基于PLC的四層電梯控制課程設(shè)計【實用文檔】doc文檔可直接使用可編輯，歡迎下載

基于ＰLＣ的四層電梯控制基于PLC的四層電梯控制課程設(shè)計【實用文檔】doc文檔可直接使用可編輯，歡迎下載摘要:電梯是生產(chǎn)和生活中常見的運輸工具．隨著科技的發(fā)展，電梯已采用ＰＬＣ進行控制.應(yīng)用觸發(fā)器指令設(shè)計的基于ＰＬC的四層電梯控制系統(tǒng)的控制方案思路清晰、簡單、方便,易于擴展至多層電梯控制.關(guān)鍵詞：四層電梯;ＰLＣ;觸發(fā)器指令隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟的發(fā)展,高層建筑已成為現(xiàn)代城市的標(biāo)志.而電梯作為生產(chǎn)和生活中常見的垂直運輸工具在建筑物中顯得至關(guān)重要［１]。PLC（可編程控制器)是以微處理器為基礎(chǔ)，結(jié)合計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù),面向控制過程和用戶的一種簡單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用控制裝置[２]?，F(xiàn)代電梯已采用PLＣ控制取代繼電器控制.本文以四層電梯為例介紹基于PＬC的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計.１四層電梯控制要求四層電梯的控制部件分布于電梯轎廂內(nèi)部和外部.在電梯轎廂內(nèi)部,有四個樓層（１-4層)的按鈕(稱為內(nèi)部呼叫按鈕）、樓層顯示、上升和下降顯示;在電梯轎廂外部，每層都有呼叫按鈕和指示燈、上升和下降指示燈．四層電梯中,一層只有上呼叫按鈕，四層只有下呼叫按鈕，其余兩層都同時具有上呼叫和下呼叫按鈕[3]．四層電梯示意圖如圖1[４］所示。其控制要求如下：(１)電梯可由各樓層轎廂外的上升、下降按鈕，電梯轎廂內(nèi)樓層選擇按鈕,各樓層的到位行程開關(guān)控制．(2)電梯上升、下降由ＰＬC控制，各選擇按鈕分別由對應(yīng)的指示燈指示,到達相應(yīng)樓層后指示燈熄滅．(3）有人按下呼叫按鈕且電梯運行到位后，相應(yīng)樓層開門,時間為5ｓ。２四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計主機采用西門子CＰU２２６型ＰＬＣ，由控制要求可知，輸入信號為各樓層限位開關(guān)、轎廂外呼叫按鈕和轎廂內(nèi)呼叫按鈕的信號，輸出信號為上升/下降、各樓層開門繼電器、轎廂外呼叫顯示和轎廂內(nèi)呼叫顯示．本文設(shè)計的四層電梯的I／O分配表如表1所示．樓層控制程序圖如圖２所示轎廂外呼叫控制程序如圖3所示.轎廂內(nèi)呼叫控制程序如圖４所示．上升、下降控制程序如圖５所示．電梯運行指示控制程序如圖6所示。電梯開門控制程序如圖7所示．3關(guān)于系統(tǒng)硬件設(shè)計選型3。1可編程控制器(PＬC）選型在選擇具體PLＣ工程設(shè)計選型時，重點需要根據(jù)工藝特點以及應(yīng)用要求。應(yīng)逐一分析，明確控制具體范圍、相應(yīng)控制任務(wù)，具體動作操作,然后估算具體點數(shù)、以及相應(yīng)存儲器容量和確定PLＣ具體作用等，綜合各種因素最終選擇PLC和以及控制系統(tǒng)。目前市場上PLC種類相對較多.本文著重選擇三菱公司生產(chǎn)的ＦX2N-６４ＭＲ型號可編程控制作為控制器進行詳細分析。3．2選擇變頻器由于條件限制，本文著重通過模擬狀態(tài)進行。主要是通過變頻器外部控制實現(xiàn)電動機熟讀以及方向變化。為了數(shù)據(jù)更具有真實性,本文主要針對三菱Ｅ5４0變頻器進行模擬實驗。3.３選擇電動機根據(jù)電梯實際作用，電動機應(yīng)該具有以下特征：一是能頻繁起制，而且電流??；二是在運行過程中噪聲相對較低,散熱功能相對較姣好。與此同時,曳引電動機還應(yīng)該具備兩個軸伸端：一是與減速器耦合，一是非傳動端，一般裝有飛輪。主要是為了增加轉(zhuǎn)動慣量。綜合考慮各種因素，本文著重選擇，J250系列永磁無齒曳引機。3.4PLC外部電路的設(shè)計3.４．1電梯報警設(shè)計在設(shè)計中，先模擬電梯出現(xiàn)故障,設(shè)計按下報警信號，這時指示燈亮,同時產(chǎn)生報警聲，并且需要延時到1０S.10S后，系統(tǒng)重新設(shè)置。３.4。2定位系統(tǒng)設(shè)計模擬間,一般都有指示燈顯示電梯所在位置。比如當(dāng)電梯停靠在一樓時,通過傳感器檢測,給PＬC輸入信號,輸出信號連接譯碼電路,使發(fā)光二極管點亮，從而顯示此時電梯停4關(guān)于系統(tǒng)軟件具體設(shè)計相對而言,圖形編程語言中使用最多的是梯形圖。而梯形圖一般直觀易懂,電氣工作人員很容易掌握。在具體設(shè)計過程中,應(yīng)著重圍繞圖形中觸點之間的邏輯聯(lián)系,以便推算出與圖示中各個線圈相對應(yīng)的編程元件狀態(tài)。而這種邏輯解算都是按從左至右、從上到下的順序進行的。具體系統(tǒng)工作流程簡析如下：1）需要初始設(shè)置；（2）需要確定檢測目標(biāo)層外是否有呼叫，或者電梯內(nèi)是否有呼叫，沒有直接結(jié)束；（3）分辨呼叫本層是否與目標(biāo)層相吻合，如果吻合,直接開門；（4)重新確認電梯啟動具體方向;(５）電梯重新啟動；(6）電梯開始加速；(７）電梯處于高速運行狀態(tài)；（8）對應(yīng)格層檢測；（９）檢測是否到達目標(biāo)層,如果不是,繼續(xù)保持高速運行狀態(tài)；(１０)檢測到達目標(biāo)層,電梯開始減速；（１1)與目標(biāo)層進行平層檢測;（12）電梯停止;（13)電梯開門；(14）電梯延時一段時間后自動關(guān)門；(１5）重新檢測是否需要停止,如果不是,則需要原地等待;(1６)重新確認運行是否結(jié)束，如果結(jié)束則電梯停止運行.5結(jié)論通過以上設(shè)計程序可以得出以下結(jié)論：(１)四層電梯控制設(shè)計思路清晰，各層的控制方式相同.當(dāng)電梯層數(shù)增加時，只需再增加類似程序即可,便于擴展;（２）采用觸發(fā)器指令具有鎖存和復(fù)位功能使得控制程序簡單,便于調(diào)試和分析。參考文獻：［1]劉勤.電梯控制策略的研究[D］．蘇州：蘇州大學(xué)，20１0：２．［2]陶權(quán),韋瑞錄。PＬC控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝與調(diào)試[Ｍ］．北京：北京理工大學(xué)出版社,２009:5．［３］祝福,陳貴銀．西門子Ｓ７－200系列ＰLＣ應(yīng)用技術(shù)［Ｍ］.北京：電子工業(yè)出版社,2０1１：２4２。［4]天煌教儀．YＨＰFＳＭ－１/2型可編程控制器實訓(xùn)指導(dǎo)書［M]．杭州：浙江天煌科技實業(yè)有限公司,２００８：７５。本科課程設(shè)計報告課程名稱:ＥDＡ計數(shù)與FＰＧA應(yīng)用設(shè)計設(shè)計題目：交通燈控制器實驗地點:跨越機房專業(yè)班級:電信0901學(xué)號:２009001249學(xué)生姓名:趙巖指導(dǎo)教師：張文愛年月日設(shè)計一:三位十進制計數(shù)顯示器設(shè)計目的:掌握時序電路中多進程的VHDＬ的描述方法。掌握層次化設(shè)計方法。3、熟悉EDA的仿真分析和硬件測試技術(shù)。二、設(shè)計原理三位十進制計數(shù)顯示器分三部分完成，先設(shè)計十進制計數(shù)電路，再設(shè)計顯示譯碼電路,最后設(shè)計一個頂層文件將兩者連接起來。三源程序三位十進制計數(shù)器的三位分三個進程描述,含有同步清0信號ＲＥＳEＴ和計數(shù)使能控制信號CIＮLIＢRARYＩEEE；UＳＥIＥＥE．STD_ＬＯGIＣ_11６４。ＡLL;UＳEIEEE。SＴD_LOGIC_UNSIＧＮED．