PLC课程设计(论文)-基于西门子S7-300PLC的五层电梯模块化设计

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1、电气控制与可编程控制器课程设计题目：五层电梯的PLC控制班级：自动化082班姓名:学号：指导教师：设计时间：2011-6-27至2011-7-1目录一、问题描述1二、电梯简化模型的定义2三、问题分析及解决方案框架确定3四、控制思路3五、I/O地址的分配-4六、项目分工5七、PLC外部接线图-5八、系统流程图6九、程序结构及各模块功能61. 复位初始化模块OB10062. 主循环体OB173. 实时求取轿厢位置的模块FC1：where及FC3：crtnloc84捕获并记忆用户呼叫的模块FC5：scanSB105. “下一步决策”模块FC2：goto116. 决策执行模块FC6：up_proc及F

2、C7：down_proc14十、程序调试17十一、总结21十二、参考文献22一、问题描述五层电梯的PLC控制(1) 当轿厢停在1F(1楼)或2F,3F,4F,如果5F有呼叫，则轿厢上升到5F。(2) 当轿厢停在2F(2楼)或3F，4F，5F，如果1F有呼叫，则轿厢下降到1F。(3) 当轿厢停在1F(1楼)或2F，3F，4F，5F均有人呼叫，则先到2F，停8s后继续上升，每层均停8s，直到5F。(4) 当轿厢停在5F(5楼)，1F，2F，3F，4F均有人呼叫，则先到4F,停8s后继续下降，每层均停8s，直到1F。(5) 在轿厢运行途中，如果有多个呼叫，则优先相应与当前运行方向相同的就近楼层，对反

3、方向的呼叫进行记忆，待轿厢返回时就近停车。(6) 在各个楼层之间的运行时间应少于10s，否则认为发生故障，应发出报警信号。(7) 电梯的运行方向指示。(8) 用数码管显示轿厢所在的楼层。(9) 在轿厢运行期间不能开门。(10) 轿厢不关门不允许运行。二、电梯简化模型的定义模型要点：电机采用直接启停、直接反向五层电梯控制模型五层电梯外观f1Q1UpflOiTLpflo3upflo4npf1nFirin电梯内部图下flalnpflo2daff1fLoEdu三、问题分析及解决方案框架确定显然，只要能实时地知道电梯的当前状态和任务序列，就能够并且必须抉择下一步的去向，而且只需要决策下一步的位置。其中电

4、梯当前状态包括其所在楼层（loc）及运行方向（drc），任务队列有两个：顺向任务序列和逆向任务序列（flonup、flondn）。据此，电梯系统不断进行下一步决策并执行。为了满足“先顺向任务后逆向任务原则”，我们采用方向标志（drc）作为选择条件的方法，即当电梯运行中有逆向呼叫时，先将其保存至逆向任务序列中，待响应完所有的顺向任务后电梯的运行方向改变时再处理它（此时它就成为顺向任务了）。同时，在一趟任务中要满足“就进原则”，这里我们通过使用互锁屏蔽产生强制优先级。比如在上升过程中，用二、三、四楼的任务去屏蔽五楼的任务（五楼的呼叫已被保存），并用二、三楼的任务去屏蔽四楼的任务，二楼又屏蔽三楼。这

5、就实现了就进到达。四、控制思路首先是实现楼层的显示,电梯每层底部都有一个行程开关。当电梯触碰到行程开关则会接通所在楼层的梯形图，自锁后把所在楼层的信息输入到显示管。当电梯触碰到其他楼层的行程开关后，梯形图中的互锁断开之前楼层的自锁而输入自己的楼层到显示管。行程开关就是实现对电梯位置的确定。电梯的上下运行其实就是电梯的正反转，设电梯上行是电机正转，电梯下行则是电机反转。这样电梯就能上下运行了。电梯的调度在梯形图中主要是通过比较器来实现，比较的两个值是电梯的当前位置和电梯的响应位置。电梯的当前位置就是通过之前的行程开关来确定，电梯的响应位置是通过电梯外部每层的按钮。当外部的按钮被按下时,则电梯会对

