PLC課程設(shè)計(jì)的報(bào)告-三層電梯

...wd......wd......wd...課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目三層電梯控制課程名稱PLC工業(yè)控制及應(yīng)用院部名稱機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)10電氣1班學(xué)生姓名管志成學(xué)號(hào)1004103027課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)C314課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)20指導(dǎo)教師金陵科技學(xué)院教務(wù)處制摘要可編程控制器作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以其編程方便、操作簡(jiǎn)單尤其是它的高可控性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的開展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點(diǎn)和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。PLC總的開展趨勢(shì)是：高功能、高速度、高集成度、大容量、小體積、低本錢、通信組網(wǎng)能力強(qiáng)。本課程設(shè)計(jì)基于西門子〔SIEMENS〕S7-200PLC對(duì)三層電梯的控制進(jìn)展了模擬，形成了電梯升降的系統(tǒng)PLC在電梯升降的過程中，主要表達(dá)在邏輯開關(guān)的功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算、記數(shù)、定時(shí)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(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，對(duì)電梯實(shí)現(xiàn)了控制。關(guān)鍵詞：SIEMENSS7-200PLC；電梯；升降目錄一、緒論1.1相關(guān)背景知識(shí)··············································31.2課程設(shè)計(jì)的目的············································31.3課程設(shè)計(jì)的要求············································31.4課程設(shè)計(jì)的任務(wù)············································4二、電梯控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1模擬裝置介紹··············································52.2選擇機(jī)型··················································62.3I/O分配表················································62.4電氣接線圖與主電路圖······································62.5電梯控制系統(tǒng)的安全保護(hù)2.5.1短路保護(hù)··············································72.5.2過載保護(hù)··············································72.5.3失電壓保護(hù)············································72.5.4超程保護(hù)··············································7三、電梯控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1軟件設(shè)計(jì)流程圖及描述·······································83.2源代碼設(shè)計(jì)3.2.1梯形圖LAD············································93.2.2語(yǔ)句表STL···········································143.3系統(tǒng)調(diào)試··················································16四、課程設(shè)計(jì)體會(huì)················································16五、參考文獻(xiàn)····················································16一、緒論1.1相關(guān)背景知識(shí)隨著城市建設(shè)的不斷開展，高層建筑不斷增多，電梯在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。在許多交通設(shè)備中，電梯是自動(dòng)化程度最高的先進(jìn)設(shè)備的一種。以前的電梯主要采用單片機(jī)控制，其性能等各方面都不太完善，現(xiàn)在電梯控制系統(tǒng)多采用PLC，從電梯的性能、器件的靈活性及安全保障方面等都有了很大的提高。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來(lái)完成；第二種控制方式用可編程控制器〔PLC〕取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。