基于西门子S7-200的PLC四层电梯电气控制设计毕业设计.doc

I 江苏城市职业学院 毕业设计 论文 设计 论文 题目 基于西门子 S7 200 的 PLC 四层电梯电气控制设计 办 学 点 系 专 业 班级 学号 学生姓名 起讫日期 地点 指导教师 II 毕业设计 论文 原创性声明和使用授权说明毕业设计 论文 原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重承诺 所呈交的毕业设计 论文 是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果 尽我所知 除文中特别 加以标注和致谢的地方外 不包含其他人或组织已经发表或公布过 的研究成果 也不包含我为获得 及其它教育机构的学位 或学历而使用过的材料 对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人 或集体 均已在文中作了明确的说明并表示了谢意 作 者 签 名 日 期 指导教师签名 日 期 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集 保存 使用毕业设计 论 文 的规定 即 按照学校要求提交毕业设计 论文 的印刷本和 电子版本 学校有权保存毕业设计 论文 的印刷本和电子版 并 提供目录检索与阅览服务 学校可以采用影印 缩印 数字化或其 它复制手段保存论文 在不以赢利为目的前提下 学校可以公布论 文的部分或全部内容 作者签名 日 期 III 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行 研究所取得的研究成果 除了文中特别加以标注引用的内容外 本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品 对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担 作者签名 日期 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留 使用学位论文的规定 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论文被查阅和借阅 本人授权 大学可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 涉密论文按学校规定处理 作者签名 日期 年 月 日 导师签名 日期 年 月 日 IV 四层货梯的四层货梯的 PLCPLC 控制控制 内容提要 本文介绍利用西门子 S7 2OO 可编程控制器编写的一个四 层电梯的控制系统 利用 MCGS 组态软件制作人机对话界面 检验电梯 PLC 控制 系统运行情况 实践证明 PLC 可编程控制器和 MCGS 组态软件结合有利于 PLC 控 制系统的设计 检测 具有良好的应用价值 向用户提供解决实际工程问题的 方案 充分利用 windows 图形功能完备 界面一致性好 易学易用的特点 比 以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性 在自动化领域有着更应用 本文利用 MCGS 组态软件检验电梯 PLC 控制系统的运行情况 为了能在激烈的国 际化竞争中赢得先机 先进的设计软件是必不可少的 这就要求我们毕业生能 积极认真学好目前最先进的设计方法和自动化技术 为我国的自动化行业做出 自己的贡献 关键字 电梯 变频器 PLC 控制 变频调速 V 目目 录录 摘 要 II 目 录 III 1 概 述 1 1 1 PLC 的发展历程 1 1 2 PLC 组成及特点 2 1 3 PLC 的工作原理 4 1 4 PLC 的编程语言 5 1 5 PLC 在电梯上的应用 5 2 程控制器的机型选择 7 2 1 控制电磁阀等所需的 I O 点数 7 2 2 内存估计 7 2 3 响应时间 7 2 4 输入输出模块的选择 8 3 硬件设计 9 3 1 硬件配置简介 