三層電梯控制課程設(shè)計

1、目錄引言 2 第一章 實現(xiàn)方法分析與可行性討論3.1.1 單片機噴泉控制系統(tǒng)3.1.2 工控機噴泉控制系統(tǒng)3.1.3 PLC噴泉控制系統(tǒng)4.1.4 總體設(shè)計方案4.第二章系統(tǒng)總體設(shè)計方案6.2.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理6.2.2 系統(tǒng) I/O 分配表 7.2.3 系統(tǒng)外部接線圖7.第三章控制系統(tǒng)設(shè)計9.1、時序圖設(shè)計9.2、 流程圖設(shè)計9.第四章 系統(tǒng)調(diào)試1.4.總結(jié) 1.5.參考文獻(xiàn)1.6.引言PLC= Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯

2、運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分。早 期 的 可 編 程 控 制 器 稱 作 可 編 程 邏 輯 控 制 器 （ Programmable Logic Controller,PLC） ， 它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計算機技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱 PC。但是為了避免與個人計算機（Personal Computer的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱 PLC,PLC自1969 年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司

3、（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國，日本，德國的可編程序控 制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強大。本次設(shè)計的課題主要應(yīng)用于在游人和居民經(jīng)常光顧的場所，如公園、廣場、旅游景點及一些知名建筑前，經(jīng)常會修建一些噴泉供人們休閑、觀賞。這些噴泉按一定的規(guī)律改變噴水式樣，如果再與五顏六色的燈光相配合，在和和諧優(yōu)雅的音樂中，更使人心曠神怡，流連忘返。利用PLC控制噴泉噴水方式，產(chǎn)生各樣的樣式。在系統(tǒng)的硬件組成以及軟件的實現(xiàn)，通過PLC控制電磁閥開關(guān)來決定噴水的效果，供人們休閑、觀賞。自動噴泉控制的實現(xiàn)方法很多，本設(shè)計題目為基于可編程控制器（ PLC的噴泉控制系統(tǒng)，用PLC進(jìn)行控制不僅能夠進(jìn)行多種水型切換，而且能將各種水型、燈光

4、按預(yù)先設(shè)定的排列組合進(jìn)行控制程序的設(shè)計，通過計算機運行控制程序發(fā)出控制信號，使水型、等過實現(xiàn)多姿多彩的變化。通過上位機（ PC與PLC 之間的通訊來監(jiān)控噴泉的狀態(tài)與效果，進(jìn)而控制電動機，以達(dá)到順利實現(xiàn)工業(yè)控制的要求及目的，同時還要達(dá)到低功耗、高性價比、運行可靠等基本要求。第一章 實現(xiàn)方法分析與可行性討論1.1 單片機噴泉控制系統(tǒng)單片機也成為單片機微型計算機，是把微型計算機的各部件中央處理器、 存儲器、 輸入輸出接口電路、定時器 / 計數(shù)器等制作在一塊集成電路芯片上，構(gòu)成一個完整微型計算機。由于單片機在一塊小芯片上就集成了一臺計算機有具備的功能，所以其在工業(yè)控制中占據(jù)很重要的地位。它具有超小型化

5、、結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾能力強等優(yōu)勢。特別適用于實時工業(yè)測量控制、智能化儀器儀表和家用電器控制等應(yīng)用系統(tǒng)。目前，市場上流行的單片機種類繁多，如MCS-51系列、凌陽公司的SPCE061A 16位單片機、美國TEXASNSTRUMENTS司的MSP43集歹U單片機、ARM入式 單片機等都是各優(yōu)點，在不同的領(lǐng)域中有著很好的應(yīng)用。單片機控制系統(tǒng)用于噴泉控制是完全可行的，它可以通過定時器/計數(shù)器隊噴泉噴射的時間進(jìn)行控制，并且也可以串行接口與上位機進(jìn)行通訊。由于單片機的價格比較便宜，所以大批量生產(chǎn)時的性能價格比很高。但由于單片機需要附屬很多的外圍電路，對電路的設(shè)計水平要求很高，否則便很可能降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而

