模擬電梯PLC程序說明

1、-作者xxxx-日期xxxx模擬電梯PLC程序說明【精品文檔】模擬電梯PLC程序說明 一、系統(tǒng)軟件 模擬電梯PLC是SIEMENS公司的S7-200系列PLC，該系列PLC一般用在小型控制系統(tǒng)上。S7-200系列PLC的編程軟件是。在功能和使用上都比STEP7 V5.3的軟件要簡單，SIEMENS公司提供了S7-200系統(tǒng)的詳細說明書。這里只簡單介紹的中地址和通訊，這與S7-300/400PLC有較的的不同。 1、 變量地址1.1 I/O地址相比STEP7 V5.3軟件來說，要簡單得多，沒有硬件態(tài)功能，所有的硬件I/O地址都由模塊物理位置確定的，從CPU模塊開始，依次往后面排列。開關(guān)量輸入/輸

2、出地址，分別表示為I和Q，從I0.0或Q0.0開始一直往下排，I、Q使用的是不同的地址空間，可以相同，如I3.2和Q3.2同時出現(xiàn)是允許的;模擬量輸入/輸出地址，分別表示為AIW和AQW，從AIW0或AQW0開始一直往后排，模擬量輸入/輸出的地址都是16位的字，所以對于AI來說，排列的順序應(yīng)該是AIW0、AIW2、AIW4.，模擬量輸出也是如此。1.2 內(nèi)存地址(M) 顧名思義，這些地址都存放在CPU的內(nèi)存中，一般情況下，斷電后保存在M中的數(shù)據(jù)會丟失，但在CPU的系統(tǒng)參數(shù)中可以將部分M設(shè)置成保存，這樣在重新上電后，數(shù)據(jù)可以恢復(fù)（后面介紹）。 M地址支持位操作（如M3.2）、字節(jié)操作（如MB4）

3、、字操作（如MW6）、雙字操作（如MD0）。 S7-200 PLC中的M地址用法與S7-300/400PLC中的一樣。 另外，系統(tǒng)中還有一些特殊的M地址，用在中斷、通訊等專用功能上，如后面程序中用到的SM0.0、SM0.1、SMB47等。1.3 存儲數(shù)據(jù)區(qū)（V） V數(shù)據(jù)是可以斷電保存，相當于S7-300/400PLC的DB，但比DB的用法要簡單，在200PLC的CPU中只有一個連續(xù)的V地址空間，使用前也不必要定義。 同M地址一樣，V地址也支持位操作（如V3.2）、字節(jié)操作（如VB4）、字操作（如VW6）、雙字操作（如VD0）。1.4 定時器/計數(shù)器地址分別保持定時器和計數(shù)器狀態(tài)的地址。特別要注

4、意，在S7-200PLC中，各個定時器的時間分辨率是不一樣的，同樣是200，在T0中表示200MS，而在T5中則表示20S。分辨率最大值定時器號1MS32.767 sT0，T32，T64，T9610 ms327.67 sT1-T4，T65-T68，T33-T36， T97-T100100MS3276.7 sT5-T31, T69-T95，T37-T63, T101-T2552、 通訊設(shè)置在主畫面上可以打開CPU型號的對話框，在S7200PLC中，不同CPU型號，不但地址空間有很大差異，而且支持的系統(tǒng)指令也不一樣，這一點在PLC選型時要特別注意。如果是在線方式，可以用Read PLC直接從PLC

5、中讀出CPU的型號。在“Communication”可以設(shè)置CPU與計算機的通訊協(xié)議。在CPU226上有兩個通訊口，一個是RS485通訊口（P0），另一個（P1）用來和計算機或編程器通訊，通訊協(xié)議是PPI。200PLC本身不能直接支持PROFIBUS協(xié)議，但通過EMM277轉(zhuǎn)換可以實現(xiàn)與S7300/400的主從通訊。圖中的地址欄上，Local指的是計算機的地址，Remote是PLC的地址；在右側(cè)的PLC欄目中，顯示正與計算機通訊的200PLC的型號和地址（如果在線），雙擊可以重新掃描查找在線PLC；Set PG/PC interface 是設(shè)定控制面板上的SIEMENS PLC專用的通訊協(xié)議。