6、所在楼层置1,把上升的过程设为一个子程序，每层都有一个小于比较器和相等比较器。如果当前位置小于电梯的响应位置，则小于比较器输出高电平，使电梯继续上升。当电梯到达相应位置，则通过相等比较器进行比较，比较相等后触出发延时器，电梯延时8秒,通过互锁清楚之前的置位。如果在上升过程中同时有多个响应，那么电梯逐层扫描后置位，先到达离当前层最近的楼层，停8秒后再运行到下一个离当前层最近的楼层。下降过程和上升过程思路相同，核心都是比较器，当前位置大于相应位置时，比较器触发下降继电器，电梯下降。当电梯到达响应位置，通过相等比较器电梯延时8秒。如果在下降过程有多个响应，则也是按照上升原则处理。如果在运行过程有相反

7、方向的呼叫,则有状态寄存器记录位置,当电梯运行完同向的楼层后再进行反向的运行,上升和下降是循环进行,当不再有上升的呼应则下降,反之同理。五、I/O地址的分配SQ0I0.1BOOL一楼的下限位开关SQ2I0.2BOOL二楼的下限位开关SQ4I0.3BOOL三楼的下限位开关SQ6I0.4BOOL四楼的下限位开关SQ8I0.5BOOL五楼的下限位开关SB1upI1.1BOOL一楼的上按钮SB2upI1.2BOOL二楼的上按钮SB3upI1.3BOOL三楼的上按钮SB4upI1.4BOOL四楼的上按钮SQ5I1.6BOOL三楼的上限位开关SB2dnI2.2BOOL二楼的下按钮SB3dnI2.3BOOL

8、三楼的下按钮SB4dnI2.4BOOL四楼的下按钮SB5dnI2.5BOOL五楼的下按钮sysstartI3.0BOOL系统总启动按钮sysstopI3.1BOOL系统停止按钮drcM2.0BOOL轿厢运行方向flo1upM2.1BOOL一楼上行呼叫flo2upM2.2BOOL二楼上行呼叫flo3upM2.3BOOL三楼上行呼叫flo4upM2.4BOOL四楼上行呼叫flo2dnM6.2BOOL二楼下行呼叫flo3dnM6.3BOOL三楼下行呼叫flo4dnM6.4BOOL四楼下行呼叫flo5dnM6.5BOOL五楼下行呼叫sysstateM7.0BOOLlocMW0INT轿厢现在的位置；在M

9、B1中观察nxtlocMW3INT轿厢下一个位置；在MB4中观察upQ4.0BOOL向上运行电机接法downQ4.1BOOL向下运行电机接法ledw0Q4.2BOOL数码管的显示值（带译码）ledw1Q4.3BOOLledw2Q4.4BOOLledw3Q4.5BOOLupledQ4.6BOOL上行指示灯dnledQ4.7BOOL下行指示灯六、项目分工模块轿厢实时位置下一步决策与执行用户呼叫捕获论文组员郑龙涛袁国强朱世波朱世波、王尚荣七、PLC外部接线图16SQ1SQ4SQ6SQ5SBlupSB2upSB3upSB4upSB2dnSBSdnSB4clnSBSdnsysstartsysstopSQ

10、7ia.oQ4.0ICJ.1Q4.1ia.2It).3.10.4ia.sifia.?Q42II.0Q4.3II.&Q4.4n.1Q4.511.2II.3.Q4.6-II.4Q4.712.212.311412.S15-0IS.1MNK贬SQ2SQ8S7-300PLC贰即数码管1数码管2数码管3数码管4上行指示灯下行指示灯八、系统流程图初始化停机I九、程序结构及各模块功能1.复位初始化模块0B1000E1O0:CoiupleteRestart注释:轿厢初始位首在一搂注释:ADD_1PTiTPTijr-i0-INIOUT1-IN2-UC样序段*M:誹相藍认卫旷方百r,冷drc心;一注释:dzcr,农

