電氣畢業(yè)設計-電梯

1、<p><b>　　內容摘要</b></p><p>　　在現代社會和經濟活動中，計算機技術、自動控制技術和電力電子技術得到了迅速的發(fā)展，電梯已經成為城市物質文明的一種標志。本文介紹一種電梯PLC控制系統(tǒng)。電梯是垂直方向的運輸設備，它靠電力，拖動一個可以載人或物的轎廂，在建筑的井道內導軌上做垂直升降運行。在人們生活中起著舉足輕重的作用。而控制電梯運行的PLC系統(tǒng)也要求越來越高，要求

2、到達電梯運行的“穩(wěn)、準、快”的運行目的。特別是在高層建筑中，電梯是不可或缺的垂直運輸設備。隨著高層建筑飛速發(fā)展的今天，電梯行業(yè)也隨之進入了新的發(fā)展時期，電梯控制技術已經發(fā)展到了調頻調壓調速，其邏輯控制也由PLC代替了原來的繼電器控制，其許多功能是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)無法實現的。</p><p>　　可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置。它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計算機技術結合在一起，具有高可靠性

3、、靈活通用、易于編程、使用維護方便、抗干擾能力強、設計和調試周期較短等特點，備受人們重視，因此近年來在工業(yè)自動控制、機電一體化、改造傳統(tǒng)產業(yè)等方面得到普遍應用，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。</p><p>　　本論文通過討論電梯控制系統(tǒng)的組成，闡述了可編程控制器（PLC）在電梯控制中的應用，采用西門子PLC編程控制方式，提出了三層電梯的PLC控制系統(tǒng)總體設計方案，設計過程、組成，列出了具體的主要

4、硬</p><p>　　件電路，電梯的控制梯形圖及指令表，并給出了系統(tǒng)組成框圖和程序流程圖，提出了PLC的編程方法。</p><p>　　在采用基于PLC控制系統(tǒng)時，利用Wincc的監(jiān)控系統(tǒng)來構建電梯的控制平臺。Wincc是開放的過程可視化系統(tǒng)，具有控制自動化過程的強大功能和SCADA級的操作監(jiān)視系統(tǒng)。Wincc是一個模塊化的自動化軟件，可以靈活地進行擴展，可應用在辦公室和機械制造系統(tǒng)中，

5、從簡單的工程應用到復雜的多用戶應用，從直接表示機械到高度復雜的工業(yè)過程圖像的可視化監(jiān)控和操作。借助可編程控制器s7-200系列PLC強的的編程功能和Wincc組態(tài)軟件完善的人機界面設計功能，來實現電梯裝置模擬控制系統(tǒng)。</p><p>　　關鍵詞： 電梯; 可編程控制器; 監(jiān)控組件</p><p><b>　　Abstract</b></p><

6、;p>　　In the modern social and economic activity, computer technology automation, control technology and power electronic technology has been rapd development, the lift has become a symbol of urban material. This text

7、introduce the control system of a kind of elevator PLC. The elevator is perpendicular of the conveyznce equipments be indispensable in the high building of transportation equipments. It depends electric power, dragging a

8、long to move a car that can carry person or thing and lead a track i</p><p>　　Programme logical controller (PLC), microprocessors central industrial control devices. It combines with the technology of the co

9、mputer together the traditional relay control system .Have characteristics, such as high dependability, flexible programming, easy to use, anti-jamming, the design and the debugging cycle is short. It is taken seriously

10、people. So in industry automaticallies control, the electromechanics integrate transforms the respects, such as traditional industry, ect. to get ordin</p><p>　　This essay explain the application of Programm

11、able Logical Controller ( Siemens PLC) on elevator by discussing the construction of elevator control system. It also illustrates the general design project, the design process and construction of the PLC control system

12、for three-story building, listing the specific main circuit, trapezia control chart elevator and repertorires. It also shows the construction of frame chart of the system and process flow chart. Thus the programming meth

13、od of PLC is b</p><p>　　When based on the PLC control system, this paper also will construct a new control platform based on the Wincc monitoring system. Wincc is an open process visualization system. It has

14、 the strong function of automation control process and operation monitoring system of SCADA. Wincc is a modular automatic software, and it can be flexible expand, and it can be used in offices and mechanical manufacturin

15、g system, from the simple engineering application to more complicated user application, from dire</p><p>　　Key word : elevator; PLC; Wincc </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>

16、;　　第一章 緒論1</p><p>　　1.1繼電器控制系統(tǒng)的特點及存在問題1</p><p>　　1.1.1繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點：1</p><p>　　1.1.2繼電器控制的缺點：1</p><p>　　1.2 PLC在控制中的應用特點1</p><p>　　1.2.1 PLC簡介1</p&

17、gt;<p>　　1.2.2 PLC的特點2</p><p>　　1.2.3 PLC的種類3</p><p>　　1.2.4 PLC的體系結構4</p><p>　　1.2.5 PLC的各部分作用4</p><p>　　1.2.6 PLC的工作原理5</p><p>　　1.2.7 PLC的應

18、用領域5</p><p>　　1.3 組態(tài)監(jiān)控軟件Wincc在控制中的應用6</p><p>　　1.3.1Wincc簡介6</p><p>　　1.3.2Wincc的優(yōu)點6</p><p>　　1.4 電梯簡述7</p><p>　　第二章 PLC控制系統(tǒng)設計要求與內容8</p><p

