plc五層樓電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、僅供個人參考廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院可編程控制器及應(yīng)用課程設(shè)計報告For personal use only in study and research; not for commercial use題目五層樓電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計院 （系）機電工程系專業(yè)學(xué)生姓名指導(dǎo)老師不得用于商業(yè)用途僅供個人參考起始日期：一、 PLC課程設(shè)計目的、任務(wù)和要求1.1 設(shè)計目的PLC 控制技術(shù)屬于先進的實用技術(shù)，目前各種 PLC在實際工程中已廣泛應(yīng)用，以 PLC 為主控制器的控制系統(tǒng)越來越多。在熟悉了 PLC的組成和基本工作原理，掌握了 PLC的指令系統(tǒng)及編程規(guī)則之后，就面臨著如何將 PLC 應(yīng)用到實際工程中的問題，即

2、如何進行 PLC 控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計，使 PLC能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)機械生產(chǎn)過程的控制，并帶來更可靠更高的質(zhì)量和更高的效益。本次課程設(shè)計內(nèi)容是用 PLC控制五層電梯自動運行。學(xué)校為我們學(xué)生提供了較理想的實驗平臺，使我們可以直觀地驗證其程序編輯的正確性，便于理解電梯控制的邏輯關(guān)系，也通過這次課程設(shè)計鞏固已學(xué)過的理論知識， 更重要的是給我們一次獨立設(shè)計的實踐機會，以培養(yǎng)我們設(shè)計能力和實際工作能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫹治龊图毿牡墓ぷ髯黠L(fēng)，為學(xué)生畢業(yè)走上社會就業(yè)打下基礎(chǔ)。1.2 設(shè)計任務(wù)本次設(shè)計任務(wù)指定參考題目為“五層樓電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計” ，學(xué)生也可以自行選擇設(shè)計題目，經(jīng)指導(dǎo)老師批準(zhǔn)即可。五層樓電梯控制系

3、統(tǒng)的功能要求與實際電梯相同，電梯要能夠合理響應(yīng)任意樓層的電梯呼叫信號。1）硬件設(shè)計PLC 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計是指對PLC 外部設(shè)備的設(shè)計，在硬件設(shè)計中要進行輸入設(shè)備的選擇，如操作按鈕，開關(guān)等，執(zhí)行元件的選擇，如接觸器線圈，電磁閥線圈，指示燈等，以及控制臺，操作面板的設(shè)計。通過對用戶輸入輸出設(shè)備的分析，分類和整理，進行相應(yīng)的I/O 地址分配，在 I/O 設(shè)備表中應(yīng)包含 I/O 地址，設(shè)備代號，設(shè)備名稱及控制功能，應(yīng)盡量將相同類型的信號，相同的電壓等級的信號地址安排在一起，并依此繪制 I/O 接線圖。2）軟件設(shè)計控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計就是用梯形圖或指令表編寫控制序。3）控制系統(tǒng)聯(lián)機調(diào)試這是最后關(guān)鍵性的

4、一步， 應(yīng)對系統(tǒng)性能進行評價后再做出改進，反復(fù)修改，反復(fù)調(diào)試，直到滿足要求為止。4）編制系統(tǒng)的技術(shù)文件 技術(shù)文件一般應(yīng)包括總體說明，硬件文件，軟件文件和使用說明等。1.3 設(shè)計要求1）在接受設(shè)計任務(wù)后，應(yīng)根據(jù)課題要求和應(yīng)完成的設(shè)計任務(wù)，擬定工作進度計劃，確不得用于商業(yè)用途僅供個人參考定各階段應(yīng)完成的工作量，妥善安排時間。2）在方案確定過程中應(yīng)主動提出問題，以取得指導(dǎo)老師的幫助，在此階段提倡廣泛討論，做到思路開闊，依據(jù)充分。3）說明書要求文字通順、簡練，格式規(guī)范。4）應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)完成所有的設(shè)計任務(wù)，并對自己的設(shè)計進行實踐驗證，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。思考有待進一步完善之處。二、 PLC機型選擇目前

5、，國內(nèi)外 PLC 生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的 PLC 品種已達到數(shù)百個， 其性能各有特點， 價格也不盡相同。在設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)時，要選擇最適宜的 PLC 機型，對于系統(tǒng)的控制目標(biāo)。設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)時，首要的控制目標(biāo)就是：確保生產(chǎn)的安全可靠，能長期穩(wěn)定運行，保證產(chǎn)品高質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善信息管理等。如果要求以極高的可靠性為控制目標(biāo)，構(gòu)成 PLC 冗余控制系統(tǒng)， 這時要從能夠完成冗余控制的PLC 型號中進行選擇； 如果以改善信息管理為控制目標(biāo)，要首先考慮通信能力。另一個方面就是要對PLC 的硬件配置的考慮，可以從 CPU 的能力、 I/O 系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、響應(yīng)速度或其它考慮。不得用于商業(yè)用途僅

