plc五層樓電梯控制系統的設計

/廣東紡織職業(yè)技術學院可編程限制器及應用課程設計報告題目五層樓電梯限制系統的設計院（系）機電工程系專業(yè)學生姓名指導老師起始日期：一、PLC課程設計目的、任務和要求1.1設計目的職業(yè)技術教化是要把學生培育成既有扎實的理論學問，又有較強的專業(yè)技能的現場高級工程師。PLC限制技術屬于先進的好用技術，目前各種PLC在實際工程中已廣泛應用，以PLC為主限制器的限制系統越來越多。在熟識了PLC的組成和基本工作原理，駕馭了PLC的指令系統及編程規(guī)則之后，就面臨著如何將PLC應用到實際工程中的問題，即如何進行PLC限制系統的應用設計，使PLC能夠實現對生產機械生產過程的限制，并帶來更牢靠更高的質量和更高的效益。本次課程設計內容是用PLC限制五層電梯自動運行。學校為我們學生供應了較志向的試驗平臺，使我們可以直觀地驗證其程序編輯的正確性，便于理解電梯限制的邏輯關系，也通過這次課程設計鞏固已學過的理論學問，更重要的是給我們一次獨立設計的實踐機會，以培育我們設計實力和實際工作實力，培育學生嚴謹的邏輯分析和細心的工作作風，為學生畢業(yè)走上社會就業(yè)打下基礎。1.2設計任務本次設計任務指定參考題目為“五層樓電梯限制系統的設計”，學生也可以自行選擇設計題目，經指導老師批準即可。五層樓電梯限制系統的功能要求和實際電梯相同，電梯要能夠合理響應隨意樓層的電梯呼叫信號。1）硬件設計PLC限制系統的硬件設計是指對PLC外部設備的設計，在硬件設計中要進行輸入設備的選擇，如操作按鈕，開關等，執(zhí)行元件的選擇，如接觸器線圈，電磁閥線圈，指示燈等，以及限制臺，操作面板的設計。通過對用戶輸入輸出設備的分析，分類和整理，進行相應的I/O地址安排，在I/O設備表中應包含I/O地址，設備代號，設備名稱及限制功能，應盡量將相同類型的信號，相同的電壓等級的信號地址支配在一起，并依此繪制I/O接線圖。2）軟件設計限制系統的軟件設計就是用梯形圖或指令表編寫限制序。3）限制系統聯機調試這是最終關鍵性的一步，應對系統性能進行評價后再做出改進，反復修改，反復調試，直到滿意要求為止。4）編制系統的技術文件技術文件一般應包括總體說明，硬件文件，軟件文件和運用說明等。1.3設計要求1）在接受設計任務后，應依據課題要求和應完成的設計任務，擬定工作進度支配，確定各階段應完成的工作量，妥當支配時間。2）在方案確定過程中應主動提出問題，以取得指導老師的幫助，在此階段提倡廣泛探討，做到思路開闊，依據充分。3）說明書要求文字通順、簡練，格式規(guī)范。4）應在規(guī)定時間內完成全部的設計任務，并對自己的設計進行實踐驗證，發(fā)覺問題，解決問題。思索有待進一步完善之處。二、PLC機型選擇目前，國內外PLC生產廠家生產的PLC品種已達到數百個，其性能各有特點，價格也不盡相同。在設計PLC限制系統時，要選擇最相宜的PLC機型，對于系統的限制目標。設計PLC限制系統時，首要的限制目標就是：確保生產的平安牢靠，能長期穩(wěn)定運行，保證產品高質量，提高生產效率，改善信息管理等。假如要求以極高的牢靠性為限制目標，構成PLC冗余限制系統，這時要從能夠完成冗余限制的PLC型號中進行選擇；假如以改善信息管理為限制目標，要首先考慮通信實力。另一個方面就是要對PLC的硬件配置的考慮，可以從CPU的實力、I/O系統、指令系統、響應速度或其它考慮。 西門子S7-200三、五層樓電梯限制系統的硬件設計3.1電梯模型(圖)其中主體包括轎廂、導軌、升降電機等；限制盒包括電源、上下呼叫按鈕；顯示部分包括各層上下呼叫按鈕顯示。 3.2外部輸入輸出設備選擇及I/O安排表（如下表）3.21輸入一樓上升懇求開關I0.0二樓上升懇求開關I0.1三樓上升懇求開關I0.2四樓上升懇求開關I0.3五樓下降懇求開關I0.4四樓下降懇求開關I0.5三樓下降懇求開關I0.6二樓下降懇求開關I0.7一樓行程開關I1.0二樓行程開關I1.1三樓行程開關I1.2四樓行程開關I1.3五樓行程開關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電動機上升指示燈Q1.0電動機下降指示燈Q1.13.3PLC外部接線圖及主電路主電路圖主電路圖 外部接線圖四、五層樓電梯限制系統的軟件設計4.1程序總體設計思路說明及程序流程圖當電梯上行時，如遇到某層有上行呼喊信號時，則在該層停止，同時消退該層上行信號，對應的信號燈滅，門自動打開。而在上行的過程中，下行的呼喊信號不起作用。電梯下行時同理。在電梯里按下關門按鈕，門自動關閉，關門到位后電梯才能升降。