毕业设计（论文）-基于GE平台的电梯联动及其配套流水线设计.doc

基于 GE 平台的电梯联动及其配套流水线设计 摘 要 本文阐述了可编程控制器 PLC 在电梯联动及其配套生产线中的运用基于 GE 平台的电梯联动及其流水线设计。电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的 工作和生活日益紧密联系。PLC 作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先 进性，在工业控制中得到广泛应用。PLC 以其功能变化灵活，编程简单，故障少， 噪音低，维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少等优点在 本次设计中占据着重大的控制地位。 本设计是在控制三层电梯的联动的基础上，对其进行流水线的控制。当其中 一部电梯控制一条生产线时，其他两部电梯可自由使用，不做工业电梯使用。本 生产线生产情况如下：液体混合之后倒入自动成型装置，等其冷却成型后用机械 手搬运至电梯，电梯自动从一楼上升至三楼，再用机械手将其搬运至传送带运送 出去。 关键词：电梯，PLC，生产线，变频器 I Three - floor elevator linkage and its supporting production line design based on GE platform ABSTRACT The design is based on the control of the linkage of the three elevators, and control the production line. When one of the elevators controls a production line, the other two elevators are free to use and are not used in industrial elevators. Following the production of liquid mixture into the automatic forming device, its cooling after molding manipulator handling to lift, lift up automatically from the first floor to the third floor, and then the robot will be transported to the conveyor belt carrying out.This paper introduces the overall design scheme, the 3 elevator linkage and supporting the production line PLC control system design process, and lists the specific main circuit, I/O distribution table, control ladder diagram and instruction list, and gives the system diagram and program flow diagram. On the basis of analyzing and dealing with the logical relation of random signals, the programming method of PLC is designed. KEY WORDS: Elevator linkage, PLC, automatic production line II 目 录 基于 GE 平台的电梯联动及其配套流水线设计 .I 前 言.1 第 1 章 概述.3 1.1 电梯发展简史.3 1.1.1 电梯的起源 .3 1.1.2 电梯技术发展趋势.4 1.2 自动化流水线概述.5 1.2.1 自动化流水线简史及定义.5 1.2.2 自动化流水线的发展前景.6 第二章 系统的总体设计.7 2.1 三层电梯联动及其配套生产线的系统流程.7 2.2 控制要求.9 2.2.1 液体混合控制要求.9 