基于s7200plc的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　基于S7-200 PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　張靜</b></p><p>　　（陜理工機(jī)械工程學(xué)院，測控技術(shù)與儀器專業(yè)，071班，陜西 漢中 723003）</p><p><b>　　指導(dǎo)教師：王明武</b></p><p>　　[摘要]電梯作為現(xiàn)

2、代高層建筑的垂直交通工具，與人們的生活緊密聯(lián)系，隨著人們對(duì)電梯運(yùn)行的安全性、高效性、舒適性、方便性等要求的不斷提高，讓電梯得到快速發(fā)展。本文介紹了一種基于力控組態(tài)軟件和西門子可編程控制器的電梯控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)使用西門子S7-200系列的可編程控制器CPU226作為控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的精確控制；并利用裝有力控組態(tài)軟件的工控機(jī)作為上位機(jī)，來對(duì)電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。CPU226和上位機(jī)采用PPI接口來進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和交換。分析了電

3、梯的控制原理，對(duì)控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、軟件設(shè)計(jì)和力控組態(tài)畫面進(jìn)行了較詳細(xì)的說明。該電梯控制系統(tǒng)具有層樓信號(hào)的產(chǎn)生與消除、停層信號(hào)的登記與消除、電梯的定向、停車信號(hào)、開關(guān)門環(huán)節(jié)及報(bào)警等功能。</p><p>　　[關(guān)鍵詞]電梯；可編程控制器；控制；組態(tài)軟件</p><p>　　Design of elevator control system based on S7-200 PLC</p

4、><p>　　Zhang Jing</p><p>　?。℅rade07,Class1,Major Observation and control technology and instrument, School of Mechanical engineering, Shaanxi University of Technology, Han zhong 723003 Shanxi ）<

5、/p><p>　　tutor: Wang Mingwu</p><p>　　Abstract: As elevator is the vertical traffic tools of a modern high-rise buildings, it closely contact with people's life .as people’s requirements for saf

6、e running ,high efficiency, comfort and convenience the unceasing enhancement of the elevator , the elevator has fast developed. This paper describes the elevator control system configuration software based on configurat

7、ion software and Siemens PLC. The control system uses the Siemens S7-200 series PLC CPU226 as the controller to achieve prec</p><p>　　Keywords: Elevator; Programmable Logic Controller; control ; Configuratio

8、n software</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 電梯的發(fā)展與分類II</p><p>　　1.1 概述II</p><p>　　1.1.1 電梯產(chǎn)品的錄屬關(guān)系和在人們物質(zhì)生活中的作用II</p><p>　　1.1.2 電梯產(chǎn)品發(fā)展簡史I

9、I</p><p>　　1.1.3 電梯的運(yùn)行工作情況II</p><p>　　1.2 電梯的分類III</p><p>　　1.3 電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸III</p><p>　　1.3.1 電梯的主要參數(shù)V</p><p>　　1.3.2 我國有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電梯主要參數(shù)和規(guī)格尺寸的規(guī)定VI<

10、;/p><p>　　1.4 電梯的組成部件VI</p><p>　　1.5 電梯工作原理VII</p><p>　　2 方案論證VIII</p><p>　　2.1 電梯控制方式的論證VIII</p><p>　　2.2 可編程控制器用于控制電梯的特點(diǎn)IX</p><p>　　2.

11、3 整體設(shè)計(jì)流程的確定X</p><p>　　3 硬件及軟件的概述XI</p><p>　　3.1 PLC簡介XI</p><p>　　3.1.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)XI</p><p>　　3.1.2 PLC的性能特點(diǎn)XII</p><p>　　3.1.3 PLC的工作原理XIV</p&g

12、t;<p>　　3.1.4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路XIV</p><p>　　3.2 編程軟件簡介及安裝XV</p><p>　　3.2.1 PLC的編程語言XV</p><p>　　3.2.2 STEP 7概述XVI</p><p>　　3.2.3 STEP 7 Micro WIN軟件安裝步驟XVI<

13、/p><p>　　3.3 力控組態(tài)軟件簡介及安裝XX</p><p>　　3.3.1 力控組態(tài)軟件概述XX</p><p>　　3.3.2 力控組態(tài)軟件安裝要求及安裝步驟XXI</p><p>　　4 硬件設(shè)計(jì)XXIX</p><p>　　4.1 控制要求分析XXIX</p><p&

14、gt;　　4.2 PLC選型XXX</p><p>　　4.2.1 PLC控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)計(jì)算與分配XXX</p><p>　　4.2.2 PLC的型號(hào)選擇XXXII</p><p>　　4.3 電梯控制硬件連接XXXII</p><p>　　5 軟件設(shè)計(jì)XXXIII</p><p>　　5.1

15、 開關(guān)轎廂門程序XXXIII</p><p>　　5.2 轎廂內(nèi)呼和樓層外呼指示程序XXXV</p><p>　　5.3 自動(dòng)選向程序XXXVII</p><p>　　6 上位機(jī)組態(tài)及編程XL</p><p>　　6.1 力控組態(tài)建立新工程的步驟XL</p><p>　　6.2 創(chuàng)建組態(tài)界面XL

16、I</p><p><b>　　致謝LII</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)LIII</b></p><p>　　附錄A：外文資料翻譯</p><p><b>　　附錄B：程序清單</b></p><p><b>　　附錄C：硬

17、件連接圖</b></p><p>　　附錄D：上位機(jī)組態(tài)界面</p><p>　　1 電梯的發(fā)展與分類</p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　1.1.1 電梯產(chǎn)品的錄屬關(guān)系和在人們物質(zhì)生活中的作用</p><p>　　隨著人口的增加、科學(xué)技術(shù)日新月

18、異地發(fā)展、人們物質(zhì)生活水平的逐步提高，建筑業(yè)得以迅速發(fā)展，大批的高樓大廈拔地而起，十幾層至幾十層的賓館、飯店、辦公樓、住宅樓鱗次櫛比。我們完全可以想到，隨著社會(huì)的發(fā)展，電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位將會(huì)和汽車一樣，成為重要的運(yùn)輸設(shè)備之一。</p><p>　　在我國，電梯、手扶梯、自動(dòng)人行道等屬于起重運(yùn)輸設(shè)備。電梯是在垂直方向上運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備，手扶梯是在斜面上運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備。但是電梯和手扶梯都是把人或貨物從一

