八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序与调试

现代控制技术及现代控制技术及 PLCPLC 控制课程设计控制课程设计 姓 名 学 号 2 班 级 机电 专 业 机械电子工程 院 别 机械工程学院 指导教师 八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序与调试设计八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序与调试设计 摘要摘要 随着微处理器 计算机和数字通技术的飞速发展 计算机控制已经扩展到了几 乎所有的工业领域 当前用于工业控制的计算机可以分为几类 例如可编程序控制 器 基于 PC 总线的工业控制计算机 基于单片机的测控装置 用于模拟量闭环控 制的可编程序调节器 集散控制系统和现场总线控制系统等 现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应 生产出小批量 多品种 多 规格 低成本和高质量的产品 为了满足这一需求 生产设备和自动生产线的控制 系统具有极高的可靠性和灵活性 可编程序控制器正是顺应这一要求出现的 它是 以微处理器为基础的通用工业控制装置 PLC 的应用面广 功能强大 使用方便 是当代工业自动化的主要设备之一 PLC 已经广泛的应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中 PLC 在其他领 域 例如民用和家庭自动化的应用也得到了迅速的发展 本次以设计八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序及调试 并用九段码编 码来显示相应的楼层 通过这次设计 要对 PLC 进行进一步的了解和操作练习 并 设计出时序图 顺序功能图 梯形图程序 对其控制过程加以工作原理说明 目录目录 第一章 课程设计任务与要求 1 1 1 控制要求 1 1 2 任务要求 1 第二章 九段码编码示意图 真值表 I O 编址 2 2 1 九段数码管编码示意图 2 2 2 九段数码编码真值表 2 2 3 I O 编址 3 2 4 器件选择 4 第三章 PLC 控制梯形图及硬件接线图 5 3 1 控制梯形图 5 3 2 语句表 9 3 3 流程图 11 3 4 硬件接线图 12 第四章 设计总结 13 参考文献 14 4 第第 1 1 章章 课程设计任务与要求课程设计任务与要求 一 控制要求 1 根据各楼层行程开关的状态 确定轿厢所在楼层 2 用九段 LED 数码管作十进制层楼位置显示 如下图所示 2 九段码编码示意图 真值表 I O 编址 二 设计任务 1 根据控制要求 进行电气控制系统硬件电路设计 包括主电路 控制电路 及 PLC 硬件配置电路 2 根据控制要求 编制 PLC 应用程序 3 编写设计说明书 内容包括 设计过程和有关说明 基于 PLC 的电气控制系统电路图 PLC 控制程序 梯形图和指令表 电器元器件的选择和有关计算 电气设备明细表 参考资料 参考书及参考手册 其他需要说明的问题 例如操作说明书 程序的调试过程 遇到的问题及 解决方法 对课程设计的认识和建议等 5 第第 2 2 章章 九段码编码示意图 真值表 九段码编码示意图 真值表 I OI O 编址编址 2 1 2 1 九段数码管编码示意图九段数码管编码示意图 2 1 1 九段数码管编码示意图 2 2 2 2 九段数码编码真值表九段数码编码真值表 abcdefghi显示 数字 I0 20000000111 I0 31101101002 I0 41111001003 I050000011114 I0 61011011005 I0 71011111006 I1 01110000007 I1 11111111008 表 2 2 1 真值表 6 2 3 2 3 I OI O 编址编址 输入信号输出信号 起动按钮 I0 0 停止按钮 I0 1 一楼感应器 I0 2 二楼感应器 I0 3 三楼感应器 I0 4 四楼感应器 I0 5 五楼感应器 I0 6 六楼感应器 I0 7 七楼感应器 I1 0 八楼感应器 I1 1 a LED Q0 0 b LED Q0 1 c LED Q0 2 d LED Q0 3 e LED Q0 4 f LED Q0 5 g LED Q0 6 h LED Q0 7 i LED Q1 0 表 2 3 1 I O 编址 7 2 4 2 4 器件选择器件选择 