三层电梯与组态王仿真

PLC PLC 课程设计课程设计 报告报告 2013 20142013 2014 学年第二学期 学年第二学期 课程设计题目 课程设计题目 三层电梯控制三层电梯控制 键入文字 1 目录 目录 1 一 课程设计性质和目的 2 二 课程设计的内容及要求 2 一 设计内容 2 二 功能要求 4 三 课程设计的进度及安排 4 四 设计所需软件平台 5 1 GX Developer 8 0 PLC 编程软件 5 2 MX OPC Server 软件 5 3 组态王 6 53 软件 5 五 设计思路及梯形图程序 5 一 开门 关门的控制部分 5 二 电梯到站指示 7 三 楼层呼叫指示及轿厢内去某层指示控制 8 四 电梯上下行运行 10 六 组态王人机界面设计 12 七 调试运行 18 八 结果及分析 22 九 心得体会 22 十 参考文献 23 十一 致谢 23 附录 24 附录 1 24 附录 2 29 附录 3 31 键入文字 2 一 课程设计性质和目的一 课程设计性质和目的 PLC 课程设计是 PLC 原理及应用 课程与实验结束后的一门应用性很强的 实践课 所选题目 三层电梯控制 紧密结合所学的主要内容 加深巩固所学 知识 同时对所学内容进行扩展 有一定的深度和广度 能充分发挥学生的能 动性和想象力 使学生将所学的 PLC 知识运用到现实中 通过 GX Developer 进 行控制程序的编写 并且用组态王开发出模拟控制的交互界面 极大地提高了 学生的综合设计能力 要求学生将 PLC 软件和组态王软件的功能结合起来 实 现仿真效果 锻炼学生实践能力 二 课程设计的内容及要求二 课程设计的内容及要求 一 设计内容 一 设计内容 本设计是基于组态王的三层电梯控制 电梯控制程序由三菱 PLC 编程软件 GX Developer 开发 人机界面由组态王开发 电梯控制要求如表 1 所示 输入点 分配如表 2 所示 输出点分配如表 3 所示 表 1 三层电梯控制要求 输入输出 序 号 原停 层 呼叫层运行方向运行结果 113 升上升到 3 层同时开门 4s 后关门 223 升上升到 3 层同时开门 4s 后关门 333 停开门 4s 后关门 412 升上升到 2 层同时开门 4s 后关门 522 停开门 4s 后关门 632 降下降到 2 层同时开门 4s 后关门 711 停开门 4s 后关门 821 降下降到 1 层同时开门 4s 后关门 931 降下降到 1 层同时开门 4s 后关门 键入文字 3 1012 3 升 先上升到 2 层 开门 4s 后关门 再上升到 3 层开门 4s 后再关门 112 先 1 后 3 先降后升 先下降到 1 层 开门 4s 后关门 再上升到 3 层开门 4s 后再关门 122 先 3 后 1 先升后降 先上升到 3 层开门 4s 后再关门 再下降到 1 层 开门 4s 后关门 1332 1 降 先下降到 2 层 开门 4s 后关门 再下降到 1 层开门 4s 后再关门 14 任意报警任意报警指示灯亮 15 在轿厢运行期间不能开门 16 轿厢关好门后 才允许运行 17 按下轿厢开门按钮 开门 只在电梯停在楼层时动作 18 按下轿厢关门按钮 立即关门 不需要等待 4s 19 电梯运行期间 暂时不接受呼叫指令 等待到达指定楼层 开门 关好门 后 才接受下一次的呼叫指令 注意 本次课程设计必须完成序号注意 本次课程设计必须完成序号 1 9 15 191 9 15 19 中的要求 如有时间 在此基础中的要求 如有时间 在此基础 上进行扩展完成上进行扩展完成 1 181 18 的要求 的要求 表 2 输入点分配 序号名称输入点 0 轿厢内 呼 1 层按钮 X000 1 轿厢内 呼 2 层按钮 X001 2 轿厢内 呼 3 层按钮 X002 3 轿厢内 开门按钮 X003 4 轿厢内 关门按钮 X004 5 轿厢内 报警按钮 X005 6 第 1 层 上行按钮 X006 7 第 2 层 下行按钮 X007 键入文字 4 8 第 2 层 上行按钮 X020 9 第 3 层 下行按钮 X021 10 第 1 层限位开关 X022 11 第 2 层限位开关 X023 12 第 3 层限位开关 X024 13 开门限位开关 X025 14 关门限位开关 X026 表 3 输出点分配 序号名称输出点 0 电梯上行 Y000 1 电梯下行 Y001 2 上行指示灯 