三層電梯plc控制系統(tǒng).doc

可編程控制器可編程控制器課程課程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 題目題目 三層電梯 plc 控制系統(tǒng) 院院 系系 工學(xué)院電氣與電子工程系 專專 業(yè)業(yè) 電子信息工程 班班 級(jí)級(jí) 電子工程 1401 班 姓姓 名名 龔自立 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 201402031005 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 劉金海 煙臺(tái)南山學(xué)院教務(wù)處煙臺(tái)南山學(xué)院教務(wù)處 二二 一六年十二月一六年十二月 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 摘 要 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷提高 各種工業(yè)自動(dòng)化不斷升級(jí) 尤其是 在工業(yè)上 PLC 的應(yīng)用越來越廣泛 其中在生產(chǎn)的第一線有著各種各樣的自動(dòng)加工系統(tǒng) 其中多種原材料混合再加工 在工業(yè)上常?？梢?本次設(shè)計(jì)課題為 基于 PLC 的多種液體混合控制設(shè)計(jì) 此設(shè)計(jì)以液體混合控制 系統(tǒng)為中心 從控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)組成 軟件選用到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程 此次設(shè)計(jì)主 要內(nèi)容包括 工作過程分析 I O 分配 主電路 梯形圖 流程圖 指令表 接線圖 程序分析等 經(jīng)過多次修改和調(diào)試 最終實(shí)現(xiàn)題目要求 設(shè)計(jì)采用西門子 S7 300 去 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求 關(guān)鍵詞 自動(dòng)控制 PLC 自動(dòng)混合裝置 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 目錄 第第 1 章章 概述概述 1 1 1 課題背景 1 1 2 課題的意義與發(fā)展方向 1 第第 2 章章 設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容 2 2 1 課題介紹 2 2 2 電梯工作過程 2 2 3 控制要求 2 第第 3 章章 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì) 4 3 1 PLC 的選擇 4 3 2 輸入輸出數(shù)據(jù) 4 第第 4 章章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì) 6 4 1 系統(tǒng)圖 6 4 2 梯形圖 6 心得體會(huì)心得體會(huì) 15 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 16 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 1 頁 第 1 章 概述 1 1 課題背景 隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 自動(dòng)控制在人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越 廣泛 它的水平已成為衡量一個(gè)國家生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)先進(jìn)與否的一項(xiàng)重要標(biāo)志 在許 多行業(yè)中 多種液體自動(dòng)混合裝置是必不可少的 而且也是其生產(chǎn)過程中十分重要的 組成部分 由于在某些生產(chǎn)要求中 要求系統(tǒng)要具有配料精確 控制可靠等特點(diǎn) 這也是人 工操作所難以實(shí)現(xiàn)的 所以為了達(dá)到生產(chǎn)要求 特別是要實(shí)現(xiàn)多種液體自動(dòng)混合的目 的 多種液體自動(dòng)混合裝置勢(shì)必就是擺在我們眼前的一大課題 1 隨著 PLC 控制器的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高 對(duì)原有液體混合裝置進(jìn)行 技術(shù)改造 提出數(shù)據(jù)采集 自動(dòng)控制 運(yùn)行管理等多方面的要求 設(shè)計(jì)的多種液體混 合裝置利用 PLC 可編程控制器可實(shí)現(xiàn)在混合過程中精確控制 提高了液體混合比例的 穩(wěn)定性 自動(dòng)化程度 適合相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)的需要 2 1 2 課題的意義與發(fā)展方向 在工業(yè)生產(chǎn)中 把多種原料在合適的時(shí)間和條件下進(jìn)行需要的加工得到產(chǎn)品一直 都是在人監(jiān)控或操作下進(jìn)行的 在后來多用繼電器系統(tǒng)對(duì)順序或邏輯的操作過程進(jìn)行 自動(dòng)化操作 但是現(xiàn)在隨著時(shí)代的發(fā)展 這些方式已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要 實(shí)際生產(chǎn)中需要更精確 更便捷的控制裝置 3 PLC 一經(jīng)出現(xiàn) 由于它的自動(dòng)化程度高 可靠性好 設(shè)計(jì)周期短 使用和維護(hù)簡(jiǎn) 便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn) 備受國內(nèi)外工程技術(shù)人員和工業(yè)界廠商的極大關(guān)注 生產(chǎn) PLC 的廠家 云起 隨著大規(guī)模集成電路和微處理器在 PLC 中的應(yīng)用 使 PLC 的功能不斷得到增 