采用plc的停車場控制2

1、<p><b>　　電氣工程學院</b></p><p>　　課 程 設 計 說 明 書</p><p><b>　　電氣控制與PLC</b></p><p>　　設計題目： 采用PLC的停車場控制 </p><p>　　系 別： 儀器科學與工程系 </p&

2、gt;<p>　　年級專業(yè)： 10級檢測二班 </p><p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： 張立國 </p><p>　　教師職稱： 副教授

3、 </p><p>　　電氣工程學院《課程設計》任務書</p><p>　　課程名稱： 電氣控制與PLC </p><p>　　基層教學單位： 儀器科學與工程系 指導教師：張立國</p><p>　　說明：1、此表一式三份，系、學生各一份，報送院教務科一份。</p>&l

4、t;p>　　2、學生那份任務書要求裝訂到課程設計報告前面。</p><p>　　電氣工程學院 教務科</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 摘要...................................................4</p><p>　　第2章

5、 可編程控制器簡介及其發(fā)展趨勢…………………………………..5</p><p>　　第3章 停車場車位控制工藝流程分析........................................................9</p><p>　　第4章 組態(tài)設計……………………………………………………………..10</p><p>　　第5章 四層電梯控

6、制………………………………………………………18</p><p>　　第6章 變頻器相關知識…………………………………………………..29</p><p>　　心得體會............................................................................................................32&

7、lt;/p><p>　　參考文獻 …………………………………………………………………….33</p><p><b>　　第1章 摘要</b></p><p>　　針對目前停車場車位控制系統(tǒng)存在的集成自動化程度低、可靠性差和運行效率低下的不足，結合目前工業(yè)領域的應用技術，設計了一種技術較先進、性能可靠、自動化的程度較高的停車場車位控制系統(tǒng)。PLC是

8、綜合了繼電器接觸器控制的優(yōu)點以及計算機靈活、方便的優(yōu)點而設計的制造和發(fā)展起來的，這就使PLC具有許多其他控制器所不具有的特點。</p><p>　　本文提出一種運用可編程控制器（PLC）對停車場進出及停放指示進行管理的方案。本停車場由16位停車位、入口檢測器、出口檢測器、道閘管理系統(tǒng)、七段數(shù)碼管用來顯示車庫內車輛數(shù)、尚有車位指示燈、車位已滿指示燈等部分組成。采用PLC的自動控制系統(tǒng)，由于PLC具有可靠性、易操作性

9、、靈活性等優(yōu)點，因此，本控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)停車場相比，大大提高了設計效率，維護周期短、調試方便、成本較低、易操作、可靠性高，有很強的實用價值。</p><p>　　組態(tài)王在本次設計中起到了很大的作用，他以標準的工業(yè)計算機軟件和硬件平臺構成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。利用組態(tài)王軟件設計采用PLC的停車場控制人機界面，配合編程語言實現(xiàn)了仿真運行。同時用FX1S系列單片機設計了四層電梯自動控制程序并進行了仿真實驗。&l

10、t;/p><p>　　關鍵字：PLC；停車場；組態(tài)王；車位控制。</p><p>　　可編程控制器（ＰＬＣ）簡介及發(fā)展趨勢</p><p>　　2.1 PLC的起源 </p><p>　　在工業(yè)自動化控制領域主要分為PLC，工控機和嵌入式控制，而PLC自1968年誕生以后以驚人的速度成為了這一領域的主導者，為各種各樣的自動化控制設備提供了非常可靠

11、的控制應用。其主要原因，在于它能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。另一方面，PLC還必須依靠其他新技術來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。PLC需要解決的問題依然是新技術的采用、系統(tǒng)開放性和價格。 </p><p>　　PLC技術發(fā)展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。大多數(shù)人認為，PLC將會繼續(xù)失去市場份額；更有甚者認為，在工業(yè)

12、PC面前，PLC將會一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應用領域仍將為PLC提供一定的市場份額。</p><p>　　2.2 PLC的特點</p><p><b>　　1．可靠性</b></p><p>　　可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。可編程控制器的可靠性高，表現(xiàn)在下列幾個方面： </p><p>

13、　　a)可編程控制器不需要大量的活動部件和電子元件，接線大大減少，與此同時，系統(tǒng)的維修簡單，維修時間縮短，因此可靠性得到提高。</p><p>　　b)可編程控制器采用一系列可靠性設計方法進行設計，例如冗余設計，掉電保護，故障診斷，報警和運行信息顯示和信息保護及恢復。</p><p>　　c)可編程控制器有較強的易操作性，它具有編程簡單，操作方便，編程的出錯率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境