19、><b>　　1．控制要求8</b></p><p><b>　　2.I/O分配8</b></p><p><b>　　3.過程分析9</b></p><p>　　4．電梯的主電路11</p><p>　　5．PLC的外圍接線圖12</p><

20、;p>　　6.機型的選擇13</p><p>　　7．系統(tǒng)結構框圖13</p><p>　　第三章 電梯控制層設計14</p><p>　　1．PLC編程語言14</p><p>　　2．STEP 7概述14</p><p>　　3．STEP 7的特點15</p><p>　

21、　4．程序設計常用方法15</p><p>　　5. STEP 7-Micro/WIN 編程軟件16</p><p>　　5.1 STEP 7-Micro/WIN 的安裝16</p><p>　　5.2 計算機與PLC在線連接的建立17</p><p>　　5.3 STEP 7-Micro/WIN編程軟件的使用17</p

22、><p>　　6．三層電梯梯形圖重要注解18</p><p>　　6.S7-200 simulator的應用21</p><p>　　第四章 電梯監(jiān)控層設計23</p><p>　　1．PC Access的應用23</p><p>　　2．將變量導入Wincc24</p><p>　　3.

23、創(chuàng)建監(jiān)控畫面26</p><p>　　4.3.1 “屬性”欄27</p><p>　　4.3.2 將對象與動作鏈接27</p><p>　　4.3.3 用動態(tài)對話框設置動態(tài)27</p><p>　　4.3.4 具體操作28</p><p>　　4.3.5 “事件”欄28</p><p&g

24、t;　　4.3.6 選擇動作28</p><p>　　4.3.7將功能和事件相鏈接29</p><p>　　4.3.8 用C動作設置動態(tài)29</p><p>　　4.3.9 制定一個C動作30</p><p>　　4.3.10具體操作30</p><p><b>　　4.運行示例31</b&

25、gt;</p><p><b>　　第五章 總結33</b></p><p>　　第六章 致謝34</p><p><b>　　附錄36</b></p><p>　　電梯控制語句表與梯形圖36</p><p>　　電梯控制語句表36</p><

26、p>　　電梯控制梯形圖38</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1繼電器控制系統(tǒng)的特點及存在問題</p><p>　　1.1.1繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點：</p><p>　　(1) 所有控制功能及信號處理均有硬件實現，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術人員和技術工人所

27、掌握。 </p><p>　　(2) 系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術和特殊的工具、儀器。 </p><p>　　(3) 大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價格較便宜。 </p><p>　　(4) 多年來我國一直生產這類電梯，技術成熟，已經形成系列化產品，技術資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。</p><p>　　1.1.2繼

28、電器控制的缺點： </p><p>　　(1) 系統(tǒng)觸點繁多、接線線路復雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。 </p><p>　　(2) 普通控制電器及硬件接線方法難以實現較復雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術水平難以提高。 </p><p>　　(3)電磁機構及觸點動作速度比較慢，機械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。 </p

29、><p>　　(4) 系統(tǒng)結構龐大，能耗較高，機械動作噪音大。 </p><p>　　(5) 由于線路復雜，易出現故障，因而保養(yǎng)維修工作量大。費用高；而且檢查故障困難，費時費工。 </p><p>　　1.2 PLC在控制中的應用特點</p><p>　　1.2.1 PLC簡介</p><p>　　PLC即可編程控制器（P

30、rogrammable logic Controller），是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。</p><p>　　PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬

31、式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程.</p><p>　　“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計?！?lt;/p>

32、<p>　　1.2.2 PLC的特點</p><p>　　1.可靠性高，抗干擾能力強</p><p>　　高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。</p><p>　　2.配套齊全，功能完善，適用性強</p><p>　　P

33、LC發(fā)展到今天，已經形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　3.易學易用，深受工程技術人員歡迎<

34、/p><p>　　PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p>　　4.系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造&

35、lt;/p><p>　　PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。</p><p>　　5.體積小，重量輕，能耗低</p><p>　　以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，重量小于15

36、0g，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備</p><p>　　1.2.3 PLC的種類</p><p>　　PLC產品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對PLC的分類，通常根據其結構形式的不同、功能的差異和I/O點數的多少等進行大致分類。</p><p><b>　　1．按結構形式分類</b></p&

37、gt;<p>　　根據PLC的結構形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。</p><p>　?。?）整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內， 具有結構緊湊、體積小、價格低的特點。小型PLC一般采用這種整體式結構。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴展。</p><p>　　（2）模塊式PLC是將PLC

38、各組成部分，分別作成若干個單獨的模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點是配置靈活，可根據需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結構。</p><p><b>　　2．按功能分類</b></p><p>　　根據PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類

39、。</p><p>　?。?）低檔PLC 具有邏輯運算、定時、計數、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術運算、數據傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統(tǒng)。</p><p>　?。?）中檔PLC 除具有低檔PLC的功能外，還具有較強的模擬量輸入／輸出、算術運算、數據傳送和比較、數制轉換、遠程I/O、子程序、通信聯

