毕业论文（设计）自动生产线两层式升降电梯PLC系统设计（西门子plc200）系别：机电工程系专业：机电一体化技术班级：学号：学生姓名：指导教师：目录1.绪论 (1)1.1研究自动生产线两层式升降电梯控制系统的意义 (1)1.2自动生产线两层式升降电梯控制系统的研究思路和主要内容 (1)2．自动升降电梯机械系统和自动控制系统概述 (2)2.1自动升降电梯机械系统的组成 (2)2.2自动升降电梯自动控制系统的组成 (4)3．自动升降电梯系统的工作原理和控制要求 (5)4．自动升降电梯系统的PLC型号的确定 (6)4.1基本模块的选择 (6)4.2扩展模块的选择 (7)5．自动升降电梯PLC控制系统程序设计 (8)5.1自动升降电梯PLC控制系统的I/O地址分配 (8)5.2自动升降电梯PLC控制系统的外围接线图 (9)5.3自动升降电梯PLC控制系统的状态流程图 (9)5.4自动升降电梯PLC控制系统的梯形图程序 (10)5.5自动升降电梯PLC控制系统的程序模拟及调试 (17)5.5.1仿真软件介绍 (17)5.5.2 调试的过程说明和结果分析 (19)6．总结和展望 (20)6.1论文的主要研究成果和不足 (20)6.2进一步研究的方向 (20)7．致谢 (21)参考文献： (22)绪论自动生产线两层式升降电梯控制系统设计摘要: 文章主要介绍的是自动生产线两层式升降电梯的PLC控制系统设计。
它详细地阐述了系统组成、系统工作原理、系统的PLC梯形图程序设计以及利用模拟软件进行程序的调试过程。
该系统控制原理简单、操作方便、自动化程度较高且稳定性强，对于工厂的不间断生产作业有很强的实用性。
关键词: 升降电梯 PLC 自动生产线1.绪论1.1研究自动生产线两层式升降电梯控制系统的意义自动生产线两层式升降电梯的控制系统用PLC控制有很高的稳定性和可操作性，高的稳定性正是工厂不间断生产所要求的，可操作性为当生产有新的任务要求时可以重新设计或手动操作以达到不同的任务要求，操作方便。
现在的一些工厂中常见的升降机械很多由工频电机直接带动运行，电气控制部分一般都很简单，多数采用人工手动控制或采用继电器控制方式。
这些升降机械存在一些明显的问题，如启动停止和运行不平稳，升降运动过程动作不可靠，自动化程度不高，故障率较高，设备能耗高，无法应急运行，存在安全隐患等等。
基于这些问题使得这些升降机械很难在工厂生产中发挥高效率的作用，同时也使得这些生产的升降机械无法与自动化生产线配套使用，也无法根据实际的生产需要转换和调整升降机械的动作方式和工作顺序。
而该升降电梯控制和驱动系统，可以完成对升降电梯自动运行的智能化控制和管理，可以根据生产线的实际生产需要和具体工艺要求自动调整升降方向和速度快慢。
整个系统自动化程度高，应用范围广，可以在多个行业与国内外各型生产线配套使用。
因此，本课题的研究有深远的现实意义。
1.2自动生产线两层式升降电梯控制系统的研究思路和主要内容本课题拟在分析系统的控制要求、工作原理及工艺要求的基础上，确定本系统的总体控制方案，进行输入输出点的分配，绘制控制系统接线图，接着完成控制流程图的绘制，然后再设计梯形图程序，紧接着利用模拟仿真软件进行调试、完善控制要求、分析并运行程序，最后完成论文的撰写。
本课题的主要内容如下：（1）根据系统控制要求选择PLC型号以便进行系统设计；（2）进行自动升降电梯PLC控制系统的I/O地址分配；（3）绘制自动升降电梯PLC控制系统的外围接线图；（4）绘制自动升降电梯PLC控制系统的状态流程图；（5）编写自动升降电梯PLC控制系统的梯形图程序；（6）进行自动升降电梯PLC控制系统的程序模拟及调试；（7）总结与展望。
