學號：PLC綜合實習實習名稱：PLC綜合實習學生姓名：組員：學院：專業班級：電氣121指導教師：設計時間：2015年9月20日2015年10月23日目錄項目一、四層電梯PLC控制系統設計.............................錯誤!未定義書簽。一、系統控制要求.........................................錯誤!未定義書簽。基本控制要求說明...................................錯誤!未定義書簽。要求...............................................錯誤!未定義書簽。電梯PLC控制解決思路...............................錯誤!未定義書簽。模擬電梯運行原則...................................錯誤!未定義書簽。二、控制電路系統設計.....................................錯誤!未定義書簽。主控制電路設計.....................................錯誤!未定義書簽。PLC硬件設計.......................................錯誤!未定義書簽。三、軟件設計.............................................錯誤!未定義書簽。流程圖.............................................錯誤!未定義書簽。軟件部分（梯形圖）.................................錯誤!未定義書簽。四、總結.................................................錯誤!未定義書簽。項目二、機械手PLC控制系統設計...............................錯誤!未定義書簽。一、系統控制要求........................................錯誤!未定義書簽。基本控制要求說明...................................錯誤!未定義書簽。要求...............................................錯誤!未定義書簽。二、硬件設計.............................................錯誤!未定義書簽。硬件構造.............................................錯誤!未定義書簽。工作方式...........................................錯誤!未定義書簽。三、軟件部分.............................................錯誤!未定義書簽。主程序.............................................錯誤!未定義書簽。公用程序...........................................錯誤!未定義書簽。手動程序...........................................錯誤!未定義書簽。回原點程序.........................................錯誤!未定義書簽。自動程序...........................................錯誤!未定義書簽。四、總結.................................................錯誤!未定義書簽。項目三、鑒于S7-300的天塔之光模擬控制........................錯誤!未定義書簽。一、系統控制要求.........................................錯誤!未定義書簽。