40、網等功能，適用于復雜控制系統(tǒng)。</p><p>　?。?）高檔PLC 除具有中檔機的功能外，還增加了帶符號算術運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數的運算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機具有更強的通信聯網功能，可用于大規(guī)模過程控制或構成分布式網絡控制系統(tǒng)，實現工廠自動化。</p><p>　　3．按I/O點數分類</p><p>　　

41、根據PLC的I/O點數的多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類。</p><p>　　(1).小型PLC——I/O點數< 256點；單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲器容量4K字以下。</p><p>　　(2). 中型PLC——I/O點數256～2048點；雙CPU，用戶存儲器容量2～8K</p><p>　　(3). 大型PLC——I/O點數>

42、 2048點；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲器容量8～16K</p><p>　　1.2.4 PLC的體系結構</p><p>　　PLC的種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也不不盡相同，但結構與工作原理則大同小異，通常由主機、輸入/輸出接口和外部設備接口等幾個主要部分組成。PLC的硬件系統(tǒng)下如圖1所示：</p><p>　　圖1 PLC硬件系統(tǒng)結構圖<

43、/p><p>　　1.2.5 PLC的各部分作用</p><p><b>　　1 PLC系統(tǒng)</b></p><p>　?。?）主控模塊：它包括：CPU 、儲存器 、通信接口等部分</p><p>　　1）CPU：是PLC的控制中樞，它由控制器和運算器組成。其中控制器是用來統(tǒng)一指揮和控制PLC工作的部件。運算器則是運行邏輯、

44、算術等運算的部件。</p><p>　　2）儲存器：PLC系統(tǒng)中的儲存器主要用于存放系統(tǒng)程序，用戶程序和工作狀態(tài)數據。</p><p>　　3）通信接口：用以與計算機、編程器相連，實現編程、調試、運行、監(jiān)視等功能。</p><p>　?。?）輸入/輸出模塊</p><p>　　通過輸入/輸出模塊，來實現與工業(yè)生產過程的聯系。</p>

45、;<p><b>　?。?）電源模塊</b></p><p>　　該模塊將交流電源轉換成CPU儲存器等所需的直流電源，是整個PLC系統(tǒng)的能源供給中心，它直接影響到PLC的功能和可靠性。</p><p><b>　　2 I/O電路</b></p><p>　　輸入電路就是對控制對象進行檢測、采集、轉換和輸入。輸

46、出電路的功能就是接受PLC輸出的控制信號，對被控對象執(zhí)行控制任務。</p><p><b>　　3 PLC外圍設備</b></p><p>　　1.2.6 PLC的工作原理</p><p>　　PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的，即在PLC運行時，CPU根據用戶控制要求編制好并存于用戶儲存器中的程序，按指令序號（或地址號）作周期

47、性循環(huán)掃描，如無跳轉指令，開始下一輪新的掃描。在每一次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。</p><p>　　PLC的一個掃描周期必經輸入采樣，程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。</p><p>　　1.2.7 PLC的應用領域</p><p>　　目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)

48、保及文化娛樂等各個行業(yè)</p><p>　　1.開關量的邏輯控制</p><p>　　這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。</p><p><b>　　2.模擬量控制</b></p><p>　　在工業(yè)生產過程當中，有

49、許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現模擬量（Analog）和數字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。</p><p><b>　　3.運動控制</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。世界

50、上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。</p><p><b>　　4.過程控制</b></p><p>　　過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。PID調節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。&l

51、t;/p><p><b>　　5.數據處理</b></p><p>　　現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。</p><p><b>　　6.通信及聯網</b></p><p>　　PLC通信含PLC間的

52、通信及PLC與其它智能設備間的通信[1]。</p><p>　　1.3 組態(tài)監(jiān)控軟件Wincc在控制中的應用</p><p>　　1.3.1Wincc簡介</p><p>　　SIMATIC Wincc是第一個使用最新的32位技術的工程監(jiān)視系統(tǒng)，具有良好的開放性和靈活性[2]</p><p>　　1.3.2 Wincc的優(yōu)點</p>

53、;<p>　　1.多功能: 通用的應用程序，適合所有工業(yè)領域的解決方案；多語言支持，全球通用 ；可以集成到所有自動化解決方案內；內置所有操作和管理功能，可簡單、有效地進行組態(tài)；可基于Web持續(xù)延展，采用開放性標準，集成簡便；“全集成自動化” 的組成部分，適用于所有工業(yè)和技術領域的解決方案。</p><p>　　2.實例證明：WinCC集生產自動化和過程自動化于一體，實現了相互之間的整合，這在大量應用

54、和各種工業(yè)領域的應用實例中業(yè)已證明。</p><p>　　3.其他作用：WinCC是SIMATIC PCS 7過程控制系統(tǒng)及其它西門子控制系統(tǒng)中的人機界面組件。</p><p>　　4. 多語言支持，全球通用</p><p><b>　　1.4 電梯簡述</b></p><p>　　現代電梯主要由曳引機（絞車）、導軌、對

55、重裝置、安全裝置(如限速器、安全鉗和緩沖器等)、信號操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機房中。通常采用鋼絲繩摩擦傳動，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動機驅動曳引輪使轎廂升降。電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準確和乘坐舒適等。電梯的基本參數主要有額定載重量、可乘人數、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等。</p><p>　　第二章 PLC控制系統(tǒng)設計要求與內容</p

