基于PLC的施工場地升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、PLC的施工場地升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要升降機(jī)即簡易的電梯，電梯作為現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，與人們的生活緊密相關(guān)，隨著人們對電梯運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求的不斷提高，電梯得到快速發(fā)展。其拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制。電梯采用了PLC控制，用軟件實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化，可方便的增加或改變控制功能，也可以進(jìn)行故障自動(dòng)檢測與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。而電動(dòng)機(jī)交流變頻器調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻器調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起

2、制動(dòng)性能、高效率、高功率因素和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而獲國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。因此，PLC控制技術(shù)加變頻器調(diào)速技術(shù)已成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。本設(shè)計(jì)考慮到施工場地升降機(jī)的實(shí)際操作功能，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)針對的是四層電梯。代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)，由變頻器實(shí)現(xiàn)對電梯的拖動(dòng)調(diào)速，使PLC與調(diào)速拖動(dòng)裝置相結(jié)合，構(gòu)成PLC集選控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電梯的各種控制功能，提高了電梯運(yùn)行的可靠性，降低了故障率。關(guān)鍵詞：電梯；變頻器；PLC控制；變頻調(diào)速目錄引言3一、緒論31.1本課題設(shè)計(jì)的背景31.2 本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容41.3本課題設(shè)計(jì)的目的和意義4二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定52.1升降機(jī)

3、的概述52.2升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)52.2.1升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)52.2.2升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)存在的問題62.3 PLC控制系統(tǒng)62.3.1 PLC控制升降機(jī)的優(yōu)點(diǎn)62.4 變頻調(diào)速控制升降機(jī)的特點(diǎn)72.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟7三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)83.1 PLC的選型83.1.1 SIMATIC S7-300系列PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成93.2 變頻器的選擇103.3升降機(jī)的主要組成部分153.3.1升降機(jī)曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖163.4 I/O點(diǎn)數(shù)的估算173.5 PLC外部接線圖19第四章、系統(tǒng)軟件開發(fā)204.1 升降機(jī)的三個(gè)工作狀態(tài)204.2軟件設(shè)計(jì)特點(diǎn)204.3軟件設(shè)計(jì)流程圖214.4

4、系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程23結(jié)論和展望37致謝38參考文獻(xiàn)39附錄A：電氣原理圖40附錄C：參考文獻(xiàn)及內(nèi)容簡介43引言伴隨著工廠自動(dòng)化程度的提高，PLC可編程控制器在工廠中的應(yīng)用也越來越廣泛，而且?guī)缀跎婕暗焦S的各個(gè)方面，包括供電，生產(chǎn)，物料管理，運(yùn)輸?shù)鹊?。本文旨在通過實(shí)現(xiàn)施工升降機(jī)控制系統(tǒng)這樣一個(gè)典型的實(shí)例，來展現(xiàn)PLC在現(xiàn)代化建設(shè)中的應(yīng)用，同時(shí)利用這個(gè)典型的應(yīng)用只要稍加變化就可以擴(kuò)展為其他控制系統(tǒng)。采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的控制對于提高升降機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性、降低升降機(jī)控制系統(tǒng)的成本以及縮短升降機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)周期都具有實(shí)際意義。通過本課題的研究，可以在一定程度上推動(dòng)升降機(jī)即電梯相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，拓展

5、PLC在自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論意義。一、緒論1.1本課題設(shè)計(jì)的背景1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司為滿足市場需求，適應(yīng)汽車生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，將汽車的生產(chǎn)方式由大批量、少品種轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨?、多品種。為此要解決因汽車不斷改型而重新設(shè)計(jì)汽車裝配線上各種繼電器的控制線路問題，要尋求一種比繼電器更可靠，響應(yīng)速度更快，功能更強(qiáng)大的通用工業(yè)控制器。于是可編程控制器應(yīng)運(yùn)而生，1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，從此，PLC開始活躍于控制領(lǐng)域。而且其影響也越來越大，應(yīng)用也越來越廣泛。70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，使PLC從開關(guān)量的邏輯

6、控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡稱PC（programmable controller）.但由于PC容易與個(gè)人計(jì)算機(jī)（programmable computer）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程器的縮寫。1985年國際電工委員會(huì)（IEC）對PLC的定義如下：可編程控制器是一種進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程。PLC是繼電器邏輯控制系統(tǒng)