強(qiáng) 產(chǎn)品得到飛速發(fā)展 由于 PLC 具有很高的可靠性 通常的平均無故障時(shí)間都在 30 萬小時(shí)以上 且編程能力強(qiáng) 可以將模糊化 模糊決策和解模糊都方便地用軟件來 實(shí)現(xiàn) 所以本系統(tǒng)采用 PLC 控制是再合適不過了 根據(jù)多種液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的要求與特點(diǎn) 我們采用的三菱 FX2N 48 PLC 具有小 型化 高速度 高性能等特點(diǎn) 其指令豐富 可以接各種輸出 輸入擴(kuò)充設(shè)備 有豐 富的特殊擴(kuò)展設(shè)備 所以相當(dāng)具有研究意義 4 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 2 頁 第 2 章 設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容 2 1 課題介紹 電梯是高層賓館 商店 住宅建筑不可缺少的垂直方向的交通工具 目前電梯控 制主要由 plc 實(shí)現(xiàn) 現(xiàn)代的電梯控制除了需要滿足基本的載客運(yùn)貨功能 還要保證安 全高效 2 2 電梯工作過程 電梯由安裝在各樓層廳門口的呼叫按鈕進(jìn)行操縱 其操縱內(nèi)容為呼叫電梯 運(yùn)行 方向和停靠樓層 每層樓設(shè)有呼叫按鈕 一層 U1 二層 U2 D2 三層 D3 指示燈 L1 指示電梯在一層與二層之間運(yùn)行 L2 指示在二層與三層之間運(yùn)行 L3 指示在三層與二 層之間運(yùn)行 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效 輸出端用輸出指示燈的狀態(tài)來模擬輸出設(shè) 備的狀態(tài) 2 3 控制要求 1 當(dāng)電梯停于 1F 或 2F 時(shí) 如果按 3F 按鈕呼叫 則電梯上升到 3F 由行程開 關(guān) SQ3 停止 2 當(dāng)電梯停于 3F 或 2F 時(shí) 如果按 1F 按鈕呼叫 則電梯下降到 1F 由行程開 關(guān) LS1 停止 3 當(dāng)電梯停于 1F 如果按 2F 按鈕呼叫 則電梯上升到 2F 由行程開關(guān) LS2 停 4 當(dāng)電梯停于 3F 如果按 2F 按鈕呼叫 則電梯下降到 2F 由行程開關(guān) LS2 停 5 當(dāng)電梯停于 2F 而 2F 3F 按鈕均有人呼叫時(shí) 電梯先上升到 2F 由 LS2 控 制暫停 2S 后 繼續(xù)上升到 3F 由 LS3 停止 6 當(dāng)電梯停于 3F 而 1F 2F 按鈕均有人呼叫時(shí) 電梯下降到 2F 由 LS2 控 制暫停 2S 后 繼續(xù)下降到 1F 由 LS1 停止 7 在電梯上升途中 任何反方向的下降按鈕呼叫均無效 8 在電梯下降途中 任何反方向的上升按鈕呼叫均無效 9 每層樓之間的到達(dá)時(shí)間應(yīng)在 10s 內(nèi)完成 否則電梯停機(jī) 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 3 頁 10 電梯的起始位置和程序的啟動(dòng) 停止運(yùn)行自行設(shè)計(jì) 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 4 頁 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 3 1 PLC 的選擇 傳統(tǒng)的控制方法是采用繼電器 接觸器控制 這種控制系統(tǒng)較復(fù)雜 并且大量的 硬件接線使系統(tǒng)可靠性下降 也間接的降低了設(shè)備的工作效果 采用可編程序控制器 較好的解決這一問題 可編程序控制器是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù) 自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù) 結(jié)合在一起的新型工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備 不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量信號(hào)的邏輯控制 還能 與上位計(jì)算機(jī)等智能設(shè)備之間的通信 因此 將可編程序控制器應(yīng)用于多種液體混合 灌裝機(jī) 完全能滿足控制要求 且具有操作簡(jiǎn)單 運(yùn)行可靠 工藝參數(shù)修改方便 自 動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn) 1 CPU 與通用計(jì)算機(jī)中的 CPU 一樣 PLC 中的 CPU 也是整個(gè)系統(tǒng)的核心 主要有運(yùn)算 器 控制器 寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的地址總線 數(shù)據(jù)總線和控制總線構(gòu)成 此 外還有外圍芯片 總線接口及有關(guān)電路 2 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為 用戶程序存儲(chǔ)器 PLC 常用的存儲(chǔ)器類型有 RAM EPROM EEPROM 等 8 3 I O 模塊 輸入模塊和輸出模塊通常稱為 I O 模塊或 I O 單元 PLC 的對(duì)外功能主要是通過 各種 I O 接口模塊與外界聯(lián)系而實(shí)現(xiàn)的 輸入模塊和輸出模塊是 PLC 與現(xiàn)場(chǎng) I O 裝置 或設(shè)備之間的連接部件 起著 PLC 與外部設(shè)備之間傳遞信息的作用 通常 I O 模塊上 還有狀態(tài)顯示和 I O 接線端子排 以便于連接和監(jiān)視 4 電源模塊 它的作用是將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為 PLC 能夠接收和處理的信號(hào) 將 CPU 送來的弱電 信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部設(shè)備所需要的強(qiáng)電信號(hào) 3 2 