19、個(gè)水平面提升到另一個(gè)水平面的起重運(yùn)輸設(shè)備。</p><p>　　1.1.2 電梯產(chǎn)品發(fā)展簡史</p><p>　　根據(jù)國外有關(guān)資料介紹，公元前2800年在古代埃及，為了建筑當(dāng)時(shí)的金字塔，曾使用過由人力驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)械。公元1765年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)后，1858年美國研制出以蒸汽機(jī)為動(dòng)力，并通過帶傳動(dòng)和蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)的電梯。1878年英國的阿姆斯特郎發(fā)明了水壓梯。并隨著水壓梯的發(fā)展，淘汰了

20、蒸汽梯。后來又采用液壓泵和控制閥以及直接拄塞式和側(cè)拄塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯，這種液壓梯至今仍為人們所采用。但是電梯得以興盛發(fā)展的根本原因在于采用了電力作為動(dòng)力來源。</p><p>　　我國電梯的使用歷史悠久。80年代中期以來，隨著我國對(duì)外開放，對(duì)內(nèi)告活經(jīng)濟(jì)的政策深入貫徹執(zhí)行，隨著技術(shù)引進(jìn)工作的進(jìn)一步開展，在國內(nèi)建立一批合資和獨(dú)資電纜生產(chǎn)廠，使我國的電梯工業(yè)又取得巨大的發(fā)展，我國又新頒布一批具有80年代國際水平的電梯制

21、造標(biāo)準(zhǔn)，隨著采用新標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的電梯批量推向市場，技術(shù)性能和質(zhì)量明顯提高的電梯又進(jìn)一步促進(jìn)建筑業(yè)和電梯業(yè)的發(fā)展，電梯工業(yè)蓬勃發(fā)展的局面已經(jīng)形成。</p><p>　　1.1.3 電梯的運(yùn)行工作情況</p><p>　　電梯在做垂直運(yùn)行的過程中，有起點(diǎn)站也有終點(diǎn)站。對(duì)于三層以上建筑物內(nèi)的電梯，起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間還設(shè)有?？空?。起點(diǎn)站設(shè)在一樓，終點(diǎn)站設(shè)在最高樓，設(shè)在一樓的起點(diǎn)站常作為基站。起點(diǎn)站和

22、終點(diǎn)站之間的?？空痉Q為中間站。</p><p>　　各站的廳外設(shè)有召喚箱，箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕或觸鈕。一般電梯在兩端站的召喚箱上各設(shè)置一只按鈕或觸鈕，中間層站的召喚箱上各設(shè)置兩只按鈕或觸鈕。對(duì)于無司機(jī)控制的電梯。在各層站的召喚箱上均設(shè)置一置有手柄開關(guān)或與層站對(duì)應(yīng)的按鈕或觸鈕，供司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行。召喚箱上的按鈕或觸鈕稱為指令或觸鈕，操縱箱上的按鈕或觸鈕稱為內(nèi)指令按鈕或觸鈕。外指令按

23、鈕或觸鈕發(fā)出的電信號(hào)稱為外指令信號(hào)。內(nèi)指令按鈕或觸鈕發(fā)出的電信號(hào)稱為內(nèi)指令信號(hào)。80年代中期后，觸鈕已被微動(dòng)按鈕所取代。</p><p>　　作為電梯基站的廳外召喚箱，除設(shè)置一只召喚按鈕或觸鈕外，還設(shè)置一只鑰匙開關(guān)，以便下班關(guān)閉電梯時(shí)，司機(jī)或管理人員把電梯開到基站后，可以通過專用鑰匙扭動(dòng)鑰匙開關(guān)，把電梯的廳轎門關(guān)閉妥當(dāng)后，自動(dòng)切斷電梯控制電源或動(dòng)力源。</p><p>　　電梯的運(yùn)行工作情

24、況和汽車有共同之處，但是汽車的起動(dòng)、加速、?？康热克緳C(jī)控制操作，而且在運(yùn)行過程中可能遇到的情況比較復(fù)雜，因此汽車司機(jī)必須經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核。而電梯的自動(dòng)化程度比較高，一般電梯的司機(jī)或乘用人員只需要通過操縱箱上按鈕或觸鈕向電氣控制系統(tǒng)下達(dá)一個(gè)指令，電梯就能自動(dòng)關(guān)門、定向、起動(dòng)、加速，在預(yù)定的層站平層停靠開門。對(duì)于自動(dòng)化程度比較高的電梯，司機(jī)或乘用人員一次還可以下達(dá)一個(gè)一上的指令信號(hào)，電梯便能夠依次起動(dòng)和停靠，依次完成任務(wù)。</p

25、><p>　　盡管電梯和汽車在運(yùn)行工作過程有許多不同的地方，但仍有許多共同之處，其中乘客電梯的運(yùn)行工作情況類似公共汽車，在起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間往返運(yùn)行，在運(yùn)行方向前方的?？空旧嫌许樝虻闹噶钚盘?hào)時(shí)，電梯到站能自動(dòng)平層?？块_門接客。而載貨電梯的運(yùn)行工作情況下則類似卡車，執(zhí)行任務(wù)為一次性的，司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行時(shí)一般一次只能下達(dá)一個(gè)指令任務(wù)，當(dāng)一個(gè)指令任務(wù)完成后才達(dá)另一個(gè)任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過程中，從一個(gè)層站出發(fā)到另

26、一層站時(shí)，假若中間層站出現(xiàn)指令信號(hào)，一般都不能自動(dòng)?？?，所以載貨電梯的自動(dòng)化程度比乘客電梯低。</p><p>　　1.2 電梯的分類</p><p>　　電梯的分類比較復(fù)雜，一般常從不同的角度進(jìn)行分類。</p><p><b>　　按用途分類</b></p><p>　　1）載貨電梯：為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)的并通常有人伴隨

27、的電梯。主要用于兩層樓以上的車間和各類倉庫等場合。這類電梯的裝潢不太講究，自動(dòng)化程度和運(yùn)行速度一般比較低，而載重量和轎廂尺寸的變化范圍比較大。</p><p>　　2）住宅電梯：供住宅樓使用的電梯。</p><p>　　3）客貨電梯：主要用做運(yùn)送乘客，但也運(yùn)送貨物的電梯，它與乘客電梯的區(qū)別在于轎廂內(nèi)部的裝飾結(jié)構(gòu)不同。</p><p>　　4）病床電梯：為運(yùn)送病床而設(shè)