56、><p><b>　　1．控制要求</b></p><p>　　當轎廂停于各個樓層時，相應的各個控制要求</p><p>　?。?）當轎廂停于1層或2層時，按SB7或SB3，則轎廂上升至3層停。</p><p>　　（2）當轎廂停于3層或2層時，按SB4或SB1，則轎廂下降至1層停。</p><p>

57、　?。?）當轎廂停于1層時，若按SB5或SB6或SB2，則轎廂上升至2層停。</p><p>　?。?）當轎廂停于3層時，若按SB5或SB6或SB2，則轎廂下降至2層停。</p><p>　?。?）當轎廂停于1層時，若按SB6或SB2，同時按SB7或SB3，則轎廂上升至2 層暫停，繼續(xù)上升至3層停。</p><p>　?。?）當轎廂停于1層時，若按SB5，同時按SB

58、7或SB3，則轎廂上升至3層暫停，轉而下降至2層停。</p><p>　　（7）當轎廂停于3層時，若按SB6，同時按SB4或SB1，則轎廂下降至1層暫停，轉而上升至2層停。</p><p>　　（8）當轎廂停于3層時，若按SB5或SB2，同時按SB1或SB4，則轎廂下降至2層暫停，繼續(xù)下降至1層停。</p><p>　?。?）當轎廂停于2層時，若先按SB7或SB3，

59、接著按SB4或SB1，則轎廂上升至3層停。</p><p>　?。?0）當轎廂停于2層時，若先按SB4或SB1，接著按SB7或SB3，則轎廂下降至1層停。</p><p><b>　　2. I/O分配</b></p><p>　　I/O分配，即輸入、輸出點分配。該系統(tǒng)占用PLC的19個I/O接口，其中10個輸入點，9個輸出點，具體分配情況參見表

60、1</p><p>　　表1 I/O分配表</p><p><b>　　3.過程分析</b></p><p>　　1．首先，轎廂必須停在一樓才可以正常啟動，所以接通一層到位開關SQ1，即接通I1.0，才可以使電梯程序正常工作。</p><p>　　2.若操作人員在電梯內</p><p>　?。?

61、）轎廂原停于一層，操作人員去三層</p><p>　　按SB3，即接通I0.3，表示電梯要上升至三層，此時Q1.1接通，表示電機正轉，電梯上升。按SQ2,即接通I1.1，表示電梯到達二層，Q0.2接通。此時Q1.1仍然接通，電梯依然上升。按SQ3，即接通I1.2，表示電梯達到三層，此時Q1.1沒有接通，表示電梯停于三層，Q0.3接通。</p><p>　?。?）轎廂原停于二層，操作人員去三

62、層</p><p>　　按SB3，即接通I0.3，此時Q1.1接通，表示電機正轉，電梯上升。按SQ3，即接通I1.2，Q0.3接通，表示電椅到達三層。</p><p>　?。?）轎廂原停于三層，操作人員去一層</p><p>　　此過程和（1）操作過程完全一致，只是順序發(fā)生顛倒，Q1.0接通，電機反轉，轎廂下降。</p><p>　?。?）轎

63、廂原停于二層，操作人員去一層</p><p>　　此過程和（2）操作過程完全一致，只是順序發(fā)生顛倒，Q1.0接通，電機反轉，轎廂下降。</p><p><b>　　若操作人員在電梯外</b></p><p>　?。?）若轎廂停于一層，而操作人員在三層</p><p>　　按三層呼叫按鈕SB7，即接通I0.7，Q0.7接通

64、，三層呼叫燈亮。Q1.1接通，電機正轉，轎廂上升。按SQ2，即接通I1.1，表示電梯到達二層，Q0.2接通。Q1.1仍然接通，轎廂繼續(xù)上升，按SQ3，接通I1.2，表示電梯到達三層，Q1.1沒有接通，電梯停止在三層。</p><p>　?。?）若轎廂停于一層，而操作人員在二層</p><p>　　按二層上呼按鈕SB6，即接通I0.6，Q0.6接通，二層向上呼叫燈亮。Q1.1接通，電機正轉，

65、轎廂上升。按SQ2，即接通I1.1，表示電梯到達二層，Q0.2接通。此時，Q1.1沒有接通，電機停轉，電梯停止于二層。</p><p>　?。?）若轎廂停于三層，而操作人員在一層</p><p>　　次過程和（1）操作過程完全一致，只是順序發(fā)生顛倒，Q1.0接通，電機反轉，轎廂下降。</p><p>　?。?）若轎廂停于二層，而操作人員在一層</p>

66、<p>　　此過程和（2）操作過程完全一致，只是順序發(fā)生顛倒，Q1.0接通，電機反轉，轎廂下降。</p><p>　　3.電梯的選擇升降性</p><p>　　（1）當轎廂停于一層，若按內呼二層按鈕SB2或二層上呼按鈕SB6，同時按內呼三層按鈕SB3或三層下呼按鈕SB7。</p><p>　　首先，Q1.1接通，電機正轉，轎廂上升。按觸位開關SQ2，即接通

67、I1.1，表示電梯到達二層，電梯停止兩秒，然后Q1.1再次接通，電機繼續(xù)正轉，轎廂上升。按觸位開關SQ3，即接通I1.2，表示電梯到達三層。此時Q1.1沒有接通，電機停轉，轎廂停于三層。</p><p>　?。?）當轎廂停于一層，若按二層下呼按鈕SB5，同時按三層下呼按鈕SB7，或內呼三層按鈕SB3。</p><p>　　首先，Q1.1接通，電機正轉，轎廂上升。按觸位開關SQ2，即接通I1

