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plc課程設計題目篇一
----生產過程自動化技術專業 一．課程設計目的： 按照控制要求，分析控制過程，通過可編程控制器進行系統的整體設計。通過實際工程設計，達到應用plc技術的實際控制工程技術訓練，掌握可編程序控制器控制實際過程的設計基本原則、方法和步驟，為畢業設計和實際工作技術設計打下基礎。二．課程設計時間：
2010—2011學年第二學期第1--2周。三．課程設計地點：
自習教室和plc控制實驗室。四．課程設計任務要求：
1.任選設計內容（見第五項）中的一題，或自命題（需經指導教師審核同意）。2.完成設計題目內容：
熟悉題目，了解題目中生產裝置或設備的控制要求。根據控制要求，給出生產裝置的整體電氣控制系統設計方案，采用plc控制。要求給出i/o地址編號分配表，plc控制梯形圖，寫出指令程序。通過可編程控制器實驗裝置模擬調試程序。（1）畫出plc外部接線圖。（2）.畫出plc梯形圖。
（3）給出控制盤面板示意圖、控制盤的接線圖。（4）給出課程設計報告。
（5）通過在可編程控制器實驗裝置上操作，驗證其可編程的正確性。五．課程設計題目：（任選一題，若自命題需經老師同意）
1.設計一個智力競賽搶答控制裝置，當出題人按下開始按鈕sb1后，在10 s之內，4個參賽者只有最早按下的人搶答有效，搶答桌上的燈亮3 s，賽場上的燈亮2 s，而且sb1復位，使定時器復位。12 s后搶答無效，sb1及定時器復位，設計出原理接線圖，設計出梯形圖，并模擬調試。
2．用plc對自動售貨機進行控制，根據工作要求，寫出梯形圖及指令表。工作要求：（1）
此售貨機可投入1元、2元或10元硬幣。
（2）
當投入的硬幣總值超過12元時，汽水按鈕指示燈亮；又投入的硬幣總值超過15元時，汽水及咖啡按鈕指示燈都亮。
（3）
當汽水按鈕燈亮時，按汽水按鈕，則汽水排出7s后自動停止，這段時間內，汽水指示燈閃動。
（4）
當咖啡按鈕燈亮時，按咖啡按鈕，則咖啡排出7s后自動停止，這段時間內，咖啡指示燈閃動。
（5）
若投入硬幣總值超過按鈕所需德錢數（汽水12元，咖啡15元）時，找錢指示燈亮，表示找錢動作，并退出多余德錢。（6）
i/o編號：
輸入
輸出
1元識別口：x0
咖啡出口：y10 5元識別口：x1
汽水出口：y11 10元識別口：x2
咖啡按鈕指示燈：y12 咖啡按鈕：x3
汽水按鈕指示燈：y13 汽水按鈕：x4
找錢指示燈：y14 計數動復位：x5 3.利用plc做一電機轉速檢測顯示及控制裝置，寫出梯形圖及指令表。電機上裝有一個轉速檢測裝置（每轉輸出10個脈沖），電機轉速由pwm輸出控制。設計一個程序：（1）檢測電機轉速，并在7段數碼顯示器上顯示。
（2）當檢測值與給定值不同時改變pwm輸出，使實際轉速與給定值相等。(3)加上16鍵輸入電路，用于輸入給定值。
4.某設備：粉末冶金制品壓制，在初始狀態時，沖頭和模具在最上面，裝好金屬粉末后，按下啟動按鈕x0,y0變為on,沖頭下行。將粉末壓緊后，壓力繼電器x1為1狀態，開始保壓延時，5s后，y1變為on，沖頭上行。上限位開關x2變為1狀態時，沖頭停止上行，y2變為on，模具下行。碰到下限位開關x3時，停止下行。工人取走成品后，按下按鈕x5，y3變為on，模具上行。限位開關x4變為1狀態時，系統返回初始狀態。畫出控制順序功能圖，原理接線圖，設計出梯形圖。5.設計某醫院呼叫系統：
醫院護士站，需要照顧所有多個病房的病人，請設計一個由電子電路實現的、16個病房使用的遠距離傳輸、床位對應、集中提示的“醫院病人緊急呼叫系統”，每個病房四位病床，要求：
(1)每個病床有一個呼叫的按鍵。
(2)能夠存儲醫生處理之前的呼叫狀態。
（3）設計優先編碼電路，根據病人病情設置優先級別。當有多人呼叫時，病情嚴重者優先。（此功能可選）
（4）當病人緊急呼叫時，產生聲、光提示，并按優先級別顯示病人編號。
（5）設計呼叫清除電路，當醫生處理完當前（最高優先級）顯示的病號后，可將該呼叫清除，系統能自動顯示優先級病床呼叫信號。
6.在街道、商場或公共場所，通常裝有各種五彩斑斕的燈飾，美化人們的生活空間。用可編程序控制器控制設計一個彩燈控制器，控制紅綠黃三個燈，按如下規律依次點亮。
1.紅、黃、綠三組彩燈循環閃亮，變化規律是：紅燈亮0.5秒－紅燈、綠燈亮0.5秒－綠燈亮0.5秒－黃燈、綠燈亮0.5秒－黃燈亮0.5秒－黃燈、紅燈亮0.5秒－所有燈全亮1秒－紅燈亮0.5秒??，如此循環產生“流水”般的效果。2.設計檢測裝置控制彩燈白天不亮，晚間自動亮。3.能夠控制停止燈亮，可以啟動從初始狀態開始。六．主要參考教材
1.《可編程控制器原理及應用》上海交通大學出版社，王整風等主編。2.《可編程控制器原理及應用方法》重慶大學出版社，廖常初 主編。七．進度安排
第一周的周三至周日，查閱資料，設計接線圖；第二周的周一到周三設計梯形圖程序并模擬調試程序，周四到五編寫設計說明書，考核驗收答辯。八．成績考核
依據考核學生的可編程控制器（plc）的編程設計能力，圖紙和設計報告，結合答辯情況給定成績。
1.設計報告 60%，2.動手實驗模擬調試 20%，3.創新能力 10%，4.平時學習和答疑 10%。
成績評定：優秀
良好
中等
及格
不及格五檔。九．注意事項 1.實驗時注意安全，通電前必須仔細檢查。2.3月12日前完成設計。
plc課程設計題目篇二
電氣與plc控制技術
課 程 設 計
設計題目： 十字路口交通燈plc控制系統設計 設計人姓名： 周春宇 設計人學號： 2011100874 專業班級： 11自動化(工業)指導教師： 葉建雄
2014年6月份 十字路口交通燈plc控制系統設計
摘要
十字路口的紅綠燈指揮著行人和車輛的安全運行，實現紅綠燈的自動指揮能使交通管理工作得到改善，也是交通管理工作自動化的重要標志之一。解決好公路交通燈控制問題是保障交通有序、安全、快捷運行的重要環節。plc是一種新型的通用的自動控制裝置。plc它將傳統的繼電器控制技術、計算機技術和通訊技術融為一體，是專門為工業控制而設計的，具有功能強、運用靈活、可靠性高、穩定性好、抗干擾能力強、編程簡單，使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系列有點。
