PLC控制電梯的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u24270PLC控制電梯的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)案例 1245781.1軟件設(shè)計(jì)功能需求 1266921.2電梯控制系統(tǒng)流程設(shè)計(jì) 271861.2.1電梯運(yùn)行流程概況 226501.2.2樓層LED顯示屏 451511.2.3電梯運(yùn)行流程 4255731.2.4PLCI/O分配地址 5113931.2.5PLC輸入輸出信號(hào)的確定 6279881.3梯形圖設(shè)計(jì) 6213991.3.1自鎖功能 6318801.3.2電梯報(bào)警功能 7114491.3.3一層觸發(fā)選擇條件 883321.3.4電梯內(nèi)呼到二樓程序 8265072仿真驗(yàn)證 10235762.1組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)介紹 10202282.2電梯運(yùn)行仿真 10系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)以及編程這一章節(jié)，主要對(duì)雙電梯控制系統(tǒng)的流程概述，和編譯軟件的使用。1.1軟件設(shè)計(jì)功能需求電梯的出現(xiàn)是為了更方便物體垂直的運(yùn)動(dòng)，本課題的電梯設(shè)計(jì)迎合了人門對(duì)物體移動(dòng)的需求，實(shí)現(xiàn)了電梯的開(kāi)關(guān)門，如果有人使用電梯那么就會(huì)根據(jù)AB電梯的主次順序來(lái)進(jìn)行指令的運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)不同樓層的開(kāi)門關(guān)門。如果A電梯在運(yùn)行的過(guò)程中接收到其他不同的指令，那么B電梯就會(huì)接收到指令運(yùn)行。電梯的上下移動(dòng)，如果有人按了電梯開(kāi)關(guān)且長(zhǎng)時(shí)間不關(guān)門的情況下，為此設(shè)置了一個(gè)固定的時(shí)間可以使電梯自動(dòng)關(guān)門，這樣可以防止電梯一直開(kāi)門而接收不到其他樓層信號(hào)的弊端。1.2電梯控制系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)該系統(tǒng)默認(rèn)電梯的停留閑置樓層為一樓，因此默認(rèn)電梯處于一樓狀態(tài)，于此同時(shí)電梯的默認(rèn)狀態(tài)也就為關(guān)門狀態(tài)。電梯被各個(gè)樓層觸發(fā)時(shí)，電梯會(huì)前往相應(yīng)的信號(hào)樓層，該信號(hào)通過(guò)接線傳向PLC。電梯根據(jù)指令前往相應(yīng)樓層，之后停留在該樓層，在相應(yīng)的樓層停止5秒，5秒后電梯在此運(yùn)行，前往下一樓層或者前往指定樓層。如果選擇的電梯運(yùn)行并有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，運(yùn)行的電梯對(duì)出發(fā)樓層進(jìn)行響應(yīng)，到達(dá)指定的電梯樓層后電梯門打開(kāi)繼續(xù)延時(shí)5秒后繼續(xù)運(yùn)行。（注：電梯運(yùn)行時(shí)任何與電梯運(yùn)作方向相反的樓層觸發(fā)信號(hào)電梯都不可進(jìn)行響應(yīng)，且不可能進(jìn)行到達(dá)。）1.2.1電梯運(yùn)行流程概況電梯在第一層開(kāi)始運(yùn)行，等待樓層觸發(fā)，樓層顯示觸發(fā)，PLC內(nèi)部執(zhí)行并確定由雙電梯的其中一部進(jìn)行響應(yīng)（內(nèi)部按照最優(yōu)解進(jìn)行選擇電梯，上文中進(jìn)行了詳細(xì)概述），控制電梯的電機(jī)進(jìn)行運(yùn)行，到達(dá)相應(yīng)的樓層進(jìn)行運(yùn)載。