PLC课程设计报告正文Word文档格式.docx

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特别在四层电梯、智能交通灯和水塔水位控制中应用广泛。

关键词可编程控制器PLC控制应用

1、基于PLC的四层电梯控制

1.1概述

由于PLC在不断发展，因此，对它下一个确切的定义是困难的。

1980年PLC问世后，由美国电气制造商协会（NationalElectricManufacturerAssociationNEMA）对PLC下过如下的定义:

PLC是一种数字式的电子装置。

它使用可编程序的存储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序运算、计数、计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。

1982年，国际电工委员会（InternationalElectricalCommitteeIEC）颁布了PLC标准草案，1985年提交了第2版，1987年的第3版对PLC作了如下的定义:

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输人和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。

目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。

而PlC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作；

又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。

PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。

一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。

因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。

总之，电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。

PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内。

因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。

下面是本次课程设计四层电梯和装配流水

1.2系统原理说明

1.2.1原理

采用PLC构成四层简易电梯电气控制系统。

电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，指示灯Q2.2，反转为下降指示灯Q2.1。

一层有上升呼叫按钮I0.3，二层有上升呼叫按钮I0.2以及下降呼叫按钮I0.4，三层有上升呼叫按钮I0.2以及下降呼叫按钮I0.5，四层有下降呼叫按钮I0.0。

一至四层有到位行程开关I1.1～I1.4。

电梯内有一至四层呼叫按钮,分别为I0.6、I0.7、I1.5、I1.0。

一层至四层外部有指示灯，用数码管显示楼层，分别为Q0.0～Q0.6，

1.2．2四层电梯的选择控制要求

（1）电梯上行：

①当电梯停于1楼1F或2F、3F时，4F呼叫，则上行到4楼，碰行程开关后停止。

②当电梯停于1F或2F时，3F呼叫，则上行到3F，碰行程开关后停止。

③当电梯停于1F时，2F呼叫，则上行到2F，碰行程开关后停止。

④当电梯停于1F时，2F、3F同时呼叫，则上行到2F后，停5秒种，继续上行到3F后停止。

⑤当电梯停于1F时，3F、4F同时呼叫，则上行到3F后，停5秒后，继续上行到4F后停止。

⑥当电梯停于1F时，2F、4F同时呼叫，则上行到2F后，停5秒后，继续上行到4F后停止。

⑦当电梯停于1F时，2F、3F、4F同时呼叫，则上行到2F后，停5秒后，继续上行到3F后，停5秒后，继续上行到4F后停止。

⑧当电梯停于2F时，3F、4F同时呼叫，则上行到3F后，停5秒后，继续上行到4F后停止。

（2）电梯下行

①当电梯停于4F或3F、2F时，1F呼叫，则下行到1F，碰行程开关后停止。

②当电梯停于4F或3F时，2F呼叫，则下行到2F，碰行程开关后停止。

③当电梯停于4F时，3F呼叫，则下行到3F，碰行程开关后停止。

④当电梯停于4F时，3F、2F同时呼叫，则下行到3F后，停5秒种，继续下行到2F后停止。

⑤当电梯停于4F时，3F、1F同时呼叫，则下行到3F后，停5秒后，继续下行到1F后停止。

⑥当电梯停于4F时，2F、1F同时呼叫，则下行到2F后，停5秒后，继续下行到1F后停止。

⑦当电梯停于4F时，3F、2F、1F同时呼叫，则下行到3F后，停5秒后，继续下行到2F后，停5秒后，继续下行到1F后停止。

⑧当电梯停于3F时，2F、1F同时呼叫，则下行到2F后，停5秒后，继续下行到1F后停止。

（3）各楼层运行时间应在15秒以内，否则认为有故障。

（4）电梯停于某一层时，数码管应显示该层的楼层数。

（5）电梯上、下行时，相应的标志灯应亮。

（6）启动时，当电梯没有停在任何楼层，可自动向上或向下停靠。

（7）有逆向呼叫时，先到达最顶层或最底层，然后响应。

例：

电梯响应3层电梯，电

梯上行，若上行过程中，1楼又有人呼叫，电梯先上升到最高层，然后再下行。

（8）设定关闭电梯的功能，当电梯完成最后一个呼叫请求后，延时3秒后，自动返回1F。

1.2.3I/O端子分配图

输入端：

四层外呼下行I0.0三层外呼下行I0.5二层外呼下行I0.4一层外呼上行I0.3二层外呼上行I0.2三层外呼上行I0.1一层内呼I0.6二层内呼I0.7三层内呼I1.5四层内呼I1.0一层行程开关I1.1二层行程开关I1.2三层行程开关I1.3四层行程开关I1.4电梯UP键I2.0电梯DOWN键I2.1复位I2.2

