基于PLC四层电梯模型控制系统课程设计

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总设计要求

1.1 电梯上行设计要求
①当电梯停于1F或2F、3F时，4F呼叫，则上行到4F，碰行程开关后停止。
②当电梯停于1F或2F时，3F呼叫，则_上行到3F，碰行程开关后停止。
③当电梯停于1F时，2F 呼叫，则上行到2F,碰行程开关后停止。
④当电梯停于1F时，2F、3F同时呼叫，则上行到2F后，停5s后，继续上行到3F后停止。
⑤当电梯停于1F时，3F、4F同时呼叫，则上行到3F后，停5s后，继续上行到4F后停止。
⑥当电梯停于1F时，2F、4F 同时呼叫，则上行到2F后，停5s后，继续上行到4F后停止。
⑦当电梯停于1F时，2F、3F、4F同时呼叫，则上行到2F后，停5s后，继续上行到3F后，停5s后，继续上行到4F后停止。
⑧当电梯停于2F时，3F、4F同时呼叫，则上行到3F后，停5s后，继续上行到4F后停止。

1.2 电梯下行设计要求
①当电梯停于4F或3F、2F时，1F呼叫，则下行到1F，碰行程开关后停止。
②当电梯停于4F或3F时，2F呼叫，则下行到2F，碰行程开关后停止。
③当电梯停于4F时，3F呼叫，则下行到3F，碰行程开关后停止。
④当电梯停f 4F时，3F、2F同时呼叫，则下行到3F后，停5s后，继续下行到2F后停止。
⑤当电梯停于4F时，3F、1F同时呼叫，则下行到3F后，停5s后，继续下行到1F后停止。
⑥当电梯停于4F时，2F、1F同时呼叫，则下行到2F后，停5s后，继续下行到1F后停止。
⑦当电梯停于4F时，3F、2F、1F同时呼叫，则下行到3F后，停5s后，继续下行到2F后，停5s后，继续下行到1F后停止。
⑧当电梯停于3F时，2F、1F同时呼叫，则下行到2F后，停5s后，继续下行到1F后停止。

1.3其他设计要求
①各楼层运行时间应在15s以内，否则认为有故障。
②电梯停于某层时，数码管应显示该层的楼层数。
③电梯上、下行时，相应的标志灯应亮。
④启动时，当电梯没有停在任何楼儿，自动向上或向下停靠。
⑤设定关闭电梯的功能，当电梯完成最后个呼叫请求后，延时3s后，白动返回1F。

控制系统设计

2.1 I/O地址分配
模型机选用西门子S7-1200作为电梯的控制单元。模型机具有行程开关、呼叫按钮、内部按钮等14个输入信号；运行指示、楼层显示等9个输出信号。输入点分配详情见表2.1，输出点分配详情见表2.2。（详见公众号下载）

2.2 控制系统软件设计
PLC 电梯控制系统的关键环节软件设计部分。在进行软件设计时，要本着功能完善、程序设计简单、易读、易改的原则[3][4][5]。利用PLC 的各种指令进一步优化编写的程序，尽可能缩短控制系统程序扫描时间，进而保证电梯运行精度。控制系统设计流程图详情见图2.2。根据电梯的控制指标要求，依次设计出起保停控制的梯形图。
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2.3 电梯上行系统设计
电梯上行系统设计以较难的“电梯上行设计要求⑦”为例（当电梯停于1F时，2F、3F、4F同时呼叫，则上行到2F后，停5s后，继续上行到3F后，停5s后，继续上行到4F后停止），其他上行设计同理。本文明确使用起保停来控制电梯。
如图2.3所示，启：以电梯在第一层楼同时满足2、3、4楼层同时呼叫，若此时电梯没到4楼并且电梯不在下降，则电梯开始上升；保：通过输出中间寄存器M1.2来保持；停：当电梯到达4楼时自动断开M1.2。
而若要满足在二楼和三楼停靠时的5秒延时，则需要接入两个向上计数的定时器，两个定时器分别有2、3楼的行程开关控制通断。如：当电梯停靠在2楼时，定时器开始计数，同时拖动电梯的电机停止工作，等待定时器计满预置值时，电机继续向上运动，而脱离二楼的行程开关后，二楼定时器断开，此时停止计数。在三楼的工作原理同二楼。
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2.4 电梯下行系统设计（详见公众号下载）

2.5 电梯上下行显示设计
电梯的上下行显示设计较简单，电梯的电机拖动一共就只有三种运动状况：正转、反转和停止；三种显示状况：上升、下降、无显示。三种运动状况和三种显示状况相对应，只需要将电梯向上拖动的输出端口与上显示输出端口连接在一起，电梯向下拖动的输出端口与向下显示的输出端口连接即可。设计如图2.5所示。
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2.6 电梯楼层显示设计（详见公众号下载，下同）