變控制器的內(nèi)接線（硬件）。電路簡單，具有極高的穩(wěn)定性和靈活

性，可以根據(jù)場合設計相應功能，可擴展性能強。

基于PLC控制的優(yōu)越性，即具有極高的穩(wěn)定性和靈活性，不需要改變硬件，通過程序

來實現(xiàn)功能，操作和維護方便，可擴展性強等優(yōu)點。因此，本次項目采用PLC來控制汽車

燈控系統(tǒng)。

4

3.項目規(guī)劃

借此項目來達到以下控制目的：

1.在電梯達到指定樓層，自動平層開門關門。

2.延時自動關門。

3.能夠響應廳外召喚，上下運行。

項目認識4.門廳與轎廂內(nèi)有樓層顯示。

5.到達頂層或底層自動停止。

本項目以PLC為核心控制部件，綜合運用PLC技術應用、電氣控制技術、電

氣圖的識讀與繪制等課程相關知識，實現(xiàn)汽車燈控的功能。

1.根據(jù)要求分析電梯控制的工作原理；

2.硬件設計：確定I/O分配點，繪制硬件接線圖；

項目要點

3.軟件設計：編寫梯形圖程序；

4.聯(lián)機調(diào)試：硬件連線、軟件編譯調(diào)試；

1.硬件設計：根據(jù)功能確定I/O點數(shù)及連線圖

預期重點、難點

2.軟件設計：根據(jù)工作流程圖編寫梯形圖程序

與解決措施

日期工作內(nèi)容責任人

負責參考資料的收集和整理、系統(tǒng)

方案分析。

負責系統(tǒng)工作原理的分析，線路設

計繪制,項目程序編寫,相關參數(shù)設

置工作c

負責整個項目的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工作，并

項目計劃

保持與指導老師的溝通，及時反饋

遇到的問題，統(tǒng)籌整個項目系統(tǒng)的

安裝及調(diào)試及項目匯報工作。

負責整個控制系統(tǒng)需求分析，相關

設備選型工作，以及項目的安裝調(diào)

試工作C

系統(tǒng)程序的編寫，相關匯報說明文

件的編寫等工作，相關文件的整理

5

歸檔工作。

6

二、項目整體設計

1.項目任務及要求分析

本設計采用S7-200型PLC來實現(xiàn)電梯的控制功能。

功能要求：

1.通過使用拽引電機以及鋼絲配重裝置實現(xiàn)電梯的上升和下降；

2.通過使用變頻器以及對變頻器參數(shù)的設定實現(xiàn)加減速控制以及速度設定與保護：

3.通過對程序的編寫實現(xiàn)五層電梯的呼叫以及運行功能。

電梯的主要控制功能

（1）方向控制：通過變頻器的信號端子實現(xiàn)電機運行方向的改變，并具有順序優(yōu)先功

能；

（2）呼叫電梯控制：在每層轎廂外側(cè)設定呼叫按鈕，實現(xiàn)外側(cè)呼叫電梯功能，并實現(xiàn)

呼叫記憶功能：

（3）內(nèi)側(cè)選擇按鈕：在轎廂內(nèi)側(cè)設定層選按鈕實現(xiàn)樓層的自由選擇；

（4）在電梯運行過程中，順行方向?qū)崿F(xiàn)停車、反向不停車；

（5）在電梯到達平層后具有延時自動開門功能，也可以實現(xiàn)手動關門程序；

（6）在電梯關門的過程中，具有延時關閉、手動關閉、以及關門隙礙保護功能；

（7）在電梯運行過程中，電梯不能手動強制開門；在門未安全關閉前禁止電梯運行。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

7

本次設計的電梯控制系統(tǒng)硬件主要由以下部分組成：輸入端：開關按鈕（啟動，停止,

呼叫）、行程開關（檢測位置狀態(tài)）、紅外傳感器（檢測是否有人）、光電開關控制端（避免

太陽直射與光的影響）送入PLC進行處理，然后由PLC傳入變頻器從而控制轎廂運作。

2.硬件設計

（1）I/O分配表

序號名稱輸入點序號名稱輸出點

0一樓平層X00電梯上行記憶Y0

1二樓平層XI1電梯下行記憶Y1

2三樓平層X22電機正轉(zhuǎn)Y2

3四樓平層X33電機反轉(zhuǎn)Y3

4五樓平層X44內(nèi)呼一樓指示Y4

5內(nèi)呼叫一層X55內(nèi)呼二樓指示Y5

6內(nèi)呼叫二層X66內(nèi)呼三樓指示Y6

7內(nèi)呼叫三層X77內(nèi)呼四樓指示Y7

8內(nèi)呼叫四層X108內(nèi)呼叫五樓指示Y10

9內(nèi)湖叫五層XII9一層外呼上行指示Y11

10一層外呼上行X1210二層外呼上行指示Y12

11二層外呼上行X1311三樓外呼上行指示Y13

12三樓外呼上行X1412四樓外呼上行指示Y14

13四樓外呼上行X1513二樓外呼下行指示Y15

14二樓外呼下行X1614三樓外呼下行指示Y16

15三樓外呼下行X1715四樓外呼下行指示Y17

16四樓外呼下行X2016五樓外呼叫下行指示Y20

17五樓外呼下行X2117門電機正轉(zhuǎn)Y21

18手動開門X2218門電機反轉(zhuǎn)Y22

19手動關門X2319工頻50HZY23

20開門限位X2420減速6HZY24

8

21關門限位X2521制動￥25

22電梯上升極限位X26

23電梯下降極限位X27

(2)PLC接線圖

根據(jù)輸入與輸出點端口分配表，用AutoCAD畫出PLC硬件接

線示意圖。

與PLC輸入端相連的是控制的各個開關，與輸出端相連的則是指示燈，可以

直接明了的了解當前的工作進程，便于人工監(jiān)控。

9

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三、梯形圖程序編寫

經(jīng)過編寫程序前控制流程圖、I/O表分配、硬件設備確定以及選型后，根據(jù)以上選擇適

合本次硬件、程序流程的指令對程序進行編寫。

1.呼叫信號記憶及消除程序設計如圖5-3所示：

10

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圖5-3呼叫信號記憶及消除程序

2.電梯內(nèi)通過面板選擇樓層，在兩分鐘之后無操作，電梯自動返回首層程序設計如圖5-4

所示:

II

圖5-4電梯自動返回首層程序

1.平層處理程序設計如圖5-5所示:

12

X000X001X002X003X004

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二鎮(zhèn)干密三鎮(zhèn)不層

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X001XOOOX002X003X004

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二金二餐一松干方三金早層

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X002X001XOOOX003X004

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二核干縣R?干分三宅7層

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M44

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圖5-5平層處理程序

4,選擇層數(shù)定向以及反向截梯程序設計如圖5-6所示:

13

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圖5-6選擇層數(shù)定向以及反向截梯程序

5.轎廂的內(nèi)呼指令與外召喚指令保持信號，用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動或手

動執(zhí)行開關門操作。開關門執(zhí)行一次之后，信號取消。使電梯能夠繼續(xù)響應其他乘坐信號

如圖5-7所示：

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