输出端：

数码管a、b、c、d、e、f、g分别对应Q0.0～Q0.6

一层行程开关Q1.0，二层行程开关Q1.1，三层行程开关Q2.0，四层行程开关Q2.1

电机正转Q2.2电梯反转Q2.3

序号

名称

输入点

输出点

四层外呼下行

I0.0

一层指示灯

Q1.0

1

三层外呼下行

I0.5

Q1.1

2

二层外呼下行

I0.4

Q2.0

3

一层外呼上行

I0.3

Q2.1

4

二层外呼上行

I0.2

电机正转

Q2.2

5

三层外呼上行

I0.1

电梯反转

Q2.3

6

一层内呼

I0.6

a

Q0.0

7

二层内呼

I0.7

b

Q0.1

8

三层内呼

I1.5

c

Q0.2

9

四层内呼

I1.0

d

Q0.3

10

一层行程开关

I1.1

e

Q0.4

11

二层行程开关

I1.2

f

Q0.5

12

三层行程开关

I1.3

g

Q0.6

13

四层行程开关

I1.4

14

电梯UP键

I2.0

15

电梯DOWN键

I2.1

16

复位

I2.2

1.3软件设计

四层电梯梯形图

1.4课程设计遇到的问题及解决方案

电梯设计是所做的第一个课题，主要问题是七段数码管的显示问题，后来查阅资料，了解到了程序设计中seg指令的应用技巧，成功解决了数码显示的问题。

第二个就是电梯逆行问题，起初不了解PLC仿真的运行环境，不能准确了解继电器的运行状态，后来经学习能熟练操作，这一问题也迎刃而解。

2、机械手步进电机随动系统PLC控制

2.1机械手步进电机随动系统控制总体设计思想

根据题目的要求及实际情况可知机械手需要人为顺序控制机严格按照人得输入顺序去执行任务。

对于本设计启动按键S1右限位按键S6左限位按键机械手都只执行一条命令，而对于上限位按键S3下限位按键S4来说机械手要根据机械手的位置来判定要执行的命令。

所以加入了一个中间继电器当此继电器失电时按下S3机械手会执行一条命令，在某种情况下该继电器会得电，而此时再按下S3机械说会执行另一条命令，而刚才的命令则不能执行。

对于S4也采用同样的方法来区分两天命令。

当机械手回到初始位置及按下S6后所有的中间继电器都应该失电复位这样可以继续重复操作而不会产生错误。

在整个过程中要用逻辑开关控制步进电机的正转、反转、停止，使其符合要求。

2.2控制要求

开始时，按下启动按钮SB后，机械手处于原始位置，且为放松状态，则Y1

亮，Y7亮，准备1秒钟后，机械手开始顺序动作：

1、机械手下降：

延时1秒后，Y1灭，按SQ1，表示到下限位的检测信号，则Y2

亮。

2、机械手夹紧：

延时3秒后，Y3亮，

3、机械手上升：

延时1秒后，Y2灭，按SQ2，表示到上限位的检测信号，则Y4

亮，

4、机械手右行：

延时1秒后，Y4灭，按SQ3，表示到右限位的检测信号，则Y8

5、机械手下降：

延时1秒后，Y8灭，按SQ1，到下限位后，则Y6亮，

6、机械手放松：

延时3秒后，Y3灭，Y7亮，

7、机械手上升：

Y6灭，按SQ2，到上限位后，则Y8亮，延时1秒，Y8灭，

8、机械手左移：

按SQ4，到左限位后，则Y1亮，回到原始位置。

机械手上升及右移时步进电机随动正转，机械手下降及左移时步进电机随动反

转，到达上下左右任何一个位置时，步进电机停转。

注：

每个过程的开始都要按下SB按钮

2．3机械手步进电机随动系统PLC控制流程图

2.4机械手步进电机随动系统键位控制

主机

注释

实验模块

启动按钮

启动SB

机械手下降

SQ1

机械手上升

SQ2

机械手右移

SQ3

复位，回到原点

SQ4

起始位置指示灯

Y1

左下限位指示灯

Y2

加紧指示灯

Y3

左上限位指示灯

Y4

右限位指示灯2

Y5

右下限位指示灯2

Y6

放松指示灯

Y7

Q0.7

右上限位指示灯

Y8

步进电机A相输出

步进电机B相输出

Q1.2

步进电机C相输出

2.5机械手步进电机随动系统PLC控制梯形图

2.6课程设计遇到的问题及解决方案

该课题的最大难题是怎样使机械手与步进电机同步。

最后经努力也没能实现同步的原因之一是对步进电机的工作原理不熟悉，其二是中间继电器的逻辑控制掌握不全面。

虽然最后没能完成任务，但是在老师和同学们的帮助下我觉得还是对PLC的整个网络体系有了长足的进步。

3、课程设计总结

通过这次设计实践。

我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。

能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

通过合作，我们的合作意识得到加强。

合作能力得到提高。

上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。

在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。

能过比较选出最好的方案。

在这过程也提高了我们的表过能力。

通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。

既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。

在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和INTERNET成了我们很好的助手。

在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。

我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。

在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。

有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。

自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。

为以后的工作积累了经验，增强了信心。

4、参考文献

1.《现代电气控制及PLC应用技术》王永华北京航天航空大学出版社（第二版）

2.《PLC原理及应用》李长久 

机械工业出版社

3.《PLC应用技术》徐国林 

机械工业出版社

4.《西门子PLC与工业控制网络应用》高鸿斌，孔美静，赫孟合电子工业出版社

5.《PLC工程应用实例解析（附光盘）》吕卫阳，徐昌荣中国电力出版社

成绩评定表

口试（答辩）成绩

报告成绩

总评成绩