6、 在此選擇PC/PPI電纜，確定串口的端口號就可以了。二、用戶軟件 在程序由主程序和子程序組成，從使用上和STEP7 V5.3差不多，電梯系統(tǒng)較小，只有兩個程序段：主程序（OB1）：控制電梯系統(tǒng)的所有邏輯；子程序（SBR0）：用來與S7-400 PLC通訊。1、 OB1N1是調(diào)用DP通訊子程序（SBR0），在200PLC中，子程序只能是條件調(diào)用，所以要加個SM0.0，SM0.0是系統(tǒng)標志位，在PLC運行時一直是ON； N2是清除急停信號，該信號是按下急停按鈕時產(chǎn)生的標志位，每次上電時自動清除，這句程序用到了系統(tǒng)標志位SM0.1，在PLC開始運行時，SM0.1設(shè)為1，在保留一個掃描周期后又自動設(shè)

7、為0，一般用來實現(xiàn)初始化的功能。這段程序作用是復(fù)位高速計數(shù)器。模擬電梯的上下位置是用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測的，S7200PLC接收編碼器的信號要使用高速計數(shù)指令?？梢允褂孟?qū)С绦蛘{(diào)用向?qū)С绦蚴褂孟铝行畔ⅲ河嫈?shù)器的類型和模式、計數(shù)器的預(yù)置值、計數(shù)器的初始值和計數(shù)的初始方向。要啟動HSC指令向?qū)?，可以在命令菜單窗口中選擇Tools Instruction Wizard ，然后在向?qū)Т翱谥羞x擇HSC指令。使用高速計數(shù)指令，首先要定義計數(shù)器號和運行模式。電梯的位置編碼器的A、B項分別接到了開關(guān)量輸入點I0.6和I0.7，所以選擇的輸入計數(shù)器號是HSC1，模式是9；接著就要定義設(shè)置控制字、設(shè)置初始值和預(yù)置值，這

8、些值都存在特殊存儲器字節(jié)MB36 -SMD62中。見下表： 本段程序第1句是用字節(jié)傳送指令MOV_B傳送16進制數(shù)#FC到SMB47中，SBB47就是高速計數(shù)器HSC1的控制字。16進制數(shù)#FC轉(zhuǎn)換2進制格式就是11111100，相當于給SMB47中每一位設(shè)定如下： SMB47.0 =0 HSC1復(fù)位信號為高電平有效；SMB47.1 =0 HSC1啟動信號為高電平有效；SMB47.2 =1 HSC1正交計數(shù)頻率為1倍速；SMB47.3 =1 HSC1為增計數(shù)；SMB47.4 =1 HSC1為更新方向（電梯有上行/下行）；SMB47.5=1 向HSC1寫新的預(yù)置值；SMB47.6=1 向HSC1

9、寫新的初始值；SMB47.7=1 HSC1有效（允許計數(shù)）；第2句是用高速計數(shù)器定義指令設(shè)置HSC1的模式：計數(shù)器號為1，模式為9； 3、4兩句是給計數(shù)器的設(shè)定值和初始值清0。這里要注意：在200PLC中，數(shù)據(jù)傳送指令要嚴格區(qū)分數(shù)據(jù)類型，如字節(jié)傳送用MOV_B字傳送用MOV_W等。第5句將控制字清0，實際上就是禁止計數(shù)，最后面的HSC指令，用來啟動高速計數(shù)器HSC1。 在急停狀態(tài)下清除所有的輸出信號和運行標志位。 QD0開關(guān)量輸出的雙字，包括Q0.0-Q3.7，具體是哪些輸出可以在符號表中找到：MD5中包括了電梯的各樓層的平層標志（電梯到了可以開門的高度）；MD9中包含了各層的上行和下行信號。