7、發(fā)展而來，所以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：（1）邏輯運(yùn)算（2）弱電控制強(qiáng)電。PLC是集自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，已躍居工業(yè)自動(dòng)化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位?？删幊炭刂破?，簡稱PLC。它在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的的一中新型工業(yè)控制設(shè)備。 具有1.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 2.設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作量少 4.功能強(qiáng)、通用性好 5.開發(fā)周期短，成功率高 6.體積小，重量輕、功耗底等特點(diǎn)。具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的

8、各個(gè)領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的支柱產(chǎn)品。與繼電接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電接觸器控制系統(tǒng)小；價(jià)格上能與繼電接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動(dòng)電磁閥、觸器與于之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。因此，進(jìn)行升降機(jī)的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)電梯行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價(jià)值。1.2 本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容1升降機(jī)類型的選擇。綜合升降機(jī)的類別和各類的特點(diǎn)和要求，在本課題中主要研究四層升降機(jī)上下行控制，開、關(guān)門控制、內(nèi)外呼叫控制。2硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本課題設(shè)計(jì)的升降機(jī)

9、要求運(yùn)行迅速準(zhǔn)確度高，在升降機(jī)的各層檢測系統(tǒng)中選用用在工業(yè)自動(dòng)控制上大量運(yùn)用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開關(guān)量信號輸入給PLC來實(shí)現(xiàn)PLC對電梯的控制。由于本課題的具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中主要考慮了升降機(jī)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定的需要。3. 升降機(jī)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中選用了目前運(yùn)用最多的PLC編程語言梯形圖，梯形圖的編程能直觀明了的設(shè)計(jì)出機(jī)械手控制的要求， 1.3本課題設(shè)計(jì)的目的和意義隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展電梯也已成為人類現(xiàn)代生活廣泛使用的人員運(yùn)輸工具。隨著人們對電梯運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求

10、的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制。可編程序控制器（PLC）因?yàn)榉€(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、簡單易學(xué)、功能強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣、最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。電梯控制要求接入設(shè)備使用簡便，對應(yīng)于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡單，具有人性化的人機(jī)界面，配備應(yīng)用程序庫，加快編程和調(diào)試速度。通過PLC對程序設(shè)計(jì)，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感。因此PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，非常有實(shí)際價(jià)值。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定2.1升降機(jī)的概述電梯是電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，

11、用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物的機(jī)械設(shè)備。隨著城市的發(fā)展，高層建筑的增多，升降機(jī)的應(yīng)用也越來越廣泛，分類也隨之增多。如按照升降機(jī)的用途可分為以下幾類：1、乘客，為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的升降機(jī)，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的室內(nèi)裝飾。2、載貨升降機(jī)，主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的升降機(jī)。3、觀光升降機(jī)，廂壁透明，供乘客觀光用的升降機(jī)。4、車輛升降機(jī)，用作裝運(yùn)車輛的升降機(jī)。5、船舶升降機(jī)，船舶上使用的升降機(jī)。6、建筑施工升降機(jī)，建筑施工與維修用的升降機(jī)。7、其它類型的升降機(jī)，除上述常用升降機(jī)外，還有些特殊用途的升降機(jī)，如冷庫升降機(jī)、防爆升降機(jī)、礦井升降機(jī)、電站升降機(jī)、消防員用升降機(jī)等。本設(shè)計(jì)課題為施工場

12、地的升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。以四層建筑場地升降機(jī)為模型，主要用于建筑施工與維修。2.2升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)2.2.1升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1) 所有控制功能及信號處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。(2) 系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。(3) 大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格較便宜。(4) 多年來我國一直生產(chǎn)這類升降機(jī)，技術(shù)成熟，己形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。2.2.2升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)存在的問題 (1) 系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較

13、高。(2) 普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。(3) 電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。(4) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。(5) 由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高；而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了升降機(jī)的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚憂。且升降機(jī)一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成升降機(jī)機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。2.3 PLC控制系統(tǒng)PLC控制制系統(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