28、計(jì)的電梯。</p><p>　　5）乘客電梯：為運(yùn)送乘客而設(shè)計(jì)的電梯。主要用于賓館、飯店、辦公樓、大型商店等客流量大的場合。這類電梯為了提高運(yùn)送效率，其運(yùn)行速度比較快，自動(dòng)化程度比較高，轎廂的尺寸和結(jié)構(gòu)形式多為寬度大于深度，使乘客能暢通地進(jìn)出。而且安全設(shè)施齊全，裝潢美觀。</p><p>　　6）雜貨電梯（服務(wù)電梯）：供圖書館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書、文件、食品等，并不允許人員進(jìn)入的電梯。這

29、種電梯的安全設(shè)施不齊全，不準(zhǔn)運(yùn)送乘客。為了不使人員進(jìn)入轎廂，進(jìn)入轎廂內(nèi)部的門洞及轎廂的面積都設(shè)得非常小，而且轎廂的凈高度一般不大于1.2m。</p><p>　　7）特殊電梯：除上述常用的幾種電梯外，還有為特殊環(huán)境、特殊條件、特殊要求而設(shè)計(jì)的電梯。如船舶電梯、觀光電梯、防腐電梯、車輛電梯等。</p><p><b>　　按速度分類</b></p><

30、;p>　　1）電梯低速度：速度V≤1. 0m/s的電梯。</p><p>　　2）電梯快速度：速度1.0m/s＜V＞2.0m/s的電梯。</p><p>　　3）電梯高速度：速度V≥2.0m/s的電梯。</p><p>　　按有無蝸輪減速器分類</p><p>　　1）有蝸輪減速器的電梯：適用于梯速為3.0m/s以下的電梯。</p

31、><p>　　2）無蝸輪減速器的電梯：適用于梯速為3.0m/s以上的電梯。</p><p>　　按曳引電動(dòng)機(jī)的電源分類</p><p>　?。?）交流電源供電的電梯：</p><p>　　1）采用交流異步雙速電機(jī)變極調(diào)速拖動(dòng)的電梯，簡稱交流雙速電梯（速度一般小于1.0m/s）。</p><p>　　2）采用交流異步雙繞組雙

32、速電機(jī)調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)的電梯（俗稱ACVV拖動(dòng)電梯）</p><p>　　3）采用交流異步單繞組單速電機(jī)調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)的電梯（俗稱VVVF拖動(dòng)的電梯）</p><p>　?。?）直流電源供電的電梯：80年代中期前用在中高檔乘客電梯上，以后不再產(chǎn)生。</p><p><b>　　按驅(qū)動(dòng)方式分類</b></p><p>　　1

33、）鋼絲繩式：曳引電動(dòng)機(jī)通過蝸桿、蝸輪、曳引繩輪、驅(qū)動(dòng)曳引鋼絲繩兩端的轎廂和對(duì)重裝置做上下運(yùn)行的電梯。</p><p>　　2）液壓式：電動(dòng)機(jī)通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)轎廂上、下運(yùn)行的電梯。</p><p><b>　　按控制方式分類</b></p><p>　　1）轎內(nèi)手柄開關(guān)控制的電梯；</p><p>　　2）轎內(nèi)按鈕開關(guān)控制

34、的電梯；</p><p>　　3）轎外按鈕開關(guān)控制的電梯；</p><p>　　4）轎內(nèi)、外按鈕開關(guān)控制的電梯；</p><p>　　5）集選控制的電梯；</p><p>　　6）信號(hào)控制的電梯；</p><p>　　7）2臺(tái)或3臺(tái)并聯(lián)控制的電梯；</p><p>　　8）梯群控制的電梯。<

35、;/p><p><b>　　按拖動(dòng)方式分類</b></p><p>　　1）交流異步單速電機(jī)拖動(dòng)的電梯；</p><p>　　2）交流異步雙速電機(jī)變極調(diào)速拖動(dòng)的電梯；</p><p>　　3）交流異步雙繞組雙速電機(jī)調(diào)壓調(diào)速（俗稱ACVV）拖動(dòng)的電梯；</p><p>　　4）交流異步單速電機(jī)調(diào)頻調(diào)壓調(diào)

36、速（俗稱VVVF）拖動(dòng)的電梯；</p><p>　　5）直流電機(jī)拖動(dòng)的電梯。</p><p>　　1.3 電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸</p><p>　　1.3.1 電梯的主要參數(shù)</p><p>　　1）額定載重量（kg）：制造和設(shè)計(jì)規(guī)定的電梯載重量。</p><p>　　2）轎廂尺寸（mm）：高×寬&#

37、215;深。</p><p>　　3）轎廂形式：有單或雙面開關(guān)門及其它特殊要求等，以及對(duì)轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇等。</p><p>　　4）轎門形式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。</p><p>　　5）開門寬度（mm）：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。</p><p>　　6）開門方向：人在廳外面對(duì)廳

38、門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱為中分門。</p><p>　　7）曳引方式：常用的有半繞1：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。半繞2：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲運(yùn)行速度的一半。全繞1：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。</p><p>　　8）額定速度（m/s）：制造和設(shè)計(jì)所規(guī)定的電梯運(yùn)行速度。<

39、/p><p>　　9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動(dòng)系統(tǒng)的形式等。如交流電機(jī)拖動(dòng)或直流電機(jī)拖動(dòng)，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。</p><p>　　10）停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點(diǎn)均稱為站。</p><p>　　11）提升高度（mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。</p><p>　　12）頂層高度（mm）

40、:由頂層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，頂層高度一般越高。</p><p>　　13）底坑深度（mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，底坑一般就越深。</p><p>　　14）井道深度（mm）：由井道底面至機(jī)房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。</p><p>　　1.3.2

41、我國有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電梯主要參數(shù)和規(guī)格尺寸的規(guī)定</p><p>　　為了加強(qiáng)對(duì)電梯產(chǎn)品的管理，提高電梯產(chǎn)品的使用效果，國家曾于1974年頒布了JBI435-74、JBI816-74、JB/Z110-74等一批電梯產(chǎn)品的局部標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　電梯的主要參數(shù)是電梯制造廠設(shè)計(jì)和制造電梯的依據(jù)。用戶選用電梯時(shí)，必須根據(jù)電梯的安裝使用地點(diǎn)、載運(yùn)對(duì)象等，按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，正確選擇電梯的類別和有關(guān)參

