plc課程設計--三層樓梯設計

1、<p><b>　　機械與車輛學院</b></p><p>　　《PLC課程設計》報告</p><p>　　（2014-2015學年第二學期）</p><p>　　課程設計題目:三層樓梯設計 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　可編

2、程控制器作為一種工業(yè)控制微型計算機，它以其編程方便、操作簡單尤其是它的高可控性等優(yōu)點，在工業(yè)生產過程中得到了廣泛的應用。它應用大規(guī)模集成電路，微型機技術和通訊技術的發(fā)展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產品，應用于從繼電器控制系統到監(jiān)控計算機之間的許多控制領域。PLC總的發(fā)展趨勢是：高功能、高速度、高集成度、大容量、小體積、低成本、通信組網能力強。 本課程設計基于西門子（SIEMENS）S7-200

3、 PLC對三層電梯的控制進行了模擬，形成了電梯升降的系統PLC在電梯升降的過程中，主要體現在邏輯開關的功能。由于PLC具有邏輯運算、記數、定時以及輸出輸入輸出的功能，在電梯升降的過程中各種邏輯開關控制與PLC很好的結合，對電梯實現了控制</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p>

4、<p><b>　　目錄2</b></p><p>　　一、 課程設計性質和目的2</p><p>　　二、 課程設計的內容及要求3</p><p>　　三、 課程設計的進度及安排6</p><p>　　1、課程設計的安排：6</p><p>　　2、課程設計的進度6<

5、/p><p>　　四、 設計所需軟件平臺10</p><p>　　五、 設計思路及梯形圖程序12</p><p>　　六、 組態(tài)王人機界面設計15</p><p>　　七、 調試運行18</p><p>　　1、PLC運行調試18</p><p>　　2、組態(tài)王連接PLC程序后的調試運行

6、19</p><p>　　八、 結果及分析21</p><p>　　九、 心得體會22</p><p>　　十、 參考文獻23</p><p><b>　　十一、 致謝24</b></p><p><b>　　十二、 附錄25</b></p><

7、p>　　1.PLC程序25</p><p>　　2、組態(tài)王命令語言： 28</p><p><b>　　課程設計性質和目的</b></p><p>　　PLC課程設計是《PLC原理及應用》課程與實驗結束后的一門應用性很強的實踐課。所選題目《三層電梯控制》緊密結合所學的主要內容，加深鞏固所學知識，同時對所學內容進行擴展，有一定

8、的深度和廣度，能充分發(fā)揮學生的能動性和想象力。通過GX Developer進行控制程序的編寫，并且用組態(tài)王開發(fā)出模擬控制的交互界面，極大地提高了學生的綜合設計能力。其目的有以下三點：</p><p>　　了解常用控制裝置的設計方法、步驟和設計原則。 </p><p>　　學以致用，鞏固書本知識。通過訓練，使學生初步設計具有控制裝置的能力，從而培養(yǎng)學生獨立工作和創(chuàng)造的能力。 </p

9、><p>　　進行一次工程技術的基本訓練。培養(yǎng)學生查閱書籍、參考資料、產品手冊、工具書的能力，上網查詢信息的能力，運用計算機進行工程繪圖的能力，編制技術文件的能力等，從而提高學生解決實際工程技術問題的能力。</p><p>　　課程設計的內容及要求</p><p>　　本設計是基于組態(tài)王的三層電梯控制，電梯控制程序由三菱PLC編程軟件GX Developer開發(fā)，人機界

10、面由組態(tài)王開發(fā)。</p><p>　　電梯控制要求如表1所示。</p><p>　　表1 三層電梯控制要求</p><p>　　輸入點分配如表2所示。</p><p><b>　　表2 輸入點分配</b></p><p>　　輸出點分配如表3所示。</p><p>&l

11、t;b>　　表3 輸出點分配</b></p><p>　　要求根據以上要求內容進行設計三層電梯控制，根據以上的輸入輸出口進行PLC的編程，并在組態(tài)王中畫出電梯的模型，并通過PLC和OPC還有組態(tài)王進行仿真與調試。</p><p>　　課程設計的進度及安排</p><p>　　1、課程設計的安排：</p><p><b&

