三層電梯控制課程設(shè)計(jì)

1、目錄引言 2 第一章 實(shí)現(xiàn)方法分析與可行性討論3.1.1 單片機(jī)噴泉控制系統(tǒng)3.1.2 工控機(jī)噴泉控制系統(tǒng)3.1.3 PLC噴泉控制系統(tǒng)4.1.4 總體設(shè)計(jì)方案4.第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案6.2.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理6.2.2 系統(tǒng) I/O 分配表 7.2.3 系統(tǒng)外部接線圖7.第三章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)9.1、時(shí)序圖設(shè)計(jì)9.2、 流程圖設(shè)計(jì)9.第四章 系統(tǒng)調(diào)試1.4.總結(jié) 1.5.參考文獻(xiàn)1.6.引言PLC= Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯

2、運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分。早 期 的 可 編 程 控 制 器 稱 作 可 編 程 邏 輯 控 制 器 （ Programmable Logic Controller,PLC） ， 它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱 PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱 PLC,PLC自1969 年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司

3、（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國，日本，德國的可編程序控 制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。本次設(shè)計(jì)的課題主要應(yīng)用于在游人和居民經(jīng)常光顧的場(chǎng)所，如公園、廣場(chǎng)、旅游景點(diǎn)及一些知名建筑前，經(jīng)常會(huì)修建一些噴泉供人們休閑、觀賞。這些噴泉按一定的規(guī)律改變噴水式樣，如果再與五顏六色的燈光相配合，在和和諧優(yōu)雅的音樂中，更使人心曠神怡，流連忘返。利用PLC控制噴泉噴水方式，產(chǎn)生各樣的樣式。在系統(tǒng)的硬件組成以及軟件的實(shí)現(xiàn)，通過PLC控制電磁閥開關(guān)來決定噴水的效果，供人們休閑、觀賞。自動(dòng)噴泉控制的實(shí)現(xiàn)方法很多，本設(shè)計(jì)題目為基于可編程控制器（ PLC的噴泉控制系統(tǒng)，用PLC進(jìn)行控制不僅能夠進(jìn)行多種水型切換，而且能將各種水型、燈光

4、按預(yù)先設(shè)定的排列組合進(jìn)行控制程序的設(shè)計(jì)，通過計(jì)算機(jī)運(yùn)行控制程序發(fā)出控制信號(hào)，使水型、等過實(shí)現(xiàn)多姿多彩的變化。通過上位機(jī)（ PC與PLC 之間的通訊來監(jiān)控噴泉的狀態(tài)與效果，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)，以達(dá)到順利實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制的要求及目的，同時(shí)還要達(dá)到低功耗、高性價(jià)比、運(yùn)行可靠等基本要求。第一章 實(shí)現(xiàn)方法分析與可行性討論1.1 單片機(jī)噴泉控制系統(tǒng)單片機(jī)也成為單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)，是把微型計(jì)算機(jī)的各部件中央處理器、 存儲(chǔ)器、 輸入輸出接口電路、定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器等制作在一塊集成電路芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整微型計(jì)算機(jī)。由于單片機(jī)在一塊小芯片上就集成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)有具備的功能，所以其在工業(yè)控制中占據(jù)很重要的地位。它具有超小型化

5、、結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。特別適用于實(shí)時(shí)工業(yè)測(cè)量控制、智能化儀器儀表和家用電器控制等應(yīng)用系統(tǒng)。目前，市場(chǎng)上流行的單片機(jī)種類繁多，如MCS-51系列、凌陽公司的SPCE061A 16位單片機(jī)、美國TEXASNSTRUMENTS司的MSP43集歹U單片機(jī)、ARM入式 單片機(jī)等都是各優(yōu)點(diǎn)，在不同的領(lǐng)域中有著很好的應(yīng)用。單片機(jī)控制系統(tǒng)用于噴泉控制是完全可行的，它可以通過定時(shí)器/計(jì)數(shù)器隊(duì)噴泉噴射的時(shí)間進(jìn)行控制，并且也可以串行接口與上位機(jī)進(jìn)行通訊。由于單片機(jī)的價(jià)格比較便宜，所以大批量生產(chǎn)時(shí)的性能價(jià)格比很高。但由于單片機(jī)需要附屬很多的外圍電路，對(duì)電路的設(shè)計(jì)水平要求很高，否則便很可能降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而