6、供個人參考西門子 S7-200三、五層樓電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1 電梯模型 ( 圖)其中主體包括轎廂、導(dǎo)軌、升降電機等；控制盒包括電源、上下呼叫按鈕；顯示部分包括各層上下呼叫按鈕顯示。3.2 外部輸入輸出設(shè)備選擇及I/O 分配表（如下表）3.21 輸入一樓上升請求開關(guān)I0.0二樓上升請求開關(guān)I0.1三樓上升請求開關(guān)I0.2四樓上升請求開關(guān)I0.3五樓下降請求開關(guān)I0.4四樓下降請求開關(guān)I0.5三樓下降請求開關(guān)I0.6二樓下降請求開關(guān)I0.7一樓行程開關(guān)I1.0二樓行程開關(guān)I1.1三樓行程開關(guān)I1.2四樓行程開關(guān)I1.3不得用于商業(yè)用途僅供個人參考五樓行程開關(guān)I1.43.22 輸出一樓指示燈

7、Q0.0二樓上升指示燈Q0.1三樓上升指示燈Q0.2四樓上升指示燈Q0.3五樓指示燈Q0.4四樓下降指示燈Q0.5三樓下降指示燈Q0.6二樓下降指示燈Q0.7電動機上升指示燈Q1.0電動機下降指示燈Q1.13.3 PLC 外部接線圖及主電路主電路圖主電路圖不得用于商業(yè)用途僅供個人參考不得用于商業(yè)用途僅供個人參考外部接線圖四、五層樓電梯控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1 程序當(dāng)電梯上行時，如遇到某層有上行呼喚信號時，則在該層停止，同時消除該層上行信號，對應(yīng)的信號燈滅，門自動打開。而在上行的過程中，下行的呼喚信號不起作用。電梯下行時同理。在電梯里按下關(guān)門按鈕，門自動關(guān)閉，關(guān)門到位后電梯才能升降。電梯在升降過

8、程中經(jīng)過無呼喚信號的樓層時，不停止也不能開門。在上升過程中，如上行和下行都務(wù)于下層信號。在下降過程中的原理同上行時的原理。電梯在停止時，可用按鈕直接控制開門、關(guān)門。電梯停在某一層時，在門廳按下該層呼喚按鈕也能開門。電梯在開門時不能上升、下降。電梯在升降過程中不能開門。在這次設(shè)計中， 行程開關(guān)的設(shè)計是一個問題。 在這一個問題上就存在一個電梯的位置問題，因此用傳送指令去給每一層樓賦上相應(yīng)的 1、2、3、4 和 5。這就是位置的數(shù)值化，當(dāng)有數(shù)值之后我們就用比較指令去判斷電梯的上升或是下降，這樣就可以解決到這一個問題。最后我們是要考慮到互鎖的問題，這不是一個小問題，這一個問題關(guān)系到了整個實驗的成功與否

9、。還有就是一個暫停的問題，不用多說暫停就是用定時器去控制的，但是用在這里要有一定的技巧，要有得得當(dāng)。輸入信號輸入信號與當(dāng)前值相比較輸入信號大于當(dāng)前值輸入信號小于當(dāng)前值電梯上升電梯下降電梯上升或下降到輸入信號相應(yīng)的樓層不得用于商業(yè)用途電梯上升或下降到電梯內(nèi)部信號相應(yīng)的樓層僅供個人參考不得用于商業(yè)用途僅供個人參考不得用于商業(yè)用途僅供個人參考不得用于商業(yè)用途僅供個人參考不得用于商業(yè)用途僅供個人參考不得用于商業(yè)用途僅供個人參考不得用于商業(yè)用途僅供個人參考4.2 程序說明程序基本實現(xiàn)電梯的自動控制，在程序里I0.0I0.4 為上升按鈕， Q0.0 Q0.4 為其上升指示燈， I0.4 I0.7 為上升按

10、鈕， Q0.4Q0.7 為下降指示燈， I1.0I1.4 為依次為各樓層的行程開關(guān)， Q1.0 和 Q1.1 分別為電機的正反轉(zhuǎn)。 所以我們就設(shè)計1 樓只有上樓的開關(guān)， 2、3 和 4 樓有兩個開關(guān)，分別是上升和下降。5 樓同 1 樓差不多只有一個下降的開關(guān)。本次五層樓電梯控制系統(tǒng)大概是這樣的：把各樓層的行程開關(guān)做位置數(shù)字化，各樓層的呼叫請求按鈕也做呼叫數(shù)字化，通過呼叫數(shù)值與位置數(shù)值來控制電梯的上升與下降。系統(tǒng)設(shè)計要求如下：（1）當(dāng)外部呼叫時，呼叫數(shù)值比位置數(shù)值大時，且電梯不是下降狀態(tài)，則電機正轉(zhuǎn)，電梯上升。（2）當(dāng)外部呼叫時，呼叫數(shù)值比位置數(shù)值小時，且電梯不是上降狀態(tài)，則電機反轉(zhuǎn)，電梯下升。