14、設計的硬件使可靠性大大提高。</p><p>　　d)可編程控制器的硬件設計方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性高的工業(yè)級元件，采用先進的電子加工工藝（SMT）制造，對干擾采用屏蔽、隔離和濾波等；存儲器內容的保護，采用看門狗和自診斷措施，便于維修的設計等。 </p><p><b>　　2．易操作性 </b></p><p>　

15、　a)操作方便：對PLC的操作包括程序的輸入和程序更改操作，大多數(shù)PLC采用編程器進行程序輸入和更改操作?，F(xiàn)在的PLC的編程器大部分可以用電腦直接進行，更改程序也可根據(jù)所需地址編號、繼電器編號或接點號等直接進行搜索或按順序尋找，然后可以在線或離線更改。 </p><p>　　b)編程方面：PLC有多種程序設計語言可以使用，梯形圖與電氣原理圖相似；編程語句是功能的縮寫，便于記憶；功能圖表語言以過程流程進展為主線，十

16、分適合設計人員與工藝專業(yè)人員設計思想的溝通。功能模塊圖和結構化文本語言，功能清晰，易于理解等優(yōu)點。</p><p>　　c)維修方便：PLC所具有的自診斷功能對維修人員的技術要求較低，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以根據(jù)有關故障代碼的顯示和故障信號燈的提示等信息，或通過編程器和HMI屏幕的設定，直接找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修復節(jié)省了時間。 </p><p>

17、;<b>　　3．靈活性</b></p><p>　　a)編程的靈活性：PLC采用的標準編程語言有梯形圖、指令表、功能圖表、功能模塊圖和結構化文本編程語言等。使用者只要掌握其中一種編程語言就可進行編程，編程方法的多樣性使編程方便。</p><p>　　b)擴展的靈活性：PLC的擴展靈活性是它的一個重要特點。它可以根據(jù)應用的規(guī)模不斷擴展，即進行容量的擴展、功能的擴展、應

18、用和控制范圍的擴展。它不僅可以通過增加輸入輸出卡件數(shù)來增加點數(shù)，通過擴展單元擴大容量和功能，也可以通過多臺PLC的通信來擴大容量和功能。</p><p>　　c)操作的靈活性：操作的靈活性指設計工作量、編程工作量、和安裝施工的工作量的減少。操作變得十分方便和靈活，監(jiān)視和控制變得很容易。在繼電器順序控制系統(tǒng)中所需的一些操作得到簡化，不同生產(chǎn)過程可采用相同的控制臺和控制屏等。</p><p>

19、<b>　　4．機電一體化</b></p><p>　　為了使工業(yè)生產(chǎn)的過程控制更平穩(wěn)，更可靠，向優(yōu)質、高產(chǎn)、低耗要效益，對過程控制設備和裝置提出了機電一體化，即儀表、電子、計算機綜合的要求，而PLC正是這一要求的產(chǎn)物，它是專門為工業(yè)過程而設計的控制設備，具有體積小、功能強，抗干擾性好等優(yōu)點，它將機械與電氣部件有機地結合在一個設備內，把儀表、電子和計算機的功能綜合集成在一起，因此，它已經(jīng)成為

20、當今數(shù)控技術、工業(yè)機器人、離散制造和過程流程等領域的主要控制設備，成為工業(yè)自動化三大支柱（PLC，機器人，CAD/CAM）之一。</p><p>　　可編程控制器現(xiàn)在已經(jīng)成為了一個不可代替的控制系統(tǒng)，它們可以與其它系統(tǒng)通訊，提供產(chǎn)品報表，生產(chǎn)調度，診斷自身和設備的故障，這些技術上的改進，讓PLC成為今天的各行各業(yè)的高質量和產(chǎn)量的重要的貢獻者。</p><p>　　由以上特點不難看出，PLC

21、在工業(yè)控制領域，不僅不會逐漸推出，而且會不斷擴大他的市場份額。表面上看工控機的出現(xiàn)給PLC帶來了一定程度的沖擊，但如果我們仔細分析一下可以看到，工控機在某種程度上其實幫助了PLC的發(fā)展，因為PLC的可靠性高，易操作，但對與操作員站的一些功能，如曲線處理，數(shù)據(jù)記錄等功能，遠不及工控機，而工控機的致命缺陷是可靠性差。所以目前來看工控機與PLC結合的控制系統(tǒng)更為完美。工控機的出現(xiàn)推動了PLC的發(fā)展。</p><p>　

