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1、 课程名称： 四层电梯的控制 实验地点： 学院xxxx 专业班级： 电气 13xx班 学生姓名： xxxx 学 号： xxxx 任课教师： xxxx 开课时间：2016-2017年（春、秋）学期 开课学院：电气工程与自动化学院实验项目名称四层电梯PLC程序设计与硬件实现实验成绩实验组别xxxx同组其他成员主要仪器设备Step7 Microwin Sp7仿真软件、实验用电梯本报告5元一份，加微信yq130127，发红包后获得完整版摘 要PLC（Programmable Logic Controller）可编程控制器是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它取代了传统的继电器控制
2、系统。使控制和仿真更方便。本实验在掌握先学课程PLC的基础上，运用梯形图实现四层电梯的控制程序的编程。模拟现实电梯的控制，并在硬件实现其功能。目 录第一部分 实验背景1.1 实验目的.41.2 实验原理.41.3 实验意义.41.4 PLC知识预备.4第二部分 软件的设计2.1 实验思路.62.2 高速计数器的初始化.72.3.楼层的停靠设计.72.4 电梯上下行的设计.82.5 电梯开关门的设计.82.6 电梯楼层内外呼按键灯的设计.92.7 楼层的数码管显示.102.8 程序优化.11第三部分 硬件实现3.1 程序下载与调试.113.2 硬件的实现与现象.113.3 问题与修正.12实验分
3、工.12实验总结.13梯形图.14第一部分 实验背景1.1 实验目的1.本实验通过PLC编程软件Step7 Microwin Sp7软件对四层电梯控制程序编程并实现控功能。2.加深对PLC编程软件的理解，能够熟练使用Step7编写简单梯形图。1.2 实验原理1.本实验以高速计数器HC0的计数值为基准，运用常开常闭触点实现电梯到断功能。2.本设计为四层电梯控制（-1层3层），通过高速计数器数值的比较实现对应楼层的停靠。1.3 实验意义1.通过本次试验设计，会加深我们对PLC可编程控制器的理解，使我们能够更加熟练使用Step7软件进行编程和程序的下载与仿真。2.增强学生理论联系实践、分析问题与解决
4、问题的能力。1.4 PLC知识预备1.PLC的输入、输出和中间继电器等：引脚功能SM0.0始终接通SM0.1首次扫描为1，以后为0。用于初始化SM0.5产生周期1s的脉冲，半周期为高电平，半周期为低电平Q0.0-Q15.7输出I0.0-I15.7输入M0.0-M31.7中间继电器表12.梯形图的编程原则：（1） 继电器（输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器）、定时器/计数器等器件的触点可以多次重复使用。（2） 线圈不能直接与母线相连。可以通过一个SM0.0来连接。（3） 同一编号的线圈在同一程序中不可使用两次以上，否则容易引起误操作。（4） 梯形图中串联触点和并联触点的个数没有限制，可以无限
5、的串联和并联触点。（5） 两个以上线圈可以并联输出。（6） 梯形图应符合顺序执行的原则。（7） 编程按“上重下轻”、“左重右轻”的原则进行。（8） 对于结构复杂的逻辑控制时，可以重复使用一部分触点画出它们的等效电路。3. 高速计数器HC0HC0是一个普通的增减计数器。高速计数器有两部分组成：HDEF和HSC。其中HDEF为定义高速计数器指令，用于定于高速计数器的工作模式。HSC为要使用的计数器编号，MODE为所定义的工作模式。当准许输入使能EN有效时，为指定HSC定义工作模式。HSC为执行高速计数器指令使高速计数器的设置生效，按照指定的工作模式计数。第二部分 软件的设计2.1 实验思路本组在实
