三層電梯及組態(tài)王仿真

PAGE./WORD整理版《PLC課程設(shè)計》報告〔2013-2014學(xué)年第二學(xué)期課程設(shè)計題目：三層電梯控制目錄目錄-1-一、課程設(shè)計性質(zhì)和目的-2-二、課程設(shè)計的內(nèi)容及要求-2-〔一設(shè)計內(nèi)容-2-〔二功能要求-4-三、課程設(shè)計的進(jìn)度及安排-4-四、設(shè)計所需軟件平臺-5-1、GXDeveloper8.0PLC編程軟件；-5-2、MXOPCServer軟件；-5-3、組態(tài)王6.53軟件。-5-五、設(shè)計思路及梯形圖程序-5-〔一開門、關(guān)門的控制部分：-5-〔二電梯到站指示：-7-〔三樓層呼叫指示及轎廂內(nèi)去某層指示控制：-8-〔四電梯上下行運(yùn)行：-10-六、組態(tài)王人機(jī)界面設(shè)計-12-七、調(diào)試運(yùn)行-18-八、結(jié)果及分析-22-九、心得體會-22-十、參考文獻(xiàn)-23-十一、致謝-23-附錄-24-附錄1-24-附錄2-29-附錄3-31-一、課程設(shè)計性質(zhì)和目的PLC課程設(shè)計是《PLC原理及應(yīng)用》課程與實(shí)驗結(jié)束后的一門應(yīng)用性很強(qiáng)的實(shí)踐課。所選題目《三層電梯控制》緊密結(jié)合所學(xué)的主要內(nèi)容,加深鞏固所學(xué)知識,同時對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展,有一定的深度和廣度,能充分發(fā)揮學(xué)生的能動性和想象力,使學(xué)生將所學(xué)的PLC知識運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)中。通過GXDeveloper進(jìn)行控制程序的編寫,并且用組態(tài)王開發(fā)出模擬控制的交互界面,極大地提高了學(xué)生的綜合設(shè)計能力。要求學(xué)生將PLC軟件和組態(tài)王軟件的功能結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)仿真效果,鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力。二、課程設(shè)計的內(nèi)容及要求〔一設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計是基于組態(tài)王的三層電梯控制,電梯控制程序由三菱PLC編程軟件GXDeveloper開發(fā),人機(jī)界面由組態(tài)王開發(fā)。電梯控制要求如表1所示。輸入點(diǎn)分配如表2所示。輸出點(diǎn)分配如表3所示。表1三層電梯控制要求序號輸入輸出原停層呼叫層運(yùn)行方向運(yùn)行結(jié)果113升上升到3層同時開門,4s后關(guān)門223升上升到3層同時開門,4s后關(guān)門333停開門,4s后關(guān)門412升上升到2層同時開門,4s后關(guān)門522停開門,4s后關(guān)門632降下降到2層同時開門,4s后關(guān)門711停開門,4s后關(guān)門821降下降到1層同時開門,4s后關(guān)門931降下降到1層同時開門,4s后關(guān)門1012,3升先上升到2層,開門,4s后關(guān)門；再上升到3層開門,4s后再關(guān)門112先1后3先降后升先下降到1層,開門,4s后關(guān)門；再上升到3層開門,4s后再關(guān)門122先3后1先升后降先上升到3層開門,4s后再關(guān)門；再下降到1層,開門,4s后關(guān)門1332,1降先下降到2層,開門,4s后關(guān)門；再下降到1層開門,4s后再關(guān)門14任意報警任意報警指示燈亮15在轎廂運(yùn)行期間不能開門16轎廂關(guān)好門后,才允許運(yùn)行17按下轎廂開門按鈕,開門〔只在電梯停在樓層時動作18按下轎廂關(guān)門按鈕,立即關(guān)門〔不需要等待4s19電梯運(yùn)行期間,暫時不接受呼叫指令,等待到達(dá)指定樓層,開門、關(guān)好門后,才接受下一次的呼叫指令。注意：本次課程設(shè)計必須完成序號1~9,15~19中的要求；如有時間,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展完成1~18的要求。