八层电梯PLC控制系统.docx
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八层电梯PLC控制系统
中南民族大学
计算机科学学院
课程创新设计大赛
设计题目八层电梯楼层定位及显示系统设计
年级专业2011级自动化
指导教师陈勉樊金荣
2014年9月20日
目录
引言………………………………………………………2
1.课题要求………………………………………………2
2.系统总体方案设计……………………………………2
2.1系统硬件配置及组成原理………………………………2
2.2系统变量定义及分配表…………………………………3
2.3系统接线图设计…………………………………………4
2.4系统可靠性设计…………………………………………4
3.控制系统设计…………………………………………4
3.1控制程序流程图设计……………………………………4
3.2控制程序时序图设计……………………………………5
3.3控制程序设计思路………………………………………6
3.4创新设计内容……………………………………………6
4.人机界面设计…………………………………………6
4.1选用界面介绍……………………………………………6
4.2画面制作与设计…………………………………………6
5.系统调试及结果分析…………………………………7
5.1系统调试及解决的问题…………………………………7
5.2结果分析…………………………………………………12
结束语……………………………………………………12
参考文献…………………………………………………13
附录:
带功能注释的源程序……………………………13
八层电梯楼层定位及显示系统设计
引言
随着微处理器、计算机和数字通讯技术的飞速发展,计算机控制已经扩展到了几乎所有的工业领域。
当前用于工业控制的计算机可以分为几类,例如可编程序控制器、基于PC总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、用于模拟量闭环控制的可编程序调节器、集散控制系统和现场总线控制系统等。
现代社会要求制造业对市场需求做出迅速反应,生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。
为了满足这一需求,生产设备和自动生产线的控制系统具有极高的可靠性和灵活性,可编程序控制器正是顺着这一要求出现的,它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。
PLC的应用方面广、功能强大、使用方便,是当代工业自动化的主要设备之一。
PLC已经广泛的应用在各种机械设备和生产过程的自动控。
控制系统中,PLC也应用在其他领域,例如民用和家庭自动化的应用也得到了迅速的发展。
本次设计八层电梯楼层定位及显示系统,就是对PLC的应用的一个方面。
1.课题要求
设计目的:
(1)根据各楼层行程开关的状态,确定轿厢所在楼层;
(2)用九段LED数码管作十进制楼层位置显示。
设计内容:
(1)确定输入/输出设备;
(2)九段码编码示意图、真值表、I/O编址;
(3)PLCI/O点分配,并绘制I/O接线图以及其他外部硬件图;
(4)绘制系统功能表图:
设计梯形图和人机界面并调试运行并模拟调试;
(5)整理技术资料,编写使用说明书。
2.系统总体方案设计
2.1系统硬件配置及组成原理
九段数码管编码示意图:
九段数码管编码示意图
2.2系统变量定义及分配表
真值表:
a
b
c
d
e
f
g
h
i
数字
2.00
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
2.01
1
1
0
1
1
0
1
0
0
2
2.02
1
1
1
1
0
0
1
0
0
3
2.03
0
0
0
0
0
1
1
1
1
4
2.04
1
0
1
1
0
1
1
0
0
5
2.05
1
0
1
1
1
1
1
0
0
6
2.06
1
1
1
0
0
0
0
0
0
7
2.07
1
1
1
1
1
1
1
0
0
8
I/O表:
输入
输出
0.00起动按钮
1.00a数码管
0.01停止按钮
1.01b数码管
2.001楼行程开关
1.02c数码管
2.012楼行程开关
1.03d数码管
2.023楼行程开关
1.04e数码管
2.034楼行程开关
1.05f数码管
2.045楼行程开关
1.06g数码管
2.056楼行程开关
1.07h数码管
2.067楼行程开关