42、數(shù)與尺寸，并根據(jù)這些參數(shù)與規(guī)格尺寸，設(shè)計(jì)和建造安裝電梯的建筑物。否則會(huì)影響電梯的使用效果。</p><p>　　1.4 電梯的組成部件</p><p>　　電梯是一種復(fù)雜的機(jī)電產(chǎn)品，一般由機(jī)房、轎廂、廳門及井道和井底設(shè)備等4個(gè)基本部分組成。</p><p>　　1.機(jī)房---機(jī)房位于電梯井道的最上方或最下方，用于裝設(shè)曳引機(jī)、控制柜、限速器、選層器、地震檢測儀、配線

43、板、總電源開關(guān)及通風(fēng)設(shè)備等。</p><p>　　當(dāng)機(jī)房設(shè)在井道底部時(shí)，稱為下置式曳引方式。由于此種方式結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，鋼絲繩彎折的次數(shù)較多，縮短了鋼絲繩的使用期限，增加了井道承重，且保養(yǎng)困難，所以一般不采用，只有機(jī)房不可能設(shè)在井道頂部時(shí)才采用。相反，機(jī)房上置式曳引方式因設(shè)備簡單，鋼絲繩彎折次數(shù)少，成本低，維護(hù)簡單等特點(diǎn)，最為普遍采用。如果機(jī)房即不可能設(shè)在井道底部，也不了能設(shè)在頂部時(shí)，可考慮選用液壓式電梯，即機(jī)房側(cè)置

44、式。</p><p>　　機(jī)房結(jié)構(gòu)必須堅(jiān)固，防震和隔音，有足夠的面積，、高度、承重能力和良好的通風(fēng)條件，而且室內(nèi)經(jīng)常保持有適度的照明亮度，保持干燥清潔等。通常有如下的規(guī)定：</p><p>　　1)面積一般至少為井道側(cè)面積的2倍以上，對(duì)交流電梯，一般為2～2.5倍；對(duì)直流電梯，一般為3～3.5倍。</p><p>　　2)高度指機(jī)房地面至頂板的垂直距離。對(duì)客梯、病房

45、梯，一般為2.2～2.8m以上；對(duì)貨梯，一般為2.2～2.4m以上。</p><p>　　3)承重能力。機(jī)房的地板要求能承重6kPa(雜物梯為4kPa)的均部載荷。在曳引機(jī)安裝的上方，應(yīng)設(shè)吊鉤用于維修。鉤的承重能力如下：對(duì)額定載重量500～</p><p>　　3000kg的電梯，應(yīng)大于2000kg；對(duì)額定載重量5000kg的電梯，應(yīng)大于3000kg。</p><p&g

46、t;　　4)對(duì)于機(jī)房的設(shè)置有以下3種方式：機(jī)房下置式、機(jī)房上置式和機(jī)房側(cè)置式。</p><p><b>　　2.轎廂與對(duì)重</b></p><p>　　(1)轎廂 轎廂是是用來安全運(yùn)送乘客及物品到目的層的箱體裝置，它的運(yùn)行軌跡是在曳引鋼絲繩的牽引下沿導(dǎo)軌上下運(yùn)行。</p><p>　　(2)對(duì)重 對(duì)重又稱平衡重，起到平衡轎廂的作用（但這種平

47、衡是相對(duì)的和變化的）。對(duì)重與轎廂通過曳引繩的連接，利用曳引繩與曳引輪槽之間的摩擦力驅(qū)動(dòng)轎廂的上升和下降。</p><p><b>　　3.廳門（層門）</b></p><p>　　廳門是為確保在候梯廳的乘客安全而設(shè)置的開閉裝置，只有在轎廂停層和平層時(shí)才被打開。</p><p><b>　　4.井道與井底設(shè)備</b><

48、/p><p>　　(1)曳引鋼絲繩 連接轎廂與對(duì)重，驅(qū)動(dòng)轎廂上下運(yùn)行。</p><p>　　(2)導(dǎo)軌 使轎廂和平衡對(duì)重在井道內(nèi)垂直升降的導(dǎo)向裝置。</p><p>　　(3)限速鋼絲繩、張緊裝置 用以防止限速鋼絲繩的松弛或搖動(dòng)，把轎廂速度正確地傳送到限速器的輔助裝置。</p><p>　　(4)補(bǔ)償鏈 由于轎廂升降，轎廂側(cè)與對(duì)重側(cè)的曳引

49、鋼絲繩重量比隨之變化。為了修正這個(gè)變化，減輕電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，將轎廂與對(duì)重用補(bǔ)償鏈連接起來，一般用于提升高度超過30m的電梯。</p><p>　　(5)終端保護(hù)裝置 終端保護(hù)裝置由終端電氣保護(hù)裝置和機(jī)械緩沖裝置兩部分相組成，終端電氣保護(hù)裝置由換速開關(guān)、限速開關(guān)和極限開關(guān)組成。機(jī)械緩沖裝置是指位于底坑的各種緩沖器，它們是電梯安全保護(hù)的最后一道措施，設(shè)置在井道底坑中且正對(duì)轎廂和對(duì)重，起作用是防止轎廂和對(duì)重沖頂撞底。&

50、lt;/p><p>　　1.5 電梯工作原理</p><p>　　曳引繩兩端分別連著轎廂與配重，并通過變頻器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦所產(chǎn)生的牽引力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌做往復(fù)升降運(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生偏斜或擺動(dòng)的動(dòng)作。常閉式制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間松閘，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動(dòng)，使轎廂停止升降

51、，并在指定層站上維持靜止?fàn)顟B(tài)，以供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，配重用來平衡轎廂載荷、減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動(dòng)中的張力和重量變化，使曳引電動(dòng)機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確?？俊ｋ姎庀到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)完成選層、平層、報(bào)警工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時(shí)顯示轎廂的運(yùn)動(dòng)方向和所在樓層位置。</p><p><b>　　2 方案論證</b></p>

52、<p>　　2.1 電梯控制方式的論證</p><p>　　隨著科學(xué)目前，電梯行業(yè)在我國迅速的發(fā)展，在一定程度上占有很大的市場。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電路控制系統(tǒng)(“早期安裝的電梯多位繼電器控制系統(tǒng))、微機(jī)控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)。而在今天選擇控制電梯運(yùn)動(dòng)的設(shè)備已經(jīng)從傳統(tǒng)的繼電器—接觸器轉(zhuǎn)變成可編程控制器（PLC）。</p><p>　　繼電器控制系統(tǒng)由于線路