基本控制要求說明.....................................錯誤!未定義書簽。二、硬件設計.............................................錯誤!未定義書簽。三、軟件部分.............................................錯誤!未定義書簽。1.流程圖.............................................錯誤!未定義書簽。2.I/O點分派表......................................錯誤!未定義書簽。3.軟件部分...........................................錯誤!未定義書簽。4.軟件調試...........................................錯誤!未定義書簽。四、Winccflexible仿真................................錯誤!未定義書簽。五、總結................................................................40項目四、鑒于S7-300的液體混淆控制系統.......................................41一、系統剖析................................................................41任務.......................................................................41要求.......................................................................41說明.......................................................................41二、硬件設計.42三、軟件設計.42I/O表42LAD程序43軟件調試.47四、仿真Winccflexible仿真.48五、總結.49六、參照文件.50項目一、四層電梯PLC控制系統設計一、系統控制要求基本控制要求說明：電梯由安裝在各樓層門口的上漲和下降呼喊按鈕進行呼喊操縱，其操縱內容為電梯運行方向。電梯轎箱內設有樓層內選按鈕S1～S4，用以選擇需停靠的樓層。L1為一層指示、L2為二層指示、L3為三層指示、L4為四層指示，SQ1～SQ4為到位行程開關。電梯上漲途中只響應上漲呼喊，下降途中只響應下降呼喊，任何反方向的呼喊均無效。比如，電梯停在由一層運行至四層的過程中，在三層轎箱外呼喊時，若按三層上漲呼喊按鈕，電梯響應呼喊（運行至三層時三層上漲呼喊指示燈滅）；若按三層下降呼喊按鈕，電梯運行至三層時將不響應呼喊運行至四層，然后再下行，響應三層下降呼喊按鈕（運行至三層時三層下降呼喊指示燈滅），依此類推。要求：1、控制系統采用西門子S7-200PLC實現2、硬件接線圖包括主電路的接線，控制電路的接線，應考慮有關系鎖和安全措施。3、程序要有可讀性和靈活性，對所用I/O點和內部變量應定義符號表，對程序應作必要的說明。電梯PLC控制解決思路電梯系統電氣部分的主要組成就是電機拖動，信號元件以及轎內和外部的控制按扭。怎樣合理的設置和使用這些資源，關于解決這類問題至關重要。設計中首先要認識控制對象的特點，進而確定有關的PLC輸入、輸出點的選擇。關于一個四層電梯的控制，要解決的主要問題包括以下幾個方面：1）轎內按扭以及各層門廳按扭的設置；2）電梯運行地點的監測；3）電梯各層停車以及電梯開關門狀態的監測；4）確定控制的邏輯。經過上述問題的剖析，能夠達成對所需PLC的I/O口的選擇。同樣作為一個邏輯控制為主的系統，需要將被控電機作為唯一的控制目標，所有的邏輯實現都是針對這一目標進行的，根據相應的要求控制電機的正反轉。模擬電梯運行原則（1）接收并登記電梯在樓層以外的所有指令信號、呼梯信號，賜予登記并輸出登記信號。