22、　2.3 PLC發(fā)展的方向</p><p>　　其實PLC自誕生以來也是在不斷發(fā)展改進創(chuàng)新的。采用新的、先進的微處理器和電子技術達到快速的掃描時間。 </p><p>　　小型的、低成本的PLC，可以替代4到10個繼電器，獲得更大的發(fā)展動力。 </p><p>　　高密度的I/O系統(tǒng)，以低成本提供了節(jié)省空間的接口。 </p><p>　　基

23、于微處理器的智能I/O接口，擴展了分布式控制能力。典型的接口如：PID，網(wǎng)絡，CAN總線，現(xiàn)場總線，ASCII通信，定位，主機通訊模塊，和支持高級語言編程的模塊（如BASIC，PASCAL）。 </p><p>　　包括輸入輸出模塊和端子的結構設計改進，使端子更加集成。 </p><p>　　特殊接口允許某些器件可以直接接到控制器上，如熱電偶、熱電阻、應力測量、快速響應脈沖等。 </

24、p><p>　　由于工控機，DCS等控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，將迫使PLC向著功能更多，開放性兼容性更強的方向不斷發(fā)展。</p><p>　　2.4 PLC選型及簡介</p><p><b>　　1．選擇的原則</b></p><p>　　選擇PLC是首待解決的事情。一方面要選擇多大容量的PLC ,另一方面是選擇什么公司的PLC及外

25、設。</p><p>　　對第一個問題，首先要對控制任務進行詳細的分析，把所有的I/O點找出來，包括開關量I/O和模擬量I/O以及輸出是用繼電器還是晶體管或是可控硅型?？刂葡到y(tǒng)輸出點的類型非常關鍵，如果他們之中既有交流220V的接觸器、電磁閥，又有24V的指示燈，則最后選用的PLC的輸出點數(shù)有可能大于實際電數(shù)。因為PLC的輸出點一般是幾個一組共用一個公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級。所以一旦它們是交流

26、220V的負載負載使用。則直流24V的負載只能使用其他的輸出端了。這樣有可能造成輸出點浪費，增加成本。所以要盡可能選擇相同等級和種類的負載，比如使用交流220V的指示燈等。一般情況下繼電器輸出的PLC使用最多，對第二個問題，則有以下幾個方面要考慮：</p><p>　　（1）功能方面 所有PLC一般都具有常規(guī)的功能，但對某些特殊要求，就要知道所選用的PLC是否有能力控制任務。如對PLC與PLC、PLC與智能儀

27、表及上位機之間有靈活方便的通信要求；或對PLC的計算速度、用戶程序容量等有特殊要求；或對PLC的位置控制有特殊要求等。</p><p>　　（2）價格方面 不同廠家的PLC產(chǎn)品價格相差很大，有些功能類似、質量相當、I/O點數(shù)相當?shù)腜LC的價格能相差40%以上。在使用PLC較多的情況下，這樣的差價當然是必須考慮的因數(shù)。</p><p>　　因為本次課程設計是在學校完成。考慮到實驗室中應用的

28、是三菱FX2N型PLC，對此種型號PLC的指令以及使用方法都比較熟悉。所以本次設計采用就近取材原則選三菱FX2N型PLC。</p><p>　　2．FX2N型PLC的簡介</p><p>　　20世紀90年代，三菱公司在FX系列PLC的基礎上又推出了FX2N系列產(chǎn)品。該機型在運算速度，指令數(shù)量及通訊能力方面有了較大的進步，是一種小型化、高速、高性能、各方面都相當于FX系列中最高檔次的超小型

29、的PLC。</p><p>　　FX2NPLC的基本單元可以根據(jù)控制規(guī)模大小外加擴展單元、擴展模塊及特殊功能單元構成疊裝式PLC控制系統(tǒng)。下圖是FX2N可編程控制器基本單元實物圖。</p><p>　　FX2N可編程控制器實物圖</p><p>　　第3章 停車場車位控制工藝流程分析</p><p>　　1.1停車場車位控制過程描述<

30、/p><p>　　現(xiàn)在小區(qū)停車場管理系統(tǒng)重點要做到準確指示車輛進出，車輛進入時給與司機準確的車位數(shù)量與具體位置，車輛進入后，記錄車輛數(shù)量，車輛離開時，減少車輛數(shù)量。車輛進出指示可完全由PLC作為中央控制來處理，停車場空位指示可利用價格較不高的數(shù)碼管顯示。</p><p>　　基于停車場車位控制系統(tǒng)設計采用PLC控制系統(tǒng)將大大提高工作效率，和適應工作環(huán)境的能力。車輛進出停車場是由PLC為中心控制

