畢業(yè)設(shè)計(jì)西門子S7200的PLC四層電梯電氣控制設(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日摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在城市建筑越來(lái)越多也越來(lái)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。本文介紹的就是應(yīng)用西門子S7-200可編程控制器對(duì)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(duì)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(guò)程中，對(duì)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?/p>

2、慮輸出點(diǎn)數(shù)的數(shù)量過(guò)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(shí)器，最后對(duì)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(duì)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(jiǎn)介 12一 PLC的工作原理 12二 PLC編程語(yǔ)言 12三 PLC的主要功能 1

3、3四 PLC的發(fā)展過(guò)程 13第三章 硬件設(shè)計(jì) 15一 硬件配置簡(jiǎn)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(duì)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(lái)描述,則更能反映電梯的特點(diǎn).下面簡(jiǎn)

4、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(lái)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(dòng)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(duì)重的活動(dòng)自由度,使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng). 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(duì)平衡轎廂重量,在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量

5、差保持在限額之內(nèi),保證電梯的曳引傳動(dòng)正常. 系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成. 1.6電力拖動(dòng)系統(tǒng) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力,實(shí)行電梯速度控制. 電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī),供電系統(tǒng),速度反饋裝置,電動(dòng)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(duì)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(dòng)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

6、乘客或貨物的固定設(shè)備。習(xí)慣上不論其驅(qū)動(dòng)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。2.1.3 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(zhǎng)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

7、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(kù)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(dòng)方式分類交流電梯，用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。根據(jù)拖動(dòng)方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。 直流電梯，用直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。這類電梯的額定速度一般在2.00m/s以上。 液壓電梯,一般利用電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)，由柱塞使轎廂升降的電梯。 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(dòng)機(jī)

8、帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。 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(guò)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)（或皮帶）帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯,其動(dòng)力源是直線電機(jī)。電梯問(wèn)世初期，曾用蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)電梯，現(xiàn)已基本絕跡。2.3 按速度分類：電梯無(wú)嚴(yán)格的速度分類，我國(guó)習(xí)慣上按下述方法分類。 低速梯，常指低于1.00m/s速度的電梯。 中速梯，常指速度在1.002.00m/s的電梯。 高速梯，常指速度大于2.00m/s的電梯。 超高速，速度超過(guò)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(lái)越高，區(qū)別

9、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(wú)司機(jī)分類 有司機(jī)電梯，電梯的運(yùn)行方式由專職司機(jī)操縱來(lái)完成。無(wú)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(dòng)運(yùn)行到達(dá)目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。 有/無(wú)司機(jī)電梯，這類電梯可變換控制電路，平時(shí)由乘客操縱，如遇客流量大或必要時(shí)改由司機(jī)操縱。2.5 按操縱控制方式分類 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(dòng)、上升、下降、平層、停止的運(yùn)行狀態(tài)。 按鈕控制電梯：是一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制電梯，具有自動(dòng)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。信號(hào)控制電梯，這是一種自動(dòng)控制程度較高的有

10、司機(jī)電梯。除具有自動(dòng)平層，自動(dòng)開門功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動(dòng)停層，順向截停和自動(dòng)換向等功能。集選控制電梯，是一種在信號(hào)控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的全自動(dòng)控制的電梯，與信號(hào)控制的主要區(qū)別在于能實(shí)現(xiàn)無(wú)司機(jī)操縱。 并聯(lián)控制電梯，23臺(tái)電梯的控制線路并聯(lián)起來(lái)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。 群控電梯，是用微機(jī)控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺(tái)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(wú)機(jī)房）電梯。 按轎廂尺寸分類，則經(jīng)常使用“小型”、

11、“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。 立體停車場(chǎng)用電梯，根據(jù)不同的停車場(chǎng)可選配不同類型的電梯。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(dòng)與鏈傳動(dòng)，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運(yùn)動(dòng)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(cāng)庫(kù)、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長(zhǎng)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(gè)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)

12、分析了這些技術(shù)方法的發(fā)展歷史并對(duì)它們進(jìn)行了分類總結(jié)。通過(guò)分析可知，在電梯電氣控制節(jié)能、效率以及控制器性價(jià)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(lái)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(duì)各種指令信號(hào)、位置信號(hào)、速度信號(hào)和安全信號(hào)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(hào)。電梯的電氣控制，過(guò)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(jiǎn)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(guó)家已規(guī)定淘汰。目前我國(guó)電梯主要由先進(jìn)的、可靠性