2.2.2 自动成型控制要求.10 2.2.3 机械手搬运控制原理.11 2.2.4 三层电梯控制原理.12 2.2.5 直流电机定位.13 2.3 总体设计.13 2.3.1 控制设备的选用.13 2.3.2 I/O 分析.14 2.3.3 控制回路 .17 第三章 硬件设计.19 3.1 所需设备.19 3.2 控制柜设计.20 3.3 配电电路.21 3.4 HMI 与 PLC 连接.22 3.5 I/O 分配图.23 3.5 整体设计布局图.24 第 4 章 软件设计.25 III 4.1 软件设计规划.25 4.2 PLC 程序设计.25 4.2.1 GE 编程.25 4.2.2 三层电梯联动功能的实现.26 4.2.3 流水线功能的实现.27 4.3 系统总流程图.29 第 5 章 系统调试.31 5.1 调试过程.31 5.2 程序下载.31 5.3 流水线功能调试.32 结 论.34 谢 辞.35 参考文献.36 0 前 言 随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，。目前电梯的控制普遍采用 了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态 和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完 成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控 制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种 方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而 PLC 可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，所以 现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。 本设计是在控制三层电梯的联动的基础上，对其进行生产线的控制。当其中 一部电梯控制一条生产线时，其他两部电梯可自由使用，不做工业电梯使用。本 生产线生产情况如下：先排空液体混合装置，然后依次放入液体材料混合；进入 自动成型模块制成所需工件；最后由机械手搬运至电梯一楼，其中若电梯刚好在 一楼则电梯门打开，若不在一楼则先让电梯运行下降到一楼后打开电梯门放入电 梯中；经电梯传送至三楼再由机械手搬运出去放在传送带上，其中若传送带位于 初始位置则直接放上，若不是使传送带运行到初始位置时再放上并运至指定位置。 本文介绍了 3 层楼电梯联动及其配套生产线的 PLC 控制系统的总体设计方案、 设计过程、组成，列出了具体的主要硬件电路、I/O 分配表、控制梯形图及指令 1 表，并给出了系统组成框图和程序流程图。在分析处理随机信号逻辑关系的基础 上，进行了 PLC 的编程方法，设计了一套完整的控制系统方案。 2 第 1 章 概述 1.1 电梯发展简史 1.1.1 电梯的起源 说到电梯的起源要从公元前 2600 年埃及人在建造金字塔时使用了最原始的 提升系统说起，但这一类起重机的能源均为人力。到了 1203 年，法国的二修道 院安装了一台起重机，所不同者只是该机器是利用驴作为动力，载荷由绕在一个 大滚筒上的绳子进行起吊。此种方法一直沿用到近代直到瓦特发明了蒸汽机，约 在 1800 年，煤矿主才能利用起重机把矿井中的煤输送上来。数百年来人们制造 过各种类型的升降梯，它们都具有一个共同的缺陷：只要起吊绳突然断裂，升降 梯便急速地坠落到底层。1854 年奥的斯设计了一种制动器：在升降梯的平台顶部 安装一个货车用的弹簧及一个制动杆与升降梯井道两侧的导轨相连结，起吊绳与 货车弹簧连结，这样仅是起重平台的重量就足以拉开弹簧，避免与制动杆接触。 如果绳子断裂，货车弹簧会将拉力减弱，两端立该与制动杆咬合，即可将平台牢 固地原地固定免继续下坠。“安全的升降梯”发明成功了！一时间，奥的斯成了 众人注目的中心。第一台升降机并非奥的斯所发明，但他却是第一台“安全”升 降梯的发明者。“安全”这一概念不仅开创了升降梯工业，而且也为那些想建造 更高层建筑物以增加更多可利用空间的设计们打开了通途。 