31、系統(tǒng)工作的。PLC是整體模塊，集中了驅動電路、檢測電路和保護電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運用中，硬件也相對簡單，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對簡單。</p><p>　　1.2. 停車場車位控制工藝分析</p><p><b>　　圖1停車場車位控制</b></p><p>　　停車場車位控制工藝要求如下：</p>

32、<p>　　1. 假設停車場共有16個空位。</p><p>　　2. 在入口處裝設有一傳感器，用來檢測車輛進入的數(shù)目。</p><p>　　3. 在出口處裝設有一傳感器，用來檢測車輛出去的數(shù)目。</p><p>　　4. 尚有車位時，入口閘欄才可以將門開啟讓車輛進入停放，并有一指示燈表示尚有車位。</p><p>　　5. 車位

33、已經(jīng)滿時，有一指示燈顯示車位已滿，且入口閘欄不能開啟讓車輛進入停放。</p><p>　　6. 可以從7段數(shù)碼管上顯示目前停車場共有幾部車。</p><p><b>　　第4章 組態(tài)設計</b></p><p><b>　　4.1 組態(tài)王簡介</b></p><p>　　組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新

34、型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)，它以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。 </p><p>　　它具有適應性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結構。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)

35、要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設計。組態(tài)軟件也為試驗者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時現(xiàn)場監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設備驅動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。</p><p>　　4.2組態(tài)王設計步驟</p><p>　　

36、4.2.1創(chuàng)建一個新工程</p><p>　　組態(tài)王工程管理器的主要作用是為用戶集中管理本機上的組態(tài)王工程。工程管理器的主要功能包括：新建、刪除工程，對工程重命名，搜索組態(tài)王工程，修改工程屬性，工程的備份、恢復，數(shù)據(jù)詞典的導入導出，切換到組態(tài)王開發(fā)或運行環(huán)境等。</p><p>　　1、在工程管理器中選擇菜單“文件/新建工程”，或者點擊工具欄的“新建”按鈕，出現(xiàn)“新建工程向導之一” 對話框

37、。</p><p>　　2、單擊“下一步”，彈出“新建工程向導之二”對話框，選擇所要新建的工程存儲的路徑。一般是d:\個人名字</p><p>　　3、單擊 按鈕，彈出“新建工程向導之三”對話框，在對話框中輸入工程名稱：“我的工程2”，在工程描述中輸入：“換氣系統(tǒng)的PLC控制”</p><p>　　4、單擊“完成”。</p><p>　　5

38、、彈出對話框，選擇“是”按鈕，將新建工程設為組態(tài)王當前工程。</p><p>　　4.2.2構造數(shù)據(jù)庫變量</p><p>　　在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中選擇“數(shù)據(jù)詞典”項，右側的內容顯示區(qū)會顯示當前工程中所定義的變量。雙擊“新建”圖標，彈出“定義變量”屬性對話框。組態(tài)王的變量屬性由基本屬性、報警配置、記錄配置三個屬性頁組成。</p><p><b>　

39、　需要定義的變量有：</b></p><p>　　Deng1 內存離散 21</p><p>　　Deng2 內存離散 22</p><p>　　Deng3 內存離散 23</p&g

40、t;<p>　　Deng4 內存離散 24</p><p>　　庫內車數(shù)量 內存實型 25</p><p>　　TEXT1 內存離散 26</p><p>　　TEXT2

41、 內存離散 27</p><p>　　TEXT3 內存離散 28</p><p>　　TEXT4 內存離散 29</p><p>　　車7 內存實型 30</p

42、><p>　　車8 內存實型 31</p><p>　　車9 內存實型 32</p><p>　　車10 內存實型 33</p><p>　　顯示1

43、 內存整型 34</p><p>　　顯示2 內存整型 35</p><p>　　4.2.3 變量的設置</p><p>　　在工程瀏覽器的左側選擇“數(shù)據(jù)詞典”，在右側雙擊“新建”，彈出“變量屬性”對話框。</p><p><b>　　對話框設

44、置為：</b></p><p>　　變量名：“Deng1” 變量類型：內存離散</p><p>　　同理，Deng2、Deng3、Deng4以及其他變量均這樣設置。用類似的方法建立車內存實型變量。</p><p>　　4.2.4 動畫連接</p><p><b>　　小車的連接</b></p&g

45、t;<p>　　1.在畫面上雙擊對象“車7”，彈出動畫連接對話框。</p><p>　　2.單擊“填充屬性”，彈出水平移動連接對話框。</p><p>　　3.選擇屬性表達式后點擊確定，就完成了對小車的動畫連接。同時可以對移動距離進行設定，以控制車的運動。</p><p>　　4.用同樣的方法設置其他小車的動畫連接。</p><p&

