plc五層樓電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、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(jì)報(bào)告題目五層樓電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院（系）機(jī)電工程系專 業(yè)學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師起始日期:、PLC課程設(shè)計(jì)目的、任務(wù)和要求1.1 設(shè)計(jì)目的職業(yè)技術(shù)教育是要把學(xué)生培養(yǎng)成既有扎實(shí)的理論知識(shí)，又有較強(qiáng)的專業(yè)技能的現(xiàn)場(chǎng)高 級(jí)工程師。PLC控制技術(shù)屬于先進(jìn)的實(shí)用技術(shù)，目前各種 PLC在實(shí)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(lái)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(shí)際工程中的問(wèn)題，即如何進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，使 PLC能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程的控制，并帶來(lái)更可靠更

2、高的質(zhì)量和更高的效益。本次課程設(shè)計(jì)內(nèi)容是用 PLC控制五層電梯自動(dòng)運(yùn)行。學(xué)校為我們學(xué)生提供了較理想的 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使我們可以直觀地驗(yàn)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(guò)這次課程設(shè)計(jì)鞏固已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，更重要的是給我們一次獨(dú)立設(shè)計(jì)的實(shí)踐機(jī)會(huì)，以培養(yǎng)我們?cè)O(shè)計(jì)能力和實(shí)際工作能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫹治龊图?xì)心的工作作風(fēng)，為學(xué) 生畢業(yè)走上社會(huì)就業(yè)打下基礎(chǔ)。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)指定參考題目為 “五層樓電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”，學(xué)生也可以自行選擇設(shè) 計(jì)題目，經(jīng)指導(dǎo)老師批準(zhǔn)即可。五層樓電梯控制系統(tǒng)的功能要求與實(shí)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(hào)。1）硬件設(shè)計(jì) PL

3、C控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)是指對(duì) PLC外部設(shè)備的設(shè)計(jì)，在硬件設(shè)計(jì)中 要進(jìn)行輸入設(shè)備的選擇，如操作按鈕，開(kāi)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(tái)，操作面板的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)用戶輸入輸出設(shè)備的分析，分類 和整理，進(jìn)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(hào)，設(shè)備名稱 及控制功能，應(yīng)盡量將相同類型的信號(hào)，相同的電壓等級(jí)的信號(hào)地址安排在一起，并依此 繪制I/O接線圖。2）軟件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)就是用梯形圖或指令表編寫(xiě)控制序。3）控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試 這是最后關(guān)鍵性的一步，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)后再做出改進(jìn)， 反復(fù)修改，反復(fù)調(diào)試，直到滿足要求為止。4）編制

4、系統(tǒng)的技術(shù)文件 技術(shù)文件一般應(yīng)包括總體說(shuō)明，硬件文件，軟件文件和使用 說(shuō)明等。1.3設(shè)計(jì)要求1）在接受設(shè)計(jì)任務(wù)后，應(yīng)根據(jù)課題要求和應(yīng)完成的設(shè)計(jì)任務(wù)，擬定工作進(jìn)度計(jì)劃，確 定各階段應(yīng)完成的工作量，妥善安排時(shí)間。2）在方案確定過(guò)程中應(yīng)主動(dòng)提出問(wèn)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(kāi)闊，依據(jù)充分。3）說(shuō)明書(shū)要求文字通順、簡(jiǎn)練，格式規(guī)范。4）應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成所有的設(shè)計(jì)任務(wù)，并對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題, 解決問(wèn)題。思考有待進(jìn)一步完善之處。二、PLC機(jī)型選擇目前，國(guó)內(nèi)外PLC生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC品種已達(dá)到數(shù)百個(gè)，其性能各有特點(diǎn)，價(jià)格也 不盡相同。在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，要選

5、擇最適宜的 PLC機(jī)型，對(duì)于系統(tǒng)的控制目標(biāo)。設(shè) 計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，首要的控制目標(biāo)就是：確保生產(chǎn)的安全可靠，能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)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(shí)要從能夠完成冗余控制的 PLC型號(hào)中進(jìn)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(gè)方面就是要對(duì)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。西門子S7-200三、五層樓電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 電梯模型（圖）其中主體包括轎廂、導(dǎo)軌、升降電機(jī)等；控制 盒包括電源、上下呼叫按鈕；顯示部分包括各層上 下

6、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(qǐng)求開(kāi)關(guān)I0.0二樓上升請(qǐng)求開(kāi)關(guān)I0.1三樓上升請(qǐng)求開(kāi)關(guān)I0.2四樓上升請(qǐng)求開(kāi)關(guān)I0.3五樓下降請(qǐng)求開(kāi)關(guān)I0.4四樓下降請(qǐng)求開(kāi)關(guān)I0.5三樓下降請(qǐng)求開(kāi)關(guān)I0.6二樓下降請(qǐng)求開(kāi)關(guān)I0.7一樓行程開(kāi)關(guān)I1.0二樓行程開(kāi)關(guān)I1.1三樓行程開(kāi)關(guān)I1.2四樓行程開(kāi)關(guān)I1.3五樓行程開(kāi)關(guān)I1.43.22輸出一樓指示燈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(dòng)機(jī)上升指示燈Q1.0電動(dòng)機(jī)下降指示燈Q1.13