3 1.1.2 电梯技术发展趋势 随着现代建筑的发展，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要标志，作 为高层建筑的垂直运载工具电梯得到了快速发展。 (1)结构不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化随着新技术、新结构、新材 料、新工艺的发展，电梯的机械系统结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工 艺先进化、外观漂亮化。同时，无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。 (2)技术含量更高，性能更好 电梯行业技术发展非常迅速，几年前推出的具有先进性能、高舒适性的 VVVF 电梯，如今已成为电梯行业的标准配置，因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、 更洁挣、更安全、更安静、更经济的特点，所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳 引机的主流:由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代 VVVF 技术。另外，网络 控制和智能群控系统.以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电梯的 发展潮流。电梯的速度要求越来越快，高速、超高速电梯的数量愈来愈多。 （3）安装更方便、更快捷高效、安全 可重复使用的无脚手架安装，将是高层电梯安装的主要方式;随着新技术的 开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的方便，使电梯安装更快、效率更 高。 （4）更加节能、绿色环保 绿色理念是电梯发展总趋势。有专家预言“谁最先推出绿色产品并抢占市场， 4 谁就掌握市场竞争主动权”。发展趋势主要有：不断改进产品的设计，生产环保 型低能耗、低噪声、无漏油、无漏水、无电磁干扰、无井道导轨油渍污染的电梯。 电梯曳引采用尼龙合成纤维曳引绳，钢皮带等无润滑油污染曳引方式。电梯装璜 将采用无（少）环境污染材料。电梯空载上升和满载下行电机再生发电回收技术。 安装电梯将无需安装手脚架。电梯零件在生产和使用过程中对环境没有影响（如 刹车皮一定不能使用石棉）并且材料是可以回收的。 1.2 自动化流水线概述 1.2.1 自动化流水线简史及定义 二十世纪 20 年代，随着汽车、滚动轴承、小型电动机和缝纫机等工业 发展，机械制造中开始出现自动线，最早出现的是组合机床自动线。在二十世纪 20 年代之前，首先是在汽车工业中出现了流水生产线和半自动生产线，随后发展 成为自动线。第二次世界大战后，在工业发达国家的机械制造业中，自动线的数 目急剧增加。 按一定工艺顺序排列的若干台自动机床，用工件传送装置和控制系统联结起 来，按照规定的生产节拍，工件自动地依次经过各个加工工位进行自动加工的连 续作业线。 5 1.2.2 自动化流水线的发展前景 自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、 医疗、服务和家庭等方面。采用自动生产线不仅可以把人从繁重的体力劳动、部 分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能， 极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。 数字控制机床、工业机器人和电子计算机等技术的发展，以及成组 技术的应用，将使自动线的灵活性更大，可实现多品种、中小批量生产的自动化。 多品种可调自动线，降低了自动线生产的经济批量，因而在机械制造业中的应用 越来越广泛，并向更高度自动化的柔性制造系统发展。 第二章 系统的总体设计 6 2.1 三层电梯联动及其配套生产线的系统流程 三层电梯联动及其配套生产线的控制系统主要包括对三层电梯，液体混合， 自动成型，搬运机械手以及传送带的依次控制，各个控制系统的具体介绍如下： 1、先初始液体混合装置，将其中的液体放空，再将三个阀门依次打开使多 种液体混合，到达一定液面时开启加热装置。当温度传感器到达设定温度时，加 热器停止加热。