plc課程設(shè)計報告--基于plc的電梯自動控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計</b></p><p>　　課程名稱： PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計 </p>&l

2、t;p>　　題 目：基于PLC的電梯自動控制系統(tǒng) </p><p>　　系、專業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) </p><p>　　年級、班級： 07級電子大專班 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)老師：

3、 </p><p>　　時 間： 2009.12.28—2010.1.3 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………………………………3</p><p>　　1.1、設(shè)計要求………………………………………………

4、…………………3 </p><p>　　1.1.1任務(wù).…………………………………………………………………3</p><p>　　1.1.2、設(shè)計要求……………………………………………………………4</p><p>　　1.1.3、題目分析……………………………………………………………4</p><p>　　2、總體設(shè)計方案………………………

5、………………………………………4 </p><p>　　2.1總體方案論證 …………………………………………………………4</p><p>　　2.2 總體設(shè)計思路 …………………………………………………………7</p><p>　　3、單元硬件介紹………………………………………………………………7</p><p>　　4、軟件設(shè)計……………

6、………………………………………………………11</p><p>　　5、產(chǎn)品調(diào)試及分析……………………………………………………………12.</p><p>　　6、結(jié)論與創(chuàng)新說明……………………………………………………………12</p><p>　　6.1結(jié)論……………………………………………………………………12</p><p>　　6.3

7、軟件創(chuàng)新………………………………………………………………14</p><p>　　7、心得體會………………………………………………………………… 14 </p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………15 </p><p>　　附錄1梯形圖…………………………………………………………13</p><p>　　

8、附錄2 指令表………………………………………………………… 15</p><p>　　基于PLC的電梯自動控制系統(tǒng)</p><p>　　摘要: 電梯是高層建筑不可缺少的運輸工具，用于垂直運送乘客和貨物，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器--接觸器進(jìn)行控制，其缺點是觸點多，故障率高、可靠性差、維修工作量大等，而采用 PLC組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問題</p><p&

9、gt;　　關(guān)鍵詞: 電梯、PLC、梯形圖</p><p>　　引言:近年來隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月異更新。　　本論文通過討論電梯控制系統(tǒng)的組成，闡述可編程控制器（PLC）在電梯控制中的應(yīng)用，采用三菱PLC編程的程序控制方式，提出了三層電梯的PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案、設(shè)計過程、組成，列出了具體的主要硬件電路、電梯的控制梯形圖及指令表。并給出了系統(tǒng)組成框圖和程

10、序流程圖，在分析、處理隨機(jī)信號邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了PLC的編程方法，設(shè)計了一套完整的電梯控制系統(tǒng)方案。采用本方案實現(xiàn)電梯控制，能夠解決繼電器——接觸器觸點多，故障率高、可靠性差、安裝調(diào)試周期長、維修工作量大、接線復(fù)雜等缺點。使電梯運行更加安全、方便、舒適。該系統(tǒng)實用性強(qiáng)、操作簡單、擴(kuò)展性強(qiáng)、精確度高等特點。</p><p><b>　　一、系統(tǒng)設(shè)計</b></p><

11、p><b>　　1．1 設(shè)計要求</b></p><p><b>　　1．1．1 任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計一個電梯自動控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　1．1．2要求</b></p><p><b>　?。?）基本要求</b>&l

12、t;/p><p>　?、倏刂乒δ埽阂笥修I廂外呼和轎廂內(nèi)呼兩種控制形式的系統(tǒng)。</p><p>　?、陲@示功能：能實時顯示當(dāng)前的層次和電梯的運行方向。</p><p>　?、蹐缶δ埽寒?dāng)電梯出現(xiàn)故障時，能及時報警。</p><p><b>　　（2）發(fā)揮部分</b></p><p>　?、倌軐崟r用語音

13、播報的方式提示當(dāng)前的層次和運行方向。</p><p><b>　?、谀茱@示其他信息。</b></p><p><b>　　③其他功能。</b></p><p><b>　　1．1．3題目分析</b></p><p>　　題目要求設(shè)計一個具有轎廂內(nèi)呼轎廂外呼，能夠?qū)Ξ?dāng)前的層次和電

14、梯的運行方向進(jìn)行顯示，當(dāng)電梯出現(xiàn)故障時能及時通過蜂鳴器報警。</p><p><b>　　二．總體設(shè)計案</b></p><p><b>　　2.1方案論證</b></p><p>　　電梯控制系統(tǒng)主要由PLC、輸入輸出單元以及調(diào)速單元構(gòu)成，由如圖2.1所示，用來完成對電梯曳引電機(jī)及開關(guān)門機(jī)的起動，加減速，停止，運行方向，