13、高的微型計(jì)算機(jī)或可編程控制器（PLC）控制。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(jiǎn)單到復(fù)雜、由低級(jí)到高級(jí)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(gè)階段。第一個(gè)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(duì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種電梯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)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(gè)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(guò)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(dòng)多采用能耗制動(dòng)。第三個(gè)階段開始于上世紀(jì)90年代，變壓變頻調(diào)速電梯（V

14、VVF電梯）開始占據(jù)了世界電梯的市場(chǎng)。VVVF電梯通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)定子繞組供電電壓的幅值和頻率來(lái)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(chǎng)合已取代交流調(diào)壓調(diào)速電梯而成為現(xiàn)在電梯市場(chǎng)的主流。3.2 氣控制目前存在的主要問(wèn)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(jià)比等都是電梯技術(shù)發(fā)展面臨的重大

15、問(wèn)題。四 電梯工作原理電梯的基本結(jié)構(gòu)是：一條垂直的電梯井內(nèi)，放置一個(gè)上下移動(dòng)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(dòng)。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(duì)重。對(duì)重一般為轎箱加上50%負(fù)載時(shí)的重量。當(dāng)轎箱移動(dòng)時(shí)，對(duì)重會(huì)向反方向移動(dòng)。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(lái)拉動(dòng)轎箱。因此當(dāng)鋼纜或曳引輪用舊之后，必須適時(shí)更換以防滑溜。電動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，提供動(dòng)力升起或放下轎箱。電動(dòng)機(jī)可能是交流，亦有可能是直流。部分電動(dòng)機(jī)要使用齒輪帶動(dòng)曳引輪，較新及較快的電梯一般會(huì)采用無(wú)齒輪帶動(dòng)。部分

16、高層曳引式電梯還有重量補(bǔ)償：在轎箱及對(duì)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(zhǎng)度改變引起的重量變化。曳引式電梯必定會(huì)有各種安全裝置，防止轎箱因鋼纜繼裂、制動(dòng)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(duì)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(shí)會(huì)自動(dòng)鉗緊導(dǎo)軌，把轎箱或?qū)χ貏x停。在電梯井的底部，還會(huì)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(rùn)滑及維修。此外新型的電動(dòng)機(jī)體積小，可以安裝在井壁，免除機(jī)房設(shè)置。液壓式 轎

17、箱由底下的柱塞支撐及升降，柱塞由液壓推動(dòng)。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(shí)地下必需挖一個(gè)洞。因?yàn)橹南拗?，液壓式電梯一般只?huì)在兩至五層高的建筑物上使用(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(jiǎn)單；一般使用亦較少機(jī)會(huì)發(fā)生問(wèn)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(jiǎn)介一、PLC的工作原理1.1PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式1.1.1每次掃描過(guò)程，集中采集輸入信號(hào)，集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。1.1.2輸入刷新過(guò)程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新狀

18、態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。1.1.3一個(gè)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(zhǎng)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(shí)間（3）指令條數(shù)，現(xiàn)在的PLC掃描速度都是非?？斓摹?.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(yǔ)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(guò)PLC編程語(yǔ)言的編制設(shè)計(jì)的。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)制定的工業(yè)控制編程語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)（IEC1131-3）?，F(xiàn)在介紹兩種語(yǔ)言：梯形

19、圖語(yǔ)言（LD）、指令表語(yǔ)音（IL）。2.1梯形圖語(yǔ)言（LD）梯形圖語(yǔ)言是PLC升序設(shè)計(jì)中最常用的編程語(yǔ)言。它是與繼電器線路類似的一種編程語(yǔ)言。由于電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語(yǔ)言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用。梯形圖編程語(yǔ)言的特點(diǎn)是：與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)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(yǔ)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(yǔ)言（IL）指令表編程語(yǔ)言是與匯編語(yǔ)言類似的一種助記符語(yǔ)言，和匯編語(yǔ)言一樣由操作數(shù)組成。在無(wú)計(jì)算機(jī)的情況下，適合采用PLC手持編程器對(duì)用

20、戶程序進(jìn)行編制。同時(shí)，指令表編程語(yǔ)言與梯形圖編程語(yǔ)言圖一一對(duì)應(yīng)，在PLC編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換。指令表編程語(yǔ)言的特點(diǎn)是：采用助記符來(lái)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(wú)計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；其特點(diǎn)與梯形圖語(yǔ)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(hào)采集功能：可采集開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)及脈沖信號(hào)。輸出控制功能：可控制輸出開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)及脈沖（脈沖鏈或脈寬可調(diào)制的脈沖）信號(hào)。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