46、gt;　　4.2.5 畫面命令語言 </p><p>　　if(\\本站點\TEXT1==0||\\本站點\TEXT3==0)</p><p>　　{\\本站點\Deng4=0;</p><p>　　\\本站點\Deng3=0;</p><p>　　\\本站點\Deng1=0;</p><p>　　\\本站點\Deng

47、2=1;</p><p>　　\\本站點\庫內車數(shù)量=16;}</p><p>　　if(\\本站點\TEXT1==1)</p><p>　　{\\本站點\Deng4=1;</p><p>　　\\本站點\Deng1=1;</p><p>　　\\本站點\Deng3=0;</p><p>　　\

48、\本站點\Deng2=0;</p><p>　　\\本站點\車7=\\本站點\車7+50;</p><p>　　\\本站點\庫內車數(shù)量=\\本站點\庫內車數(shù)量-2;</p><p>　　\\本站點\車8=\\本站點\車8+30;}</p><p>　　if(\\本站點\車7==800)</p><p>　　{\\本站點

49、\顯示1=1;</p><p>　　\\本站點\顯示2=0;}</p><p>　　if(\\本站點\車8==810)</p><p>　　{\\本站點\顯示1=2;</p><p>　　\\本站點\顯示2=0;}</p><p>　　if(\\本站點\TEXT2==1)</p><p>　　{

50、\\本站點\Deng3=1;</p><p>　　\\本站點\庫內車數(shù)量=\\本站點\庫內車數(shù)量+1;</p><p>　　\\本站點\Deng2=0;</p><p>　　\\本站點\Deng4=0;</p><p>　　\\本站點\Deng1=1;</p><p>　　\\本站點\車10=\\本站點\車10+50;

51、</p><p>　　\\本站點\顯示2=1;</p><p>　　\\本站點\顯示1=2;}</p><p>　　if(\\本站點\TEXT3==1&&\\本站點\TEXT1==1)</p><p>　　{\\本站點\車7=0;</p><p>　　\\本站點\車8=0;</p><

52、;p>　　\\本站點\車10=0;</p><p>　　\\本站點\顯示1=0;</p><p>　　\\本站點\顯示2=0;</p><p>　　\\本站點\庫內車數(shù)量=16;}</p><p>　　4.2.6 組態(tài)王設計系統(tǒng)運行</p><p><b>　　1.主畫面</b></p

53、><p><b>　　2.動作畫面</b></p><p>　　動作一：初始狀態(tài)時，車庫已滿燈亮，表示車庫已滿顯示16，不允許車進入。</p><p>　　動作二：有車出來時，按下TEXT1，車7、車8相繼從車庫出來，庫內車數(shù)量顯示14，“有車駛出”和“車庫未滿”顯示亮；當車7出來時“顯示1”顯示01，表示有一輛車出來。</p>&l

54、t;p>　　動作三：當之后車8出來時,“顯示”顯示為02，表示此時已經(jīng)有兩輛車從停車場出來。</p><p>　　動作四：按下TEXT2，“有車進入”燈亮，表示有車進入，并且“顯示2”亮，表示有一輛車進入。</p><p><b>　　動作5：復位。</b></p><p>　　第5章 四層電梯控制</p><p&

55、gt;<b>　　5.1 任務要求</b></p><p>　　如電梯模擬實驗臺結構所示，其動作要求如下：</p><p><b>　　電梯上行：</b></p><p>　?、佼旊娞萃Ｓ?樓(1F)或2F、3F時，4樓呼叫．則上行到4樓碰行程開關后停止。</p><p>　　②電梯停于1F或2F，

56、3F呼叫、則上行，到3F行程開關控制停止。</p><p>　　②電梯停于1F，2F呼叫，則上行，到2F行程開關控制停止。</p><p>　　④電梯停于lF，2F、3F同時呼叫，則電梯上行到2F后，停5秒種，繼續(xù)上行到3F停止。</p><p>　　⑤電梯停于1F，3F、4F同時呼叫，電梯上行到．3F，停5秒，繼續(xù)上行到4F停止。</p><p

57、>　?、揠娞萃Ｓ?F，2F、4P同時呼叫，電梯上行到2F，停5秒，繼續(xù)上行到4F停止</p><p>　?、唠娞萃Ｓ?F，2F、3F、4F同時呼叫，電梯上行到2F，停5秒，繼續(xù)上行到3F，停5秒，繼續(xù)上行到4F停止。</p><p>　?、嚯娞萃Ｓ?F、3F，4F同時呼叫，電梯上行到3F停5秒，繼續(xù)上行到4F停止。</p><p><b>　　電梯下