9 3 2 电梯控制系统 9 3 3 电气控制系统框图 11 3 4 输入输出的分配 11 4 软件设计 13 4 1 程序流程图 13 4 2 电梯定向逻辑 15 4 3 电梯 PLC 控制系统设计 16 4 4 四层电梯的梯形图设计 19 5 系统调试 24 5 1 硬件部分调试 24 5 2 软件部分调试 24 总 结 26 致 谢 27 参考文献 28 1 1 概 述 1 11 1 PLCPLC 的发展历程的发展历程 第一台可编程控制器的设计规范是美国通用公司提出的 当时的目的是要 求设计一种新的控制装置以取代继电器盘 在保留了继电器控制系统的简单易 懂 操作方便 价格便宜等优点的基础上 同时具有现代化生产线所要求的时 间响应快 控制精度高 可靠性好 控制程序 可随工艺改变 易于与计算机 接口 维修方便等诸多高品质与功能 这一设想提出后 美国数字设备公司 DEC 于 1969 年研制成第一台 PLC 型号为 PDP 14 投入通用汽车公司的生 产线控制中 取得了令人满意的效果 从此开创了 PLC 的新纪元 第一台 PLC 具有模块化 可扩充 可重编程及用于工业环境的特性 这些 控制器易于安装 占用空间小 可重复使用 尽管控制器编程有些琐碎 但它 具有公共的工厂标准 梯形图编程语言 这样使得不熟悉计算机的人也能方便 的使用它 在短时间内 PLC 在其他工业部门也得到应用 到 70 年代初 食品 金属 和制造等工业部门相继使用 PLC 代替继电器控制设备 迈出了其实用化阶段的 第一步 70 年代中期 由于大规模集成电路的出现 使 8 位微处理器和位片处理器 相继问世 使可编程控制技术产生了飞跃 在逻辑运算功能的基础上 增加了 数值运算 闭环控制 提高了运算速度 扩大了输入输出规模 在这个时期 日本 西德 原 和法国相继研制出了自己的 PLC 我国在 1974 年也开始研制 70 年代由于超大规模集成电路的出现 使 PLC 向大规模 高速性能方向发 展 形成了多种系列化产品 这是面向工程技术人员的编程语言发展成熟 出 现了工艺人员使用的图形语言 在功能上 PLC 可以代替某些模拟控制装置和 小型机 DDC 系统 进入八九十年代后 PLC 的软硬件功能进一步得到加强 PLC 已发展成为一 种可提供诸多功能的成熟的控制系统 能与其他设备通信 生成报表 调度产 生 可诊断自身故障及机器故障 这些改进使 PLC 符合今天对高质量高产出的 要求 尽管 PLC 功能越来越强 但他仍然保留了先前的简单与易于使用的特点 2 1 21 2 PLCPLC 组成及特点组成及特点 PLC 的硬件系统由主机系统 输入输出扩展部分及外部设备组成 除了硬 件系统外 还需要软件系统的支持 它们相辅相成 却一不可 共同构成 PLC PLC 的软件系由系统程序和用户程序两大部分组成 PLC 能如此迅速发展 除了工业自动化的客观需求外 还因为他具有许多 独特的优点 他较好到解决了工业控制领域中普遍关心的可靠 安全 灵活 方便 经济等问题 以下是其主要特点 1 编程方法简单易学 2 功能强 性能价格比高 3 硬件配套齐全 用户使用方便 适应性强 4 可靠性高 抗干扰能力强 5 系统的设计 安装 调试工作量少 6 维修工作量小 维 修方便 7 体积小 耗能低 1 2 11 2 1 硬件的可靠性硬件的可靠性 可编程控制是以微处理器为基础 综合了计算机技术 自动控制系统和通 信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置 它具有体积小 功能强 灵 活通用与维修方便等一系列的优点 特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环 境的能力 受到用户的青睐 因而在冶金 化工 交通 电力等领域获得了广 泛的应用 成为了现代工业的三大支柱之一 一个设计良好的 PLC 能置于有很 强的电噪声 电磁干扰 机械振动 极端温度和湿度很大的环境中 PLC 的硬件系统由主机系统 输入输出扩展部件及外部设备组成 各部分 之间通过内部系统总线进行连接 CPU 是 PLC 