14、周期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在升降機(jī)控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用十傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。 PLC是一種專門從事邏輯控制的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于PLC具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)配置靈活等特點(diǎn)。因此在工業(yè)控制方面得到了廣泛應(yīng)用。自80年代后期PLC引入我國升降機(jī)行業(yè)以來，由PLC組成的升降機(jī)控制系統(tǒng)被許多升降機(jī)制造廠家普遍采用。并形成了一系列的定型產(chǎn)品。在傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的改造工程中，PLC系統(tǒng)一直是主流控制系統(tǒng)。升降機(jī)控制系統(tǒng)分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對升降機(jī)運(yùn)行是乘客的舒適感有著重要影響，而邏輯控制部分則是升降機(jī)安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。為了

15、改善升降機(jī)的舒適感和運(yùn)行的可靠性，現(xiàn)在都改為用PLC來控制升降機(jī)的運(yùn)行，這樣大大提高了升降機(jī)的性能?？删幊炭刂破?Programmable Logic controller，簡稱PLC)是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制器。它具有可靠性高、適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的高溫、沖擊和振動(dòng)等惡劣環(huán)境的特點(diǎn)，已成為解決自動(dòng)控制問題的最有效工具，是當(dāng)前先進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化的二大支柱之一。2.3.1 PLC控制升降機(jī)的優(yōu)點(diǎn)1、控制方式上看：電器控制硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能很是困難；而plc軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。2、工作方式上看：電器控制并行工

16、作，而plc串行工作，不受制約。3、控制速度上看：電器控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動(dòng)；而plc通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點(diǎn)，顧而無抖動(dòng)一說。4、定時(shí)、記數(shù)看：電器控制定時(shí)精度不高，容易受環(huán)境溫度變化影響，且無記數(shù)功能；plc時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬；有記數(shù)功能。5、可靠、維護(hù)看：電器控制觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧燒傷，接線也多，可靠、維護(hù)性能差；plc無觸點(diǎn)，壽命長，且有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)方便。2.4 變頻調(diào)速控制升降機(jī)的特點(diǎn)隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。電動(dòng)機(jī)交流變頻技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電，改善

17、工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)平穩(wěn)性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。1.變頻調(diào)速升降機(jī)使用的是異步電動(dòng)機(jī)，比同容量的直流電動(dòng)機(jī)具有體積小、占空間小、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、可靠性高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。2.變頻調(diào)速電源使用了先進(jìn)的SPWM技術(shù)SVPWM技術(shù)，明顯改善了電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能;調(diào)速范圍寬、控制精度高，動(dòng)態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，已逐漸取代直流電機(jī)調(diào)速。3.變頻調(diào)速升降機(jī)使用先進(jìn)的SPWM和SVPWM技術(shù)，明顯改善了電動(dòng)機(jī)供電電源的質(zhì)量，減少諧波，提高了效率和功率

18、因數(shù)，節(jié)能明顯2.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟在升降機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中主要要考慮以下幾點(diǎn)：1.深入了解和分析升降機(jī)的工藝條件和控制要求。2.確定I/O設(shè)備。根據(jù)機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。3.根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類型。4.分配I/O點(diǎn)，分配PLC的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。5.設(shè)計(jì)升降機(jī)系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計(jì)出周密完整的梯形圖程序，這是整個(gè)升降機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作。6.將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更

19、加完善。三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 PLC的選型在工程應(yīng)用中可選用的PLC機(jī)型很多，比如三菱公司的FX系列、OMRON公司的C系列、西門子等，它們功能都差不多，在工程應(yīng)用中各有千秋，至于要選擇哪種機(jī)型，就要根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需要及應(yīng)用水平。因?yàn)楦鶕?jù)轎廂樓層位置檢測方法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計(jì)數(shù)器。又因?yàn)樯禉C(jī)是雙向運(yùn)行的，所以PLC還需具有可逆計(jì)數(shù)器。就本次四層升降機(jī)的設(shè)計(jì)而言，上述三種機(jī)型都行，但根據(jù)市場的實(shí)際情況，本次設(shè)計(jì)采用西門子SIMATIC S7-300系列PLC機(jī)型。SIMATIC S7系列PLC是德國西門子公司在S5系列PLC基礎(chǔ)上于1995年陸續(xù)推出的性能價(jià)格比較高的PLC系統(tǒng)