毕业论文2．自动升降电梯机械系统和自动控制系统概述2.1自动升降电梯机械系统的组成自动升降电梯的机械系统主要由驱动单元、升降架互锁装置、升降机构、辊床、皮带、导向轮子等组成，如下列图所示：图2-1是该机械系统的整体构造，图2-2 为系统的驱动单元，图2-3为升降架互锁装置，图2-4为该系统上的辊床，图2-5 为辊床上的输送辊子，图2-6为系统皮带的安装与导向轮。
图2-1自动升降电梯的机械系统的整体构造自动升降电梯机械系统和自动控制系统概述图2-2 驱动单元图2-3升降架互锁装置图2-4 辊床图2-5 辊床上的输送辊子毕业论文图2-6皮带的安装与导向轮2.2自动升降电梯自动控制系统的组成自动升降电梯的自动控制系统的组成如下图2-7所示。
图2-7 自动升降电梯的自动控制系统的组成可编程控制器PLC采集外部输入点的输入信号，如启动停止信号，各个光电传感器的状态信号，各限位开关的输入信号，人机界面上的输入信号，经过逻辑判断和运算后输出相应输出信号，控制电气系统中的相应交流接触器和变频器动作。
来完成将一层楼的白车身自动的转移到另外一层楼的库位上。
自动升降电梯系统的工作原理和控制要求3．自动升降电梯系统的工作原理和控制要求自动升降电梯的工作状态分为自动运行状态和手动/检修操作状态，两个工作状态相互独立彼此分开。
当升降电梯处于自动运行状态下时，要求手动/检修操作盒的所有按钮无效，同样当设备处于检修状态下时要求来自系统外部的控制信号无效，此时系统只能通过检修手动盒点动检修。
在自动运行时要求升降机能够将一层楼的雪橇（带白车身）自动的传送到另外一层楼的库位上，并自动返回到出发点进行下一个工作周期。
这个过程中要求PLC能根据外部生产线的速度自动调节升降机的运转速度。
要求升降机的雪橇底座能够准确平层，能够判断进出口堵塞情况的发生，能够自动的连续点动正反转，以自动消除进出口的堵塞现象，减少不必要的停机发生。
同时能根据生产需求调整传送方向。
要求系统有可靠的安全保护，能避免设备安全事故的发生。
要求设备具有应急运行功能，减少因设备故障造成的生产线停机。
毕业论文4．自动升降电梯系统的PLC型号的确定本系统控制升降电梯,采用集选控制方式。
为了完成设定的控制任务,主要根据升降电梯输入/输出点数确定PLC的机型。
4.1基本模块的选择目前比较多用的PLC主要有西门子系列，OMRON系列，三菱系列，松下系列等等，各类型有缺点分别如下：OMRON系列的PLC程序代号太繁琐；PLC编程器结构太大(带24V变压),像个箱子一样,远没有松下,KEYENCE的小巧；数据线因针孔相插的原因,容易损坏；OMRON PLC实在是比较贵,除了一些重要的设备上使用外,真的不如用其它PLC。
OMRON一般只能使用在重型机械的控制及要求稳点性能高的设备上。
三菱PLC有自带24V变压和外置24V变压两种。
外置变压的结构与KEYENCE的较为相似,比较矮，内置变压的比较高。
三菱PLC性能比较稳定,烧点的现象没有KEYENCE那么严重，但也有发生。
三菱PLC程序代号较为简单(如:输入点1用X1,输出点1用Y1,内部断电器有M1等)成本方面较OMRON，KEYENCE便宜.松下系列老型号的PLC体积很小,输入输出的点都是积中在一起与OMRON的扩展口有点相似，新型号的在模仿KEYENCE及三菱等PLC的输入输出用一个一个的接线点表示。
松下PLC优缺点并存,优点在于体积小,价格低；缺点在于,容易烧点,这种PLC有时你接到设备上闲置一段时间都有可能烧点。
西门子PLC与之上各PLC相比，西门子PLC有如下优点：(1)配置简单。
各种机型均可采用相同配置，简化设备采购和仓库库存管理。
(2)编程方便。
用户可根据不同机型的流程要求编制程序，程序调试和修改都非常简便，能根据客户需求进行变化；程序可采用密码保护，保护自己的劳动成果。
而且PLC 采用的梯形图语言简单易学，容易上手，不像单片机控制系统那样复杂而且一旦定型不易修改，不能根据客户需求变化。
