西門子S7200的PLC四層電梯電氣控制設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、廈門南洋職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)西門子s7-200的plc四層電梯電氣控制設(shè)計(jì)學(xué)歷層次大專 教學(xué)院名稱機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)名稱機(jī)電一體化技術(shù)學(xué)生姓名雷航福指導(dǎo)教師陳清泉 侯紅科2013 年 3 月24 日機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)電一體化技術(shù) 專業(yè) 1 班學(xué)生姓名（學(xué)號） 雷航福 10580201012 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時間： 自 2012 年 12 月 11日至 2013 年 3 月 29 日答辯時間： 年 月 日 成績 指導(dǎo)教師： 摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在城市建筑越來越多也越來越高,為了能方便上樓，電梯也是大家經(jīng)常所用的一種垂直交通公交工具，也是并不可少的密不可分的,在現(xiàn)代的生活中也有廣泛的應(yīng)用。

2、本文介紹的就是應(yīng)用西門子s7-200可編程控制器對電梯系統(tǒng)進(jìn)行控制。首先分析了電梯的組成部分，確定了整體設(shè)計(jì)流程，在此基礎(chǔ)上對于該系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，在硬件設(shè)計(jì)過程中，對控制系統(tǒng)所需要的輸入與輸出的點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行了i/o分配，因?yàn)榭紤]輸出點(diǎn)數(shù)的數(shù)量過多，需要進(jìn)行i/o擴(kuò)展 ，擴(kuò)展模塊選擇em223，接著畫出了電梯控制流程圖，根據(jù)流程圖以及i/o地址的分配，畫出梯形圖，在設(shè)計(jì)中還用到了中間繼電器以及定時器，最后對程序進(jìn)行了調(diào)試和運(yùn)行，能夠很好的實(shí)現(xiàn)電梯的升降以及廂門的開關(guān)，完成了設(shè)計(jì)任務(wù)的要求,運(yùn)用mcgs組態(tài)軟件制作人機(jī)對話界面,檢驗(yàn)電梯plc控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況。關(guān)鍵詞:電梯 程序 plc.目

3、錄摘要 3目錄 4第一章 概述 5一 電梯的結(jié)構(gòu) 5二 電梯的分類 6三 電梯控制技術(shù)的發(fā)展 9四 電梯工作原理 10第二章 可編程控制器(plc)簡介 12一 plc的工作原理 12二 plc編程語言 12三 plc的主要功能 13四 plc的發(fā)展過程 13第三章 硬件設(shè)計(jì) 15一 硬件配置簡介 15二 電梯控制系統(tǒng) 15三 電氣控制系統(tǒng)框圖 17四 輸入輸出的分配 17第四章 軟件設(shè)計(jì) 19一 四層電梯梯形圖 19二 程序流程圖 25三 電梯plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26第五章 系統(tǒng)調(diào)試 29一 系統(tǒng)調(diào)試 29二 軟件部分調(diào)試 29總結(jié) 30致謝 31參考文獻(xiàn) 31 第一章 概述一、電梯的結(jié)構(gòu)電

4、梯是機(jī)電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品,機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體,電器部分相當(dāng)于人的神經(jīng).機(jī)與電的高度合一,使電梯成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜和產(chǎn)品.對于電梯的結(jié)構(gòu)而言,傳統(tǒng)的方法是分為機(jī)械部分和電氣部分,但以功能系統(tǒng)來描述,則更能反映電梯的特點(diǎn).下面簡單介紹電梯機(jī)械部分的結(jié)構(gòu),而我們的主要目的是怎樣來控制它. 1.1曳引系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力,使電梯運(yùn)行. 曳引系統(tǒng)主要由曳引鋼絲繩,導(dǎo)向輪,反繩輪組成. 1.2導(dǎo)向系統(tǒng) 導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度,使轎廂和對重只能沿 著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動. 導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌,導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成. 1.3轎廂 轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件,是電梯

5、的工作部分. 轎廂由轎廂架和轎廂體組成. 1.4門系統(tǒng) 門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口. 門系統(tǒng)由轎廂門,層門,開門機(jī),門鎖裝置組成. 1.5重量平衡系統(tǒng) 系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量,在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi),保證電梯的曳引傳動正常. 系統(tǒng)主要由對重和重量補(bǔ)償裝置組成. 1.6電力拖動系統(tǒng) 電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力,實(shí)行電梯速度控制. 電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機(jī),供電系統(tǒng),速度反饋裝置,電動機(jī)調(diào)速裝置等組成. 1.7電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制. 電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置,位置顯示裝置,控制屏(柜),平層裝置,選