表2輸入點(diǎn)分配序號名稱輸入點(diǎn)0轎廂內(nèi),呼1層按鈕X0001轎廂內(nèi),呼2層按鈕X0012轎廂內(nèi),呼3層按鈕X0023轎廂內(nèi),開門按鈕X0034轎廂內(nèi),關(guān)門按鈕X0045轎廂內(nèi),報警按鈕X0056第1層,上行按鈕X0067第2層,下行按鈕X0078第2層,上行按鈕X0209第3層,下行按鈕X02110第1層限位開關(guān)X02211第2層限位開關(guān)X02312第3層限位開關(guān)X02413開門限位開關(guān)X02514關(guān)門限位開關(guān)X026表3輸出點(diǎn)分配序號名稱輸出點(diǎn)0電梯上行Y0001電梯下行Y0012上行指示燈Y0023下行指示燈Y0034開門Y0045關(guān)門Y0056報警指示燈Y006其中X005,Y006為擴(kuò)展任務(wù)預(yù)留I/O分配。〔二功能要求1、在三菱軟件GXDeveloper8.0中設(shè)計出三層電梯的梯形圖控制程序；2、在組態(tài)王軟件中設(shè)計出三層電梯模擬控制的人機(jī)界面；3、將組態(tài)王運(yùn)行界面與PLC程序聯(lián)合仿真調(diào)試,模擬出電梯控制。三、課程設(shè)計的進(jìn)度及安排進(jìn)度及安排如下表所示序號項

目時

間1布置課程設(shè)計任務(wù)、講授控制方法和要求1天2MXOPC與GXSimulator通信調(diào)試1天3組態(tài)王軟件操作學(xué)習(xí)1天4創(chuàng)建三層電梯控制畫面1天5三層電梯控制PLC程序的編寫與調(diào)試1天6組態(tài)王命令語言的編寫1天7組態(tài)王動畫的編程及設(shè)置1天8組態(tài)王三層電梯控制系統(tǒng)整體調(diào)試1天9檢測驗收、寫課程設(shè)計報告1天10答辯1天四、設(shè)計所需軟件平臺1、GXDeveloper8.0PLC編程軟件；GXDeveloper8.0PLC編程軟件是用來對三菱可編程控制器進(jìn)行軟件開發(fā)仿真的軟件,它主要的功能有程序開發(fā)、維護(hù),編程,項目數(shù)據(jù)管理,在線監(jiān)控、診斷等。仿真則通過計算機(jī)的虛擬軟元件進(jìn)行。2、MXOPCServer軟件；OPC軟件是用于聯(lián)接控制元件與設(shè)備的軟件,能將兩邊的實(shí)時變化連接起來,相互反饋,反映出控制過程的真實(shí)情況。3、組態(tài)王6.53軟件。組態(tài)王軟件可提供了可視化監(jiān)控畫面,有利于實(shí)驗人員實(shí)時現(xiàn)場監(jiān)控,方便地設(shè)計監(jiān)控仿真畫面,并以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài),具有報警窗口、實(shí)時趨勢曲線等,可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。五、設(shè)計思路及梯形圖程序根據(jù)任務(wù)書的電梯控制要求對電梯控制程序進(jìn)行分析,將控制要求拆分成多個部分來設(shè)計,現(xiàn)將程序分成以下幾個部分：〔一開門、關(guān)門的控制部分：如圖1所示：手動開門時：當(dāng)電梯運(yùn)行到位后,按開門按鈕,開門常開觸點(diǎn)閉合,開門線圈Y004得電打開電梯門直至門到位,開門限位開關(guān)接通開門過程結(jié)束；自動開門時：電梯運(yùn)行到位后,相應(yīng)的樓層限位開關(guān)閉合,運(yùn)行到位輔助繼電器得電接通,開門線圈得電動作；手動關(guān)門時：按下關(guān)門按鈕,斷開開門線圈,接通關(guān)門線圈關(guān)門；自動關(guān)門時：開門到位后,定時器接通計時到4秒,常開觸點(diǎn)閉合,關(guān)門線圈得電開始關(guān)門直到關(guān)門限位開關(guān)閉合；M12的作用：用于輔助電梯運(yùn)行到位的判斷；圖1〔二電梯到站指示：如圖2所示：M10、M11是單雙數(shù)樓層聯(lián)鎖中間繼電器。Y11表示電梯在一樓,Y12表示電梯在二樓,Y13表示電梯在三樓。圖2〔三樓層呼叫指示及轎廂內(nèi)去某層指示控制：曾呼叫指示控制,即當(dāng)乘客在電梯外層按下呼叫按鈕是,電梯經(jīng)過上下行判斷,開始向相應(yīng)呼叫層運(yùn)行,到達(dá)該層,相應(yīng)樓層接近開關(guān)閉合,自動開門,同時呼叫指令撤銷。