58、行：</b></p><p>　?、匐娞萃Ｓ?F或3F或2F，1F呼叫，電梯下行到1F停止。</p><p>　?、陔娞萃Ｓ?F或3F，2F呼叫，電梯下行到2F停止。</p><p>　?、垭娞萃Ｓ?F，3F呼叫，電梯下行到3F停止。</p><p>　?、茈娞萃Ｓ?F，3F、2F同時呼叫，電梯下行到3F，停5秒，繼續(xù)下行到2F停

59、止</p><p>　?、蓦婁R停于4F，3F、1F同時呼叫，電梯下行到3F，停5秒，繼續(xù)下行到1F停止</p><p>　?、揠娞萃Ｓ?F，2F、1F同時呼叫，電梯下行到2F，停5秒，繼續(xù)下行到1F停止。</p><p>　?、唠娞萃Ｓ?F，3F、2F、1F同時呼叫，電梯下行到3F，停5秒，繼續(xù)下行到2F停5秒，繼續(xù)下行到lF停止。</p><p

60、>　　各樓層運行時間應在15秒以內，否則認為有故障。</p><p>　　電梯停于某一層，數(shù)碼管應顯示該層的樓層數(shù)。</p><p>　　設計電梯停于2F,3F時，電梯運行狀態(tài)。（上下同時呼叫時，采取先上后下的原則）</p><p><b>　　5.2 設計思路</b></p><p>　　四層電梯的自動控制主體思

61、想是將四層樓分為四個狀態(tài)，每個樓層分為兩個子狀態(tài)一、二，狀態(tài)一為該樓層的等待狀態(tài)，狀態(tài)二為該樓層的行進狀態(tài)。四個樓層狀態(tài)之間依據(jù)限位開關進行切換，即一層狀態(tài)可以切換到二層狀態(tài)，二層狀態(tài)可以切換到一、三層的狀態(tài)。切換時首先判斷該層是否被呼叫，如果被呼叫則切換到該層的等待狀態(tài)中，等待3秒后進入該層的行進狀態(tài)中。</p><p>　　5.3 輸入輸出分配表</p><p>　　2.4 系統(tǒng)結構框

62、圖</p><p>　　2.5 程序流程及功能實現(xiàn)</p><p>　　四層電梯的自動控制主體思想是將四層樓分為四個狀態(tài)，每個樓層分為兩個子狀態(tài)一、二，狀態(tài)一為該樓層的等待狀態(tài)，狀態(tài)二為該樓層的行進狀態(tài)。四個樓層狀態(tài)之間依據(jù)限位開關進行切換，即一層狀態(tài)可以切換到二層狀態(tài)，二層狀態(tài)可以切換到一、三層的狀態(tài)。切換時首先判斷該層是否被呼叫，如果被呼叫則切換到該層的等待狀態(tài)中，等待3秒后進入該層的

63、行進狀態(tài)中。以電梯在一樓為例</p><p>　　一、開機分支轉移程序：</p><p><b>　　二、等待子程序：</b></p><p><b>　　三、行進子程序：</b></p><p>　　四 、電梯上下行判斷流程</p><p>　　Lay1——Lay4是四個樓

64、層的限位開關，對應輸入X1——X4，四個樓層的呼叫信號對應輸入X11——X14，對應中間繼電器M11——M14，將四個開關量作為一個整體K1X1、K1M11，然后進行比較，如果K1X1>K1M11，代表呼叫樓層在電梯所在樓層下面，因此電梯下行；相反的，如果K1X1>K1M11，代表呼叫樓層在電梯所在樓層上面，因此電梯上行。</p><p>　　對應的子流程圖如下：</p><p&g

65、t;　　五、數(shù)碼管顯示部分：</p><p>　　當電梯行駛或停靠在某一樓層時，數(shù)碼管顯示出對應的樓層號，利用輸出端口Y6——Y14輸出數(shù)碼管顯示信號到數(shù)碼管，即可顯示出電梯當前所在的樓層，對應梯形圖如下：</p><p>　　六、樓層呼叫指示燈：</p><p>　　L1——L4對應四個樓層的呼叫指示燈，哪一層有呼叫，哪一層的指示燈就亮，電梯行進到這一層后，指示燈

66、即熄滅。</p><p><b>　　七、報警部分：</b></p><p>　　電梯上行、下行電機運行時間超過15s后，發(fā)出報警知識。報警部分程序：</p><p><b>　　2.5 總梯形圖</b></p><p>　　第6章 變頻器相關知識</p><p><