6、層器等組成. 1.8安全保護(hù)系統(tǒng) 保證電梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故發(fā)生. 由限速器,安全鉗,緩沖器,端站保護(hù)裝置組成.二、電梯的分類 電梯的定義為：用電力拖動的轎廂運(yùn)行于鉛垂的或傾斜不大于15的兩列剛性導(dǎo)軌之間運(yùn)送乘客或貨物的固定設(shè)備。習(xí)慣上不論其驅(qū)動方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具的總稱。 根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設(shè)置不同類型的電梯。目前電梯的基本分類方法大致如下。 2.1按用途分類 2.1.1 乘客電梯, 為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的電梯，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的轎內(nèi)裝飾。 2.1.2 載貨電梯, 主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì), 通常有人伴隨的電梯。 2

7、.1.3 醫(yī)用電梯, 為運(yùn)送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車而設(shè)計(jì)的電梯，轎廂具有長而窄的特點(diǎn)。 2.1.4 雜物電梯, 供圖書館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書、文件、食品等設(shè)計(jì)的電梯。 2.1.5 觀光電梯, 轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。 2.1.6.車輛電梯, 用作裝運(yùn)車輛的電梯。 2.1.7 船舶電梯, 船舶上使用的電梯。 2.1.8 建筑施工電梯, 建筑施工與維修用的電梯。 2.1.9 其它類型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。 2.2 按驅(qū)動方式分類 2.2.1交流電梯，用交流感應(yīng)電動機(jī)作為驅(qū)動力的電梯。根據(jù)拖動方式又可分為交流單

8、速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。 2.2.2 直流電梯，用直流電動機(jī)作為驅(qū)動力的電梯。這類電梯的額定速度一般在2.00m/s以上。 2.2.3 液壓電梯,一般利用電動泵驅(qū)動液體流動，由柱塞使轎廂升降的電梯。 2.2.4 齒輪齒條電梯, 將導(dǎo)軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機(jī)帶動齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。 2.2.5 螺桿式電梯, 將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機(jī)經(jīng)減速機(jī)（或皮帶）帶動螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。 2.2.6 直線電機(jī)驅(qū)動的電梯,其動力源是直線電機(jī)。 電梯問世初期，曾用蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)

9、作為動力直接驅(qū)動電梯，現(xiàn)已基本絕跡。 2.3 按速度分類：電梯無嚴(yán)格的速度分類，我國習(xí)慣上按下述方法分類。 2.3.1 低速梯，常指低于1.00m/s速度的電梯。 2.3.2 中速梯，常指速度在1.002.00m/s的電梯。 2.3.3 高速梯，常指速度大于2.00m/s的電梯。 2.3.4 超高速，速度超過5.00m/s的電梯。 隨著電梯技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯速度越來越高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應(yīng)地提高。 2.4 按電梯有無司機(jī)分類2.4.1 有司機(jī)電梯，電梯的運(yùn)行方式由專職司機(jī)操縱來完成。2.4.2 無司機(jī)電梯，乘客進(jìn)入電梯轎廂，按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕，電梯自動運(yùn)行到達(dá)

10、目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。2.4.3 有/無司機(jī)電梯，這類電梯可變換控制電路，平時由乘客操縱，如遇客流量大或必要時改由司機(jī)操縱。 2.5 按操縱控制方式分類2.5.1 手柄開關(guān)操縱，電梯司機(jī)在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關(guān)，實(shí)現(xiàn)電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運(yùn)行狀態(tài)。2.5.2 按鈕控制電梯：是一種簡單的自動控制電梯，具有自動平層功能，常見有轎外按鈕控制、轎內(nèi)按鈕控制兩種控制方式。2.5.3 信號控制電梯，這是一種自動控制程度較高的有司機(jī)電梯。除具有自動平層，自動開門功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動停層，順向截停和自動換向等功能。 2.5.4 集選控制電梯，是一種在信號

