1、燕山大学 PLC 课程设计报告第 1 页 共 28 页电气工程学院课 程 设 计 说 明 书电气控制与 PLC设计题目: 基于 PLC 的交通灯控制 系 别： 仪器工程与科学系 年级专业： 10 级检测一班 学 号： 学生姓名： 燕山小妖 指导教师： 张立国 教师职称： 副教授 电气工程学院课程设计任务书燕山大学 PLC 课程设计报告第 2 页 共 28 页课程名称： 电气控制与 PLC 基层教学单位： 仪器科学与工程系 指导教师：张立国学号 1001030200044 学生姓名 许帆 （专业）班 级 10 级检测一 班设计题目 基于 PLC 的交通灯控制设计技术参数1. 设计内容见附页（14
2、）2. 使用组态王实现上位控制3. 公共实践（四层电梯）4. 公共实践（邮件分拣） （选作）5. 查阅资料（变频器）设计要求采用 PLC 进行设计。画出系统图，采用梯形图编程，并给出相应的组态控制工程（附主画面） 。结合公共实践部分，完成设计说明书。参考资料“电气控制”类图书及论文资料“可编程控制器”类图书及论文资料周次 20 周应完成内容分析设计要求、查资料、确定方案，设计梯形图、设计上位组态撰写课程设计说明书，答辩指导教师签字张立国 基层教学单位主任签字说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。一 摘要 .2燕山大学 PLC 课
3、程设计报告第 3 页 共 28 页二 四层电梯 .42.1 用 PLC 做四层电梯的意义 .42.2 自动电梯相关原理知识 .42.3 运行要求 .52.4 输入输出分配表 .62.5 四层电梯 PLC 设计步进梯形图 .7三 十字路口信号灯控制系统 .113.1 组态王的介绍 .113.2 组态王实现步骤 .123.3 组态王中的程序 .16四 变频器（查阅资料） .194.1 变频器简介 .194.2 通用变频器的发展 .194.3 变频器的工作原理 .194.4 变频器的控制方式 .204.5 变频器自学习功能的应用方法 .22总结 .24七 参考文献 .24燕山大学 PLC 课程设计报
4、告第 4 页 共 28 页一 摘要PLC 即可编程控制器，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在 1987 年国际电工委员会）颁布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了如下定义：PLC 英文全称 Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.“PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可
5、以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 ”PLC 的特点1.可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。2.配套齐全，功能完善，适用性强PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代
6、PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC 的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到燕山大学 PLC 课程设计报告第 5 页 共 28 页了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。3.易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机
7、原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。5.体积小，重量轻，能耗低以超小型 PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。二 四层电梯2.1 用 PLC 做四层电梯的意义随着城市建设的不断发展，楼群建筑不断增多，电梯在当今社
8、会的生活中有着广泛的应用。电梯作为楼群建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，大部分电梯控制系统都采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运燕山大学 PLC 课程设计报告第 6 页 共 28 页行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，
9、这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而 PLC 可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定、可靠性高等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器（PLC）来实现。 在电梯控制系统中，采用 PLC 构成的系统，具有可靠性高，故障率低，维修方便等优点。2.2 自动电梯相关原理知识电梯以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。电梯是机电一体化产品。其机械部分通过控制部分调度，密切协同，使电梯可靠运行。电气控制部分由电力拖动系统，
10、运行逻辑功能控制系统和电气安全保护等系统组成。2.3 运行要求1 电梯上行：当电梯停于 1 楼(1F)或 2F、3F 时，4 楼呼叫则上行到 4 楼碰行程开关后停止。电梯停于 1F 或 2F，3F 呼叫、则上行，到 3F 行程开关控制停止。电梯停于 1F，2F 呼叫，则上行，到 2F 行程开关控制停止。电梯停于 lF，2F、3F 同时呼叫，则电梯上行到 2F 后，停 5 秒种，继续上燕山大学 PLC 课程设计报告第 7 页 共 28 页行到 3F 停止。电梯停于 1F，3F、4F 同时呼叫，电梯上行到3F，停 5 秒，继续上行到4F 停止。电梯停于 1F，2F、4P 同时呼叫，电梯上行到 2F
11、，停 5 秒，继续上行到 4F停止电梯停于 1F，2F、3F、4F 同时呼叫，电梯上行到 2F，停 5 秒，继续上行到 3F，停 5 秒，继续上行到 4F 停止。电梯停于 2F、3F，4F 同时呼叫，电梯上行到 3F 停 5 秒，继续上行到 4F停止。电梯下行：电梯停于 4F 或 3F 或 2F，1F 呼叫，电梯下行到 1F 停止。电梯停于 4F 或 3F，2F 呼叫，电梯下行到 2F 停止。电梯停于 4F，3F 呼叫，电梯下行到 3F 停止。电梯停于 4F，3F、2F 同时呼叫，电梯下行到 3F，停 5 秒，继续下行到 2F 停止电锑停于 4F，3F、1F 同时呼叫，电梯下行到 3F，停 5
12、 秒，继续下行到 1F 停止电梯停于 4F，2F、1F 同时呼叫，电梯下行到 2F，停 5 秒，继续下行到 1F 停止。电梯停于 4F，3F、2F、1F 同时呼叫，电梯下行到 3F，停 5 秒，继续下行到2F 停 5 秒，继续下行到 lF 停止。各楼层运行时间应在 15 秒以内，否则认为有故障。电梯停于某一层，数码管应显示该层的楼层数。设计电梯停于 2F,3F 时，电梯运行状态。 （上下同时呼叫时，采取先上后下的原则）燕山大学 PLC 课程设计报告第 8 页 共 28 页2.4 输入输出分配表表一 输入输出分配表输入 输出主机 实验模块 注释 主机 实验模块 注释X1 LAY1 一楼行程开关
13、Y0 DJB 电机下行X2 LAY2 二楼行程开关 Y1 DJA 电机上行X3 LAY3 三楼行程开关 COM1 24VX4 LAY4 四楼行程开关 COM0 24VX12 2DN 二层下呼 Y6 AX13 3DN 三层下呼 Y7 BX14 4DN 四层下呼 Y10 CX11 1UP 一层上呼 Y11 DX12 2UP 二层上呼 Y12 EX13 3UP 三层上呼 Y13 FY14 G数码管段码X0 RST 复位 LED COM GNDCOM2 24VX5 IN1 一层内选按钮X6 IN2 二层内选按钮 24V 24VX7 IN3 三层内选按钮 GND GNDX10 IN4 四层内选按钮COM COM GND燕山大学 PLC 课程设计报告第 9 页 共 28 页2.5 四层电梯 PLC 设计步进梯形图燕山大学 PLC 课程设计报告第 10 页 共 28 页