53、復(fù)雜，接線多，故障率高，維修保養(yǎng)難，許多已處于閑置狀態(tài)，其曳引系統(tǒng)多采用交流雙速電機(jī)系統(tǒng)換速，由于效率低，調(diào)速性能指標(biāo)較差等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響電梯運(yùn)行質(zhì)量，目前已逐漸被淘汰。微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但也存在抗干擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，一般的技術(shù)維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷。而PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng),設(shè)計(jì)和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前

54、也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造中。</p><p>　　可編程控制器（PLC）與其他計(jì)算機(jī)控制相比較：</p><p>　　個(gè)人計(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能和圖形顯示功能，有豐富的軟件支持，但它們是為辦公室自動(dòng)化和家庭設(shè)計(jì)的，對(duì)環(huán)境要求很高，抗干擾能力不強(qiáng)，一般不適合在工業(yè)現(xiàn)場使用。</p><p>　　單片機(jī)只是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O信號(hào)相連

55、。要將它用于工業(yè)控制，還要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大，要求設(shè)計(jì)者具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（簡稱工控機(jī)）也是為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，目前比較流行的是PC總線工控機(jī)，它與個(gè)人計(jì)算機(jī)兼容。工控機(jī)一般是在通用微機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，因此在要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域均占有優(yōu)勢。工控機(jī)的外部I/O

56、接線一般都用多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷電路板上引出，不如可編程控制器的接線端子方便可靠。</p><p>　　以上各種計(jì)算機(jī)用于控制的程序一般都是用匯編語言編寫的，可編程控制器不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場電氣維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格的形成了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編寫

57、清晰直觀、調(diào)試和查錯(cuò)都很容易進(jìn)行。</p><p>　　可編程控制器是專為工廠現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)上采取整體密封或插件組合型，對(duì)印刷電路板、電源、機(jī)架、插座的制造和安裝，均采用了嚴(yán)密的措施。由于可編程控制器具有上述的各種優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有不可比擬的競爭力。</p><p>　　當(dāng)然可編程控制器在電梯的控制領(lǐng)域也具有重要的地位，把可編程控制器用于電梯運(yùn)動(dòng)的核心部分是很合理的選擇，而

58、且可編程控制器現(xiàn)在在市場上也是一種成熟的產(chǎn)品?？傊?，經(jīng)上述比較可得，確定選用PLC控制電梯的運(yùn)行。</p><p>　　在PLC中相比較，主要為西門子與三菱的競爭。由于西門子編程的靈活性是三菱沒法比擬的，有很多功能西門子很容易實(shí)現(xiàn)，三菱就不行。 再加上題目的要求，我們選用西門子S7-200PLC設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.2 可編程控制器用于控制電梯的特點(diǎn)</p&g

59、t;<p><b>　　1、可靠性高</b></p><p>　　所有的I/O輸入輸出信號(hào)均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與控制器內(nèi)部電路之間電氣上隔離。</p><p>　　（1）為了消除信號(hào)噪聲,在輸入接口內(nèi)設(shè)置了多種濾波電路。</p><p>　?。?）為了PLC的信號(hào)處理,輸入接口內(nèi)有電平轉(zhuǎn)換及信號(hào)鎖存電路。</p

60、><p>　?。?）為了便于與現(xiàn)場信號(hào)的連接,在輸入接口外部設(shè)有接線端子排。</p><p>　?。?）良好的自診斷功能，一但電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采取有效措施，以防止故障擴(kuò)大。大型控制器還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),以及實(shí)現(xiàn)電源模塊冗余、IO模塊冗余，使可靠性更進(jìn)一步提高。</p><p><b>　　2、實(shí)時(shí)

61、性強(qiáng)</b></p><p>　　信號(hào)處理時(shí)間短，速度快。</p><p>　　信號(hào)處理和程序運(yùn)行的速度快。</p><p>　　能滿足各種型號(hào)電梯的控制目標(biāo)。</p><p><b>　　3、編程方便</b></p><p>　　PLC的設(shè)計(jì)是面向工業(yè)企業(yè)中一般電氣工程技術(shù)人員的,它

62、采用易于理解和掌握的梯形圖語言,以及面向工業(yè)控制的簡單指令。這種梯形圖語言繼承了傳統(tǒng)繼電器控制線路的表達(dá)式,又考慮到工業(yè)企業(yè)電氣技術(shù)人員的看圖習(xí)慣和微機(jī)應(yīng)用水平，因此得到了廣大電氣技術(shù)人員的歡迎。</p><p>　　4、安裝簡單，維修方便</p><p>　　可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝

63、置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。</p><p>　　由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。</p><p>　　5、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短</p><p>　　PLC完成一項(xiàng)控制工程中,由于其硬 軟件齊全,設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。由于用軟件編程取代了繼電器硬接線實(shí)現(xiàn)控制功能,使得控制柜的設(shè)計(jì)及安裝接線工作量大

64、為減少,縮短了施工周期。同時(shí),由于用戶程序大都可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試好后，再將PLC控制系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行聯(lián)機(jī)統(tǒng)調(diào),因此大大縮短了設(shè)計(jì)和投入運(yùn)行的周期。</p><p>　　綜上所述，可編程控制器非常適用于交流電梯控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.3 整體設(shè)計(jì)流程的確定</p><p>　　綜上所述，本設(shè)計(jì)就以PLC作為工具對(duì)升降電梯的各種操作進(jìn)行控制。對(duì)五層電梯

65、的硬件部分作分析，看需要什么樣的開關(guān)，電機(jī)，信號(hào)燈等。然后，估計(jì)一下I/O點(diǎn)數(shù)，這樣可以確定所選機(jī)型，再進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，寫出梯形圖，利用力控組態(tài)軟件畫出電梯系統(tǒng)控制面板，最后是進(jìn)行調(diào)試，看看此程序是否可行。</p><p>　　3 硬件及軟件的概述</p><p>　　3.1 PLC簡介</p><p>　　3.1.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)</p>&

66、lt;p>　　PLC實(shí)質(zhì)上是一種被專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)和微機(jī)是基本一致的。如下圖所示：</p><p>　　圖3-1 PLC硬件的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　可編程控制器實(shí)際是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似?？删幊炭刂破髦饕蒀PU（中央處理單元）、存儲(chǔ)器（RAM和EPROM）、輸入/輸出模塊（簡稱I/O模塊）、編程器和電源五大部分組成。&l