11、控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的全自動控制的電梯，與信號控制的主要區(qū)別在于能實(shí)現(xiàn)無司機(jī)操縱。 2.5.5 并聯(lián)控制電梯，23臺電梯的控制線路并聯(lián)起來進(jìn)行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯本身都具有集選功能。 2.5.6 群控電梯，是用微機(jī)控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。 2.6 其它分類方式 2.6.1 按機(jī)房位置分類，則有機(jī)房在井道頂部的（上機(jī)房）電梯、機(jī)房在井道底部旁側(cè)的（下機(jī)房）電梯，以及有機(jī)房在井道內(nèi)部的（無機(jī)房）電梯。 2.6.2 按轎廂尺寸分類，則經(jīng)常使用“小型”、“超大型”等抽象詞匯表示。 此外，還有雙層轎廂電梯等。 2.7 特殊電梯 2.7.1

12、斜行電梯，轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導(dǎo)軌運(yùn)行，是集觀光和運(yùn)輸于一體的輸送設(shè)備。特別是由于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后，斜行電梯發(fā)展迅速。 2.7.2 立體停車場用電梯，根據(jù)不同的停車場可選配不同類型的電梯。 2.7.3 建筑施工電梯，是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷齒傳動與鏈傳動，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運(yùn)動的機(jī)械，用以輸送人員或物料，主要應(yīng)用于建筑施工與維修。它還可以作為倉庫、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長期使用的垂直運(yùn)輸機(jī)械。三、電梯控制技術(shù)的發(fā)展電梯電氣控制技術(shù)是一個綜合性的系統(tǒng)技術(shù)，包括控制器、傳感器和調(diào)速方法等多種技術(shù)。本文系統(tǒng)分析了這些技術(shù)方法的發(fā)展歷史并對它們進(jìn)行了

13、分類總結(jié)。通過分析可知，在電梯電氣控制節(jié)能、效率以及控制器性價比等方面還存在許多不足，須要進(jìn)一步研究探討。自從電梯發(fā)明以后，電梯電氣控制技術(shù)越來越收到人們的重視。電梯電氣控制技術(shù)主要體現(xiàn)在電梯電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上。電梯的電氣控制主要是對各種指令信號、位置信號、速度信號和安全信號進(jìn)行管理，使電梯正常運(yùn)行或處于保護(hù)狀態(tài)，發(fā)出各種顯示信號。電梯的電氣控制，過去采用繼電器邏輯線路，一般稱繼電器控制。這種硬布線的邏輯控制方式具有原理簡單、直觀等特點(diǎn)。但通用性差，邏輯系統(tǒng)由許多觸點(diǎn)組成，接線復(fù)雜、故障率高、設(shè)備龐大，國家已規(guī)定淘汰。目前我國電梯主要由先進(jìn)的、可靠性高的微型計(jì)算機(jī)或可編程控制器（plc）控制

14、。3.1電梯交流調(diào)速方法的發(fā)展 交流電梯調(diào)速方法經(jīng)經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜、由低級到高級的發(fā)展歷程。分析這些方法，可以大致將電梯交流調(diào)速的發(fā)展歷史劃分為如下三個階段。第一個階段主要在上世紀(jì)70年代，其主要標(biāo)志是交流雙速電梯，該方法采用改變牽引電機(jī)極對數(shù)來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種電梯結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、使用和維護(hù)都很方便，但調(diào)速不夠平滑、舒適感較差。 第二個階段主要在上世紀(jì)80年代，主要使用交流調(diào)壓調(diào)速方法，其性能優(yōu)越于交流雙速電梯。調(diào)壓調(diào)速的方法是通過改變?nèi)喈惒诫姍C(jī)定子端的供電電壓實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速，其制動多采用能耗制動。第三個階段開始于上世紀(jì)90年代，變壓變頻調(diào)速電梯（vvvf電梯）開始占據(jù)了世界電梯的市場。

15、vvvf電梯通過調(diào)節(jié)電機(jī)定子繞組供電電壓的幅值和頻率來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。由于變壓變頻調(diào)速（vvvf）的良好特點(diǎn)，目前新制造的電梯都實(shí)現(xiàn)了調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速控制。vvvf電梯以其獨(dú)特的先進(jìn)技術(shù)和性能，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、快速、舒適、平層準(zhǔn)確、低噪音、安全等目標(biāo)。由于其優(yōu)越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)能效果，在很多應(yīng)用場合已取代交流調(diào)壓調(diào)速電梯而成為現(xiàn)在電梯市場的主流。3.2 氣控制目前存在的主要問題電梯作為現(xiàn)代建筑中的重要交通工具，它與一般的交通工具具有著較大的差別。良好的電梯控制技術(shù)是電梯高質(zhì)量運(yùn)行的重要保障，電梯運(yùn)行安全舒適、高效、節(jié)能控制器的性價比等都是電梯技術(shù)發(fā)展面臨的重大問題。四 電梯工作原理電梯的基本結(jié)構(gòu)是