ＡLＬ；ＥNTＩTYCOＵ3ISPＯRＴ（ＣＬK,ＲESET，CIN:INSTD_LOGIC；CＯ：ＯUTSTＤ＿LOGIＣ；Ａ，B，C:OＵTSTD_ＬOGＩC_VEＣTＯR（3DOＷNTO0））;ENDCOU3；ＡRCHITECTＵREARＴＯFCＯU3ISSＩGNALAＰ,BP，CP:SＴD_LOGＩC_VECTOR(3DOWNＴO(shè)0)；BEGＩNKＫ１：PROCESS(CLＫ)ＢＥGINIF(CLK’ＥVENＴANＤCLＫ＝'1＇）ＴHEＮIF（REＳET=’０＇）TＨENAＰ〈=”0000”;ＥLSIF（CＩN='1'）TＨENIF(ＡP=＂１００１＂）THENＡＰ〈=”０000";ELＳEAP<＝AＰ+'１’；ENDIＦ;ENDＩF；ＥＮDＩＦ；EＮDＰRＯCEＳＳKＫ1；KＫ２:PROCESS（CLK）ＢEGINIF(ＣLＫ’EVENTＡNDCLK=’1＇)THＥＮIF(REＳET＝'0’）THＥＮBＰ〈=”000０"；ＥＬSIF（CIＮ=’1＇）AＮＤ（AP="1001”)ＴHEＮＩＦＢP＝”1001＂THENBP＜=＂０00０＂;ＥLSＥBＰ＜＝BP+’1'；EＮDIF；ENＤIF；ENDIＦ;ENDPROCESＳＫＫ２；KK3：PRＯCEＳS（ＣLK）BEＧIＮＩF(CLK＇ＥVＥNTＡNDCLK=’1'）TＨＥNIF(REＳＥT=’0'）TＨENCP〈＝”0000"；ELSIF（ＣＩN='1'）ANＤ(ＡP=＂１0０1＂）ＡNＤ（BP=”1001＂)ＴHEＮＩＦCP=”1001＂THENＣＰ〈＝”0000";EＬSECP＜=CP+’1＇;EＮＤIF;EＮDIF;ENDIF;ＥNＤPROＣＥSＳKK3；ＰROＣEＳS（CLＫ）ＩSBEGINIFCLK'EＶEＮTANＤＣＬK='１＇THＥNＩFAP="100１”ANDBP="1０01"ANDCＰ=”１001”THＥNCO<=’1＇；ＥＬSＥCO〈=’0’；ＥNDIF;ENDＩF；ＥＮDPROＣＥSS；A＜=AP;B〈＝BP；Ｃ<=CP；ＥNDAＲＴ；2、七段顯示譯碼電路ＶHＤL設(shè)計文件ＬＩBRAＲＹIEEE；USEIEEＥ．ＳTＤ_LOGIC_116４。ＡLL；EＮＴITＹYＩMA７ISＰORT（A:INSTＤ_ＬOGIC＿VＥCTOR(3ＤOWNTO0)；YIMＡ:OＵTＳTＤ_ＬOGIＣ_ＶＥCTOR（６ＤOＷＮＴＯ０)）;EＮDYIMA7;ARCHＩTＥCTUREARＴO(shè)ＦYIMA７ISBEGIＮPROCEＳS（A）IＳＢEGINCＡSEAＩSWHEN"000０"=>YIMA〈＝＂100００00＂;ＷHEN”0０0１"＝〉ＹIMA<="1111001＂；WHＥN＂0０10"=＞YIMA〈＝”0100１0０"；WＨEN"0011”＝>YIMＡ〈＝"0１1０00０"；WＨEN”0100"=〉YＩMA〈=”00１1001"；WHＥN”010１"＝>YＩMA〈=”００１0010”;WHEN”0110＂＝〉ＹＩMA〈=”0０00010＂；WHEＮ＂011１"=＞ＹIMA<＝”11110００"；WHEN＂1000”=＞YIMA<=”000000０”；ＷHＥN"１0０1”=＞ＹＩＭA〈=”0０10000”;WＨENOＴＨERS=>ＹIMA<＝”1111111＂;ENＤＣASE；ENDPROCＥSS；ENＤＡRT;3、三位顯示譯碼頂層文件LIＢRARＹIEＥE；USＥIEEＥ．ＳTD_LOGIＣ_１164．ALL；ENＴITYJISHUXIANSHIISPORT（CLK,RESET,EN:ＩNSTD＿LOＧIC;SEＧ1,SＥG2,ＳＥG3:OUTSＴＤ＿LＯGIC＿VＥCＴO(shè)R（６ＤOＷNTO0）)；ENDJＩSHＵXＩＡNSHＩ;ＡＲCHＩＴECTUREAＲTOFJIＳHＵＸIANSHIISCOMＰOＮENＴYIMA7PORT（A:ＩNSTD＿LOGIＣ_ＶＥCＴO(shè)R(3ＤOWNTO0)；ＹＩMＡ:OUTSＴD_ＬOGIC_VECTOR（6DOWNTＯ0））;ＥNDCOMPＯNＥＮT;COMＰONEＮTＣOU３PORT(CLK，RＥＳET,CIN：INＳTＤ_LOGIC;CO：OUＴSＴD_ＬOGIC；Ａ，Ｂ，Ｃ：ＯＵＴSTＤ_LOGＩＣ_VEＣTOR(3ＤOＷNTO0）)；ENDCOMPONENT;SIGNALIN＿A，IN＿B，IＮ＿C：SＴＤ＿LOGIC_VECＴO(shè)R（３DＯＷNTO０）；BＥＧINＵ0:COＵ3PORTＭＡＰ(CLK，RESEＴ，EＮ，IN＿Ａ,IN_B，ＩN_Ｃ)；U1：YIMＡ7PORTMAP（ＩN_A，SEG１）;U2：YIMA7PORTMAＰ（ＩN_B,SEＧ2);U３:YIMA７POＲTMAP（IN_Ｃ，SEG3)；ENDART;四、仿真出圖五、下載到電路板得到設(shè)計結(jié)果顯示三位十進制計數(shù)設(shè)計二:交通燈控制器一、設(shè)計要求設(shè)計一個由一條支干道和一條主干道的匯合點形成的十字交叉路口的交通燈控制器，主要要求如下:（１).主、支干道各設(shè)有一個綠、黃、紅指示燈，兩個顯示數(shù)碼管。（2)主干道處于常允許狀態(tài)，兩支干道有車來才允許通行。（3）當(dāng)主、支干道有車時,兩者交替通行，主干道每次放行45ｓ,支干道每次放行25s，在每次由亮綠燈變成亮紅燈轉(zhuǎn)換過程中,要亮5s黃燈作為過渡,并進行減計時顯示。設(shè)計方案1、分模塊設(shè)計1）、紅、綠、黃燈控制模塊，模塊名JTＤＫZ；2)、倒計時傳輸、控制模塊XSＫＺ；3）、倒計時45s——CNT45s;4）、倒計時25s-—ＣNT25s;5）、倒計時5s——ＣNT０５s.６）、輸入、輸出。２、模塊設(shè)計思路１）、JTＤKZ-—根據(jù)交通燈顯示有4種狀態(tài),可以采用CASE語句設(shè)置選擇4種狀態(tài)。設(shè)置3個輸入:CLK(時鐘脈沖）、SB(支干道傳感器）、SM(主干道傳感器）。2）、ＸSKZ——根據(jù)需要交通燈顯示的不同數(shù)倒計時據(jù)設(shè)置4個輸入使能信號：EN４5(4５ｓ倒計時使能信號）、EＮ２5(2５s倒計時使能信號）、EＮ0５(5ｓ倒計時使能信號）；再設(shè)置５個倒計時計數(shù)數(shù)據(jù)輸入信號將此時倒計時數(shù)據(jù)輸出:AＩN45Ｍ、AIN45B、ＡＩN25Ｍ、AＩN25B、AIN05；2個輸出信號使數(shù)碼管顯示正在倒計時的時間。3）、ＣNT４5S-—根據(jù)倒計時計數(shù)的要求設(shè)置3個輸入信號：CLＫ(計數(shù)脈沖)、EN45（計數(shù)使能）、SB(支干道傳感器信號);2個輸出DOUT４5M、ＤOUT4５B，分別用于主、支干道顯示。４）、CNT25ｓ——根據(jù)倒計時計數(shù)的要求設(shè)置4個輸入信號：CLＫ(計數(shù)脈沖)、ＥＮ４5(計數(shù)使能)、ＳM(主干道傳感器信號)、SB（支干道傳感器信號);2個輸出DOＵT２5M、DOUT２5B，分別用于主、支干道顯示。5）、CNT05s-—根據(jù)倒計時計數(shù)的要求設(shè)置3個輸入信號：CLＫ（計數(shù)脈沖）、EＮ05Ｂ（計數(shù)使能）、ＥN05M(計數(shù)使能)；1個輸出DＯUT0５，用于主、支干道顯示。6)、輸入輸出模塊，3個輸入分別為：CＬK、SB、SM,2個輸出分別為DOUT1[7。．0］、DＯUＴ2［7．．0]。三、設(shè)計源程序：LIBRＡRYIEEＥ;USEIEEE。STD_ＬOGIＣ_11６4。ALＬ；EＮＴIＴＹJＴDKZISPOＲT（CLＫ,SM，SB：ＩＮSTＤ_LOGIC;MR，ＭY0,ＭG0,BR，BＹ0,BG0:ＯUTＳTD_LＯGIC)；ENDEＮTＩTYJTＤKZ;ARCＨITＥCTＵＲEARTOFJTDKZISTＹPＥSTATE_TYＰEＩＳ(Ａ，B,C，D）;SIGNALＳTATE:STATE_TＹＰＥ;BEＧINCNT：PRＯCＥSS(CLK)ISVAＲIABＬEＳ：IＮTＥGERＲANGE0TO45；ＶＡRIAＢLEＣLR,EN：BIT;BEGINＩF（ＣLK’ＥVEＮTAＮＤＣLK=’1＇）TＨEＮIFＣLR＝＇０’ＴHＥNS：＝0；ELＳIＦEN＝’0’ＴＨEＮＳ:=Ｓ；ELSＥＳ：=S＋１；ENDIF;CAＳEＳTＡＴEISWHＥNA=＞ＭＲ〈=’０＇；MY0〈=’0’；MＧ0〈='1';BR＜=’１';BY0＜='０'；BG０〈＝'0';ＩF（SBANＤSM）＝’1＇ＴＨEＮIFS=45TＨEＮSTATE＜=Ｂ；CLR：=＇0'；EN:=＇0'；ELSEＳTAＴE<=A；CLR：='１＇；EN：＝’1’;ENDIF；ELSＩF（SBAＮD（NOTSM））='1’TＨEＮSTATE〈=B；CＬR：＝’0＇;EＮ：=’0＇;ELSEＳTAＴE<=A；CＬR:='1＇;ＥN:＝'1＇；ENDIF;WＨEＮB=〉MR<=’0’;ＭY０〈＝'１’;MＧ０〈=’0’;BR<=’1＇；ＢY0〈=＇0’;BＧ０〈=＇0＇;IFＳ=5TＨENSTATE＜＝C；CLR:='0＇；EＮ：='0＇；ＥLＳESTATＥ<=B；ＣLＲ:=’１＇；EＮ：='1';ENDIF；WHＥNC=>MR〈='1’;MY０〈＝'0'；MＧ0<=’０’;BR〈=＇0’；BY0<='0'；ＢG0＜='１';ＩF(ＳMANDSB）='1＇THＥNIＦＳ=２5TＨENＳTATE<=D；CLR：＝＇0';EＮ：＝＇0'；ELSESTＡTE〈=C；CLR：＝'１’；EN:=’1＇；ENDIF;ELSIFSB=’0’TＨＥNSTATE〈=D；CＬR：＝’0'；EN：='0＇;ELSESTATE<=C;ＣＬＲ:＝’１＇；EN:=’1';EＮＤIF；WHEＮD=>ＭR<='1’;MY０<='0'；MG0<=＇０'；ＢR〈='0’；BＹ0＜=＇1';BＧ0＜='0’;ＩＦS=5THEＮＳTAＴE〈=A；CLR：='0’;ＥN：＝＇0＇；ELＳESTAＴE<=D;CLR：＝'１＇；EN:='1'；ENＤＩF；ENDCASE；ENDIＦ;ENDPROCESSＣＮT；ＥNＤAＲCHITＥＣTURＥＡRT；設(shè)計仿真的截圖:ＸSKZ模塊的實現(xiàn)簡單設(shè)計思路：根據(jù)EN45、EN２5、EＮ０5M、EN０5B的信號以及３個倒計時計數(shù)器的計數(shù)狀態(tài)決定輸出3個倒計時計數(shù)器中某個的狀態(tài)輸出。原理圖模塊：設(shè)計源程序：ＬＩBＲARＹＩEEE;USＥIEEE.STＤ_LOGＩC＿１１６4.ALL；USＥIＥEＥ。ＳTD＿LOGIＣ_ＵNＳIGNED.ＡLＬ;ENTIＴYCSＫＺＩSＰOＲT（ＩNA:INSTD_LOGIC；ＯUTＡ:OＵＴSTD＿LＯGIC）;ENDENTITYCSKZ;ＡRCHＩTＥCTUREＡＲＴO(shè)FCSＫＺISBＥGINPＲＯCESS（IＮA）ISBEGＩNIFINA=＇1’ＴHＥNOUTA〈='1'；ELＳＥOＵTA＜=＇0＇；ENDＩF;EＮＤPROCESS；ENDAＲＣHITＥCTＵREART；設(shè)計仿真的截圖：CＮT45S模塊的實現(xiàn)簡單思路:CLＫ上升沿到來時,若到計時使能信號和SB信號有效，ＣNT45S開始計數(shù)，并將輸入狀態(tài)通過DOUT4５M、ＤOUT45Ｂ分別輸出到主、支干道顯示。設(shè)計的原理圖模塊:設(shè)計源程序：3ＬIBRARＹIEEE；UＳＥIEＥE。STD_LOGIC_1１64．ALL;ＵSEIEＥE．STD_ＬOＧIＣ_UＮSIGNＥD．ＡLL；ENTＩTYCNＴ45ＳISPOＲT（ＳＢ,CLＫ，ＥN4５:INSＴD_LOGIＣ；DOＵT45M，DOUT45Ｂ:OUＴSTD＿LＯGIC_VECTＯR(7DOWNＴＯ０)）;ENDCNT45S；ＡRCHＩTECTＵREARTOFCNＴ45SISSIGNALCNT6Ｂ：ＳTD＿ＬOＧIC_VＥCTOR（5DOＷNTO0)；BEGINPRＯCESＳ（SB,CLＫ,EＮ４5)ISBEGINIFＳB=＇0＇ＴＨENCNT６B<＝CNＴ6B-CNＴ6B—1;ELＳIF（CＬK'EＶENTANDCＬK=’1’)ＴHENＩFEN４５=’1＇THENCＮT6Ｂ〈＝CNT6B＋1;ＥＬＳＩFEN45＝＇0'THＥNCNＴ6B<=CNT6B-ＣＮT６B—1；EＮDＩＦ；ENDIF;ENDＰＲOCESS；PROCEＳS（CNT６B)ＩSBEＧIＮCAＳEＣＮＴ6BISWHEN”0０00０0"=>DOUＴ4５Ｍ＜=”01０00101”；ＤOＵＴ45B<="0１01００00”；WHEN"000001"＝>ＤOUT45M＜="0100０100＂；ＤＯUT45Ｂ〈="０10010０1";WHEN”000010"=>DOUT4５M<=＂0１000011＂;DＯUT4５Ｂ<＝”01001０00”；WHEN”００0011”＝＞ＤＯUT45M<＝"010０00１0”;ＤOＵT45B<=”01０0０１1１”；WHEN”0０0100＂=〉ＤOUT45M〈=”0１00000１";ＤＯUT４５B<="0100０110”；WHEN＂00０101”=＞DOUT45M<＝＂0１0０0０００";ＤOUT4５B<=”０１００0101”；WＨEN＂0001１０”=＞DOUT４5Ｍ〈=”0011１0０１”；ＤＯUT45B＜=”0100010０”；WHEN"００0111”=〉ＤOＵT45M〈＝”００111０00”;ＤOUＴ45Ｂ〈="0１０00011"；ＷHＥN"00１０0０"=>DOＵT45M〈=＂00１1011１"；DＯUT45B〈＝＂0１０0０010"；WHEN＂0010０1"＝＞DOUＴ45M〈=”00１10110”；ＤOUT45B〈=＂０１000001”;ＷHEN＂００1010"＝>DOＵT4５M<=＂０01１01０1＂；DOＵT45B〈="０1000０00＂;WHＥＮ＂00101１＂=>DOUT45M〈=＂0０110100";DOUＴ４５B＜=”01１０1001”；WＨＥN”001100＂=>DOUＴ4５M<=”001１０011";DＯUT45B＜=”０0１110００＂；WHEＮ＂001１01"=〉DOＵＴ45M＜=”001１0010＂；DOUT45Ｂ〈=”0011０111”;WHEN”00111０"=>ＤOUT4５Ｍ＜=”０0１10001";DOＵT４5B＜="0０110110＂;WＨEＮ"001１11"＝〉DOUT45M<＝"001100０0";DOUＴ4５B＜=＂0０１10101”;WHEN＂0100０0"=＞DOUT45M〈=”001０1001”；DＯUＴ45B<=＂0011０100＂;WHEＮ＂01０0０1”＝〉DＯUT45M＜=”0０1０１000＂；DＯUT45B<＝"0０11０0１1"；ＷHEN"010０１0”=＞ＤOＵT４5M＜="00１0０11１"；DＯUＴ４５B〈="001１0010”；ＷHEN＂010011＂＝〉DＯUT45M<="0０1０0110”；DＯUＴ４5B〈=＂0０１100０1";WＨEN"０10100”=＞DＯUＴ45Ｍ＜＝”00100101＂;ＤOUT４5B<=”00１1０００0"；WＨＥＮ”0１0101"＝〉DＯUT45M〈＝"00100100";DOＵT45B<="001010０1";WＨEＮ"01011０”=>ＤＯUＴ45M<=”0０1００011”;DOUT45B〈=＂0010１０0０";WHＥＮ"０10111"=〉DOUT45M<＝＂0010０010＂；DＯUT45B<＝"00100１1１”；WＨEＮ”0１10０0＂=〉DＯＵT45Ｍ＜="００100００1"；DOUT45Ｂ〈=＂00１０01１0"；WHＥN"011001"=〉DOUT４5Ｍ<="001０００00";DOUＴ４5Ｂ〈=＂001001０１＂；WHEN"0１10１０"=>DOUT４5M<＝”00011001＂；ＤＯＵT４5Ｂ〈="00100100"；ＷHＥＮ”0１1０11"=>ＤOUT45Ｍ<=”０0０11００0";DOUT45B<=＂00100０１1＂；WＨEＮ”0１1１０0”＝＞DＯUT45M〈=＂000１０１１1”;DOＵＴ45B<＝"0０100010”；WHEＮ”０11101"=>DOＵＴ４5M＜=”０00101１０＂;DOＵT45Ｂ<=”00１00０01”；WＨEＮ＂01１110＂=＞DOUT4５Ｍ<=”000１0101";ＤOUT45B＜＝"0010０000";WHＥN”011111＂=>DＯＵＴ４5M〈＝＂00０1０100”；ＤＯＵＴ45B<="0００11001"；WＨEN”10000０＂=>DOUT45M〈=”０001０0１１"；ＤOＵT45Ｂ<＝＂００0１1０0０"；WHEN"１00０0１＂＝〉ＤOＵＴ45M〈="00０1０010＂；DOUT４5Ｂ＜=”0001011１”；ＷHEＮ"1０0010＂＝〉DOUＴ45M〈＝＂00０1０001"；DOUT45B<=＂00010１10”；WHEN＂100０11”=〉DOUＴ45M<=”0001０000＂；DOUＴ45B〈=”0001010１”；WHEN”１00１00"=>DＯUT45M＜=”00０0１001”;ＤOUT45Ｂ＜=＂0001０10０"；WＨEN＂1０0１０1”＝＞ＤOUT45M＜=＂00001000”；DOUT45Ｂ<=＂00０１０011"；WHEN"１0０１10”＝＞DOUT4５M<=”０0000111”;ＤOUT４5B〈=”０0010010";WＨEＮ”１０0111”＝>DＯUT45M〈=”0000０1１0”；DＯUT45B〈=”00010001”;ＷＨEＮ＂１01000"=〉ＤOUＴ45M<="0０000101”;ＤOUT4５Ｂ〈=”０００1０0０0”；ＷHEＮ"101001"＝＞DOUＴ４5Ｍ〈=＂000001０0"；DOUT45Ｂ<=”00001０01”；WＨEN＂101０1０”＝>DOUT45M＜=”0０0000１１”；DOUT４5Ｂ＜=”000０1000”；ＷHEＮ"101011”=〉DＯUT４５M〈＝”0０000010"；ＤOＵT45Ｂ<=＂000０0111”;WHEN”1011００"=〉DＯUＴ45M〈＝"00０00001＂；ＤOUT４5B＜=＂０00001１０”;WHＥNOTHEＲS=〉DOUT4５M〈=＂００0000００”;DOUT45B＜=＂0000000０"；EＮDCAＳE；ＥNDPROＣESＳ；ENＤ；設(shè)計仿真的截圖:CNT25S模塊的實現(xiàn)簡單思路：CＬK上升沿到來時，若到計時使能信號、SM信號和SB信號有效,CNT25S開始計數(shù)，并將輸入狀態(tài)通過DOUT２5Ｍ、DOＵT２５B分別輸出到主、支干道顯示.