一、課程設計的目的
（1）本次課程設計主要目的是在plc控制下，設計十字路口交通信號燈控制系統，是我們學生鞏固和加深plc基本知識的理解，也加深了對plc基本指令，順控制令等指令的理解，同時學會查詢資料、方案設計以及對單元控制狀態認識，進一步提高綜合應用所學知識的能力，提高分析解決問題的能力。（2）學會使用組態王軟件。
（3）熟悉三菱fx系列plc外部電路的接線及操作。
二、課程設計題目和要求
題目：十字路交通燈plc控制系統設計
2.1交通燈數量及位置如下：
北東西南 說明：每一路口由三盞燈組成，每盞燈有兩種狀態：紅燈和方向標志的綠燈。2.2工作要求：
a.東西方向左轉標志燈綠色放行,其他禁行等待（紅燈），時間25秒，全部禁止10秒； b.東西方向直行和右轉標志綠燈放行，其他禁行，時間60秒，全部禁止10秒； c.南北方向左轉標志燈綠色放行,其他禁行等待（紅燈），時間25秒，全部禁止10秒； d.南北方向直行和右轉標志綠燈放行，其他禁行，時間60秒，全部禁止10秒； e.重復a步驟，如此循環。2.3課程設計要求
1.按題意要求，畫出plc端子接線圖及控制梯形圖，其中梯形圖要求用二種方法實現 基于時間定時器的方法和基于步（或轉換為中心）的方法。2.利用編程工具軟件輸入梯形圖控制程序，完成調試。
3.利用上位機組態王組態軟件（或觸摸屏）完成控制對象的監控。
4、完成課程設計說明書。
三、課程設計內容
1,用定時器控制的十字路口交通燈、1）東西方向左轉標志綠燈用y0輸出控制，東西方向左轉標志紅燈用y4輸出控制；
2）東西方向直行和右轉標志綠燈用y1輸出控制，東西方向直行和右轉標志紅燈用y5輸出控制；
3）南北方向左轉標志綠燈用y2輸出控制，南北方向左轉標志紅燈用y6輸出控制；
4）南北方向直行和右轉標志綠燈用y3輸出控制，南北方向直行和右轉標志紅燈用y7輸出控制，4）梯形圖和如下：
5）梯形圖解釋
當x0按下時，y0，y5，y6，y7，都啟動，并自保持，同時定時器t0 k250開始計數。過25秒以后，定時器t0 k100開始動作，利用定時器的常閉觸點斷開y0，同時定時器的常開觸點啟動定時器t1、輔助繼電器m0和y4，并自保持。再過10秒以后定時器t1開始動作，利用t1斷開y5和t1并啟動y1和定時器t2
k600。再過60秒定時器t2開始動作，利用t2斷開y1并啟動y5和定時器t3 k100。再過10秒，t3開始動作，利用t3斷開y6和t3并啟動y2和定時器t4 k250。再過25秒，定時器t4開始動作，利用定時器t4斷開y2并啟動y6和定時器t5 k100。再過10秒定時器t5開始動作，利用定時器t5斷開y7和定時器t5并啟動y3和定時器t6 k600。再過60秒，定時器t6 開始動作，利用定時器t6斷開y3并啟動y7和定時器t7 k100。再過10秒，定時器t7開始動作，利用定時器t7斷開定時器t7和y4同時啟動y0、y5、y6、y7。如此循環工作。
2、基于步的十字路口交通燈、的梯形圖如下:
1）東西方向左轉標志綠燈用y0輸出控制，東西方向左轉標志紅燈用y4輸出控制；
2）東西方向直行和右轉標志綠燈用y1輸出控制，東西方向直行和右轉標志紅燈用y5輸出控制；
3）南北方向左轉標志綠燈用y2輸出控制，南北方向左轉標志紅燈用y6輸出控制；
4）南北方向直行和右轉標志綠燈用y3輸出控制，南北方向直行和右轉標志紅燈用y7輸出控制，5)梯形圖如下:
6)梯形圖說明：
首先用m8002使s0置位，然后用s0啟動y0、y5、y6、y7;同時啟動定時器t0 k250、t1 k350，開始計時，還要使s20置位。過25秒以后定時器t0開始動作，利用定時器斷開y0并使y4動作，再過10秒，定時器t1開始動作，t1使y1開始動作，同時使y5斷開；利用s20和t1使定時器t2 k600和t3 k700開始計時并使s21置位，再過60秒定時器t2開始動作，t2使y1斷開，同時啟動y5，再過10秒，定時 器t3開始動作；利用s21和定時器t3啟動y2和定時器t4 k250、t5
k350同時使s22置位；再過25秒定時器t4開始動作，t4使y2停止動作，同時啟動y6，再過10 秒定時器t5開始動作，利用s22和t5使y3動作并啟動定時器t6 k600、t7
k700，同時t5使y7斷開。再過60秒，t6開始動作，t6使y3斷開，同時啟動y7，再過10秒定時器t7開始動作，t7使s0、置位同時使s20、s21、s22復位。如此循環執行。仿真監控如下：
4、組態王的監控 教師評語：
plc課程設計題目篇三
二．驗證型實驗
1.機械手設計： 1.1程序說明
1.2仿真結果
x0閉合一下啟動，y5高電平。x5閉合一下，y4高電位，y5復位。x4閉合一下，y7高電位，y4復位。x7閉合一下，y5高電位，y7復位。x5閉合一下，y3高電平0.2s，y4高電平，y5復位。x4閉合一下，y6高電位，y4復位。x6閉合一下，進入下一次循環。
2.交通燈控制
2.1程序說明
2.2仿真結果
3.大小球分揀系統控制
3.1程序說明
3.2仿真結果
1.撿大球：x0閉合一下啟動，x2閉合，y12高電平10s后，y13高電平5s，y11高電平。x5閉合一下，y5高電平。x7閉合一下，y12高電平，y5復位。x4閉合一下，y12y13復位，放大球5s后，y11高電平。x5閉合一下，y11復位，y4高電平。x3閉合一下，y4復位，進入下一次撿球過程。
2.撿小球：x0閉合一下啟動，x2閉合，y12高電平10s后。x4閉合一下，y13高電平5s，y11高電平。x5閉合一下，y5高電平。x7閉合一下，y12高電平，y5復位。x4閉合一下，y12y13復位，放小球5s后，y11高電平。x5閉合一下，y11復位，y4高電平。x3閉合一下，y4復位，進入下一次撿球過程。
三．設計型實驗
1.電動機控制
1.1兩臺電動機m1.m2的時序運行
1.1.1 i/o連接圖及控制電路圖
1.1.2 程序及其說明
1.1.3 仿真結果
1.2.三臺電動機m1 m2 m3的時序運行
1.2.1 i/o連接圖及控制電路
1.2.2 程序及其說明
1.2.3 仿真結果
2.彩燈控制
2.1 i/o連接圖及控制電路
2.2 程序及其說明
2.2仿真結果
