PLC课程设计论文

机械与车辆学院 PLC PLC 课程设计课程设计 报告报告 2014 20152014 2015 学年第二学期 学年第二学期 课程设计题目 三层楼梯设计 姓名 学号 140404021015 班级 机械电子工程 2 班 指导老师 唐伟杰 时间 2017 年 5 月 27 日 2017 年 6 月 8 日 成绩 1 摘要摘要 可编程控制器作为一种工业控制微型计算机 它以其编程方便 操作简单尤 其是它的高可控性等优点 在工业生产过程中得到了广泛的应用 它应用大规 模集成电路 微型机技术和通讯技术的发展成果 逐步形成了具有多种优点和 微型 中型 大型 超大型等各种规格的系列产品 应用于从继电器控制系统 到监控计算机之间的许多控制领域 PLC 总的发展趋势是 高功能 高速度 高集成度 大容量 小体积 低成本 通信组网能力强 本课程设计基于西 门子 SIEMENS S7 200 PLC 对三层电梯的控制进行了模拟 形成了电梯升降 的系统 PLC 在电梯升降的过程中 主要体现在逻辑开关的功能 由于 PLC 具有 逻辑运算 记数 定时以及输出输入输出的功能 在电梯升降的过程中各种逻 辑开关控制与 PLC 很好的结合 对电梯实现了控制 2 目录目录 摘要 1 目录 2 一 课程设计性质和目的 2 二 课程设计的内容及要求 3 三 课程设计的进度及安排 6 1 课程设计的安排 6 2 课程设计的进度 6 四 设计所需软件平台 10 五 设计思路及梯形图程序 12 六 组态王人机界面设计 15 七 调试运行 18 1 PLC 运行调试 18 2 组态王连接 PLC 程序后的调试运行 19 八 结果及分析 21 3 九 心得体会 22 十 参考文献 23 十一 致谢 24 十二 附录 25 1 PLC 程序 25 2 组态王命令语言 28 1 课程设计性质和目的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 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 其目的有以下三点 1 了解常用控制装置的设计方法 步骤和设计原则 2 学以致用 巩固书本知识 通过训练 使学生初步设计具有控 4 制装置的能力 从而培养学生独立工作和创造的能力 3 进行一次工程技术的基本训练 培养学生查阅书籍 参考资料 产品手册 工具书的能力 上网查询信息的能力 运用计算机进行工程绘 图的能力 编制技术文件的能力等 从而提高学生解决实际工程技术问题 的能力 2 课程设计的内容及要求课程设计的内容及要求 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 表 1 三层电梯控制要求 输入输出 序 号 原停 呼叫层运行方向运行结果 5 层 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 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 6 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 输入点分配如表 2 所示 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 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 7 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 输出点分配如表 3 所示 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 要求根据以上要求内容进行设计三层电梯控制 根据以上的输入输出口进行 PLC 的编程 并在组态王中画出电梯的模型 并通过 PLC 和 OPC 还有组态王进 行仿真与调试 8 3 课程设计的进度及安排课程设计的进度及安排 1 课程设计的安排 课程设计的安排 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 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 2 课程设计的进度 课程设计的进度 5 27 布置课程设计任务 讲授控制方法和要求 5 29 MX OPC 与 GX Simulator 通信调试 了解两者间的联系 5 30 用组态王画出一个简单的电灯控制 并用 PLC 程序来进行控制其关和灭 来熟练个软件间的联系与操作 如下图所示 9 5 31 创建三层电梯控制画面 出如下图所示画面 其颜色与渲染自行选择 可要可不要 10 6 01 三层电梯控制 PLC 程序的编写与调试 如下图所示 6 02 组态王命令语言的编写 如下图所示 11 6 05 组态王动画的编程及设置 通过自己的程序和 OPC 的设置来设置组态王 里面三层电梯图中相应的部件和控制 12 6 06 组态王三层电梯控制系统整体调试 并实现要求进行模拟控制 如图所 示 6 07 检测验收 写课程设计报告 6 08 答辩 4 设计所需软件平台设计所需软件平台 课程设计所需要的软件是 GX Developer 是进行三层电梯控制程序编写的 软件 运用课上所学习到的各个指令 在 GX Developer 界面进行编写与仿真 编好的程序要与组态王动画进行连接 必须要先在软件 MELSOFT Application 中的 MX opcconfigurator 中进行控制参数的设计 