21、字、雙字整數(shù)運(yùn)算，有的還可進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算。定時(shí)功能：可進(jìn)行延時(shí)或定時(shí)控制，時(shí)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(duì)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(shí)不丟失。此外，還有聯(lián)網(wǎng)通訊、自檢測(cè)、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(shí)，也為工業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)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(guò)程1968年，美國(guó)通用汽車公司（GM）根據(jù)市場(chǎng)形勢(shì)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

22、號(hào)”的戰(zhàn)略。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)戰(zhàn)略決策，依靠原有的工業(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(duì)控制的不同要求。1969年，著名的美國(guó)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(dòng)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(guò)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(jiǎn)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(chǔ)器存

23、儲(chǔ)，只有邏輯控制功能。在第二代PLC產(chǎn)品中換成了8位微處理器及半導(dǎo)體存儲(chǔ)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(jiǎn)指令系統(tǒng)CPU等高級(jí)CPU，而且在一臺(tái)PLC中配置多個(gè)處理器，進(jìn)行多通道處理。同時(shí)生產(chǎn)了大量?jī)?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(guò)程控制功能、運(yùn)動(dòng)控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功

24、能的真正名符其實(shí)的多功能控制器。同一時(shí)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(jí)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(píng)價(jià)PLC及其網(wǎng)絡(luò)的重要性，認(rèn)為它是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一。第三章 硬件設(shè)計(jì)一硬件配置簡(jiǎn)介PLC產(chǎn)品出現(xiàn)以來(lái)，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(guó)生產(chǎn)的PLC品種繁多，發(fā)展速度快。本文所

25、用到的產(chǎn)品是S7-200系列的PLC作系列電梯的。在此簡(jiǎn)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(dòng)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(dòng)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(duì)輸入，輸出點(diǎn)的需求

26、量和控制過(guò)程的難易程度四 輸入輸出的分配輸入點(diǎn)：序號(hào) 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(dòng)開關(guān)按鈕 I1.69 手動(dòng)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(hào) 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(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈亮 Q0.55 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)指示燈亮 Q0.66 開門電機(jī)正轉(zhuǎn) Q0.77 開門電

27、梯反轉(zhuǎn) Q1.0 圖3.3 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)圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖二 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(shí)，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3.1.2 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(shí)，將三

28、層下行位置1，同時(shí)無(wú)上行，驅(qū)動(dòng)電梯下行。程序說(shuō)明如下：電梯在三層時(shí)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(shí)SV置三層下行位電梯三層時(shí)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(shí)無(wú)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(shuō)明如下：電梯在二層上行表3.1.4ADfourseletq四層選擇0threeseletq或三層選擇0fourdownq或四層下呼0thr

29、eedownq或三層下呼0threeupq或三層上呼Atwoseatq在二層位置時(shí)SV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(shí)電梯無(wú)下行=up電梯上行3.1.4 電梯到達(dá)時(shí)程序設(shè)計(jì)電梯到達(dá)某層時(shí)，將已完成的指令信號(hào)復(fù)位。以電梯到達(dá)三層為例。程序說(shuō)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RV復(fù)位四層下行RV復(fù)位一層上行RV復(fù)位二層上行LDthreeseatq電梯到達(dá)三層ANdown同時(shí)無(wú)下行Rthreeupq,1復(fù)位三層上行LDthreeseat

30、q電梯到達(dá)三層ANup同時(shí)無(wú)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(gè)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(shí)，還應(yīng)考慮到以下幾個(gè)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(dòng)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蠛芨叩膱?chǎng)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(gè)為一組，公用一個(gè)COM端。PLC應(yīng)單獨(dú)接地，不要和其

31、他電器元件共用接地線，接地線面積應(yīng)大于2mm²,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(shí)必須加保護(hù)電路，例如并接阻容吸收回路（對(duì)于交流電源）或續(xù)流二極管（對(duì)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(guò)反復(fù)編輯、編譯、下載、調(diào)試、運(yùn)行，直至運(yùn)行正確 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(duì)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(cuò)誤的網(wǎng)絡(luò)段，可以根據(jù)錯(cuò)誤的提示對(duì)程序進(jìn)行修改，然后再編譯，一直到編譯無(wú)誤。 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(duì)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(chǔ)器上。 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(shí)還可用STEPMICRO/WIN32的菜單命令或快捷按鈕都可以對(duì)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(guò)程和各元件的狀態(tài)及數(shù)據(jù)，打開調(diào)試菜單選中程序狀態(tài)。這時(shí)閉合觸點(diǎn)和通電線圈內(nèi)部顏色變藍(lán)。在PLC的運(yùn)行工作狀態(tài)隨輸入條件的改變、定