彩燈分為4組，編號0到3為第一組，編號4到7為第二組，編號10到13為第三組，編號14到17為第四組；第一組彩燈由編號0—3逐一點亮，點亮后熄滅，隔3秒后逆序逐一點亮，再熄滅，3秒后編號0和編號2與編號1和編號3交替亮，5秒后全部熄滅；第二組彩燈由編號4—7逐一點亮，點亮后熄滅，隔3秒后逆序逐一點亮，再熄滅，3秒后編號4和編號6與編號5和編號7交替亮，5秒后全部熄滅；第三組彩燈由編號10—13逐一點亮，點亮后熄滅，隔3秒后逆序逐一點亮，再熄滅，3秒后編號10和編號12與編號11和編號13交替亮，5秒后全部熄滅；第四組彩燈由編號14—17逐一點亮，點亮后熄滅，隔3秒后逆序逐一點亮，再熄滅，3秒后編號14和編號16與編號15和編號17交替亮，5秒后全部熄滅；最后，奇數號彩燈與偶數號彩燈交替亮，重復了5次全部熄滅。機械手
3.1 i/o連接圖及控制電路
3.2 程序及其說明
3.3仿真結果
x0閉合一下啟動，y5高電位。x5閉合，計數器記1，y4高電位，y5復位。x4閉合一下，y7高電平。x7閉合一下，y5高電平。x5閉合6次，計數器記7，y3高電平0.2s，y4高電平。閉合x5五次，閉合x4一下，y6高電平。閉合x6一下，進入第二次。x5閉合兩次，計數器記14，y4高電位，y5復位。x4閉合一下，y7高電平。x7閉合一下，y5高電平。x5閉合6次，計數器記21，y3高電平0.2s，y4高電平。閉合x5五次，閉合x4一下，y6高電平。閉合x6一下，進入第三次。x5閉合三次，計數器記29，y4高電位，y5復位。x4閉合一下，y7高電平。x7閉合一下，y5高電平。x5閉合6次，計數器記37，y3高電平0.2s，y4高電平。閉合x5五次，閉合x4一下，y6高電平。閉合x6一下，進入第四次。x5閉合四次，計數器記46，y4高電位，y5復位。x4閉合一下，y7高電平。x7閉合一下，y5高電平。x5閉合6次，計數器記55，y3高電平0.2s，y4高電平。閉合x5五次，閉合x4一下，y6高電平。閉合x6一下，進入第五次。x5閉合五次，計數器記65，y4高電位，y5復位。x4閉合一下，y7高電平。x7閉合一下，y5高電平。x5閉合6次，計數器記75，y3高電平0.2s，y4高電平。閉合x5五次，閉合x4一下，y6高電平。閉合x6一下，進入下一輪循環。
四．實驗總結
通過兩個周的plc課程實驗，加深了我對這門課程的理解與學習，鞏固了知識，增長了更深層次的實踐基礎。這次課程設計設計的內容包括3個驗證型的實驗和3個設計型的實驗。通過程序的輸入，編輯，校驗，運行，仿真機械手控制，交通燈控制，大小球分揀系統控制以及設計電動機的時序圖運行，彩燈控制和機械手控制。這次設計，將我們所學的plc理論知識用于具體的設計，進一步鞏固了所學的理論知識，同時也認識到只有將理論知識運用到實踐操作，才能真正的掌握一門課程。每天都在機房上機，同學之間相互討論，團隊協作能力得到加強，老師也認真的輔導我們，同學積極的去認真的完成所布置的任務，整個教室顯示出一種認真的氛圍。這次課程設計使我受益匪淺，希望以后有更多的機會去完成類似的設計。
plc課程設計題目篇四
課程設計(論文)
三層電梯plc控制系統設計
three layers of the elevator plc control system design
學生姓名 學院名稱 學號 班級 專業名稱 指導教師
喬浩 信電工程學院 20110501146 11電氣1
電氣工程及其自動化
曹言敬
2014年 12月 15日
徐州工程學院課程設計
摘要
本論文闡述了可編程控制器plc在電梯控制系統中的應用，介紹了3層樓電梯的plc控制系統的總體設計方案、設計過程、組成，列出了具體的主要硬件電路、i/o分配表、電梯的控制梯形圖及指令表，并給出了系統組成框圖和程序流程圖。在分析處理隨機信號邏輯關系的基礎上，進行了plc的編程方法，設計了一套完整的電梯控制系統方案。
電梯的電氣系統由拖動系統和控制系統兩部分組成。目前電梯設計使用可編程控制器(plc)，功能變化靈活，編程簡單，故障少，噪音低。維修保養方便，節能省工，抗干擾能力強，控制箱占地面積少，使電梯運行更加安全、方便、舒適。本課程設計基于西門子（siemens）s7-200 plc對三層電梯的控制進行了模擬，形成了電梯升降的系統plc在電梯升降的過程中，主要體現在邏輯開關的功能。由于plc具有邏輯運算、記數、定時以及輸出輸入輸出的功能，在電梯升降的過程中各種邏輯開關控制與plc很好的結合，對電梯實現了控制。
關鍵詞
plc ；電梯控制；程序設計；梯形圖
ⅰ
徐州工程學院課程設計
目
錄 緒論.............................................................................................................................................1 1.1 背景知識...............................................................................................................................1 1.1.1 電梯基本結構.................................................................................................................1 1.2 課程設計目的.......................................................................................................................3 1.3 課程設計要求.......................................................................................................................3 1.4 課程設計任務.......................................................................................................................4 