的核心部分 由它实现逻辑运算 协调控制系统内部各部分的工作 它的运行是按照系统程序所赋予的任务进行 的 PLC 的对外功能主要是通过各类接口模块的红外线 实现对工业设备和生 产过程的检测和控制 PLC 的电源一般采用开关电源 其特点是输入电压范围 宽 体积小 质量轻 效率高 抗干扰性能好 路串一旦某模块出现故障 进 行在线插拔 调试时不会影响各机的正常运行 1 2 21 2 2 编程简单 使用方便编程简单 使用方便 用微机实现自动控制 常使用汇编语言编程 难于掌握 要求使用者具有 一定水平的计算机硬件和软件知识 PLC 采用面向控制过程 面向问题的 自然语言 编程 容易掌握 例如 3 目前打多数 PLC 均采用的梯形图语言编程方式 既继承了传统控制线路的清晰 直观感 又顾及了大多数电气技术人员的读图习惯及应用微机的水平很容易被 电气技术人员所接受 易于编程 程序改变时也容易修改 很灵活方便 1 2 31 2 3 接线简单 通用性好接线简单 通用性好 PLC 的接线只需将输入信号的设备 按钮 开关等 与 PLC 输入端子连接 将接受输出信号执行控制任务的执行元件 接触器 电磁阀等 与 PLC 输出端 子连接 接线简单 工作最少 省去了传统的继电器控制系统接线和拆线的麻 烦 PLC 的编程逻辑提供了能随要求而改变的 接线网络 这样生产线的自动 化过程就能随意改变 这种性能使 PLC 具有很高的经济效益 用于连接现场设备的硬件接口实际上是 PLC 的组成部分 模块化的自诊断 接口电路能指出故障 并易于排除故障与替换故障部件 这样的软硬件设计就 使现场电气人员与技术人员易于是用 1 2 41 2 4 可连接为控制网络系统可连接为控制网络系统 PLC 可连成功能很强的网络系统 网络可分为两类 一类是低速网络 采 用主从方式通信 传输速率从几千波特到上万波特 传输距离为 500 2500m 另一类为高速网络 采用令牌传送方式通信 传输速率为 1M 10Mbps 传输距 离为 500 1000m 网上结点可达 1024 个 这两类网络可以级连 网上可兼容 不同类型的可编程控制器和计算机 从而组成控制范围很大的局部网络 1 2 51 2 5 易于安装 便于维护易于安装 便于维护 PLC 安装简单而且功能有效 其相对小的体积使之能安装在通常继电器控 制箱所需空间的一半的地方 在从继电器系统改换到 PLC 系统的情况下 PLC 小 的模块结构使之能安装在继电器附近并将连线向已有接线端 其实改 换很方便 只要将输入 输出设备连向接线端即可 在大型安装中 长距离输入 输出站点安放在最优地点 长距离站通过同轴 电缆获双扭线连向 CPU 这种配置大大减少了物料和劳力 长距离子系统方法 也意味着系统不同部分可在到达安装场地前由 PLC 制造商预先连好线 这一方 法大大减少了电气技术人员的现场安装时间 从一开始 PLC 便以易维护作为设计目标 由于几乎所有器件都是固态的 维护时只需更换模块级插入式部件 故障检测电路将诊断指示器嵌在每一部件 4 中 就能指示器是否正常工作 借助于编程设备可见输入 输出是 ON 还是 OFF 还可写编程指令来报告故障 PLC 的这些及其他特性使之成为任何一个控制系统的有益部分 一旦安装 后 其作用立即显现 其收益也马上实现 向其他智能设备一样 PLC 的潜在优 点还取决于应用时的创造性 1 31 3 PLCPLC 的工作原理的工作原理 PLC 的工作原理与计算机的工作原理是基本一致的 他通过执行用户程序 来实现控制任务 但是 在时间上 PLC 执行的任务是串行 与继电 接触器 控制系统中任务的执行有所不同 PLC 采用循环扫描工作方式 在程序执行过 程的周期中 程序对各个过程输入信号进行采样 对采样的信号进行运算和处 理 并把结果输出到生产过程的执行机构中 所谓 I O 刷新即对 PLC 的输入进行一次读取 将输入端各变量的状态重新 读入 PLC 中存入内部寄存器 同时将新的运算结果送到输出端 这实际是将存 入输入 输出状态的寄存器内容进行了一次更新 故称为 I 输入 O 输出 刷新 由此可见 若输入变量在 I O 刷新期间状态发生变化 