（2）根據最早登記的信號，自動判斷電梯是上行仍是下行，這種邏輯判斷稱為電梯的定向。電梯的定向根據首先登記信號的性質可分為兩種。一種是指令定向，指令定向是把指令指出的目的地與目前電梯地點比較得出“上行”或“下行”結論。比如，電梯在二樓，指令為一樓則向下行；指令為四樓則向上行。第二種是呼梯定向，呼梯定向是根據呼梯信號的根源地點與目前電梯地點比較，得出“上行”或“下行”結論。比如，電梯在二樓，三樓乘客要向下，則乘客在三樓按下行按鈕，此時電梯的運行應當是向上到三樓接乘客，所以電梯應向上。（3）電梯接收到多個信號時，采用首個信號定向，同向信號先履行，一個方向任務全部履行完后再換向。比如，電梯在三樓，依次輸入二樓指令信號、四樓指令信號、一樓指令信號。如用信號排隊方式，則電梯下行至二樓→上行至四樓→下行至一樓。而用同向先履行方式，則為電梯下行至二樓→下行至一樓→上行至四樓。顯然，第二種方式往返行程短，因而效率高。（4）擁有同向截車功能。比如，電梯在一樓，指令為四樓則上行，上行中三樓有呼梯信號，如果該呼梯信號為呼梯向上，則當電梯抵達三樓時停站順路載客；如果呼梯信號為呼梯向下，則不能停站，而是先到四樓后再返回到三樓停站。5）一個方向的任務履行完要換向時，依據最遠站換向原則。比如，電梯在一樓根據二樓指令向上，此時三樓、四樓分別有呼梯向下信號。電梯抵達二樓停站，下客后持續向上。如果到三樓停站換向，則四樓的要求不能兼顧，如果到四樓停站換向，則到三樓可順向截車。二、控制電路系統設計主控制電路設計該項目的主電路圖如下列圖所示：圖系統主電路圖PLC硬件設計電梯輸入信號及其意義：（1）地點信號地點信號由安裝于電梯停靠地點的4個傳感器SQ1～SQ4產生。平時為OFF，當電梯運行到該地點時ON。（2）指令信號指令信號有4個，分別由“一至四”（S1～S4）4個指令按鈕產生。按某按鈕，表示電梯內乘客欲往相應樓層。（3）呼梯信號呼梯信號有6個，分別由U1、U2、D2、U3、D3、D4呼梯按鈕產生。按呼梯按鈕，表示電梯外乘客欲乘電梯。比如，按U2則表示二樓乘客欲往上，按則表示三樓乘客欲往下。

D3（4）電梯開關門信號電梯開關門信號由手動開門按鈕OP、手動關門按鈕CL產生。5）門地點信號門地點信號由開門限位開關、關門限位開關產生。電梯輸出信號及其意義（1）運行方向信號運行方向信號有兩個，由兩個電梯運轉指示燈（電梯上行指示UP、電梯下行指示DOWN）組成，顯示電梯運行方向。（2）指令登記信號指令登記信號有4個，分別由SL1～SL4個指示燈組成，表示相應的指令信號已被接受（登記）。指令履行完后，信號消失（消號）。比如，電梯在二樓，按電梯內呼按鈕S3表示電梯內乘客欲往三樓，則SL3亮表示該要求已被接受。電梯向上運行到三樓停靠，此時SL3滅。（3）呼梯登記信號呼梯登記信號有6個，分別由UP1、UP2、DN2、UP3、DN3、DN4電梯外呼指示燈組成，其意義與上述指令登記信號相近似。（4）電梯門狀態指示電梯門狀態指示有2種，即電梯關門指示和電梯開門指示。可編程控制器機型的選擇為了達成設定的控制任務,主要根據電梯控制方式與輸入/輸出點數和占用內存的多少來確定PLC的機型。本系統為四層樓的電梯,采用集選控制方式。所需輸入/輸出點數與內存容量估算如下:1、輸入/輸出點的估算：采用PLC組成四層簡略電梯電氣控制系統。電梯的上、下行由一臺電動機拖動，電動機正轉為電梯上漲，反轉為下降。一層有上漲呼喊按鈕U1和指示燈UP1，二層有上漲呼喊按鈕U2和指示燈UP2以及下降呼喊按鈕D2和指示燈DN4，三層有上漲呼喊按鈕U3和指示燈UP3以及下降呼喊按鈕D3和指示燈DN5，四層有下降呼喊按鈕D4和指示燈DN6。一至四層有到位行程開關SQ1～SQ4。電梯內有一至四層呼喊按鈕S1～S4和指示燈SL1～SL4；電梯開門和關門按鈕OP和CL，電梯開門和關門分別經過電磁鐵KM3和KM4控制，關門到位由行程開關SM1檢測，開門到位由行程開關SM2檢測,并有開門指示燈LO和關門指示燈LC。轎廂上行和下行由接觸器KM1和KM2控制，并有上行和下行兩路指示燈。