11、drc仁;一桿序段州：吴给監认杭無问I作怙條”确定系统的初始状态。初始时系统默认为运行状态、位于一楼、向上运行。2.主循环体0B1系统启停：0B1:MainProjrsmSweep(Cycle)注释:状态与决策：程序段的:标题:sysstate4gotciENOtargetout11-riKtlo匚systateI;crn+locENENOlocation1I甘1京ICii：3实时求取轿厢位置的模块FC1：where及FC3：crtnlocFC1:标題i#inlK5.0L1-1程序鵲乃:标也皤I如2r1M5-11程序段？：（；标题；I*in3r1115.21注释:#-1护只41/I/S+1-/

12、-卜ADDIEKEND口【1OUT-Slocation口戊程序S?12:际题肛丄岸戈21/1IIV131/1it5MArnjENEN)2-TN10T1T-ilrn+inn0-IN2程序段？:LN:标题:4tl4/卜乜#二3彳/卜#t4七牛it5卜ADC1pupm2-11INLEil+J?ur0-#Loeation宅匕U2I/I/#73#t5I/IIdADD_IIN3N3INL)ur-#LoeationIN2FC3:标题!ENENOinilocationin2in3m4in5wherexfLolupIfloSupi_I1Q2-勺Q/_PQ旷-乜Q-根据限位开关等确定轿厢位置。4捕获并记忆用户呼叫

13、的模块FC5：scanSB注释:邁誌删：啖上彳丁呼汕Pg1程序段92:耶逆;江陥-flo2upiI捏序民T3:耶题:IW；P3up1程序段餌:二楼下行呼叫注释:注释:SBSdnflo5i由各层按钮动作情况实时更新任务序列。5.“下一步决策”模块FC2：goto*scanSBENEMO算序S?2:标题:Icrntluc-locENEMOlocatiDn程序段肝:上升过程口二楼是吞有呼叫111F士丄IIF：up_pzCEKin_floEMOoutput11lu2up-#t：arget2-inno円序段盯:T降1珅T楼齐戶晦：1|/I1IEHd.own_prociEITO11104(1-output

14、4一inpo程序段78:下降过程三搂是否有呼凹drJ1。4血/I/Irfflo3dnII弟cLaurtipracElfEND11f-1=*/-inf1oautrut-Vtareet3-inno軒序耳纱：下臥肉二心亍巨厂呼已;=扛：drc1-lnIrn=ln计*flo2drt1Ip?JdowrLprac-1EW11flo2dnT-in_flcioutput-#tareet工一iiLrioSJTVIO:一酷_程虫兄否匚圧II-1drc-/-TfLoddiiLIujLlJ-IUlL”/-fLolupIIENdo_IJTOCENO11*L口lllj!*n_n_fL口口u七pui一总七zcrge七1-m

15、no程庁段:1t.S=；丄丙ADDIEKENJ0-IKLOUTtarsetcaitfftQTEet一IK2冷序段Pll?!怖E讥程序段713:数码管的显示值（带译码）注释:.0leduO1程序段714:数码管的显示值（带译码）注紹.1ledwl-（）I程序段*?1五:数码管的显示值（带译码）注释:ledw7I程序段71百:数码管的显示值（带译码）W：.Jledwa7|程序段*?1丁:标题:注释:程序段718:标题:注释:dnledT）I决策下一步位置并到达。6决策执行模块FC6：up_proc及FC7：down_proc注释;瞬齡标题:汪释匕crntlciuENENO-loclocation程

16、序段？吕:向上运行注释:Lo4uploc4-CMP=IINIIN2R_IT2凭一|S5T#BST2flQ4upl/l尺|fLo5dnl/l程序段?百:向上运行flo5dtLIICMP=I11luCINI5-IN2程序段?；标题;scanSBENENOT3l/hup让IT3侮一|S5T#8Sirc程序段*?5:向下运行注释:17floadnHIloc2-CMF-=IIULIH2dourtiRITS充一|S5TSSST6flo2dn1/1K）_|flolup1/1irc心IfloluplocdovrnT7FilesSieMnsPLCSrES7V5Irr.匚叵氏E：ItdLiJiw1JCEaec-o