電梯在升降過程中經過無呼喊信號的樓層時，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，可用按鈕干脆限制開門、關門。電梯停在某一層時，在門廳按下該層呼喊按鈕也能開門。電梯在開門時不能上升、下降。電梯在升降過程中不能開門。結束輸入信號輸入信號與當前值相比較輸入信號大于當前值輸入信號小于當前值電梯上升電梯下降電梯上升或下降到輸入信號相應的樓層電梯上升或下降到電梯內部信號相應的樓層在這次設計中，行程開關的設計是一個問題。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的1、2、3、4和5。這就是位置的數值化，當有數值之后我們就用比較指令去推斷電梯的上升或是下降，這樣就可以解決到這一個問題。最終我們是要考慮到互鎖的問題，這不是一個小問題，這一個問題關系到了整個試驗的結束輸入信號輸入信號與當前值相比較輸入信號大于當前值輸入信號小于當前值電梯上升電梯下降電梯上升或下降到輸入信號相應的樓層電梯上升或下降到電梯內部信號相應的樓層梯形圖或指令表4.2程序說明程序基本實現電梯的自動限制，在程序里I0.0～I0.4為上升按鈕，Q0.0～Q0.4為其上升指示燈，I0.4～I0.7為上升按鈕，Q0.4～Q0.7為下降指示燈，I1.0～I1.4為依次為各樓層的行程開關，Q1.0和Q1.1分別為電機的正反轉。所以我們就設計1樓只有上樓的開關，2、3和4樓有兩個開關，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。本次五層樓電梯限制系統或許是這樣的：把各樓層的行程開關做位置數字化，各樓層的呼叫懇求按鈕也做呼叫數字化，通過呼叫數值和位置數值來限制電梯的上升和下降。系統設計要求如下：（1）當外部呼叫時，呼叫數值比位置數值大時，且電梯不是下降狀態(tài)，則電機正轉，電梯上升。（2）當外部呼叫時，呼叫數值比位置數值小時，且電梯不是上降狀態(tài)，則電機反轉，電梯下升。（3）電梯在上升途中，如有多個上呼和下呼信號同時輸入，電梯是要先上后下。（4）電梯在下降途中，如有多個上呼和下呼信號同時輸入，電梯是要先下后上。（5）當電梯到達相應呼叫的樓層時，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)行完當前動作后才有效如：當你在1樓時，你按下開關電梯就會上升，并且在你上之前就會暫停2秒鐘，假如是其它樓有上升的人按下開關，那么電梯就會在相應的樓層暫停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，假如有相應的懇求，要做到先上后下的依次。比如1樓有人上4樓，3樓有人要下1樓，當電梯上升到3樓的時電梯是不會停下來的，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。 上面所編的PLC限制五層樓程序，可實現簡潔的電梯升降運作和在各層樓的各種呼叫懇求，但從這一個系統中只是外部信號的開關，對于內部的系統限制則是無法做到。這或許就是這一個系統的不足之處。這個系統中可以實現多上信號同時作用，但是有肯定的依次執(zhí)行的，比如多個信號同時懇求時，系統會有一個先后的關系，當電梯上升時，只有上升的信號有作用，但下降的的信號不會丟失，會相應的寄存起來。然后再執(zhí)行下降的懇求。這里有個時間暫停，當上升到一層樓的時候就暫停兩秒鐘。反之亦然。試驗室的電梯模型限制系統中也存在不少的可完善地方，比如內部的的限制系統可以添置上去，這樣就是一個完整的電梯系統了，然而這個系統中只是它的外部系統，因此可以說這是一個不完備的系統。從整個系統來看也是存在一個的局限性。有許多的指令沒有用到上去，假如用上一些好的指令或許就是不用這么多的指令了。這又是一個可以完備的一個亮點。五、限制系統的調試5.1試驗步驟（1）確定輸入輸出I/0安排（2）依據電梯的接線圖接線（3）設計程序（4）輸入程序（5）下載程序（6）調試運行5.2調試中出現的問題本次的五樓電梯限制程序的設計，我們上網查找了相關的資料，借鑒于網絡資源編寫出這個電梯程序。在調試的過程中出現如下問題：（1）調試運行時，我們發(fā)覺電梯只能在1—4樓行走，5樓的下降懇求并沒響應，經過細致的檢查，我們發(fā)覺，在網絡21中的傳送指令輸入口的數值是2，改成5后，電梯就就可以到達5樓。（2）4樓的上升懇求按下后，電梯上升時經過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樓在電梯上升停靠那里出了問題，通過程序運行監(jiān)控模式，我們發(fā)覺電梯經過4樓時網絡25中的的VB6（VB6是4樓