67、;b>　　6.1 變頻器</b></p><p>　　變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要

68、的電源電壓，進而達到節(jié)能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。</p><p><b>　　6.2 基本組成</b></p><p>　　變頻器通常分為4部分：整流單元、高容量電容、逆變器和控制器。</p><p>　　整流單元：將工作頻率固定的交流

69、電轉換為直流電。</p><p>　　高容量電容：存儲轉換后的電能。</p><p>　　逆變器：由大功率開關晶體管陣列組成電子開關，將直流電轉化成不同頻率、寬度、幅度的方波。</p><p>　　控制器：按設定的程序工作，控制輸出方波的幅度與脈寬，使疊加為近似正弦波的交流電，驅動交流電動機。</p><p><b>　　6.3 基

70、本原理</b></p><p>　　主電路是給異步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 它由三部分構成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。<

71、/p><p><b>　　6.4 控制方式</b></p><p>　　1、非智能控制方式 </p><p>　　在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協(xié)調控制、轉差頻率控制、矢量控制、直接轉矩控制等。 </p><p>　　(1) V/f控制 </p><p&g

72、t;　　V/f控制是為了得到理想的轉矩-速度特性，基于在改變電源頻率進行調速的同時，又要保證電動機的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結構非常簡單，但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式，不能達到較高的控制性能，而且，在低頻時，必須進行轉矩補償，以改變低頻轉矩特性。 </p><p>　　(2) 轉差頻率控制 </p><

73、p>　　轉差頻率控制是一種直接控制轉矩的控制方式，它是在V/f控制的基礎上，按照知道異步電動機的實際轉速對應的電源頻率，并根據(jù)希望得到的轉矩來調節(jié)變頻器的輸出頻率，就可以使電動機具有對應的輸出轉矩。這種控制方式，在控制系統(tǒng)中需要安裝速度傳感器，有時還加有電流反饋，對頻率和電流進行控制，因此，這是一種閉環(huán)控制方式，可以使變頻器具有良好的穩(wěn)定性，并對急速的加減速和負載變動有良好的響應特性。 </p><p>

74、　　(3) 矢量控制 </p><p>　　矢量控制是通過矢量坐標電路控制電動機定子電流的大小和相位，以達到對電動機在d、q、0坐標軸系中的勵磁電流和轉矩電流分別進行控制，進而達到控制電動機轉矩的目的。通過控制各矢量的作用順序和時間以及零矢量的作用時間，又可以形成各種PWM波，達到各種不同的控制目的。例如形成開關次數(shù)最少的PWM波以減少開關損耗。目前在變頻器中實際應用的矢量控制方式主要有基于轉差頻率控制的矢量控

75、制方式和無速度傳感器的矢量控制方式兩種。 </p><p>　　基于轉差頻率的矢量控制方式與轉差頻率控制方式兩者的定常特性一致，但是基于轉差頻率的矢量控制還要經(jīng)過坐標變換對電動機定子電流的相位進行控制，使之滿足一定的條件，以消除轉矩電流過渡過程中的波動。因此，基于轉差頻率的矢量控制方式比轉差頻率控制方式在輸出特性方面能得到很大的改善。但是，這種控制方式屬于閉環(huán)控制方式，需要在電動機上安裝速度傳

76、感器，因此，應用范圍受到限制。 </p><p>　　無速度傳感器矢量控制是通過坐標變換處理分別對勵磁電流和轉矩電流進行控制，然后通過控制電動機定子繞組上的電壓、電流辨識轉速以達到控制勵磁電流和轉矩電流的目的。這種控制方式調速范圍寬，啟動轉矩大，工作可靠，操作方便，但計算比較復雜，一般需要專門的處理器來進行計算，因此，實時性不是太理想，控制精度受到計算精度的影響。 </p><p>　

77、　(4) 直接轉矩控制 </p><p>　　直接轉矩控制是利用空間矢量坐標的概念，在定子坐標系下分析交流電動機的數(shù)學模型，控制電動機的磁鏈和轉矩，通過檢測定子電阻來達到觀測定子磁鏈的目的，因此省去了矢量控制等復雜的變換計算，系統(tǒng)直觀、簡潔，計算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。即使在開環(huán)的狀態(tài)下，也能輸出100%的額定轉矩。 </p><p>　　(