箱內(nèi)去某層時,同樣經(jīng)過上下行判斷開始執(zhí)行。樓層呼叫指示如圖3所示,轎廂內(nèi)去某層指示控制如圖4所示,上下行控制判斷如圖5所示。圖3圖4圖5〔四電梯上下行運(yùn)行：當(dāng)電梯完成上下行判斷,輔助繼電器M19接通,控制電梯上行或下行。Y006是報警按鈕,當(dāng)按下X005,線圈Y006接通,所有常閉出點(diǎn)斷開,停止電梯的運(yùn)行,開、關(guān)門的動作,以保證人身安全。當(dāng)按下報警取消按鈕X027,Y006線圈斷電,所有動作恢復(fù)正常,控制程序如圖6所示,圖6六、組態(tài)王人機(jī)界面設(shè)計打開組態(tài)王軟件,新建一個工程,然后在畫面窗口進(jìn)行電梯仿真圖的繪制,按照任務(wù)書的要求將電梯的基本畫面及基本操作按鈕繪制出來,電梯仿真界面如圖。繪制三個矩形作為樓層,再繪制兩個小矩形作為電梯門,右側(cè)的矩形代表電梯箱體。圖7繪制完電梯仿真界面后,對界面進(jìn)行MXOPCServer軟件建立連接。選擇GXDeveloper作為輸出端,CPU型號選擇FX2N,時間為100ms,如圖7所示。名稱及數(shù)據(jù)設(shè)計如圖8-10所示。圖8圖9圖10建立完文件后,設(shè)置聯(lián)接端口如圖所示。圖11圖12設(shè)置完后即開始建立數(shù)據(jù)詞典,如圖13-15所示。圖13圖14圖15數(shù)據(jù)詞典設(shè)置完后,開始動畫連接的設(shè)置：圖16是開關(guān)門動畫連接設(shè)置；圖16圖17是電梯升降的動畫設(shè)置；圖17圖18是樓層顯示燈的動畫設(shè)置；圖18圖19是上下行指示按鈕動畫設(shè)置；圖19圖20-21是呼叫按鈕的動畫設(shè)置；圖20圖21設(shè)置完動畫聯(lián)接后,對組態(tài)王命令語言進(jìn)行編輯,示例如圖22所示。具體命令語言見附錄3；圖22完成所有設(shè)置后,可以對界面進(jìn)行美化,設(shè)置一些優(yōu)美的背景。圖23七、調(diào)試運(yùn)行調(diào)試：電梯初始位置設(shè)為三樓,當(dāng)按下一樓呼叫按鈕,,下行線圈Y001和下行指示燈得電,電梯下行。,下行到位后開始開門,4秒后自動關(guān)門；軟元件仿真正確后,通過OPC與組態(tài)王聯(lián)機(jī)進(jìn)行仿真,一樓呼叫仿真界面如圖24所示；圖24運(yùn)行到一樓后,電梯門自動打開,如圖25所示；二樓呼叫仿真界面如圖26所示；圖25圖26圖27為報警按鈕按下以后,電梯停止下行,報警指示燈閃爍。圖27八、結(jié)果及分析開始在plc程序調(diào)試過程中,電梯可以成功的從1樓上到2樓,從3摟按鈕到2樓,2樓到3樓等樓層方向都可以順利運(yùn)行。但是,對于開關(guān)門這一部分卻出了問題,然后到程序中找錯誤,在這一環(huán)節(jié)花費(fèi)了很大的精力,查閱了很多圖書館的資料,然后反復(fù)調(diào)試才解決問題。最終符合控制要求。在組態(tài)王中調(diào)試電梯動態(tài)畫面時,因為命令語言參數(shù)設(shè)置剛開始出現(xiàn)問題,結(jié)果仿真時,電梯門全部不見了〔實(shí)際是全部打開了。然后在命令語言程序中尋找錯誤,發(fā)現(xiàn)啟動初始值有錯,并且再次調(diào)試運(yùn)行時開門程序。經(jīng)過一次次的調(diào)試,直到符合控制要求。同時電梯上下行的無法實(shí)現(xiàn),原因是由于粗心大意把命令語言運(yùn)行時的高度變量變化換成了上下行變量,最后經(jīng)過想當(dāng)長的時間才找到問題之所在。最后調(diào)試結(jié)果都符合三層電梯控制要求。九、心得體會通過兩周的學(xué)習(xí),三層電梯的PLC控制課程設(shè)計全部結(jié)束,掌握了程序編寫及仿真,以及掌握了三菱OPC服務(wù)軟件和組態(tài)王的基本知識,加深了PLC的學(xué)習(xí),場合的運(yùn)用。在本次設(shè)計過程中,無論從理論還是實(shí)踐得到了一個系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。也鍛煉了自己的動手能力及解決問題的能力。在調(diào)試時的問題最多最嚴(yán)重,因為對實(shí)際情況的不了解和粗心,對設(shè)計造成了很大的影響。這次的課程設(shè)計使我認(rèn)識到實(shí)踐的重要性,平時的理論知識只有用到實(shí)際中才能發(fā)現(xiàn)自身的問題。