東南大學-PLC實驗報告——三層電梯模擬

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上PLC實驗報告三層電梯模擬 班級： *班 姓名： * 學號： * 指導教師： * 小組成員： * 一、實驗目的與要求1、了解PLC實驗原理，掌握簡單的PLC編程方法；2、學習三層電梯的原理電路和面板操作功能，了解其運行原理，掌握控制方法；3、通過編程模擬三層電梯的真實運行情況。二、硬件原理簡述本實驗編程及功能的實現(xiàn)均依賴實驗室的三層電梯模擬裝置，模擬真實電梯的運行情況。圖1 三層電梯模擬裝置電梯模擬裝置由主體框架及導軌、轎箱及門控系統(tǒng)、配重、驅動電機、外呼按鈕及顯示屏、內選按鈕及指示燈和控制系統(tǒng)組成，其實物如圖所示。實驗指導書中已詳細給出其原理電路，在此不再贅述，僅將

2、面板操作功能簡述如下：面板主體可分為四層，自下而上依次為一至四層，其中一到三層與電梯樓層相對應，第四層主要是人在電梯內時對應的操作面板，另外還包括一些其他功能的輸入輸出端口。圖2 操作面板第四層2.1 按鈕與按鍵背景燈電梯中共有七個按鈕，分別是四層的“1”、“2”、“3”，三層的“DOWN”，二層的“UP”、“DOWN”和一層的“UP”。這七個按鈕原理相同，當按下按鈕后，相應的開關量信息將從X1至X7送出，若將H1至H7的紅黑端子和24V直流電源相連，則按鍵背景燈會亮起。2.2上下行撥動開關與控制端SA1撥動開關可在電梯處于手動模式時控制上下行，向左撥動，電梯向下運行，向右撥動，電梯向上運行。

3、當電梯處于自動模式時，將PLC實驗箱中的“SD”與“正轉”短接，則電梯上行，將“SD”與“反轉”短接，則電梯下行。2.3防夾傳感器最右側的三對黑黃色小孔是防夾傳感器SENSOR的輸出。防夾傳感器是位于電梯門內的紅外線收發(fā)裝置，正常時，防夾傳感器輸出開關斷開，一旦電梯門夾住人時，輸出開關閉合。2.4 指示燈與蜂鳴器LIGHT和BUZZER均可通過通電控制，將它們與24V直流電源串聯(lián)，則指示燈會發(fā)亮，蜂鳴器會報警。圖3 操作面板第二層2.5 限位開關三層的3S1至3S5、二層的2S1至2S4、一層的1S1至1S5均為限位開關的輸出。其中每層的S1、S2為電梯門限位開關的輸出，S3、S4為電梯上下位

4、置的限位開關輸出，S5為上極限開關的輸出。這十四個開關量代表電梯門以及箱體的位置。 2.6 開關門撥動開關與控制端3SA1、2SA1、1SA1三個撥動開關為開關門撥動開關，在電梯處于手動模式時，向左撥動，電梯門打開，向右撥動，電梯門關閉。CCW、CW端可控制門控電機的正轉和反轉，即電梯的開門關門。將24V正電接入CCW、CW，可控制電梯開關門。2.7 LED顯示器STOREY DISPLAY是LED顯示器，用以顯示樓層位置，為8421BCD碼輸入。另外還有電源開關、直流電源輸出端、由變頻器供電的異步電動機電源輸入端口、手動自動模式切換開關等控制按鍵和輸入輸出端口，用以實現(xiàn)基本功能。三、設計思路

5、鑒于本組同學未學習過PLC課程，對PLC編程方法掌握不足，因此本組選擇最基本的編程方法純粹采用開關量編程，開關量也稱邏輯量，指僅有兩個取值，0或1、ON或OFF。它是最常用的控制，對它進行控制是PLC的優(yōu)勢，也是PLC最基本的應用。開關量控制的目的是，根據(jù)開關量的當前輸入組合與歷史的輸入順序，使PLC產生相應的開關量輸出，以使系統(tǒng)能按一定的順序工作。采用開關量編程需要充分利用電梯的輸出量，控制輸入量，以實現(xiàn)預期功能。參考電梯的實際功能，本組的設計思路主要分為以下幾個模塊：3.1 按鈕與按鍵背景燈對于一部電梯，無論是電梯外還是電梯內的操作按鈕，都應實現(xiàn)按下按鈕，按鍵背景燈常亮，到達相應樓層后按鍵

6、背景燈熄滅的功能。在此將電梯的七個按鈕一并討論，它們的亮燈條件相同，即一旦收到按鍵的閉合脈沖信號，就輸出自鎖信號，控制按鍵背景燈亮；當電梯停在相應樓層并開門后，該層對應的按鈕熄滅。3.2 開關門電梯停下后，打開對應樓層的門；考慮到乘客上電梯的時間，開關門之間應有一定延時，此處設為2S，延時結束后電梯關門。3.3 停下對于電梯內部的“1”、“2”、“3”按鈕來說，只要它們中的任意一個按鍵燈亮著，并且電梯到達相應樓層，就應當使電梯停下。舉例來說，如果“2”按鍵亮著，并且電梯的“2S3”、“2S4”限位開關有輸出，就表示電梯在2樓且有人想去這一層，這時電梯就應當停下開門。三層的“DOWN”和一層的“

7、UP”也是如此，有人在3層想下樓或在1層想上樓，當電梯到達3層或1層時就應停下開門。有所不同的是二層的“UP”、“DOWN”，當有人在2層想上樓時，若電梯內部的“1”被按下且尚未得到響應，或者有人在1層也想上樓，此時電梯路過2樓時不應當停下，而應當先去1樓，等再次上行到達2層時再停下。也就是說，二層“UP”按鍵燈亮且“2S3”、“2S4”限位開關有輸出時，若“1”或一層“UP”按鍵燈也亮著，則電梯不應停下，若這兩個按鍵燈沒有亮，則電梯應停下。同理，二層“DOWN”按鍵燈亮且“2S3”、“2S4”限位開關有輸出時，若“3”或三層“DOWN”按鍵燈也亮著，則電梯不應停下，若這兩個按鍵燈沒有亮，則電

8、梯應停下。3.4 上下行與優(yōu)先級根據(jù)上述停下的條件，若電梯在某一層，恰好有人按下了這一層的按鍵，又不與其他層按鍵沖突，比如電梯停在2樓時只有二層的“UP”被按下，則電梯會直接開門，因此不必再在控制上下行的條件中考慮這種情況。首先，考慮對單個按鍵的響應。對于三層電梯來說，去3層必定是上行，去1層必定要下行，2層的情況則稍微復雜些，要結合電梯所處的位置進行考慮，若電梯此時在樓的上半部分則需下行，在下半部分則需上行。其次，考慮多個按鍵被同時按下的情況，我們引入優(yōu)先級的概念，界定按鍵命令的處理順序：上行時，設定優(yōu)先級，下行時，設定優(yōu)先級。優(yōu)先級的概念在“停下”的條件中已有體現(xiàn)，同時因為已經設定電梯停下

9、開門后就熄滅相應按鍵，因此可以排除已經完成的命令，結合3.3中所述，即可滿足電梯的控制要求。以下通過兩個例子說明：假如電梯停在在1層時，有“3”、二層“DOWN”和一層的“UP”同時被按下，則電梯將運行如下：先在1樓打開門，一層“UP”按鍵熄滅；上行到2樓時因為“3”亮著，雖然二層“DOWN”按鍵亮且“2S3”、“2S4”限位開關有輸出，但仍不滿足停下條件，電梯不停；繼續(xù)上行到3樓停下開門，“3”熄滅；隨后電梯下行到2樓，停下開門，二層“DOWN”熄滅。假如電梯停在在1層時，有“3”、“2”和一層的“UP”同時被按下，則電梯將運行如下：先在1樓打開門，一層“UP”按鍵熄滅；隨后按照優(yōu)先級應首先

10、響應“3”按鍵，但是經過2樓時有“2”按鍵燈亮，且“2S3”、“2S4”限位開關有輸出，滿足停下條件，因此電梯會在2樓停下開門，“2”熄滅；隨后電梯上行到3樓停下開門，“3”熄滅。3.5 樓層顯示設定LED燈顯示的數(shù)字為電梯最后經過的樓層。當某層的上下限位開關同時有輸出時，說明電梯經過或停在該層，此時就將樓層示數(shù)更新為該樓層并保持，直到下一個更新條件滿足。四、程序流程圖程序主要流程可表示如下，需說明，本組全部采用開關量編程，程序中并不存在循環(huán)，卻可以起到下圖所示的效果：圖3 程序流程圖五、端子接線圖編程中共用到輸入量24個，輸出量17個，將各端子連接內容列于下表：表1 輸入量X3X1DOWN3

11、X12X1UP2X1DOWN2X11X1UP1X1X0X1X2X3X4X5X6SENSOR11S11S21S31S41S5X10X11X12X13X14X15SENSOR22S12S22S32S4X20X21X22X23X24SENSOR33S13S23S33S43S5X30X31X32X33X34X35表2 輸出量Y3L1DOWN3L12L1UP2L1DOWN2L11L1UP1L1Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y61開門1關門2開門2關門3開門3關門Y10Y11Y12Y13Y14Y15上行下行Y20Y21ABY30Y31硬件接線圖如下：圖4 端子接線圖六、 實驗成果與不足本組模擬真實電梯運行情況進

12、行設計，主要可實現(xiàn)以下功能：1、 響應按鍵命令，并對同時存在的按鍵命令進行排序處理，實現(xiàn)正常上下行和停止；2、 電梯在相應樓層停止時開門，經過2S延時后關門；3、 LED燈顯示電梯所在樓層。本組成功實現(xiàn)了電梯的基本功能，但仍存在許多可以改進之處。例如，可以對防夾傳感器進行設置，當相應樓層的防夾傳感器有輸出時，控制該層的電梯門打開；又如，可以對“3S5”、“1S5”兩個上下極限限位開關進行設置，正常情況下極限開關不應有輸出，若存在輸出則啟動蜂鳴器報警，說明電梯運行出現(xiàn)問題。由于實驗器材中部分傳感器不靈敏以及實驗時間的限制，上述想法最終未能來得及實現(xiàn)，不得不說是一個遺憾。我相信若有足夠的時間，我們

13、一定能將上述功能實現(xiàn)，將電梯設計得更加完美。七、心得與體會這次的實驗對我們組而言不是很輕松，因為我們組的兩個人都沒有學過PLC的理論課程，所以做起實驗來要相對有些吃力。我們的實驗題目是電梯控制，其實算起來電梯控制的邏輯并不是很復雜，只不過要將邏輯語言轉化成梯形圖，這一步對我們組而言稍微困難一些。電梯在日常生活中隨處可見，其實以前也有思考過電梯的控制程序具體如何，不過沒有仔細研究。這次是要在模擬電梯實驗臺上世紀模擬出來，其實還是挺有意思的。在實驗之前我也上網去找了一些資料，參考了一下資料里的邏輯結構，有一些邏輯相對復雜，而我們這次試驗是要實現(xiàn)三層的電梯模擬，所以相對來說，難度大大降低了。在參照了一些資料以后，然后我們決定用自己的邏輯去實現(xiàn)。不過，這個程序也僅是適用于三層電梯，而對于多層電梯我們沒有測試環(huán)境，所以也無法驗證。真