基于西門子S7-200的PLC四層電梯電氣控制設(shè)計

1、 江蘇城市職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）（ 2011 屆）設(shè)計（論文）題目 基于西門子 S7-200 的 PLC 四層電梯電氣控制設(shè)計 辦 學(xué) 點(diǎn) （系） 連云港辦學(xué)點(diǎn) 信息工程系 專 業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) 班級 06 機(jī)電（五） 學(xué)號 0610010108 學(xué)生姓名 李 想 起訖日期 2011 年 2 月 22 日 地點(diǎn) 連云港辦學(xué)點(diǎn) 指導(dǎo)教師 徐以標(biāo) 職稱 高級技師 2011 年 2 月 23 日四層貨梯的四層貨梯的 PLCPLC 控制控制【內(nèi)容提要】： 本文介紹利用西門子 S7-2OO 可編程控制器編寫的一個四層電梯的控制系統(tǒng)，利用 MCGS 組態(tài)軟件制作人機(jī)對話界面，檢驗電梯 PLC 控制系

2、統(tǒng)運(yùn)行情況。實踐證明 PLC 可編程控制器和 MCGS 組態(tài)軟件結(jié)合有利于PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計、檢測，具有良好的應(yīng)用價值。向用戶提供解決實際工程問題的方案。充分利用 windows 圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點(diǎn)。比以往使用專用機(jī)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具通用性在自動化領(lǐng)域有著更應(yīng)用。本文利用 MCGS 組態(tài)軟件檢驗電梯 PLC 控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況。為了能在激烈的國際化競爭中贏得先機(jī)，先進(jìn)的設(shè)計軟件是必不可少的。這就要求我們畢業(yè)生能積極認(rèn)真學(xué)好目前最先進(jìn)的設(shè)計方法和自動化技術(shù)，為我國的自動化行業(yè)做出自己的貢獻(xiàn)?！娟P(guān)鍵字】 電梯 變頻器 PLC 控制 變頻調(diào)速目目錄錄摘要.II目錄.I

3、II1 概述.11.1 PLC 的發(fā)展歷程.11.2 PLC 組成及特點(diǎn).21.3 PLC 的工作原理.41.4 PLC 的編程語言.51.5 PLC 在電梯上的應(yīng)用.52 程控制器的機(jī)型選擇.7 控制電磁閥等所需的 I/O 點(diǎn)數(shù) .7 內(nèi)存估計 .7 響應(yīng)時間 .7 輸入輸出模塊的選擇 .83 硬件設(shè)計.9 硬件配置簡介 .9 電梯控制系統(tǒng) .9 電氣控制系統(tǒng)框圖 .11 輸入輸出的分配 .114 軟件設(shè)計.13 程序流程圖 .13 電梯定向邏輯 .15 電梯 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 .16 四層電梯的梯形圖設(shè)計 .195 系統(tǒng)調(diào)試.24 硬件部分調(diào)試 .24 軟件部分調(diào)試 .24總結(jié).26致

4、謝.27參考文獻(xiàn).281 概述 PLCPLC 的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程第一臺可編程控制器的設(shè)計規(guī)范是美國通用公司提出的。當(dāng)時的目的是要求設(shè)計一種新的控制裝置以取代繼電器盤，在保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，同時具有現(xiàn)代化生產(chǎn)線所要求的時間響應(yīng)快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可隨工藝改變、易于與計算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)與功能。這一設(shè)想提出后，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）于 1969 年研制成第一臺 PLC，型號為 PDP-14，投入通用汽車公司的生產(chǎn)線控制中，取得了令人滿意的效果，從此開創(chuàng)了 PLC 的新紀(jì)元。第一臺 PLC 具有模塊化、可擴(kuò)充、可重編程及