由于此次课程设计所需 10 输入 9 输出 故在选择 CPU 类型时选择 CPU224 CPU224 共有 14 输入 10 输出 24 个数字量 I O 点 刚好满足此次课程设计 需要输入输出点数 数量设备制造厂订货号 1SIMATTC S7 200 CPU 224SIEMENS 6ES7 224 1ACOO OXBO 1PC PPI 电缆SIEMENS 6ES7 901 3BFOO OXAO 1编程器或 PC 1用于传输控制信号到数码 管的电缆 8行程开关 2按钮 1九段 LED 数码管 表 2 4 1 器件种类 8 第三章第三章 PLCPLC 控制梯形图及硬件接线图控制梯形图及硬件接线图 3 1 3 1 控制梯形图控制梯形图 9 10 11 12 3 23 2 控制语句表控制语句表 LD I0 0 O M0 0 AN I0 1 M0 0 LD SM0 0 CALL SBR 0 LD SM0 0 CALL SBR 1 LD I0 2 O M1 0 AN I0 3 Q0 7 Q1 0 LD Q0 7 A Q1 0 M1 0 LD I0 3 O M1 1 AN I0 2 A I0 4 Q0 0 Q0 1 Q0 3 Q0 4 Q0 6 LD Q0 0 A Q0 1 A Q0 3 A Q0 4 A Q0 6 M1 1 LD I0 4 O M1 2 AN I0 3 AN I0 5 Q0 0 Q0 1 Q0 2 Q0 3 Q0 6 LD Q0 0 A Q0 1 A Q0 2 A Q0 3 A Q0 6 M1 2 LD I0 5 O M1 3 AN I0 4 AN I0 6 Q0 5 Q0 6 Q0 7 Q1 0 LD Q0 5 A Q0 6 A Q0 7 A Q1 0 M1 3 LD I0 6 O M1 4 AN I0 5 AN I0 7 Q0 0 Q0 2 Q0 3 Q0 5 Q0 6 LD Q0 0 A Q0 2 A Q0 3 A Q0 5 A Q0 6 M1 4 LD I0 7 O M1 5 AN I0 6 AN I1 0 Q0 0 Q0 2 Q0 3 Q0 4 13 Q0 5 Q0 6 LD Q0 0 A Q0 2 A Q0 3 A Q0 4 A Q0 5 A Q0 6 M1 5 LD I1 0 O M1 6 AN I0 7 AN I1 1 Q0 0 Q0 1 Q0 2 LD Q0 0 A Q0 1 A Q0 2 M1 6 LD I1 1 O M1 7 AN I1 0 Q0 0 Q0 1 Q0 2 Q0 3 Q0 4 Q0 5 Q0 6 LD Q0 0 A Q0 1 A Q0 2 A Q0 3 A Q0 4 A Q0 5 A Q0 6 M1 7 14 3 33 3 程序流程图程序流程图 一一 一一 一一一 一一一 一一一 一一一 一一一 一一一 一一一 N N N N N 一一1 一一2 一一3 一一4 一一5 一一6 一一7 一一8 N N Y Y Y Y Y Y Y Y 15 3 4 3 4 硬件接线图硬件接线图 图 3 2 1 硬件接线图 按下启动按钮 启动 PLC 系统 当感应器动作时 九段数码管显将随各层行程 开关的状态来显示轿厢所在的楼层数 当一楼的行程开关闭合置 1 时 数码管 h i 亮 在数码管上显示出 1 表示轿厢在一层 当电梯上升 数码管自锁仍显示 1 当轿厢上到二楼 二楼行程开关置 1 同时 一楼的灯因与二楼的行程开关互 锁 此时数码管 h i 复位 数码管 a b d e g 亮 显示数字 2 表示轿厢在 二楼 同理 一次往下表示各楼层 按下停止按钮 系统停止工作 数码管显示消 16 失 17 第四章第四章 设计总结设计总结 通过 S7 200 PLC 来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 对 S7 200 PLC 有了进一步的了解 并熟悉了其基本操作 根据要求设计出梯形图程序 在预装有 PLC S7 200 系统的电脑中 将设计好 的梯形图输入到程序中 进行模拟仿真 通过 S7 200 的仿真操作 实现了电梯到 各个楼层的显示 对于九段 LED 数码管做十进制楼层位置显示 其中以各段数码管显示为输出量 行程开关状态为输入量 当输入有信号时 对应于输出有相应的信号 达到表示轿 厢到各楼层的层数的目的 在本次设计中 对 S7 200 PLC 有了进一步的了解 对该系统有了更深入的认 识 并熟悉了其操作方法及过程 得到了很大的收获 18 参考文献 1 黄永红 电气控制与 PLC 应用技术 M 北京 机械工业出版社 2011 2