16、：一條垂直的電梯井內(nèi)，放置一個上下移動的轎箱(cab)。電梯井壁裝有導(dǎo)軌，與轎箱上的導(dǎo)靴限制轎箱的移動。轎箱的支撐及升降有兩種方法： 曳引式 多條鋼纜，把轎箱懸掛在電梯井頂部機(jī)房的曳引輪之上。鋼纜另一端懸掛作平衡的對重。對重一般為轎箱加上50%負(fù)載時的重量。當(dāng)轎箱移動時，對重會向反方向移動。曳引輪是依靠鋼纜的粗糙表面及引輪上坑紋之間的摩擦力來拉動轎箱。因此當(dāng)鋼纜或曳引輪用舊之后，必須適時更換以防滑溜。電動機(jī)負(fù)責(zé)帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，提供動力升起或放下轎箱。電動機(jī)可能是交流，亦有可能是直流。部分電動機(jī)要使用齒輪帶動曳引輪，較新及較快的電梯一般會采用無齒輪帶動。部分高層曳引式電梯還有重量補(bǔ)償：在轎箱及對

17、重之下設(shè)有一條鋼纜或鎖鏈，連接到地上。作用是補(bǔ)償懸掛轎箱或?qū)χ氐匿摾|長度改變引起的重量變化。曳引式電梯必定會有各種安全裝置，防止轎箱因鋼纜繼裂、制動失靈等任何原因造成的墮落。最低限度的安全裝置包括：在機(jī)房裝設(shè)的鋼纜限速器，在轎箱及對重上安裝安全鉗。安全鉗即奧的斯當(dāng)年發(fā)明的機(jī)械安全裝置，當(dāng)加速到某一速度時會自動鉗緊導(dǎo)軌，把轎箱或?qū)χ貏x停。在電梯井的底部，還會裝有緩沖器，作為最后的保護(hù)。曳引式電梯一般需要在電梯頂部設(shè)置機(jī)房。近年設(shè)計(jì)新型的曳引式電梯，采用纖維鋼纜復(fù)合纜索，可以減少所需的潤滑及維修。此外新型的電動機(jī)體積小，可以安裝在井壁，免除機(jī)房設(shè)置。液壓式 轎箱由底下的柱塞支撐及升降，柱塞由液壓推

18、動。部分柱塞可作望遠(yuǎn)鏡式折疊，減少地底所需要的深度。部分柱塞不可折，安裝時地下必需挖一個洞。因?yàn)橹南拗?，液壓式電梯一般只會在兩至五層高的建筑物上使?不多于20米)。液壓式電梯的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)房可設(shè)置在任何位置，而且占地較少，機(jī)械亦較為簡單；一般使用亦較少機(jī)會發(fā)生問題。但是亦有耗電較多，速度低的缺點(diǎn)(秒速不高于1米)。第二章 可編程控制器(plc)簡介一、plc的工作原理1.1 plc采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式1.1.1每次掃描過程，集中采集輸入信號，集中對輸出信號進(jìn)行刷新。1.1.2輸入刷新過程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下

19、一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入。1.1.3一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。1.1.4元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。1.1.5掃描周期的長短由三條決定。（1）cpu執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的時間 （3）指令條數(shù)，現(xiàn)在的plc掃描速度都是非?？斓?。1.1.6由于采用集中采樣，集中輸出的方式，存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。二plc編程語言plc的用戶程序是設(shè)計(jì)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過plc編程語言的編制設(shè)計(jì)的。根據(jù)國際電工委員會制定的工業(yè)控制編程語音標(biāo)準(zhǔn)（iec1131-3）?，F(xiàn)在介紹兩種語言：梯形圖語言（ld）、指令表語音（il）