20、。其中，小型的有SIMATIC S7-200系列，最小配置為8 DI/6DO，可擴(kuò)展27個(gè)模塊，最大I/O點(diǎn)數(shù)為64DI/DO、12AI/4AO；中小型的有SIMATIC S7-300系列；中高檔性能的有S7-400系列。SIMATIC S7系列PLC都采用了模塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)且具有易于用戶掌握等特點(diǎn)，使得S7系列PLC成為各種從小規(guī)模到中等性能要求以及大規(guī)模應(yīng)用的首選產(chǎn)品。SIMATIC S7-300的大量功能能夠支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)和維護(hù)，其主要功能如下：(1) 高速的指令處理0.10.6 的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。(2) 人機(jī)界面(HMI)

21、方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，因此人機(jī)對話的編程要求大大減少。(3) 診斷功能CPU的智能化的診斷系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常，記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件。(4) 口令保護(hù)多級口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。(5) 操作方式選擇開關(guān)操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式。這樣就能防止非法刪除或改寫用戶程序。(6) 方便用戶的參數(shù)賦值一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值，這樣就節(jié)省了入門和培訓(xùn)的費(fèi)用。(7) 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算用此功能可以有效的實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算。3.1.1 SIMATIC S7

22、-300系列PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成SIMATIC S7-300系列PLC是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用，模塊化，無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)分布，易于用戶掌握等特點(diǎn)使得S7-300成為各種從小規(guī)模到中等性能要求控制任務(wù)的方便又經(jīng)濟(jì)的解決方案。SIMATIC S7-300有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，主要包括：紡織機(jī)械、各種機(jī)床、通用機(jī)械工程應(yīng)用、電器制造工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。多種性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I/O擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。當(dāng)任務(wù)規(guī)模擴(kuò)大并且愈加復(fù)雜時(shí)，可隨時(shí)使用接口模塊對PLC進(jìn)行擴(kuò)展。S7-300是模塊化的組合結(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)用對象的不同，可

23、選用不同型號和不同數(shù)量的模塊，并可以將這些模塊安裝在同一機(jī)架(導(dǎo)軌)或多個(gè)機(jī)架上。除了電源模塊、CPU模塊和接口模塊外，一個(gè)機(jī)架上最多只能再安裝8個(gè)信號模塊或功能模塊。CPU314/315/315-2DP最多可擴(kuò)展4個(gè)機(jī)架，IM360/IM361接口模塊將S7-300背板總線從一個(gè)機(jī)架連接到下一個(gè)機(jī)架，SIMATIC S7-300系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各種單獨(dú)模塊之間可進(jìn)行廣泛組合和擴(kuò)展。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖2.1所示。它的主要組成部分有導(dǎo)軌(RACK)、電源模塊(PS)、中央處理單元模塊(CPU)、接口模塊(IM)、信號模塊(SM)、功能模塊(FM)等。它通過MPI網(wǎng)的接口直接與編程器PG、

24、操作員面板OP和其它S7PLC相連。圖3-1 S7-300系列PLC系統(tǒng)構(gòu)成框圖S7-300系列PLC模塊性能簡介(1) CPU模塊S7-300有CPU312 IFM、CPU313、CPU314、CPU314 IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等8種不同的中央處理單元可供選擇。CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP都具有現(xiàn)場總線擴(kuò)展功能。CPU以梯形圖LAD、功能塊FBD或語句表STL進(jìn)行編程。 (2) 信號模塊 數(shù)字量輸入模塊數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成S7-300內(nèi)部信號電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸

25、入方式和交流輸入方式。對現(xiàn)場輸入元件，僅要求提供開關(guān)觸點(diǎn)即可。輸入信號進(jìn)入模塊后，一般都經(jīng)過光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待CPU采樣。采樣時(shí)，信號經(jīng)過背板總線進(jìn)入到輸入映像區(qū)。 數(shù)字量輸入模塊SM321有四種型號模塊可供選擇，即直流16點(diǎn)輸入、直流32點(diǎn)輸入、交流16點(diǎn)輸入、交流8點(diǎn)輸入模塊。 數(shù)字量輸出模塊數(shù)字量輸出模塊SM322將S7-300內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換成過程所要求的外部信號電平，可直接用于驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、小型電動(dòng)機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等。晶體管輸出模塊只能帶直流負(fù)載，屬于直流輸出模塊；可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊；繼電器觸點(diǎn)輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊。從響應(yīng)速