则本次扫描期间输 出端也会相应的发生变化 或者说输出队输入产生了响应 反之 若在本次 I O 刷新之后 输入变量才发生变化 则本次扫描输出不变 即不响应 而要 到下一次扫描期间输出才会产生响应 由于 PLC 采用循环扫描的工作方式 所 以它的输出对输入的响应速度要受扫描周期的影响 扫描周期的长短主要取决 于这几个因数 一是 CPU 执行指令的速度 二是每条指令占用的时间 三是指 令条数的多少 即程序的长短 对于慢速控制系统 响应速度常常不是主要的 故这种方式不但没有坏处 反而可以增强系统抗干扰能力 因为干扰常是脉冲式的 短时的 而由于系统 响应较慢 常常要几个扫描周期才响应一次 而多次扫描后 瞬间干扰所引起 的误动作将会大大减少 故增加了抗干扰能力 但对控制时间要求较严格 响应速度要求较快的系统 这一问题就需慎重 考虑 应对响应时间作出精确的计算 精心编排程序 合理安排指令的顺序 以尽可能减少周期造成的响应延时等的不良影响 5 1 41 4 PLCPLC 的编程语言的编程语言 PLC 提供了较完整的编程语言 以适应 PLC 在工业环境中的应用 利用编 程语言 按照不同的控制要求编制不同的控制程序 这相当于设计和改变继电 器的硬接线线路 这就是所谓的 可编程序 程序由编程器送到 PLC 内部的存 储器中 它也能方便地读出 检查与修改 PLC 提供的编程语言通常由三种 梯形图 指令表 功能图等 梯形图 LAD 编程语言是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的 PLC 梯形图 PLC 的梯形图与电气控制系统梯形图的基本思想是一致的 只是在 使用符号和表达方式上有一定区别 PLC 的梯形图使用的时内部继电器 定时 器 计数器 都是由软件实现的 梯形图语言简单明了 易于理解 是所有编程 语言的首选 指令表 STL 编程语言类似于计算机中的助记符语言 他是可编程控制器 最基础的编程语言 所谓指令表编程 是用一个或几个容易记忆的字符来代表 可编程控制器的某种操作功能 顺序功能流程图 SFC 编程是一种图形化的编程方法 亦称功能图 使用 它可以对具有并发 选择等复杂的系统进行编程 许多 PLC 都提供了用于 SFC 编程的指令 每一种编程方法都有它的优点和缺点 根据每一种特殊的控制要求 根据 编程者的熟练程度正确合理应用编程方法 1 51 5 PLCPLC 在电梯上的应用在电梯上的应用 随着科技的发展 工业控制的自动化程度不断提高 以微处理器为核心组 成的可编程序控制器 PLC 得到了广泛的应用 很多工厂的生产流水线 加工 设备 船舶上货物的装卸装置 电梯的运行等都由 PLC 控制 只要把预定的控 制任务编成程序 用一串指令的形式存放到存储器中 然后根据输入各种指令 经过模拟量 数字量等输入输出部件对生产过程和设备进行控制 PLC 在电梯中的应用也已很成熟 PLC 作为主控制器 一方面要采集电梯的 各种输入信号 包括电梯的位置 状态 内外指令的按钮信号 门锁信号 门 区信号 井道内的强迫减速信号 防冲信号以及消防信号等 另一方面要把采 集到的信号进行计算和处理给出电梯的楼层信号和速度信号 并驱动相应的开 6 关门信号 方向继电器和抱闸继电器 以控制电梯的运行 我们利用 PLC 内的条件跳转和主控指令 把对电梯的控制程序划分为几个 程序段 检修控制 正常加速和稳速段 减速爬行段 以及开关门阶段 当给 电梯送电时 PLC 就开始扫描电梯的所有输入 输出信号 检测电梯的安全回 路是否接通 厅门轿门是否关闭 电梯处在何种状态 正常自动状态时 PLC 检测门锁是否接通 若门锁不通则给出关门信号 控制电梯关门 当门锁接通 时 进入待机状态 此时一收到指令信号电梯即起动 当电梯到达减速楼层时 PLC 程序是仿照继电器控制理念进行编制 7 2 程控制器的机型选择 2 12 1 控制电磁阀等所需的控制电磁阀等所需的 I OI O 点数点数 有电磁阀的动作原理可知 一个单线圈电磁阀用可编程控制器时需两个输 入及一个输出 一个双线圈电磁阀需三个输入及两个输出 一个比例式电磁阀 