輸入點共有18個，輸出點共有14個,總合32個。2、內存容量的估算：用戶控制程序所需內存容量與內存利用率、輸入/輸出點數、用戶的程序編寫水同等因素有關。因此,在用戶程序編寫前只能根據輸入/輸出點數、控制系統的復雜程度進行估算。本系統有開關量I/O總點數有32個，模擬量I/O數為0個。利用估算PLC內存總容量的計算公式:所需總內存字數=開關量I/O總點數×(10～15)+模擬量I/O總點數×(150～250)再按30%左右預留余量。估算本系統需要約1K字節的內存容量。綜合I/O點數以及內存容量，S7—200的CPU226輸入、輸出點數為24／16，足以知足要求。該四層電梯項目所用到的IO口如下表所示：表IO口分派表輸入一層地點開關SQ1二層地點開關SQ2三層地點開關SQ3四層地點開關SQ4一層內呼指令開關S1二層內呼指令開關S2三層內呼指令開關S3四層內呼指令開關S4一層外呼上行按鈕U1二層外呼上行按鈕U2三層外呼上行按鈕U3二層外呼下行按鈕D2

輸出電梯上漲UP電梯下降DOWN內呼一層指示SL1內呼二層指示SL2內呼三層指示SL3內呼四層指示SL4一層外呼上行指示UP1二層外呼上行指示UP2三層外呼上行指示UP3二層外呼下行指示DN2三層外呼下行指示DN3四層外呼下行指示DN4三層外呼下行按鈕四層外呼下行按鈕手動開門開關OP手動關門開關CL開門限位開關SM1關門限位開關SM2

D3D4

電梯開門電梯關門

LOLC本系統設計的PLC外部接線圖如下圖。CPU226CN的傳感器電源24V(DC)能夠輸出600mA電流，經過核算在本設計中PLC容量完全知足要求，CPU226CN的輸出繼電器觸點容量為2A，電壓范圍為5~30V（DC）或5~250V（AC）。圖PLC外部接線圖三、軟件設計流程圖1、電梯開關門流程圖利用行程開關是否有信號確定電梯所處的樓層，當電梯抵達外部呼喊的樓層以及電梯內部的指定抵達的樓層時，電梯就進行相應的開關門動作。電梯開關門流程圖如下圖：圖電梯開關門流程圖2、電梯運行流程圖除電梯所在樓層外有外呼信號，則電梯將進行相應的上、下運動。如果電梯所在樓層的上層樓層和下層樓層均有呼喊信號，且電梯上行，則保存下層樓層的呼喊信號，履行上層樓層的呼喊信號辦理操作。電梯運行流程圖如下圖：電梯在一樓2,3,4樓有信號上漲YESYESNONO停止電梯在二樓電梯是否下行1樓有信號下降YESYESYESNONOYESNO3,4樓有信號上漲NO停止電梯在三樓電梯是否下行1，2樓有信號下降YESYESYESNONOYESNO4樓有信號上漲NO停止YESYES電梯在四樓1,2,3樓有信號下降NO停止圖電梯運行流程圖軟件部分（梯形圖）外召喚信號登記及除去內指令信號登記及除去點動內呼按鈕，信號登記顯示。到層信號取消。本系統以一樓為基站，兩分鐘內無任何操作，電梯自動返回一樓。電梯的平層信號辦理選層定向及反向截梯1、轎廂上行2、轎廂下行內指令外召喚信號的保持轎廂的內呼指令與外召喚指令保持信號，用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動或手動履行開關門操作。開關門履行一次之后，信號取消。使電梯能夠持續響應其他乘坐信號。各樓層停車信號自動開關門如梯形圖所示，電梯到層停車后，延時2s開門，5s后自動關門。并設有手動開門按扭和關門按鈕。可實現即時開關門。四、總結本設計針對我國電梯業的現狀，將可編程序PLC應用于四層電梯進行邏輯控制，經過合理的選擇和設計，不只提高了電梯可靠性、可維護性以及靈活性，同時延伸了使用壽命，并提高了電梯的控制水平，改良了電梯運行的舒坦感，使電梯達到了較為理想的控制效果。本文所設計的電梯與傳統的電梯相比，在運行上擁有優秀的舒坦感，在生活中能夠節儉電能，取得了優秀的經濟效益，達到了理想的目的。該電梯控制系統擁有指層、廳召喚、選層選向、手動和自動等功能，擁有集選控制的特點。經過這次設計，我認識到要從本質上看問題，不要流于表面，從頭學習使用了S7-200軟件。