設(shè)計的原理圖模塊：設(shè)計源程序：LIBRAＲYIＥEE；USEIEEE.STD_LOGIC＿11６4．AＬL；ＵSＥIＥEE.STD_LOGIC＿ＵNSIGNEＤ。ALL；ＥNTＩＴYCNT25ＳISPORＴ(ＳB，SM，CLK,EN2５：INSＴD_LOGIC；ＤOUT２5Ｍ，DOUＴ２5Ｂ：OUTＳTD_LＯＧIＣ＿VECTOR(７ＤOＷNTＯ０））；EＮＤＥＮTＩTYCNT２5S；ARＣHＩTEＣTUREＡRTOFCNT２5SISSIGNALＣNＴ5Ｂ:ＳTD＿LOＧIC_VECTOＲ（4ＤOWＮTO0)；BEＧINPROCESS（SＢ,SM,CLＫ，ＥＮ２5）ＩＳBＥGINＩFＳB＝'0’THＥNＣNT５Ｂ<＝CNT5Ｂ-CＮT5Ｂ—1；ELＳＩFSM=’０＇TＨENCNT5B<=ＣNＴ５B—CNT５B—1;ＥLSIF（ＣLK'ＥVEＮTＡNDＣLＫ＝’１')TＨENIFEN25='1'ＴHENCNT５B〈=CＮT5Ｂ+1；ＥLSＩＦＥN2５=＇0＇THENＣNT5Ｂ<=CＮT5B-CNT5B－1；EＮDＩF;ENＤIＦ；ENDＰROCＥSS;PＲOCESS（CNT5Ｂ）ISBEGＩNCAＳECＮT5BISＷHＥN"０0０00”=>DＯＵNT25B<＝"00100101”;DOＵT２５M〈="0011０000”；WHEN"0００0１＂=>DＯUNT25B〈="0010０1０0"；DＯUT２5M<＝”0010１001”；WＨEN”0０01０"＝〉ＤOUNＴ25B＜＝"00１０0０１１"；ＤOUＴ２５Ｍ<＝”0０101０00”；WＨEＮ”０0011＂=〉DOUNＴ25Ｂ<=”０0100０10”；ＤOUT２5M<=＂00１00１11"；WHEＮ”０0１00"=＞DOUNT25B<="０0１00001”;ＤOＵT25M＜=＂0０1０011０”;WＨＥＮ"00101”=〉DOUＮT2５B〈="０0100000”；DOUT25Ｍ<="０01001０1"；WHＥN”０0１10＂=〉ＤOＵNT25B〈="000110０1”；ＤＯUT25M〈=”0０10０１00";WHＥN＂00１１1”=＞DOUＮT25Ｂ<=”00０11000";ＤOUT25Ｍ<=”００100011”;ＷHEN"010０0"＝>DOUNT25B<="０0０1０111";DOUT25M<=”00100010”;WＨEN”0100１"=＞ＤOUNT25Ｂ〈="000101１0"；ＤＯUT2５M〈=＂00100001＂;ＷHEN＂0101０＂=〉DOＵNＴ2５B〈＝"０００10１０1";DOUT２5M〈="00１0００00”；WHＥＮ”01011”=＞DＯＵNT25B＜＝”00010１0０";DOＵT25M〈=＂00０1１001”;ＷHEN”0１100”=〉DOUNT2５B＜＝"０0010０11"；DOＵT２５M<="０00１1000＂；ＷHＥＮ”０１101”＝＞DOUNT25B<="00０1０0１０"；DOUT25Ｍ＜=”00010111”;WHEN"01110"=＞DOUNT２5B＜=＂0０010001";DOUT２5M<=＂000１０110＂；WＨEN＂011１１”＝〉DOUNＴ２5B＜＝”0001００00"；ＤOUＴ2５M〈="0001010１";ＷＨEN”１0000"＝>DOＵNT2５B<="０000１001"；DOUＴ25Ｍ〈＝＂0０010100";ＷHEN”１000１＂＝＞DOUNT25B＜="００0010０0”;ＤＯUＴ25M〈=＂000１００11＂;WHＥN＂10010"=〉DOＵNT２５B<=＂0000０11１”；DＯＵT25M<=＂0001０0１０”;WHEＮ"1０011＂=＞ＤOUNT25B<=”00０0011０”;DOUT25Ｍ＜＝＂00010001";ＷHEN＂10100”=>ＤＯUNＴ2５B〈＝”000０0101"；DOUＴ2５M〈=”00０10000”；WHEN”1010１”＝>DOUNT２５B<="0００００100”;DＯＵT25M〈=”0000１00１"；WHＥN”10１1０”=〉DＯUNＴ２5B〈="000000１1"；ＤOＵT25M＜="００0０1000";WHEN”1011１"＝〉DＯUＮT25B＜=＂0000０0１0";DOUＴ2５M〈＝”00０00111＂;ＷHEN＂1100０"＝>DＯUNT25B<="0０000００１＂；DOUT25Ｍ〈=”0000011０";WHENＯＴHＥRS=>DOＵNT25B〈＝＂０0000０00"；DOＵT25M＜=＂00000000"；ENDCAＳE；ENDPＲＯＣESＳ；ＥND;設(shè)計仿真的截圖：CNT05S模塊的實現(xiàn)簡單思路:ＣLＫ上升沿到來時,若到計時使能信號有效，CNT25Ｓ開始計數(shù)，并將輸入狀態(tài)通過DOUＴ０5輸出到主、支干道顯示。設(shè)計的原理圖模塊：設(shè)計源程序LIBＲARＹIEEE；ＵＳEIEEE。SＴD_ＬOGIC_116４。ALＬ;ＵＳEＩEEE。STD_LOGIC＿UNSIGNＥD．ＡLL;EＮTＩＴYCNT０５SISPORT（CＬＫ,ＥN05M，EN0５B：INＳTＤ＿LOGIC；ＤOＵＴ5:OUTSTD_LOGIC_VＥCTＯR(７DOWNTO0））；ENDＣＮT05Ｓ；ＡRCHIＴＥCTＵREARTＯＦCNT０５SISSＩＧＮＡＬCＮＴ3B：ＳTD＿LOGIC＿VECTOR（2DOWNTO0）；ＢEＧINPROCESS(CＬK,ＥN05M，EN05B）IＳBEGINIＦ(CLK＇EVEＮTAＮDＣLK＝’1'）THＥNIＦEN０５M='1＇THENCNＴ3B<=CNT3B+１;EＬSIFEN05B＝'１'TＨＥNCNT3B〈=ＣNT３B+1；ＥLＳIＦEN05B='0＇THENCNT3B〈=CNＴ３Ｂ—CNＴ3Ｂ-1；ENDIＦ；ＥNDIF；ENDPＲＯＣEＳS；PROCESS（ＣNT3B）BEGINＣＡSＥＣＮＴ3ＢISWHＥＮ"000＂=〉DＯUT5〈=”0000010１＂;WHEN"０01”=>ＤＯUT5<="0000０100”;ＷＨEＮ"010＂＝〉ＤOＵT5<=”０0００0011";WHEN”０11”=＞DOUT5<＝"00000０1０"；WＨEN”100＂=＞DOUＴ5<=”０000０001”;ＷHENOTHERS＝>ＤOUT5〈="0０000000"；ENDCＡSE；ENDPROCＥSＳ；ＥＮD；設(shè)計仿真的截圖：顯示譯碼器LIBRARＹIＥＥE；USEＩEEE。STD_LＯＧIC＿116４.ＡLL；ENＴＩＴYYIMA７ISPORT（A：INSTD＿LOGＩC＿VEＣTＯR（3DOＷＮＴＯ0)；YIMA:ＯUTSTD_LＯGIＣ_ＶECＴO(shè)R(6DＯＷNTＯ０)）;ENDYＩＭA7;ＡＲＣHＩＴECTUＲＥAＲTOＦＹIMA７ISBEGINPROＣＥSS(A）ＩSBEGINCASEＡISWＨEＮ”０000＂=〉YIMA〈=”100０000＂;WHEN"０0０1"=>YＩMA＜＝＂11１10０1＂;WHEＮ"00１0＂=＞YＩMA＜="0100100”；WHEN”00１1”=＞YIＭA<="0１1０000”;WＨEＮ"0100＂=＞ＹIＭA＜=”0０１1001"；WHＥN"0101”=〉YIMA〈=＂0０１00１0”；WHEＮ”0110＂=>YIMA＜=＂０000０１０"；WHEＮ”01１1＂=>YIMA〈="1111000＂；WHEN＂1000＂=〉YＩMA＜=＂0000000";WHＥN”1001"=>YIMA〈=”0010000”;ＷHＥN”10１0"=>ＹIMＡ＜=”0001０00"；WHEN"１011＂=>ＹIMＡ＜＝”0０00011＂；WHEN＂１1００"=〉YＩMA<=＂1000１10”;WHEN"1101"=＞ＹIMA<=”0100001”；WHEN"1１10"=＞YＩMA〈="０000１１0＂；WHＥN”11１1"=>ＹＩＭA〈=”００01110”；WＨENOTHＥＲS=＞ＮULL；ＥNDCAＳE;ＥNDPROCESＳ；ENDAＲT；整體組裝和測試自動轉(zhuǎn)換出來的源程序：LＩＢRARＹieeｅ；USEｉｅee．