12、gt;　　2、課程設計的進度</b></p><p>　　5.27：布置課程設計任務、講授控制方法和要求。</p><p>　　5.29：MX OPC與GX Simulator通信調試，了解兩者間的聯系。</p><p>　　5.30：用組態(tài)王畫出一個簡單的電燈控制，并用PLC程序來進行控制其關和滅來熟練個軟件間的聯系與操作，如下圖所示：</p&g

13、t;<p>　　5.31：創(chuàng)建三層電梯控制畫面，出如下圖所示畫面，其顏色與渲染自行選擇，可要可不要；</p><p>　　6.01：三層電梯控制PLC程序的編寫與調試，如下圖所示</p><p>　　6.02：組態(tài)王命令語言的編寫，如下圖所示；</p><p>　　6.05：組態(tài)王動畫的編程及設置，通過自己的程序和OPC的設置來設置組態(tài)王里面三層電梯圖

14、中相應的部件和控制。</p><p>　　6.06：組態(tài)王三層電梯控制系統整體調試，并實現要求進行模擬控制，如圖所示：</p><p>　　6.07：檢測驗收、寫課程設計報告</p><p><b>　　6.08：答辯</b></p><p><b>　　設計所需軟件平臺</b></p>

15、<p>　　課程設計所需要的軟件是GX Developer，是進行三層電梯控制程序編寫的軟件，運用課上所學習到的各個指令，在GX Developer界面進行編寫與仿真。編好的程序要與組態(tài)王動畫進行連接，必須要先在軟件MELSOFT Application中的MX opcconfigurator中進行控制參數的設計，它是連接動畫與控制程序之間的橋梁。組態(tài)王是開發(fā)監(jiān)控系統軟件，用來開發(fā)出

16、模擬控制的交互界面，在組態(tài)王中進行三層電梯的動畫設計。它是顯示控制程序的實時運行狀態(tài)，用來實時監(jiān)控程序的工作流程和運行過程。讓什么更加直觀的了解運行過程。</p><p>　　1、GX Developer建立新工程并進行編寫的工作平面</p><p>　　OPC與PLC對應進行設置后的工作平面</p><p>　　組態(tài)王的初始工作平面</p><

17、p>　　設計思路及梯形圖程序</p><p>　　通過對本次設計電梯控制要求，我通過自己所學知識并查閱一些相應的資料，進行編寫本次課程設計的相關程序，根據其要求進行分析對應的輸入輸出，</p><p>　　畫出其輸入輸出之間的關系進行編程，我采用的是PLC的梯形圖編程，雖然步驟比用SFC多一點，但確實條例比較清晰，方便對其進行相應的注釋有助于OPC和組態(tài)王的操作。</p>

18、<p>　　1.電梯在1樓時候，2樓呼叫程序如下，通過繼電器M1形成自鎖。</p><p>　　2.電梯在一二樓時，在三樓進行呼叫</p><p>　　3.電梯在三樓時在二樓進行呼叫</p><p>　　在一樓呼叫處于二三樓的電梯</p><p>　　5.電梯需要下行是相應的控制</p><p>　　6.

19、電梯開門的相關控制</p><p>　　7.電梯開關門的定時和關門相應控制。</p><p>　　8.電梯的報警系統，當報警是電梯所有控制將無效，處于禁止狀態(tài)。</p><p><b>　　組態(tài)王人機界面設計</b></p><p>　　組態(tài)王與PLC程序連接設置，如下圖所示，建立一個OPC：</p>&l

20、t;p>　　根據電梯控制要求，設置3層電梯控制人界界面：</p><p><b>　　3.命令語言編寫</b></p><p>　　組態(tài)王與OPC之間數據庫連接：</p><p>　　組態(tài)王命令語言編寫：</p><p><b>　　調試運行</b></p><p>　

21、　將設計好的控制程序和組態(tài)王連接起來，查看運行結果與是否課程設計要求。前面通過檢查雖然PLC程序梯形圖運行沒有問題，但是經過加載到組態(tài)王動畫中則出現很多問題。在程序加載進入在一開始運行時候電梯沒有運行，通過查找組態(tài)王與PLC之間的關系和組態(tài)王參數的設置。發(fā)現最重要的電梯和3個門參數沒有設置，所以導致運行動畫沒有反應。在通過設置組態(tài)王中每個門的參數和電梯上行和下行參數后，發(fā)現只有開門的按鈕和門有動畫其他的沒有變化。查找原因，發(fā)現在電梯設置