Y002 3 下行指示灯 Y003 4 开门 Y004 5 关门 Y005 6 报警指示灯 Y006 其中 X005 Y006 为扩展任务预留 I O 分配 二 功能要求 二 功能要求 1 在三菱软件 GX Developer 8 0 中设计出三层电梯的梯形图控制程序 2 在组态王软件中设计出三层电梯模拟控制的人机界面 3 将组态王运行界面与 PLC 程序联合仿真调试 模拟出电梯控制 三 课程设计的进度及安排三 课程设计的进度及安排 进度及安排如下表所示 序号项 目时 间 1 布置课程设计任务 讲授控制方法和要求1 天 2 MX OPC 与 GX Simulator 通信调试1 天 键入文字 5 3 组态王软件操作学习1 天 4 创建三层电梯控制画面1 天 5 三层电梯控制 PLC 程序的编写与调试1 天 6 组态王命令语言的编写1 天 7 组态王动画的编程及设置1 天 8 组态王三层电梯控制系统整体调试1 天 9 检测验收 写课程设计报告1 天 10 答辩1 天 四 设计所需软件平台四 设计所需软件平台 1 GX Developer 8 0 PLC 编程软件 编程软件 GX Developer 8 0 PLC 编程软件是用来对三菱可编程控制器进行软件开发 仿真的软件 它主要的功能有程序开发 维护 编程 项目数据管理 在线监 控 诊断等 仿真则通过计算机的虚拟软元件进行 2 MX OPC Server 软件 软件 OPC 软件是用于联接控制元件与设备的软件 能将两边的实时变化连接起来 相互反馈 反映出控制过程的真实情况 3 组态王 组态王 6 53 软件 软件 组态王软件可提供了可视化监控画面 有利于实验人员实时现场监控 方便 地设计监控仿真画面 并以动画方式显示控制设备的状态 具有报警窗口 实 时趋势曲线等 可便利的生成各种报表 它还具有丰富的设备驱动程序和灵活 的组态方式 数据链接功能 五 设计思路及梯形图程序五 设计思路及梯形图程序 根据任务书的电梯控制要求对电梯控制程序进行分析 将控制要求拆分成多个 部分来设计 现将程序分成以下几个部分 键入文字 6 一 开门 关门的控制部分 一 开门 关门的控制部分 如图 1 所示 手动开门时 当电梯运行到位后 按开门按钮 开门常开触点闭合 开门 线圈 Y004 得电打开电梯门直至门到位 开门限位开关接通开门过程结束 自动开门时 电梯运行到位后 相应的楼层限位开关闭合 运行到位辅助 继电器得电接通 开门线圈得电动作 手动关门时 按下关门按钮 断开开门线圈 接通关门线圈关门 自动关门时 开门到位后 定时器接通计时到 4 秒 常开触点闭合 关门 线圈得电开始关门直到关门限位开关闭合 M12 的作用 用于辅助电梯运行到位的判断 键入文字 7 图 1 二 电梯到站指示 二 电梯到站指示 如图 2 所示 M10 M11 是单双数楼层联锁中间继电器 Y11 表示电梯在一楼 Y12 表示电梯在二楼 Y13 表示电梯在三楼 键入文字 8 图 2 三 楼层呼叫指示及轿厢内去某层指示控制 三 楼层呼叫指示及轿厢内去某层指示控制 曾呼叫指示控制 即当乘客在电梯外层按下呼叫按钮是 电梯经过上下行 判断 开始向相应呼叫层运行 到达该层 相应楼层接近开关闭合 自动开门 同时呼叫指令撤销 箱内去某层时 同样经过上下行判断开始执行 楼层呼叫 键入文字 9 指示如图 3 所示 轿厢内去某层指示控制如图 4 所示 上下行控制判断如图 5 所示 图 3 键入文字 10 图 4 图 5 四 电梯上下行运行 四 电梯上下行运行 当电梯完成上下行判断 辅助继电器 M19 接通 控制电梯上行或下行 Y006 是报警按钮 当按下 X005 线圈 Y006 接通 所有常闭出点断开 停止 电梯的运行 开 关门的动作 以保证人身安全 当按下报警取消按钮 X027 Y006 线圈断电 所有动作恢复正常 控制程序如图 6 所示 键入文字 11 图 6 键入文字 12 六 组态王人机界面设计六 组态王人机界面设计 打开组态王软件 新建一个工程 然后在画面窗口进行电梯仿真图的绘制 按照任务书的要求将电梯的基本画面及基本操作按钮绘制出来 电梯仿真界面 如图 绘制三个矩形作为楼层 再绘制两个小矩形作为电梯门 右侧的矩形代 表电梯箱体 图 7 绘制完电梯仿真界面后 对界面进行 MX OPC Server 软件建立连接 选择 GX Developer 作为输出端 CPU 型号选择 FX2N 时间为 