15、樓層顯示，層站召喚，轎箱內(nèi)操作，安全保護(hù)等指令信號進(jìn)行管理和控制功能。 </p><p>　　輸入輸出單元為PLC的I/O接口部分，主要由轎箱外呼叫、轎箱內(nèi)選層、樓層及方向指示、故障報警等單元構(gòu)成。輸入單元為：（1）轎廂外呼叫單元，用來對各層站的廳外召喚信號進(jìn)行登記。（2）轎箱內(nèi)選層單元，負(fù)責(zé)對預(yù)選樓層指令的登記；（3）開關(guān)門按鈕，輸入PLC控制轎門的開閉；（4）故障報警單元，通常轎內(nèi)急停開關(guān)、轎頂內(nèi)急

16、停開關(guān)等；輸出單元為：（1）樓層及方向指示單元，包括電梯上下行方向指示燈、層樓指示燈，目前的方向及層樓編號七段碼顯示方式，本系統(tǒng)為七段碼顯示方式；（2）開關(guān)門單元，用于控制電梯轎門的打開和關(guān)閉。</p><p>　　圖1.2.0總體方案圖</p><p>　　PLC單元為電梯控制系統(tǒng)的核心部分，由PLC提供變頻器的運行方向和速度指令。通過PLC 的合理編程，實現(xiàn)自動平層、自動開關(guān)門、自動掌

17、握停站時間、內(nèi)外呼信號的登記與消除、順向截梯及自動換向等集選控制功能。</p><p><b>　　2.2、設(shè)計思路</b></p><p>　　PLC選用三菱系列，需要的I/O接口點數(shù)，其中輸入點數(shù)為13，輸出點數(shù)為12。選用FN0N30的 PLC即可完成電梯控制系統(tǒng)的邏輯控制。</p><p>　　圖1.2.1I/0端子分配圖</p&

18、gt;<p>　　圖1.2.2PLC接線圖</p><p>　　本電路由PLC和外部輸入輸出單元和外設(shè)組成，其中數(shù)碼管用于顯示樓層信息。輸出繼電器KM1～KM5對應(yīng)開關(guān)門、上下行以及報警輸出，對與輸入端子的開關(guān)變化量則通過置于電梯轎廂內(nèi)、外側(cè)的按鈕來控制。</p><p>　　三、部分硬件電路的介紹</p><p>　　3.1 三菱FX0N系列PLC&

19、lt;/p><p>　　圖1.2.3 PLC硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　PLC是專門為工業(yè)控制而設(shè)計，采用了典型的計算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要由CPU、存儲器、采用掃描方式工作的I/O接口電路和電源等組成。圖1.2.3為PLC硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。</p><p>　　本次設(shè)計采用FX0N系列PLC，F(xiàn)X0N是整體式和模塊式相結(jié)合的選裝式結(jié)構(gòu)。FX0N系列PLC有一個16位微處

20、理器和一個專用邏輯處理器。FX0N的執(zhí)行速度是1.6～3.6us/步，是目前運行速度比較快的小型PLC之一。</p><p>　　2k字節(jié)程序存儲器，514字節(jié)RAM，64位I/O 口線， 1個定時器，64個計數(shù)器，可進(jìn)行16～128點的靈活輸入?？蛇B接擴(kuò)展模塊。內(nèi)置程序容量8000步，最大可擴(kuò)充到16K。單指令運行時間短。</p><p>　　3.2 樓層顯示部分</p>

21、<p>　　當(dāng)轎廂到達(dá)預(yù)定樓層是，樓層顯示數(shù)碼管用于對樓層進(jìn)行實時顯示，本系統(tǒng)中采用一位共陰極LED數(shù)碼管作為顯示部分。</p><p>　　3.3 輸入輸出電路部分</p><p>　　利用自復(fù)位按鈕作為輸入繼電器的開關(guān)量輸入，輸出端接線圈輸出。輸出量直接驅(qū)動上行或下行電機(jī)。</p><p>　　在本系統(tǒng)中利用LED燈對上行、下行繼電器輸出情況進(jìn)行模擬顯

22、示。編譯器器采用三菱專用編程器FXGPWIN。 </p><p><b>　　四、軟件設(shè)計</b></p><p>　　4.1電梯程序控制流程圖如下：</p><p><b>　　圖4.1程序流程圖</b></p><p>　　本程序主要由7個進(jìn)程完成了電梯開關(guān)門、電梯到達(dá)層

23、顯示、電梯方向選擇、層呼叫控制、故障報警的強(qiáng)大功能。</p><p>　　具體程序請見附件（2）。</p><p>　　4.2梯形圖程序設(shè)計</p><p>　　根據(jù)四層電梯控制的功能要求以及I/O的地址分配表（見圖1.2.1），來設(shè)計PLC控制程序的梯形圖。</p><p>　　4.2.1電梯開、關(guān)門程序</p><p