ｓtd＿logic_11６4。all;LIＢＲARYwｏrｋ;ENTITYBlocｋ1IS port （CLK:INＳTD_LOGＩＣ; ?SM：ＩNSTD_ＬOGIＣ；? SB：IＮSTD_LOGＩC; ＭＲ：ＯUTSTD_LOGIＣ; ?MY:OUTSTD_LOGIC; MG：ＯＵTＳTD_LＯGIC;??BR:OUＴSＴＤ_LOＧIC；??BＹ：ＯUTSTD_ＬOＧIＣ;??BG：OUＴSTD_ＬOGIC； ?DOUT１:OUTＳTＤ_LOＧＩC＿ＶEＣTＯＲ(7ｄoｗnto0)； ?ＤOUＴ2：ＯUTSTＤ_LOＧIＣ＿VECTOＲ(７doｗntｏ０)）;ＥＮDBlock1;ＡRＣHＩＴECＴＵREbdf_typｅOFBlocｋ1IScomｐonｅntｃnt05s ＰORT（CLK:INSTD_LOＧIＣ； ＥN０5Ｍ:INSTD_LOGIC；? EN０5Ｂ：ＩNSTD＿LOGIC； ?DOUT5:OUTSＴD_ＬOGIＣ＿ＶECＴO(shè)R（7dowｎto0） ）；endcomｐoｎent;compｏnentcnt２５s?PＯRT(SＢ：INSＴD_LＯＧIC; SM:ＩNSTD＿LOGIC；??CLK：ＩＮSTD＿LＯGＩC；? EＮ２5：INSTD＿ＬOGIC;? DOUT2５Ｂ:OUＴSＴＤ_LＯGＩＣ_VEＣTOＲ(7ｄoｗnｔｏ0）； ?DＯＵT25M：OUTSＴD_LＯＧIC_VECTOＲ（7dｏwnｔo0））；enｄcomponｅｎt；ｃompｏｎｅntcnt４５s ＰＯＲT(SＢ:INSＴD＿LＯGIC； ?CLK：INＳＴD＿LOGIＣ;? EＮ４５:IＮＳTD＿LOGIC；? DOUＴ45Ｂ：ＯUＴＳTD＿LＯGＩC_ＶECＴO(shè)R（７dｏwｎｔo0）； ?DOＵT45M：OUTＳTD_ＬOGIC_VECTOR（7downto0）);endcｏmponeｎt；ｃompoｎｅｎtjtｄｋｚ?ＰＯRＴ（CLK:ＩNＳTD_LOＧIC；??ＳＭ：ＩNSTD＿ＬOGＩＣ； SB:ＩNSTD＿LＯＧIＣ； ?MR：OUTSＴD＿LＯGIC；??MＹ０：OUＴSTD_LOGIC；??MG0：ＯUTＳTD＿LＯＧIC;? BR:OUＴSTD_ＬＯＧIC;??BＹ0：OUTSＴD_LOGIC； BＧ0:OUTＳTD_LOＧIC)；endcomponent；coｍpｏnｅｎtxsｋz?PＯRT（EN4５：INＳＴD_LOGIＣ; ?EN25:ＩNSTD＿LOGＩC；??ＥN０5M：INSＴD_LＯＧIＣ；? EN05B:IＮSTD_LOGＩC;??AＩＮ０5:ＩNSTD_LOGIC_VECTOR（７ｄownto0);? ＡIN25Ｂ：IＮSTD_LＯGIC_ＶＥCTOR(7dｏwnto0）; ?ＡＩN2５Ｍ：INSTD_ＬOGIC_VECTＯＲ(７ｄownto0）；??ＡIN45Ｂ:INＳTＤ_LOGＩC_ＶＥCＴO(shè)R(7dｏwnto０)； ?AIN４5M:IＮＳTＤ_ＬＯGＩC_VEＣTOＲ(７downto0）；??DＯＵTB：ＯUTSTＤ_LOGIC＿VECＴO(shè)R（7ｄowｎtｏ０）；??ＤOUTＭ:OUTSTD_LＯGＩC_ＶECTＯＲ（７downto０） );endcompｏnent；sigｎal?SYＮTHEＳIZEＤ＿WIRE＿13：ＳTD＿LOGIC;ｓignal?SＹNTHEＳIZED＿WIＲE_14:STD_ＬＯGＩC；signａl SYNＴHEＳIZED＿WIＲE＿1５：STD_LOＧＩＣ;sｉｇnal?SYＮTHEＳIＺＥD_ＷIＲＥ＿16:STＤ_LＯGIC；sｉgｎal?SYＮTＨESIZED＿WＩRＥ_８：STD_LOGIC_VECTOR（7dｏｗｎto0）；sｉgｎal ＳYNTＨESIＺEＤ_WIRE_９:STＤ＿LOGIC＿ＶＥCTOＲ（７downto０)；signaｌ?SＹNＴＨESIZＥD＿ＷIRE＿1０：STＤ_LOGＩC_VECTＯR(7doｗnto0）;sｉｇnaｌ?SYNＴHＥSＩZＥD＿WIRＥ＿１1:STＤ＿LOGＩＣ_ＶECTOR（7doｗnｔｏ０）；ｓigｎａｌ ＳYNTHＥＳIZED_WIRＥ_12：STD＿LOＧIC＿ＶEＣTOR（7downｔo0)；BEGINMY<=SＹNＴHESIZED＿WIRE_1３；ＭG〈=SYNＴHＥＳIＺＥD_WＩＲE＿１6；ＢＹ〈=SＹＮTHＥSIZED_ＷＩＲE_1４;ＢG<=SYNＴHESＩZED_WIRE_15；b2ｖ_inst：cnt０５sPＯＲTMＡＰ(CLK＝〉ＣＬＫ,??EN05Ｍ=>SYNＴHＥSIZＥD_ＷＩRE_13，??EN０5Ｂ＝〉SYNTHESIZＥD_WIＲE_14，??DOUT５=＞SYNTＨESIＺＥD_WＩＲE_8)；ｂ2v_ｉｎst1：cnt25sＰOＲTMAP（ＳB＝>SB， ?SM=〉SＭ，? CLK=>CＬK， EN２5=>SYNTHESIＺED_WIRE_15,??ＤOUＴ２5B＝〉SYNTＨESＩZＥD＿WIRE_９， ?DOＵＴ2５M=>SYNTHESIZED_WIRＥ_10）；b2v_inst２：cnt４5sPORTＭAP(SB=〉SB,??CＬK=〉CLＫ, EN45=>ＳYNＴHEＳIＺED＿WＩRE_１６，??DOUT４5B＝＞ＳYNTHESIＺED_WIRE_11，? DOUＴ４5M=〉SYＮTＨESIＺED_ＷIRE_1２）;b２ｖ_iｎst3：ｊtｄkzPORＴMＡP（CLK=>CLK,? SＭ=＞SM，? SB=〉ＳB,? MＲ＝>MR， MＹ０=〉SYNTHESIZＥD＿ＷIRE_1３, ＭG0=〉SYNTＨESＩZＥD_WＩRE_１6, ＢＲ＝〉BR, BＹ0=＞SYNTHEＳIZED_ＷIＲE_14，??BG0=＞SＹNTHESIZED_WIRE_1５）;b2v_ｉｎｓt4:xskzＰOＲTMAP（EN４５=〉SＹNTHＥSＩZＥD＿ＷＩRE_16,??ＥＮ25＝〉ＳＹNＴHESＩZＥＤ_WＩRＥ_15， ?EN05M=>SYNTHESIＺＥD_ＷＩRE_13, EN０5B=>SYNTHESIZED＿WIRE＿1４，? AIＮ05=＞SYNTHEＳIZED_WIRE＿8， ＡIN２5B=>SYNTHＥSIZED＿WIＲE_9, ?AIN２5M＝>SYＮTHESIZEＤ_WIRE_１０， ?AIN45B＝〉SYNTHESＩZED_WIＲE_1１，? ＡＩN４5M=>ＳYＮTHESIZEＤ＿WIRE_１2， ?DOＵＴB=＞DOUT２，ＤOUTM=〉DＯＵＴ１）;END；功能說明：1.主、支干道各設(shè)有一個綠、黃、紅指示燈，兩個顯示數(shù)碼管.2。主干道綠燈處于常亮狀態(tài),兩支干道有車來才亮綠燈。3．當(dāng)主、支干道有車時，兩者交替通行，主干道綠燈每次亮45S,支干道綠燈每次亮２5S，在每次由亮綠燈變成亮紅燈轉(zhuǎn)換過程中，亮5S黃燈作為過渡，并進行減計時顯示。4．按鍵8和按鍵5分別控制主、支干道的傳感器信號,燈８燈6顯示支干道的紅綠燈,燈４到燈2顯示主干道的紅綠燈?？傮w波形四、結(jié)論在主干道有車,支干道無車時候倒計時完后主干道數(shù)碼管顯示會停止在綠燈0S，支干道會停止在紅燈0Ｓ，從而主干道常通,支干道有車后才開始倒計時;主干道和支干道都沒車時數(shù)碼管顯示也停止在0Ｓ,這樣的顯示節(jié)省軟件資源。在設(shè)計中使用了６個模塊，程序簡明清晰.五、設(shè)計心得通過這次課程設(shè)計，我對EDＡ的設(shè)計步驟及注意事項有了進一步的了解，同時也學(xué)會了如何正確使用ＶHDＬ設(shè)計語言，雖然交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)很常見了,但真正讓我們自己動手設(shè)計一個簡單的系統(tǒng)，我們才深刻體會到任何一個看似簡單的東西,里面往往存在著我們?nèi)菀椎暮雎缘臇|西。因此，這次課程設(shè)計我學(xué)到了很多東西,不僅僅是關(guān)于EDA這門課程的?！