【应用】1200PLC实现三层电梯模拟控制
使用西门子1200PLC和虚拟工厂仿真实现三层电梯的模拟控制
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前言
一、编程前的准备
1.博图
2.虚拟工厂
二、电梯控制要求
1.实验原理
2.具体控制要求
3.I/O分配
4.在虚拟工厂布置场景和变量
三、编写思路
四、编写程序
1.单个按钮对电梯的控制
1.初始化块
2.电梯开门关门
3.外部和内部按钮
4.电梯上升和下降
5.到达楼层
6.触发开门关门
7.效果
8.小结
2.多个内部按钮的控制
1.外部和内部按钮
2.内部按钮多重控制
3.电梯在1层执行1 2 3
4.电梯在1层执行 2 1 3
5.电梯在1层执行3 2 1
6.效果
7.小结
3.多个外部按钮的控制
1.外部1层（第5第6控制要求）
2.外部3层（控制要求：第7第8）
3.到这里外部按钮的部分就完成了，但是控制要求还没完：
4.互锁
5.控制
6.小结
4.程序完善 （指示灯）
1. 外部内部指示灯
2.上升下降指示灯
3.楼层指示灯
五、完整程序
1.主程序
编辑 2.fc块
1.初始化
2.外部内部呼叫按钮
编辑 3.上升下降
4.按钮指示灯
6.到达楼层
7.内部按钮多重控制
8.外部按钮控制
9.开门关门
总结
前言
在前面几篇笔记中写过一些PLC实现的应用案例，像传送带，自动装料系统模拟等等，这些都比较简单一些，属于小型控制案例，这篇文章所要实现的三层电梯主要是用1200和factoryio进行模拟仿真来实现的一个中小型应用案例，和前面相比难度会大大不同，来接着向下看吧！
一、编程前的准备
为了控制效果可见，这里使用博图和factoryio（虚拟工厂）这两个软件进行编写并调试。
在虚拟工厂里没有直接的电梯模型，但是有一个非常相似的虚拟设备——升降机！和电梯的运动原理一样，都是上升和下降；在编程之前要在博图创建好项目（注意：一定是仿真项目，带有驱动的）并且在虚拟工厂中建好升降机的场景；然后定义变量并上传的博图变量中！
1.博图
创建博图项目时，一定要导入虚拟工厂的工程模板（虚拟工厂的驱动），否则无法和虚拟工厂进行仿真连接。
2.虚拟工厂
在虚拟工厂创建一个场景，里面的东西主要就是：升降机、电梯外部的按钮和内部按钮、限位等；根据电梯的控制要求进行添加，然后和博图连接上。大概是这样：
二、电梯控制要求
1.实验原理
2.具体控制要求
（11）当轿厢分别停在1、2、3层时，若先按S1，接着按S2，然后再按S3，则轿厢按照所按的先后顺序分别到达1、2、3层。（延时1s开门，再延时2s关门）
（12）当轿厢分别停在1、2、3层时，若先按S2，接着按S1，然后再按S3，则轿厢按照所按的先后顺序分别到达2、1、3层。（延时1s开门，再延时2s关门）
（13）当轿厢分别停在1、2、3层时，若先按S3，接着按S2，然后再按S1，则轿厢按照所按的先后顺序分别到达3、2、1层。（延时1s开门，再延时2s关门）
3.I/O分配
| 输入 | 输出 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 名称 | 作用 | 地址 | 名称 | 作用 | 地址 |
| SQ1 | 1层停靠限位 | I0.1 | UP | 电梯上升 | Q0.0 |
| SQ2 | 2层停靠限位 | I0.2 | DOWN | 电梯下降 | Q0.1 |
| SQ3 | 3层停靠限位 | I0.3 | L4 | 电梯上升指示灯 | Q0.2 |
| SU1 | 外部1层上升按钮 | I0.4 | L5 | 电梯下降指示灯 | Q0.3 |
| SU2 | 外部2层上升按钮 | I0.5 | OPEN | 电梯开门 | Q0.4 |