1.4.1 控制要求.........................................................................................................................4 1.4.2 系統分析.........................................................................................................................4 1.4.3 硬件設計.........................................................................................................................4 1.4.4 軟件設計.........................................................................................................................4 2 電梯控制系統硬件設計.............................................................................................................5 2.1模擬設備面板圖展示............................................................................................................5 2.2選擇機型................................................................................................................................6 2.3 i/o分配表.............................................................................................................................6 2.4 plc外部接線圖...................................................................................................................7 2.5電梯控制系統的安全保護....................................................................................................8 2.5.1 短路保護.........................................................................................................................8 2.5.2 過載保護.........................................................................................................................8 2.5.3 失電壓保護.....................................................................................................................8 2.5.4 超程保護.........................................................................................................................9 3 電梯控制系統軟件設計...........................................................................................................10 3.1 軟件設計流程圖.................................................................................................................10 3.2 源代碼設計.........................................................................................................................10 3.3 mcgs組態設計..................................................................................................................15 3.4 系統調試.............................................................................................................................17 結論...............................................................................................................................................18 致謝...............................................................................................................................................19 參考文獻.......................................................................................................................................20
ⅰ
徐州工程學院課程設計 緒論
1.1 背景知識
隨著城市建設的不斷發展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經濟和生活中有著廣泛的應用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。在許多交通設備中，電梯是自動化程度最高的先進設備的一種。隨著現代化生產規模的不斷擴大和人民生活水平的不斷提高，電能供需矛盾日益突出，節電呼聲日益高漲。有關統計數據表明，電動機拖動負載消耗的電能占總耗電量的70%以上。因此，電動機拖動系統節約電能具有特別的社會意義和經濟效益。電動機拖動系統節約電能的途徑主要有：一是提高電動機拖動系統的運行效率，如風機、水泵調速是以提高負載運行效率為目標的節能措施，再如電梯曳引機采用變頻調速取代異步電動機調壓調速是以提高電動機運行為目標的節能措施；二是將運動中負載上的機械能（動能、勢能）通過能量回饋器變化成電能（再生電能）并回送給交流電網，供附近其他用電設備使用，使電動機拖動系統在單位時間內消耗電網電能下降，從而達到節約電能的目的。
以前的電梯主要采用單片機控制，其性能等各方面都不太完善，現在電梯控制系統多采用plc，從電梯的性能、器件的靈活性及安全保障方面等都有了很大的提高。實際上電梯是根據外部呼叫信號以及自身控制規律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統采用隨機邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態和功能的設定，實現電梯的自動調度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（plc）取代微機實現信號集選控制。由plc控制代替傳統繼電器控制已成為發展定局plc是集計算機控制、自動控制技術、通信技術為一體的新型自動控制裝置。它的編程軟件采用易學易懂的梯形圖語言，控制靈方便，抗干擾能力強，運行穩定可靠，通過對電梯控制系統的研究和設計，可以更加深入的了解和認識plc技術的核心和未來發展的方向。
1.1.1電梯基本結構
從總的來講，電梯由機械系統和電氣控制系統兩部分組成：而電器部分由電力拖動系統，運動邏輯功能控制系統和電器安全保護等系統組成。
1.曳引系統
電梯曳引系統的功能是輸出傳動和傳遞動能，驅動電梯運行。主要由曳引機、曳引鋼絲繩導向輪和反繩輪組成。
(1)曳引機
曳引機為電梯的運行提供動能，由電動機、曳引輪和電磁制動器組成。(2)曳引鋼絲繩
ⅰ
徐州工程學院課程設計
曳引鋼絲繩由曳引鋼絲、繩股和繩心組成。(3)導向輪和反向輪
導向輪是將鋼絲繩向對重或轎廂的鋼絲繩輪，安裝在曳引機架或承重梁上。反繩輪是設置再機房上的定滑輪，其作用是根據需要，將曳引鋼絲繩繞過反繩輪，用以構成不同的曳引繩傳動比。
(4)根據電梯的使用要求和建筑物具體情況，電梯曳引繩傳動比、曳引繩在曳引輪上的纏繞方式以及曳引機的安裝位置都有所不同。
2.橋廂和門系統(1)轎廂
轎廂是用來安全運送乘客及物品到目的的箱體裝置，它的運行軌跡是在曳引機鋼絲繩的牽引下沿導軌上下運行。
(2)門系統
電梯門分為轎廂門和廳門,轎廂門是用來封住出入口，廳門是為了確保在候梯廳的安全而設置的開閉裝置只有在轎廂停層和平層時才能被打開。
3.重量平衡系統
對重是平衡轎廂重量的平衡重，與轎廂分別懸掛在曳引鋼絲繩的兩端。對重由以槽鋼為主所構成的對重架和用灰鑄鐵制造的對重快組成。轎廂側的重量為轎廂自重與負載之和，而負載的大小卻在空載與額定負載之間隨機變化。因此只當轎廂自重與載重之和等于對重重量時，電梯才處于完全平衡狀態。此時的載重稱為電梯的平橫點，而在電梯處于負載變化范圍內的相對平衡狀態時，應使曳引繩兩端張力的差值小于由曳引繩與曳引輪槽之間的摩擦力所限定的最大值，以保證電梯曳引傳動系統工作正常。
4.導向系統
導向系統由導軌、導靴和導軌架組成，導軌用來在井道中確定轎廂與對重的相互位置，并對他們的運動起導向作用。
5.保護系統
對現代電梯的運行必須保證安全。為此，設置了由電氣安全保護裝置和機械安全保護裝置組成的電梯安全保護系統。
(1)電氣安全保護裝置
為了保證電梯的安全運行，在井道中設置有終端超越保護裝置。實際上，這是一組防止電梯超越下端或上端站的行程開關，能在轎廂或對重撞底、沖頂之前，通過轎廂打板直接觸碰這些開關來切斷控制電路或總電源，在電磁制動器的制動抱閘作用下，迫使電梯停止運行。
(2)機械安全保護裝置
當電梯電氣控制系統由于出現故障而失靈時，會造成電梯超速運行。如果電氣超速保護系統也失靈，甚至電磁制動器也不起作用，就會使電梯失控而出現“飛車”，甚至會出現
ⅰ
徐州工程學院課程設計
曳引鋼絲繩嚴重打滑等嚴重事故，這時就要靠機械安全保護裝置提供最后的安全保護。對于電梯超速的失控現象的機械安全保護裝置是限速器和安全鉗，這兩種裝置總是相互配合使用。
6.電力拖動系統
電力拖動系統由曳引電動機、速度反饋裝置、電動機調速控制系統和拖動電源系統等部分組成。其中曳引電動機為電梯的運行提供動力；速度反饋裝置是為電動機調速控制系統提供電梯運行速度實測信號的裝置，一般為與電動機同軸旋轉的測速發電機，或電光脈沖發生器。
7.運行邏輯控制系統
電梯的電氣控制系統由控制裝置、操縱裝置、平呈裝置和位置顯示裝置等部分組成。其中控制裝置根據電梯的運行邏輯功能要求，控制電梯的運行，設置在機房中的控制柜（屏）上。
1.2 課程設計目的
1.了解常用電氣控制裝置的設計方法、步驟和設計原則。
2.通過某一生產設備的電氣控制裝置的設計實踐，了解一般電氣控制系統設計過程、設計要求、應完成的工作內容和具體設計方法。