67、t;/p><p><b>　　1、CPU模塊</b></p><p>　　CPU模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器（CPU）和存儲(chǔ)器組成。CPU的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用循環(huán)掃描方式工作，并且每一次掃描要完成以下工作：</p><p>　　輸入處理：將現(xiàn)場的開關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。</p

68、><p>　　程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)控制相關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。</p><p>　　輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。</p><p><b>　　2、I/O模塊</b></p><p>　　可編程控制器通過

69、輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，可編程控制器控制的另一類外部負(fù)載有指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。</p><p>　　CPU模塊的工作電壓一般是5V，而可編程控制器的輸入/輸出信號(hào)電壓一般較高，比如直流24V和交流220V。從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件，或使可編程控制器不能正常工作，所以CPU模塊不能直接與外部輸入/輸出裝置相連。I/O模塊除了傳遞信

70、號(hào)外，還具有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。</p><p>　　開關(guān)量模塊的輸入輸出信號(hào)僅有接通和斷開兩種狀態(tài)。電壓等級(jí)有直流5V，12V，24V，48V和交流110V，220V等。輸入輸出電壓的允許范圍很寬，如某交流220V輸入模塊的允許低電壓為0~70V，高電壓為70~256V，頻率為47~63HZ。</p><p>　　各I/O點(diǎn)的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元器件顯示在面板上，外部I/

71、O接線一般接在模塊的接線端子上。某些模塊使用可拆除的插座型端子板，在不拆去端子的外部連線的情況下，可以迅速地更換模。開關(guān)量I/O模塊可能有4，8，16，32，64點(diǎn)。</p><p><b>　　3、編程器</b></p><p>　　編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程控制器運(yùn)行時(shí)梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。編程器可以永久地連續(xù)在可編程控制器上，

72、將其取下來后可編程控制器也一樣可以運(yùn)行。一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時(shí)使用，一臺(tái)編程器可供多臺(tái)可編程控制器公用。</p><p>　　3.1.2 PLC的性能特點(diǎn)</p><p><b>　　1、硬件的可靠性</b></p><p>　　PLC是在工業(yè)環(huán)境的惡劣條件下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，一個(gè)設(shè)計(jì)良好的PLC能置于有很強(qiáng)的電噪聲、電磁干擾、機(jī)械振

73、動(dòng)、極端溫度和濕度很大的環(huán)境中。</p><p>　　在硬件設(shè)計(jì)方面，首先是選用優(yōu)質(zhì)器件，再就是采用合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加固，簡化安裝，使它易于抗振動(dòng)沖擊，對(duì)印制電路板的設(shè)計(jì)、加工及焊接都采取了極為嚴(yán)格的工藝措施，而且在電路、結(jié)構(gòu)及工藝上采取了一些獨(dú)特的方式。例如，在輸入/輸出電路中都采用了光電隔離措施，做到電浮空，既方便接地，用提高了抗干擾性能；各個(gè)I/O端口都除采用了常規(guī)模擬器濾波以外，還加上了數(shù)字濾波；內(nèi)部采用

74、了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了較先進(jìn)的電源電路，以防止由電源回路串入的干擾信號(hào)；采用了較合理的電路程序，一旦某模塊出現(xiàn)故障，進(jìn)行在線插拔、調(diào)試時(shí)不會(huì)影響各機(jī)的正常運(yùn)行。</p><p>　　由于PLC本身具有很高的可靠性，所以發(fā)生故障的部位大多集中在輸入/輸出的部件上，以及如傳感器件、限位開關(guān)、光電開關(guān)、電磁電機(jī)等外圍裝置上。</p><p>　　2、編程簡單，使用方便</p&

75、gt;<p>　　用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。</p><p>　　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)的水平很容易被電氣技術(shù)人員所接受，易于編程，程序改變時(shí)也容易修改，很靈活方

76、便。</p><p>　　3、接線簡單，通用性好</p><p>　　PLC的接線只需將輸入信號(hào)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(hào)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(dòng)化過程就能隨意改變。這種性能使PLC具有很

77、高的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　用于連接現(xiàn)場設(shè)備的硬件接口實(shí)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(jì)就使現(xiàn)場電氣人員與技術(shù)人員易于使用。</p><p>　　4、可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)</p><p>　　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

78、波特到上萬波特，傳輸距離為500—2500m；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1M—10Mbps，傳輸距離為500—1000m，網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)可達(dá)1024個(gè)。這兩類網(wǎng)絡(luò)可以級(jí)連，網(wǎng)上可兼容不同類型的可編程控制器和計(jì)算機(jī)，從而組成控制范圍很大的局部網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　5、易于安裝，便于維護(hù)</p><p>　　PLC安裝簡單而且功能有效，其相對(duì)小的體積使之能安裝在通常繼電

79、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(shí)改換很方便，只要將輸入/輸出設(shè)備連向接線端即可。</p><p>　　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

80、大減少了電氣技術(shù)人員的現(xiàn)場安裝時(shí)間。</p><p>　　從一開始，PLC便以易維護(hù)作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。由于幾乎所有器件都是固態(tài)的，維護(hù)時(shí)只需更換模塊級(jí)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，還可寫編程指令來報(bào)告故障。</p><p>　　PLC的這些及其他特性使之成為任何一個(gè)控制系統(tǒng)的有益部分。一旦安裝后，其作用

81、立即顯現(xiàn)，其收益也馬上實(shí)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(shí)的創(chuàng)造性。</p><p>　　3.1.3 PLC的工作原理</p><p>　　PLC具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式。PLC則是采用循環(huán)掃描工作方式。在PLC中，用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而

82、不斷的進(jìn)行循環(huán)。每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。一個(gè)掃描周期大致可分為I/O刷新和執(zhí)行指令兩個(gè)階段。</p><p>　　所謂I/O刷新即對(duì)PLC的輸入進(jìn)行一次讀取，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(shí)將新的運(yùn)算結(jié)果送到輸出端。這實(shí)際是將輸入、輸出的寄存器中的內(nèi)容進(jìn)行一次更新，故稱為“I（輸入）/O(輸出) 刷新”。</p><p>　　由此可見，若輸入變量在I/O刷新期間

83、狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出端也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化，或者說輸出對(duì)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(huì)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(duì)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(gè)因數(shù)：CPU執(zhí)行指令的速度、每條指令占用的時(shí)間、指令條數(shù)的多少，即程序的長短。</p><p>　　對(duì)于