5、用于工業(yè)環(huán)境的特性。這些控制器易于安裝，占用空間小，可重復(fù)使用。盡管控制器編程有些瑣碎，但它具有公共的工廠標(biāo)準(zhǔn)梯形圖編程語言，這樣使得不熟悉計算機(jī)的人也能方便的使用它。在短時間內(nèi)，PLC 在其他工業(yè)部門也得到應(yīng)用。到 70 年代初，食品、金屬和制造等工業(yè)部門相繼使用 PLC 代替繼電器控制設(shè)備，邁出了其實用化階段的第一步。70 年代中期，由于大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使 8 位微處理器和位片處理器相繼問世，使可編程控制技術(shù)產(chǎn)生了飛躍。在邏輯運(yùn)算功能的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運(yùn)算、閉環(huán)控制、提高了運(yùn)算速度，擴(kuò)大了輸入輸出規(guī)模。在這個時期，日本、西德（原）和法國相繼研制出了自己的 PLC，我國在 1974

6、年也開始研制。70 年代由于超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使 PLC 向大規(guī)模、高速性能方向發(fā)展，形成了多種系列化產(chǎn)品。這是面向工程技術(shù)人員的編程語言發(fā)展成熟，出現(xiàn)了工藝人員使用的圖形語言。在功能上，PLC 可以代替某些模擬控制裝置和小型機(jī) DDC 系統(tǒng)。進(jìn)入八九十年代后，PLC 的軟硬件功能進(jìn)一步得到加強(qiáng)，PLC 已發(fā)展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統(tǒng)，能與其他設(shè)備通信，生成報表，調(diào)度產(chǎn)生，可診斷自身故障及機(jī)器故障。這些改進(jìn)使 PLC 符合今天對高質(zhì)量高產(chǎn)出的要求。盡管 PLC 功能越來越強(qiáng)，但他仍然保留了先前的簡單與易于使用的特點(diǎn)。1.21.2 PLCPLC 組成及特點(diǎn)組成及特點(diǎn)PLC 的

7、硬件系統(tǒng)由主機(jī)系統(tǒng)、輸入輸出擴(kuò)展部分及外部設(shè)備組成。除了硬件系統(tǒng)外，還需要軟件系統(tǒng)的支持，它們相輔相成，卻一不可，共同構(gòu)成PLC。PLC 的軟件系由系統(tǒng)程序和用戶程序兩大部分組成。PLC 能如此迅速發(fā)展，除了工業(yè)自動化的客觀需求外，還因為他具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。他較好到解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問題。以下是其主要特點(diǎn)。 （1）編程方法簡單易學(xué)（2）功能強(qiáng)，性能價格比高（3）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)（4）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)（5）系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少（6）維修工作量小，維修方便（7）體積小、耗能低 硬件的可靠性硬件的可靠性可編程控制是以微處

8、理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制系統(tǒng)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。它具有體積小、功能強(qiáng)、靈活通用與維修方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)。特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到用戶的青睞。因而在冶金、化工、交通、電力等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱之一。一個設(shè)計良好的 PLC 能置于有很強(qiáng)的電噪聲、電磁干擾、機(jī)械振動、極端溫度和濕度很大的環(huán)境中。PLC 的硬件系統(tǒng)由主機(jī)系統(tǒng)、輸入輸出擴(kuò)展部件及外部設(shè)備組成。各部分之間通過內(nèi)部系統(tǒng)總線進(jìn)行連接。CPU 是 PLC 的核心部分，由它實現(xiàn)邏輯運(yùn)算，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作，它的運(yùn)行是按照系統(tǒng)程序所賦予的任務(wù)進(jìn)行

9、的。PLC 的對外功能主要是通過各類接口模塊的紅外線，實現(xiàn)對工業(yè)設(shè)備和生產(chǎn)過程的檢測和控制。PLC 的電源一般采用開關(guān)電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬、體積小、質(zhì)量輕、效率高、抗干擾性能好。路串一旦某模塊出現(xiàn)故障，進(jìn)行在線插拔、調(diào)試時不會影響各機(jī)的正常運(yùn)行。 編程簡單，使用方便編程簡單，使用方便用微機(jī)實現(xiàn)自動控制，常使用匯編語言編程，難于掌握，要求使用者具有一定水平的計算機(jī)硬件和軟件知識。PLC 采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程，容易掌握。例如，目前打多數(shù) PLC 均采用的梯形圖語言編程方式，既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀感，又顧及了大多數(shù)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及應(yīng)用微機(jī)的水平很容易被