78、5) 最優(yōu)控制 </p><p>　　最優(yōu)控制在實際中的應用根據(jù)要求的不同而有所不同，可以根據(jù)最優(yōu)控制的理論對某一個控制要求進行個別參數(shù)的最優(yōu)化。例如在高壓變頻器的控制應用中，就成功的采用了時間分段控制和相位平移控制兩種策略，以實現(xiàn)一定條件下的電壓最優(yōu)波形。 </p><p>　　(6) 其他非智能控制方式 </p><p>　

79、　在實際應用中，還有一些非智能控制方式在變頻器的控制中得以實現(xiàn)，例如自適應控制、滑模變結構控制、差頻控制、環(huán)流控制、頻率控制等。</p><p><b>　　2、智能控制方式</b></p><p>　　智能控制方式主要有神經(jīng)網(wǎng)絡控制、模糊控制、專家系統(tǒng)和學習控制等，目前智能控制方式在變頻調速控制系統(tǒng)中的具體應用中已取得一些成功經(jīng)驗。</p><p

80、><b>　　6.5 功能作用</b></p><p><b>　　變頻節(jié)能</b></p><p>　　變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風機、水泵的應用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機械在設計配用動力驅動時，都留有一定的富余量。當電機不能在滿負荷下運行時，除達到動力驅動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。風機、泵類等設備傳統(tǒng)的

81、調速方法是通過調節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調節(jié)給風量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當使用變頻調速時，如果流量要求減小，通過降低泵或風機的轉速即可滿足要求。</p><p><b>　　功率因數(shù)補償節(jié)能</b></p><p>　　無功功率不但增加線損和設備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗

82、在線路當中，設備使用效率低下，浪費嚴重，使用變頻調速裝置后，由于變頻器內部濾波電容的作用，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。</p><p><b>　　軟啟動節(jié)能</b></p><p>　　電機硬啟動對電網(wǎng)造成嚴重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用

83、變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設備的維護費用。</p><p>　　從理論上講，變頻器可以用在所有帶有電動機的機械設備中，電動機在啟動時，電流會比額定高5-6倍的，不但會影響電機的使用壽命而且消耗較多的電量.系統(tǒng)在設計時在電機選型上會留有一定的余量，電機的速度是固定不變，但在實際使用過程中，有時要以較低或者較

84、高的速度運行，因此進行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實現(xiàn)電機軟啟動、補償功率因素、通過改變設備輸入電壓頻率達到節(jié)能調速的目的，而且能給設備提供過流、過壓、過載等保護功能。</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　在這次為期一周的PLC課設中，我們學習了組態(tài)王軟件的使用，并且用組態(tài)王實現(xiàn)了課設要求的控制功能。我們在書本上學到的知識，在這次課設

85、中得到體系化、架構化，對于PLC電氣控制理論，有了更加深刻的理解。通過四層電梯的梯形圖設計，我鞏固了以前所學的PLC的知識。</p><p>　　PLC和組態(tài)王在自動化領域發(fā)揮著十分重要的作用，作為一個電氣學院的學生，我們應該熟練掌握PLC和組態(tài)王，具備利用兩者實現(xiàn)各種控制功能、控制工程的能力。這一周的課設中，我第一次實際操作組態(tài)王軟件，從畫面布局到命令程序設計，再到程序仿真，一步一步都是自己心血的結晶，我也深刻

86、感受到了組態(tài)王軟件的強大之處，課設后我將更加深入地學習這款軟件，學以致用。同時我們應用PLC軟件設計了四層電梯控制的梯形圖程序，大家一起討論程序實現(xiàn)的方法，鞏固了PLC編程語言，開發(fā)了我們各自的創(chuàng)新思維。對于這周的課設，我以為得到的不僅僅是對于PLC編程的鞏固和組態(tài)王的初步掌握，更多的是接觸到了將來踏入社會，接觸實際工程所必須的一些東西。像組態(tài)王之類的上位機軟件，會是我們的作品華實兼?zhèn)?。同時，我已經(jīng)歷了對于一個開發(fā)工具從完全陌生到初步掌

87、握的過程。在學習組態(tài)王的過程中，我了解到了有目的地學習會加促進我們的學習效率。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 組態(tài)軟件應用指南:組態(tài)王Kingview和西門子WinCC 王善斌主編 化學工業(yè)出版社 2011 </p><p>　　2 變頻器、PLC及組態(tài)軟件實用技術速成教程 姚福來, 孫鶴

88、旭, 楊鵬等編著 機械工業(yè)出版社 2010 </p><p>　　3 PLC電氣控制技術 漆漢宏主編 機械工業(yè)出版社 2011</p><p>　　燕山大學課程設計評審意見表</p><p>　　袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿

89、蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆

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91、gt;　　芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿

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