84、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)的抗干擾能力。因?yàn)楦蓴_常是脈沖式的、短時(shí)的，而由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢，常常要幾個(gè)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(dòng)作將會(huì)大大減少，故增加了抗干擾能力。</p><p>　　3.1.4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路</p><p>　　根據(jù)電梯的工作過程要求設(shè)計(jì)由PLC構(gòu)成的電梯控制裝置，本裝置以西門子S7

85、-200 PLC 為控制核心，對(duì)電梯的工作過程和各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行顯示和控制。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般分為以下幾個(gè)步驟：</p><p>　?。?）熟悉被控對(duì)象（本次設(shè)計(jì)的對(duì)象為五層電梯），制定控制方案 </p><p>　?。?）確定I/O點(diǎn)數(shù) </p><p>　　（3）選擇PLC機(jī)型（本次設(shè)計(jì)采用西門子S7-200PLC） </p><p>　

86、?。?）選擇輸入、輸出設(shè)備，分配PLC的I/O地址 </p><p>　　（5）程序設(shè)計(jì)（包括梯形圖的繪制） </p><p><b>　?。?）系統(tǒng)調(diào)試 </b></p><p>　　(7)編制相關(guān)技術(shù)文件 </p><p>　?。?）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程如右圖3-2所示： </p><p

87、>　　圖3-2 PLC系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　3.2 編程軟件簡介及安裝</p><p>　　3.2.1 PLC的編程語言</p><p>　　PLC程序是PLC指令的有序集合，PLC運(yùn)行程序就是按一定的順序，執(zhí)行這集合中的一條條指令。其中指令是指PLC動(dòng)作的文字代碼或圖形符號(hào)，使用的編程語言不同，這些文字代碼和圖形符號(hào)就不相同。但從本質(zhì)

88、上來講，指令的實(shí)質(zhì)都是二進(jìn)制機(jī)器碼。同普通的計(jì)算機(jī)一樣，PLC的編程軟件通過編譯系統(tǒng)把PLC程序編譯成機(jī)器代碼。</p><p>　　PLC提供了功能較為完整的編程語言，以適應(yīng)PLC在各種工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)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(dāng)于設(shè)計(jì)和改變繼電器控制的硬件接線，也就是所謂的“可編程”。</p><p>　　PLC的編程語言一般有五種：順序功能圖(

89、Sequential Function Chart)、梯形圖(Ladder Diagram)、功能塊圖(Function Block Diagram)、指令表(Instruction List)和結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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

90、路圖相似，比較易于掌握且程序表達(dá)很清楚。</p><p>　　本系統(tǒng)PLC程序的編制采用梯形圖語言，編程軟件為STEP 7 Micro WIN。該軟件能夠完成制作程序、對(duì)可編程控制器CPU的寫入/讀出、監(jiān)控程序運(yùn)行、調(diào)試程序、PLC錯(cuò)誤診斷等一系列功能。</p><p>　　3.2.2 STEP 7概述</p><p>　　STEP 7是用于SIMATIC可編程邏

91、輯控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包。它是SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分。有下列版本的STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包：</p><p>　　· 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>　　· 用于SIMATIC S7-200上簡單單站應(yīng)用的STEP 7

92、Micro/DOS和STEP 7 Micro/WIN：</p><p><b>　　- 具有擴(kuò)展功能</b></p><p>　　- 能夠解決復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)</p><p>　　- 創(chuàng)建調(diào)制解調(diào)模塊程序</p><p>　　- 具有密碼保護(hù)功能</p><p>　　- 支持IL、LAD、FBD三

93、種編程語言，可以在三者之間隨時(shí)切換</p><p>　　- 強(qiáng)大的工控編程組態(tài)軟件</p><p>　　STEP7編程軟件允許結(jié)構(gòu)化用戶程序，可以將程序分解為單個(gè)的自成體系的程序部分從而使大規(guī)模的程序更容易理解，可以對(duì)單個(gè)的程序部分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化程序組織簡化。</p><p>　　3.2.3 STEP 7 Micro WIN軟件安裝步驟</p><

94、p>　　STEP 7 Micro WIN可以安裝在下列操作系統(tǒng)平臺(tái)上：</p><p>　　● MS Windows 2000(至少SP1)</p><p>　　● MS Windows XP(建議SP1)。</p><p>　　上述操作系統(tǒng)需要安裝Microsoft internet Explorer 5.0(或以上)版本。一般安裝在MS Windows 2

95、000/XP 下較為穩(wěn)定。</p><p>　　在Windows 2000/XP操作系統(tǒng)中必須具有管理員（Administrator）權(quán)限才能進(jìn)行STEP 7 Micro WIN的安裝。</p><p>　　運(yùn)行STEP 7 Micro WIN安裝光盤上的Setup.exe開始安裝。STEP 7 Micro WIN的安裝界面同大多數(shù)Windows應(yīng)用程序相似。在整個(gè)安裝過程中，安裝程序一步

96、一步地指導(dǎo)用戶該如何進(jìn)行。在安裝的任何階段，用戶都可以切換到上一步或下一步。</p><p>　　安裝過程中，有一些選項(xiàng)需要用戶選擇。下面是對(duì)一部分選項(xiàng)的解釋。</p><p>　　（1）安裝語言選擇。</p><p>　　選擇英語。如圖3-3：</p><p>　　圖3-3 語言選擇</p><p>　?。?）選擇

97、需要安裝的程序。</p><p>　　另外其它為擴(kuò)展用的可選軟件。如圖3-4：</p><p>　　圖3-4 可選軟件</p><p>　　●【Acrobat Reader 5.0】:PDF閱讀器，如果用戶的PC機(jī)上已經(jīng)安裝了該軟件，可不必選擇。</p><p>　　●【STEP 7 Micro WIN 4.0】:STEP 7 Micro

98、WIN集成軟件包。</p><p>　　●【Author V2.5 incl.SP1】:西門子公司自動(dòng)化軟件產(chǎn)品的授權(quán)管理工具。</p><p>　?。?）在STEP 7的安裝過程中，有三種安裝方式可選（如圖3-5）：</p><p>　　●典型安裝【Typical】:安裝所有語言、應(yīng)用程序、項(xiàng)目示例和文檔。</p><p>　　●最小安裝【

99、Minimal】:只安裝一種語言和STEP 7程序，不安裝項(xiàng)目示例和文檔。</p><p>　　●自定義安裝【Custom】:用戶可選擇希望安裝的程序、語言、項(xiàng)目示例和文檔。</p><p>　　圖3-5 典型安裝</p><p>　　（4）在安裝過程中，安裝程序?qū)z查硬盤上是否有授權(quán)（License Key）。如果沒有發(fā)現(xiàn)授權(quán)，會(huì)自動(dòng)提示用戶安裝授權(quán)。可以選擇在