22、參數的時候電梯的上行和下行的運行參數中沒有加載表達式。在聯動的運行中由于組態(tài)王中的命令語言沒有設置正確，導致電梯在運行中出現很多問題，通過同學和老師的幫助，進行命令語言的修改，最后電梯完美運作了。</p><p><b>　　1、PLC運行調試</b></p><p>　　2、組態(tài)王連接PLC程序后的調試運行</p><p><b>

23、　　結果及分析</b></p><p>　　由于組態(tài)王我們從來沒有接觸過，所以在調試過程中出現比較多的問題，而且該軟件還經常出現閃退現象讓我們有時候忘記保存時出現的煩躁。本次調試中，我出現以下幾個問題，</p><p>　　運行時門永遠開著，最后發(fā)現是命令語言中缺少了初始化設置。</p><p>　　2.在將PLC程序寫入時有時出現錯誤，這個無法解決，因

24、為不知道是哪個開了沒關，所以我采取的措施都是重啟電腦。</p><p>　　3.梯形圖單獨調試過程中，出現輸出無效現象，也就是輸入全部有效的情況下輸出無效，經過分析后，發(fā)現由于對梯形圖邏輯認識不夠，在梯形圖中采用重復輸出結構，導致調試不成功。后將輸入條件并行接入后使用單次輸出，解決此問題。</p><p>　　4.3樓直接呼1樓時，轎廂在二樓停下不能到達3樓，經分析后發(fā)現是因為輸入時3樓呼

25、一樓和2樓呼1樓直接并在一起，碰到二樓限位開關時，輸出不能形成自鎖失電，經改進后利用中間繼電器形成自鎖，解決樓層呼叫不能實現準確問題。改進后，電梯調試實現控制要求</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　通過這次設計使我對PLC程序編寫和組態(tài)王動畫設計有了更加深刻的了解。學習到了各個軟件之間的相互聯系與互補，通過這次課程設計我對PLC三層電梯

26、的控制有了深入的了解，尤其是電梯的PLC控制和畫面的設計以及他們之間的聯系。在這次設計中，我通過網上查找大量的資料和書籍、與同學相互討論與學習、最后通過自己的思考完成了課程設計的要求。我在設計三層電梯控制系統時，發(fā)現在畫面中沒有那些相應的門什么的，在那邊糾結了很久之后，同學告訴我那些門都是用長方形畫出來的，還告訴我到時利用屬性填充即可。這才解決了我的初期問題?；ㄙM最多時間的是組態(tài)王中的參數設置和命令語言的編寫，在仿真過程出現很多問題，例

27、如電梯沒有運作，燈沒有顯示，按鈕無法控制電梯等等情況。使我了解的不僅僅是電梯的控制，最重要的是我掌握了一種設計的方法，思維的方式，使受益非淺。這次PLC課程設計，考驗了我對理論知識的運用能力，鍛煉了對故障排除的分析能力，加強了我們合作精神，當我們遇到困難時，老師耐心指導，幫我們一起分析故障，共同解決困難。另外，這課程設計也為了我們以后的畢業(yè)設計提供了很好的經驗，建立基礎，可以說是意義重大，影響深遠。不過這種課程設計卻</p>

28、<p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 王阿根主編，《電氣可編程控制原理與應用》第二版，清華大學出版社，2010年1月</p><p>　　[2] 鄭大鵬，陳雅文主編，《程序設計基礎教程（C語言）》，清華大學出版社，2011年10月</p><p><b>　　致謝</b></

29、p><p>　　在這兩周的課程設計中，我衷心感謝所有幫助我的同學，感謝老師沒有因為我的問題多而不耐煩并且給我的錯誤提出相應的解釋并幫助我將其修改過來，所以在這里了我感謝老師同學的1幫忙，如果沒有你們，我的課程設計或許將無法順利完成</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　1.PLC程序</b>&l

30、t;/p><p>　　2、組態(tài)王命令語言： </p><p>　　//開關門限位開關判斷0</p><p>　　if(\\本站點\一樓開關門程度（新）==0 || \\本站點\二樓開關門程度（新）==0 || \\本站點\三樓開關門程度（新）==0)</p><p>　　{\\本站點\開門限位開關=1;}else{\\本站點\開門限位開