| SD2 | 外部2层下降按钮 | I0.6 | CLOSE | 电梯关门 | Q0.5 |
| SD3 | 外部3层下降按钮 | I0.7 | L1 | 电梯到一层指示灯 | Q0.6 |
| S1 | 电梯内1层按钮 | I1.0 | L2 | 电梯到二层指示灯 | Q0.7 |
| S2 | 电梯内2层按钮 | I1.1 | L3 | 电梯到三层指示灯 | Q1.0 |
| S3 | 电梯内3层按钮 | I1.2 | L6 | 外部1层上升指示灯 | Q1.1 |
| SB1 | 启动按钮 | I1.3 | L7 | 外部2层上升指示灯 | Q1.2 |
| L8 | 外部2层下降指示灯 | Q1.3 | |||
| L9 | 外部3层下降指示灯 | Q1.4 | |||
| L10 | 电梯内1层指示灯 | Q1.5 | |||
| L11 | 电梯内2层指示灯 | Q1.6 | |||
| L12 | 电梯内3层指示灯 | Q1.7 |
4.在虚拟工厂布置场景和变量
根据控制要求和I/O分配，我们将虚拟工厂的场景布置好并定义一下变量：场景需要1个升降机，3个限位传感器，3个3色灯，8个按钮（7个内部和外部，1个启动）。将这些组合在一起拼成1个模拟电梯；然后将英文的名称改为变量表中的名称，方便使用和确认。
将场景中的各个部件的英文名改成中文的（连点两下就可以更改了） ，然后再文件---驱动中选择最后一个模拟仿真（S7-PLCSIM）。
在虚拟PLC中将变量拖拽上去。
最后就是将变量导出到文件夹，然后再博图中导入就OK了。
点击右下角导出：
然后在博图变量表中导入刚刚的文件夹：步骤如下
OK，最后再将博图仿真和虚拟工厂连接上，前期的工作就完成了！下面就是编写思路和程序啦！
三、编写思路
看过控制要求后，理一下思路；实验原理主要是这个电梯的大致运行要求，在具体控制里面是要实现的控制要求；如果不太好理解，可以想象一下平时坐的电梯：在外面选择上升或下降，然后电梯到达你所在的楼层，然后电梯开门关门，最后在电梯里面选择所要到达的楼层，电梯上升或下降到达目的地，OK！下图可以参考一下：
我们再看一下具体控制要求可以发现：1、2、3、4是要求电梯可以在3层之间任意呼叫；5、6、7、8、9、10这几步是要求电梯在2个外部或内部按钮同时按下或先后按下，进行相应的动作；11、12、13是电梯内按钮都按下，电梯进行什么样的动作。
四、编写程序
当这样分析过之后，可以简单划分为3个部分：单个按钮对电梯的简单控制，多个内部按钮的控制，多个外部按钮的控制。
1.单个按钮对电梯的控制
好的先看一下要求：
开始时，按下 启动按钮 使轿厢停靠在 1 层，当有外呼电梯信号 时，轿厢响应该外呼信号到达该楼层，延时 1S 打开轿厢门，再延时 2S 后自动关闭轿厢门， 内选需要到达的楼层，到达楼层后延时 1S 开门。
1.按下启动按钮后，电梯轿厢到一层；这里可以是一个初始化的动作，按下之后接通一层限位，当离开限位之后断开，电梯就停在一层限位。
2.不管是外呼还是内呼电梯都要相应并到达楼层，然后开门关门；我们可以看到每次到达楼层都要开门关门，那每次都要写开门关门，会很麻烦。这里我们可以将开门关门程序写到一个fc块中每次只要调用一下就可以了，非常方便！
3. 然后就是外部和内部的按钮，既然都能呼叫电梯，放在一起就可以；但是题目要求每一层都可以呼叫，那按下按钮之后，就分三种情况：1层，2层，3层。这里我们也做一个块。
4.然后就是电梯的上升和下降了。
5.最后就是当到达指定的楼层之后，触发开门关门就OK了。
理通之后，我们建立5个块：
1.初始化块
在块里面将初始化程序写进去，置位中继1，接通电梯上升（中继2是后面要用的，这里不用管），到达限位后复位掉，让电梯到一层的指示灯亮。
2.电梯开门关门