需三个输入及五个输出 一个按钮需一个输入 一个光电开关要占用一个或两 个输入点 一个信号占用一个输出点 而波段开关 有几个波段就占用几个输 入点 一般情况 各种位置开关都要占用两个输入点 根据上面所述原理分析 本设计用到十个按钮 需要十个输入点 四个位置按钮 需要八个输入点 十 六个信号灯 需要十六个输出点 2 22 2 内存估计内存估计 用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响 内存利用率 开关量 输入输出点数 模拟量输入输出点数 用户的编程水平 2 2 12 2 1 内存利用率内存利用率 我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内 存字数的比值称为利用率 2 2 22 2 2 开关量输入输出的点数开关量输入输出的点数 一般系统中 开关量输入和开关量输出的比为 6 4 这方面的经验公司是 根据开关量输入 开关量输出的总点数给出的 所需内存字数 开关量 输入 输出 总点数 10 2 2 32 2 3 模拟量输入输出的总点数模拟量输入输出的总点数 只有模拟量输入时 内存字数 模拟量点数 100 模拟量输入输出同时存在 内存拟量字数 200 2 32 3 响应时间响应时间 可编程控制器顺序扫描的工作方式使它不能可靠的接收持续时间小于扫描 周期的输入信号 系统响应时间是指输入信号产生时刻与由此而使输出信号状态发生变化时 刻的时间间隔 系统响应时间 输入滤波时间 输出滤波时间 扫描周期 8 2 42 4 输入输出模块的选择输入输出模块的选择 模块输出的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的控制信号 输出 模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共段所允许通过的电流值 输出模 块的电流值必须大于负载电流的额定值 9 3 硬件设计 3 13 1 硬件配置简介硬件配置简介 PLC 产品出现以来 它以面向工业控制的鲜明特点 普遍受到电器控制领 域的欢迎 特别是中小容量 PLC 成功取代了传统的继电控制系统 使得控制系 统的可靠性大大提高 目前各国生产的 PLC 品种繁多 发展速度快 本文所用 到的产品是 S7 200 系列的 PLC 作系列电梯的 在此简单的介绍该机型的一些技 术指标 技术性能分为 一般性能 功能特性 基本单元 输入性能 输出性能和 其它性能 3 23 2 电梯控制系统电梯控制系统 电梯模拟系统如下图所示 10 电梯控制系统的模拟 二 层 底层 轿厢 三 层 四 层 输入 输出配置 图 3 2 1 电梯系统控制模拟图 11 3 33 3 电气控制系统框图电气控制系统框图 图 3 3 1 输入与输出 图 3 3 1 中输出为 1 电动机 2 上下行接触器 3 快慢速接触器 4 位置指示 5 门锁 输入为 6 轿内指令 7 厅外指令 8 门区感应 9 手动开关门 10 楼层感应 PLC 系统部分完成所设定的控制任务所需要的 PLC 规模主要取决于控制系统对输入 输出点的需求量和控制过程的难易程度 3 43 4 输入输出的分配输入输出的分配 输入点 序号 名称 输入点 0 一层行程开关 I0 0 1 二层行程开关 I0 1 2 三层行程开关 I0 2 3 四层行程开关 I0 3 4 四层呼叫按钮 I0 4 5 三层呼叫按钮 I0 5 6 二层呼叫按钮 I0 6 7 一层呼叫按钮 I0 7 8 手动开关按钮 I1 6 9 手动关门按钮 I1 7 1 11 2 345 6789 输 出 PLC 西门子 S7 200 输 入 12 10 红外传感器 I2 2 11 红外传感器 I2 3 输出点 序号 名称 输出点 0 一层指示灯 Q0 1 1 二层指示灯 Q0 2 2 三层指示灯 Q0 3 3 四层指示灯 Q0 4 4 电动机正转指示灯亮 Q0 5 5 电动机反转指示灯亮 Q0 6 6 开门电机正转 Q0 7 7 开门电梯反转 Q1 0 图 3 4 1 I O 接线图 13 4 