26、度上看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器響應(yīng)最慢；從安全隔離效果及應(yīng)用靈活性角度來看，以繼電器觸點(diǎn)輸出型最佳。 模擬量輸入模塊SM331主要由A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開關(guān)、補(bǔ)償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。A/D轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，其轉(zhuǎn)換原理采用積分方法，被測模擬量的精度是所設(shè)定的積分時(shí)間的正函數(shù)，也即積分時(shí)間越長，被測值的精度越高。SM331可選四檔積分時(shí)間：2.5ms、16.7ms、20ms和l00ms，相對應(yīng)的以位表示的精度為8、12和14。 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊SM332目前有三種規(guī)格型號，即4AO×l2位模塊、2AO×12位模塊和4AO×l

27、6位模塊，分別為4通道的12位模擬量輸出模塊、2通道的12位模擬量輸出模塊、4通道的16位模擬量輸出模塊。SM332可以輸出電壓，也可以輸出電流。在輸出電壓時(shí)，可以采用2線回路和4線回路兩種方式與負(fù)載相連。采用4線回路能獲得比較高的輸出精度。(3) PS307電源模塊PS307是西門子公司為S7-300專配的24VDC電源。PS307系列模塊除輸出額定電流不同外(有2A、5A、10A三種)，其工作原理和各種參數(shù)都相同。PS307可安裝在S7-300的專用導(dǎo)軌上，除了給S7-300 CPU供電外，也可給I/O模塊提供負(fù)載電源。(4) 接口模塊(IM)接口模板(IM360/361)用來在機(jī)架之間傳

28、遞總線。IMS接口代表發(fā)送，IMR接口代表接收。接口模板必須安裝到特定的插槽。如果需要，在擴(kuò)展機(jī)架可以安裝輔助電源。對于雙層組態(tài)，硬連線的IM365接口模板較為經(jīng)濟(jì)(不需要輔助電源，在擴(kuò)展機(jī)架上不能使用CP模板)。(5) 通訊處理器模塊CP340/CP341通訊處理模塊用于建立點(diǎn)對點(diǎn)的低速連接，最大傳輸速率為19.2kbps。有三種通信接口：RS-232C，20mA(TTY)和RS-422/RS-485，有多種通訊協(xié)議可以使用。3.2 變頻器的選擇變頻器的種類很多，下面根據(jù)不同的分類方法對變頻器分類:(1) 按變換頻率的方法分 交直交變頻器 交交變頻器(2) 按主電路工作方式分 電壓型變頻器

29、電流型變頻器(3) 按變頻器調(diào)壓方法的不同分 PAM變頻器 PWM變頻器(4) 按工作原理分類 U/f控制變頻器 VC控制變頻器 SF控制變頻器(5) 按照用途分類 通用變頻器 高性能專用變頻器 高頻變頻器3.2.1 三菱變頻器主要參數(shù)的調(diào)試說明u 主要希望設(shè)定的參數(shù) 1上限頻率（Pr.1）2下限頻率（Pr.2）3基準(zhǔn)頻率（Pr.3）4加速時(shí)間（Pr.7）5減速時(shí)間（Pr.8）6電子過流保護(hù)（Pr.9）7適用負(fù)荷選擇（Pr.14）8最高上限頻率（Pr18）9基準(zhǔn)頻率電壓（Pr.19）105V（10V）輸入時(shí)的頻率（Pr.38）11適用電機(jī)（Pr.71）125V/10V選擇（Pr.73）13選擇

30、防止失速動(dòng)作（Pr.156）14AM端子校正（Pr.901）15頻率設(shè)定電壓偏置（Pr.902）模擬量（電壓）輸入的零偏補(bǔ)償量16頻率設(shè)定電壓增益（Pr.903），設(shè)定模擬輸入電壓和電機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度之間的比例17頻率設(shè)定電流偏置（Pr.904）18頻率設(shè)定電流增益（Pr.905）1. 操作模式選擇（Pr.79）Pr.79=0，電源投入時(shí)未外部操作模式Pr.79=1，PU操作模式，用操作面板，參數(shù)單元鍵進(jìn)行數(shù)字設(shè)定Pr.79=2，外部操作模式，啟動(dòng)需要來自外部的信號Pr.79=3，外部/PU組合操作模式1Pr.79=4，外部/PU組合操作模式2Pr.79=5，無Pr.79=6，切換模式，在運(yùn)行狀