31、關=0;}</p><p>　　if(\\本站點\一樓開關門程度（新）==500 && \\本站點\二樓開關門程度（新）==500 && \\本站點\三樓開關門程度（新）==500)</p><p>　　{\\本站點\關門限位開關=1;}else{\\本站點\關門限位開關=0;}</p><p><b>　　//電梯門<

32、;/b></p><p>　　if(\\本站點\電梯開門==1 && \\本站點\第一層限位開關==1)</p><p>　　{\\本站點\一樓開關門程度（新）=\\本站點\一樓開關門程度（新）-50;}</p><p>　　if(\\本站點\電梯開門==1 && \\本站點\第二層限位開關==1)</p><

33、;p>　　{\\本站點\二樓開關門程度（新）=\\本站點\二樓開關門程度（新）-50;}</p><p>　　if(\\本站點\電梯開門==1 && \\本站點\第三層限位開關==1)</p><p>　　{\\本站點\三樓開關門程度（新）=\\本站點\三樓開關門程度（新）-50;}</p><p>　　if(\\本站點\電梯關門==1 &am

34、p;& \\本站點\第一層限位開關==1)</p><p>　　{\\本站點\一樓開關門程度（新）=\\本站點\一樓開關門程度（新）+50;}</p><p>　　if(\\本站點\電梯關門==1 && \\本站點\第二層限位開關==1)</p><p>　　{\\本站點\二樓開關門程度（新）=\\本站點\二樓開關門程度（新）+50;}<

35、;/p><p>　　if(\\本站點\電梯關門==1 && \\本站點\第三層限位開關==1)</p><p>　　{\\本站點\三樓開關門程度（新）=\\本站點\三樓開關門程度（新）+50;}</p><p>　　//樓層限位開關判斷</p><p>　　if(\\本站點\電梯升降程度==454)</p><

36、p>　　{\\本站點\第一層限位開關=1;}else{\\本站點\第一層限位開關=0;}</p><p>　　if(\\本站點\電梯升降程度>=254 && \\本站點\電梯升降程度<=274)</p><p>　　{\\本站點\第二層限位開關=1;}else{\\本站點\第二層限位開關=0;}</p><p>　　if(\\本站點

37、\電梯升降程度==85)</p><p>　　{\\本站點\第三層限位開關=1;}else{\\本站點\第三層限位開關=0;}</p><p><b>　　//報警</b></p><p>　　if(\\本站點\廂內報警按鈕==1)</p><p>　　{\\本站點\報警指示燈=1;}</p><p&

38、gt;　　if(\\本站點\報警取消按鈕==1)</p><p>　　{\\本站點\報警指示燈=0;}</p><p><b>　　//樓層顯示</b></p><p>　　if(\\本站點\電梯升降程度==454)</p><p>　　{\\本站點\電梯一樓指示燈=1;\\本站點\樓層顯示=1;}</p>

39、<p>　　if(\\本站點\電梯升降程度==262)</p><p>　　{\\本站點\電梯二樓指示燈=1;\\本站點\樓層顯示=2;}</p><p>　　if(\\本站點\電梯升降程度==85)</p><p>　　{\\本站點\電梯三樓指示燈=1;\\本站點\樓層顯示=3;}</p><p>　　if(\\本站點\電梯上行

40、==1 && (\\本站點\電梯升降程度>=262 && \\本站點\電梯升降程度<454))</p><p>　　{\\本站點\電梯一樓指示燈=1;\\本站點\樓層顯示=1;}</p><p>　　if(\\本站點\電梯下行==1 && (\\本站點\電梯升降程度>=250 && \\本站點\電梯升降程度&

41、lt;454))</p><p>　　{\\本站點\電梯二樓指示燈=1;\\本站點\樓層顯示=2;}</p><p>　　if(\\本站點\電梯上行==1 && (\\本站點\電梯升降程度>=85 && \\本站點\電梯升降程度<262))</p><p>　　{\\本站點\電梯二樓指示燈=1;\\本站點\樓層顯示=2;}

42、</p><p>　　if(\\本站點\電梯下行==1 && (\\本站點\電梯升降程度<=85 && \\本站點\電梯升降程度<262))</p><p>　　{\\本站點\電梯三樓指示燈=1;\\本站點\樓層顯示=3;}</p><p>　　\\本站點\電梯升降程度=\\本站點\電梯升降程度-10;</p>