软件设计 4 14 1 程序流程图程序流程图 得电 电梯上升 得电 电梯上升 得电 电梯下降 接下页 停止 得电 电梯下降 得电 电梯上升 得电 电梯下降 电梯在二楼 电梯在一楼 电梯在四楼 电梯在三楼 2 3 4楼 有信号吗 1楼有信号吗 4楼有信号 1 2 3楼 有信号吗 1 2楼 有信号 停止 3 4楼 有信号 停止 行程开关 有信号吗 停止 图 4 1 14 电梯上升 楼向下呼叫 或选层 楼向下呼叫 或选层 楼向下呼叫 或选层 执行上升流程 与下降相反 楼停 楼停 楼行程 开关信号有 楼行程 开关信号有 复位 等待 楼行程 开关到 楼停 接上页 图 4 2 15 4 24 2 电梯定向逻辑电梯定向逻辑 电梯的定向是根据电梯的上行请求信号 下行请求信号 电梯轿箱内请求信 号 电梯当前所处位置等信号来确定电梯继续运行的方向 电梯的定向是电梯 控制中的重要逻辑 在以往电梯的定向逻辑中 一般都是将电梯各个层的上 下行请求信号 电梯轿箱内楼层请求信号 电梯当前楼层信号等综合到一条或 几条语句中进行判断 这样一来 当楼层数目比较大时 每条语句的编程元件 很多 不可避免的带来程序复杂 容易出错 调试麻烦 运行速度慢等问题 以下提出的用逻辑运算指令来进行电梯定向的方法可以比较好的问题 状态转换方式 电梯的方向只有上升 下降 2 个方向 但电梯也可能由于没 有任何的上升或者下降请求信号而处于停止状态 在电梯的方向处理过程中 电梯只能在上升状态和停止状态或者下降状态与停止之间转换 例如当电梯由 上升状态转为下降状态时必须先由上升状态转换为停止状态以后再由停止状态 转为下降状态 这样的处理方式对电梯的运行是很有意义的 以往的电梯控制 系统中 当电梯响应完某个方向上的所有信号后 若所有剩余的信号都是反方 向的 电梯立刻改变方向 此时 在原方向前方若出现新的呼叫信号 电梯将 不会立刻应答 只是记忆该呼叫信号 而去响应换向后的方向上的呼叫信号 这样既不符合电梯选层的优先原则 又不能有效的节约能源 采用图 4 2 所示 的状态转换方式 电梯在响应完某个方向上的所有信号后并不是立刻反向 而 是保持该状态等待一段时间后进入停止状态 然后再反向响应相反方向的呼叫 信号 对保持时间进行合理的选择 完全可以做到既不会使得电梯的换向过程 显得迟钝 又能有效的响应同方向的 由于电梯的上升与下降状态之间需要通过 停止状态 该中间状态来转换 故在电梯的方向判断逻辑中需要考虑以下几种情况 1 电梯处于上升状态 在该状态下 当前楼层的上面有上升请求 当前楼层的上面有下降请求或者 电梯轿箱内请求在当前楼层的上面 3 个条件有 1 个和多个成立时 电梯继续 处于上升状态 当以上 3 种条件都不满足时 电梯经过一段定时时间后进入停止 状态 16 2 电梯处于下降状态 在当前楼层的下面有下降请求 当前楼层的下面有上升请求或者电梯轿箱内 的请求在当前楼层的下面时 电梯继续处于下降状态 当以上 3 种条件都不满足 时 电梯经过一段定时时间后进入停止状态 3 电梯处于停止状态 在当前层之上有下降 上升的请求信号或者电梯轿箱内楼层请求信号在当前 层的上面则置电梯为上升状态 相反 若在当前层之下有下降 上升的请求信号 或者电梯轿箱内楼层请求信号在当前层的下面则置电梯为下降状 4 34 3 电梯电梯 PLCPLC 控制系统设计控制系统设计 4 3 14 3 1 楼层状态指示设计楼层状态指示设计 当电梯运行至某层有指令发出时 指示位置及指令 以二层为 表 4 3 1 指示位置及指令表 LDtwoselet二层内选择 Stwoseatq 1二层内选择指示 LDtwoup二层上呼 Stwoupq 1二层上呼指示 LDtwodown二层下呼 S twodownq 1二层下呼指示 LDtwoseat二层位置 twoseatq二层位置指示 4 3 24 3 2 电梯下行程序设计电梯下行程序设计 以电梯在三层下行情况为例 当电梯的一或二层有指令时 将三层下行位置 1 同时无上行 驱动电梯下行 程序说明如下 17 电梯在三层时下行 表 4 3 2 1 LDoneseletq一层内选择 0twoseletq或二层内选择 