10、急停信號需要保存，所以用了（S）指令，指令下面的“1”標志只給1位置位；（END）指令是跳轉(zhuǎn)到程序結(jié)束。 電梯變頻器的速度給定沒有用模擬量端口，是通過PLC的開關(guān)量端口發(fā)脈沖的方式實現(xiàn)的，PLC上電時要將該端口復(fù)位為0。 S7-200集成有高速沖輸出功能，其輸出點和可形成高速脈沖串輸出（PTO）或脈寬調(diào)制（PWM）。 PTO輸出方波（占空比50%），并可指定所輸出的脈沖數(shù)量（從1到4,294,967,295）和周期（以微秒或毫秒為單位）。脈沖序列輸出（PTO）功能可以編程為產(chǎn)生一列脈沖或產(chǎn)生由多個脈沖序列組成的脈沖包絡(luò)。在脈沖包絡(luò)操作方式中，PTO功能被編程為控制一個步進電機運行一個簡單的斜坡

11、上升、運行和斜坡下降操作序列或更復(fù)雜的操作序列。 PWM 可變占空比的固定周期的輸出脈沖，周期和脈寬既可以用微秒又可以用毫秒為單位。當脈寬等于周期時，占空比為100，輸出恒定為1；當脈寬等于0時，占空比為0，輸出恒定為0。 電梯調(diào)速是PWM方式，輸出口是Q0.1。 有關(guān)脈沖輸出的指令可以使用向?qū)С绦蚓幊?。PLS指令從特殊存儲器SM讀取數(shù)據(jù)，程序按照其存儲值控制PTO/PWM發(fā)生器。SMB67控制PTO0或者PWM0，SMB77控制PTO1或者PWM1。表6-36對用于控制PTO/PWM操作的存儲器給出了描述?？梢允褂帽?-37作為一個快速參考，用其中的數(shù)值作為PTO/PWM控制寄存器的值來實現(xiàn)

12、需要的操作。 電梯在手動運行時，運行是不按電梯的運行的邏輯進行的，一般僅在調(diào)試中使用，所以在切換到手動模式時，為安全起見，首先將PLC所有的輸出都設(shè)為0，程序中用的是8為復(fù)位信號，一次復(fù)位1個字節(jié)，與急停中的功能基本一樣。N7中第1句是設(shè)定PWM輸出的控制字，設(shè)定值為16進制數(shù)#D3，轉(zhuǎn)換為2進制為11010011，即：SM77.0=1 更新周期值，因為變頻器的速度要求是可變的，在PWM方式下，PWM的脈沖頻率就是變頻器的給定速度；SM77.1=1 更新脈沖寬度值； SM77.2=0 是PTO方式的參數(shù)，在PWM方式下不用，可設(shè)為0；SM77.3=0 時間基準（分辨率）選擇1s；SM77.4=

13、1 更新方法為同步更新；SM77.5=0 是PTO方式的參數(shù)，在PWM方式下不用，可設(shè)為0；SM77.6=1 模式選擇為PWM；SM77.7=1 PWM允許；第2句 設(shè)定PWM的周期值為1000（s）；第3句 設(shè)定PWM的脈沖寬度為500（s）；第4句 用PLS指令啟動PWM輸出一個脈沖輸出到Q0.1(變頻器給定脈沖)，脈沖的周期是1000s，占空比是50%。N7只完成了變頻器手動操作時的速度給定，但電梯的運行還需要一個啟動信號。這段程序是控制電梯變頻器在手動運行（調(diào)試狀態(tài)下）時的啟動信號，邏輯是：在手動運行模式下，按下手動上/下行按鈕時，電梯上行或下行，在松開按鈕或碰到限位開關(guān)（上下基準限位