項目二、機械手PLC控制系統設計一、系統控制要求基本控制要求說明：1、機械手功能為一個將工件由A處傳送到B處，原點狀態為左上方，抓手松開。2、手動操作時，要知足有關系鎖，如左右行之間，上下行之間，以及左右行時，抓手必須在上方等。3、手動切換到自動狀態，必須先回到原點狀態。4、自動狀態可分為連續，即按下啟動按鈕就不斷重復工作，直到按下停止按鈕為止。單周期，按下啟動按鈕，工作一個循環，回到原點停止，下個循環需從頭按啟動按鈕。單步，每按一下啟動按鈕，動作進展一步。I0.4Q0.4I0.3Q0.3I0.5Q0.2Q0.0夾緊Q0.1松開I0.4A點B點圖機械手工作圖要求：1、控制系統采用西門子S7-200PLC實現2、硬件接線圖包括主電路的接線，控制電路的接線，應考慮有關系鎖和安全措施。3、程序要有可讀性和靈活性，對所用I/O點和內部變量應定義符號表，對程序應作必要的說明。4、機械手能實現：手動、自動、單步、回原點等。二、硬件設計PLC的特點：抗擾亂能力強、可靠性高。控制系統構造簡單，通用性強。編程方便，易于使用。功能強大，成本低。設計、施工、調試的周期短。維護方便。硬件構造圖中的機械手用來將工件從A點搬到到B點，表是該項目所用的PLC的I/O分派表，圖是PLC的外部接線圖。夾緊裝置用單線圈電磁閥控制，輸出為ON時工件被夾緊，為OFF時被松開。5種工作方式選擇開關分別對應于5種工作方式。為了保證在緊迫情況下（包括PLC發生故障時）能可靠地切斷PLC的負載電源，設置了溝通接觸器LM（如圖）。運行時按下“負載電源”按鈕，使KM線圈得電并自鎖，KM的主接觸點接通，給外部負載提供溝通電源，出現緊迫情況時用“緊迫停車”按鈕斷開負載電源。工作方式（1）在手動工作方式，用～對應的6個按鈕分別獨立控制機械手的升、降、左行、右行、松開和夾緊。（2）在單周期工作方式的初始狀態按下起動按鈕從初始步開始，機械手按工作次序達成一個周期后，返回并停留在初始步。（3）在連續工作方式的初始狀態按下起動按鈕，機械手從初始步開始，工作一個周期后又開始搬運下一個工件，頻頻連續地工作。按下停止按鈕，并不馬上停止工作，達成最后一個周期的工作后，系統才返回并停留在初始步。（4）在單步工作方式，從初始步開始，按下起動按鈕，系統變換到下一步，達成該步的任務后，自動停止工作并停留在該步，再按下起動按鈕，才開始履行下一步的操作。單步工作方式用于系統的調試。（5）機械手在最上面和最左邊且夾緊裝置松開時，稱為系統處于原點狀態（或稱初始狀態）。在進入單周期、連續和單步工作方式以前，系統處于原點狀態。如果不知足這一條件，能夠選擇回原點工作方式，然后按起動按鈕，使系統自動返回原點狀態。表IO口分派表輸入輸出啟動上漲電磁閥停止左限位開關右限位開關下限位開關上限位開關上漲按鈕下降按鈕左行按鈕右行按鈕夾緊按鈕松開按鈕手動開關回原點開關連續開關單周開關單步開關

夾緊電磁閥下降電磁閥右行電磁閥左行電磁閥原位指示燈圖

PLC

外部接線圖三、軟件部分該項目程序分為主程序、公用程序、手動程序、回原點程序和自動程序這5個部分。主程序在主程序中，用調用子程序的方法來實現各樣工作方式的切換。公用程序是無條件調用的，供各樣工作方式公用。5種工作方式同時只能選擇一種工作方式。工作方式為手動工作方式時調用手動程序，工作方式為回原點工作方式時調用原點程序，工作方式為連續、單周期和單步工作方式時調用自動程序。公用程序公用程序用于辦理各樣工作方式都要履行的任務，以及不同的工作方式之間相互切換的辦理。在開始履行用戶程序、系統處于手動狀態或自動會原點狀態時，如果機械手處于原點狀態，初始步對應的將被置位，為進入單步、單周期和連續工作方式做好準備。如果此時為OFF，將被復位，初始步為不活動步，按下起動按鈕也不能進入時步，系統不能在單步、單周期和連續工作方式工作。從一種工作狀態切換到另一種工作狀態時，應將有存儲功能的位元件復位。工作方式多時，應認真考慮各樣可能的情況，分別進行辦理。在切換工作方式時應履行下列操作：1）當系統從自動工作方式切換得手動或自動回原點工作方式時，和為ON，將除初始步以外的各步對應的存儲位～復位，否則此后返回自動工作方式時，可能會出現同時有兩個活動步的異樣情況，惹起錯誤的動作。