电梯开门关门 ，这里使用定时器1，延时1s开门，然后2s之后断开电梯开门，接通电梯关门，然后计时2s，时间到后断开一下中继10（这里数据块传送是后面用的，这里不需要）。
3.外部和内部按钮
外部和内部的按钮呼叫，这里按下按钮后判断电梯在哪一层，然后传不同的数给数据块，让电梯上升或下降；这里电梯在2层或3层的时候为什么传相同的数呢？因为无论在2层还是3层按下1层按钮后都要回到1层，是相同的；下面的3层按钮也是一样的，不管在电梯1层还是2层按下按钮后都到达3层停。
4.电梯上升和下降
在呼叫按钮那里，根据每种情况，我们都给数据块传了相应的数，用比较指令来接通上升和下降就可以了，到达指定楼层限位后停止上升和下降，然后开门关门就OK了。（这里使用电梯开门关门的常闭，是为了避免开关门时电梯上升或下降）
5.到达楼层
到达楼层之后，传相应的数字给数据块 ，来让电梯开门关门；最后不要忘记给数据块清零（否则就只能按一次）。
6.触发开门关门
根据到达楼层传的数来触发开门关门。
7.效果
时长原因，这里是1层到2层效果；将上面程序写好可以实现外部内部按钮控制电梯到指定楼层；电梯左侧是每楼的上升和下降按钮呼叫，右侧是电梯内部的楼层选择按钮，左边三色灯的绿灯表示正在开门，红灯表示正在关门。
8.小结
这一部分实现不是特别的难，上面的程序只是我自己的一个思路，使用传送和比较指令来实现功能，不过都是使用的fc块来写的，然后拿来用，最后写完的话fc块会比较多；当然也可以直接使用线圈和直接写程序或者其他的方法，只要功能实现都是可以的！
2.多个内部按钮的控制
实现上面程序，我们就完成了具体要求的1,2,3,4条，用内外部按钮让电梯进行上升下降。
下面我们实现具体要求的11,12,13条：
（11）当轿厢分别停在1、2、3层时，若先按S1，接着按S2，然后再按S3，则轿厢按照所按的先后顺序分别到达1、2、3层。（延时1s开门，再延时2s关门）
（12）当轿厢分别停在1、2、3层时，若先按S2，接着按S1，然后再按S3，则轿厢按照所按的先后顺序分别到达2、1、3层。（延时1s开门，再延时2s关门）
（13）当轿厢分别停在1、2、3层时，若先按S3，接着按S2，然后再按S1，则轿厢按照所按的先后顺序分别到达3、2、1层。（延时1s开门，再延时2s关门）
这里我们以电梯在1层为例：分别按电梯内的123按钮，或者213按钮，或者321按钮，电梯按照先后顺序到达相应的楼层，2层3层也是123,213,321.
那么只要完成其中一层的控制，二层三层依葫芦画瓢就可以啦！
我是这么想的：
1.在1层的时候按123这三个，在没有写程序时电梯会在1层开门关门，然后上升到2层停止，只有3层没有执行，也就是说只要在电梯到2层开门关门后，再传一个数给相应的数据块，让他执行去3层就OK了。
2.在1层时按213这3个按钮，如果没写其他程序，电梯只会到2层开门关门，后面不会执行。那我们只要在到2层限位开门关门之后，传1个去1层的数值，到1层之后，再传1个去3层的数值，就可以了。
3.按321这3个的话和上面相同，到达第一个，传第二个，到第二个传第三个。
（但是这里要注意不能和前面的呼叫按钮重复，因为这个控制里面需要相应的数值。）
这里我们建一个多个内部按钮控制的块和电梯1层，2层，3层的块，（以及外部内部按钮的块，要再加一些控制）：
1.外部和内部按钮
这里前面的3个程序段不变，在后边又增加了一些；增加了3个电梯内按钮的上升沿；触发3个按钮会给数据块789传入数值，代表这3个按钮 被按下；同时下面给数据块151617传的数是为了确定第一个被按下的按钮，执行第一个按钮对应的楼层，然后再执行后面的按钮对应的楼层。这样会有按钮按下的条件，再用条件来控制电梯就可以了。
2.内部按钮多重控制