3.本次課程設計應強調，在獨立完成課程設計的同時，培養學生查閱書籍、參考資料、產品手冊、工具書的能力，上網查詢信息的能力，運用計算機進行工程繪圖的能力，編制技術文件的能力等，從而提高學生解決實際工程技術問題的能力。
1.3 課程設計要求
1.確定控制方案，設計電氣控制裝置的主電路。
2.應用plc設計電氣控制裝置的控制程序。可分為5個步驟：
(1)選擇plc的機型及i/o模塊的型號，進行系統配置并校驗主機的電源負載能力；(2)根據工藝流程圖繪制順序功能圖；
(3)列出plc的i/o分配表，畫出plc的i/o接線圖；(4)設計梯形圖并進行必要的注釋；(5)輸入程序并進行室內調試及模擬運行。
3.設計電氣控制裝置的照明、指示及報警等輔助電路。系統應具有必要的安全保護措施，例如，短路保護、過載保護、失電壓保護、超程保護等。
4.選擇電氣元件的型號和規格，列出電氣元件明細表。選擇電氣元件時，應優先選用優質新產品。
5.繪制正式圖樣，要求用計算機繪圖軟件繪制電氣控制電路圖，用step 7-micro/win32編程軟件編寫梯形圖。要求圖幅選擇合理，圖、字體排列整齊，圖樣應按
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電氣控制圖國家標準有關規定繪制。
6.編寫設計說明書及使用說明書。內容包括闡明設計任務及設計過程，附上設計過程中有關計算及說明，說明操作過程、使用方法及注意事項，附上所有的圖表、所用參考資料的出處及對自己設計成果的評價或改進意見等。
1.4 課程設計任務
1.4.1控制要求
1.電梯由安裝在個樓層電梯口的上升下降呼叫按鈕（u1、u2、d2、d3），電梯橋廂內樓層選擇按鈕（s1、s2、s3），上升下降指令（up、down）,各樓層到位行程開關（sq1、sq2、sq3）組成。電梯在上升過程中只響應向上的呼叫，在下降的過程中只響應向下的呼叫，電梯向上或向下的還哦執行完成后再執行反向呼叫。
2.電梯等待呼叫時，同時有不同呼叫時，誰先呼叫執行誰。3.具有呼叫記憶、內選呼叫指示功能。
4.具有樓層顯示、方向指示、到站聲音提示功能。
1.4.2系統分析
為了實現上述要求，首先列出plc的i/o分配表，并畫出plc的i/o接線圖，然后選擇plc的機型及i/o模塊的型號，進行系統配置并校驗主機的電源負載能力。
根據控制要求，編寫梯形圖及語句表，調試程序直到準確無誤。
1.4.3硬件設計
1.列出plc的i/o分配表，并畫出plc的i/o接線圖；
2.選擇plc的機型及i/o模塊的型號，進行系統配置并校驗主機的電源負載能力； 3.設計必要的安全保護措施，例如，短路保護、過載保護、失電壓保護、超程保護等。
1.4.4軟件設計
1.采用模塊化程序結構設計軟件，首先將整個軟件分成若干功能模塊； 2.編寫控制系統的邏輯關系圖； 3.繪制各種電路圖；
4.編制plc程序并進行模擬調試； 5.現場調試；
6.編寫技術文件并現場試運行。
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徐州工程學院課程設計 電梯控制系統硬件設計
2.1 模擬設備面板圖展示
圖2-1 面板圖
+如圖2-1，其中s1、s2、s3分別為轎廂內一層、二層、三層電梯內選按鈕；d2、d3分別為二層、三層電梯外下降呼叫按鈕；u1、u2分別為一層、二層電梯外上升呼叫按鈕；sq1、sq2、sq3分別為一層、二層、三層行程開關，模擬實際電梯位置傳感器的作用。
l1、l2、l3分別為一層、二層、三層電梯位置指示燈；down為電梯下降狀態指示燈；up為電梯上升狀態指示燈；sl1、sl2、sl3分別為轎廂內一層、二層、三層電梯內選指示燈。
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2.2 選擇機型
plc的種類非常繁多，不同種類之間的功能設置差異很大，這既給plc機型的挑選提供了十分廣闊的空間，同時也帶來了一定的難度。機型選擇的基本原則應是在功能滿足要求的前提下，力爭最好的性價比，并有一定的升級空間。
考慮到本次設計的電梯系統只有3層，且開關量居多，模擬量較少；對于開關量控制為主的系統而言，一般plc的響應速度足以滿足控制的要求，在小型plc中整體式比模塊式的價格便宜，體積也小，但是在設計活動中，經常碰到一些估計的指標，在設計活動中需要進行局部調整，另外模塊式plc排除故障所需時間短；我們估算輸入輸出接口比較多；由于考慮到本次設計的電梯系統只有3層，考慮到工廠造價，我們采用離線編程的方式，以減小軟硬件的開銷。
統計輸入、輸出點數并選擇plc型號：
輸入信號有10個，考慮到有15％的備用點，即10×（1＋15％）＝11.5，取整數11，因此共需11個輸入點。
輸出信號有9個，考慮到有15％的備用點，即9×（1＋15％）＝10.35，取整數10，因此共需10個輸出點。
因此可選用cpu224類型可編程控制器，它有14個輸入點，10個輸出點，滿足本例的要求。
2.3 i/o分配表
表2-3 i/o分配表
電氣符號
序號 plc地址（plc端子）
（面板端子）
456
i0.3 i0.2 i0.1 i0.7 i0.5 i0.6 i0.4 i1.2 i1.1
s3 s2 s1 d3 d2 u2 u1 sq3 sq2
三層內選按鈕 二層內選按鈕 一層內選按鈕 三層下呼按鈕 二層下呼按鈕 二層上呼按鈕 一層上呼按鈕 三層行程開關 二層行程開關 功能說明
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電氣符號
續表2-3 序號 plc地址（plc端子）
（面板端子）
功能說明
112
314
516
i1.0 q0.3 q0.2 q0.1 q1.0 q1.1 q0.4 q0.5 q0.6 q0.7
sq1 l3 l2 l1 down up up1 dn2 up2 dn3
一層行程開關 三層指示 二層指示 一層指示 轎廂下降指示 轎廂上升指示 一層呼叫燈 二層向下呼叫燈 二層向上呼叫燈 三層呼叫燈 電源正端 主機1m、面板v+接電源+24v 主機1l、2l、3l、面板com
21電源地端