如圖1.1所示是電梯運(yùn)行流程圖。圖1.1電梯運(yùn)行流程圖（1）對(duì)于雙電梯的獨(dú)立控制功能，用PLC實(shí)現(xiàn)，其中對(duì)雙電梯內(nèi)，司機(jī)有無(wú)進(jìn)行區(qū)分，區(qū)分后即雙電梯的獨(dú)立工作的兩種模式。雙電梯獨(dú)立工作模式是單獨(dú)控制，代表著該系統(tǒng)中對(duì)于電梯的控制是獨(dú)立操作不相互影響。對(duì)雙電梯獨(dú)立工作模式用選擇開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換。當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)切換到有司機(jī)的模式時(shí)，該模式包括了向上以及向下的按鈕，按鈕所對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)輸入端口也是獨(dú)立排線。不管是有司機(jī)還是無(wú)司機(jī)，內(nèi)部程序均有PLC完成變成編譯。因此我們?cè)俅尉鸵云渲幸环N模式進(jìn)行說(shuō)明。（2）信號(hào)登記，指令控制電梯內(nèi)部與正常電梯形式相同均有樓層控制開(kāi)關(guān)，與標(biāo)準(zhǔn)電梯不同的是，該電梯內(nèi)部還有信號(hào)登記，指令控制按鈕。對(duì)于該按鈕，完成并實(shí)現(xiàn)對(duì)乘坐人員進(jìn)行登記以及前往指定的樓層。該模式優(yōu)點(diǎn)在于能夠滿足各個(gè)乘坐者，并實(shí)現(xiàn)安全操作，也避免了頻繁操作。1.2.2樓層LED顯示屏顯示屏內(nèi)包含，開(kāi)關(guān)門，上下行，以及各種模式的運(yùn)行指示。在電梯的樓層里加上了各自的限位系統(tǒng)，電梯到達(dá)各個(gè)樓層時(shí)，與此同時(shí)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)控制和輸入輸出。由PLC傳網(wǎng)相應(yīng)的繼電器。1.2.3電梯運(yùn)行流程電梯在一樓外呼的狀況可以分為以下：?jiǎn)?dòng)X24可以使電梯接收到來(lái)自一樓外呼上的信號(hào)，在有人使用電梯按下X24時(shí)，根據(jù)電梯設(shè)計(jì)的主從原則，主電梯會(huì)優(yōu)先得到指令，并以樓層路徑最短原則來(lái)運(yùn)行，視情況選擇A電梯。第一，當(dāng)按下一樓外呼按鈕X24時(shí)，一層限位X16得電時(shí)，即A電梯在一層時(shí)，不用計(jì)算B電梯處于哪一層；第二，當(dāng)X17限位得電且X21限位失電，即A電梯處于二樓位置，B電梯不處于一樓位置。第三，在X20和X23都得電的情況下，即A電梯和B電梯都處于三樓位置。以上幾種情況出現(xiàn)時(shí)，都會(huì)使A電梯作為優(yōu)先啟動(dòng)的電梯。A電梯選擇的條件取決于M40。B電梯啟動(dòng)的情況有兩種，在按下一樓外呼按鈕X24的前提下，第一種情況，當(dāng)X16限位失電，X21限位得電時(shí)，即A電梯不處于一樓位置，B電梯處于一樓位置；第二種情況，當(dāng)X20限位得電，X23限位失電，即A電梯處于三層樓位置，B電梯不處于三層樓位置，那么根據(jù)路徑最短原則，B電梯應(yīng)當(dāng)啟動(dòng)前往一樓。當(dāng)二層電梯X25（外呼下）按下被呼叫時(shí)，選擇A電梯運(yùn)行的有如下情況：1.A電梯處于二樓。2.A，B電梯都處于二樓。3.A電梯位于一樓且B電梯正在工作運(yùn)行模式。1.A電梯位于一樓且B電梯正在工作運(yùn)行模式。當(dāng)二層電梯外呼下被呼叫時(shí)，選擇B電梯運(yùn)行的有如下情況：1.B電梯位于二樓，A電梯位于一樓。2.B電梯位于二樓，A電梯位于三樓。3.B電梯位于二樓，A電梯正在工作運(yùn)行模式。當(dāng)二層電梯X26（外呼上）按下被呼叫時(shí)，選擇A電梯運(yùn)行的有如下情況：1.A電梯處于二樓。