峨姎饪刂婆cPLC》課程設(shè)計說明書基于PLＣ的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計ThevariablｅｆrｅquｅnｃyｓｐeedregulationｓysteｍbａｓedｏnPLCｄesiｇn學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號學(xué)院名稱專業(yè)名稱電氣工程及其自動化指導(dǎo)教師2０13年１２月1日摘要本文主要介紹了研究和設(shè)計的基于可編程控制器的變頻調(diào)速系統(tǒng)的成果，在本次的設(shè)計中，我的設(shè)計系統(tǒng)主要由PLC、變頻器、電動機等幾部分組成。經(jīng)過本次設(shè)計和研究,使我對所有器件有了新的認識，尤其對PLC有了更多的了解：ＰLC是能進行行邏輯運算，順序運算,計時,計數(shù)，和算術(shù)運算等操作指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程的工業(yè)計算機.首先我們查閱各個器件的資料，先對其有個明確的認識,然后通過老師的指點明白了整個系統(tǒng)的大概工作原理框圖后，通過學(xué)習(xí)資料與老師指點將硬件設(shè)備連接成功.本文綜合應(yīng)用電子學(xué)與機械學(xué)知識去解決基于可編程控制器的變頻調(diào)速系統(tǒng),本次設(shè)計選用三相異步交流電機，而PLC和交流電機無論在工業(yè)還是生活中都是應(yīng)用最廣，因此本次設(shè)計具有相當(dāng)?shù)膶嵱脙r值.關(guān)鍵詞PLC;變頻器；電動機；調(diào)速目錄ＴO(shè)C\ｏ"1-3"\h\z\uHYPERLINＫ\l_Ｔｏc１918３1引言PAGＥREＦ_Toｃ191８３1HYＰERLＩNK\l_Toc１9２5１1.1概述PAＧEREF_Tｏc192511HＹPEＲＬINＫ\l＿Ｔoc86041．2設(shè)計內(nèi)容１ＨYPＥＲLＩNK\l_Ｔoc87592系統(tǒng)的功能設(shè)計分析和總體思路PＡGＥRＥF_Tｏc875９２HＹＰＥRＬINK\l_Tｏc14486２。１系統(tǒng)功能設(shè)計分析PＡGEREＦ＿Toc１４48６2HYPERLINK\l_Tｏｃ470２。２系統(tǒng)設(shè)計的總體思路PAGEＲEＦ_Ｔoc４702HYPERLＩNK\l_Ｔoc169３93ＰＬC和變頻器的選擇PＡGＥＲEF_Tｏｃ16９3９３3．１ＰLC的概述PAＧＥREF＿Toc1０5923HＹPＥＲLＩNK\l_Ｔoｃ178813.1.１PLＣ的基本結(jié)構(gòu)ＰＡＧEREF_Toc1７8８13３．1。2PLC的工作原理ＰＡＧEREF＿Toc230６45ＨＹPERLINＫ\l_Toｃ1393.１。３PLC的型號選擇ＰAGERＥＦ_Toc13９6３．2變頻器的選擇和參數(shù)設(shè)置PＡＧEREF_Toc1716８６3．2。1變頻器的選擇PAGEＲEＦ＿Toc3１6436ＨYPＥRＬIＮK\l＿Ｔｏｃ１14193.2.2變頻調(diào)速原理PAGEＲEF_Toc11４１9７HYPERLINＫ\l_Toc14５643.2．3變頻器的工作原理ＰAGＥREＦ_Tｏc1４56483.2．4變頻器的快速設(shè)置ＰAGERＥF_Toｃ２6７798ＨＹＰERLＩNK\l_Toc11364開環(huán)控制設(shè)計及PLC編程ＰAGEREＦ_Toc11３694.１硬件設(shè)計PAＧEＲEF_Toc301９99HYPＥRLINK\l_Tｏc１6５134．2PＬＣ軟件編程PＡGEREF_Toc165131０４.2．１設(shè)計步驟ＰＡGＥREF_Toc３０9651０４。2．２系統(tǒng)流程框圖PAGＥＲEF＿Toc26３811０４.2。３程序的主體PAＧEREＦ_Ｔoc３05551１ＨYPERＬＩNK\l_Toｃ5０8７４.2。4控制程序T形圖PＡGＥＲEF_Toc508711HYPＥＲLINＫ\l_Ｔｏc323735PLC系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計PAGEＲEF_Ｔoc３2373１7HYPERLINK\l_Ｔｏc176６1５.１

變頻器的干擾源PＡGEＲEＦ＿Toc176６11７ＨYＰERＬIＮK\l＿Toc１９０645。２干擾信號的傳播方式PAGＥREＦ_Toc1906４17HYPERLINK\l_Toｃ110１２5．3

主要抗干擾措施PAGERＥF_Tｏc１1012１84745.３。１電源抗干擾措施PAGEＲEF_Toc4７41８HYPEＲLINＫ\l_Ｔｏｃ290785．3.2硬件濾波及軟件抗干擾措施PＡGERＥF_Toc29０7818HYPERLＩＮK\l_Toc2７8025。３．3接地抗干擾措施ＰAGＥREF_Ｔoｃ２７8０218ＨＹPＥRLＩNK\l_Tｏc266４2結(jié)論與心得ＰAGEREF_Toc２６6４２193724參考文獻PAGEＲEF＿Ｔoｃ37242０HYPERLＩＮＫ\l_Toc29996附錄PＡGＥREＦ＿Toc299９6２11引言1．１概述調(diào)速系統(tǒng)快速性、穩(wěn)定性、動態(tài)性能好是工業(yè)自動化生產(chǎn)中基本要求.在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐的諸多領(lǐng)域中調(diào)速系統(tǒng)占有著極為重要的地位特別是在國防、汽車、冶金、機械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。調(diào)速控制系統(tǒng)的工藝過程復(fù)雜多變，具有不確定性,因此對系統(tǒng)要求更為先進的控制技術(shù)和控制理論.?可編程控制器（ＰLＣ)可編程控制器是一種工業(yè)控制計算機,是繼續(xù)計算機、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動裝置.它具有抗干擾能力強，價格便宜,可靠性強，編程簡樸，易學(xué)易用等特點，在工業(yè)領(lǐng)域中深受工程操作人員的喜歡，因此PLＣ已在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域中被廣泛地使用。１。2設(shè)計內(nèi)容（1）利用西門子S７—200PLC、EM２35、西門子MM420變頻器等硬件設(shè)計一個變頻系統(tǒng),可以控制電動機的正反轉(zhuǎn)和停止,另外能夠平滑地調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速;（２）用MＣGS上位機軟件界面給出頻率設(shè)定值。

２系統(tǒng)的功能設(shè)計分析和總體思路2.１系統(tǒng)功能設(shè)計分析隨著電力電子技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展，交流變頻調(diào)速在工業(yè)電機拖動領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；可編程控制器PLＣ作為替代繼電器的新型控制裝置，簡單可靠,操作方便、通用靈活、體積小、使用壽命長且功能強大、容易使用、可靠性高，常常被用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和設(shè)備的控制；組態(tài)軟件技術(shù)作為用戶可定制功能的軟件開發(fā)平臺工具,可實現(xiàn)顯示電機轉(zhuǎn)速，可實現(xiàn)遠程調(diào)速控制，在PC機上可開發(fā)友好人機界面，通過PＬＣ可以對自動化設(shè)備進行“智能”控制。在此,本次設(shè)計就是基于ＰLＣ的變頻器調(diào)速系統(tǒng)。將現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的PLC和變頻器綜合起來主要功能實現(xiàn)了變壓變頻調(diào)速。電機的正反轉(zhuǎn)，加減速以及快速制動等。因此，該系統(tǒng)必須具備以下三個主體部分：控制運算部分、執(zhí)行和反饋部分?？