接電源gnd 表2-3電梯由安裝在各樓層門口的上升和下降呼叫按鈕進行呼叫操縱，其操縱內容為電梯運行方向。電梯轎箱內設有樓層內選按鈕s1～s3，用以選擇需停靠的樓層。l1為一層指示、l2為二層指示、l3為三層指示，sq1～sq3為到位行程開關。電梯上升途中只響應上升呼叫，下降途中只響應下降呼叫，任何反方向的呼叫均無效。例如，電梯停在由一層運行至三層的過程中，在二層轎箱外呼叫時，若按二層上升呼叫按鈕，電梯響應呼叫；若按二層下降呼叫按鈕，電梯運行至二層時將不響應呼叫運行至三層，然后再下降，響應二層下降呼叫按鈕。
2.4 plc外部接線圖
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圖2-4 plc外部接線圖
plc的輸入輸出模塊與外部用戶設備的接線方式分為匯點式和分割式，兩種方式的區別在于：選用匯點式接法的系統使用的電源電壓唯一，而選用分割式接法的系統電源電壓不唯一。
2.5 電梯控制系統的安全保護
電梯控制系統的安全保護主要包括四個方面：短路保護、過載保護、失電壓保護和超程保護等。
2.5.1 短路保護
短路時熔斷器fu的熔體熔斷而切斷電路起保護作用。
2.5.2 過載保護
采用熱繼電器fr。由于熱繼電器的熱慣性較大，即使發熱元件流過幾倍于額定值得電流，熱繼電器也不會立即動作。因此在電動機啟動時間不太長的情況下，熱繼電器不會動作，只有在電動機長期過載時，熱繼電器才會動作，用它的常閉觸頭使控制電路斷電。
2.5.3 失電壓保護
通過接觸器km的自鎖環節來實現。當電源電壓由于某種原因而嚴重欠電壓或失電壓
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（如停電）時，接觸器km斷電釋放，電動機停止轉動。當電源電壓恢復正常時，接觸器線圈不會自行通電，電動機也不會自行啟動，只有在操作人員重新按下啟動按鈕后，電動機才能啟動。
2.5.4超程保護
超程也叫超行程，術語多用于電力設備斷路器。
超程是真空開關觸頭完全閉合后，動或靜觸頭所能移動的距離。超程的作用主要有以下幾點：
1.保證觸頭在電磨損后仍能保持一定的接觸壓力； 2.觸頭閉合時能利用觸頭彈簧力緩沖，減小彈跳；
3.在觸頭分閘時，使動觸頭獲得一定的初始的動能，拉斷熔焊點，提高初始分閘速度，減小燃弧時間，從而提高介質恢復的速度。
如果超程太小，就不能保證觸頭在燒損后應有的觸頭壓力，同時，初始分閘速度變小，會影響真空開關的開斷關合和動熱穩定性能，甚至產生重合閘彈振。若超程太大，會增加操作機構的合閘功，使合閘變得極不可靠。真空開關的超程取額定開距的15%～40%左右，10 kv級真空開關的超程一般取3～4 mm。
現在的真空開關動靜觸頭之間的接觸一般采用平板接觸，要保證接觸良好，就要保證相當的接觸壓力，超程是指開關動靜觸頭接觸后，觸頭彈簧的壓縮行程，其目的是為了保證接觸壓力，從而保證開關接觸良好。
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徐州工程學院課程設計 電梯控制系統軟件設計
3.1 軟件設計流程圖
圖3-1 軟件設計圖
如圖3-1，電梯啟動時，檢測電梯是否停在二或三樓層且有呼叫信號，如果是就等待呼叫信號，如果不是時，電梯自動下降到一層等待呼叫信號。當檢測到有呼叫信號時，例如：電梯停在一層時檢測到三層呼叫信號，電梯離開一層經過二層，接著到達三層，電梯停止。當電梯停前檢測到呼叫信號，例如：電梯停在一層時檢測到三層呼叫信號，電梯離開一層經過二層，準備到達三層時檢測到二層呼叫信號，電梯停在三層后繼續下降到二層等待呼叫信號。
3.2 源代碼設計及mcgs組態設計
由于plc是由取代繼電器開始產生并發展起來的，且早期的plc絕大部分用于順序控制，于是許多人習慣把plc看作是繼電器、定時器、計數器的集合。把plc的作用局限地等同于繼電控制系統順控器等，其實plc就是工業控制計算機plc系統具有一切計算機控制系統的功能，大型的plc系統就是當代最先進的計算機控制系統。
小型的plc由于運算速度及存貯容量的限制．功能自然稍弱。但為了使plc在其基本邏輯功能 順序步進功能之外具有更進一步的特殊功能．以盡可能多地滿足plc用戶的ⅰ
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特殊要求，從80年代開始plc制造商就逐步地在小型plc中加入一些功能指令或稱為應用指令。這些功能指令實際上就是一個個功能不同的子程序。隨著芯片技術的進步，小型plc的運算速度、存貯容量不斷增加，其功能指令的功能也越來越強。許多技術人員夢寐以求甚至以前不敢想象的功能，通過功能指令就成為極容易實現的現實．從而大大提高了plc的實用價值。具體程序如下：
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3.3 mcgs組態設計
mcgs是一套基于windows平臺的，用于快速構造和生成上位機監控系統的組態軟件系統，為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發平臺，能夠完成現場數據采集、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業監控網絡等功能。
該界面是用來在教學過程中演示三層電梯工作過程的，全部的運行都在mcgs上控制完成，也就是說用mcgs代替了plc的程序控制運行過程，所以制作簡單，且能很好的展示plc實訓目標。具體步驟如下：
1.建立mcgs工程
進入組態環境后，建立新工程，在菜單“文件”中選擇“工程另存為”選項，把新建工程存為：d：mcgswork三層電梯演示。
2.設計畫面流程
新建窗口，設置窗口屬性后，進入動畫編輯窗口。繪制三層電梯演示界面如下：
圖3-1電梯演示圖
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3.動畫鏈接
由對象搭制而成的圖像界面是靜止不動的，需要對這些對象元件進行動畫設計，實時地描述外界對象的狀態變化，達到實時監控的目的。實現圖像動畫設計的主要方法是將用戶窗口中元件對象與實時數據庫中的數據對象建立相關性連接，并設置相應的屬性。在系統運行過程中，元件對象的外觀和運動特性，由數據對象的實時采集數據驅動，從而實現了圖像的動態效果。