0oneupq或一层上呼 0twodownq或二层下呼 0twoupq或二层上呼 ANseatq在三层位置时 SV0 1 1置三层下行位 电梯三层时下行 表 4 3 2 2 LDV0 0有四层下行位 0V0 1或有三层下行位 0V0 2或有二层下行位 AN up同时无上行 down电梯下行 4 3 34 3 3 电梯上行程序设计电梯上行程序设计 以电梯在二层上行情况为例 程序说明如下 电梯在二层上行 表 4 3 3 1 ADfourseletq四层选择 0threeseletq或三层选择 0fourdownq或四层下呼 0threedownq或三层下呼 0threeupq或三层上呼 Atwoseatq在二层位置时 SV0 4 1 置二曾上行位 18 电梯上行 表 4 3 3 2 LDV0 3 有一层上行位 0 V0 4或有二层上行位 0V0 5或有三层上行位 ANdown 同时电梯无下行 up电梯上行 4 3 44 3 4 电梯到达时程序设计电梯到达时程序设计 电梯到达某层时 将已完成的指令信号复位 以电梯到达三层为例 程序说 明如下 电梯到达三层 表 4 3 4 1 LDthreeseatq电梯到达三层 Rthreeseletq 1复位三层内选择 RV0 0 1复位四层下行 RV0 3 1复位一层上行 RV0 4 1复位二层上行 LDthreeseatq电梯到达三层 ANdown同时无下行 Rthreeupq 1复位三层上行 LDthreeseatq电梯到达三层 ANup同时无上行 Rthreedownq 1复位三层下行 19 4 44 4 四层电梯的梯形图设计四层电梯的梯形图设计 图 4 4 1 20 图 4 4 2 21 图 4 4 3 22 图 4 4 4 23 图 4 4 4 图 4 4 6 24 5 系统调试 完成了硬件的设计 制作和软件编程之后 要使系统能够按设计意图正常 运行 必须进行系统调试 系统调试包括硬件调试和软件调试两个部分 5 15 1 硬件部分调试硬件部分调试 根据电气接线图安装接线 PLC 实际接线时 还应考虑到以下几个方面 1 应有电源输入线 通常为 220V 50HZ 交流电源 允许电源有一定的浮动范 围 并且必须有保护装置 如熔断器等 若是干扰较强或对可靠性要求很高的 场合 应在 PLC 的电源输入端加装带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器 2 输入端子八个为一组 公用一个 COM 端 PLC 应单独接地 不要和其他电 器元件共用接地线 接地线面积应大于 2mm 并尽可能靠近 PLC 3 PLC 输出端接有线圈和电磁阀等感性元件时必须加保护电路 例如并接阻 容吸收回路 对于交流电源 或续流二极管 对于支流电源 5 25 2 软件部分调试软件部分调试 用编程工具将用户程序输入计算机 经过反复编辑 编译 下载 调试 运行 直至运行正确 5 2 15 2 1 编辑 编译编辑 编译 打开梯形图编辑器将程序输入电脑 程序输入完成后 用 CPU 的下拉菜单 或工具条中编译快捷按钮对程序进行编译 编译后在显示器下方的输入窗口显 示编译结果 并能明确的指出错误的网络段 可以根据错误的提示对程序进行 修改 然后再编译 一直到编译无误 5 2 25 2 2 程序下载程序下载 程序编译成功后 单击标准工具条中下载快捷按钮打开文件菜单 选择下 载项 弹出对话框 经选定程序块 数据块 系统块等下载内容后 按确认按 钮将选中内容下载到 PLC 的存储器上 5 2 35 2 3 程序监视 运行调试程序监视 运行调试 当 PLC 工作方式开关在 TERM 位置时还可用 STEP MICRO WIN32 的菜单命令 或快捷按钮都可以对 CPU 工作方式进行软件设计 使用程序编辑器还可以在 PLC 运行监视程序执行的过程和各元件的状态及 25 数据 打开调试菜单选中程序状态 这时闭合触点和通电线圈内部颜色变蓝 在 PLC 的运行工作状态随输入条件的改变 定时及计数过程的运行 每个扫描 周期的输入阶段将各个期间的状态刷新 同时还可以动态显示各个定时 