八層電梯PLC控制系統(tǒng)

1、中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院課 程 創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽設(shè)計(jì)題目八層電梯樓層定位及顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)年級(jí)專業(yè)2011級(jí)自動(dòng)化指導(dǎo)教師陳勉樊金榮2014年 9月 20 日引言 21 .課題要求 22 .系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 22.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理 22.2 系統(tǒng)變量定義及分配表 32.3 系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)42.4 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)43 .控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 43.1 控制程序流程圖設(shè)計(jì)43.2 控制程序時(shí)序圖設(shè)計(jì)53.3 控制程序設(shè)計(jì)思路63.4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容64 .人機(jī)界面設(shè)計(jì) 64.1 選用界面介紹64.2 畫面制作與設(shè)計(jì)65 .系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 75.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題 75.2 結(jié)果分析12結(jié)束語

2、12參考文獻(xiàn) 13附錄：帶功能注釋的源程序 131 / 16八層電梯樓層定位及顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)引言隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)擴(kuò)展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)前用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)可以分為幾類，例如可編程序控制器、基于PC總線的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、基于單片機(jī)的測(cè)控裝置、用于模擬量閉環(huán)控制的可編程序調(diào)節(jié)器、集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)等?，F(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求做出迅速反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品。 為了滿足這一需求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)具有極高的可靠 性和靈活性，可編程序控制器正是順著這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工

3、業(yè)控制裝置。PLC的應(yīng)用方面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。PLC已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控?？刂葡到y(tǒng)中，PLC也應(yīng)用在其他領(lǐng)域，例如民用和家庭自動(dòng)化的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。本次設(shè)計(jì)八層電梯樓層定位及顯示系統(tǒng)，就是對(duì)PLC的應(yīng)用的一個(gè)方面。1,課題要求設(shè)計(jì)目的：(1) 根據(jù)各樓層行程開關(guān)的狀態(tài)，確定轎廂所在樓層；(2) 用九段LED數(shù)碼管作十進(jìn)制樓層位置顯示。設(shè)計(jì)內(nèi)容：(1) 確定輸入/輸出設(shè)備；(2) 九段碼編碼本意圖、真值表、I/O編址；(3) PLC I/O點(diǎn)分配，并繪制I/O接線圖以及其他外部硬件圖；(4) 繪制系統(tǒng)功能表圖：設(shè)計(jì)梯形圖和人

4、機(jī)界面并調(diào)試運(yùn)行并模擬調(diào)試;(5) 整理技術(shù)資料，編寫使用說明書。2 .系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理九段數(shù)碼管編碼示意圖：2 / 16F h bJ ： Juffl ffl出九段數(shù)碼管編碼示意圖2.2 系統(tǒng)變量定義及分配表真值表:abcdefghi數(shù)字2.0000000001112.0111011010022.0211110010032.0300000111142.0410110110052.0510111110062.0611100000072.0711111110083 / 16I/O 表:輸入輸出0.00起動(dòng)按鈕1.00a數(shù)碼管0.01停止按鈕1.01b數(shù)碼管2.001樓

5、行程開關(guān)1.02c數(shù)碼管2.012樓行程開關(guān)1.03d數(shù)碼管2.023樓行程開關(guān)1.04e數(shù)碼管2.034樓行程開關(guān)1.05f數(shù)碼管2.045樓行程開關(guān)1.06g數(shù)碼管2.056樓行程開關(guān)1.07h數(shù)碼管2.067樓行程開關(guān)1.08i數(shù)碼管2.078樓行程開關(guān)2.3 系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)PLC1.000.001.010.012.001.022.011.032.022.031.042.041.052.052.061.062.071.07COM1.08COM/-/abc defga2.4 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)設(shè)有緊急停止按鈕，以防緊急情況的發(fā)生。各樓層之間的狀態(tài)互鎖以保證程序安全、 準(zhǔn)確的運(yùn)行。3 .控制系統(tǒng)