2.A，B電梯都處于二樓。3.A電梯位于一樓且B電梯正在工作運(yùn)行模式。1.A電梯位于三樓且B電梯正在工作運(yùn)行模式。當(dāng)二層電梯外呼上被呼叫時(shí)，選擇B電梯運(yùn)行的有如下情況：1.B電梯位于二樓，A電梯位于一樓。2.B電梯位于二樓，A電梯位于三樓。3.B電梯位于二樓，A電梯正在工作運(yùn)行模式。當(dāng)三層電梯X27（外呼下）按下被呼叫時(shí)，選擇A電梯運(yùn)行的有如下情況：1.A電梯處于三樓。2.A，B電梯都處于三樓。3.A電梯位于一樓且B電梯正在工作運(yùn)行模式。1.A電梯位于三層且B電梯正在工作運(yùn)行模式。當(dāng)二層電梯外呼下被呼叫時(shí)，選擇B電梯運(yùn)行的有如下情況：1.B電梯位于二樓，A電梯位于一樓。2.B電梯位于三樓，A電梯正在工作運(yùn)行模式。1.2.4PLCI/O分配地址雙電梯的協(xié)調(diào)控制由該系統(tǒng)的控制對(duì)象，工作場(chǎng)地，工藝構(gòu)成等多種因素共同決定，對(duì)于PLC的輸入與輸出信號(hào)進(jìn)行歸納整理。制作完整的I/O分配表。對(duì)應(yīng)的外部接線，使得PLC信號(hào)各個(gè)輸入端口與輸出端口與之各個(gè)對(duì)應(yīng)的繼電器，開(kāi)關(guān)按鈕相互連接。使得信號(hào)源能夠有效的輸入到PLC，其中包模擬兩端輸入與輸出，就需要相應(yīng)的模塊對(duì)相應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行整定。1.2.5PLC輸入輸出信號(hào)的確定PLC接收的信號(hào)主要包括各個(gè)樓層的開(kāi)關(guān)信號(hào)，LED和顯示器上的顯示信號(hào)以及緊急狀態(tài)的報(bào)警響應(yīng)。在此將按鈕信號(hào)與PLC的各個(gè)端子相連接，顯示信號(hào)從PLC內(nèi)部輸出，我們對(duì)于各種信號(hào)進(jìn)行整定時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)于電梯中內(nèi)部的信號(hào)輸入，可以采用串聯(lián)的模式，同理對(duì)于外部的輸入到個(gè)別信號(hào)進(jìn)行并聯(lián)。這其中就有X00、X01、X02三端口串聯(lián)，X24、X25、X26、X27四端口并聯(lián),X06、X07二端口并聯(lián)。1.3梯形圖設(shè)計(jì)從I/O分配表中確立梯形圖中的各元素，編寫并編譯程序。采用FX2N-48MR的PLC，該P(yáng)LC可以實(shí)現(xiàn)多種方式編程，其中就包括梯形圖和語(yǔ)句指令。梯形圖能夠直觀的反應(yīng)各元件各個(gè)信號(hào)的邏輯關(guān)系，因此更能直接完整的反應(yīng)邏輯關(guān)系。預(yù)計(jì)指令能夠快速的進(jìn)行編寫，單數(shù)對(duì)于后期的系統(tǒng)升級(jí)不夠友好。本系統(tǒng)中采用更為方便簡(jiǎn)介的梯形圖。1.3.1自鎖功能1.該過(guò)程實(shí)現(xiàn)電梯停留并限制在第一層，通過(guò)自鎖實(shí)現(xiàn)對(duì)M寄存器的運(yùn)行并保持。圖1.2自鎖程序PLC內(nèi)部的繼電器M8002接受輸出信號(hào)時(shí)M0能夠得電并保持，產(chǎn)生上升沿觸發(fā)信號(hào)，X016時(shí)電梯A處于一層的信號(hào)，該點(diǎn)為常閉觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)M1得電。如果對(duì)于A電梯沒(méi)有停留在第一樓，M416將得電使得電梯A完成下降功能。直到常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。圖1.3M416得電使電梯下降如圖1.4所示為時(shí)序圖狀態(tài)。