20、。2.1梯形圖語言（ld）梯形圖語言是plc升序設(shè)計(jì)中最常用的編程語言。它是與繼電器線路類似的一種編程語言。由于電氣設(shè)計(jì)人員對繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用。梯形圖編程語言的特點(diǎn)是：與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性；與原有繼電器控制相一致，電氣設(shè)計(jì)人員一掌握。梯形圖編程語言與原有的繼電器控制的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，2.2 指令表語言（il）指令表編程語言是與匯編語言類似的一種助記符語言，和匯編語言一樣由操作數(shù)組成。在無計(jì)算機(jī)的情況下，適合采用plc手持編程器對用戶程序進(jìn)行編制。同時，指令表編程語

21、言與梯形圖編程語言圖一一對應(yīng)，在plc編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換。指令表編程語言的特點(diǎn)是：采用助記符來表示操作功能，具有容易掌握；在手持編程器的鍵盤上采用助記符表示，便于操作，可在無計(jì)算機(jī)的場合進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；其特點(diǎn)與梯形圖語言基本一致。三 plc的主要功能plc有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的i/o接口、通訊接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的操作系統(tǒng)，因而具有豐富的功能：信號采集功能：可采集開關(guān)信號、模擬信號及脈沖信號。輸出控制功能：可控制輸出開關(guān)信號、模擬信號及脈沖（脈沖鏈或脈寬可調(diào)制的脈沖）信號。邏輯處理功能：可進(jìn)行種種位、字節(jié)、字邏輯運(yùn)算。數(shù)據(jù)運(yùn)算功能：可進(jìn)行種種字、雙字整數(shù)運(yùn)算，有的還可進(jìn)行浮點(diǎn)

22、運(yùn)算。定時功能：可進(jìn)行延時或定時控制，時間可精確到毫秒。計(jì)數(shù)功能：可進(jìn)行計(jì)數(shù)，高速計(jì)數(shù)頻率可高達(dá)幾百khz。中斷處理功能：除了高速計(jì)數(shù)、脈沖輸出使用中斷處理，還實(shí)現(xiàn)種種內(nèi)外中斷，以提高plc對輸入的響應(yīng)速度與精度。程序與數(shù)據(jù)存貯功能：可存貯系統(tǒng)設(shè)定、程序及數(shù)據(jù)，并可保證這些數(shù)據(jù)在掉電時不丟失。此外，還有聯(lián)網(wǎng)通訊、自檢測、自診斷等功能。豐富的功能為plc的廣泛應(yīng)用提供了可能；同時，也為工業(yè)系統(tǒng)的自動化、遠(yuǎn)程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。四 plc的發(fā)展過程1968年，美國通用汽車公司（gm）根據(jù)市場形勢與生產(chǎn)發(fā)展的需要，提出了“多品種、小批量、不斷翻新汽車品牌型號”的戰(zhàn)略。要實(shí)現(xiàn)這個戰(zhàn)略決策，依

23、靠原有的工業(yè)控制裝置顯然不行，而必須有一種新的工業(yè)控制裝置，它可以隨著生產(chǎn)品種的改變，靈活方便地改變控制方案以滿足對控制的不同要求。1969年，著名的美國數(shù)字設(shè)備公司（dec）根據(jù)gm的功能要求，研制出了這種新的工業(yè)控制裝置，并在gm公司的一條汽車自動化生產(chǎn)線上首次運(yùn)行取得成功。根據(jù)這種新型工業(yè)控制裝置可以通過編程改變控制方案這一特點(diǎn)，以及專門用于邏輯控制的情況，稱這種新的工業(yè)控制裝置為可編程序控制器（programmable logic controller），簡稱plc。從1968年到現(xiàn)在，plc經(jīng)歷了四次換代：第一代plc大多用一位機(jī)開發(fā)，用磁芯存儲器存儲，只有邏輯控制功能。在第二代pl

24、c產(chǎn)品中換成了8位微處理器及半導(dǎo)體存儲器，plc產(chǎn)品開始系列化。第三代plc產(chǎn)品隨著高性能微處理器及位片式cpu在plc中大量使用，plc的處理速度大大提高，從而促使它向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信方向發(fā)展。第四代plc產(chǎn)品不僅全面使用16位、32位高性能微處理器，高性能位片式微處理器，risc（reduced instruction set computer）精簡指令系統(tǒng)cpu等高級cpu，而且在一臺plc中配置多個處理器，進(jìn)行多通道處理。同時生產(chǎn)了大量內(nèi)含微處理器的智能模板，使得第四代plc產(chǎn)品成為具有邏輯控制功能、過程控制功能、運(yùn)動控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能的真正名符其實(shí)的多功能控制器。同