6、且，由于噴泉控制系統(tǒng)很少會(huì)有批量生產(chǎn)的情況，對(duì)于小規(guī)模制作時(shí)，PCBER刷電路板的制作成本是很高的。綜上所訴，此次設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制系統(tǒng)不是最佳方案。1.2 工控機(jī)噴泉控制系統(tǒng)工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，但現(xiàn)在更時(shí)髦的叫法是產(chǎn)業(yè)電腦或工業(yè)電腦，英文簡(jiǎn)稱IPC。 工程機(jī)通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)兒設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般具有強(qiáng)烈的震動(dòng)，灰塵特別多，另有很高的電磁力干擾等特點(diǎn)，且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)急一年中一般沒有休息。因此，工控機(jī)與普通計(jì)算機(jī)相比必須具有以下特點(diǎn)：機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu)，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。機(jī)箱內(nèi)有專用底板，底板上有 PCI和ISA插槽。機(jī)箱內(nèi)有專門電源，電源有較強(qiáng)的抗干擾

7、能力。要求具有長(zhǎng)時(shí)間工作能力。對(duì)于工控機(jī)作為噴泉系統(tǒng)，由于噴泉控制系統(tǒng)的環(huán)境相對(duì)工業(yè)控制的環(huán)境要好得多，而且噴泉控制系統(tǒng)隊(duì)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作的能力要求不是很高。用工控機(jī)設(shè)計(jì)噴泉系統(tǒng)實(shí)屬大材小用。而且工控機(jī)的價(jià)格較同層次的PC機(jī)要偏高，這樣就增加了系統(tǒng)的成本，降低了整體的性價(jià)比。1.3 PLC噴泉控制系統(tǒng)自二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器(Programmable LogicController , PLC跟代傳統(tǒng)繼電器才$制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界 各國得到了廣泛應(yīng)用。PLC是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行

8、業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。一個(gè)PLC的控制器，可以接收幾千個(gè)I/O點(diǎn)。對(duì)于噴泉控制系統(tǒng)這樣，被 控對(duì)象是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件， 在組態(tài)軟件設(shè)計(jì)方面要容易一些。且 PLC通常都支持現(xiàn)場(chǎng)總線，會(huì)使得系統(tǒng)通 信得到有利保障，更適合實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。目前適用于噴泉控制的中小型 PLC種類繁多，價(jià)格低廉。使設(shè)計(jì)者會(huì)有更多的選擇余

9、地。系統(tǒng)整體造價(jià)會(huì)比工控機(jī)低，而且不會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。經(jīng)過以上三種控制系統(tǒng)的可行性分析可以看出，以PLC為下位機(jī)，PC機(jī)位上位機(jī)組成的控制系統(tǒng)是此次設(shè)計(jì)噴泉控制系統(tǒng)的最佳方案。1.4 總體實(shí)現(xiàn)方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該噴泉控制系統(tǒng)由 PLC下位機(jī)及上位機(jī)PC組成，PLC隊(duì)噴泉的水泵進(jìn)行時(shí)序控制，產(chǎn)生各種不同的噴水造型。需設(shè)計(jì)四種不同的噴泉類型。上位機(jī)編寫組態(tài)軟件對(duì)噴泉的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。要求噴泉控制程序能夠產(chǎn)生不同的噴水造型，并且符合美學(xué)表追，邏輯合 理。組態(tài)軟件要求畫面美觀大方，具備人機(jī)對(duì)話功能，且操作簡(jiǎn)單。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理花樣一：按下啟動(dòng)按鈕，再按下按鈕選

10、擇花樣噴泉 1模式1號(hào)噴頭先噴，2s后2號(hào)噴2s后3號(hào)噴，2s后4號(hào)噴噴同時(shí)噴5s后，1、2、3、4都停 重復(fù)循環(huán)-步驟噴泉二：按下選擇花樣噴泉2模式5號(hào)噴頭先噴，3s后6號(hào)噴3s后7號(hào)噴頭噴，3s后8號(hào)噴8號(hào)噴5s后停止重復(fù)循環(huán)-步驟噴泉三：按下選擇花樣噴泉3模式9號(hào)先噴，3s后10號(hào)噴，5s后9號(hào)、11號(hào)同時(shí)噴5s后10號(hào)、12號(hào)同時(shí)噴重復(fù)循環(huán)-步驟噴泉四:按下選擇花樣噴泉4模式13、14、15、16號(hào)同時(shí)噴30s后同時(shí)停重復(fù)循環(huán)-系統(tǒng)I/O分配表步驟輸入輸出分配表0.00啟動(dòng)按鈕0.01停止按鈕0.02按鈕花樣10.03按鈕花樣20.04按鈕花樣30.05按鈕花樣40.07連續(xù)按鈕1.0

