电梯PLC程序设计

课程名称 四层电梯的控制 实验地点 学院 xxxx 专业班级 电气 13xx 班 学生姓名 xxxx 学 号 xxxx 任课教师 xxxx 开课时间 2016 2017 年 春 秋 学期 开课学院 电气工程与自动化学院 3 实验项目名称实验项目名称四层电梯 PLC 程序设 计与硬件实现 实验成绩实验成绩 实验组别实验组别 xxxx 同组其他成员同组其他成员 主要仪器设备主要仪器设备Step7 Microwin Sp7 仿真软件 实验用电梯 本报告 5 元一份 加微信 yq130127 发红包后获得完整版 摘 要 PLC Programmable Logic Controller 可编程控制器是一种专门 在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置 它取代了传统的 继电器控制系统 使控制和仿真更方便 本实验在掌握先学课程 PLC 的 基础上 运用梯形图实现四层电梯的控制程序的编程 模拟现实电梯的 控制 并在硬件实现其功能 4 目 录 第一部分 实验背景 1 1 实验目的 4 1 2 实验原理 4 1 3 实验意义 4 1 4 PLC 知识预备 4 第二部分 软件的设计 5 2 1 实验思路 6 2 2 高速计数器的初始化 7 2 3 楼层的停靠设计 7 2 4 电梯上下行的设计 8 2 5 电梯开关门的设计 8 2 6 电梯楼层内外呼按键灯的设计 9 2 7 楼层的数码管显示 10 2 8 程序优化 11 第三部分 硬件实现 3 1 程序下载与调试 11 3 2 硬件的实现与现象 11 3 3 问题与修正 12 实验分工 12 实验总结 13 梯形图 14 第一部分 实验背景 6 1 1 实验目的 1 本实验通过 PLC 编程软件 Step7 Microwin Sp7 软件对四层电梯控制程序 编程并实现控功能 2 加深对 PLC 编程软件的理解 能够熟练使用 Step7 编写简单梯形图 1 2 实验原理 1 本实验以高速计数器 HC0 的计数值为基准 运用常开常闭触点实现电梯 到断功能 2 本设计为四层电梯控制 1 层 3 层 通过高速计数器数值的比较实现 对应楼层的停靠 1 3 实验意义 1 通过本次试验设计 会加深我们对 PLC 可编程控制器的理解 使我们能 够更加熟练使用 Step7 软件进行编程和程序的下载与仿真 2 增强学生理论联系实践 分析问题与解决问题的能力 1 4 PLC 知识预备 1 PLC 的输入 输出和中间继电器等 引脚功能 SM0 0 始终接通 7 SM0 1 首次扫描为 1 以后为 0 用于初始化 SM0 5 产生周期 1s 的脉冲 半周期为高电平 半周期为低电平 Q0 0 Q15 7 输出 I0 0 I15 7 输入 M0 0 M31 7 中间继电器 表 1 2 梯形图的编程原则 1 继电器 输入继电器 输出继电器 内部辅助继电器 定时器 计 数器等器件的触点可以多次重复使用 2 线圈不能直接与母线相连 可以通过一个 SM0 0 来连接 3 同一编号的线圈在同一程序中不可使用两次以上 否则容易引起误操 作 4 梯形图中串联触点和并联触点的个数没有限制 可以无限的串联和并 联触点 5 两个以上线圈可以并联输出 6 梯形图应符合顺序执行的原则 7 编程按 上重下轻 左重右轻 的原则进行 8 8 对于结构复杂的逻辑控制时 可以重复使用一部分触点画出它们的等 效电路 3 高速计数器 HC0 HC0 是一个普通的增减计数器 高速计数器有两部分组成 HDEF 和 HSC 其中 HDEF 为定义高速计数器指令 用于定于高速计数器的工作模式 HSC 为要使用的计数器编号 MODE 为所定义的工作模式 当准许输入使能 EN 有效时 为指定 HSC 定义工作模式 HSC 为执行高速计数器指令使高速计数器的设置生效 按照指定的工作模式 计数 第二部分 软件的设计 2 1 实验思路 本组在实现时会根据如下思路进行软件 梯形图 的设计 9 2 2 高速计数器的初始化 根据上述思路 首先对高速计数器进行初始化 