10、電氣技術(shù)人員所接受，易于編程，程序改變時也容易修改，很靈活方便。 接線簡單，通用性好接線簡單，通用性好PLC 的接線只需將輸入信號的設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）與 PLC 輸入端子連接，將接受輸出信號執(zhí)行控制任務(wù)的執(zhí)行元件（接觸器、電磁閥等）與 PLC 輸出端子連接。接線簡單、工作最少，省去了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)接線和拆線的麻煩。PLC 的編程邏輯提供了能隨要求而改變的“接線網(wǎng)絡(luò)” ，這樣生產(chǎn)線的自動化過程就能隨意改變。這種性能使 PLC 具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。用于連接現(xiàn)場設(shè)備的硬件接口實際上是 PLC 的組成部分，模塊化的自診斷接口電路能指出故障，并易于排除故障與替換故障部件，這樣的軟硬件設(shè)計就使現(xiàn)場

11、電氣人員與技術(shù)人員易于是用。 可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)PLC 可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：一類是低速網(wǎng)絡(luò)，采用主從方式通信，傳輸速率從幾千波特到上萬波特，傳輸距離為 5002500m；另一類為高速網(wǎng)絡(luò)，采用令牌傳送方式通信，傳輸速率為 1M10Mbps，傳輸距離為 5001000m，網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)可達(dá) 1024 個。這兩類網(wǎng)絡(luò)可以級連，網(wǎng)上可兼容不同類型的可編程控制器和計算機(jī)，從而組成控制范圍很大的局部網(wǎng)絡(luò)。 易于安裝，便于維護(hù)易于安裝，便于維護(hù)PLC 安裝簡單而且功能有效，其相對小的體積使之能安裝在通常繼電器控制箱所需空間的一半的地方，在從繼電器系統(tǒng)改換到 PLC 系

12、統(tǒng)的情況下，PLC小 的模塊結(jié)構(gòu)使之能安裝在繼電器附近并將連線向已有接線端，其實改換很方便，只要將輸入/輸出設(shè)備連向接線端即可。在大型安裝中，長距離輸入/輸出站點(diǎn)安放在最優(yōu)地點(diǎn)。長距離站通過同軸電纜獲雙扭線連向 CPU，這種配置大大減少了物料和勞力，長距離子系統(tǒng)方法也意味著系統(tǒng)不同部分可在到達(dá)安裝場地前由 PLC 制造商預(yù)先連好線，這一方法大大減少了電氣技術(shù)人員的現(xiàn)場安裝時間。從一開始，PLC 便以易維護(hù)作為設(shè)計目標(biāo)。由于幾乎所有器件都是固態(tài)的，維護(hù)時只需更換模塊級插入式部件，故障檢測電路將診斷指示器嵌在每一部件中，就能指示器是否正常工作，借助于編程設(shè)備可見輸入/輸出是 ON 還是OFF，還可

13、寫編程指令來報告故障。PLC 的這些及其他特性使之成為任何一個控制系統(tǒng)的有益部分。一旦安裝后，其作用立即顯現(xiàn)，其收益也馬上實現(xiàn)，向其他智能設(shè)備一樣,PLC 的潛在優(yōu)點(diǎn)還取決于應(yīng)用時的創(chuàng)造性。1.31.3 PLCPLC 的工作原理的工作原理PLC 的工作原理與計算機(jī)的工作原理是基本一致的。他通過執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)控制任務(wù)。但是，在時間上，PLC 執(zhí)行的任務(wù)是串行，與繼電接觸器控制系統(tǒng)中任務(wù)的執(zhí)行有所不同。PLC 采用循環(huán)掃描工作方式。在程序執(zhí)行過程的周期中，程序?qū)Ω鱾€過程輸入信號進(jìn)行采樣，對采樣的信號進(jìn)行運(yùn)算和處理，并把結(jié)果輸出到生產(chǎn)過程的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中。所謂 I/O 刷新即對 PLC 的輸入進(jìn)行一