輸入輸出數(shù)據(jù) 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 5 頁 1 發(fā)往控制器的數(shù)字量信號(hào) 分類變量說明數(shù)量 1 3 層轎內(nèi)指令登記按鍵3 1 2 層上行呼叫按鍵2呼叫信號(hào) 2 3 層下行呼叫按鍵2 控制信號(hào)轎廂內(nèi)開關(guān)門按鍵1 2 控制器輸出的數(shù)字量信號(hào) 分類變量說明數(shù)量 電梯所在樓層顯示 上行指示燈信號(hào)樓層信號(hào)顯示 下行指示燈信號(hào) 電機(jī)上行方向接觸器 電機(jī)下行方向接觸器 開門繼電器控制信號(hào) 關(guān)門繼電器 3 I O 分配表 輸入點(diǎn)地址功能輸出點(diǎn)地址功能 I0 0內(nèi)梯關(guān)門按鍵Q0 0電梯停止 I0 1一樓平層傳感器Q0 1電梯到達(dá)一層指示燈 I0 2二樓平層傳感器Q0 2電梯到達(dá)二層指示燈 I0 3三樓平層傳感器Q0 3電梯到達(dá)三層指示燈 I0 4一樓上行呼叫按鍵Q0 4電梯開門到位指示燈 I0 5二樓上行呼叫按鍵Q0 5電梯下行接觸器 I0 6二樓下行呼叫按鍵Q0 6電梯上行接觸器 I0 7三樓下行呼叫按鍵 I1 1轎內(nèi)一樓指令按鍵 I1 2轎內(nèi)二樓指令按鍵 I1 3轎內(nèi)三樓指令按鍵 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 6 頁 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 4 1 系統(tǒng)圖 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 7 頁 4 2 梯形圖 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 8 頁 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 9 頁 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 10 頁 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 11 頁 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 12 頁 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 13 頁 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 14 頁 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù)所設(shè)計(jì)的關(guān)于攪拌控制的梯形圖 選用 PLC 的仿真軟件進(jìn)行仿真 具體步驟如下 1 下載梯形圖 2 點(diǎn)擊運(yùn)行 3 進(jìn)行調(diào)試 假設(shè)電梯處于三樓即 Q0 3 打鉤時(shí) 一樓先按上行呼叫 二樓再按上行呼叫 電機(jī)下行 Q0 5 打鉤 由于一樓先按按鍵 二樓是上呼 所以電梯暫不相應(yīng)二樓上呼申請(qǐng) 電梯在二樓時(shí) 繼續(xù)下行即 Q0 5 任然打鉤 電梯到達(dá)一樓即 Q0 1 打鉤 電梯停轉(zhuǎn)即 Q0 0 打鉤 電梯門自動(dòng)打開即 Q0 4 打鉤 乘坐電梯人進(jìn) 入轎廂并選擇到達(dá)三層 當(dāng)電梯到達(dá)二層時(shí) 由于先前二樓上呼申請(qǐng)和電梯要到達(dá)三層同一方向 所以電梯此時(shí)停轉(zhuǎn)并開 門 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 15 頁 當(dāng)電梯到達(dá)指定三層時(shí)電梯停轉(zhuǎn)并開門 由于乘客已經(jīng)全部離開轎廂 六秒后電梯自動(dòng)關(guān)門并停留到三樓等待下次指令 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 16 頁 心得體會(huì) 經(jīng)過王老師的指導(dǎo)和同組成員的共同努力 和反復(fù)查閱資料 也在其他同學(xué)的幫 助下 我們終于完成了這次課程設(shè)計(jì) 本次的設(shè)計(jì)使我從中學(xué)到了很多東西 不管是 將我所學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到我以后的工作中去 還是通過一些學(xué)習(xí)手段更好的完善知識(shí) 總的來說 我受益匪淺 我們先根據(jù)其主電路圖詳加分析 畫出流程圖 再根據(jù)流程 圖畫程序圖 在其當(dāng)中我們還要畫出 I O 接線圖與 PLC 外部接線圖 因此 我在書上 看了 2 3 遍才把所有的圖搞好 再根據(jù)老師給我們的要求好好的排版 就很快把課程 設(shè)計(jì)的任務(wù)完成好了 此次液體混合裝置的設(shè)計(jì)給我奠定了一個(gè)實(shí)踐基礎(chǔ) 我會(huì)在以 后的學(xué)習(xí)當(dāng)中把我學(xué)到的用到我們現(xiàn)實(shí)的生活中去 學(xué)以致用 方能見成效 沒有什 么是唾手可得的 只有經(jīng)歷辛勤的汗水 才能讓知識(shí)綻放出美麗的花朵 同學(xué)和老師 的指導(dǎo)當(dāng)然也是一個(gè)不可忽視的方面 讓我明白了自己的不足 并馬上改正 也讓我 們能夠更好的完成自己的設(shè)計(jì) 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制只是理論 沒有完成 PLC 與液位傳感器之間的通訊 若以后有條件 允許 可以對(duì)以上設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的完善 煙臺(tái)南山學(xué)院可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 17 頁 參考文獻(xiàn) 1 張文明 全自動(dòng)液體灌裝機(jī) 機(jī)電一體化 2003 2 2 張桂香 馬全廣 電器控制與 PLC 應(yīng)