三層電梯控制-《PLC課程設計》報告書

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1、精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上 機械與車輛學院 《PLC課程設計》報告 （2013-2014學年第二學期） 課程設計題目：三層電梯控制 姓名： 學號： 班級： 指導老師： 時間： 年06月09 日 — 年06月20日 成績： 摘要 隨著社會的不斷發(fā)展，樓房越來越高，而電梯成為了高層樓房的必須設備。電梯從手柄開關操縱電梯、按鈕控制電梯發(fā)展到了現在的群控電梯，為高層運輸做出了不可磨滅的貢獻。PLC在電梯升降控制上的應用主要體現在它的邏輯開關控制功能。由于PLC具有邏輯運算，計數和定時以及數

2、據輸入輸出的功能。在電梯升降過程中，各種邏輯開關控制與PLC很好的結合，很好的實現了對電梯的控制。 在PLC課程設計中，我設計了一個三層電梯控制系統，在學完《電氣控制與PLC應用》課程后，我們在設計過程中較為得心應手，不至于從頭開始。整個過程包括了方案討論，程序設計，程序修改，上機調試等，在程序設計方面花了比較多的時間，主要考慮到電梯分別停在一層、二層和三層時在其他樓層呼叫等各種情況。三層電梯是由三菱PLC作為電梯的控制器，控制電梯的運行。通過PLC控制程序經過OPC與組態(tài)王結合起來達到全程仿真的過程。 本文設計的三層電梯主要是一些簡單得運行程序，通過電梯控制系統的組成，闡述可編程控制器（

3、PLC）在電梯控制中的應用，采用三菱PLC編程的程序控制方式，提出了三層電梯的PLC控制系統總體設計方案、設計過程、組成，列出了具體的主要硬件電路、電梯的控制梯形圖及指令表。并給出了系統組成框圖和程序流程圖，在分析、處理隨機信號邏輯關系的基礎上，提出了PLC的編程方法，設計了一套完整的電梯控制系統方案。采用本方案實現電梯控制，能夠解決繼電器——接觸器觸點多，故障率高、可靠性差、安裝調試周期長、維修工作量大、接線復雜等缺點。使電梯運行更加安全、方便、舒適。 目錄

4、 一、 課程設計性質和目的 PLC課程設計是《PLC原理及應用》課程與實驗結束后的一門應用性很強的實踐課。是機械電子工程專業(yè)的必修實踐環(huán)節(jié)，是與實際直接接軌的課程。所選題目《三層電梯控制》緊密結合所學的主要內容，加深鞏固所學知識，同時對所學內容進行擴展，有一定的深度和廣度，能充分發(fā)揮學生的能動性和想象力。要求我們利用課本所學習的有關知識，在老師的指導下，利用GX Developer編程軟件和組態(tài)王開發(fā)軟件進行設計。針對具體的問題，完成課程設計要求的內容。在設計中要求我們全面考慮各個設計環(huán)節(jié)以及它們之間的相互聯系，發(fā)出模擬控制的交互界面，

5、讓我們全面了解三層電梯設計的整個開發(fā)過程。培養(yǎng)我們綜合分析問題、發(fā)現問題和解決問題的能力。運用所學的知識靈活使用仿真工具來進行課程設計，完成課程設計的要求。通過PLC課程設計提高我們的綜合設計能力。 二、 課程設計的內容及要求 功能要求： 1、在三菱軟件GX Developer 8.0中設計出三層電梯的梯形圖控制程序； 2、在組態(tài)王軟件中設計出三層電梯模擬控制的人機界面； 3、將組態(tài)王運行界面與plc程序聯合仿真調試，模擬出電梯控制。 設計內容： 本設計是基于組態(tài)王的三層電梯控制，電梯控

6、制程序由三菱PLC編程軟件GX Developer開發(fā)，人機界面由組態(tài)王開發(fā)。 電梯控制要求如表1所示。 表1 三層電梯控制要求 序號 輸入 輸出 原停層 呼叫層 運行方向 運行結果 1 1 3 升 上升到3層同時開門，4s后關門 2 2 3 升 上升到3層同時開門，4s后關門 3 3 3 停 開門，4s后關門 4 1 2 升 上升到2層同時開門，4s后關門 5 2 2 停 開門，4s后關門 6 3 2 降 下降到2層同時開門，4s后關門 7 1 1 停 開門，4s后關門 8 2 1 降 下降到