这里我们用上面按钮触发的3个条件：数据块7 8 9，接通相对应的楼层；这里的mw90,95，也是按钮按下时传的数，如果电梯在1层，我们按下这3个按钮，接通第一个将1传送给数据块11（下面的置位和复位是3层相互互锁，避免冲突）。
3.电梯在1层执行1 2 3
当数据块11和数据块15等于1的时候（数据块15是用来判断是不是电梯内1层按钮先按下），mw90,95是2层和3层按下时传的数值；当条件满足，先将去3层的数据块4传0，然后等电梯到达2层，并且开门关门之后，传1给数据块4，让电梯上3层；（数据块20==0是判断是否关门完毕）。 最后到达楼层，将所用到的数据都清零。
好的，写到这里电梯在1层时执行1 2 3 层就完成了；那2 1 3和3 2 1怎么写呢！来接着往下看：
4.电梯在1层执行 2 1 3
前面这里没有再使用数据块11了，而是用了一个中继15的常开，为什么呢！因为电梯在1层时，按下电梯内按钮2 1 3 那么电梯会首先上升到2层，那么在上升时电梯就不在1层停靠限位了；如果用数据块11就无法接通了；所以在上面我们用mw95和电梯上升指示灯为信号来接通程序。
首先还是将去1层和2层的数据块传0，等待电梯到达2层停靠限位开门关门之后，再让电梯去1层，到一层停靠限位后，再去3层。
5.电梯在1层执行3 2 1
这一个和上面基本相同，只要改一下数据块和楼层数据块就可以了。
到这里，电梯在1层时，让电梯实现1 2 3 ，2 1 3 , 3 2 1 的控制就完成了！那么电梯在2 层3 层的控制就和这相同，只要稍微修改一下就可以了。
6.效果
按下启动按钮，电梯到1层 ，然后依次按下1 2 3 电梯先开门关门，然后到2层开门关门，最后到达3层。
7.小结
这里我们第2个大的控制要求就完成了！不管在哪一层，按下随意的3个连续按钮（1 2 3 ，2 1 3 ，3 2 1），都可以按照先后顺序来执行上升或下降。稍微总结一下，这里的控制程序不是特别的好，稍微有些乱，不方便更改和阅读；但是目前来说我没有特别好的程序，好在控制要求可以实现！如果大家有好的思路或者程序可以写评论区或者私信！
3.多个外部按钮的控制
下面来实现两个外部（内部）同时按或先后按的具体控制要求：
（5）当轿厢停于 1 层时，若按 SU2 或 S2，同时按 SD3 或 S3，则轿厢上升至 2 层（延时 1S 开门，再延时 2S 关门）暂停 5S，继续上升至 3 层停，延时 1S 开门，再延时 2S 关门。（6）当轿厢停于 1 层时，若按 SD2，同时按 SD3 或 S3，则轿厢上升至 3 层（延时1S 开门，再延时 2S 关门）暂停 5S，转而下降至 2 层停，延时 1S 开门，再延时 2S 关门。（7）当轿厢停于 3 层时，若按 SD2 或 S2，同时按 SU1 或 S1，则轿厢下降至 2 层（延时 1S 开门，再延时 2S 关门）暂停 5S，继续下降至 1 层停，延时 1S 开门，再延时 2S 关门。（8）当轿厢停于 3 层时，若按 SU2，同时按 SU1 或 S1，则轿厢下降至 1 层（延时1S 开门，再延时 2S 关门）暂停 5S，转而上升至 2 层停，延时 1S 开门，再延时 2S 关门。（9）当轿厢停于 2 层时，若先按 SD3 或 S3，接着按 SU1 或 S1，则轿厢上升至 3 层停，延时 1S 开门，再延时 2S 关门。（10）当轿厢停于 2 层时，若先按 SU1 或 S1，接着按 SD3 或 S3，则轿厢下降至 1层停，延时 1S 开门，再延时 2S 关门。
5,6,7,8这四条要求都是同时按下，9,10这两条在前面已经实现了，在2层时只相应先按下的按钮，上升或下降。
1.在1层时，同时按下SU2 SD3（或S2 S3）也就是外部2层上升和3层下降，或者电梯内的2层3层按钮 ；要求电梯先到2层开门关门后暂停5s再去3层。