7、.3 PLC外部接線圖及主電路KM2主電路圖KM1o5L8*EoOLTjoOri ooo oi11NE£z98;小&Fm3z&8*ooT 1r-目9mErJ1自外部接線圖T 1四、五層樓電梯控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 程序4.1.1 總體設(shè)計(jì)思路說(shuō)明及程序流程圖當(dāng)電梯上行時(shí)，如遇到某層有上行呼喚信號(hào)時(shí)，則在該層停止，同時(shí)消除該層上行信 號(hào)，對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈滅，門自動(dòng)打開(kāi)。而在上行的過(guò)程中，下行的呼喚信號(hào)不起作用。電梯 下行時(shí)同理。在電梯里按下關(guān)門按鈕，門自動(dòng)關(guān)閉，關(guān)門到位后電梯才能升降。電梯在開(kāi) 降過(guò)程中經(jīng)過(guò)無(wú)呼喚信號(hào)的樓層時(shí)，不停止也不能開(kāi)門。在上升過(guò)程中，如上行和下行都

8、 務(wù)于下層信號(hào)。在下降過(guò)程中的原理同上行時(shí)的原理。電梯在停止時(shí)，可用按鈕直接控制 開(kāi)門、關(guān)門。電梯停在某一層時(shí)，在門廳按下該層呼喚按鈕也能開(kāi)門。電梯在開(kāi)門時(shí)不能 上升、下降。電梯在升降過(guò)程中不能開(kāi)門。在這次設(shè)計(jì)中，行程開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)是一個(gè)問(wèn)題。在這一個(gè)問(wèn)題上就存在一個(gè)電梯的位置 問(wèn)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(gè)問(wèn) 題。最后我們是要考慮到互鎖的問(wèn)題，這不是一個(gè)小問(wèn)題，這一個(gè)問(wèn)題關(guān)系到了整個(gè)實(shí)驗(yàn) 的成功與否。還有就是一個(gè)暫停的問(wèn)題，不用多說(shuō)暫停就是用定時(shí)器去控制的，但是用在 這

9、里要有一定的技巧，要有得得當(dāng)。輸入信號(hào)£輸入信號(hào)與當(dāng)前值相比較r rr r s r r hit r rr bit r r en r r err r r sn rtsn r b | | | ii i rrr ill輸入信號(hào)大于當(dāng)前值輸入信號(hào)小于當(dāng)前值由稅開(kāi)請(qǐng)下窿到蛤入信號(hào)木日應(yīng)的樓層電梯上升或下降到電梯內(nèi)部信號(hào)相應(yīng)的樓層結(jié)束4.1.2 梯形圖或指令表程序注解同搭i網(wǎng)阿標(biāo)題31-同格2一樓的行程開(kāi)關(guān)一層行程開(kāi)關(guān)MOVB|ENENQ»1 - IMQUT TB9同鏘3二樓的行程開(kāi)關(guān)二層行程開(kāi)關(guān)M0V1|EN ENO2-IN OUT -VB3網(wǎng)絡(luò)4三樓的行程開(kāi)美二 E際程!中關(guān)M0V

10、_6 ENENOINOUT|3-AVE9網(wǎng)絡(luò)12M22.2二層行程開(kāi)關(guān)M0V.BEN ENO二層下指示燈亮T R)INOUTMB3M22.3三層行程開(kāi)關(guān)MOV.BEN EN0三層上指示燈充-(A)1INOUTVB4三樓下降呼叫請(qǐng)求三層下M22.2三層行程開(kāi)關(guān)MOV.BENENOINOUT3-MB5三層下指示燈先(S SMOV.BEN EN0三層下指示燈亮Yr)INOUTMB5網(wǎng)絡(luò)19四樓下降|四層下M0V.B ENENOINOUT四層下指示燈亮( c 1 J1MB7網(wǎng)絡(luò)23電梯上升M223M22.1電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)H I()VB2I>B I-VB9MB3I>B I-VB9VB41 比 |

11、VB9MB51 >B |VB9VB6I>B I-VB9MB71 >B |VB9VB8|B|VB9網(wǎng)絡(luò)24電梯下降MB1MB1I CB | 0I也|VB9VB2VB2HI-I曲|0VB9MB3MB3|<>B|1 <B II* I0VB9VB4VB4I CB | |0VB9MB5MB5HI-I <D I0VB9VB6VB6I CB I-I <B |0VB9MB7MB7I CB I| <B |0VB9網(wǎng)絡(luò)25電梯上升?？縈22.2M224電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)VB2=BVB9VB4VB9VB6 | =BVB9VB8 =BVB9二層行程開(kāi)關(guān)五層行程開(kāi)關(guān)三層行程