1.08i数码管
2.078楼行程开关
2.3系统接线图设计
i
a
g
f
e
d
c
b
a
2.4系统可靠性设计
设有紧急停止按钮,以防紧急情况的发生。
各楼层之间的状态互锁以保证程序安全、准确的运行。
3.控制系统设计
3.1控制程序流程图设计
下面是八层八层电梯楼层定位及显示系统设计的控制程序流程图:
3.2控制程序时序图设计
本次课程设计采用简单的互锁功能,没有涉及到时序问题,故没有相应的时序设计图。
3.3控制程序设计思路
(1)本课程设计用到了一个起动按钮和一个停止按钮,及相应的中间继电器。
(2)用八个行程开关控制每个楼层的状态,开状态表示轿厢位于该楼层,关闭状态表示不在该楼层。
(3)用九个继电器分别控制九段数码管的亮灭情况,线圈吸合表示接通,将点亮该段数码管,线圈断开表示将熄灭该段数码管。
(4)采用互锁方式,当本楼层行程开关闭合时,通过中间继电器使其他行程开关控制的中间继电器处于断开模式。
(5)采用“或”的逻辑方式,将所有能使相应数码管点亮的中间继电器的常开触点并在一起,控制这段数码管的继电器线圈。
(6)各个行程开关之间的优先级相同,以保证电梯能在任何情况显示相应楼层数字。
3.4创新设计内容
本程序只能实现相应楼层的状态与数字显示功能,不能控制轿厢的停止还有轿厢上下运动过程及轿厢门的开关情况。
总之,不是一个完整的电梯控制程序。
为了实现完整的控制电梯,并能应对各种可能发生的情况,还需要对程序进行大量修改,以完善其功能。
4.人机界面设计
4.1选用界面介绍
组态软件是有专业性的,一种组态软件只能适合某种领域的应用。
组态的概念最早出现在工业计算机控制中,如DCS(集散控制系统)、PLC(可编程序控制器)梯形图组态。
人机界面生成软件就叫工控组态软件。
其实在其他行业也有组态的概念,人们只是不这么叫而已。
如AutoCAD、Photoshop、办公软件(PowerPoint)都存在相似的操作,即用软件提供的工具来形成自己的作品,并以数据文件保存作品,而不是执行程序。
组态形成的数据只有其制造的工具或其他专业用工具才能识别。
虽然说组态就是不需要编写程序就能完成特定的应用。
但是为了提供一些灵活性,组态软件业提供了编程手段,一般都是内置编译系统,提供类BASIC语言,有的甚至支持VB。
4.2画面制作与设计
画面制作的图形如下图所示:
5.系统调试及结果分析
5.1系统调试及解决的问题
系统调试如下图所示:
按下起动按钮:
1到8楼的行程开关状态及相应的数字显示:
按下停止按钮:
5.2结果分析
从以上的图形可以看出系统调试的结果。
按下起动按钮,程序开始起动,然后分别改变各个楼层的行程开关的状态,观察相应的数字显示,最后按下停止按钮,程序停止运行。
结果显示程序能实现课程设计的基本要求,能实现相应的功能。
结束语
通过欧姆龙CP1EPLC来设计八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试。
对欧姆龙CP1EPLC有了进一步的了解,并熟悉了其基本操作。
根据要求设计出梯形图程序。
在预装有欧姆龙CP1EPLC系统的电脑中,将设计好的梯形图输入到处软件中,进行模拟仿真。
通过欧姆龙CP1EPLC的仿真操作,实现了电梯到各个楼层的显示。
对于九段LED数码管做十进制楼层位置显示,其中以各段数码管显示为输出,行程开关状态为输入量。
当输入有信号时,对应于输出有相应的信号,达到表示轿厢到各楼层的层数的目的。
本次课程设计使我对欧姆龙CP1EPLC有了进一步的了解,对该系统有了更深入的认识并熟悉了其操作方法及过程,得到了很大的收获。
参考文献
(1)《欧姆龙CJ1系列PLC原理与应用》机械工业出版社,樊金荣
(2)《电气控制与PLC应用技术》机械工业出版社,黄永红
(3)《PLC编程及应用》北京机械工业出版社,廖常初
(4)《供配电技术》电子工业出版社唐志平
附录:
带功能注释的源程序
各楼层之间的状态互锁
a到c之间的数码管亮灭控制
d到f之间的数码管亮灭控制
g到i之间的数码管亮灭控制
使用说明书:
按下起动按钮,起动PLC程序。
当行程开关的状态发生变化时,九段数码管将随各层行程开关的状态来相应显示轿厢所在楼层数。
当一楼的行程开关闭合即置1时,数码管h,i亮,在数码管上显示“1”,表示轿厢在一楼。
当电梯上升,数码管保持为“1”,当轿厢上到二楼,二楼行程开关置1,同时,一楼与二楼行程开关互锁,此时数码管h,i复位,数码管a,b,d,e,g亮,显示数字“2”,表示轿厢在二楼。
同理,依次往下表示各楼层。
按下停止按钮,系统停止工作。
数码管显示消失。