可编程控制器课程设计-八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试.docx

设 计 说 明 书可编程控制器课程设计全套设计加扣 3012250582设 计 题 目：八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 学 院： 机电工程学院 学 号： 专业（方向）年级： 2014级电气工程及其自动化3班 学 生 姓 名： 福建农林大学机电工程学院电气工程系2017年 2月24日目录1、引言21.1背景21.2设计内容及目的22、系统总体方案设计32.1 系统硬件配置及组成原理32.1.1系统硬件配置32.1.2 PLC系统的结构组成3图2-1 PLC系统的结构框图32.1.3八层电梯楼层定位及显示的原理32.2 系统变量定义及分配表42.3 系统接线图设计43、控制系统程序设计53.1控制系统程序流程图设计53.2 控制系统的设计思路及设计程序54、控制系统的上位机设计114.1 人机界面选择114.2 人机界面设计115、上位机系统调试及结果分析125.1 PLC程序调试及解决的问题125.2 PLC与上位机联调135.3 结果分析13结束语14参考文献141、引言1.1背景随着建筑楼层越来越高，走楼梯上下楼已经变得不切实际，电梯便走进了我们的生活。本次课程设计的题目就是八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序与调试。1.2设计内容及目的本次的课程设计的主题就是：八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试。（1）目的：根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层并显示。（2）内容：完成PLC控制程序的编写和调试、人机界面设计和调试，以及建立两者之间的联系2、系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1系统硬件配置本次课程设计主要是要，所以在本次课程设计中用到的硬件有：（1）输入变量:I0.0，I0.1，I0.2，I0.3，I0.4，I0.5，I0.6，I0.7（2）输出变量:Q0.0，Q0.1, Q0.2, Q0.3, Q0.4, Q0.5，Q0.6，Q0.7（3）估算DI/DO总数:6DI/34DO（4）CPU型号及扩展模块：CPU224XP+4EM223（8DI/8DO）2.1.2 PLC系统的结构组成图2-1 PLC系统的结构框图2.1.3八层电梯楼层定位及显示的原理用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：图2-2 八层电梯楼层定位及显示原理图2.2 系统变量定义及分配表I/O分配如下表所示：表2-1 输入信号的定义及地址分配表地址编码信号名称地址编码信号名称I0.0一楼感应器Q0.1b段ledI0.1二楼传感器Q0.2c段ledI0.2三楼传感器Q0.3d段ledI0.3四楼传感器Q0.4e段ledI0.4五楼传感器Q0.5f段ledI0.5六楼传感器Q0.6g段ledI0.6七楼传感器Q0.7h段ledI0.7八楼传感器Q1.0i段ledQ0.0a段ledM2.0启动按钮2.3 系统接线图设计图2-3 八层电梯楼层定位及显示接线图3、控制系统程序设计3.1控制系统程序流程图设计图3-1 八层电梯楼层定位及显示的程序流程图3.2 控制系统的设计思路及设计程序设计思路：关于八层电梯楼层显示的大致思路是，手点将其当作led灯的显示18等数字来入手，这与我们之前做的七段数码管显示实验差不多。图3-2 八层电梯楼层定位及显示程序设计图4、控制系统的上位机设计4.1 人机界面选择对于人机界面，选择用维控软件LeviStudio来制作。4.2 人机界面设计我的人机界面：图4-1程序界面图5、上位机系统调试及结果分析5.1 PLC程序调试及解决的问题根据设计思路利用V4.0 STEP7 Micro WIN SP9软件编写程序，经过编译确认无误后，导出程序，接着打开S7-200仿真软件，选择CPU型号为224xp，并在区域0添加一个扩展模块EM223（8DI/8DO），在工具栏程序中装载之前导出程序块和数据块，点击监视器和运行按钮，就可进行仿真模拟。（也可以在实体机上进行通信-下载-运行，利用监控与状态表来判断正误。）PLC程序的调试是我们写程序中相当关键的一步，调试不仅可以帮我们检查程序的正误及如何改进，而且还能提前让我们了解我们所编程序的最终效果。利用S7-200仿真软件调试八层电梯楼层定位及显示如下图（图5-1）。图5-1八层电梯楼层定位及显示仿真图5.2 PLC与上位机联调上位机我是采用维控来编写，人机界面中根据下位机PLC的程序新建一些I/O变量，这些变量需要添加进PLC程序中，才能进行PLC与上位机的联调。（添加后的程序见附录）PLC与上位机的联调：首先在实验室将线路接通后，在V4.0 STEP7 Micro WIN SP9中打开程序，进行程序的通信，并下载程序，随后运行程序，关闭V4.0 STEP7 软件。紧接着，打开维控软件，选择自己的工程，点击VIEW，运行自己创建的人机界面。联调时，第一，点击人机界面中的1#信号按钮，观察是否符合设计要求；第二，直接拨动PLC工作台上的存取开关，也是选择某一车位，拨动相应的限位开关，观察是否符合设计要求。只有两者都成功了，才能确保PLC与上位机联调成功。5.3 结果分析首先启动仿真系统，若led数码管按照楼层显示数字，则说明该设计满足设计要求。注意：1.首先，要反复验证程序图的设计是否符合设计要求，以及是否存在编写错误等一系列的基本错误。 2.用PLC仿真软件调试程序的可行性，包括个种参数的设定，增计数器和减计数器的运行等。3.之后才能上位机的调试，应注意的是上位机的按钮地址必须是M区，而不是I区。因此在程序图中应在每个输入按钮并联上一个M开关，并相应的在上位机中以这个M作为按钮的地址。结束语本次课程设计的优缺点：优点：计数动作准确可靠；设备简单安装方便；自动化程度高便于实现无人值守；抗干扰能力强，环保无污染；便于需要时进行扩展。缺点：PLC的输出口资源有点过于浪费。心得体会：这次设计，提高了我的动手和动脑能力，更让我们体会到了理论与实践相结合的重要性，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。使我在PLC的基本原理以及编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后的工作和学习都有很大的帮助，还使我了解到了学习的乐趣。通过对车库车辆出入库管理设计，让我很好的运用了PLC的知识，对课本知识进一步的消化和巩固。同时，我也发现了自身的不足，例如PLC课程中的一些通用指令没有真正地理解、仍有许多指令有待学习等等。今后，我会更加努力，严格要求，追求完美。