68、.1，表示電梯到達二層，此時Q1.1仍然接通，電梯繼續(xù)上升。按三層觸位開關SQ3，接通I1.2，，表示電梯到達三層，此時Q1.1斷開，電機停轉，轎廂停于三層，經過兩秒后，Q1.0接通，表示電機反轉，轎廂下降。按SQ2，即接通I1.1，表示電梯到達二層，此時Q1.0 斷開，表示電機停轉，轎廂停于二層。</p><p>　　（3）當轎廂停于三層，若按二層上呼按鈕SB6，同時按一層上呼按鈕SB4，或內呼一層按鈕SB1。

69、</p><p>　　此過程和（2）操作過程完全一致，只是順序發(fā)生顛倒，電梯先下降至一層，然后上升至二層。</p><p>　　（4）當轎廂停于三層，若按二層下呼按鈕SB5或按內呼按鈕SB2，同時按一層上呼按鈕SB4或內呼一層按鈕SB1。</p><p>　　次過程和（1）操作過程完全一致，只是順序發(fā)生顛倒，Q1.0接通，電機反轉，轎廂從三層下降至二層，停止兩秒后，

70、繼續(xù)下降到一層。</p><p>　?。?）當轎廂停于2層時，若先按三層下呼按鈕SB7或內呼三層按鈕SB3，再按一層上呼按鈕SB4或內呼一層按鈕SB1。</p><p>　　Q1.1接通，表示電機正轉，轎廂上升。按SQ3，表示轎廂到達三層，Q1.1斷開，電機停轉，轎廂停于三層。</p><p>　?。?）當轎廂停于2層時，若先按一層上呼按鈕SB4或內呼一層按鈕SB1

71、，再按三層下呼按鈕SB7或內呼三層按鈕SB3。</p><p>　　此過程與（5）操作過程完全一致，只是順序發(fā)生顛倒，Q1.0接通，電機反轉，轎廂下降至一層，然后電機停止，轎廂停于一層。</p><p><b>　　4．電梯的主電路</b></p><p>　　根據設計要求，本次設計的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖1如圖所示。圖中M為曳引電機，交流接

72、觸器KM1通過控制電動機的運行來控制轎廂從而進行對電梯的控制。FR1，FR2為起過載保護作用的熱繼電器，用于電梯運行過載時斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護作用。 </p><p>　　圖2 三層電梯曳引電機電路圖</p><p>　　5．PLC的外圍接線圖</p><p>　　本設計的PLC外部接線圖如圖2所示.CPU226CN的傳感器電源24V(

73、DC)可以輸出600mA電流，通過核算在本設計中PLC容量完全滿足要求，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）。</p><p>　　圖3 PLC外部接線圖</p><p><b>　　6.機型的選擇</b></p><p>　　SIMATIC小型S7-200系列PLC適用于各行各

74、業(yè)，各種場合中的檢驗，檢測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現復雜的控制功能。根據輸入輸出點數，選中主機為SIMATIC S7-200系列的CPU 224 PLC[3]。</p><p><b>　　7．系統(tǒng)結構框圖</b></p><p>　　系統(tǒng)的結構框圖可以直觀的表達出整個系統(tǒng)的步驟次序。包括：</p>

75、<p>　　主體流程，其作用就是在假設條件都滿足的條件下，每一步都應該怎么去做，中間在一些主要的銜接點上用需求的判斷來銜接。</p><p>　　分支流程，是對主體流程的補充。</p><p>　　電梯的流程圖如圖3所示</p><p>　　圖4 電梯上升，下降流程圖</p><p>　　第三章 電梯控制層設計</p

76、><p><b>　　1．PLC編程語言</b></p><p>　　PLC程序是PLC指令的有序集合，PLC運行程序就是按一定的順序，執(zhí)行這集合中的一條條指令。指令是指示PLC動作的文字代碼或圖形符號。使用的編程語言不同，這些文字代碼和圖形符號就不相同。但從本質上來講，指令的實質都是二進制機器碼。同普通的計算機一樣，PLC的編程軟件通過編譯系統(tǒng)把PLC程序編譯成機器代碼

77、。</p><p>　　PLC提供了功能較為完整的編程語言，以適應PLC在工業(yè)環(huán)境中的應用。利用PLC的編程語言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當于設計和改變繼電器控制的硬件接線，也就是所謂的“可編程序”。</p><p>　　PLC的編程語言一般有五種：順序功能圖(Sequential Function Chart)、梯形圖(Ladder Diagram)、功能塊圖(Func

78、tion Block Diagram)、指令表(Instruction List)和結構文本(Structured Text)。其中，順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能塊圖(FBD)是圖形編程語言，指令表(IL)和結構文本(ST)是文字語言。梯形圖(LD)是目前使用最廣泛的PLC圖形編程語言，梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖相似，比較易于掌握、程序表達清楚。</p><p>　　本系統(tǒng)PLC程序的編制采用梯