7、1層同時開門，4s后關門 9 3 1 降 下降到1層同時開門，4s后關門 10 1 2,3 升 先上升到2層，開門，4s后關門； 再上升到3層開門，4s后再關門 11 2 先1后3 先降后升 先下降到1層，開門，4s后關門； 再上升到3層開門，4s后再關門 12 2 先3后1 先升后降 先上升到3層開門，4s后再關門； 再下降到1層，開門，4s后關門 13 3 2,1 降 先下降到2層，開門，4s后關門； 再下降到1層開門，4s后再關門 14 任意 報警 任意 報警指示燈亮 15 在轎廂運行期間不能開門

8、 16 轎廂關好門后，才允許運行 17 按下轎廂開門按鈕，開門（只在電梯停在樓層時動作） 18 按下轎廂關門按鈕，立即關門（不需要等待4s） 19 電梯運行期間，暫時不接受呼叫指令，等待到達指定樓層，開門、關好門后，才接受下一次的呼叫指令。 注意：本次課程設計必須完成序號1~9,15~19中的要求；如有時間，在此基礎上進行擴展完成1~18的要求。 輸入點分配如表2所示。 表2 輸入點分配 序號 名稱 輸入點 0 轎廂內，呼1層按鈕 X000 1 轎廂內，呼2層按鈕 X001 2 轎廂內，呼3層按鈕 X002 3 轎廂內，開門按鈕 X003

9、 4 轎廂內，關門按鈕 X004 5 轎廂內，報警按鈕 X005 6 第1層，上行按鈕 X006 7 第2層，下行按鈕 X007 8 第2層，上行按鈕 X020 9 第3層，下行按鈕 X021 10 第1層限位開關 X022 11 第2層限位開關 X023 12 第3層限位開關 X024 13 開門限位開關 X025 14 關門限位開關 X026 輸出點分配如表3所示。 表3 輸出點分配 序號 名稱 輸出點 0 電梯上行 Y000 1 電梯下行 Y001 2 上行指示燈 Y002 3

10、下行指示燈 Y003 4 開門 Y004 5 關門 Y005 6 報警指示燈 Y006 其中X005，Y006為擴展任務預留I/O分配。通過對課程設計的任務的詳細了解，最后完成所有的電梯運行要求，能夠完美運行電梯 三、 課程設計的進度及安排 序號 項????????????? 目 時?? 間 1 老師布置課程設計任務、講授控制方法和要求，按照課程設計要求對各個部分開始做大概的了解。查閱與PLC課程設計相關的書籍和論文資料 1天 2 根據老師的講解對軟件MX OPC與GX Simulator通信調試，通過調試簡單的程

11、序熟悉編程過程和參數設置，最主要的是OPC之間的參數設置，他是連接組態(tài)王最重要的紐帶。 1天 3 查閱書籍資料和老師提供的軟件學習資料，對仿真軟件進行學習與簡單發(fā)的仿真，對組態(tài)王軟件操作學習，編寫和創(chuàng)建簡單的控制程序，設置簡單的參數，通過OPC然后與畫面進行連接。連接成功后查看結果是否與預想的一致。 1天 4 根據三層電梯控制要求在軟件組態(tài)王中建立好的電梯控制模型，合理選擇每個門，電梯，燈還有每個按鈕的參數，要與組態(tài)王詞庫中設置的端口一致，這樣才能夠通訊。在組態(tài)王畫面中創(chuàng)建完整的三層電梯控制畫面。 1天 5 根據上面的設計內容和平時上課學習的內容對三層電梯控制PLC程序的編寫

12、與調試，根據課程設計的三層電梯的要求，找到其中的邏輯關系，編寫和調試中不斷改進程序，直到程序符合設計要求。 1天 6 查閱資料和同學討論、學習組態(tài)王命令語言的編寫，對每層電梯的門，開關，電梯的高度，開門速度，電梯運行速度進行設置，通過OPC與PLL程序連接，查看動畫仿真，然后對三層電梯的命令語言進行修改。 1天 7 將PLC控制程序與組態(tài)王中的電梯控制模型和控制畫面進行動畫的編程及參數設置。組態(tài)王運行界面與PLC程序聯合仿真調試，模擬電梯的控制。查看和條件運行結果。 1天 8 將所有的控制程序和仿真、組態(tài)王三層電梯控制系統整體調試，改進其中的不足，運行動畫界面，進參數的修改。