25、一時期，由plc組成的plc網(wǎng)絡(luò)也得到飛速發(fā)展。plc與plc網(wǎng)絡(luò)成為工廠企業(yè)中首選的工業(yè)控制裝置，由plc組成的多級分布式plc網(wǎng)絡(luò)成為cims（computer-integrated manufacturing system）系統(tǒng)不可或缺的基本組成部分。人們高度評價plc及其網(wǎng)絡(luò)的重要性，認(rèn)為它是現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱之一。第三章 硬件設(shè)計(jì)一 硬件配置簡介plc產(chǎn)品出現(xiàn)以來，它以面向工業(yè)控制的鮮明特點(diǎn)，普遍受到電器控制領(lǐng)域的歡迎。特別是中小容量plc成功取代了傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)，使得控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。目前各國生產(chǎn)的plc品種繁多，發(fā)展速度快。本文所用到的產(chǎn)品是s7-200系列的p

26、lc作系列電梯的。在此簡單的介紹該機(jī)型的一些技術(shù)指標(biāo)。技術(shù)性能分為：一般性能，功能特性（基本單元），輸入性能，輸出性能和其它性能。二 電梯控制系統(tǒng)電梯模擬系統(tǒng)如下圖所示： 圖3.1 電梯系統(tǒng)控制模擬圖三 電氣控制系統(tǒng)框圖 1112345輸 出 plc 西門子s7-200 輸 入 9876 圖3.2輸入與輸出：圖3.2中輸出為：1、電動機(jī)；2、上下行接觸器；3、快慢速接觸器；4、位置指示；5、門鎖。輸入為：6、轎內(nèi)指令；7、廳外指令；8、門區(qū)感應(yīng)；9、手動開關(guān)門；10、樓層感應(yīng)。plc系統(tǒng)部分完成所設(shè)定的控制任務(wù)所需要的plc規(guī)模主要取決于控制系統(tǒng)對輸入，輸出點(diǎn)的需求量和控制過程的難易程度四 輸

27、入輸出的分配輸入點(diǎn)：序號 名稱 輸入點(diǎn)0 一層行程開關(guān) i0.01 二層行程開關(guān) i0.12 三層行程開關(guān) i0.23 四層行程開關(guān) i0.34 四層呼叫按鈕 i0.45 三層呼叫按鈕 i0.56 二層呼叫按鈕 i0.67 一層呼叫按鈕 i0.78 手動開關(guān)按鈕 i1.69 手動關(guān)門按鈕 i1.710 紅外傳感器 i2.211 紅外傳感器 i2.3輸出點(diǎn)：序號 名稱 輸出點(diǎn)0 一層指示燈 q0.11 二層指示燈 q0.22 三層指示燈 q0.33 四層指示燈 q0.44 電動機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈亮 q0.55 電動機(jī)反轉(zhuǎn)指示燈亮 q0.66 開門電機(jī)正轉(zhuǎn) q0.77 開門電梯反轉(zhuǎn) q1.0 圖3.3

28、i/o接線圖 第四章 軟件設(shè)計(jì)一 四層電梯梯形圖1.1 四層電梯的梯形圖設(shè)計(jì)圖4.1.1圖4.1.2圖4.1.3圖4.1.4圖4.1.5圖4.1.6圖4.1.8圖4.1.9圖4.2.1圖4.2.2二 程序流程圖 圖4.2 三 電梯plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1 樓層狀態(tài)指示設(shè)計(jì)當(dāng)電梯運(yùn)行至某層有指令發(fā)出時，指示位置及指令。以二層為表3.1.1指示位置及指令表ldtwoselet二層內(nèi)選擇stwoseatq,1二層內(nèi)選擇指示ldtwoup二層上呼stwoupq，1二層上呼指示ldtwodown二層下呼s twodownq，1二層下呼指示ldtwoseat二層位置=twoseatq二層位置指示 3.