刂七\算主要由PLC和變頻器來完成；執(zhí)行元件為變頻器和電機；反饋部分主要為速度反饋。２．２系統(tǒng)設(shè)計的總體思路系統(tǒng)主要由三個部分構(gòu)成,即可編程邏輯控制器件PLC、變頻器和電機。首先通過設(shè)置給定輸入給PＬC，再通過ＰLC控制變頻器，再經(jīng)由變頻器來控制電機,隨后將電機的轉(zhuǎn)速反饋給PLＣ，經(jīng)比較后輸出給變頻器從而實現(xiàn)無靜差調(diào)速.具體如下圖所示:-速度給定-速度給定速度反饋信號+PLC（PID）變頻調(diào)速系統(tǒng)電機圖2－1速度閉環(huán)控制的機構(gòu)控制圖3PLＣ和變頻器的選擇3。１PLC的概述３．1。１PLＣ的基本結(jié)構(gòu)可編程序控制器簡稱為PLC（ProgｒaｍｍaｂleＬogicConｔroｌｌer）主要由ＣPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。（如下圖3－１所示）圖3—1PLC控制系統(tǒng)示意圖可編程序控制器實際上是一種工業(yè)控制計算機，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕桑肞U(中央處理單元)、存儲器（RAM和EPROM）、輸入/輸出模塊（簡稱Ｉ/O模塊)、編程器和電源五大部分組成。1)CPU模塊CPU模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機處理器（CＰU）和存儲器組成。ＣPU的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作,每一次掃描要完成以下工作：(1)輸入處理：將現(xiàn)場的開關(guān)量輸入信號和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。（2)程序執(zhí)行:逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號去控制有關(guān)的電路,完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。（3）輸出處理:將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊,去控制外部負載。２）Ｉ／O模塊I/Ｏ模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和ＣＰU模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。輸入信號有兩類:一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字開關(guān)、限位開關(guān)、接收開關(guān)、關(guān)電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號；另一類是由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號?？删幊绦蚩刂破魍ㄟ^輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器,可編程序控制器控制的另一類外部負載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等。CＰU模塊的工作電壓一般是5V,而可編程序控制器的輸入/輸出信號電壓一般較高，如直流24V和交流22０Ｖ。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件,或使可編程序控制器不能正常工作，所以CＰU模塊不能直接與外部輸入/輸出裝置相連。I／Ｏ模塊除了傳遞信號外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。3)編程器編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運行時梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài).編程器可以永久地連續(xù)在可編程序控制器上，將它取下來后可編程序控制器也可以運行。一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時使用,一臺編程器可供多臺可編程序控制器公用。4）開關(guān)量I／O模塊開關(guān)量模塊的輸入輸出信號僅有接通和斷開兩種狀態(tài)。電壓等級有直流５Ｖ,12V，2４Ｖ,48V和交流110V，2２0V等。輸入輸出電壓的允許范圍很寬,如某交流220V輸入模塊的允許低電壓為0～70V，高電壓為７0～256V，頻率為47～６3ＨZ。各I／O點的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元件顯示在面板上，外部I/O接線一般接在模塊的接線端子上，某些模塊使用可拆除的插座型端子板，在不拆去端子的外部連線的情況下，可以迅速地更換模.開關(guān)量I/O模塊可能4，8，16,3２，64點。圖３—２直流輸入電路3.1.2PLC的工作原理ＰLC通電后,需要對硬件和軟件做一些初始化工作.為了使PLC的輸出及時地響應(yīng)各種輸入信號，初始化后PLC要反復(fù)不停地分段處理各種不同的任務(wù),這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。1、初始化過程:與其它單片機運行一樣,上電運行或復(fù)位時進行處理（1)硬件初始化，復(fù)位輸出輸入模塊,清零（2）清除數(shù)據(jù)區(qū)(3）輸出輸入地址分配２、掃描過程(1）掃描輸入，將輸入口狀態(tài)讀入至輸入口映像區(qū)（2）時鐘處理，特殊寄存器更新(3）執(zhí)行用戶程序（4）輸出，將輸出口映像區(qū)輸出至輸出端口刷新（５)自診斷檢查3、出錯處理檢查PＬC內(nèi)部電路CＰU、電池電壓、程序存儲器、I／Ｏ、通訊異常致命錯誤，CPU強制STOP方式，所有掃描停止。圖3-1所示為一小型PLC的典型工作過程SKIPＩF１〈0圖3—3小型PLC的典型工作過程３.1．3PLC的型號選擇在PＬC系統(tǒng)設(shè)計時,首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原則選型所選用ＰLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng),PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng).熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求,明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定ＰLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。綜合了輸入輸出（I/O)點數(shù)、存儲器容量、各項控制功能和機型的考慮以及性價比等各方面的因素，在此我為該系統(tǒng)設(shè)計選擇了Ｓ7—200PＬＣ一臺。圖3-4Ｓ7-２00PLCＣPU的外形模型圖S7-2０0有5種CPU模塊、6個有1２種工作方式的高速計數(shù)器和兩點高速計數(shù)器／和脈沖寬度調(diào)制器、直接讀寫的模擬量I/O模塊、先進的程序結(jié)構(gòu)、靈活方便的尋址方式以及程序化的PIＤ編程控制.強大的通訊功能，它支持多種通信協(xié)議。價格是它在所有品牌在同一功能區(qū)內(nèi)很有競爭力的。最重要的是它還提供了完善的的網(wǎng)上支持。這些都為實現(xiàn)本系統(tǒng)的設(shè)計提供很好的條件和方便。例如,高速計數(shù)器可以用來測速從而實現(xiàn)速度反饋。3．2變頻器的選擇和參數(shù)設(shè)置3．2.１變頻器的選擇正確選擇通用型變頻器對于傳動系統(tǒng)能夠正常運行時至關(guān)重要的,首先要明確使用通用變頻器的目的,按照生產(chǎn)機械的類型、調(diào)速范圍、速度響應(yīng)和控制精度、啟動轉(zhuǎn)矩等要求,充分了解變頻器所驅(qū)動負載特性,決定采用什么功能的通用變頻器構(gòu)成控制系統(tǒng),然后決定選用哪種控制方式最合適.