通过一段时间的延时，搅匀电机停止工作，出水阀门打开，将搅 匀的液体放出。 2、当混合的液体倒入成型机时，各液压缸和传感器进入初始状态。延时一 段时间后上面油缸的活塞向下运动，当该液压缸活塞下降到终点时此时，启动左 右成型液压缸，活塞向右运动，右液压缸的活塞向左运动。当左缸活塞运动到终 点并且右缸活塞也到终点，原料已成型，各液压缸开始退回原位。首先，左右成 型液压缸返回，当左右液压缸返回到初始位置，压境缸返回，当液压缸返回初始 状态，系统回到初始状态取出成品。 3、原料成型后，用机械手搬运至电梯。搬运工程采用电气控制的搬运机械 手，其任务是把左工位的工件搬运到右工位，机械手的工作方式分为手动和连续 两种。工作方式如下：机械手在原位压左限位开关和上限位开关，延时一段时间 后机械手开始下降，下降到左工位压动下限位开关后自停；接着机械手夹紧工件 后开始上升，上升到原位压动上限位开关后自停；接着机械手开始右行直到压动 右限位开关后自停；接着机械手开始下降，下降到右工位压动下限位开关（两个 7 图 2-1 三种液体混合装置示意图 工位用一个下限位开关）后自停；接着机械手放松工件后开始上升直到压动上限 位开关后自停（两个工位用一个下限位开关）；接着机械手开始左行直到压动左 限位开关后自停。 4、等机械手将成品运至电梯中时，电梯自动关闭，上升至指定楼层，再将 电梯门打开。 5、机械手将成品从电梯中搬运出来放至传送带上。从原点开始，延时一段 时间后，右移电磁阀通电，机械手右移。右移到底时，碰到下限位开关，下降电 磁阀通电，右移停止；同时接通夹紧电磁阀，机械手夹紧。夹紧后，上升电磁阀 通电，机械手上升。上升到顶时，碰到上位开关，上升电磁阀断电，上升停止； 同时接通左移电磁阀，机械手左移。左移到位时，碰到左限位开关，左移电磁阀 断电，左移停止。下降电磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关， 下降电磁阀断电，下降停止；同时夹紧电磁阀断电，机械手放松。放松后，上升 电磁阀通电，机械手上升。上升到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上 升停止；机械手复位。 6、机械手将物品到达传送带，由传送带运输，直到抵达下限位触发行程开 关停止运输，然后延时，传送带返回，到达上限位触发停止传送，完成运输。 2.2 控制要求 2.2.1 液体混合控制要求 图为三种液体混合装置。 8 L1、L2、L3 为液面传感器，液面淹没时接通。T 为温度传感器，达到规定温度后 接通。液体 A、B、C 与混合液体阀由电磁 Y1、Y2、Y3、Y4 控制，M 为搅匀电动机， H 为加热炉，其控制要求如下： 1、初始状态 装置投入运行时，液体 A、B、C 阀门 Y1、Y2、Y3 关闭，混合液体阀门 Y4 打 开一定时间容器放空后关闭。 2、启动操作 按下启动按钮 START，装置开始按下列给定规律运转： 液体 A 阀门 Y1 打开，液体 A 流入容器，当液面到达 L3 时，L3 接通，关闭 液体 A 阀门 Y1，打开液体 B 阀门。 当液面到达 L2 时，关闭液体 B 阀门 Y2，打开液体 C 阀门 Y3。搅匀电机启 动，开始对液体进行搅匀。 当液面到达 L1 时，关闭阀门 Y3。并开启加热器。 当温度传感器到达设定温度时，加热器停止加热。 通过一段时间的延时，搅匀电机停止工作，出水阀门 Y4 打开，将搅匀的 液体放出。 当液面下降到 L3 时，液面传感器 L3 由接通变断开，再过 3s 后，容器放 空，混合液体阀门 Y4 关闭，开始下一周期。 2.2.2 自动成型控制要求 在工业中，自动成型机使用的相当广泛， 9 左图为一钢板成型前后状态。欲实现以下控制要求： 1、初始状态 当原料放入成型机时，各液压缸和传感器 的初始状态为： Y1=Y2=Y3=OFF,Y4=ON；S1=S4=S6=ON，S2=S3=S 5=OFF。 2、成型开始 按下当液体混合模块停止时成型开始系统动作要求如下： (1)Y2=ON，上面油缸的活塞向下运动，使 S4=OFF。 (2) 当该液压缸活塞下降到终点时，S3=ON，此时，启动左右成型液压缸， Y1 的活塞向右运动，右液压缸的活塞向左运动。Y1=Y3=ON，Y4=OFF，使 S1=S6=OFF。 (3) 当左缸活塞运动到终点 S2=ON，并且右缸活塞也到终点 S5=ON 时，原料 已成型，各液压缸开始退回原位。首先，左右成型液压缸返回， Y1=Y4=OFF，Y3=ON 使 S2=S5=OFF。 (4)当左右液压缸返回到初始位置，S1=S6=ON 时，压境缸返回，Y2=OFF，使 S3=OFF。 (5)当液压缸返回初始状态，S4=ON 时，系统回到初始状态取出成品。 2.2.3 机械手搬运控制原理 机械手的应用是现代工业自动化发展的重要一步，大大节约了人力，物力。 是我们以后工作中可能遇到的重要的工业设备，有必要了解其工作原理及控制方 2-2 自动成型装置示意图 10 法。操作流程: 1、复位：把 PLC 至 RUN，按下 SQ2 和 SQ4，手动使机械手回到原点（左移到 位）。气爪张开。 2、启动:按下启动按钮，机械手下降，按下 SQ1，下端传感器到位，位气爪 夹紧，机械手上升，当触碰到 SQ2 时，上升到位，机械手伸出，当触碰到 SQ3， 右移到位，机械手下降，触碰到 SQ1 下降到位，气爪张开，放松工件，机械手上 升。当触碰到 SQ2 时上升到位，机械手缩回，到达原点，一次工件搬运完成。 3、停止：机械手搬运至电梯中后结束流程。 图 2-3 机械手搬运装置示意图 2.2.4 三层电梯控制原理 电梯已是我们日常生活中的重要工具，住宅区，商业大厦等等很多领域都有 应用。 工作原理: 按下启动按钮电梯至工作准备状态。 三个楼层信号任意一个至 1,表示电梯停的当 图 2-4 直流电机定位模拟 结构图 11 前层,此时,楼层信号灯点亮.按下电梯外呼信号 UP 或者 down 电梯升降到所在楼 层，电梯门打开，延时闭合,此时模拟人进入电梯。进入电梯后,按下内呼叫信号 选择要去的楼层.关闭楼层限位(模拟矫箱离开当前层),打开目标楼层限位(表示 矫箱到达该层)电梯门打开,延时闭合(模拟人出电梯过程)。 2.2.5 直流电机定位 如图 2-6 为直流电机定位的模拟结构图，其运行状态如下： 当按下开关时，若此前物件不在初始位置 S1 上，则先让其回到 S1。 (1)电机正转，物件向下移动。 (2)当物件到达终点 S3，正转停止。 (3)电机反转，物件向上移动。 (4)当物件到达 S1，反转停止，物件停止在 S1 上，运行停止。 图 2-5 直流电机定位模拟结构图 12 2.3 总体设计 2.3.1 控制设备的选用 1. 小型断路器：控制设备电源通断 2. 接线端子：接线转换 3. 多种液体混合模拟设备 4. 自动成型模拟设备 5. 机械手搬运模拟设备 6. 电梯运送模拟设备 7. 直流电机定位设备 2.3.2 I/O 分析 本系统使用了开关量输入模块 IC694MDL660 它有 32 个输入通道，并且是 16 个端口使用一根集成线连接；输出模块则使用了 IC695MDL754，其详细的 I/O 分 配见表 2-1。 表 2-1 I/O 地址表 输入输出 器件(触摸屏M)说明器件说明 I1 启动 Q1 1电梯-1FO I2 停止 Q2 1电梯-1FC 13 I3 1电梯-SQ1 Q3 1电梯-2FO I4 1电梯-SQ2 Q4 1电梯-2FC I5 1电梯-SQ3 Q5 1电梯-3FO I6 1电梯-UP1 Q6 1电梯-3FC I7 1电梯-DOWN2 Q7 1电梯-1FU I8 1电梯-UP2 Q8 1电梯-2FU I9 1电梯-DOWN3 Q9 1电梯-2FD I10 1电梯-内呼1 Q10 1电梯-3FD I11 1电梯-内呼2 Q11 2电梯-1FO I12 1电梯-内呼3 Q12 2电梯-1FC I13 2电梯-SQ1 Q13 2电梯-2FO I14 2电梯-SQ2 Q14 2电梯-2FC I15 2电梯-SQ3 Q15 2电梯-3FO I16 2电梯-内呼1 Q16 2电梯-3FC I17 2电梯-内呼2 Q17 直流电机正转 I18 2电梯-内呼3 Q18 直流电机反转 I19 3电梯-SQ1 Q19 三相异步电机正转 I20 3电梯-SQ2 Q20 三相异步电机反转 I21 3电梯-SQ3 Q21 3电梯-1FO I22 3电梯-内呼1 Q22 3电梯-1FC I23 3电梯-内呼2 Q23 3电梯-2FO I24 3电梯-内呼3 Q24 3电梯-2FC I25 流程启动 Q25 3电梯-3FO I26Q26 3电梯-3FC I27Q27 液体混合A阀门 14 I28Q28 