三层楼电梯PLC控制系统设计与调试(梯形图+电路图) 第4页
第3章 三层楼电梯PLC控制系统设计
3.1 电梯的控制要求
一层呼叫按钮PB1、二层下呼叫按钮PB2、二层上呼叫按钮PB3，三层呼叫按钮PB4，一层行程开关 LS1、二层行程开关 LS2、三层行程开关 LS3；输出信号有：电梯上升KM1、电梯下降KM2，控制要求如下：
1．不允许同时有两层楼要求停电梯；
2．当二层不需要停时，能越过二层直接到达所需楼层。
图3－1 电梯示意图
3.2 PLC控制系统的设计分析
任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：
1.最大限度地满足被控对象的控制要求
充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。
2.保证PLC控制系统安全可靠
保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。
3.力求简单、经济、使用及文修方便
一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的文护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和文护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。
3.3电梯控制系统硬件设计
3.3.1 PLC型号选择
PLC的种类非常繁多，不同种类之间的功能设置差异很大，这既给PLC机型的挑选提供了十分广阔的空间，同时也带来了一定的难度。机型选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下，力争最好的性价比，并有一定的升级空间。
考虑到本次设计的电梯系统只有3层，且开关量居多，模拟量较少；对于开关量控制为主的系统而言，一般PLC的响应速度足以满足控制的要求，在小型PLC中整体式比模块式的价格便宜，体积也小，但是在设计活动中，经常碰到一些估计的指标，在设计活动中需要进行局部调整，另外模块式PLC排除故障所需时间短；我们估算输入输出接口比较多；由于考虑到本次设计的电梯系统只有3层，考虑到工厂造价，我们采用离线编程的方式，以减小软硬件的开销。
统计输入、输出点数并选择PLC型号：
输入信号有7个，考虑到有15％的备用点，即7×（1＋15％）＝8.05，取整数9，因此共需9个输入点。
输出信号有6个，考虑到有15％的备用点，即6×（1＋15％）＝6.9，取整数7，因此共需7个输出点。
因此可选用欧姆龙C20PCPU类型可编程控制器，它有12个输入点，8个输出点，满足本例的要求。
3.3.2电梯PLC I/O配线表
三层楼电梯输入输出端子分配表见表3¬－1
表3-1 三层楼电梯输入输出信号的I/O地址分配
输入电器 输入端子 输出电器 输出端子
三层呼叫按钮PB4 0002 电梯上升KM1 0501
二层上呼叫按钮PB3 0003 电梯下降KM2 0500
二层下呼叫按钮PB2 0001 三楼指示灯3F 0504
一层呼叫按钮PB1 0004 二楼上指示灯2F上 0505
三层行程开关LS3 0005 二楼下指示灯2F下 0507
二层行程开关LS2 0006 一楼指示灯1F 0506
一层行程开关LS1 0007
3.3.3 PLC输入输出接线示意图
PLC的输入输出模块与外部用户设备的接线方式分为汇点式和分割式，两种方式的区别在于：选用汇点式接法的系统使用的电源电压唯一，而选用分割式接法的系统电源电压不唯一。根据系统的实际情况，输入输出模块与外部设备的接线形式均匀，具体接法如下图3—2所示：
图3—2 PLC输入输出接线图
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