6、且，由于噴泉控制系統(tǒng)很少會有批量生產(chǎn)的情況，對于小規(guī)模制作時，PCBER刷電路板的制作成本是很高的。綜上所訴，此次設(shè)計采用單片機控制系統(tǒng)不是最佳方案。1.2 工控機噴泉控制系統(tǒng)工控機即工業(yè)控制計算機，但現(xiàn)在更時髦的叫法是產(chǎn)業(yè)電腦或工業(yè)電腦，英文簡稱IPC。 工程機通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場兒設(shè)計的計算機。而工業(yè)現(xiàn)場一般具有強烈的震動，灰塵特別多，另有很高的電磁力干擾等特點，且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)急一年中一般沒有休息。因此，工控機與普通計算機相比必須具有以下特點：機箱采用鋼結(jié)構(gòu)，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。機箱內(nèi)有專用底板，底板上有 PCI和ISA插槽。機箱內(nèi)有專門電源，電源有較強的抗干擾

7、能力。要求具有長時間工作能力。對于工控機作為噴泉系統(tǒng)，由于噴泉控制系統(tǒng)的環(huán)境相對工業(yè)控制的環(huán)境要好得多，而且噴泉控制系統(tǒng)隊連續(xù)長時間工作的能力要求不是很高。用工控機設(shè)計噴泉系統(tǒng)實屬大材小用。而且工控機的價格較同層次的PC機要偏高，這樣就增加了系統(tǒng)的成本，降低了整體的性價比。1.3 PLC噴泉控制系統(tǒng)自二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器(Programmable LogicController , PLC跟代傳統(tǒng)繼電器才$制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界 各國得到了廣泛應(yīng)用。PLC是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行

8、業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。一個PLC的控制器，可以接收幾千個I/O點。對于噴泉控制系統(tǒng)這樣，被 控對象是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件， 在組態(tài)軟件設(shè)計方面要容易一些。且 PLC通常都支持現(xiàn)場總線，會使得系統(tǒng)通 信得到有利保障，更適合實現(xiàn)上位機的遠(yuǎn)程監(jiān)控。目前適用于噴泉控制的中小型 PLC種類繁多，價格低廉。使設(shè)計者會有更多的選擇余

9、地。系統(tǒng)整體造價會比工控機低，而且不會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。經(jīng)過以上三種控制系統(tǒng)的可行性分析可以看出，以PLC為下位機，PC機位上位機組成的控制系統(tǒng)是此次設(shè)計噴泉控制系統(tǒng)的最佳方案。1.4 總體實現(xiàn)方案根據(jù)設(shè)計要求，該噴泉控制系統(tǒng)由 PLC下位機及上位機PC組成，PLC隊噴泉的水泵進(jìn)行時序控制，產(chǎn)生各種不同的噴水造型。需設(shè)計四種不同的噴泉類型。上位機編寫組態(tài)軟件對噴泉的工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控。要求噴泉控制程序能夠產(chǎn)生不同的噴水造型，并且符合美學(xué)表追，邏輯合 理。組態(tài)軟件要求畫面美觀大方，具備人機對話功能，且操作簡單。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計方案2.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理花樣一：按下啟動按鈕，再按下按鈕選

10、擇花樣噴泉 1模式1號噴頭先噴，2s后2號噴2s后3號噴，2s后4號噴噴同時噴5s后，1、2、3、4都停 重復(fù)循環(huán)-步驟噴泉二：按下選擇花樣噴泉2模式5號噴頭先噴，3s后6號噴3s后7號噴頭噴，3s后8號噴8號噴5s后停止重復(fù)循環(huán)-步驟噴泉三：按下選擇花樣噴泉3模式9號先噴，3s后10號噴，5s后9號、11號同時噴5s后10號、12號同時噴重復(fù)循環(huán)-步驟噴泉四:按下選擇花樣噴泉4模式13、14、15、16號同時噴30s后同時停重復(fù)循環(huán)-系統(tǒng)I/O分配表步驟輸入輸出分配表0.00啟動按鈕0.01停止按鈕0.02按鈕花樣10.03按鈕花樣20.04按鈕花樣30.05按鈕花樣40.07連續(xù)按鈕1.0