液体混合B阀门 I29 直流电机S1 Q29 液体混合C阀门 I30 直流电机S2 Q30 液体混合加热炉 I31 三相异步电机正转 Q31 液体混合搅匀电动机 I32 三相异步电机反转 Q32 液体混合混合液阀门 Q33 液体混合传感L1 Q34 液体混合传感L2 Q35 液体混合传感L3 Q36 液体混合温度传感T Q37 自动成型S1 Q38 自动成型S2 Q39 自动成型S3 Q40 自动成型S4 Q41 自动成型S5 Q42 自动成型S6 Q43 自动成型Y1 Q44 自动成型Y2 Q45 自动成型Y3 Q46 自动成型Y4 Q47 1机械手-Y1 Q48 1机械手-Y2 Q49 1机械手-Y3 Q50 1机械手-Y4 Q51 1机械手-Y5 15 Q52 1机械手-Y6 Q53 1机械手-Y7 Q54 1机械手-Y8 Q55 2机械手-Y1 Q56 2机械手-Y2 Q57 2机械手-Y3 Q58 2机械手-Y4 Q59 2机械手-Y5 Q60 2机械手-Y6 Q61 2机械手-Y7 Q62 2机械手-Y8 2.3.3 控制回路 为了形成一条能自动工作的生产线，需不同的模块相互组合。因此，我们选 用了“PLC 系统实验实心装置”控制柜上的液体混合模块、自动成型模块、机械 手模块、传送带模块、三层电梯这五个模块的组合。本设计是在控制三层电梯的 联动的基础上，对其进行生产线的控制。当其中一部电梯控制一条生产线时，其 他两部电梯可自由使用，不做工业电梯使用。本生产线生产情况如下：液体混合 之后倒入自动成型装置，等其冷却成型后用机械手搬运至电梯，电梯自动从一楼 上升至三楼，再用机械手将其搬运至传送带运送出去。至此一个完整的控制回路 设计完成。 PLC 的开关量输出通常有两种形式：集电极开路输出和继电器输出。集电极 开路输出因驱动电流有限，通常用于驱动发光二极管、LED 显示器、继电器等， 16 主要特点是动作速度快。 下面以机械手的手动操作为例: 1.复位：把 PLC 至 RUN，按下 SQ2 和 SQ4，手动使机械手回到原点（左移到 位），气爪张开。 2.启动：按下启动按钮，机械手下降，按下 SQ1，下端传感器到位，气爪夹 紧，机械手上升，当触碰到 SQ2 时，上升到位，机械手伸出，当触碰到 SQ3，右 移到位，机械手下降，触碰到 SQ1 下降到位，气爪张开，放松工件，机械手上升。 当触碰到 SQ2 时上升到位，机械手缩回，到达原点，一次工件搬运完成。循环上 述动作。 3.停止：机械手搬运至电梯中后结束流程。 右移到位 下降到位下降 下降到位 夹紧 右移 下降 上升上升到位 松开上升上升到位左移 左移到位 原点 图 2-5 机械手的动作过程 17 第 3 章 硬件设计 3.1 所需设备 根据要求，在整个设计中，所需的设备如表 3-1 所示。 表 3-1 实验所需设备 序号名称/模块型号数量 1 电源 IC695PSD0401 2CPUIC695CPU3151 3 以太网 IC695ETM0011 4 数字量输入 IC694MDL6601 5 数字量输出 IC694MDL7542 6 模拟量输出 IC695ALG7041 7 触摸屏 QuickPanel View/Control1 8 变频器 D7001 18 9 电动机0.37KW 三相交流 1 10 底板 IC695CHS0121 3.2 控制柜设计 根据每个设备尺寸决定控制柜尺寸，也可以选择标准控制柜（一般宽 800* 深 600*高 2200 mm），以便节省成本。图 3-1 为其三视图。 19 图 3-1 控制柜三视图 3.3 配电电路 实验室配电控制柜供电系统提供 AC220V 电压，而 PLC 实验实训装置、触摸 屏及各个模拟模块都需要 DC24V 电压，因此在实验柜上有一个开关电源模块，将 AC220V 转换为实验柜所需的 DC24V 电压，本系统中所有用电模块所需的 DC24V 电 压均由此开关电源模块提供，其电气连接图如图 3-2 示； 图 32 电源模块图 20 3.4 HMI 与 PLC 连接 图 33HMI 与 PLC 连接 21 3.5 I/O 分配图 图 3-5 I/O 分配图 22 3.5 整体设计布局图 KNT P L C 系 统 实 验 实 训装 置 图3-5 整体设计布局图 23 第 4 章 软件设计 4.1 软件设计规划 本设计为基于 GE 控制的三层电梯联动的流水线控制。