24、><b>　?。?）電梯開門控制</b></p><p>　　電梯開門控制分手動和自動兩種情況。</p><p>　　電梯開、關(guān)門梯形圖見圖4.1.1</p><p>　　圖4.1.1電梯開、關(guān)門梯形圖</p><p>　?、偈謩娱_門時，當(dāng)電梯運行到位后，按下SB1,X000閉合，Y000得電，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，轎廂門打

25、開。開門到位，定時3S時間一到T0常閉觸點斷開，Y000失電，開門結(jié)束。</p><p>　?、谧詣娱_門時，當(dāng)電梯運行到位后，上、下行電機(jī)掉電后，T3開始計時，延時3S后，T11觸點閉合，Y000輸出有效。</p><p><b>　?、齐娞蓐P(guān)門控制</b></p><p>　　電梯關(guān)門也分手動和自動兩種情況。</p><p

26、>　　①手動關(guān)門時候，當(dāng)按下關(guān)門按鈕SB2時X001閉合，Y001得電并自鎖，驅(qū)動關(guān)門繼電器使電動機(jī)反轉(zhuǎn)，轎廂，門關(guān)閉。關(guān)門到位，定時3S時間一到T1常閉觸點斷開，關(guān)門結(jié)束。</p><p>　　②自動關(guān)門時，由定時T3來控制。當(dāng)電梯開門到位后Y000常開觸點閉合，T3開始計時，延時2S后，T3觸點閉合,Y001輸出有效，轎廂門自動關(guān)門。</p><p>　　4.2.2電梯到達(dá)層顯示

27、</p><p>　　電梯到層顯示的梯形圖如圖4.1.2所示。</p><p>　　圖4.1.2 電梯到層顯示梯形圖</p><p>　　T7、T3、T4和T5分別是一、二、三、四層上行到達(dá)后的輸入點，T7、T8、T9分別是一、二、三、四層下行到達(dá)后的輸入點。輸出繼電器位組件K1Y005代表Y005、Y006、Y0007、Y010是數(shù)碼管的低四位段碼輸入端，輸出繼電

28、器位組件K2Y011代表Y011、Y012、Y013、Y014是數(shù)碼管的高四位段碼輸入端。當(dāng)電梯到達(dá)某一層樓面后，只能對該層進(jìn)行樓層數(shù)顯示。</p><p>　　4.2.3電梯方向選擇</p><p>　　電梯方向選擇包括電梯上、下行控制，電梯方向選擇梯形圖如圖4.1.3</p><p>　　圖4.1.3 電梯方向選擇梯形圖 </p><

29、;p>　　電梯運行方向由輸出繼電器Y002和Y003指示，當(dāng)電梯上行或下行開關(guān)按鈕按下和開門關(guān)門信號符合要求的情況下，有以下動作：通過電梯上行輸出繼電器Y002，驅(qū)動電機(jī)正轉(zhuǎn)，電梯上升；通過電梯下行輸出繼電器Y003，驅(qū)動電機(jī)反轉(zhuǎn)，電梯下降。</p><p>　　4.2.4層呼叫控制 </p><p>　　層呼叫控制包括內(nèi)呼和外呼兩種，層呼叫控制部分梯形圖見圖4.1.4</p&

30、gt;<p>　　圖4.1.6 層呼叫控制梯形圖 </p><p>　　當(dāng)有乘客在轎廂外的某一層按下呼叫按鈕SB7、SB8、SB9、SB10、SB11、SB12中的任意一個后，對應(yīng)的輸入點X006、X007、X010、X011、X012、X013中的某一個就會閉合，同時數(shù)碼管顯示所對應(yīng)層顯示。信號一直保持到定時器動作后才撤銷。</p><p>　　當(dāng)乘客在轎廂內(nèi)按下層指令

31、按鈕SB3、S84、SB5、SB6中的任意一個后，對應(yīng)的輸入點X002、X003、X004、X005中的某一個就會閉合，在所需要停靠的一層停，然后開門以便乘客出來。</p><p><b>　　4.2.5故障報警</b></p><p>　　故障報警梯形圖見圖4.1.7</p><p>　　圖4.1.7 故障報警梯形圖</p>&

32、lt;p>　　同時按下故障按鈕開關(guān)X014，當(dāng)電梯一直處于上行或下行工作狀態(tài)，這時候驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲報警。</p><p>　　五、產(chǎn)品的調(diào)試及分析</p><p>　　將編寫好的源程序輸入電腦，編譯后出現(xiàn)很多錯誤，這些錯誤有許多平時的試驗中遇到過的，例如：輸入的功能指令格式不正確，功能指令和普通的指令寫法上有很大的不同，幸好這些錯誤在平時的實驗中遇到了，所以改錯誤很容易，但同時也說明