所選用的通用變頻器應(yīng)是既滿足生產(chǎn)工藝要求,又要在技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)上合理.若對通用變頻器選型、系統(tǒng)設(shè)計及使用不當(dāng)，往往會使通用變頻器不能正常的運行、達不到預(yù)期目標(biāo),甚至引發(fā)設(shè)備故障,造成不必要的損失。另外,為了確保通用變頻器長期可靠的運行,變頻器的地線的連接也是非常重要的.變頻器在調(diào)速系統(tǒng)中的優(yōu)點：控制電機的啟動電流;降低電力線路的電壓波動；啟動時需要的功率更低;可控的加速功能;可調(diào)的運行速度;可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限；受控的停止方式；節(jié)能；可逆運行控制；減少機械傳動部件。在本系統(tǒng)中，選用了由西門子生產(chǎn)的通用變頻器MM４20。MｉcrｏMａsｔer420是全新一代模塊化設(shè)計的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它有強大的通訊能力、精確的控制性能、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有更多的靈活性，操作方便。最新的ＩGBT技術(shù)，具有7個固定頻率,4個跳轉(zhuǎn)頻率。靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性,防止運行中不應(yīng)有的跳閘,直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能。用BiCo技術(shù)，實現(xiàn)Ｉ／O端口自由連接。MIＣROＭＡSＴEＲ420是用于控制三相交流電動機速度的變頻器系列,從單相電源電壓額定功率１20W到三相電源電壓額定功率１1KW可供選用,由微處理器控制,用具有現(xiàn)代先進技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管(ＩGＢT）作為功率輸出器件。因此，具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動機運行的噪聲，全面完善的保護功能為變頻器和電動機提供了良好的保護。MICＲOＭASＴER420具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù),它是給數(shù)量眾多的簡單的電動機控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)動裝置。由于ＭIＣRＯＭASTEＲ４20具有全面而完善的控制功能，在設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后,它也可用于更高級的電動機控制系統(tǒng)。3。２.2變頻調(diào)速原理變頻調(diào)速是通過改變電機定子繞組供電的頻率來達到調(diào)速的目的。n＝60f（1—ｓ)/ｐ(式3。１)對于成品電機,其磁極對數(shù)p已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)差率s變化不大,故電機的轉(zhuǎn)速n與電源的頻率f成正比，因此改變輸入電源的頻率就可以改變電機的同步轉(zhuǎn)速，進而達到異步電機的調(diào)試目的。３.２．3變頻器的工作原理變頻器的工作原理是把市電（380V、５０Ｈz）通過整流器變成平滑直流，然后利用半導(dǎo)體器件(GＴO(shè)、GTＲ或IGBT）組成的三相逆變器,將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電。3.2。4變頻器的快速設(shè)置如果所用的變頻器剛剛出廠的變頻器，則需對它進行快速調(diào)試，試驗中用到的變頻器都已經(jīng)完成了快速調(diào)試。表３-1變頻器的參數(shù)說明序號變頻器參數(shù)出廠值設(shè)定值功能說明P030４2３0３80電動機的額定電壓(3８0V)P03053。2５0。３５電動機的額定電流（0。3５A(chǔ)）Ｐ０30７0。750.06電動機的額定功率(60W）P0３1050.005０.00電動機的額定頻率（50Hｚ）P031101430電動機的額定轉(zhuǎn)速（１430r/min）P100021用操作面板（BＯP）控制頻率的升降Ｐ１0800０電動機的最小頻率(０Hz)P1082５050.0０電動機的最大頻率（５０Hｚ)P11２01０10斜坡上升時間（10S)P1121101０斜坡下降時間(10S)P07002２選擇命令源（由端子排輸入）P０7011１０正向點動P０7021２１１反向點動P105８５。0030正向點動頻率（30Hｚ）P1０595.0020反向點動頻率(20Hz）Ｐ1０6010。0010點動斜坡上升時間（10S）Ｐ１０6１１０.00５點動斜坡下降時間（5S）注:（1）設(shè)置參數(shù)前先將變頻器參數(shù)復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值;(2)設(shè)定P0003＝２允許訪問擴展參數(shù)；(3)設(shè)定電機參數(shù)時先設(shè)定P0０1０＝1(快速調(diào)試)，電機參數(shù)設(shè)置完成設(shè)定P0０１0=0(準(zhǔn)備)改變參數(shù)數(shù)值的一個數(shù)字。為了快速修改參數(shù)的數(shù)值，可以單獨修改顯示出的每個數(shù)字，操作步驟如下:1。按（功能鍵)，最右邊的一個數(shù)字閃爍。 2.按/，修改這位數(shù)字的數(shù)值。 3.再按（功能鍵）,相鄰的下一位數(shù)字閃爍.?4.執(zhí)行2至４步,直到顯示出所要求的數(shù)值。 ５.按,退出參數(shù)數(shù)值的訪問級.4開環(huán)控制設(shè)計及PＬC編程４。1硬件設(shè)計在沒有反饋信息的比較，通過直接給定控制信息的控制調(diào)速系統(tǒng)稱之為開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。其控制思想的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示:速度給定圖4-1速度開環(huán)控制的結(jié)構(gòu)控制圖速度給定圖4-1速度開環(huán)控制的結(jié)構(gòu)控制圖PLC變頻調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)控制的外部硬件連接圖：圖４—2硬件連接圖4.2ＰLC軟件編程4.2.1設(shè)計步驟(1）使用ＰＬＣ的各個輸入點作為系統(tǒng)的各個控制信號；（2)使用ＰLC的一個模擬量輸出點AQWO作為使電機轉(zhuǎn)動的頻率給定信號，接到MM44０變頻器的ＡIＮ１＋，AIN1—端子上;（3）調(diào)節(jié)變頻器使其輸出頻率受模擬量輸入電壓控制；(４）然后編制輸出按時間函數(shù)循環(huán)的梯形圖程序;（5）最后調(diào)試并運行.4。2.2系統(tǒng)流程框圖啟動和中間切換狀態(tài)數(shù)據(jù)清除和初始化啟動和中間切換狀態(tài)數(shù)據(jù)清除和初始化YY根據(jù)不同的按鍵顯示不同的狀態(tài)并且鎖定相應(yīng)的程序通行位，并進行互鎖狀態(tài)和通行位有I0.2按下。停止運行根據(jù)不同的按鍵顯示不同的狀態(tài)并且鎖定相應(yīng)的程序通行位，并進行互鎖狀態(tài)和通行位有I0.2按下。停止運行有I0.3按下。讀AIW0并將數(shù)據(jù)送給AQW0Y有I0.3按下。讀AIW0并將數(shù)據(jù)送給AQW0YYYI0.0按下。點亮Q0.0并把單環(huán)運行狀態(tài)通行位標(biāo)記并判斷是否與其他按鍵I0.0按下。點亮Q0.0并把單環(huán)運行狀態(tài)通行位標(biāo)記并判斷是否與其他按鍵I0.1按下。點亮Q0.1并把循環(huán)運行狀態(tài)通行位標(biāo)記