79、形圖語言，編程軟件為STEP 7。該軟件能夠完成制作程序、對可編程控制器CPU的寫入/讀出、監(jiān)控程序運行、調試程序、PLC錯誤診斷等一系列功能。</p><p>　　2．STEP 7概述</p><p>　　STEP 7是用于SIMATIC可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標準軟件包。它是SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分。</p><p>　　有下列版本的STEP 7標準

80、軟件包：</p><p>　　用于SIMATIC S7-200上簡單單站應用的STEP 7 Micro/DOS和STEP 7 Micro/WIN。用于使用帶有各種功能的SIMATIC S7-300/ST-400、SIMATIC M7-300/M7-400和SIMATIC C 7的STEP 7。</p><p>　　3．STEP 7的特點</p><p>　?。?）可

81、通過選擇SIMATIC工業(yè)軟件中的軟件產品進行擴展</p><p>　?。?）為功能模板和通訊處理器賦值參數</p><p>　?。?）強制和多處理器模式</p><p><b>　?。?）全局數據通訊</b></p><p>　?。?）使用通訊功能塊的事件驅動數據傳送</p><p><b

82、>　?。?）組態(tài)連接</b></p><p>　　4．程序設計常用方法</p><p>　　在工程中，對PLC應用程序的設計有多種方法，這些方法的使用，也因各個設計人員的技術水平和喜好有較大的差異?，F將常用的幾種應用程序的設計方法簡要介紹如下。</p><p><b>　　1. 經驗設計法</b></p>&l

83、t;p>　　經驗設計法也叫湊試法。在掌握一些典型控制環(huán)節(jié)和電路設計的基礎上，根據被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，憑經驗進行選擇、組合。這種方法對于一些簡單的控制系統(tǒng)的設計是比較湊效的，可以收到快速、簡單的效果。經驗設計法的具體步驟如下：</p><p>　?。?） 確定輸入/輸出電器；</p><p>　?。?） 確定輸入和輸出點的個數、選擇PLC機型、進行I/O分配；</p

84、><p>　　（3） 做出系統(tǒng)動作工程流程圖；</p><p>　?。?） 選擇PLC指令并編寫程序； </p><p>　?。?） 編寫其它控制控制要求的程序；</p><p>　　（6） 將各個環(huán)節(jié)編寫的程序合理地聯系起來，即得到一個滿足控制要求的程序。</p><p><b>　　2. 邏輯設計法

85、</b></p><p>　　工業(yè)電氣控制線路中，有很多是通過繼電器等電器元件來實現的。而繼電器、交流接觸器的觸點都只有兩種狀態(tài)即：斷開和閉合，因此用“0”和“1”兩種取值的邏輯代數設計電氣控制線路是完全可以的。該方法法是根據數字電子技術中的邏輯設計法進行PLC程序的設計，它使用邏輯表達式描述問題。在得出邏輯表達式后，根據邏輯表達式畫出梯形圖。</p><p><b>

86、;　　3. 順序控制法</b></p><p>　　對那些按動作的先后順序進行控制的系統(tǒng)，非常適合使用順序控制設計法進行編程。順序控制法規(guī)律性很強，雖然編程相當長，但程序結構清晰、可讀性。在用順序控制設計法編程時，功能圖是很重要的工具。功能圖能夠清楚地表現出系統(tǒng)各工作步的功能、步與步之間的轉換順序及其轉換條件。</p><p>　　功能圖由流程步、有向線段、轉移和動作組成，在

87、使用時它有一些使用規(guī)則，具體如下：</p><p>　　步于步之間必須用轉移隔開；</p><p>　　轉移與轉移之間必須用步隔開；</p><p>　　轉移和步之間用有向線段連接，正常畫順序功能圖的方向是從上向下或則從左向右。按照正常順序畫圖時，有向線段可以不加箭頭，否則必須加箭頭。</p><p>　　一個順序功能圖中至少有一個出初始步[

88、4]。</p><p>　　5. STEP 7-Micro/WIN 編程軟件</p><p>　　5.1 STEP 7-Micro/WIN 的安裝</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)要求</b></p><p>　　STEP 7-Micro/WIN軟件工具包是基于Windows的應用軟件，4.0版本的軟件安裝與運

89、行需要Windows 2000/SP3或Windows XP（Home或Professional）操作系統(tǒng)。另外，系統(tǒng)還需要至少100MB的硬件空間。</p><p><b>　?。?） 硬件連接</b></p><p>　　為實現PLC與計算機之間的通信，西門子公司為用戶提供了兩種方式：一種是通過RS-232/PPI多主站電纜（PC/PPI）直接連接，另外一種是通過

90、帶有MPI電纜的通信處理器（CP）卡連接。</p><p>　　5.2 計算機與PLC在線連接的建立</p><p>　　在STEP 7-Micro/WIN中單擊查看欄中的“通信”或雙擊指令樹中的“通信”圖標，或執(zhí)行菜單命令“查看”-“組件”-“通信”。將出現“通信”對話框，如圖5</p><p>　　圖5 通信對話框</p><p&g

91、t;　　雙擊圖 中“雙擊刷新”旁邊的藍色箭頭組成的圖標，編程軟件將會自動搜索連接在網絡上的S7-200，并用圖標顯示搜索到的S7-200。[5]</p><p>　　5.3 STEP 7-Micro/WIN編程軟件的使用</p><p>　?。?）創(chuàng)建一個項目或打開一個已有的項目</p><p>　　在位一個控制系統(tǒng)編程之前，首先應創(chuàng)建一個項目。執(zhí)行菜單命令“文

