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1、中南大学机电工程学院课程设计学院： 机电工程学院 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 20 年 月 日目录一、中南大学机电专业课程设计任务书2二、PLC控制器控制系统设计基本步骤4三、PLC型号的选择5四、输入/输出地址分配表 6五、操作台面板及PLC和输入输出设备之间的接线图7六、绘制流程图10七、编制PLC程序梯形图12八、程序设计创新点14九、模拟程序的调试15十、心得体会16十一、参考文献17一、中南大学机电专业课程设计任务书设计题目：三层电梯PLC控制系统软件设计 题目类型: 机电一体化工程设计 时间： 专业班级： 指导教师： 课程设计内容要求：（1）基本功能要求电梯由安装在各楼层厅
2、门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。电梯轿箱内设有楼层内选按钮S1S3，用以选择需停靠的楼层。L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示，SQ1SQ3为到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。例如，电梯停在一层，在二层轿箱外呼叫时，必须按二层上升呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从一层运行到二层），按二层下降呼叫按钮无效；反之，若电梯停在三层，在二层轿箱外呼叫时，必须按二层下降呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从三层运行到二层），按二层上升呼叫按钮无效。实验面板如图所示。（2）输入输出接线端分配（一）输入：序号名 称输入点序号名
3、 称输入点0三层内选按钮S3X05二层上呼按钮U2X51二层内选按钮S2X16一层上呼按钮U1X62一层内选按钮S1X27三层行程开关SQ3X73三层下呼按钮D3X38二层行程开关SQ2X104二层下呼按钮D2X49一层行程开关SQ1X1110复位RSTX12（二）输出：序号名 称输出点序号名 称输出点0三层指示L3Y04轿箱上升指示UPY41二层指示L2 Y15三层内选指示SL3Y52一层指示L1Y26二层内选指示SL2Y63轿箱下降指示DOWNY37一层内选指示SL1Y7（3）课程设计具体内容：1) 制定基于PLC控制系统的软件设计方案：要求系统能完成上述基本功能要求，并在此基础上实现功能
4、创新。2) 根据节点数选择PLC，绘制控制面板布置图。3) 根据I/O分配表，绘制PLC控制系统输入输出接线图。4) 绘制用户程序流程图，并编制程序（要求用三菱编程软件编程）。5) 实验室模拟调试程序。6) 整理相关文档，完成课程设计说明书。设计说明书格式符合中南大学机电工程学院的统一格式和规范要求。二、PLC控制器控制系统设计基本步骤系统设计的主要内容： 拟定控制系统设计的技术条件 选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构 选定 PLC 的型号 编制 PLC 的输入 / 输出分配表和绘制输入 / 输出端子接线图 绘制用户程序流程图, 然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计,根据系
5、统设计的要求编写软件文档 了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系 设计操作台、电气柜及非标准电器元部件 编写设计说明书和使用说明书PLC系统设计流程三、PLC型号的选择 原则： 对输入/输出点的选择 对存储容量的选择 对I/O响应时间的选择 根据输出负载的特点选型 对在线和离线编程的选择 据是否联网通信选型 对PLC结构形式的选择系统的输入点有：,三个层的内选按钮3点，二层三层的下呼按钮2点，一层二层的上呼按钮2点，三个层的行程开关3点，复位按钮1个点，共计输入点11点。系统的输出点有：三个层的指示灯3点，桥箱上升下降指示灯2点，三个层的内选指示灯3点，共计输
6、出8点。根据情况选择三菱FX系列的PLC，输入输出点数19点，考虑到10%-15%de I/O裕量，我们选择FX2N-32MR-001型号的PLC。四、输入/输出地址分配表原则：确定I/O通道范围确定内部辅助继电器分配定时器/计数器输入设备地址分配表：输入地址外设名称输入地址外设名称X0三层内选按钮S3X6一层上呼按钮U1X1二层内选按钮S2X7三层行程开关SQ3X2一层内选按钮S1X8二层行程开关SQ2X3三层下呼按钮D3X9一层行程开关SQ1X4二层下呼按钮D2X10复位RSTX5二层上呼按钮U2输出设备地址分配表：I/O地址外设名称I/O地址外设名称Y0三层指示L3Y4轿箱上升指示UPY