14、次讀取，將輸入端各變量的狀態(tài)重新讀入 PLC 中存入內(nèi)部寄存器，同時將新的運(yùn)算結(jié)果送到輸出端。這實際是將存入輸入、輸出狀態(tài)的寄存器內(nèi)容進(jìn)行了一次更新，故稱為“I（輸入）/O(輸出) 刷新” 。由此可見，若輸入變量在 I/O 刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出端也會相應(yīng)的發(fā)生變化，或者說輸出隊輸入產(chǎn)生了響應(yīng)。反之，若在本次I/O 刷新之后，輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸出不變，即不響應(yīng)，而要到下一次掃描期間輸出才會產(chǎn)生響應(yīng)。由于 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸出對輸入的響應(yīng)速度要受掃描周期的影響。掃描周期的長短主要取決于這幾個因數(shù)：一是 CPU 執(zhí)行指令的速度，二是每條指令占

15、用的時間，三是指令條數(shù)的多少，即程序的長短。對于慢速控制系統(tǒng)，響應(yīng)速度常常不是主要的，故這種方式不但沒有壞處反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力。因為干擾常是脈沖式的、短時的，而由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢，常常要幾個掃描周期才響應(yīng)一次，而多次掃描后，瞬間干擾所引起的誤動作將會大大減少，故增加了抗干擾能力。但對控制時間要求較嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，這一問題就需慎重考慮。應(yīng)對響應(yīng)時間作出精確的計算，精心編排程序，合理安排指令的順序，以盡可能減少周期造成的響應(yīng)延時等的不良影響。1.41.4 PLCPLC 的編程語言的編程語言PLC 提供了較完整的編程語言，以適應(yīng) PLC 在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。利用編程語言，按照不同

16、的控制要求編制不同的控制程序，這相當(dāng)于設(shè)計和改變繼電器的硬接線線路，這就是所謂的“可編程序” 。程序由編程器送到 PLC 內(nèi)部的存儲器中，它也能方便地讀出、檢查與修改。PLC 提供的編程語言通常由三種：梯形圖、指令表、功能圖等。梯形圖(LAD)編程語言是從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變而來的。PLC 梯形圖 PLC 的梯形圖與電氣控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號和表達(dá)方式上有一定區(qū)別。PLC 的梯形圖使用的時內(nèi)部繼電器、定時器/計數(shù)器，都是由軟件實現(xiàn)的。梯形圖語言簡單明了，易于理解，是所有編程語言的首選。指令表（STL）編程語言類似于計算機(jī)中的助記符語言，他是可編程控制器最基

17、礎(chǔ)的編程語言。所謂指令表編程，是用一個或幾個容易記憶的字符來代表可編程控制器的某種操作功能。順序功能流程圖（SFC）編程是一種圖形化的編程方法，亦稱功能圖。使用它可以對具有并發(fā)、選擇等復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行編程。許多 PLC 都提供了用于 SFC編程的指令。每一種編程方法都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，根據(jù)每一種特殊的控制要求，根據(jù)編程者的熟練程度正確合理應(yīng)用編程方法。1.51.5 PLCPLC 在電梯上的應(yīng)用在電梯上的應(yīng)用隨著科技的發(fā)展，工業(yè)控制的自動化程度不斷提高，以微處理器為核心組成的可編程序控制器（PLC）得到了廣泛的應(yīng)用。很多工廠的生產(chǎn)流水線、加工設(shè)備、船舶上貨物的裝卸裝置、電梯的運(yùn)行等都由 PLC 控