11、01號(hào)噴頭1.012號(hào)噴頭1.023號(hào)噴頭1.034號(hào)噴頭1.045號(hào)噴頭1.056號(hào)噴頭1.067號(hào)噴頭1.078號(hào)噴頭1.089號(hào)噴頭1.0910號(hào)噴頭1.1011號(hào)噴頭1.1112號(hào)噴頭1.1213號(hào)噴頭1.1314號(hào)噴頭1.1415號(hào)噴頭1.1516號(hào)噴頭2.3系統(tǒng)外部接線圖本設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)要求所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主硬件電路接線圖如圖4-1所示:AC220啟動(dòng)按鈕停止按鈕花樣選擇開關(guān)1花樣選擇開關(guān)2花樣選擇開關(guān)3花樣選擇開關(guān)4SB1E 工SB2K1X0Y1Y2Y3X1Y4丫5X2Y6Y7L1X3Y10FX2n一Y11X4Y1248MRY13Y14X5Y15Y16Y17Y20comcomL1-LM

12、M-一L4L5 3L6L7因L8 cK2K3K4L9/_L10 芯一L11 也一L12 ,L13 QL14®-L150L1%SAC 0220V圖4-1系統(tǒng)硬件接線圖第三章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1流程圖設(shè)計(jì)S5黑20. te20.001.051(61.071。加,寸器定時(shí)割DO翅起8揖號(hào)唾翻1岫宏據(jù)劇勘僅期理視器,避立設(shè)51wo帆諭器滿巖:Ed翹期器號(hào)100配蒜若裁蘇燈英理定時(shí)器號(hào)i55ffI。”：有m Gr«ia)r»a«j, 定時(shí)器wSW值I 二。m拈|石曲修)FBCtXai定時(shí)？8W宸羞值川傳“未對(duì)褲E第四章 系統(tǒng)調(diào)試將PLC連接到計(jì)算機(jī)的COM口，其他都

13、為默認(rèn)狀態(tài)，首先看一下計(jì)算機(jī)與 PLC的通訊是否正常，將軟件打開選擇好機(jī)型，將自動(dòng)噴泉控制系統(tǒng)的程序打開， 轉(zhuǎn)換、寫入，打開監(jiān)視狀態(tài)。按下啟動(dòng)按鈕和選型按鈕，通過觀察I/O 口輸入、輸出是否正確。如有錯(cuò)誤找出原因，解決問題?？偨Y(jié)通過所做PLC的設(shè)計(jì)，讓我進(jìn)一步對(duì) PLC的應(yīng)用及功能做了了解，對(duì)軟件 梯形圖的應(yīng)用也變的熟練。我掌握了更多關(guān)于自動(dòng)控制系統(tǒng)的知識(shí)，明白了自 動(dòng)噴泉控制系統(tǒng)的組成，S7-200PLC的功能及特點(diǎn)。無論是在硬件還是軟件設(shè)計(jì) 上，我都遇到了不少的問題，在克服困難的過程中，我學(xué)到了許多，特別是在 課堂上學(xué)不到的東西。使我重新系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了網(wǎng)絡(luò)測(cè)控，可編程控制器等課程， 熟悉掌握了 PLC的使用。對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟有了清楚的了解，并掌握了一 個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。學(xué)會(huì)了如何發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。并在查閱資料的過程中 對(duì)問題的認(rèn)識(shí)和問題的解決提出了新的見解，分析問題出現(xiàn)的原因，使得對(duì)問 題理解也更加深刻。通過本次設(shè)計(jì)，讓我很好的鍛煉了理論與具體項(xiàng)目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè) 計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí) 踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。最后，非常感謝老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫 助。參考文獻(xiàn)1 常曉玲 . 電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.12 高欽和 . 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例. 北京：