13、 1天 9 檢測驗收、將兩個星期以來的詳細工作內容和過程進行編寫，根據要求寫課程設計報告 1天 10 答辯 1天 四、 設計所需軟件平臺 課程設計所需要的軟件是GX Developer，是進行三層電梯控制程序編寫的軟件，運用課上所學習到的各個指令，在GX Developer界面進行編寫與仿真。編好的程序要與組態(tài)王動畫進行連接，必須要先在軟件MELSOFT Application中的MX opcconfigurator中進行控制參數的設計，它是連接動畫與控制程序之間的橋梁。組態(tài)王是開發(fā)監(jiān)控系統軟件，用來開發(fā)出模擬控制的交互界面，在組態(tài)王中進行三層電梯的動畫設

14、計。它是顯示控制程序的實時運行狀態(tài)，用來實時監(jiān)控程序的工作流程和運行過程。讓什么更加直觀的了解運行過程。 五、 設計思路及梯形圖程序 通過對電梯控制要求，運用書本所學內容和查閱相關的資料，編寫電梯控制程序。我運用的是PLC中的基本指令編寫的梯形圖。首先分析每個樓層的之間的關系，怎么的運行狀態(tài)，還有每個限位開關之間怎么工作，弄好邏輯關系，然后進行PLC梯形圖的編寫，編寫完成后對照任務書上的內容進行程仿真，查看仿真結果與要求改進PLC梯形圖。在每個樓層中運用繼電器與電梯的輸入和輸出連接。每個樓層電梯到時設置定時器延時，讓電梯自動關門。電梯控制程序如下: 電梯在1樓時候，2樓呼叫程序如

15、下，通過繼電器M1形成自鎖。 電梯上行程序，通過X026限位開關來控制電梯關好門才可以運行。在3層呼叫3層時候，用繼電器M2連接到開門控制程序里。觸碰帶開門開關后，通過T1計時器計時4S，然后關門。 關門控制程序如下，TO~T5計時器是自動關門程序的設置，當門打開觸碰到開門限位開關時候，X025限位開關閉合然后關門，觸碰到關門限位開關Y005斷電。當停在樓層時候，按關門開關直接關門不需要等待4S。 電梯開門程序控制。 電梯在3層，呼叫層為2層控制程序。運用繼電器M4與電梯下行進行連接。電梯下行控制程序如下。只有當門閉合時候才可以運行。 電梯在2、3層控

16、制程序； 報警指示燈控制和電梯運行時候不能開門控制程序。 MX OPC參數設置。 六、 組態(tài)王人界界面設計 組態(tài)王與PLC程序連接設置： 根據電梯控制要求，設置3層電梯控制人界界面： 電梯各個門，按鈕，燈，電梯參數設置： 電梯控制程序組態(tài)王命令控制語言： 組態(tài)王與OPC之間數據庫連接： 組態(tài)王命令語言編寫： 代碼說明： 動畫設置電梯在1樓的門控制代碼如下： if(\\本站點

17、\a1==0 || \\本站點\a2==0 || \\本站點\a3==0)//一二三樓電梯門關閉狀態(tài) {\\本站點\x25=1;}else{\\本站點\x25=0;}// 判斷開門限位開關的狀態(tài) if(\\本站點\a1==200 &&\\本站點\a2==200 && \\本站點\a3==200)//一二三樓門開啟 {\\本站點\x26=1;}else{\\本站點\x26=0;}// 判斷關門限位開關狀態(tài) if(\\本站點\高度==0)// 設置電梯在一樓時候的高度 {\\本站點\x22=1;}else{\\本站點\x22=0;}// 判斷

18、一樓限位開關開或閉 if(\\本站點\高度==50)// 電梯在二樓時候的高度 {\\本站點\x23=1;}else{\\本站點\x23=0;}// 判斷二樓限位開關開或閉 if(\\本站點\高度==100)// 電梯在三樓 {\\本站點\x24=1;}else{\\本站點\x24=0;}// 三樓限位開關開或閉 if(\\本站點\y0==1)// 電梯上行 {\\本站點\高度=\\本站點\高度+10;}// 電梯上行動畫速度設置 if(\\本站點\y1=