12、開(kāi)關(guān)四層行程開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)26電梯下降?？縈B1 | =BVB9MB3 | =BVB9MB51 =BVB9MB7| «aBVB9M22.1(S：1二層行程開(kāi)關(guān)四層仃程開(kāi)關(guān)II五層行程開(kāi)關(guān)I P三層仃程開(kāi)關(guān)M22.4S ) 1同第34T39M22.2I ITlCC1同珞?5電勘機(jī)反轉(zhuǎn)M22.3T I1I(')i網(wǎng)給36T40M22 3I IPI(R)i4.2程序說(shuō)明程序基本實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)控制，在程序里 I0.0I0.4為上升按鈕，Q0.0Q0.4為其上 升指示燈，I0.4I0.7為上升按鈕，Q0.4Q0.7為下降指示燈，I1.0I1.4為依次為各樓層 的行程開(kāi)關(guān)，Q1.0和Q1.1分

13、別為電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。所以我們就設(shè)計(jì)1樓只有上樓的開(kāi)關(guān)，2、 3和4樓有兩個(gè)開(kāi)關(guān)，分別是上升和下降。5樓同1樓差不多只有一個(gè)下降的開(kāi)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(kāi)關(guān)做位置數(shù)字化，各樓層 的呼叫請(qǐng)求按鈕也做呼叫數(shù)字化，通過(guò)呼叫數(shù)值與位置數(shù)值來(lái)控制電梯的上升與下降。系 統(tǒng)設(shè)計(jì)要求如下：(1)當(dāng)外部呼叫時(shí)，呼叫數(shù)值比位置數(shù)值大時(shí)，且電梯不是下降狀態(tài)，則電機(jī)正轉(zhuǎn)， 電梯上升。(2)當(dāng)外部呼叫時(shí)，呼叫數(shù)值比位置數(shù)值小時(shí)，且電梯不是上降狀態(tài)，則電機(jī)反轉(zhuǎn)， 電梯下升。(3)電梯在上升途中，如有多個(gè)上呼與下呼信號(hào)同時(shí)輸入，電梯是要先上后下。(4)電梯在下降途中，如有多個(gè)上呼與下呼信號(hào)同時(shí)

14、輸入，電梯是要先下后上。(5)當(dāng)電梯到達(dá)相應(yīng)呼叫的樓層時(shí)，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(dòng)作后才有效如：當(dāng)你在1樓時(shí)，你按下開(kāi)關(guān)電梯就會(huì)上升，并且在你上之前就會(huì)暫停2秒鐘，如果是其它樓有上升的人按下開(kāi)關(guān)，那么電梯就會(huì)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(shí)不能下降，下降時(shí)不能上升，如果有相應(yīng)的請(qǐng)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(shí)電梯是不會(huì)停下 來(lái)的，只有上到4樓之后才會(huì)下降到3樓停下到將3樓的人送下到1樓。上面所編的PLC控制五層樓程序，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的電梯升降運(yùn)作和在各層樓的各種呼叫 請(qǐng)

15、求，但從這一個(gè)系統(tǒng)中只是外部信號(hào)的開(kāi)關(guān)，對(duì)于內(nèi)部的系統(tǒng)控制則是無(wú)法做到。這也 許就是這一個(gè)系統(tǒng)的不足之處。這個(gè)系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)多上信號(hào)同時(shí)作用，但是有一定的順 序執(zhí)行的，比如多個(gè)信號(hào)同時(shí)請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)會(huì)有一個(gè)先后的關(guān)系，當(dāng)電梯上升時(shí)，只有上 升的信號(hào)有作用，但下降的的信號(hào)不會(huì)丟失，會(huì)相應(yīng)的寄存起來(lái)。然后再執(zhí)行下降的請(qǐng)求。 這里有個(gè)時(shí)間暫停，當(dāng)上升到一層樓的時(shí)候就暫停兩秒鐘。反之亦然。實(shí)驗(yàn)室的電梯模型控制系統(tǒng)中也存在不少的可完善地方，比如內(nèi)部的的控制系統(tǒng)可以 添置上去，這樣就是一個(gè)完整的電梯系統(tǒng)了，然而這個(gè)系統(tǒng)中只是它的外部系統(tǒng)，因此可 以說(shuō)這是一個(gè)不完美的系統(tǒng)。從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看也是存在一個(gè)的局限性。

16、有很多的指令沒(méi)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(gè)可以完美的 一個(gè)亮點(diǎn)。五、控制系統(tǒng)的調(diào)試5.1 實(shí)驗(yàn)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(jì)程序(4)輸入程序(5)下載程序(6)調(diào)試運(yùn)行5.2 調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題本次的五樓電梯控制程序的設(shè)計(jì)，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(xiě) 出這個(gè)電梯程序。在調(diào)試的過(guò)程中出現(xiàn)如下問(wèn)題：(1) 調(diào)試運(yùn)行時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)電梯只能在 14樓行走，5樓的下降請(qǐng)求并沒(méi)響應(yīng)，經(jīng) 過(guò)仔細(xì)的檢查，我彳門發(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(dá)5樓。(2) 4樓的上升請(qǐng)求按下后，電梯上升時(shí)經(jīng)過(guò) 4樓，4樓上升的指示燈滅了，但電梯 并沒(méi)有停下來(lái)。我們知道這是4樓在電梯上升停靠那里出了問(wèn)題， 通過(guò)程序運(yùn)行監(jiān)