6、設(shè)計(jì)3.1 控制程序流程圖設(shè)計(jì)下面是八層八層電梯樓層定位及顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制程序流程圖：4 / 163.2控制程序時(shí)序圖設(shè)計(jì)本次課程設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)單的互鎖功能，沒有涉及到時(shí)序問題，故沒有相應(yīng)的時(shí)序設(shè)計(jì)圖。5 / 163.3 控制程序設(shè)計(jì)思路(1)本課程設(shè)計(jì)用到了一個(gè)起動(dòng)按鈕和一個(gè)停止按鈕，及相應(yīng)的中間繼電器。(2)用八個(gè)行程開關(guān)控制每個(gè)樓層的狀態(tài)，開狀態(tài)表示轎廂位于該樓層，關(guān)閉狀態(tài)表示不 在該樓層。(3)用九個(gè)繼電器分別控制九段數(shù)碼管的亮滅情況，線圈吸合表示接通，將點(diǎn)亮該段數(shù)碼 管，線圈斷開表示將熄滅該段數(shù)碼管。(4)采用互鎖方式，當(dāng)本樓層行程開關(guān)閉合時(shí)，通過中間繼電器使其他行程開關(guān)控制的中 間繼

7、電器處于斷開模式。(5)采用“或”的邏輯方式，將所有能使相應(yīng)數(shù)碼管點(diǎn)亮的中間繼電器的常開觸點(diǎn)并在一 起，控制這段數(shù)碼管的繼電器線圈。(6)各個(gè)行程開關(guān)之間的優(yōu)先級(jí)相同，以保證電梯能在任何情況顯示相應(yīng)樓層數(shù)字。3.4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容本程序只能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)樓層的狀態(tài)與數(shù)字顯示功能，不能控制轎廂的停止還有轎廂上下運(yùn)動(dòng)過程及轎廂門的開關(guān)情況?？傊皇且粋€(gè)完整的電梯控制程序。為了實(shí)現(xiàn)完整的控制電梯，并能應(yīng)對(duì)各種可能發(fā)生的情況，還需要對(duì)程序進(jìn)行大量修改，以完善其功能。4 .人機(jī)界面設(shè)計(jì)4.1 選用界面介紹組態(tài)軟件是有專業(yè)性的，一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域的應(yīng)用。組態(tài)的概念最早出現(xiàn)在工業(yè)計(jì)算機(jī)控制中，如 DCS

8、(集散控制系統(tǒng))、PLC (可編程序控制器)梯形圖組態(tài)。人機(jī) 界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。其實(shí)在其他行業(yè)也有組態(tài)的概念，人們只是不這么叫而已。如AutoCAD Photoshop、辦公軟件(PowerPoint )都存在相似的操作，即用軟件提供的工 具來形成自己的作品，并以數(shù)據(jù)文件保存作品， 而不是執(zhí)行程序。組態(tài)形成的數(shù)據(jù)只有其制造的工具或其他專業(yè)用工具才能識(shí)別。雖然說組態(tài)就是不需要編寫程序就能完成特定的應(yīng)用。但是為了提供一些靈活性，組態(tài)軟件業(yè)提供了編程手段，一般都是內(nèi)置編譯系統(tǒng)，提供類 BASIC語言，有的甚至支持 VR4.2 畫面制作與設(shè)計(jì)畫面制作的圖形如下圖所示：6 / 16h5 .系

9、統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析5.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題系統(tǒng)調(diào)試如下圖所示：按下起動(dòng)按鈕:7 / 161到8樓的行程開關(guān)狀態(tài)及相應(yīng)的數(shù)字顯示:3 3018 / 16aa囤囤國(guó)回, 停上樓修停止,33 國(guó)國(guó) S3 回回回回 叵9 / 16回回回國(guó)國(guó).國(guó)園口 HS囤回HA.a+ h bge i gd10 / 1611 / 16按下停止按鈕:5.2 結(jié)果分析從以上的圖形可以看出系統(tǒng)調(diào)試的結(jié)果。按下起動(dòng)按鈕，程序開始起動(dòng)，然后分別改變各個(gè)樓層的行程開關(guān)的狀態(tài)，觀察相應(yīng)的數(shù)字顯示，最后按下停止按鈕，程序停止運(yùn)行。結(jié) 果顯示程序能實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)的基本要求，能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。結(jié)束語通過歐姆龍CP1E PLC來設(shè)計(jì)八層電梯