18、制，只要把預(yù)定的控制任務(wù)編成程序，用一串指令的形式存放到存儲器中，然后根據(jù)輸入各種指令，經(jīng)過模擬量、數(shù)字量等輸入輸出部件對生產(chǎn)過程和設(shè)備進(jìn)行控制。 PLC 在電梯中的應(yīng)用也已很成熟。PLC 作為主控制器，一方面要采集電梯的各種輸入信號，包括電梯的位置、狀態(tài)、內(nèi)外指令的按鈕信號、門鎖信號、門區(qū)信號、井道內(nèi)的強(qiáng)迫減速信號、防沖信號以及消防信號等。另一方面要把采集到的信號進(jìn)行計算和處理給出電梯的樓層信號和速度信號，并驅(qū)動相應(yīng)的開關(guān)門信號、方向繼電器和抱閘繼電器，以控制電梯的運(yùn)行。我們利用 PLC 內(nèi)的條件跳轉(zhuǎn)和主控指令，把對電梯的控制程序劃分為幾個程序段：檢修控制、正常加速和穩(wěn)速段、減速爬行段、以及

19、開關(guān)門階段。當(dāng)給電梯送電時，PLC 就開始掃描電梯的所有輸入、輸出信號，檢測電梯的安全回路是否接通、廳門轎門是否關(guān)閉、電梯處在何種狀態(tài)。正常自動狀態(tài)時，PLC檢測門鎖是否接通，若門鎖不通則給出關(guān)門信號，控制電梯關(guān)門；當(dāng)門鎖接通時，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，此時一收到指令信號電梯即起動。當(dāng)電梯到達(dá)減速樓層時, PLC 程序是仿照繼電器控制理念進(jìn)行編制。2 程控制器的機(jī)型選擇 控制電磁閥等所需的控制電磁閥等所需的 I/OI/O 點(diǎn)數(shù)點(diǎn)數(shù)有電磁閥的動作原理可知，一個單線圈電磁閥用可編程控制器時需兩個輸入及一個輸出；一個雙線圈電磁閥需三個輸入及兩個輸出；一個比例式電磁閥需三個輸入及五個輸出。一個按鈕需一個輸入；一

20、個光電開關(guān)要占用一個或兩個輸入點(diǎn)；一個信號占用一個輸出點(diǎn)；而波段開關(guān)，有幾個波段就占用幾個輸入點(diǎn)；一般情況，各種位置開關(guān)都要占用兩個輸入點(diǎn)。根據(jù)上面所述原理分析，本設(shè)計用到十個按鈕，需要十個輸入點(diǎn)。四個位置按鈕，需要八個輸入點(diǎn)。十六個信號燈，需要十六個輸出點(diǎn)。 內(nèi)存估計內(nèi)存估計用戶程序所需內(nèi)存容量要受到下面幾個因素的影響：內(nèi)存利用率；開關(guān)量輸入輸出點(diǎn)數(shù)；模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù)；用戶的編程水平。 內(nèi)存利用率內(nèi)存利用率我們把一個程序段中的接點(diǎn)數(shù)與存放該程序段所代表的機(jī)器語言所需的內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值稱為利用率。 開關(guān)量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)開關(guān)量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)一般系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出的比為 6：4。這方面

21、的經(jīng)驗公司是根據(jù)開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出的總點(diǎn)數(shù)給出的。所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量（輸入+輸出）總點(diǎn)數(shù)*10 模擬量輸入輸出的總點(diǎn)數(shù)模擬量輸入輸出的總點(diǎn)數(shù)只有模擬量輸入時： 內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)*100模擬量輸入輸出同時存在：內(nèi)存擬量字?jǐn)?shù)*200 響應(yīng)時間響應(yīng)時間可編程控制器順序掃描的工作方式使它不能可靠的接收持續(xù)時間小于掃描周期的輸入信號。系統(tǒng)響應(yīng)時間是指輸入信號產(chǎn)生時刻與由此而使輸出信號狀態(tài)發(fā)生變化時刻的時間間隔。系統(tǒng)響應(yīng)時間=輸入濾波時間+輸出濾波時間+掃描周期。2.42.4 輸入輸出模塊的選擇輸入輸出模塊的選擇模塊輸出的任務(wù)是將機(jī)器內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換為外部過程的控制信號。輸出模塊同時接通點(diǎn)數(shù)的電