在三层电梯联动的基 础上添加了多种液体混合模块、自动成型模块、机械手搬运模块以及传送带模块。 旨在通过模拟实现工业流水线生产及电梯搬运的控制流程。先排空液体混合装置， 然后依次放入液体材料混合；进入自动成型模块制成所需工件；最后由机械手搬 运至电梯一楼，其中若电梯刚好在一楼则电梯门打开，若不在一楼则先让电梯运 行下降到一楼后打开电梯门放入电梯中；经电梯传送至三楼再由机械手搬运出去 放在传送带上，其中若传送带位于初始位置则直接放上，若不是使传送带运行到 初始位置时再放上运至指定位置。 4.2 PLC 程序设计 4.2.1 GE 编程 GE PAC 采用梯形图编程，梯形图 LD（Ladder Diagram）编辑器用于创建梯 形图语言的程序。它以梯形逻辑显示 PLC 程序执行过程。在 Machine Edition 软 件中输入梯形图程序步骤如下： 在 Developer PLC 编程软件依次点击浏览器的 ProjectPAC Target 24 Logic，_MAIN 为主程序，窗口界面如图 4-1 所示。根据程序的设计，依次点击 软件的 ToolsToolchest 在右边工具栏中 LD Instruction 找到需要的指令如图 4-2，放到相应的位置，在输入地址号，如地址号为 I00001，对地址号在属性检 查窗口进行管理。 图 4-1 主程序位置图 图 4-2 梯形图指令工具栏 4.2.2 三层电梯联动功能的实现 按下开始键，再按下 1-1UP 使一号电梯移动到一楼准备。而后，当按下 9 个 内呼中的一个时，同一栋楼的电梯将会移动到该内呼楼层。而按下四个外呼按钮 时，三个电梯中离该外呼最接近的电梯开始运行并移动到该楼层，其他两台电梯 不动，三台电梯的优先度从左到右越来越低。且运动过程中有电机进行模拟运行。 25 其组态示意图如下图 4-3 所示。 图 4-3 三层电梯联动组态示意图 4.2.3 流水线功能的实现 流水线是工厂中必不可少的环节，本功能将液体混合、自动成型、机械手电 梯 5 个模块组合为一条自动生产流水线，实现液体材料混合后经自动成型制成所 需工件，最后由机械手搬运至电梯，电梯上升至指定楼层，再由机械手搬运至传 送带。可手动运行，可自动循环运行，也可以停车后进行手动操作，通过变频器 可以控制各部分电机的转速，从而改变生产线的运行速度。流水线实物图如下图 4-3 所示 26 图 4-4 流水线实物图 27 4.3 系统总流程图 开始 液体混合 自动成型 机械手夹紧工件 电梯是否在一楼 一楼电梯门打开 机械手将工件放入电梯 电梯下降到一楼 28 图 4-5 总设计流程图 29 第 5 章 系统调试 5.1 调试过程 软件调试是通过对拥护程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错 误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。程序后，编辑，查看程序是否有逻辑的错 误。如果出现故障，应返回编程环境，检查梯形图的错误并修改程序再进行调试， 如此反复直到调试成功。 5.2 程序下载 用 Machine Edition Logic Developer 软件配置 PAC CPU 和 I/O 系统。由 于 PAC 采用模块化结构，没有插槽均有可能配置不同模块，所以需要对每个插槽 上的模块进行定义，CPU 才能识别到模块展开工作。程序下载图如下。梯形图 LD（Ladder Diagram）编辑器用于创建梯形图语言的程序。它以梯形逻辑显示 PLC 程序执行过程。 30 图 5-1 程序下载图 5.3 流水线功能调试 程序下载进入 GE PAC 的 CPU 后，调试运行后如图 5-3，显示屏如图 5-4。 31 图 5-3 流水线调试图 图 5-4 流水线组态图 32 结 论 经过紧张、忙碌的努力，我终于完成了本次设计。本论文阐述了基于 GE 平 台的电梯联动及其流水线设计在电梯控制系统中的应用，介绍了 3 层楼电梯联动 及其流水线设计的 PLC 控制系统的总体设计方案、设计过程、组成，列出了具体 的主要硬件电路、I/O 分配表、电梯的控制梯形图及指令表，并给出了系统组成 框图和程序流程图。在分析处理随机信号逻辑关系的基础上，指出了 PLC 的编程 方法，设计了一套完整的电梯控制系统方案。