10、樓層定位及顯示的梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試。對(duì)歐姆龍CP1E PLC有了進(jìn)一步的了解，并熟悉了其基本操作。根據(jù)要求設(shè)計(jì)出梯形圖程序。 在預(yù)裝有歐姆龍 CP1E PLC系統(tǒng)的電腦中，將設(shè)計(jì)好的梯 形圖輸入到處軟件中，進(jìn)行模擬仿真。通過歐姆龍CP1E PLC的仿真操作，實(shí)現(xiàn)了電梯到各個(gè)樓層的顯示。對(duì)于九段LED數(shù)碼管做十進(jìn)制樓層位置顯示，其中以各段數(shù)碼管顯示為輸出，行程開關(guān)狀態(tài)為輸入量。當(dāng)輸入有信號(hào)時(shí)，對(duì)應(yīng)于輸出有相應(yīng)的信號(hào)，達(dá)到表示轎廂到各樓層的層數(shù)的目的。本次課程設(shè)計(jì)使我對(duì)歐姆龍 CP1E PLC有了進(jìn)一步的了解，對(duì)該系統(tǒng)有了更深入的認(rèn)識(shí) 并熟悉了其操作方法及過程，得到了很大的收獲。12 / 1

11、6參考文獻(xiàn)(1)(2)(3)(4)歐姆龍CJ1系列PLC原理與應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社，樊金榮電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社，黃永紅PLC編程及應(yīng)用北京機(jī)械工業(yè)出版社，廖常初附錄:帶功能注釋的源程序供配電技術(shù)電子工業(yè)出版社唐志平各樓層之間的狀態(tài)互鎖D1 1呻 144£441I.制程包. ftj0.05Ml It11s mL I30SL10a 05羯工21m翔M搠相1 11 .11 A1 1111 /!31置插柳國(guó)Qi1AIAZIIlI 1* Ir r 一V 11 "J1工譏就埔式加討皿4第中防蟲唳1 ! -1/1 1M1,43. IT30.01HKJI JI H門11 1

12、1 |-卜卜了卜> |1<1 -1/r工股加m或我31 OLSDNSU 1ffidbj. jI jMfl . 1i.'l j 4V r¥ 1&雷SQB第EQj JIA11 11 1Flr 1¥ 11 1I1 1工M的埔n慎翔一造ffi.OJ加口鼓隗U II1 .11/11/1 1IAI A廿 tv rV白 m&QE>D4it3qi 11 1串 ir I- I11卜i| , rv-工風(fēng)如加如&源的aj.Gi,加l破岫I II II I jil 11 aa >13睥凰附LU.D&.jJ£、ii iP ik

13、if iririi. r£怩EO 07醇匿13階Z翔質(zhì)3301L 11 1L 11 .1Ai .1J A¥ L才kro.ot抬屈1A 5八Ir ii ir ir i* ir ii- iIIk 卜V以8工達(dá)a州磔游紇空上就此1 |I | 1-| 1| i*D.OL4.他也而| 1Wi1H1 FL2.U?aa tn推工2.由moi制歷mg3 Malfli因 ct【I .! j 4 八iVIII Ia到c之間的數(shù)碼管亮滅控制i i1 130 IX IE1 13fl 06113D. or2帕11Sfi a,J 1a m« OT1 1-r -<-1 1SO EE1 1.11ED. H?1 1H EE1 1B413 / 16d到f之間的數(shù)碼管亮滅控制LCEGg到i之間的數(shù)碼管亮滅控制J 0&16 儂互工4瓦X51工II2C1.OS2D.C3左口1.07J 0514 / 16使用說明書:按下起動(dòng)按鈕，起動(dòng) PLC程序。當(dāng)行程開關(guān)的狀態(tài)發(fā)生變化