29、1.2 電梯下行程序設(shè)計(jì)以電梯在三層下行情況為例。當(dāng)電梯的一或二層有指令時，將三層下行位置1，同時無上行，驅(qū)動電梯下行。程序說明如下： 電梯在三層時下行表3.1.2ldoneseletq一層內(nèi)選擇0twoseletq或二層內(nèi)選擇0oneupq或一層上呼0twodownq或二層下呼0twoupq或二層上呼anseatq在三層位置時sv0.1.1置三層下行位電梯三層時下行表3.1.3ldv0.0有四層下行位0v0.1或有三層下行位0v0.2或有二層下行位an up同時無上行=down電梯下行.3.1.3 電梯上行程序設(shè)計(jì)以電梯在二層上行情況為例。程序說明如下：電梯在二層上行 表3.1.4adfou

30、rseletq四層選擇0threeseletq或三層選擇0fourdownq或四層下呼0threedownq或三層下呼0threeupq或三層上呼atwoseatq在二層位置時sv0.4.1置二曾上行位 電梯上行 表3.1.5ldv0.3有一層上行位0 v0.4或有二層上行位0v0.5或有三層上行位andown同時電梯無下行=up電梯上行3.1.4 電梯到達(dá)時程序設(shè)計(jì)電梯到達(dá)某層時，將已完成的指令信號復(fù)位。以電梯到達(dá)三層為例。程序說明如下：電梯到達(dá)三層表3.1.6ldthreeseatq電梯到達(dá)三層rthreeseletq,1復(fù)位三層內(nèi)選擇rv0.0.1復(fù)位四層下行rv0.3.1復(fù)位一層上行r

31、v0.4.1復(fù)位二層上行l(wèi)dthreeseatq電梯到達(dá)三層andown同時無下行rthreeupq,1復(fù)位三層上行l(wèi)dthreeseatq電梯到達(dá)三層anup同時無上行rthreedownq，1復(fù)位三層下行 第五章 系統(tǒng)調(diào)試一 系統(tǒng)調(diào)試完成了硬件的設(shè)計(jì)、制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按設(shè)計(jì)意圖正常運(yùn)行，必須進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩個部分。5.1 硬件部分調(diào)試根據(jù)電氣接線圖安裝接線，plc實(shí)際接線時，還應(yīng)考慮到以下幾個方面：(1) 應(yīng)有電源輸入線，通常為220v、50hz交流電源，允許電源有一定的浮動范圍。并且必須有保護(hù)裝置，如熔斷器等。若是干擾較強(qiáng)或?qū)煽啃砸蠛芨叩?/p>

32、場合，應(yīng)在plc的電源輸入端加裝帶屏蔽層的隔離變壓器和低通濾波器。(2) 輸入端子八個為一組，公用一個com端。plc應(yīng)單獨(dú)接地，不要和其他電器元件共用接地線，接地線面積應(yīng)大于2mm,并盡可能靠近plc。(3) plc輸出端接有線圈和電磁閥等感性元件時必須加保護(hù)電路，例如并接阻容吸收回路（對于交流電源）或續(xù)流二極管（對于支流電源）二 軟件部分調(diào)試用編程工具將用戶程序輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過反復(fù)編輯、編譯、下載、調(diào)試、運(yùn)行，直至運(yùn)行正確5.2.1 編輯、編譯打開梯形圖編輯器將程序輸入電腦。程序輸入完成后，用cpu的下拉菜單或工具條中編譯快捷按鈕對程序進(jìn)行編譯，編譯后在顯示器下方的輸入窗口顯示編譯結(jié)果，并能明確的指出錯誤的網(wǎng)絡(luò)段，可以根據(jù)錯誤的提示對程序進(jìn)行修改，然后再編譯，一直到編譯無誤。5.2.2 程序下載程序編譯成功后，單擊標(biāo)準(zhǔn)工具條中下載快捷按鈕打開文件菜單，選擇下載項(xiàng)，彈出對話框，經(jīng)選定程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊等下載內(nèi)容后，按確認(rèn)按鈕將選中內(nèi)容下載到plc的存儲器上。5.2.3 程序監(jiān)視、運(yùn)行調(diào)試總結(jié)當(dāng)plc工作方式開關(guān)在term位置時還可用stepmicro/win32的菜單命令或快捷按鈕都可以對cpu工作方式進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。使用程序編輯器還可以在plc運(yùn)行監(jiān)視程序執(zhí)行的過程和各元件的狀態(tài)及數(shù)據(jù)，打開調(diào)試菜單選