14、和上下限位）時，停止運行。這段程序是控制電梯在手動運行（調(diào)試狀態(tài)下）時的開門和關(guān)門動作，邏輯是：在手動運行模式下，按下手動開門按鈕時，電梯開門，這是帶保持回路的按鈕，電梯開門信號接通后，信號由轎廂安全開關(guān)保持，直到碰到開門限位（開到最大位）或者碰到轎廂安全開關(guān)；按下手動關(guān)門按鈕時，關(guān)門信號接通并保持，直到碰到關(guān)門限位（關(guān)到位）；除了系統(tǒng)調(diào)試外，一般情況下，電梯應(yīng)運行在自動方式下，即按照真正的電梯邏輯運行，所以在系統(tǒng)上電時，要進入自動方式，同時手動取消也可進入自動。在手動方式下，程序跳轉(zhuǎn)到最后，跳過電梯自動運行程序。這段程序用來判斷和顯示樓層，首先要明確幾個概念：A、 樓層高度是以編碼器的脈沖數(shù)

15、計量的，電梯在上下運行中，旋轉(zhuǎn)編碼器隨著電梯電機一道旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個脈沖序列，脈沖的數(shù)量直接反應(yīng)了電梯的運行距離，如果電梯從一樓運行到二樓產(chǎn)生的脈沖數(shù)為700，那么樓層的高度就是700。B、 樓層下平層 就是電梯在各樓層正常停穩(wěn)后的高度，如電梯正常停在地一層，此時旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)值就是一層下平層的值。C、 樓層范圍 樓層的半高度；各層的樓層范圍等于平層高度加上半層樓的高度。 電梯運行到某一樓層的范圍之內(nèi)，相應(yīng)樓層的指示燈亮。這里要注意的是樓層越高，旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)值越大，這一點對于理解后面的程序至關(guān)重要。下面的N13-N18都是樓層顯示的程序。樓層的顯示是以二進制編碼的方式實現(xiàn)，如101表示樓層為5

16、，在程序中，電梯的樓層表示為1-6層，這是為了避免0層顯示和PLC無輸出分不清的情況，以N13為例：HC1是高速計數(shù)器HSC1的當前值，是旋轉(zhuǎn)編碼器反饋來的電梯高度，如果高度小于五層樓層范圍（相當于上行到“四層半”的高度，因為樓層越高，編碼器的值越?。@示驅(qū)動分別設(shè)置成如下值：Q4.0=0Q4.1=1Q4.2=1Q4.3=0表示為二進制數(shù)就是0110(十進制數(shù)6)；這四個輸出都接到數(shù)碼管的驅(qū)動電路上，用數(shù)碼管顯示樓層；同時也以字節(jié)（QB4）的方式送到S7-400 PLC中供計算機和觸摸屏使用。自動運行時的PWM輸出設(shè)定與上面介紹過的N7方法一樣。這里設(shè)定的是電梯復(fù)位時的速度。 電梯在每次上電

17、時都有一個復(fù)位動作（自動調(diào)整），下行到基準位，這是為了避免旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生的累計誤差，基準位是由行程開關(guān)（下行基準限位開關(guān)）決定的。設(shè)定電梯正常運行時的速度，與N19方法相同。在正常運行時（不在復(fù)位狀態(tài)），將發(fā)出正常運行速度的脈沖（再次提醒：發(fā)出脈沖不等于運行，只表示變頻器有給定信號，還需要運行信號，電機才能運行）。到達基準位置后，電梯可以正常運行了，首先就是將電梯位置的高速計數(shù)器初始化，方法同N3，但這里不同的是將計數(shù)器設(shè)定值（SMD52）設(shè)到2000000，僅僅是為了讓實際檢測的值永遠達不到設(shè)定值，這樣可以避免產(chǎn)生過限的標志位。 電梯到達某一樓層的設(shè)定高度就叫“平層”，但平層并不意味著反饋高