92、件”-“新建”，可以生成一個新的項目</p><p>　　用菜單命令“文件”-“打開”，可以打開已有的項目。項目放在擴展名為 .mwp的文件中。</p><p>　?。?）設置與讀取PLC的型號</p><p>　　在對PLC編程之前，應正確地設置其型號，以防止創(chuàng)建程序時發(fā)生編程錯誤。如果指定了型號，指令樹用紅叉表示對當前選擇的PLC無效的指令。執(zhí)行菜單命令PLC-

93、“類型”，在出現的對話框中，可以選擇PLC型號。如果已經成功地建立通信連接，單擊對話框中的“讀取PLC”按鈕，可以通過通信讀出PLC的型號與硬件版本號。如圖6</p><p>　　圖6 CPU類型對話框</p><p>　?。?）確定程序的結構</p><p>　　較簡單的數字量控制程序一般只有主程序，系統(tǒng)較大、功能復雜的程序除了主程序外，可能還有子程序、中斷程

94、序和數據塊。</p><p>　　主程序在每個掃描周期被順序執(zhí)行一次。子程序的指令存放在獨立的程序塊中，僅在被別的程序調用時才執(zhí)行。中斷程序的指令也存放在獨立的程序塊中，用來處理預先規(guī)定的中斷事件，在中端事件發(fā)生時由操作系統(tǒng)調用中斷程序。[6]</p><p>　　6．三層電梯梯形圖重要注解</p><p>　　電梯必須在一層，才能正常啟動</p>&

95、lt;p><b>　　電機正轉，轎廂上升</b></p><p><b>　　電機反轉，轎廂下降</b></p><p>　　轎廂在三層，此時的操作使轎廂先下降到二層，停兩秒后，再下降到一層</p><p>　　轎廂在一層，此時的操作使轎廂先上升到二層，在上升到三層</p><p>　　轎廂停

96、于一層，此操作使轎廂先上升至三層，停兩秒后，再下降到二層</p><p>　　轎廂停于三層，此操作使轎廂先下降到一層，停兩秒后，轎廂上升到二層</p><p>　　補充上面的系統(tǒng)梯形圖</p><p>　　6.S7-200 simulator的應用</p><p>　　首先在STEP 7 MicroWIN中編寫程序，然后保存編譯</p&

97、gt;<p>　　選中文件中的導出，保存在自定的文件夾中</p><p>　　打開S7-200 simulator軟件，裝載在STEP7 MicroWIN中導出的文件，然后運行。如圖7。</p><p>　　圖7 S7-200 simulator的模擬界面</p><p>　　4．通過模擬實驗，對編譯的電梯系統(tǒng)梯形圖進行仿真和調試。經過運行調試，模

98、擬實驗成功，證明所編寫的程序正確。</p><p>　　第四章 電梯監(jiān)控層設計</p><p>　　1．PC Access的應用 </p><p>　　在項目中，選擇PC access PPI/MPI/DP，在空白處，按鼠標右鍵，選擇新項目，在項目屬性中，對名稱，地址進行更改。如圖8</p><p>　　圖8 改變項目屬性</p&

99、gt;<p>　　建立所需的所有變量，如圖9 </p><p>　　圖9 建立的變量</p><p>　　2．將變量導入Wincc</p><p>　　首先在Wincc中添加OPC驅動，對變量管理右鍵，選擇“添加新的驅動程序”， 如圖10</p><p><b>　　圖10 </b>&l

100、t;/p><p>　　在驅動程序選中對話框中選擇OPC.chn。如圖11</p><p><b>　　圖11</b></p><p>　　對OPC驅動程序右鍵，選擇“系統(tǒng)參數”。如圖12</p><p><b>　　圖12</b></p><p>　　在OPC條目管理的<L

101、OCAL>中，選擇“S7-200.OPCServer”。如圖13</p><p><b>　　圖13</b></p><p>　　點擊“瀏覽服務器”，如圖14</p><p><b>　　圖14</b></p><p>　　點擊下一步，就可以在以下目錄中看到在PC Access中的項目變量。如

102、圖15</p><p><b>　　圖15</b></p><p>　　輸入新的連接名稱，確定。如圖16</p><p><b>　　圖16</b></p><p>　　點擊完成，此時可以在OPC驅動器的目錄下看到導入的條目[7]。如圖17</p><p><b>

103、　　圖17</b></p><p><b>　　3.創(chuàng)建監(jiān)控畫面</b></p><p>　　首先在圖形編輯器中設計出電梯的監(jiān)控畫面，然后在監(jiān)控畫面中，將變量和圖形連接。</p><p>　　4.3.1 “屬性”欄</p><p>　　屬性：可以根據屬性類型的不同使用值輸入，調色板或者彈出式菜單來改變屬性。使

104、用標簽或者動作的返回值可以使屬性動態(tài)變化。</p><p>　　屬性設置：屬性的內容取決于在主題樹內選擇的對象類型和主題。每個屬性可以被賦予四種設置：</p><p>　　靜態(tài)（S...）用于屬性的靜態(tài)特性</p><p>　　動態(tài)（D...）使屬性具有動態(tài)特性</p><p>　　更新（U...）用來設置屬性的更新方式</p>