19、=1)//下行 電梯下行 {\\本站點\高度=\\本站點\高度-10;}// 電梯下行動畫速度設置 if(\\本站點\x22==1 && \\本站點\y4==1)// 電梯到達第一層觸碰到限位開關，電梯開門開門 {\\本站點\a1=\\本站點\a1-20;}//一樓門打開 if(\\本站點\x23==1 && \\本站點\y4==1)// 電梯觸碰到第2層限位開關，電梯開門 {\\本站點\a2=\\本站點\a2-20;}// 二樓門打開動畫速度設置 if(\\本站點\x24==1 && \\本站點\y4==

20、1)// 電梯到達第三層觸碰到限位開關，電梯開門 {\\本站點\a3=\\本站點\a3-20;}// 電梯三樓門打開動畫速度 if(\\本站點\x22==1 && \\本站點\y5==1)// 電梯到達第一層限位開關，電梯關門 {\\本站點\a1=\\本站點\a1+20;}// 一樓門打開動畫速度 if(\\本站點\x23==1 && \\本站點\y5==1)// 電梯到達第二層限位開關，電梯開門 {\\本站點\a2=\\本站點\a2+20;}// 二樓門打開動畫速度 if(\\本站點\x24==1 && \

21、\本站點\y5==1)// 電梯到達第三層觸碰限位開關，電梯開門 {\\本站點\a3=\\本站點\a3+20;}// 電梯到達三樓門動畫速度打開 七、 調試運行 將設計好的控制程序和組態(tài)王連接起來，查看運行結果與是否課程設計要求。前面通過檢查雖然PLC程序梯形圖運行沒有問題，但是經過加載到組態(tài)王動畫中則出現很多問題。在程序加載進入在一開始運行時候電梯沒有運行，通過查找組態(tài)王與PLC之間的關系和組態(tài)王參數的設置。發(fā)現最重要的電梯和3個門參數沒有設置，所以導致運行動畫沒有反應。在通過設置組態(tài)王中每個門的參數和電梯上行和下

22、行參數后，發(fā)現只有開門的按鈕和門有動畫其他的沒有變化。查找原因，發(fā)現在電梯設置參數的時候電梯的上行和下行的運行參數中沒有加載表達式。在聯動的運行中由于組態(tài)王中的命令語言沒有設置正確，導致電梯在運行中出現很多問題，通過同學和老師的幫助，進行命令語言的修改，最后電梯完美運作了。 電梯運行調試控制： OPC調試運行： 組態(tài)王運行界面： 八、 結果及分析 通過PLC程序用OPC于組態(tài)王連接起來，運行程序查看運行結果，在開始時候，由于一些參數沒有設置正確，導致電梯的運行有錯誤。在運行中有時候，OPC無法正確連接組態(tài)王，

23、也導致PLC程序執(zhí)行正確，但是組態(tài)王里面無法控制。經過查找原因，發(fā)現是OPC無法連接組態(tài)王，然后重新編寫了OPC程序，與組態(tài)王正確連接，這樣組態(tài)王與PLC之間就可以完美結合了。在課程設計過程中有很多的問題，比如開關的設置，命令語言的編寫，電梯的高度設置，樓層的顯示…….在設計過程中都有很多的問題，經過查找資料與同學討論和相互的學習，電梯能夠在3層樓之間完成基本的運行，最后完成了課程設計的內容。 九、 心得體會 通過這次設計使我對PLC程序編寫和組態(tài)王動畫設計有了更加深刻的了解。學習到了各個軟件之間的相互聯系與互補，通過這次課程設計我對PLC三層電梯的控制有了深入的了解，尤其是電

24、梯的PLC控制和畫面的設計以及他們之間的聯系。在這次設計中，我通過查找大量的資料和書籍、與同學老師討論與學習、最后通過自己的思考完成了課程設計的要求。我在設計三層電梯控制系統時，發(fā)現操作面板上一層上呼按鈕、二層上呼下呼按鈕和三層下呼按鈕沒有相應的指示燈，導致了我在設計程序時遇到了困難，在老師和同學的幫助下我發(fā)現和修改了程序，完成了正確的程序編寫?；ㄙM最多時間的是組態(tài)王中的參數設置和命令語言的編寫，在仿真過程出現很多問題，例如電梯沒有運作，燈沒有顯示，按鈕無法控制電梯等等情況。使我了解的不僅僅是電梯的控制，最重要的是我掌握了一種設計的方法，思維的方式，使受益非淺。這次PLC課程設計，考驗了我對理