(1)指示燈的屬性設置
在用戶窗口中，雙擊五層電梯組態設計窗口進入，選中一層內選指示圖標并雙擊，彈出單元屬性設置窗口。
圖3-2 指示燈屬性設置
(2)轎廂屬性設置
雙擊界面中表示電梯上升下降的轎廂，彈出屬性設置窗口，屬性設置如下：
圖3-3 轎廂屬性設置
(3)數值型變量的設置
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數值型變量一共有六個，以變量f1left 為例：一層左門的屬性設置如下圖所示。
圖3-4 數值型變量屬性設置
3.4 系統調試
1.檢查實訓設備中器材及調試程序。
2.按照i/o端口分配表或接線圖完成plc與實訓模塊之間的接線，認真檢查，確保正確無誤。
3.打開示例程序或用戶自己編寫的控制程序，進行編譯，有錯誤時根據提示信息修改，直至無誤，用pc/ppi通訊編程電纜連接計算機串口與plc通訊口，打開plc主機電源開關，下載程序至plc中，下載完畢后將plc的“run/stop”開關撥至“run”狀態。
4.將行程開關“sq1”撥到on，“sq2”、“sq3”撥到off，表示電梯停在底層。5.選擇電梯樓層選擇按鈕或上下按鈕。例：按下“d3”電梯方向指示燈“up”亮，底層指示燈“l1”亮，表明電梯離開底層。將行程開關“sq1”撥到“off”，二層指示燈“l2”亮，將行程開關“sq2”撥到“on”表明電梯到達二層。將行程開關“sq2”撥到“off”表明電梯離開二層。三層指示燈“l3”亮，將行程開關“sq3”撥到“on”表明電梯到達三層。
6.重復步驟5，按下不同的選擇按鈕，觀察電梯的運行過程。
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結論
在設計過程中，理論聯系了實際。逐漸了解及掌握了電梯的機械設備的結構,控制運動的組成及工作原理。例如在電梯的運動控制過程中，為了滿足當今人們的需求，要求電梯運動必須達到“穩、準、快”的要求，這就需要根據整個系統的實際應用和工作情況，讓電梯的運行速度、反映時間和停層的準確度達到一定的標準，而對梯的速度、運行狀態、安全、可靠進行合理的設計。因此系統的設計要綜合考慮曳引機的放置、占用空間及控制系統的可靠性等。這樣才能保證系統的正常運行。再次回顧及加深了plc的學習，了解了plc的起源，發展及在各種場合上的應用，清楚了如今plc的動向。
總的來說這次plc課程設計，考驗了我對理論知識的運用能力，鍛煉了對故障排除的分析能力，值得感謝的是當我們遇到困難時，老師耐心指導，幫我們一起分析故障，共同解決困難。另外，這課程設計也為了我們以后的畢業設計提供了很好的經驗，建立基礎，可以說是意義重大，影響深遠。
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致謝
整個設計過程很快過去了，我學到了很多可編程控制器的知識，以及許多的課外知識。尤其是在導師指導和同學協助下，才會順利完成這次設計。在這次設計中，我也發現了自己很多不足之處，例如：知識面較窄，思考問題過于狹隘，思路過于陳舊。因此，在以后的學習生活中，應廣泛的學習各種知識，并把它們與自己所學的專業聯系在一起，大膽地放開思路，勇于創新求實。我還要感謝舍有對我的幫助與支持，在我遇到困難時總是他們在一旁鼓勵我堅持下去。
本文是在指導教師的悉心指導下完成的，從論文選題、實驗指導、理論分析到論文修改，無不傾注了老師的辛勤汗水。在此，向所有曾經關心和幫助過我的老師、同學和朋友致以誠摯的謝意！
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參考文獻
[1]陳建民.電氣控制與plc應用[m].北京：電子工業出版社，2011.[2]林德杰.過程控制儀表及控制系統[m].北京：機械工業出版社，2010.[3] dxp 2004 sp2原理圖與pcb設計[m].北京：電子工業出版社，2009.ⅰ
plc課程設計題目篇五
二○一二 ～二○一三 學年第 二 學期
信息科學與工程學院
課程設計說明書
課程名稱：
plc技術課程設計
班
級：
自動化1002班
學
號：
201004134070
姓
名：
吳君
指導教師：
劉曉玉
二○一三 年 五 月
一、設計題目： 液位升降自動控制系統設計
二、設計任務和要求
某進出水系統由進水閥門、儲水罐及出水閥門組成，儲水罐儲水高度為50cm。水位升降分為手動控制和自動控制，通過選擇開關進行選擇。
1、手動控制
通過上升按鈕、下降按鈕和停止按鈕控制水位高度（1）上升過程：按下上升按鈕，進水閥開，水位以1cm/s開始上升，水位滿時，進水閥門自動關閉；按下停止按鈕，閥門關閉，水位停止在當前位置。（2）下降過程：按下下降按鈕，出水閥開，水位以1cm/s開始下降，水位空時，出水閥門自動關閉；按下停止按鈕，閥門關閉，水位停止在當前位置。
2、自動控制
通過啟動按鈕和停止按鈕進行控制：（1）按下啟動按鈕，進水閥開，水位以1cm/s開始上升；水位滿時，進水閥門關，出水閥打開，水位以1cm/s開始下降，水位空，出水閥門關；然后進水閥重新打開，重復以上過程。（2）按下停止按鈕，閥門全部關閉，水位停止在當前位置。
3、報警
手動和自動過程中，當液位達到高低報警值時，進行燈閃爍報警，閃爍頻率位0.5s。
三、題目分析
思路
一、利用plc模擬開關功能，進行開關量的控制，采用傳感器來檢測液位的位置，然后相應的模擬開關動作。
思路
二、利用plc的模擬量輸入，采用模擬，不需要采用傳感器，并且需要的硬件數量較少。
現用思路一，采用分部程序設計方法，利用無參功能編寫。
四、流程圖和硬件圖（見附錄1）
五、硬件配置圖，及plc操作步驟
1、建立工程
2、選擇cpu
3、添加硬件
4、符號表
5、建立模塊
6、復位模塊圖
7、主程序模塊
8，手動控制模塊
9、自動控制模塊
10、定時模塊
六、設計心得體會
通過這次課程設計，鞏固《plc技術》課程學過的知識，了解了一些典型硬件設備，熟悉plc系統設計流程，能簡單運用基本指令。熟悉梯形圖的設計和結構思路，在原有的學習基礎上，了解了plc的編程思想，編程結構，在一定程度上在加深對理論聯系實際的方面有了一定的認識。
七、參考書目
西門子s7300plc應用教程
深入淺出西門子s7-300 plc[m]