它是连接动画与控制程序之 间的桥梁 组态王是开发监控系统软件 用来开发出模拟控制的交互界面 在 组态王中进行三层电梯的动画设计 它是显示控制程序的实时运行状态 用来 实时监控程序的工作流程和运行过程 让什么更加直观的了解运行过程 13 1 GX Developer 建立新工程并进行编写的工作平面 2 OPC 与 PLC 对应进行设置后的工作平面 14 3 组态王的初始工作平面 15 5 设计思路及梯形图程序设计思路及梯形图程序 通过对本次设计电梯控制要求 我通过自己所学知识并查阅一些相应的资料 进行编写本次课程设计的相关程序 根据其要求进行分析对应的输入输出 画出其输入输出之间的关系进行编程 我采用的是 PLC 的梯形图编程 虽然步 骤比用 SFC 多一点 但确实条例比较清晰 方便对其进行相应的注释有助于 OPC 和组态王的操作 1 电梯在 1 楼时候 2 楼呼叫程序如下 通过继电器 M1 形成自锁 2 电梯在一二楼时 在三楼进行呼叫 16 3 电梯在三楼时在二楼进行呼叫 4 在一楼呼叫处于二三楼的电梯 5 电梯需要下行是相应的控制 17 6 电梯开门的相关控制 7 电梯开关门的定时和关门相应控制 18 8 电梯的报警系统 当报警是电梯所有控制将无效 处于禁止状态 6 组态王人机界面设计组态王人机界面设计 1 组态王与 PLC 程序连接设置 如下图所示 建立一个 OPC 19 2 根据电梯控制要求 设置 3 层电梯控制人界界面 20 3 命令语言编写 21 4 组态王与 OPC 之间数据库连接 5 组态王命令语言编写 22 7 调试运行调试运行 将设计好的控制程序和组态王连接起来 查看运行结果与是否课程设计要求 前面通过检查虽然 PLC 程序梯形图运行没有问题 但是经过加载到组态王动画 中则出现很多问题 在程序加载进入在一开始运行时候电梯没有运行 通过查 找组态王与 PLC 之间的关系和组态王参数的设置 发现最重要的电梯和 3 个门 参数没有设置 所以导致运行动画没有反应 在通过设置组态王中每个门的参 数和电梯上行和下行参数后 发现只有开门的按钮和门有动画其他的没有变化 查找原因 发现在电梯设置参数的时候电梯的上行和下行的运行参数中没有加 载表达式 在联动的运行中由于组态王中的命令语言没有设置正确 导致电梯 在运行中出现很多问题 通过同学和老师的帮助 进行命令语言的修改 最后 电梯完美运作了 1 PLC 运行调试运行调试 23 2 组态王连接 组态王连接 PLC 程序后的调试运行程序后的调试运行 24 25 26 8 结果及分析结果及分析 由于组态王我们从来没有接触过 所以在调试过程中出现比较多的问题 而且该软件还经常出现闪退现象让我们有时候忘记保存时出现的烦躁 本次调 试中 我出现以下几个问题 1 运行时门永远开着 最后发现是命令语言中缺少了初始化设置 2 在将 PLC 程序写入时有时出现错误 这个无法解决 因为不知道是哪个 开了没关 所以我采取的措施都是重启电脑 3 梯形图单独调试过程中 出现输出无效现象 也就是输入全部有效的情 况下输出无效 经过分析后 发现由于对梯形图逻辑认识不够 在梯形图中采 用重复输出结构 导致调试不成功 后将输入条件并行接入后使用单次输出 解决此问题 4 3 楼直接呼 1 楼时 轿厢在二楼停下不能到达 3 楼 经分析后发现是因 为输入时 3 楼呼一楼和 2 楼呼 1 楼直接并在一起 碰到二楼限位开关时 输出 不能形成自锁失电 经改进后利用中间继电器形成自锁 解决楼层呼叫不能实 现准确问题 改进后 电梯调试实现控制要求 27 9 心得体会心得体会 通过这次设计使我对 PLC 程序编写和组态王动画设计有了更加深刻的了解 学习到了各个软件之间的相互联系与互补 通过这次课程设计我对 PLC 三层电 梯的控制有了深入的了解 尤其是电梯的 PLC 控制和画面的设计以及他们之间 的联系 在这次设计中 我通过网上查找大量的资料和书籍 与同学相互讨论 与学习 最后通过自己的思考完成了课程设计的要求 我在设计三层电梯控制 系统时 发现在画面中没有那些相应的门什么的 在那边纠结了很久之后 同 学告诉我那些门都是用长方形画出来的 还告诉我到时利用属性填充即可 这 才解决了我的初期问题 花费最多时间的是组态王中的参数设置和命令语言的 编写 在仿真过程出现很多问题 例如电梯没有运作 灯没有显示 按钮无法 控制电梯等等情况 使我了解的不仅仅是电梯的控制 最重要的是我掌握了一 种设计的方法 思维的方式 使受益非浅 这次 PLC 课程设计 考验了我对理 论知识的运用能力 锻炼了对故障排除的分析能力 加强了我们合作精神 当 我们遇到困难时 老师耐心指导 帮我们一起分析故障 共同解决困难 另外 这课程设计也为了我们以后的毕业设计提供了很好的经验 建立基础 可以说 是意义重大 影响深远 不过这种课程设计却让我们学习到很多东西 所以建 议学校可以多举办这种类型的设计或时间 28 10 参考文献参考文献 1 王阿根主编 电气可编程控制原理与应用 第二版 清华大学出版 社 2010 年 1 月 2 郑大鹏 陈雅文主编 程序设计基础教程 C 语言 清华大学出 版社 2011 年 10 月 29 30 11 致谢致谢 在这两周的课程设计中 我衷心感谢所有帮助我的同学 感谢老师没有因为 我的问题多而不耐烦并且给我的错误提出相应的解释并帮助我将其修改过来 所以在这里了我感谢老师同学的 1 帮忙 如果没有你们 我的课程设计或许将 无法顺利完成 31 32 12 附录附录 1 PLC 程序程序 33 34 35 2 组态王命令语言 组态王命令语言 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