11、01號噴頭1.012號噴頭1.023號噴頭1.034號噴頭1.045號噴頭1.056號噴頭1.067號噴頭1.078號噴頭1.089號噴頭1.0910號噴頭1.1011號噴頭1.1112號噴頭1.1213號噴頭1.1314號噴頭1.1415號噴頭1.1516號噴頭2.3系統(tǒng)外部接線圖本設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)要求所設(shè)計的系統(tǒng)主硬件電路接線圖如圖4-1所示:AC220啟動按鈕停止按鈕花樣選擇開關(guān)1花樣選擇開關(guān)2花樣選擇開關(guān)3花樣選擇開關(guān)4SB1E 工SB2K1X0Y1Y2Y3X1Y4丫5X2Y6Y7L1X3Y10FX2n一Y11X4Y1248MRY13Y14X5Y15Y16Y17Y20comcomL1-LM

12、M-一L4L5 3L6L7因L8 cK2K3K4L9/_L10 芯一L11 也一L12 ,L13 QL14®-L150L1%SAC 0220V圖4-1系統(tǒng)硬件接線圖第三章控制系統(tǒng)設(shè)計3.1流程圖設(shè)計S5黑20. te20.001.051(61.071。加,寸器定時割DO翅起8揖號唾翻1岫宏據(jù)劇勘僅期理視器,避立設(shè)51wo帆諭器滿巖:Ed翹期器號100配蒜若裁蘇燈英理定時器號i55ffI?！保河衜 Gr«ia)r»a«j, 定時器wSW值I 二。m拈|石曲修)FBCtXai定時？8W宸羞值川傳“未對褲E第四章 系統(tǒng)調(diào)試將PLC連接到計算機的COM口，其他都

13、為默認(rèn)狀態(tài)，首先看一下計算機與 PLC的通訊是否正常，將軟件打開選擇好機型，將自動噴泉控制系統(tǒng)的程序打開， 轉(zhuǎn)換、寫入，打開監(jiān)視狀態(tài)。按下啟動按鈕和選型按鈕，通過觀察I/O 口輸入、輸出是否正確。如有錯誤找出原因，解決問題?？偨Y(jié)通過所做PLC的設(shè)計，讓我進(jìn)一步對 PLC的應(yīng)用及功能做了了解，對軟件 梯形圖的應(yīng)用也變的熟練。我掌握了更多關(guān)于自動控制系統(tǒng)的知識，明白了自 動噴泉控制系統(tǒng)的組成，S7-200PLC的功能及特點。無論是在硬件還是軟件設(shè)計 上，我都遇到了不少的問題，在克服困難的過程中，我學(xué)到了許多，特別是在 課堂上學(xué)不到的東西。使我重新系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了網(wǎng)絡(luò)測控，可編程控制器等課程， 熟悉掌握了 PLC的使用。對一個系統(tǒng)的設(shè)計步驟有了清楚的了解，并掌握了一 個系統(tǒng)的設(shè)計過程。學(xué)會了如何發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。并在查閱資料的過程中 對問題的認(rèn)識和問題的解決提出了新的見解，分析問題出現(xiàn)的原因，使得對問 題理解也更加深刻。通過本次設(shè)計，讓我很好的鍛煉了理論與具體項目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè) 計產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實際，又讓我們懂得了在實 踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。最后，非常感謝老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫 助。參考文獻(xiàn)1 常曉玲 . 電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.12 高欽和 . 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計實例. 北京：