22、流累計值必須小于公共段所允許通過的電流值。輸出模塊的電流值必須大于負(fù)載電流的額定值。3 硬件設(shè)計 硬件配置簡介硬件配置簡介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 PLC 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。 電梯控制系統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)電梯模擬系統(tǒng)如下圖所示：電梯控制系統(tǒng)的模擬二層底層轎廂三層四層輸入

23、 輸出配置 圖 電梯系統(tǒng)控制模擬圖 電氣控制系統(tǒng)框圖電氣控制系統(tǒng)框圖 圖 3 輸入與輸出：圖中輸出為：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3.43.4 輸入輸出的分配輸入輸出的分配輸入點(diǎn)：序號 名稱 輸入點(diǎn)11123456789輸 出 PLC 西門子 S7-200 輸 入 輸出點(diǎn)：序號 名稱 輸出點(diǎn) 圖 I/O 接線圖 4 軟件設(shè)計 程序流程圖程序流程圖得電電梯

24、上升得電電梯上升得電電梯下降（接下頁）停止得電電梯下降得電電梯上升得電電梯下降電梯在二樓電梯在一樓電梯在四樓電梯在三樓2，3，4樓有信號嗎？1樓有信號嗎？4樓有信號1，2，3樓有信號嗎？1，2樓有信號停止3，4樓有信號停止行程開關(guān)有信號嗎？停止 圖 4.1 電梯上升樓向下呼叫或選層樓向下呼叫或選層樓向下呼叫或選層執(zhí)行上升流程與下降相反樓停樓停樓行程開關(guān)信號有？樓行程開關(guān)信號有？復(fù)位等待樓行程開關(guān)到樓停接上頁） 電梯定向邏輯電梯定向邏輯電梯的定向是根據(jù)電梯的上行請求信號、下行請求信號、電梯轎箱內(nèi)請求信號、電梯當(dāng)前所處位置等信號來確定電梯繼續(xù)運(yùn)行的方向。電梯的定向是電梯控制中的重要邏輯。在以往電梯

25、的定向邏輯中，一般都是將電梯各個層的上、下行請求信號、電梯轎箱內(nèi)樓層請求信號、電梯當(dāng)前樓層信號等綜合到一條或幾條語句中進(jìn)行判斷。這樣一來，當(dāng)樓層數(shù)目比較大時，每條語句的編程元件很多，不可避免的帶來程序復(fù)雜，容易出錯，調(diào)試麻煩，運(yùn)行速度慢等問題。以下提出的用邏輯運(yùn)算指令來進(jìn)行電梯定向的方法可以比較好的問題。狀態(tài)轉(zhuǎn)換方式：電梯的方向只有上升、下降 2 個方向，但電梯也可能由于沒有任何的上升或者下降請求信號而處于停止?fàn)顟B(tài)。在電梯的方向處理過程中，電梯只能在上升狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)或者下降狀態(tài)與停止之間轉(zhuǎn)換，例如當(dāng)電梯由上升狀態(tài)轉(zhuǎn)為下降狀態(tài)時必須先由上升狀態(tài)轉(zhuǎn)換為停止?fàn)顟B(tài)以后再由停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為下降狀態(tài)。這樣的

26、處理方式對電梯的運(yùn)行是很有意義的，以往的電梯控制系統(tǒng)中，當(dāng)電梯響應(yīng)完某個方向上的所有信號后，若所有剩余的信號都是反方向的，電梯立刻改變方向，此時，在原方向前方若出現(xiàn)新的呼叫信號，電梯將不會立刻應(yīng)答，只是記憶該呼叫信號，而去響應(yīng)換向后的方向上的呼叫信號，這樣既不符合電梯選層的優(yōu)先原則，又不能有效的節(jié)約能源。采用圖 4.2 所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換方式，電梯在響應(yīng)完某個方向上的所有信號后并不是立刻反向，而是保持該狀態(tài)等待一段時間后進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)，然后再反向響應(yīng)相反方向的呼叫信號。對保持時間進(jìn)行合理的選擇，完全可以做到既不會使得電梯的換向過程顯得遲鈍，又能有效的響應(yīng)同方向的由于電梯的上升與下降狀態(tài)之間需要通過“