7、1二层指示L2Y5三层内选指示SL3Y2一层指示L1Y6二层内选指示SL2Y3轿箱下降指示DOWNY7一层内选指示SL1五、操作台面板及PLC和输入输出设备之间的接线图输入输出设备之间的接线图：六、绘制流程图 1.主程序：2.子程序七、编制PLC程序梯形图八、程序设计创新点本系统的设计，表面上看是把杂乱无章的执行过程，例如在中间二楼既可以上楼也可一下楼，没有固定的规律，而且在电梯运行的过程中，电梯的位置是不固定的，这就要求我们把每一种情况都编写出来。常规的方法是将每种情况都编织成相应的运动程序，中间并没有太多的联系，这样编写比较复杂，而且可能会遗漏其中的一两种情况。此程序是将上述各种杂乱无章执
8、行过程进行汇总，使电梯的运行有一定的规律，有规律可循。在编写此程序之前，首先将程序分为上楼和下楼两种情况：上楼分为上二楼和上三楼两种，上三楼又分为从一楼或二楼直接上三楼和从一楼先到二楼再到三楼三种情况；下楼分为下一楼和下二楼两种，下一楼又分为从三楼或二楼直接下一楼和从三楼先到二楼再到一楼三种情况。这样给各种杂乱无章执行过程进行分类，使得程序的编写简单有序，程序阅读简单方便，一目了然。同时，在检查和调试时比较容易，能够快速找到错误的程序，并及时改正，使程序的编写效率大大提高，较少不必要的脑力劳动。另外，本程序在实现任务书上要求的功能外，还添加了电梯的自动停止功能，并有相应的指示灯给以指示，例如从
9、一楼进入电梯，在轿箱内同时选择二层内选按钮S2和三层内选按钮S3，轿箱上升UP指示灯明亮，到二楼时UP指示灯熄灭，3S后即在二楼停3S后，UP指示灯转为明亮继续上三楼，达到三楼UP指示灯熄灭，并停止3S后才执行其他的指令。在选择PLC方面，由于电梯的控制不是很复杂，因此选用三菱公司生产的更自由、更便捷的FX系列PLC，它不仅能满足设计的要求，而且因其可靠行、丰富性的扩展性和通用性，使我们设计的控制系统有很强的实用性和扩展性。九、模拟程序的调试模拟调试原则：（1）将设计好的程序写入PLC后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的错误。（2）用户程序一般先在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开
10、关和按钮来模拟，各输出量的通断状态用PLC上有关的发光二极管来显示，一般不用接PLC实际的负载 (如接触器、电磁阀等)。（3）在调试时应充分考虑各种可能的情况，各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。（4）发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。此程序的模拟调试是在输入端接入按钮，在PLC输出指示灯上看到输出。这种调试比较抽象，输入信号完全靠手动来控制，如在三楼按下呼按钮X3时，电梯不在三楼，则电梯上升指示灯亮，然后通过手动来控制行程开关按钮，相应的楼层指示灯也会亮，到三楼时，升指示灯熄灭；当在一楼时，手动同时按下二层内选按钮X
11、1和三层内选按钮X0，轿箱上升UP指示灯明亮，再通过手动来控制行程开关按钮X10到达二楼，UP指示灯熄灭，3S后（即在二楼停3S后）UP指示灯转为明亮表示继续上三楼，手动来控制行程开关按钮X11，达到三楼UP指示灯熄灭。其他层的运行模拟调试同理。在调试过程中会发现很多问题，要及时发现错误，并改正错误十、心得体会这次课程设计主要是针对三层电梯的控制系统，采用FX2N-32MR可编程控制器设计电梯的控制系统完成电梯箱外指令，箱内指令、楼层位置指示、停止控制的控制任务。通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们
12、懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验，增强了信心。通过本次实验，我学习到了很多本专业的知识，锻炼了自己的动手能力，在老师和同学的指导和帮助下我完成了这篇课程设计，感谢老师和同学对我的关心和支持。十一、参考文献（1）廖常初 FX系列PLC编程及应用 机械工业出版社 2003（2）刘载文 电梯控制技术 电子工业出版社 1996（3）王兆义 可编程控制器实用技术 机械工业出版社 1996（4）郑明新 可编程控制器应用指南 清华大学出版社 1994