由PLC控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制已成為開展定局PLC是集計(jì)算機(jī)控制、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置。它的編程軟件采用易學(xué)易懂的梯形圖語(yǔ)言!控制靈方便，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，通過對(duì)電梯控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)，可以更加深入的了解和認(rèn)識(shí)PLC技術(shù)的核心和未來(lái)開展的方向。1.2課程設(shè)計(jì)的目的〔1〕了解常用電氣控制裝置的設(shè)計(jì)方法、步驟和設(shè)計(jì)原則?！?〕學(xué)以致用，穩(wěn)固書本知識(shí)。通過訓(xùn)練，使學(xué)生初步設(shè)計(jì)具有電氣控制裝置的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和創(chuàng)造的能力?！?〕進(jìn)展一次工程技術(shù)的根本訓(xùn)練。培養(yǎng)學(xué)生查閱書籍、參考資料、產(chǎn)品手冊(cè)、工具書的能力，上網(wǎng)查詢信息的能力，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)展工程繪圖的能力，編制技術(shù)文件的能力等，從而提高學(xué)生解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力。1.3課程設(shè)計(jì)的要求〔1〕閱讀本課程設(shè)計(jì)參考資料及有關(guān)圖樣，了解一般電氣控制裝置的設(shè)計(jì)原則、方法和步驟?！?〕上網(wǎng)調(diào)研當(dāng)今電氣控制領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新動(dòng)向，用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)過程，使設(shè)計(jì)成果具有先進(jìn)性和創(chuàng)造性。〔3〕認(rèn)真閱讀本課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析所選課題的控制要求，并進(jìn)展工藝流程分析，畫出工藝流程圖?！?〕確定控制方案，設(shè)計(jì)電氣控制裝置的主電路?！?〕應(yīng)用PLC設(shè)計(jì)電氣控制裝置的控制程序?？煞譃?個(gè)步驟：①選擇PLC的機(jī)型及I/O模塊的型號(hào)，進(jìn)展系統(tǒng)配置并校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力；②根據(jù)工藝流程圖繪制順序功能圖；③列出PLC的I/O分配表，畫出PLC的I/O接線圖；④設(shè)計(jì)梯形圖并進(jìn)展必要的注釋；⑤輸入程序并進(jìn)展室內(nèi)調(diào)試及模擬運(yùn)行。〔6〕設(shè)計(jì)電氣控制裝置的照明、指示及報(bào)警等輔助電路。系統(tǒng)應(yīng)具有必要的安全保護(hù)措施，例如，短路保護(hù)、過載保護(hù)、失電壓保護(hù)、超程保護(hù)等?！?〕選擇電氣元件的型號(hào)和規(guī)格，列出電氣元件明細(xì)表。選擇電氣元件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)新產(chǎn)品?！?〕繪制正式圖樣，要求用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制電氣控制電路圖，用STEP7-Micro/Win32編程軟件編寫梯形圖。要求圖幅選擇合理，圖、字體排列整齊，圖樣應(yīng)按電氣控制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定繪制?！?〕編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書及使用說(shuō)明書。內(nèi)容包括說(shuō)明設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)過程，附上設(shè)計(jì)過程中有關(guān)計(jì)算及說(shuō)明，說(shuō)明操作過程、使用方法及本卷須知，附上所有的圖表、所用參考資料的出處及對(duì)自己設(shè)計(jì)成果的評(píng)價(jià)或改良意見等。要求文字通順、簡(jiǎn)練，字跡端正、整潔。1.4課程設(shè)計(jì)的任務(wù)1.4.1控制要求電梯由安裝在各樓層廳門口的上升和下降呼叫按鈕進(jìn)展呼叫操縱，其操縱內(nèi)容為電梯運(yùn)行方向。電梯轎箱內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕S1～S3，用以選擇需?？康臉菍?。L1為一層指示、L2為二層指示、L3為三層指示，SQ1～SQ3為到位行程開關(guān)。電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫，下降途中只響應(yīng)下降呼叫，任何反方向的呼叫均無(wú)效。例如，電梯停在一層，在二層轎箱外呼叫時(shí)，必須按二層上升呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫〔從一層運(yùn)行到二層〕，按二層下降呼叫按鈕無(wú)效；反之，假設(shè)電梯停在三層，在二層轎箱外呼叫時(shí)，必須按二層下降呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫〔從三層運(yùn)行到二層〕，按二層上升呼叫按鈕無(wú)效。