27、停止?fàn)顟B(tài)”該中間狀態(tài)來轉(zhuǎn)換，故在電梯的方向判斷邏輯中需要考慮以下幾種情況:(1)電梯處于上升狀態(tài)在該狀態(tài)下，當(dāng)前樓層的上面有上升請求，當(dāng)前樓層的上面有下降請求或者電梯轎箱內(nèi)請求在當(dāng)前樓層的上面，3 個條件有 1 個和多個成立時，電梯繼續(xù)處于上升狀態(tài);當(dāng)以上 3 種條件都不滿足時，電梯經(jīng)過一段定時時間后進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。(2)電梯處于下降狀態(tài)在當(dāng)前樓層的下面有下降請求，當(dāng)前樓層的下面有上升請求或者電梯轎箱內(nèi)的請求在當(dāng)前樓層的下面時，電梯繼續(xù)處于下降狀態(tài);當(dāng)以上 3 種條件都不滿足時，電梯經(jīng)過一段定時時間后進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。(3)電梯處于停止?fàn)顟B(tài)在當(dāng)前層之上有下降、上升的請求信號或者電梯轎箱內(nèi)樓層請求信號

28、在當(dāng)前層的上面則置電梯為上升狀態(tài);相反，若在當(dāng)前層之下有下降、上升的請求信號或者電梯轎箱內(nèi)樓層請求信號在當(dāng)前層的下面則置電梯為下降狀 電梯電梯 PLCPLC 控制系統(tǒng)設(shè)計控制系統(tǒng)設(shè)計 樓層狀態(tài)指示設(shè)計樓層狀態(tài)指示設(shè)計當(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 電梯下行程序設(shè)計電梯下行程序設(shè)計以電梯在三層下行情況為例。當(dāng)電梯的一或二層

29、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 4.3.2.1LDoneseletq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SV置三層下行位電梯三層時下行表 4.3.2.2有四層下行位或有三層下行位或有二層下行位AN up同時無上行=down電梯下行. 電梯上行程序設(shè)計電梯上行程序設(shè)計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 4.3.3.1ADfourseletq四層選擇0threeseletq或三層選擇0fourdownq或四層下

30、呼0threedownq或三層下呼0threeupq或三層上呼Atwoseatq在二層位置時SV置二曾上行位 電梯上行 表 4.2 有一層上行位或有二層上行位或有三層上行位ANdown同時電梯無下行=up電梯上行 電梯到達(dá)時程序設(shè)計電梯到達(dá)時程序設(shè)計電梯到達(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.1LDthreeseatq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同時無下行Rthreeupq,1復(fù)位三層上行LDthreeseatq電梯到達(dá)三層AN

31、up同時無上行Rthreedownq，1復(fù)位三層下行 四層電梯的梯形圖設(shè)計四層電梯的梯形圖設(shè)計圖圖 4.4.2圖 4.4.3圖 4.4.4圖 4.圖5 系統(tǒng)調(diào)試完成了硬件的設(shè)計、制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按設(shè)計意圖正常運(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。5.15.1 硬件部分調(diào)試硬件部分調(diào)試根據(jù)電氣接線圖安裝接線，PLC 實際接線時，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蠛芨叩膱龊希瑧?yīng)在 PLC 的電源輸入端加裝帶屏蔽層的隔離變壓

32、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） 。5.25.2 軟件部分調(diào)試軟件部分調(diào)試用編程工具將用戶程序輸入計算機(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。 編輯、編譯編輯、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

33、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。 程序下載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，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。 程序監(jiān)視、運(yùn)行調(diào)試程序監(jiān)視、運(yùn)行調(diào)試當(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。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)試菜單選中程序狀態(tài)。這時閉合觸點(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、定時及計數(shù)過程的運(yùn)行，每個掃描周期的輸入階段將各個期間的狀態(tài)刷新，同時還可以動態(tài)顯示各個定時、計數(shù)器的當(dāng)前值，以便在線動態(tài)觀察程