2）在退出自動回到原點工作方式時，回原點開關的常閉觸點閉合。此時將自動回原點中各步對應的存儲器位～復位，以防備下次進入自動回原點方式時，可能會出現同時有兩個活動步的異樣情況。3）非連續工作方式時，連續開關的常閉觸點閉合，將連續標志位復位。手動程序手動操作時用6個按鈕控制機械手的升、降、左行、右行、夾緊和松開。為了保證系統的安全運行，在手動程序中設置了一些必要的聯鎖：1）用限位開關～的常閉觸點限制機械手移動的范圍。2）設置上漲與下降之間、左行與右行之間的互鎖，用來防備功能相反的兩個輸出同時為ON。3）上限位開關的常開觸點與控制左、右行的和的線圈串連，機械手上漲到最高地點才能左、右移動，以防備機械手在最低地點運行與其他物體碰撞。4）機械手在最左邊或最右邊（左、右限位開關或為ON）時，才允許進行松動工件（復位夾緊閥）、上漲和下降的操作。回原點程序在回原點方式按下起動按鈕，機械手可能處于隨意狀態，根據機械手當時所處的地點和夾緊裝置的狀態，能夠分為3種情況，采用不同的辦理方法。（1）夾緊裝置松開如果為OFF,表示夾緊裝置松開，沒有夾持工作，機械手應上漲和左行，直接返回原點地點。按下起動按鈕，應進入圖中的“B點升”步，變換條件為I0.0?Q0.1。如果機械手已經在最上面，上限位開關為ON,進入“B點升”步后，因為變換條件知足，將馬上變換到“左行”步。自動返回原點的操作結束后，原點條件知足。公用程序中的原點條件標志變為ON，次序功能圖中的初始步在公用程序中被置位，為進入單周期、連續或單步工作方式做好了準備。（2）夾緊裝置處于夾緊狀態，機械手在最右邊此時夾緊電磁閥和右限位開關均為ON，應將工件放到B點后再返回原點地點。按下起動按鈕，機械手應進入“B點降”步，變換條件為I0.0?Q0.1?I0.3,首先履行下降和松開操作，釋下班件后，機械手再上漲、左行，返回原點地點。如果機械手已經在最下面，下限位開關為ON。進入“B點降”步后，因為變換條件已經知足，將馬上變換到“松開”步。圖自動返回原點的次序圖3）夾緊裝置處于夾緊狀態，機械手不在最右邊,此時夾緊電磁閥為ON，左限位開關為OFF。按下起動按鈕，應進入“A點升”步，變換條件為I0.0?Q0.1?I0.2,機械手首先應上漲，然后右行、下降和松動工件，將工件放到B點后再上漲、左行，返回原點地點。如果機械手已經在最上面，上限位開關為ON，進入“A點升”步后，因為變換條件已經知足，將馬上變換到“右行步”。自動程序圖是辦理單周期、連續和單步工作方式的自動程序的次序功能圖，最上面的變換條件與公用程序有關。單周期、連續和單步這3種工作方式主假如用“連續標志”和“變換允許”標志來劃分的。圖自動程序次序圖四、總結機械手采用PLC控制，體積小，重量輕，控制方式靈活，可靠性高，操作簡單，維修容易。使用該機械手代替人工搬運工件，既安全，又正確，提高了勞動生產率，保證了工件的質量，降低了工人的勞動強度，擁有較好的經濟效益和社會效益。經過這次試驗，一方面讓我認識到自己的不足，發現了學習中的錯誤之處；另一方面又積累豐富的知識，吸取別人好的方法和經驗，增強了對復雜問題的解決能力，為自己此后的工作和學習打下堅實的基礎。項目三、鑒于S7-300的天塔之光模擬控制一、系統控制要求基本控制要求說明：控制系統采用西門子S7-300PLC實現動作過程參照：啟動后，L12→L11→L10→L8→L1→L1、L2、L9→L1、L5、L8→L1、L4、L7→L1、L3、L6→L1→L2、L3、L4、L5→L6、L7、L8、L9→L1、L2、L6→L1、L3、L7→L1、L4、L8→L1、L5、L9→L1→L2、L3、L4、L5→L6、L7、L8、L9→L12→L11→L10依次循環下去。（動作圖案可根據各人愛好作適合調整）程序要有可讀性和靈活性，對所用I/O點和內部變量應定義符號表，對程序應作必要的說明。圖燈塔二、硬件設計外部接線圖三、軟件部分流程圖2.I/O點分派表符號啟動停止

地點L1L2L3L4L5L6L7L8