1.4.2系統(tǒng)分析為了實(shí)現(xiàn)上述要求，首先列出PLC的I/O分配表，并畫出PLC的I/O接線圖，然后選擇PLC的機(jī)型及I/O模塊的型號(hào)，進(jìn)展系統(tǒng)配置并校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力。根據(jù)控制要求，編寫梯形圖及語(yǔ)句表，調(diào)試程序直到準(zhǔn)確無(wú)誤。1.4.3硬件設(shè)計(jì)〔1〕列出PLC的I/O分配表，并畫出PLC的I/O接線圖；〔2〕選擇PLC的機(jī)型及I/O模塊的型號(hào)，進(jìn)展系統(tǒng)配置并校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力；〔3〕設(shè)計(jì)必要的安全保護(hù)措施，例如，短路保護(hù)、過載保護(hù)、失電壓保護(hù)、超程保護(hù)等。1.4.4軟件設(shè)計(jì)〔1〕采用模塊化程序構(gòu)造設(shè)計(jì)軟件，首先將整個(gè)軟件分成假設(shè)干功能模塊；〔2〕編寫控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖；〔3〕繪制各種電路圖；〔4〕編制PLC程序并進(jìn)展模擬調(diào)試；〔5〕現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試；〔6〕編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行。二、電梯控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1模擬裝置介紹圖1電梯控制面板圖S1、S2、S3分別為轎廂內(nèi)一層、二層、三層電梯內(nèi)選按鈕；D2、D3分別為二層、三層電梯外下降呼叫按鈕；U1、U2分別為一層、二層電梯外上升呼叫按鈕；SQ1、SQ2、SQ3分別為一層、二層、三層行程開關(guān)，模擬實(shí)際電梯位置傳感器的作用。L1、L2、L3分別為一層、二層、三層電梯位置指示燈；DOWN為電梯下降狀態(tài)指示燈；UP為電梯上升狀態(tài)指示燈；SL1、SL2、SL3分別為轎廂內(nèi)一層、二層、三層電梯內(nèi)選指示燈。2.2選擇機(jī)型根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，考慮到擴(kuò)展和功能，選用一臺(tái)晶體管輸出構(gòu)造的CPU224小型PLC作為控制中心，CPU224的I/O點(diǎn)數(shù)為24點(diǎn)〔14入10出〕。2.3I/O分配表〔1〕輸入序號(hào)名稱面板符號(hào)程序符號(hào)輸入點(diǎn)1三層內(nèi)選按鈕S1S1I0.02二層內(nèi)選按鈕S2S2I0.13一層內(nèi)選按鈕S3S3I0.24三層下呼按鈕D3D3I0.35二層下呼按鈕D2D2I0.46二層上呼按鈕U2U2I0.57一層上呼按鈕U1U1I0.68三層行程開關(guān)SQ2SQ2I0.79二層行程開關(guān)SQ3SQ3I1.010一層行程開關(guān)SQ4SQ4I1.1〔2〕輸出序號(hào)名稱面板符號(hào)程序符號(hào)輸出點(diǎn)1三層指示燈L3L3Q0.02二層指示燈L2L2Q0.13一層指示燈L1L1Q0.24上升指示燈DOWNDOWNQ0.35下降指示燈UPUPQ0.47內(nèi)選指示燈SL3SL3Q0.58內(nèi)選指示燈SL2SL2Q0.69內(nèi)選指示燈SL1SL1Q0.72.4電氣接線圖與主電路圖圖2主電路圖圖3I/O接線圖2.5電梯控制系統(tǒng)的安全保護(hù)水塔水位控制系統(tǒng)的安全保護(hù)主要包括四個(gè)方面：短路保護(hù)、過載保護(hù)、失電壓保護(hù)和超程保護(hù)等。2.5.1短路保護(hù)短路時(shí)熔斷器FU的熔體熔斷而切斷電路起保護(hù)作用。2.5.2過載保護(hù)采用熱繼電器FR。由于熱繼電器的熱慣性較大，即使發(fā)熱元件流過幾倍于額定值得電流，熱繼電器也不會(huì)立即動(dòng)作。因此在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間不太長(zhǎng)的情況下，熱繼電器不會(huì)動(dòng)作，只有在電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載時(shí)，熱繼電器才會(huì)動(dòng)作，用它的常閉觸頭使控制電路斷電。2.5.3失電壓保護(hù)通過接觸器KM的自鎖環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電源電壓由于某種原因而嚴(yán)重欠電壓或失電壓〔如停電〕時(shí)，接觸器KM斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停頓轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常時(shí)，接觸器線圈不會(huì)自行通電，電動(dòng)機(jī)也不會(huì)自行啟動(dòng)，只有在操作人員重新按下啟動(dòng)按鈕后，電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。2.5.4超程保護(hù)超程也叫超行程，術(shù)語(yǔ)多用于電力設(shè)備斷路器。超程是真空開關(guān)觸頭完全閉合后，動(dòng)或靜觸頭所能移動(dòng)的距離。