PLC电梯控制课程设计三层楼电梯PLC的设计.docx
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PLC电梯控制课程设计三层楼电梯PLC的设计
目录
1.课程设计目的1
2.课程设计题目和要求1
2.1课程设计题目1
2.2课程设计要求1
3.设计内容2
3.2PLC的基本结构2
3.3PLC程序中I/O点的定3
3.4电梯到达楼层后的停止4
3.5电梯的开、关门程序5
3.6三层楼电梯PLC控制参考程序5
4.设计总结10
参考书目10
1.课程设计目的
1.通过对工程实例的模拟,熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。
2.进一步熟悉PLC的I/O连接。
3.熟悉三层楼电梯采用轿厢内外按钮控制的编程方法。
2.课程设计题目和要求
2.1课程设计题目
三层楼电梯PLC的设计
2.2课程设计要求
1)接受每个呼叫按钮(包括内部和外部的呼叫)的呼叫命令,并作出相应的响应。
2)电梯在某一层时,此时按动该层的呼叫按钮,则相当于发出打开电梯门命令,进行开关门的动作过程;若此时电梯的轿厢不在该层,则等到电梯关门后,按照不换向原则控制电梯向上或向下运行。
3)电梯运行的不换向原则是指电梯优先响应不改变现在电梯运行方向的呼叫,直到这些命令全部响应完毕后才响应使电梯反方向运行的呼叫。
4)电梯在每一层都有一个行程开关,当电梯碰到每层的行程开关时,表示电梯已经到达该层。
5)当按动某个呼叫按钮后,相应的呼叫指示灯亮并保持,直到电梯响应该呼叫为止。
6)当电梯停在某层时,在电梯内部按动开关按钮,则电梯门打开,按动电梯内部的关门按钮,则电梯门关闭。
但在电梯行进期间电梯门是不能被打开的。
7)当电梯运行到某层后,相应的楼层指示灯亮,直到电梯运行到前方一层时楼层指示灯改变。
3.设计内容
3.1PLC的基本概念
PLC的定义如下:
可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
3.2PLC的基本结构
PLC主要由CPU模块、输入输出模块、编程器和电源四部分组成。
PLC的特殊功能模块用来完成某些特殊的任务。
3.2.1CPU模块
CPU模块主要由微处理器(CPU芯片)和存储器组成。
在PLC控制系统中,CPU模块相当于人的大脑和心脏,它不断地采集输入信号,执行用户程序,刷新系统的输出;存储器用来储存程序和数据。
S7-200将CPU模块简称为CPU。
3.2.2I/O模块
输入(Input)模块和输出(Output)模块简称为I/O模块,它们相当于人的眼、耳、手、脚,是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。
输入模块用来接收和采集输入信号,开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的开关量输入信号;模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变速器提供的连续变化的模拟量电流电压信号。
开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备;模拟量输出模块用来控制调节阀、变频器等执行装置。
CPU模块的工作电压一般是5V,而PLC外部的输入/输出电路的电源电压较高,例如DC24V和AC220V。
从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件,或使PLC不能正常工作。
在I/O模块中,用光耦合器、光敏晶闸管、小型继电器等器件来隔离PLC的内部电路和外部的I/O电路。
I/O模块除了传递信号外,还有电平转换与隔离的作用。
3.2.3编程器
编程器用来生成用户程序,并用它来编辑、检查、修改用户程序,监视用户程序的执行情况。
手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图,只能输入和编辑指令表程序,因此又叫做指令编程器。
它的体积小,价格便宜,一般用来给小型PLC编程,或者用于现场调试和维护。
3.2.4电源
PLC使用AC220V电源或DC24V电源。
内部的开关电源为各模块提供不同电压等级的直流电源。
小型PLC可以为输出电路和外部的电子传感器(例如接近开关)提供DC24V电源,驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。
3.2.5PLC特点
1)编程方法简单易学
2)功能强,性能价格比高
3)硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强
4)可靠性高,抗干扰能力强
5)系统的设计、安装、调试工作量少
6)维修工作量小,维修方便
7)体积小,能耗低
3.2.6PLC的应用领域
1)数字量逻辑控制
2)运动控制
3)闭环过程控制
4)数据处理
5)通信联网
3.3PLC程序中I/O点的定
在编程过程中,所用到的I/O地址分配如下表1所示
说明
对应PLC地址
说明
对应PLC地址
外部一层上呼叫按钮
X1
内部一层上呼叫灯
Y1
外部二层外呼叫按钮
X2
内部二层上呼叫灯
Y2
外部二层下呼叫按钮
X3
内部三层下呼叫灯
Y3
外部三层下呼叫按钮
X4
外部一层上呼叫灯
Y4
一层行程开关
X5
外部二层上呼叫灯
Y5
二层行程开关
X6
外部二层下呼叫灯
Y6
三层行程开关
X7
外部三层下呼叫灯
Y7
内一层呼叫按钮
X8
一层位灯
Y8
内二层呼叫按钮
X9
二层位灯
Y9
内三层呼叫按钮
XA
三层位灯
YA
开门呼叫按钮
XB
电梯上升
YB
关门呼叫按钮
XC
电梯下降
YC
开门行程开关
XD
上升指示灯
YD
关门行程开关
XE
下降指示灯
YE
电梯关门
Y10
电梯开门
YF
表1
3.4电梯到达楼层后的停止
由于在电梯外部有上呼叫和下呼叫,所以当呼叫方向与电梯运行方向相同时,电梯才能停止。
电梯到达呼叫层后停止的PLC梯形图如下图1所示
图1
当电梯一直显示向下运行,即YE接通时,只有当每层楼的向下呼叫即Y6、Y7、和该层的行程开关接通时,电梯到达各层后R21才接通,否则并不接通。
另外,如果电梯一直停在某一层,不显示上升与下降,该层的上呼叫接通时R21也接通。
3.5电梯的开、关门程序
以电梯的开门YF程序为例说明。
首先,当电梯既不上升也不下降时才能进行开门,即YF才能输出。
无论电梯的上升停止或下降停止,只要R20或R21有一个输出,电梯经过延时后都会自动开门。
如果电梯停在某一层,按下该层的外部呼叫也会输出R20或R21,电梯门也会打开。
当开门YF输出时,关门Y10断开。
如果Y10接通时,YF也应立即断开。
电梯开门的PLC梯形图程序如图2所示。
图2
3.6三层楼电梯PLC控制参考程序
三层楼电梯仿真系统的PLC控制参考程序如下图3所示
图3
续图3
续图3
续图3
4.设计总结
通过此次的课程设计使我的理论知识得到了很好的巩固和运用,在自己动手查阅资料的过程中也学到了在课本上很难学到知识,培养了我独立工作的能力,树立了对自己工作能力的信心,相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力,使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
虽然这个设计做的也不太好,但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富,使我终身受益。
参考书目
1.余国亮《PLC原理与应用》,北京:
清华大学出版社, 2005.6
2.张桂香《电气控制与PLC》,
3.李向东《电气控制与PLC》,机械工业出版社,2005.2
4.魏召刚《工业变频器原理及应用》电子工业出版社,2006.9
5.陈建明《电气控制与PLC应用》电子工业出版社,2006.8
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