25、論知識的運用能力，鍛煉了對故障排除的分析能力，加強了我們合作精神，當我們遇到困難時，老師耐心指導，幫我們一起分析故障，共同解決困難。另外，這課程設計也為了我們以后的畢業(yè)設計提供了很好的經驗，建立基礎，可以說是意義重大，影響深遠。 十、 參考文獻 [1] 王儉 龍莉莉，建筑電氣控制技術，中國建筑工業(yè)出版社，1998 [2] 陳家盛 ，電梯結構原理及安裝維修，機械工業(yè)出版社，2000 [3] 李廣弟 朱月秀 王秀山 ，單片機基礎，北京航空航天大學出版社，2001 [4] 可編程序控制器操作手冊，華光電子工業(yè)有限公司 [5] 可編程序控制

26、器編程手冊，華光電子工業(yè)有限公司 [6] 王阿根，電氣可編程控制原理與應用，清華大學出版社 十一、 致謝 在2個星期的課程設計中我遇到很多的問題，在老師和每個同學的幫助下完成了課程設計，感謝給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W。 對課程設計中給予你幫助的人的謝辭。 12、 附錄 梯形圖程序 組態(tài)王命令語言： if(\\本站點\a1==0 || \\本站點\a2==0 || \\本站點\a3==0)//一二三樓電

27、梯門關閉狀態(tài) {\\本站點\x25=1;}else{\\本站點\x25=0;}// 判斷開門限位開關的狀態(tài) if(\\本站點\a1==200 &&\\本站點\a2==200 && \\本站點\a3==200)//一二三樓門開啟 {\\本站點\x26=1;}else{\\本站點\x26=0;}// 判斷關門限位開關狀態(tài) if(\\本站點\高度==0)// 設置電梯在一樓時候的高度 {\\本站點\x22=1;}else{\\本站點\x22=0;}// 判斷一樓限位開關開或閉 if(\\本站點\高度==50)//

28、 電梯在二樓時候的高度 {\\本站點\x23=1;}else{\\本站點\x23=0;}// 判斷二樓限位開關開或閉 if(\\本站點\高度==100)// 電梯在三樓 {\\本站點\x24=1;}else{\\本站點\x24=0;}// 三樓限位開關開或閉 if(\\本站點\y0==1)// 電梯上行 {\\本站點\高度=\\本站點\高度+10;}// 電梯上行動畫速度設置 if(\\本站點\y1==1)//下行 電梯下行 {\\本站點\高度=\\本站

29、點\高度-10;}// 電梯下行動畫速度設置 if(\\本站點\x22==1 && \\本站點\y4==1)// 電梯到達第一層觸碰到限位開關，電梯開門開門 {\\本站點\a1=\\本站點\a1-20;}//一樓門打開 if(\\本站點\x23==1 && \\本站點\y4==1)// 電梯觸碰到第2層限位開關，電梯開門 {\\本站點\a2=\\本站點\a2-20;}// 二樓門打開動畫速度設置 if(\\本站點\x24==1 && \\本站點\y4==1)// 電梯到達第三層觸碰到限位開關，電梯開門 {\\本站點\a3=\\本站點\

30、a3-20;}// 電梯三樓門打開動畫速度 if(\\本站點\x22==1 && \\本站點\y5==1)// 電梯到達第一層限位開關，電梯關門 {\\本站點\a1=\\本站點\a1+20;}// 一樓門打開動畫速度 if(\\本站點\x23==1 && \\本站點\y5==1)// 電梯到達第二層限位開關，電梯開門 {\\本站點\a2=\\本站點\a2+20;}// 二樓門打開動畫速度 if(\\本站點\x24==1 && \\本站點\y5==1)// 電梯到達第三層觸碰限位開關，電梯開門 {\\本站點\a3=\\本站點\a3+20;}// 電梯到達三樓門動畫速度打開 組態(tài)王界面截圖 系統調試截圖，電梯在1樓時，2樓呼叫的系統調試圖： 專心---專注---專業(yè)