105、<p>　　間接（I...）使屬性具有動態(tài)特性的標簽是間接編址的</p><p>　　4.3.2 將對象與動作鏈接</p><p><b>　　單擊對象。</b></p><p>　　使用鼠標右鍵來打開彈出式菜單，選擇“屬性”。</p><p>　　從“屬性”欄中選擇主題和相關的屬性。</p>

106、<p>　　用鼠標右鍵單擊燈泡并從彈出式菜單中選擇“動態(tài)對話框”或者“C動作”。</p><p>　　編輯“動態(tài)值范圍”框或者配置“C動作”。</p><p>　　4.3.3 用動態(tài)對話框設置動態(tài)</p><p>　　在“對象屬性”框中的白色燈泡上單擊鼠標右鍵，打開彈出式菜單，并選擇“動態(tài)對話框...”。此處可通過在一個表達式/公式中使用標簽、函數和算術操

107、作來定義動態(tài)函數。</p><p>　　確定表達式的數據類型</p><p>　　在“數據類型”框內用鼠標左鍵單擊合適的條目，可設置表達式的數據類型，表達式的數據類型確定了需要設置的數值范圍的類型。包括，</p><p>　　模擬量：可在“表達式/格式結果”列表中為表達式定義數值范圍。</p><p>　　布爾量：在“表達式/格式結果”列表內

108、，可在“是/真”（表達式值<>0）和“否/假”（表達式值=0）情況下定義對象的屬性值。</p><p>　　位：在“表達式/格式結果”內，不論所選擇的標簽位是否被設置定義對象的屬性值。</p><p>　　4.3.4 具體操作</p><p>　　選中代表一層指示燈的圖標，按前面介紹的操作方式，點擊鼠標右鍵，選中屬性，在“對象屬性”框中背景顏色后的白色燈

109、泡上單擊鼠標右鍵，打開彈出菜單，并選中“動態(tài)對話框...”,在表達式中選中E1，在數據類型中，選擇布爾量，操作如圖18</p><p><b>　　圖18</b></p><p>　　4.3.5 “事件”欄</p><p>　　選中代表內呼一層按鈕的圖標，點擊鼠標右鍵，選中屬性，在對象屬性中，選中事件，在“事件”欄內，可以定義由所選對象執(zhí)行的動

110、作。</p><p>　　對象事件：畫面內的各個對象都可以鏈接到動作。包括：、</p><p>　　鼠標事件，當指針位于一對象時：按下或松開鼠標按鈕。</p><p>　　擊鍵事件：按下或松開某一鍵。</p><p>　　其他對象事件：改變對象。</p><p>　　鏈接到對象屬性的事件：改變對象屬性或改變影響對象屬性

111、標簽的狀態(tài)</p><p>　　4.3.6 選擇動作</p><p>　　下列兩個完全不同的方案可以用來進一步處理事件</p><p>　　C動作：一“C動作”將事件與一功能相鏈接來產生，該功能是用ANSI-C編程語言實現并周期性地或由事件來觸發(fā)。</p><p>　　直接連接：為建立一直接連接，從“直接連接”對話框內選擇一源單元（常數、動態(tài)

112、對話或者標簽）和一目的的單元（當前對話框、對象或者標簽）。</p><p>　　4.3.7將功能和事件相鏈接</p><p><b>　　單擊對象。</b></p><p>　　用鼠標右按鈕彈出式菜單并選擇“屬性”。</p><p>　　在“事件”欄中選擇主題和相關屬性。</p><p>　　在閃

113、電圖符上單擊鼠標右按鈕調出用于動作對話的彈出式菜單。</p><p><b>　　選擇“C動作”。</b></p><p><b>　　配置“C動作”。</b></p><p>　　4.3.8 用C動作設置動態(tài)</p><p>　　通過在“對象屬性”對話框中，事件欄白色閃電上單擊鼠標右鍵，打開彈出式

114、菜單，并選擇“C動作...”然后“編輯動作”框被打開。如圖19</p><p><b>　　圖19</b></p><p>　　在C編程語言內，為了能控制對象屬性，必須制定希望實現的函數。在此公式內，可以使用系統(tǒng)在框的左半部可用的預編程的C函數。在這種情況下，只需要執(zhí)行參數分配。當分配更新事件時，函數變成一個動作。</p><p>　　4.3.

115、9 制定一個C動作</p><p>　　打開“編輯動作”框，如圖20</p><p><b>　　圖20</b></p><p>　　在窗口的右半部制定函數。第一行包含將被鏈接的標題文件。第二行已經包含函數名，跟在包含形式參數的括號后面，以及左（打開）括號。最后一行包含右（關閉）括號[8]。</p><p>　　4.3.

116、10具體操作</p><p>　　單擊按鈕圖標，用鼠標右按鈕彈出式菜單并選擇“屬性”，在“事件”欄中白色閃電上單擊鼠標右鍵，打開彈出式菜單，并選擇“C動作...”，在“編輯動作”對話框中選中所需的函數，改變中間的參數，即可。然后，逐個完成其余各個按鈕的設置。</p><p>　　其監(jiān)控畫面如圖21所示</p><p><b>　　圖21</b>