6、现时会根据如下思路进行软件（梯形图）的设计：2.2 高速计数器的初始化根据上述思路，首先对高速计数器进行初始化：对告诉计数器进行子程序调用，选择计数器HC0，选择模式10,如下图所示：图12.3.楼层的停靠设计在进行总程序设计之前，测得电梯到达每层时高速计数器的计数值为：表2图22.4 电梯上下行的设计不管电梯停靠在那一层，也不管按了哪层的上下行甚至是内呼按键，都要有一个判断电梯是要上行还是下行的过程。本组具体思路是在某层电梯的按键按下后当即将其自锁，利用高速计数器的通断来控制电梯的上下行。即如果电梯在较此楼层高的楼层，可以令计数器当前楼层的计数值后接电梯下行线圈，即电梯在此楼层的高层，电梯应
7、该下行。到达此楼层后停靠。而电梯上下行指示灯应该分别并联在控制电梯上下行的驱动线圈上。梯形图如下所示：图32.5 电梯开关门的设计电梯开门是在电梯到达本楼层并停靠后立刻打开的。设计为电梯到达本楼层后的到断线圈的一个常开控制并联了一个自锁和串联了一个开门限位常闭触点的电梯开门开关。因此能够实现电梯到达即开门，开门碰到限位开关就停止的功能。在开门到限位的同时，起动延时关门定时器。在延时5s后接通关门驱动进行电梯的关门。同样，关门限位也要串联在关门程序中，即电梯门完全关闭后即停止关门驱动。防止烧坏电机。梯形图如下：图42.6 电梯楼层内外呼按键灯的设计设计按键灯时，功能是在按下某个按键之后使之亮灯。
8、思路就是讲此灯并联在判断电梯需要上下行的计数器上。即只要按下某按键，电梯动作后，这个按键对应的按键灯就亮。梯形图如：图52.7 楼层的数码管显示楼层的数码管显示要求到达某楼层即显示相应的数字。楼层与驱动数码管显示的线圈的对应关系如下：-1Q3.01Q3.12Q3.0、Q3.13Q3.2表3同样采用高速计数器HC0做判断条件，当计数器数值在初始位到-1层之间时，楼层数码管显示为“-1”，即一一对应的关系。所设计梯形图如下所示：图6根据前述PLC梯形图的编程原则，一个程序中不能出现两个一样的线圈，所以采用中间继电器来实现驱动数码管的显示。2.8 程序优化为了保证电梯在执行一条指令的时候其他楼层的按
9、键也可以按下，所以应该加上自锁。即某曾电梯的内呼或者外呼按下后，其他层的按键按下会保持，等在本楼层停靠的下一次才会停靠在相应的其他楼层。对于自锁，主要是加在按键与电机上下行驱动和按键灯、上下行指示等中的，因为这都是一个持续的过程，信号必须一直给才能实现其功能。第三部分 硬件实现3.1 程序下载与调试在编写完梯形图后，开始下载与调试。首先与外部电梯实验实体建立通信，然后点击菜单栏的下载将编写好的梯形图下载到电梯里。开启程序监控以观察触点通断现象以及查找错误。3.2 硬件的实现与现象3.3 问题与修正1.在测试程序的过程中，本组所遇到的问题最多的就是线圈重复使用导致的固有错误，从而电梯的某些相关功
10、能不能实现。经认真排查后找出并改正了错误。2.在初始化过程中，每次上电后计数器自动初始化，即计数值自动清零。导致如果电梯初始时刻没有停在下限位，则它会自动把所停靠的楼层记为“下限位”，所保存的“0”位置以与程序中定义的“0”位置不匹配。即使我们此时再手动使电梯回“0”，由于电梯驱动电机的上下行同时驱动的矛盾，导致运行速度缓慢，并可能存在安全隐患。因此，我们在上电后立刻给电梯初始化，使其回到下限位。实验分工姓名学号分工编写梯形图、硬件仿真编写梯形图、实践报告审阅编写梯形图、硬件仿真撰写实践报告，硬件仿真实验总结通过这次工厂自动化实验，我们用Step7完成了四层电梯控制的项目。由对这个软件的不了解
11、到熟悉是一个过程。只有不断学习，不断研究才能掌握它。从最初的实验整体规划到一步一步实施直到完成，每一步都离不开认真严谨的态度。我们学到了要从整体中把握部分的功能，即要实现整电梯控制功能，每一个网络程序都是非常重要的。而在分析这些网络程序的过程中，特别要注意它们之间的联系，找到这个联系才能把各个网络的功能反映到总程序中，才能将各个部分的功能有机叠加，实现整体的功能。在和同组成员一起研究这个项目的过程中，有过失败，也有过喜悦。只有同组的成员一起努力，共献智慧才能最终顺利完成这个实验。这次课程的学习与之前学习的软件PLC程序的编写与仿真密切相关。在有许多不同的基础上又有许多相似点。所以这次工厂自动化实践的学习依赖于之前PLC的学习为基础，同时它们又相互促进。梯形图： 评 语： 指导老师： 日期：22