(3)系统能非常方便地连接到PC机监控系统或其他系统如楼宇自控系统中，根据应用情况，有时可无须增加额外硬件就能实现；增加适当硬件可连接到互联网上。
(4)系统外观高档，控制灵活，精确度高；故障率极低，节省维护成本。
综上所述，在本次设计中选用西门子PLC进行过程控制。
再结合已有的条件以及编程的可操作性和简易型，选用S7-226CN进行编程和仿真调试。
S7-226CN针对低性能要求的小型PLC，它能够控制各种设备以满足自动化控制需求，紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7-226CN成为各种控制应用的理想解决方案。
根据电梯控制的要求，需要21个输入/14个输出点， CPU226CN集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点,可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。
13K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。
2个RS485通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
I/O端子排可很容易地整体拆卸。
用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。
可完全适应于一些复杂的中小型控制系统,是具有较强控制力的控制器，用于控制电梯的运行。
所以自动生产线两层式升降电梯PLC系统设计可选用CPU226CN作为主控制器。
下图4-1为CPU226CN的外观图。
自动升降电梯系统的PLC型号的确定图4-1 CPU226CN外观图4.2扩展模块的选择S7-200系列目前总共可以提供三大类，共10种数字量输入/输出扩展模块：输入扩展模块EM221CN 两种类型（8点DC24V输入和16点DC24V输入）、输出扩展模块EM222CN 两种类型（8点DC24V输出和8点继电器输出）、输入/输出扩展模块EM223六种类型（DC24V 4输入/DC 4输出，DV24V 4输入/继电器4输出；DC24V 8输入/8输出，DV24V 8输入/继电器8输出；DC24V 16输入/16输出，DV24V 16输入/继电器16）。
根据估算的I/O口数量，因基本模块I/O口已满足该系统的控制要求，所以无需选用扩展模块。
毕业论文5．自动升降电梯PLC控制系统程序设计5.1自动升降电梯PLC控制系统的I/O地址分配自动升降电梯PLC控制系统的I/O地址分配表如下表5-1、表5-2所示。
表5-1 自动升降电梯PLC控制系统的I地址分配表表5-2 自动升降电梯PLC控制系统的O地址分配表序号输出地址设备符号设备名称设备功能1 Q0.0 KM1 接触器线圈控制辊床向前运行2 Q0.1 KM2 接触器线圈控制辊床向后运行3 Q0.2 KM3 接触器线圈控制锁紧电机打开4 Q0.3 KM4 接触器线圈控制锁紧电机关闭5 Q0.4 KM5 接触器线圈控制升降机上升6 Q0.5 KM6 接触器线圈控制升降机下降7 Q0.6 HL1 绿色指示灯电源开启指示8 Q0.7 HL2 白色指示灯自动启动指示9 Q1.0 HL3 白色指示灯辊床向前运行指示10 Q1.1 HL4 白色指示灯辊床向后运行指示11 Q1.2 HL5 白色指示灯锁紧电机打开指示12 Q1.3 HL6 白色指示灯锁紧电机关闭指示13 Q1.4 HL7 白色指示灯升降机上升指示14 Q1.5 HL8 白色指示灯升降机下降指示5.2自动升降电梯PLC控制系统的外围接线图自动升降电梯PLC控制系统的外围接线图如下图5-1所示。