11、（3）電梯在上升途中，如有多個上呼與下呼信號同時輸入，電梯是要先上后下。（4）電梯在下降途中，如有多個上呼與下呼信號同時輸入，電梯是要先下后上。（5）當(dāng)電梯到達相應(yīng)呼叫的樓層時，電梯暫停2 秒。（6）在電梯上升 /下降途中，任何反方向的呼叫要待執(zhí)行完當(dāng)前動作后才有效如：當(dāng)你在 1 樓時，你按下開關(guān)電梯就會上升，并且在你上之前就會暫停2 秒鐘，如果是其它樓有上升的人按下開關(guān)，那么電梯就會在相應(yīng)的樓層暫停2 秒鐘。下降亦然。這就是要求做到上升時不能下降，下降時不能上升，如果有相應(yīng)的請求，要做到先上后下的順序。比如 1 樓有人上 4 樓， 3 樓有人要下 1 樓，當(dāng)電梯上升到3 樓的時電梯是不會停下

12、來的，只有上到4 樓之后才會下降到3 樓停下到將 3 樓的人送下到1 樓。不得用于商業(yè)用途僅供個人參考上面所編的 PLC 控制五層樓程序， 可實現(xiàn)簡單的電梯升降運作和在各層樓的各種呼叫請求，但從這一個系統(tǒng)中只是外部信號的開關(guān)，對于內(nèi)部的系統(tǒng)控制則是無法做到。這也許就是這一個系統(tǒng)的不足之處。這個系統(tǒng)中可以實現(xiàn)多上信號同時作用，但是有一定的順序執(zhí)行的，比如多個信號同時請求時，系統(tǒng)會有一個先后的關(guān)系，當(dāng)電梯上升時，只有上升的信號有作用，但下降的的信號不會丟失，會相應(yīng)的寄存起來。然后再執(zhí)行下降的請求。這里有個時間暫停，當(dāng)上升到一層樓的時候就暫停兩秒鐘。反之亦然。實驗室的電梯模型控制系統(tǒng)中也存在不少的可

13、完善地方，比如內(nèi)部的的控制系統(tǒng)可以添置上去，這樣就是一個完整的電梯系統(tǒng)了，然而這個系統(tǒng)中只是它的外部系統(tǒng)，因此可以說這是一個不完美的系統(tǒng)。從整個系統(tǒng)來看也是存在一個的局限性。有很多的指令沒有用到上去，如果用上一些好的指令也許就是不用這么多的指令了。這又是一個可以完美的一個亮點。五、控制系統(tǒng)的調(diào)試5.1 實驗步驟（1）確定輸入輸出I/0 分配（2）按照電梯的接線圖接線（3）設(shè)計程序（4）輸入程序（5）下載程序（6）調(diào)試運行5.2 調(diào)試中出現(xiàn)的問題本次的五樓電梯控制程序的設(shè)計，我們上網(wǎng)查找了相關(guān)的資料，借鑒于網(wǎng)絡(luò)資源編寫出這個電梯程序。在調(diào)試的過程中出現(xiàn)如下問題：（1）調(diào)試運行時，我們發(fā)現(xiàn)電梯只能

14、在 14 樓行走， 5 樓的下降請求并沒響應(yīng)，經(jīng)過仔細的檢查，我們發(fā)現(xiàn)，在網(wǎng)絡(luò) 21 中的傳送指令輸入口的數(shù)值是 2，改成 5 后，電梯就就可以到達 5 樓。（2）4 樓的上升請求按下后，電梯上升時經(jīng)過 4 樓， 4 樓上升的指示燈滅了，但電梯并沒有停下來。 我們知道這是 4 樓在電梯上升?？磕抢锍隽藛栴}， 通過程序運行監(jiān)控模式，我們發(fā)現(xiàn)電梯經(jīng)過 4 樓時網(wǎng)絡(luò) 25 中的的 VB6 （ VB6 是 4 樓上升信號）并沒有得電，沿著 VB6 這個信息，我們發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 17 中的傳送指令輸出口的信號是 VB2 ，改成 VB6 后， 4 樓上升請求按下后，電梯上升時就可以在4 樓?？俊２坏糜糜谏虡I(yè)用途僅供個人參考（3）一開始，我們的程序中，電梯到達各樓層的請求位置時，該樓層的信號指示燈就會滅，這不符合常理，于是把各樓層請求中的改成。（4）經(jīng)過曾老師的指點后得知， 如果把網(wǎng)絡(luò) 25 或網(wǎng)絡(luò) 26 中的各樓層的行程開關(guān)去掉，就會出現(xiàn)電梯突然停在樓層之間這樣的現(xiàn)象。六、心得體會不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。For personal use only in study and research; not for commercial us