17、tcInols)tiJidorHelp各蟆的上按制善层的下按紐3210rrr厂厂它厂Xi出“二丄冈Ezrfj-j=iP口IIhJCfressfltocIK梯1前位資为IBE-”/b.-I-JurrrrrrrrvE：te3210XI梅1:认7E；543210厂厂厂厂BE3210prrrrp上行任务序列下行任务序列鹉PrSTOPmresIrj?L=2T-个忖苦19S7-PLCSI1-C:PrograFilesSie*ensPLCSIIS7SIAr.FileEditViewLCEzecii+hjToolsVindowHelpQ啓宙皿皤圄回回曲叵團迢目回园；|lB1|ElitsMB2BitsF7654

18、321076543210厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂0运行方向位IB-Q.区pB0|Bits亍|7G542210厂厂厂厂厂厂17厂圄IBSix匸区OCPU76543210厂厂何厂 SF口DF DCP口FlLIN口STOPRUN-PRUNSTOPMRES|ElitsBits|QB4Teits讦7654rrrr3210厂17厂|7MB1543210厂厂厂厂厂厂更76543210rrrrrprpPressFltogetKelp.注释;ENENO=1当前位置:location:-loc程序段?4:标题:t：dirgeti：iut;-iiKtlo:下一个位置执行段:注释upT3SES5T#O&eS5S

19、S5Tf8sT3floSdnsr-W-ircL-K-达到延时8秒:20注释:有逆行任务时的先顺行原则:ST-PLCSI1-C:Progra*FileSSieeiisPLCSIl.STSIAr.File昼丑tViewTnsertPLTTxecniteToolsWimlijwKelpQ龟同七皤圄圄回自旨冋目回回即IB口冈a聖15-口1_j冈lIB1I-MB2|昵7S54厂厂厂厂3210厂厂厂厂7654厂厂厂厂3210横厂厂厂回区0Bits76543210rrrprrrr雪IB|CPUas旧2I弧B7654|厂LL厂3210厂L厂厂|76543210厂厂厂厂厂硬厂厂MB6Bits忖DpFpcuTsD

20、DRs口B口口口IIB|QB4FrseeF1togetHelp.IxlRUN-PPRUNSTOPMRE5|mbiBit?MB7654厂厂厂厂厂厂疋厂21076543210pttfrrrr76543210厂17厂厂FlMPI=2汪释!23:crjitluc:EMENO:；”“4:location.:-loc程序层*?4;标题;gotoENOt-arg已丈口口七irctloc就进原则:注释;sysstateII；ENENO；Jlocation；locsysstateTI：EN1-:4gotoEMO；十-一、总结我们所选的课题是五层控制电梯的设计，一开始我以为电梯的设计室很简单的，但是在分析设计的过

21、程中才发现它的设计也不简单，特别是要实现电梯的实际运行情况是非常复杂的。我们的指导老师是杨剑锋老师，老师给我们说了说电梯的要求后我们就开始行动了。我们这组有4个人，每个人的任务都不一样。在实习的前几天主要就是上网查资料并将电梯的实际运行情况收集起来，还得完成课程设计的任务书、I/O表、任务分配表等。最重要的是要将程序的主要设计思想弄清楚，才能在接下来的设计中减少不必要的麻烦。所以的准备工作都做完后就可以开始编程了。我认为软件的编程的最难得，无法平静下心来仔细地思考。我先将开关门子程序和显示子程序编写出来，因为这两个子程序是最简单的，到剩下的就是主程序了。主程序真的是最麻烦的程序，我们调了好几天

22、才调出来，期间遇到困难的时候我差点就放弃了，可是经过我们组员的一起探讨和一起研究，让我们终于将程序编写出来了，这让我感觉到团队的力量真是强大。由于我们的输入输出接口过多，实验室的PLC满足不了我们的要求，因此我选择用强制的方法对程序进行调试。在绘制的过程中，遇到了一些问题，在请教了同学和老师并通过自己的努力，终于将硬件电路图绘制出来了。通过这次的课程设计，我对PLC也有了新的认识，也学到了一些以前并不知道的知识。十二、参考文献1 顾桂梅主编电气控制与PLC应用项目教程M.机械工业出版社2010.122 胡学林.可编程控制器应用技术M.高等教育出版社,2003年.3 洪志育.例说PLCM人民邮电出版社,2006年.