圖1.4時(shí)序圖狀態(tài)其中繼電器M0，繼電器M1，繼電器M2，繼電器M305，繼電器M416，繼電器M417均為高電平輸出。1.3.2電梯報(bào)警功能對(duì)于電梯A下降極限位有信號(hào)觸發(fā)時(shí)，M42，M44能夠得電，同時(shí)就產(chǎn)生了不經(jīng)輸入，輸出后A報(bào)警，這其中有特殊輔助繼電器和時(shí)間脈沖的作用。圖1.5報(bào)警功能1.3.3一層觸發(fā)選擇條件A電梯處于第一樓層的位置，B為隨意位置，X16接受信號(hào)。對(duì)于A處于二層位置，B不是在第一層，X17觸發(fā)且X21未觸發(fā)。A與B均在第三平層，X20觸發(fā)且X23未觸發(fā)。M40是A電梯被選擇的條件。如圖1.6所示。圖1.6觸發(fā)選擇條件如圖1.7所示時(shí)序圖。圖1.7時(shí)序圖狀態(tài)輸入X24后M426得電如下圖1.8所示。圖1.8輸入X24后M426得電狀態(tài)延時(shí)5秒后T0上升沿信號(hào)M306輸出高電平1.3.4電梯內(nèi)呼到二樓程序圖1.9電梯內(nèi)呼到二層M426表示選擇了A電梯，X16表示A電梯處于一層樓的位置，當(dāng)按下X1時(shí)，電梯關(guān)門，電梯到達(dá)二樓時(shí)，X17失去電力，此時(shí)，M316得電，使A電梯關(guān)門，此時(shí)電梯位于二樓的，二樓限位X12得電開(kāi)門，通過(guò)設(shè)定的五秒時(shí)間，電梯門自動(dòng)閉合，流程結(jié)束。2仿真驗(yàn)證根據(jù)編寫的程序代入到組態(tài)王軟件中，可以進(jìn)行程序的模擬，把plc程序?qū)懭肫渲衼?lái)模擬仿真運(yùn)行。2.1組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)介紹使用組態(tài)王與PLC的結(jié)合運(yùn)行仿真，可以非常直觀的看出電梯運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)和過(guò)程，同時(shí)這個(gè)軟件具有很強(qiáng)的適應(yīng)力，可以很好的和其他軟件結(jié)合，功能強(qiáng)大，并且可以實(shí)時(shí)觀察到程序運(yùn)行的過(guò)程，數(shù)據(jù)和結(jié)果。并且軟件界面簡(jiǎn)單明了，內(nèi)容直觀，非常容易上手。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中首先新建一個(gè)項(xiàng)目，先進(jìn)行圖形的設(shè)計(jì)，根據(jù)需要的圖像選取不同的工具來(lái)進(jìn)行構(gòu)圖，構(gòu)圖完畢之后，構(gòu)建一個(gè)根據(jù)圖像內(nèi)容來(lái)描述各個(gè)東西的數(shù)據(jù)庫(kù)，以此來(lái)表述構(gòu)圖中各個(gè)東西，建立數(shù)據(jù)庫(kù)完畢之后，把構(gòu)圖動(dòng)畫與各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行一對(duì)一的連接，然后進(jìn)行程序和指令的運(yùn)行與調(diào)試功能，組態(tài)王仿真的優(yōu)點(diǎn)可以很明顯的看出運(yùn)行的過(guò)程，整體過(guò)程簡(jiǎn)單易懂。2.2電梯運(yùn)行仿真兩部電梯都停留在一層，如果三層有人使用電梯需要運(yùn)行到一樓，那么A電梯就會(huì)優(yōu)先啟動(dòng)前往三層，如圖2.1所示。B電梯優(yōu)先級(jí)靠后所以會(huì)繼續(xù)停留在一樓等待其他指令。圖2.1A電梯前往三層如果三樓有人按電梯的狀況下，A電梯會(huì)優(yōu)先前往三樓，如果在運(yùn)行的途中，有人按了二層樓的開(kāi)關(guān)，A電梯不會(huì)在二樓停留，B電梯會(huì)接收到來(lái)自二樓的指令前往二樓。如圖2.2所示。圖2.2A.B電梯同時(shí)前往相應(yīng)