33、了，平時的錯誤現(xiàn)在還在犯，證明錯誤我還沒有完全的改正，這點我以后一定要注意了。爭取錯誤犯了兩次就不能在換了。</p><p>　　除了常見的錯誤外，還有幾條錯誤時我從來沒有遇到過的，如：</p><p>　　1.通電按下故障檢測后蜂鳴器為報警，檢測時候發(fā)現(xiàn)，報警時用的繼電器未加自鎖常開觸頭，在故障檢測輸入繼電器X014下面加一個自鎖的常開觸頭。糾正后正常；</p><p

34、>　　2.當(dāng)進(jìn)行樓層顯示時候發(fā)現(xiàn)，當(dāng)運行到一層四層時，數(shù)碼管顯示數(shù)字1、4，而運行到三層和二層時候發(fā)現(xiàn)，數(shù)碼管段碼錯誤，檢查程序發(fā)現(xiàn)，在樓層顯示的3、2段碼也未出現(xiàn)，仔細(xì)看后發(fā)現(xiàn)未組件的高位起始輸出繼電器名稱出現(xiàn)錯誤，將其改后能正常顯示。</p><p>　　這幾天的調(diào)試我獲得很新的知識，因為程序中又很多的錯誤，為了修改錯誤必須看書或向別人請教，在這個過程中無意識的獲得了很多知識。同時也使我對單片機(jī)更感興趣

35、了，這點我覺得很重要，因為興趣使最好的老師，相信在以后的單片機(jī)相關(guān)的學(xué)習(xí)中會表現(xiàn)的更好。</p><p><b>　　經(jīng)測量得：</b></p><p><b>　　六．結(jié)論與創(chuàng)新說明</b></p><p><b>　　1.結(jié)論：</b></p><p>　?。?）在老師的指

36、導(dǎo)下基本完成設(shè)計要求。</p><p>　　（2）模塊化設(shè)計有思路清晰、檢查方便、擴(kuò)展功能容易等諸多優(yōu)勢，且部分已經(jīng)在本設(shè)計過程中得以體現(xiàn)。</p><p>　　（3）如果能把理論和實際相結(jié)合，相信會有更好的效果。</p><p>　　（4）總體來講,要獨立完成，還需要不斷學(xué)習(xí)相關(guān)PLC設(shè)計知識與技能。</p><p><b>　　

37、2.軟件創(chuàng)新：</b></p><p>　　（1）只有乘客需要時候才開啟電梯，節(jié)能環(huán)保</p><p>　　（2）出于任意一層?？繝顟B(tài)時候，只要上層乘客有需求，電梯會自動上升到指令發(fā)出層，節(jié)省乘客時間。</p><p><b>　　七、心得體會</b></p><p>　　短短一個多星期的課程設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了，

38、通過這次的課程設(shè)計鍛煉了我們的實踐能力，也是對我們以后的實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程?，F(xiàn)在是一個高科技的時代，PLC已經(jīng)成為當(dāng)今工控應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域。因此對于我們這一專業(yè)的同學(xué)來說，學(xué)好PLC，并正確應(yīng)用PLC是非常重要的。</p><p>　　此次PLC課程設(shè)計，從選題到定稿，從理論到實踐，在整整一個多星期里，學(xué)到了很多的東西。同時不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且還學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。

39、通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。這次的課程設(shè)計還讓我學(xué)會了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。更重要的是，我在這一設(shè)計過程中，學(xué)會了堅持不懈，不輕言放棄。</p><p>　　設(shè)計過程，好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，

40、但畢竟這是第一次做，難免會遇到各種各樣的問題。在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。我們通過查閱大量有關(guān)資料，并在小組中互相討論，交流經(jīng)驗和自學(xué)，若遇到實在搞不明白的問題就會及時請教老師，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。</p><p>　　在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)

41、工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計的最大收獲和財富。</p><p>　　PLC課程設(shè)計雖然結(jié)束了，但通過設(shè)計所學(xué)到的東西將長久存在。相信這次設(shè)計帶給我們的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和一絲不茍的科學(xué)作風(fēng)將會給我們未來的工作和學(xué)習(xí)打下一個更堅實的基礎(chǔ)。</p><p&g

42、t;<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、王兆義主編《小型可編程控制器實用技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2001年第1版。</p><p>　　2、戴一平主編《可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用》，機(jī)械工業(yè)出版社，2003年12第2版。</p><p>　　3、俞國亮主編《PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計》，清華大學(xué)出版社，2004年11月第2版。<

43、/p><p>　　4、余雷生主編《電氣控制與PLC應(yīng)用》，機(jī)械工業(yè)出版社，2001年第1版。</p><p>　　5、黃云龍 主編《可編程控制器教程》，科學(xué)出版社，2003年出版。</p><p><b>　　附件1：梯形圖</b></p><p><b>　　附件2：指令表</b></