18、度絕對等于設(shè)定高度，因為電機的慣性作用，這也是根本達不到的，程序中使用的是一個高度范圍，對底層來說，高度在下平層和上平層（300-340）之間都是“平層”。因為樓層的高度是固定的（750），所以1到5層的平層范圍都是在底層平層范圍的基礎(chǔ)上推算出來的。在每層的平層范圍確定后，程序?qū)⒏鶕?jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)值（HC1），判斷各樓層的是否平層，如果電梯的高度在上平層和下平層高度之間，相應(yīng)樓層的平層信號設(shè)為1，否則為0。程序如下：如果電梯在找原點，到此程序結(jié)束。這段程序的功能是鎖存電梯內(nèi)按鈕信號，并輸出按鈕指示燈信號。以四層內(nèi)呼指示為例，分析這段程序的邏輯：當電梯不在四層時（“四層平層信號”=0），在電梯內(nèi)

19、按下“4”（“四樓內(nèi)呼按鈕”），或是在上位機上按“4”（“四層內(nèi)呼按鈕REMOTE”），按鈕“4”指示燈（“四樓內(nèi)呼指示”）亮；當電梯停在四樓（四樓平層信號=1）并且開門時（“開門驅(qū)動”=1）時，按鈕燈滅。其它樓層的控制原理是一樣的。以下程序從N32到N41都是處理電梯門外的按鈕及按鈕指示信號。 同樣以四樓為例說明外部按鈕的邏輯：在電梯門外按外部向上按鈕（“四樓外呼上”=1）或在上位機上按向上按鈕（“四樓外呼上REMOTE”=1）后，按鈕指示燈亮（“四層上指示”=1）；當電梯往上運行（“四層往上運行”=1或“電梯上行指示”=1），到達四樓（“四樓平層信號“=1）并且電梯開門時（“開門驅(qū)動“=1

20、），按鈕指示燈滅（“四層上指示”=0）。其它樓層的邏輯一樣。要特別注意的是：“一層往下運行”接通時，并不表示電梯立即往下運行，而是“可以”往下運行，也就是說，當電梯在從B樓往1樓運行過程中，如果1樓上方?jīng)]有人呼叫電梯，那么在電梯到達1樓后，在B樓呼叫電梯，電梯立即下行，否則電梯還會繼續(xù)上行。電梯不是簡單地按呼叫的時間先后響應(yīng)的，而是要判斷是否“順路”。N43-N49都是同樣的道理。 正常運行時，只有在兩中情況下，打開電梯門：電梯運行到位或電梯內(nèi)手動開門。首先分析到位時開門的邏輯。以第四層上行到位為例：當有人在廂內(nèi)按“4”需要送上四樓，或在四樓門外呼叫電梯上來接后（“四樓上指示”=1），到達四樓

21、（“四樓平層信號”=1）時開門；同樣情況下，電梯下行到四樓時，門也打開當電梯停在某個樓層時（“電梯上行驅(qū)動”=0并且“電梯下行驅(qū)動”=0）用電梯的按鈕可以開門，“轎廂安全開關(guān)”=0時，必須開門，防止夾傷乘客。在三種情況下，開門驅(qū)動被設(shè)為0：A、 按下關(guān)門按鈕（包括上位機上的按鈕）；B、 關(guān)門驅(qū)動為1時（開門/關(guān)門是一臺可逆電機執(zhí)行的，不允許同時接通正轉(zhuǎn)信號和反向信號）；C、 門開到位時。在兩種情況下執(zhí)行關(guān)門動作：A、 關(guān)門按鈕（包括上位機上的按鈕）；B、 開門到位延時5秒后。在四種情況下復(fù)位關(guān)門動作：A、 開門的瞬間；B、 開門按鈕（包括上位機上的按鈕）；C、 安全開關(guān)（防止夾傷乘客）；D、