对告诉计数器进行子程序调用 选择计数器 HC0 选择模式 10 如下图所示 10 图 1 2 3 楼层的停靠设计 在进行总程序设计之前 测得电梯到达每层时高速计数器的计数值为 表 2 11 图 2 2 4 电梯上下行的设计 不管电梯停靠在那一层 也不管按了哪层的上下行甚至是内呼按键 都要 有一个判断电梯是要上行还是下行的过程 本组具体思路是在某层电梯的按键按下后当即将其自锁 利用高速计数器 的通断来控制电梯的上下行 即如果电梯在较此楼层高的楼层 可以令计数器 当前楼层的计数值后接电梯下行线圈 即电梯在此楼层的高层 电梯应该下行 到达此楼层后停靠 而电梯上下行指示灯应该分别并联在控制电梯上下行的驱 动线圈上 梯形图如下所示 图 3 12 2 5 电梯开关门的设计 电梯开门是在电梯到达本楼层并停靠后立刻打开的 设计为电梯到达本楼 层后的到断线圈的一个常开控制并联了一个自锁和串联了一个开门限位常闭触 点的电梯开门开关 因此能够实现电梯到达即开门 开门碰到限位开关就停止 的功能 在开门到限位的同时 起动延时关门定时器 在延时 5s 后接通关门驱动进 行电梯的关门 同样 关门限位也要串联在关门程序中 即电梯门完全关闭后 即停止关门驱动 防止烧坏电机 梯形图如下 13 图 4 2 6 电梯楼层内外呼按键灯的设计 设计按键灯时 功能是在按下某个按键之后使之亮灯 思路就是讲此灯并联在判断电梯需要上下行的计数器上 即只要按下某按 键 电梯动作后 这个按键对应的按键灯就亮 梯形图如 图 5 2 7 楼层的数码管显示 楼层的数码管显示要求到达某楼层即显示相应的数字 楼层与驱动数码管显示的线圈的对应关系如下 1Q3 0 14 1Q3 1 2 Q3 0 Q3 1 3Q3 2 表 3 同样采用高速计数器 HC0 做判断条件 当计数器数值在初始位到 1 层之间 时 楼层数码管显示为 1 即一一对应的关系 所设计梯形图如下所示 图 6 根据前述 PLC 梯形图的编程原则 一个程序中不能出现两个一样的线圈 所以采用中间继电器来实现驱动数码管的显示 2 8 程序优化 为了保证电梯在执行一条指令的时候其他楼层的按键也可以按下 所以应 该加上自锁 即某曾电梯的内呼或者外呼按下后 其他层的按键按下会保持 15 等在本楼层停靠的下一次才会停靠在相应的其他楼层 对于自锁 主要是加在按键与电机上下行驱动和按键灯 上下行指示等中 的 因为这都是一个持续的过程 信号必须一直给才能实现其功能 第三部分 硬件实现 3 1 程序下载与调试 在编写完梯形图后 开始下载与调试 首先与外部电梯实验实体建立通信 然后点击菜单栏的下载将编写好的梯 形图下载到电梯里 开启程序监控以观察触点通断现象以及查找错误 3 2 硬件的实现与现象 3 3 问题与修正 1 在测试程序的过程中 本组所遇到的问题最多的就是线圈重复使用导致 的固有错误 从而电梯的某些相关功能不能实现 经认真排查后找出并改正了 错误 2 在初始化过程中 每次上电后计数器自动初始化 即计数值自动清零 导致如果电梯初始时刻没有停在下限位 则它会自动把所停靠的楼层记为 下 限位 所保存的 0 位置以与程序中定义的 0 位置不匹配 即使我们此 时再手动使电梯回 0 由于电梯驱动电机的上下行同时驱动的矛盾 导致运 16 行速度缓慢 并可能存在安全隐患 因此 我们在上电后立刻给电梯初始化 使其回到下限位 实验分工 姓名学号分工 编写梯形图 硬件仿真 编写梯形图 实践报告审 阅 编写梯形图 硬件仿真 撰写实践报告 硬件仿真 实验总结 通过这次工厂自动化实验 我们用 Step7 完成了四层电梯控制的项目 由 对这个软件的不了解到熟悉是一个过程 只有不断学习 不断研究才能掌握它 17 从最初的实验整体规划到一步一步实施直到完成 每一步都离不开认真严 谨的态度 我们学到了要从整体中把握部分的功能 即要实现整电梯控制功能 每一个网络程序都是非常重要的 而在分析这些网络程序的过程中 特别要注 意它们之间的联系 找到这个联系才能把各个网络的功能反映到总程序中 才 能将各个部分的功能有机叠加 实现整体的功能 在和同组成