然后如果同时按SD2 SD3，外部2层下降和3层下降，就先去3层，暂停5s然后下降去2层。
2.在3层时，也是两个按钮同时按下，然后先执行再执行。
这里的思路和内部的基本相同，两个按钮同时按下，传1个数；当等于这个数时，就执行先后操作。我们还建立fc块来给它封装一下，直接调用就好了。
1.外部1层（第5第6控制要求）
这里就比较简单一些，在一层限位时 按下相对应的按钮，传数给数据块；然后根据控制要求的先后顺序，先传0然后再传对应数值，让电梯运行。（这里的手动是模拟实现同时按下的效果，用了一个M点）
2.外部3层（控制要求：第7第8）
结构思路和上面的一样。
3.到这里外部按钮的部分就完成了，但是控制要求还没完：
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，在三层轿厢外呼叫时， 电梯响应呼叫（从一层运行到三层），若电梯在没到达二层时，在二层外呼叫上升，电梯经 二层停后继续上升到三层；如若电梯在没到达二层时，在二层外呼叫下降，电梯到达三层后 下降途径二层再停止。
在实验原理中：要求，上升时不能下降，下降时不能上升；并且还有一个控制要求。
1.第一个我们只要在上升下降时加上互锁就可以了。
2.第二关键点就在“是否到达2层”，我想到的还是这两个按钮按之后，传值，然后判断是否在2层；是就执行要求，不是就不执行。
4.互锁
在这里用上升下降的常闭，来进行互锁；并且还用了开门关门的互锁，防止电梯在开门关门时进行上升下降，这里需要注意。
5.控制
这里用2层上升和下降的上升沿来传1个数值；
当两个按钮按下后，为了保证在2层之前，加上了2层3层的限位；如果在2层之前触发2层上升按钮，就先到达2层，然后再去3层。
如果先按2层下降再按3层下降，则先去3层，然后去2层。
6.小结
这一部分写完，最后1个大的要求就完成了。控制要求实现不是太难，但是需要相应的条件，如果没有就自己创造条件！
4.程序完善 （指示灯）
3个主要控制要求完成后，就剩一些收尾工作了；指示灯的控制要求：
L1、L2、L3 为楼层指示灯，L4、L5为电梯上升下降指示灯，L6、L7、L8、L9为电梯外部按钮指示灯，L10、L11、L12为电梯内部按钮指示灯，UP、DOWN 为轿厢上升、下降指示，OPEN、 CLOSE 为轿厢开门、关门指示。
1.楼层指示灯：到达每层限位后让线圈得电，离开后灭。
2.电梯外部按钮指示灯：按下外部楼层按钮的时候置位线圈，到达限位开门关门后将线圈复位。
3.电梯内部按钮指示灯：和外部实现相同。
4.电梯上升下降指示灯：电梯上升下降时接上线圈，停止时灭掉。
5.开门关门指示灯：在开门关门线圈外再加指示灯就可以了。
1. 外部内部指示灯
2.上升下降指示灯
3.楼层指示灯
五、完整程序
1.主程序
每次上电的时候，都将所有的数组和线圈复位，这里用首次脉冲循环来触发。
2.fc块
1.初始化
2.外部内部呼叫按钮
3.上升下降
4.按钮指示灯
6.到达楼层
7.内部按钮多重控制
电梯1层：
电梯2层：
电梯3层：
8.外部按钮控制
外部1层：
外部3层：
9.开门关门
总结
以上就是本文的全部内容了，将这个3层模拟电梯整体过了一遍；从主程序一直到fc块，这里我所用的大多都是传送和比较指令，题目的思路不复杂，但是要把它们整体连接起来还是用难度的。这里用了很多fc块，然后主程序调用；感觉还有很多可以改进的地方的，比如内部按钮的多个控制还有外部的，和上面的控制要求。这里还是给一个整体的思路，具体编写要根据自身的方法；这里程序只做参考使用。如果程序或者思路有问题，可以说一下，交流一下；另外3层电梯不止只用这1种方法，只要能实现功能都可以！
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