100、安裝程序的過程中就安裝授權(quán)（如圖3-6），或者稍后再執(zhí)行授權(quán)程序。在前一種情況中，應(yīng)插入授權(quán)軟件。</p><p>　　圖3-6 授權(quán)安裝</p><p>　?。?）安裝結(jié)束后，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框（如圖3-7），提示用戶為存儲(chǔ)卡配置參數(shù)。</p><p>　　●如果用戶沒有存儲(chǔ)卡讀卡器，則選擇【Nine】。</p><p>　　●如果使用內(nèi)置

101、讀卡器，請選擇【Internal programming device interface】。該選項(xiàng)僅針對(duì)PG，對(duì)于PC來說是不可選的。</p><p>　　● 如果用戶使用PC，則可選擇用于外部讀卡器【External prommer】。這里，用戶必須定義哪個(gè)接口用于連接讀卡器（例如，LPT1）。</p><p>　　在安裝完成之后，用戶可通過STEP 7 Micro WIN程序組或控制

102、面板中的【Memory Card Parameter Assignment】（存儲(chǔ)卡參數(shù)賦值），修改設(shè)置參數(shù)。</p><p>　　圖3-7 設(shè)置參數(shù)</p><p>　　（6）安裝過程中，會(huì)提示用戶設(shè)置【PG/PC接口】(Set PG/PC Interface) (如圖3-8)。PG/PC接口是PG/PC和PLC之間進(jìn)行通訊連接的接口。安裝完成后，通過SIMATIC程序組或控制面板中的

103、【Set PG/PC Interface】（設(shè)置PG/PC接口）隨時(shí)可以更改PG/PC接口的設(shè)置。在安裝過程中可以單擊Cancel忽略這一步驟。</p><p>　　圖3-8 接口設(shè)置</p><p>　　3.3 力控組態(tài)軟件簡介及安裝</p><p>　　3.3.1 力控組態(tài)軟件概述</p><p>　　力控是北京三維力控科技有限公司

104、“管控一體化解決之道”產(chǎn)品線的總稱，由監(jiān)控組態(tài)軟件、“軟”控制策略軟件、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)、Web門戶工具等產(chǎn)品組成。</p><p>　　在力控中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫RTDB是全部產(chǎn)品數(shù)據(jù)的核心，分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是力控的最大特點(diǎn)。所有應(yīng)用（例如趨勢、報(bào)警等）對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的引用方法都和引用本地?cái)?shù)據(jù)完全相同，這是力控分布式特點(diǎn)的主要體現(xiàn)。</p><p>　　力控軟件包括：工程管理器、人機(jī)界面VIE

105、W、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫DB、I/O驅(qū)動(dòng)程序、控制策略生成器以及各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組件等。</p><p>　　力控監(jiān)控組態(tài)軟件是對(duì)現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與過程控制的專用軟件，其最大特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實(shí)現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，縮短了自動(dòng)化工程師的系統(tǒng)集成的時(shí)間，大大的提高了集

106、成效率。</p><p>　　主要的各種組件說明見下：</p><p>　　工程管理器（Project Manager）</p><p>　　工程管理器用于創(chuàng)建工程、工程管理等用于創(chuàng)建、刪除、備份、恢復(fù)、選擇當(dāng)前工程等。</p><p>　　開發(fā)系統(tǒng)（Draw）</p><p>　　開發(fā)系統(tǒng)是一個(gè)集成環(huán)境，可以創(chuàng)建工程

107、畫面，配置各種系統(tǒng)參數(shù)，啟動(dòng)力控®其它程序組件等。</p><p>　　界面運(yùn)行系統(tǒng)（View）</p><p>　　界面運(yùn)行系統(tǒng)用來運(yùn)行由開發(fā)系統(tǒng)Draw創(chuàng)建的畫面，腳本、動(dòng)畫連接等工程，操作人員通過它來完成監(jiān)控。 </p><p><b>　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫（DB）</b></p><p>　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是力控

108、®軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心，構(gòu)建分布式應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請求處理等。</p><p>　　I/O驅(qū)動(dòng)程序（I/O SERVER）</p><p>　　I/O驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)力控與控制設(shè)備的通信。它將I/O設(shè)備寄存器中的數(shù)據(jù)讀出后，傳送到力控®的數(shù)據(jù)庫，然后在界面運(yùn)行系統(tǒng)的畫面上動(dòng)態(tài)顯示。</p>&

109、lt;p>　　通信程序（Port Server）</p><p>　　通信程序支持串口、電臺(tái)、撥號(hào)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信。通過力控在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間，使用RS232C接口，可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一（1：1方式）的通信；如果使用RS485總線，還可實(shí)現(xiàn)一對(duì)多臺(tái)計(jì)算機(jī)（1：N方式）的通信，同時(shí)也可以通過電臺(tái)、MODEM、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行通信。 </p><p>　　網(wǎng)絡(luò)通信程序（Net Client/Net

110、 Server）</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)通信程序采用TCP/IP通信協(xié)議，可利用Intranet/Internet實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)上力控之間的數(shù)據(jù)通信。</p><p>　　Web服務(wù)器程序（Web Server）</p><p>　　Web服務(wù)器程序可為處在世界各地的遠(yuǎn)程用戶實(shí)現(xiàn)在臺(tái)式機(jī)或便攜機(jī)上用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場生產(chǎn)過程。 </p><

111、;p>　　控制策略生成器（Strategy Builder）</p><p>　　控制策略生成器是面向控制的新一代軟件邏輯自動(dòng)化控制軟件，并采用符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)的圖形化編程方式，提供包括：變量、數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯功能、程序控制、常規(guī)功能、控制回路、數(shù)字點(diǎn)處理等在內(nèi)的十幾類基本運(yùn)算塊，內(nèi)置常規(guī)PID、比值控制、開關(guān)控制、斜坡控制等豐富的控制算法。同時(shí)提供開放的算法接口，可以嵌入用戶自己的控制程序?？刂撇?/p>

112、略生成器與力控的其它程序組件可以無縫連接。</p><p>　　3.3.2 力控組態(tài)軟件安裝要求及安裝步驟</p><p><b>　?。?、硬件要求</b></p><p>　　CPU:奔騰500以上 </p><p><b>　　內(nèi)存：最少64M </b></p><p>