100ms 如图 7 所示 名称及数据设计如图 8 10 所示 图 8 键入文字 13 图 9 图 10 建立完文件后 设置联接端口如图 所示 图 11 键入文字 14 图 12 设置完后即开始建立数据词典 如图 13 15 所示 图 13 键入文字 15 图 14 图 15 数据词典设置完后 开始动画连接的设置 图 16 是开关门动画连接设置 图 16 图 17 是电梯升降的动画设置 图 17 键入文字 16 图 18 是楼层显示灯的动画设置 图 18 图 19 是上下行指示按钮动画设置 图 19 图 20 21 是呼叫按钮的动画设置 图 20 键入文字 17 图 21 设置完动画联接后 对组态王命令语言进行编辑 示例如图 22 所示 具体命令 语言见附录 3 图 22 键入文字 18 完成所有设置后 可以对界面进行美化 设置一些优美的背景 图 23 七 调试运行七 调试运行 调试 电梯初始位置设为三楼 当按下一楼呼叫按钮 下行线圈 Y001 和下行 指示灯得电 电梯下行 键入文字 19 下行到位后开始开门 4 秒后自动关门 键入文字 20 软元件仿真正确后 通过 OPC 与组态王联机进行仿真 一楼呼叫仿真界面如图 24 所示 图 24 键入文字 21 运行到一楼后 电梯门自动打开 如图 25 所示 二楼呼叫仿真界面如图 26 所 示 图 25 图 26 图 27 为报警按钮按下以后 电梯停止下行 报警指示灯闪烁 键入文字 22 图 27 八 结果及分析八 结果及分析 开始在 plc 程序调试过程中 电梯可以成功的从 1 楼上到 2 楼 从 3 搂按钮 到 2 楼 2 楼到 3 楼等楼层方向都可以顺利运行 但是 对于开关门这一部分 却出了问题 然后到程序中找错误 在这一环节花费了很大的精力 查阅了很 多图书馆的资料 然后反复调试才解决问题 最终符合控制要求 在组态王中调试电梯动态画面时 因为命令语言参数设置刚开始出现问题 结果仿真时 电梯门全部不见了 实际是全部打开了 然后在命令语言程序中 寻找错误 发现启动初始值有错 并且再次调试运行时开门程序 经过一次次 的调试 直到符合控制要求 同时电梯上下行的无法实现 原因是由于粗心大 意把命令语言运行时的高度变量变化换成了上下行变量 最后经过想当长的时 间才找到问题之所在 最后调试结果都符合三层电梯控制要求 九 心得体会九 心得体会 通过两周的学习 三层电梯的 PLC 控制课程设计全部结束 掌握了程序编 写及仿真 以及掌握了三菱 OPC 服务软件和组态王的基本知识 加深了 PLC 的学习 场合的运用 在本次设计过程中 无论从理论还是实践得到了一个系统的学习 也锻炼 了自己的动手能力及解决问题的能力 在调试时的问题最多最严重 因为对实 际情况的不了解和粗心 对设计造成了很大的影响 这次的课程设计使我认识 到实践的重要性 平时的理论知识只有用到实际中才能发现自身的问题 只有 通过动手才能将自己的能力提高 才能将学到的知识与动手能力结合 虽然课程设计过程中流下了汗水 碰到了很多的问题 总的来说 本次课 程设计痛苦并快乐着 但一切的困难的解决过程都为我以后学习做了一个很好 的铺垫 键入文字 23 十 参考文献十 参考文献 1 王阿根 电气可编程控制原理与应用 第 2 版 清华大学出版社 2010 年 1 月出版 2 王兆明 可编程控制器原理 应用与实训 机械工业出版社 2008 1 3 杨思国 江力 可编程控制器应用教程 合肥工业大学出版 2008 7 4 组态王 6 5 初级培训教程 北京亚控科技发展有限公司 2007 5 组态王 6 51 使用手册 北京亚控科技发展有限公司 2005 十一 致谢十一 致谢 在本次课程设计中 在同学和老师的精心指导下 我在规定时间内完美地 完成课程设计 在此 非常感谢指导我的同学和我的指导老师崔宁老师 键入文字 24 附录附录 附录附录 1 键入文字 25 键入文字 26 键入文字 27 键入文字 28 键入文字 29 附录附录 2 开关门限位开关判断 0 if 本站点 一楼开关门程度 新 0 本站点 二楼开关门程度 新 0 本站 点 三楼开关门程度 新 0 本站点 开门限位开关 1 else 本站点 开门限位开关 0 if 本站点 一楼开关门程度 新 500 else 本站点 关门限位开关 0 电梯门 if 本站点 电梯开门 1 if 本站点 电梯开门 1 if 本站点 电梯开门 1 if 本站点