超程的作用主要有以下幾點(diǎn)：a)保證觸頭在電磨損后仍能保持一定的接觸壓力；b)觸頭閉合時(shí)能利用觸頭彈簧力緩沖，減小彈跳；c)在觸頭分閘時(shí)，使動(dòng)觸頭獲得一定的初始的動(dòng)能，拉斷熔焊點(diǎn)，提高初始分閘速度，減小燃弧時(shí)間，從而提高介質(zhì)恢復(fù)的速度。如果超程太小，就不能保證觸頭在燒損后應(yīng)有的觸頭壓力，同時(shí)，初始分閘速度變小，會(huì)影響真空開關(guān)的開斷關(guān)合和動(dòng)熱穩(wěn)定性能，甚至產(chǎn)生重合閘彈振。假設(shè)超程太大，會(huì)增加操作機(jī)構(gòu)的合閘功，使合閘變得極不可靠。真空開關(guān)的超程取額定開距的15%～40%左右，10kV級(jí)真空開關(guān)的超程一般取3～4mm?，F(xiàn)在的真空開關(guān)動(dòng)靜觸頭之間的接觸一般采用平板接觸，要保證接觸良好，就要保證相當(dāng)?shù)慕佑|壓力，超程是指開關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸后，觸頭彈簧的壓縮行程，其目的是為了保證接觸壓力，從而保證開關(guān)接觸良好。三、電梯控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1軟件設(shè)計(jì)流程圖及描述圖4系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖電梯啟動(dòng)時(shí)，檢測(cè)電梯是否停在二或三樓層且有呼叫信號(hào)，如果是就等待呼叫信號(hào)，如果不是時(shí)，電梯自動(dòng)下降到一層等待呼叫信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到有呼叫信號(hào)時(shí)，例如：電梯停在一層時(shí)檢測(cè)到三層呼叫信號(hào)，電梯離開一層經(jīng)過二層，接著到達(dá)三層，電梯停頓。當(dāng)電梯停前檢測(cè)到呼叫信號(hào)，例如：電梯停在一層時(shí)檢測(cè)到三層呼叫信號(hào)，電梯離開一層經(jīng)過二層，準(zhǔn)備到達(dá)三層時(shí)檢測(cè)到二層呼叫信號(hào)，電梯停在三層后繼續(xù)下降到二層等待呼叫信號(hào)。3.2源代碼設(shè)計(jì)3.2.1梯形圖LAD3.2.2指令表STLTITLE=三層電梯自動(dòng)控制Network1//一層內(nèi)選呼叫TITLE=三層電梯自動(dòng)控制Network1//一層內(nèi)選呼叫LDI0.2ANI1.1SQ0.7,1Network2//二層內(nèi)選呼叫LDI0.1ANI1.0SQ0.6,1Network3//三層內(nèi)選呼叫LDI0.0ANQ0.7SQ0.5,1Network4//到達(dá)1層，內(nèi)選消除，樓層1指示燈亮LDI1.1RQ0.7,1=Q0.2Network5//到達(dá)2層，內(nèi)選消除，樓層2指示燈亮LDI1.0RQ0.6,1=Q0.1Network6//到達(dá)3層，內(nèi)選消除，樓層3指示燈亮LDI0.7RQ0.5,1=Q0.0Network7//電梯內(nèi)選上升過程LDI0.1OI0.0AI1.1LDI0.0AI1.0OLDANQ0.3SQ0.4,1Network8//呼叫電梯上升過程LDI0.3OI0.4OI0.5AI1.1LDI0.3AI1.0OLDANQ0.3SQ0.4,1LDI1.0RQ0.6,1=Q0.1Network6//到達(dá)3層，內(nèi)選消除，樓層3指示燈亮LDI0.7RQ0.5,1=Q0.0Network7//電梯內(nèi)選上升過程LDI0.1OI0.0AI1.1LDI0.0AI1.0OLDANQ0.3SQ0.4,1Network8//呼叫電梯上升過程LDI0.3OI0.4OI0.5AI1.1LDI0.3AI1.0OLDANQ0.3SQ0.4,1SM1.0,1Network9//上升等待狀態(tài)，指示燈閃爍，電梯門翻開LDI1.1AI0.6LDI1.0AI0.5OLDSM0.5,1Network10LDM0.5LPSAT43ANT45=Q1.0LPPTONT45,40Network11LDT45RM0.5,1Network12//電梯內(nèi)選下降過程LDI0.1OI0.2AI0.7LDI0.2AI1.0OLDOI0.5AI1.1OI0.5AI1.1LDI0.3AI1.0OLDANQ0.3SQ0.4,1SM1.0,1Network9//上升等待狀態(tài)，指示燈閃爍，電梯門翻開LDI1.1AI0.6LDI1.0AI0.5OLDSM0.5,1Network10LDM0.5LPSAT43ANT45=Q1.0LPPTONT45,40Network11LDT45RM0.5,1Network12//電梯內(nèi)選下降過程LDI0.1OI0.2AI0.7LDI0.2AI1.0OLDANQ0.4SQ0.3,1Network13//電梯呼叫下降過程LDI0.4OI0.5OI0.6AI0.7LDI0.6AI1.0OLDSM0.6,1Network15LDM0.6LPSAT43ANT46=Q1.1LPPTONT46,40Network16LDT46RM0.6,1Network17//閃爍電路LDM0.5OM0.6ANT44TONT43,5Network18LDT43TONT44,5Network19//電梯在2層，有人呼叫LDI0.3OI0.4OI0.5OI0.6AI1.0SM0.0,1Network20//停2層呼叫消除LDI1.1OI0.7RM0.0,1Network21//電梯在1、3層呼叫LDI0.4ANI1.1LDI0.5ANI0.7OLDLDI1.1AI0.3OLDLDI0.7AI0.6OLDSM0.1,1OLDSM0.1,1Network22//電梯在1、3呼叫消除LDI0.7ANQ0.1A