计数 器的当前值 以便在线动态观察程序的运行 出现错误易于发现更改 经过系统各方面的调试 系统运行正确 说明该设计合理 26 总总 结结 本系统主要以 PLC 为核心 利用 PLC 的强大的控制功能 实现了对升降电梯 的控制 利用梯形图程序可以很直观的看出运行过程 利用可编程控制器控制升降电 梯 具有接线简单 编程直观 扩展容易等特点 当建筑物的层楼增加时 硬 件接线上只需增加楼层相应的输入信号 原来的接线不需改变 软件上只需增 加相应楼层的功能 要改动的地方也较少 调试结果表明 在适应性 精确性 和可靠性方面 到达到了设计的要求 表明该设计方案是可行的 另一方面 在这次的设计中 我们用到了大量的经验公式以及大量取范围值 的数据 这让我们这些在精确公式及数值下学习成长的学生们顿时产生了无所 适从的感觉 取值时往往犹豫不决 瞻前顾后 大大减慢了我们的设计速度 与此同时 我们也发觉到 对工具书使用的不重视是一个非常严重的问题 通过本设计 我学习到了很多东西 在工作的细心上也得到了提高 并且 更了解了有关可编程控制器的功能 我选择这个设计 也是为了弥补以前学习 上的不足 这次设计 使我了解到老师的用心良苦 并且从老师那学到了很多 宝贵的东西 27 致 谢 本论文是在徐以标老师的指导下完成的 在做论文的过程中徐以标老师老 师严谨的治学态度和一丝不苟的工作精神给了我深刻的启发 也给了我很大的 触动 另外 徐以标老师老师经常给我讲解不懂的地方 教我怎么入手 给了 我许多有利的资料 使我能尽快的完成论文 还要感谢系里其他的老师的指导 给了我很大的帮助 在此 感谢老师在工作和生活上给予的指导和关心 同时在这里还要感谢其同学给予我的关心和帮助 感谢机房老师给予我们 上机实验方便 我们即将毕业 在此 向五年中在学习和生活上给予过我帮助的老师和同 学致谢 参考文献 1 廖长初 可编程控制器应用技术 重庆 重庆大学出版社 1997 2 毛中源 微机控制电梯 北京 北京国防工业出版社 1996 3 李光弟 单片机基础 北京 北京航空航天大学出版社 2000 4 汪晓光 王艳丹 孙晓瑛 可编程控制原理及应用 北京 北京机械工业出版社 1994 5 陈宇编著 可编程控制器基础及编程技巧 广州 华南理工大学出版社 1999 6 林小峰 可编程控制器原理及应用 北京 北京高等教育出版社 1991 7 朱绍祥 可编程控制器原理及应用 上海 上海交通大学出版社 1988 8 梁延东 电梯控制技术 M 小国建筑出版社 1997 137 138 9 钟肇新 彭侃 可编程序控制器原理及应用 广州 华南理工大学出版社 1992 10 刘载文 李赢升 钟亚林 电梯控制系统 北京 北京电子工业出版社 1996 28 学位论文原创性声明 本人郑重声明 所呈交的学位论文 是本人在导师的指导下进行的研究工 作所取得的成果 尽我所知 除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果 对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式注明并表示感谢 本人 完全意识到本声明的法律结果由本人承担 学位论文作者 本人签名 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意 中国博士学位论文全文数据库出版章程 中国优秀硕 士学位论文全文数据库出版章程 以下简称 章程 愿意将本人的学位论文 提交 中国学术期刊 光盘版 电子杂志社 在 中国博士学位论文全文数据库 中国优秀硕士学位论文全文数据库 中全文发表和以电子 网络形式公开出版 并同意编入C CN NK KI I 中国知识资源总库 在 中国博硕士学位论文评价数据库 中 使用和在互联网上传播 同意按 章程 规定享受相关权益 论文密级 论文密级 公开 保密 年 月至 年 月 保密的学位论文在解密后应遵守此协议 作者签名 导师签名 年 月 日 年 月 日 29 独 创 声 明 本人郑重声明 所呈交的毕业设计 论文 是本人在指导老师 的指导下 独立进行研究工作所取得的成果 成