只有通過動手才能將自己的能力提高,才能將學(xué)到的知識與動手能力結(jié)合。雖然課程設(shè)計過程中流下了汗水,碰到了很多的問題,總的來說,本次課程設(shè)計痛苦并快樂著,但一切的困難的解決過程都為我以后學(xué)習(xí)做了一個很好的鋪墊。十、參考文獻(xiàn)[1]王阿根.《電氣可編程控制原理與應(yīng)用》-第2版.清華大學(xué)出版社.20XX1月出版[2]王兆明.可編程控制器原理、應(yīng)用與實(shí)訓(xùn).機(jī)械工業(yè)出版社.2008.1[3]楊思國、江力.可編程控制器應(yīng)用教程.XX工業(yè)大學(xué)出版.2008.7[4]《組態(tài)王6.5初級培訓(xùn)教程》.北京亞控科技發(fā)展有限公司.2007[5]《組態(tài)王6.51使用手冊》.北京亞控科技發(fā)展有限公司.2005十一、致謝在本次課程設(shè)計中,在同學(xué)和老師的精心指導(dǎo)下,我在規(guī)定時間內(nèi)完美地完成課程設(shè)計。在此,非常感謝指導(dǎo)我的同學(xué)和我的指導(dǎo)老師崔寧老師。附錄附錄1附錄2//開關(guān)門限位開關(guān)判斷0if<\\本站點(diǎn)\一樓開關(guān)門程度〔新==0||\\本站點(diǎn)\二樓開關(guān)門程度〔新==0||\\本站點(diǎn)\三樓開關(guān)門程度〔新==0>{\\本站點(diǎn)\開門限位開關(guān)=1;}else{\\本站點(diǎn)\開門限位開關(guān)=0;}if<\\本站點(diǎn)\一樓開關(guān)門程度〔新==500&&\\本站點(diǎn)\二樓開關(guān)門程度〔新==500&&\\本站點(diǎn)\三樓開關(guān)門程度〔新==500>{\\本站點(diǎn)\關(guān)門限位開關(guān)=1;}else{\\本站點(diǎn)\關(guān)門限位開關(guān)=0;}//電梯門if<\\本站點(diǎn)\電梯開門==1&&\\本站點(diǎn)\第一層限位開關(guān)==1>{\\本站點(diǎn)\一樓開關(guān)門程度〔新=\\本站點(diǎn)\一樓開關(guān)門程度〔新-50;}if<\\本站點(diǎn)\電梯開門==1&&\\本站點(diǎn)\第二層限位開關(guān)==1>{\\本站點(diǎn)\二樓開關(guān)門程度〔新=\\本站點(diǎn)\二樓開關(guān)門程度〔新-50;}if<\\本站點(diǎn)\電梯開門==1&&\\本站點(diǎn)\第三層限位開關(guān)==1>{\\本站點(diǎn)\三樓開關(guān)門程度〔新=\\本站點(diǎn)\三樓開關(guān)門程度〔新-50;}if<\\本站點(diǎn)\電梯關(guān)門==1&&\\本站點(diǎn)\第一層限位開關(guān)==1>{\\本站點(diǎn)\一樓開關(guān)門程度〔新=\\本站點(diǎn)\一樓開關(guān)門程度〔新+50;}if<\\本站點(diǎn)\電梯關(guān)門==1&&\\本站點(diǎn)\第二層限位開關(guān)==1>{\\本站點(diǎn)\二樓開關(guān)門程度〔新=\\本站點(diǎn)\二樓開關(guān)門程度〔新+50;}if<\\本站點(diǎn)\電梯關(guān)門==1&&\\本站點(diǎn)\第三層限位開關(guān)==1>{\\本站點(diǎn)\三樓開關(guān)門程度〔新=\\本站點(diǎn)\三樓開關(guān)門程度〔新+50;}//樓層限位開關(guān)判斷if<\\本站點(diǎn)\電梯升降程度==454>{\\本站點(diǎn)\第一層限位開關(guān)=1;}else{\\本站點(diǎn)\第一層限位開關(guān)=0;}if<\\本站點(diǎn)\電梯升降程度>=254&&\\本站點(diǎn)\電梯升降程度<=274>{\\本站點(diǎn)\第二層限位開關(guān)=1;}else{\\本站點(diǎn)\第二層限位開關(guān)=0;}if<\\本站點(diǎn)\電梯升降程度==85>{\\本站點(diǎn)\第三層限位開關(guān)=1;}else{\\本站點(diǎn)\第三層限位開關(guān)=0;}//報警if<\\本站點(diǎn)\廂內(nèi)報警按鈕==1>{\\本站點(diǎn)\報警指示燈=1;}if<\\本站點(diǎn)\報警取消按鈕==1>{\\本站點(diǎn)\報警指示燈=0;}//樓層顯示if<\\