22、門關(guān)到位。電梯在一樓時，判斷是否應(yīng)該上行。B層沒有定義上行趨勢標志，是因為只能向上，不需要定義；五層沒有定義是因為根本就沒有向上運行。在兩種情況下電梯的方向設(shè)為向上：A、 各層設(shè)定的方向是向上時，B、 電梯停在基準位或B樓時（不可能再向下了）；三種情況下清除電梯上行趨勢：A、 電梯下行到位；B、 電梯到達五層C、 電梯到達上基準位或上限位。N61到N64判斷各樓層的下行趨勢，說明見段標題。五層沒有定義下行趨勢標志，是因為只能向下，不需要定義；B層沒有定義是因為根本就沒有向下運行。在兩種情況下電梯的方向設(shè)為向下：A、各層設(shè)定的方向是向上時，B、電梯停在上限基準位或五樓時（不可能再向上了）三種情況

23、下清除電梯下行趨勢：D、 電梯上行到位；E、 電梯到達B層F、 電梯到達下基準位或下限位。該段程序是控制電梯上行和下行指示燈。電梯電機上行啟動必須滿足下列條件：A、 門關(guān)到位；B、 有電梯上行指示（由電梯內(nèi)、外的呼叫按鈕產(chǎn)生）；C、 沒有開門動作（門關(guān)到位只能表示門在關(guān)的位置，不能表示門是否正在開）；D、 電梯不在下行；電梯電機上行在下列條件下停止：A、 電梯到位后開門時；B、 電梯下行時；C、 電梯下行指示（由電梯內(nèi)、外的呼叫按鈕產(chǎn)生）；D、 到了安全限位（基準限位和上限位）；電梯下行驅(qū)動的控制邏輯和上行驅(qū)動是一樣的，只是運行方向不同而已。電梯的速度不是恒定的，在電梯剛啟動時，速度是慢慢加上

24、去的，N72在電機啟動的瞬間設(shè)置加速標志位，即開始加速；N73 在電梯停止或開始減速時（接近平層高度）清除加速標志。N74產(chǎn)生一周期為4毫秒的方波信號，PLC上電時，T32觸點不通，接通T32線圈；4MS后，T32線圈接通，T32觸點也隨之接通，T32線圈自動斷開，開始新一輪循環(huán)?？紤]到PLC程序掃描時間，實際周期略大于4MS。N75 在加速標志位為1時，每4MS給輸出的速度加3，直至速度達到800。第1句是設(shè)定每個樓層的減速距離（300） ；第2句和第3句是計算底層的基準值：（上平層高度+下平層高度）/2；在上下平層之間，產(chǎn)生電梯平層信號（電梯到位信號）；其它各樓層的基準值是根據(jù)底層的基準值

25、和樓層高度推算出來的。N77電梯下行時，計算電梯距離各樓層基準高度的距離，目的是為了在下面的程序中判斷電梯是否降到了該減速的位置了。HC1是電梯的當前高度。N78 電梯上行時，計算電梯距離各樓層基準高度的距離，目的是為了在下面的程序中判斷電梯是否升到了該減速的位置了。HC1是電梯的當前高度。以四層為例，分析減速的邏輯：上行時（電梯上行驅(qū)動=1），判斷上行四層偏差是否小于等于設(shè)定的減速區(qū)段，如果是則表示電梯進入了減速區(qū)；前面打圈部分的邏輯只是判斷了一個情況：電梯是否要停在四樓，通俗地說，就是電梯是否要送人到四樓或是到四樓去接人，從前面的程序中可以看出，這一邏輯是有內(nèi)呼或外呼按鈕產(chǎn)生的。 其它樓層的邏輯都一樣。 M3.0是禁止減速的標志位，在電梯啟動的瞬間（上行的上升沿及下行的上升沿）設(shè)置減速禁止標志，該標志在儲蓄2秒后（T33）自動清除，解除禁止。在四種情況下，清除減速標志位：A、 系統(tǒng)上電時；B、 在手動運行時（調(diào)試狀態(tài)）；C、 （電梯停穩(wěn)）開門時；D、 在電梯啟動（上行、下行）之初的2秒內(nèi)。減速時，每4MS速度減3，直到減到400。2、 SBR0子程序該段子程序，功能是實現(xiàn)S7-200PLC和S7-400PLC之間的通訊。第1句是將QD1傳送到VD416。QD1是模擬電梯PLC的開關(guān)量