31、態(tài)下，進(jìn)行PU操作和外部操作的切換Pr.79=7，外部操作模式（PU操作互鎖），MRS（ON）時(shí)，可切換到PU操作模式（正在外部運(yùn)行時(shí)輸出停止）MRS（OFF）時(shí)，禁止切換到PU操作模式Pr.79=8，切換到出外部操作模式以外的模式（運(yùn)行時(shí)禁止）X16=1切換到外部操作模式X16=0切換刀PU操作模式2. 加減速時(shí)間/曲線調(diào)整Pr.7，加速時(shí)間Pr.8，減速時(shí)間Pr.20，加減速基準(zhǔn)頻率Pr.21，加減速時(shí)間單位Pr.29，加減速時(shí)間曲線3. 超過50HZ的運(yùn)行Pr.1，上限頻率Pr.18，最高上限頻率Pr.38，5V（10V）輸入時(shí)的頻率Pr.39，20mA輸入時(shí)的頻率Pr.903，設(shè)定模擬

32、輸入電壓和電機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度之間的比例0HZ對于0%Pr.905，設(shè)定模擬輸入電流和電機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度之間的比例50HZ對應(yīng)100%4. 頻率的設(shè)定和輸出的調(diào)整Pr.38，5V（10V）輸入時(shí)的頻率Pr.39，20mA輸入時(shí)的頻率Pr.73，5V/10V選擇Pr.902-Pr905，加減速時(shí)間曲線5. 制動(dòng)動(dòng)作的調(diào)整Pr.10，直流制動(dòng)動(dòng)作頻率Pr.11，直流制動(dòng)動(dòng)作時(shí)間Pr.12，直流制動(dòng)電壓6. 離線自動(dòng)調(diào)整設(shè)定Pr.80=電機(jī)的容量（KW），選擇通用磁通量控制設(shè)定Pr.9=電機(jī)額定電流設(shè)定Pr.71=選擇適用的電機(jī)設(shè)定Pr.83=電機(jī)額定電壓設(shè)定Pr.84=電機(jī)額定頻率設(shè)定Pr.9

33、6=1，選擇離線自動(dòng)調(diào)整切換到參數(shù)Pr.96，并且顯示到設(shè)定的數(shù)值上在PU操作模式下，組合運(yùn)行2時(shí)，按下正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)鍵在外部操作模式下，組合運(yùn)行1時(shí)，接通運(yùn)行指令3.3升降機(jī)的主要組成部分(1) 升降機(jī)轎廂轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的升降機(jī)組件，是升降機(jī)的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。(2) 曳引機(jī)曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使升降機(jī)運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。(3) 升降機(jī)井道及導(dǎo)軌升降機(jī)井道是用以供升降機(jī)轎廂運(yùn)行的通道。升降機(jī)導(dǎo)軌就是在轎廂和墻壁之間的軌道，上面有輪子在滑動(dòng)，表面很光滑，用矯廂導(dǎo)軌支架來支撐。它可以用來防止轎相晃動(dòng)。貨梯和客梯上都裝有

34、。(4) 導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對重只能沿著導(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。(5) 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。(6) 重量平衡系統(tǒng)平衡系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在升降機(jī)工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證升降機(jī)的曳引傳動(dòng)正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。(7) 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)現(xiàn)升降機(jī)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 (8) 電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的主要功能是

35、對升降機(jī)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。升降機(jī)是機(jī)、電一體化產(chǎn)品。其機(jī)械部分好比是人的軀體，電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制部分相當(dāng)于人的大腦。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使升降機(jī)可靠運(yùn)行。盡管升降機(jī)的品種繁多，但目前使用的升降機(jī)絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機(jī)械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成;而電氣控制部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成3.3.1升降機(jī)曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖3-3所示。圖中

36、M1，M2為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器KM1KM4通過控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過載時(shí)斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護(hù)作用。圖3-3 電梯曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖3.4 I/O點(diǎn)數(shù)的估算采用PLC構(gòu)成四層簡易升降機(jī)電氣控制系統(tǒng)。升降機(jī)的上、下行由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為升降機(jī)上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕K1和指示燈H1，二層有上升呼叫按鈕K2和指示燈H2以及下降呼叫按鈕K4和指示燈H4，三層有上升呼叫按鈕K3和指示燈H3以及下降呼叫按鈕K5和指示燈H5，四層有下降呼叫按鈕K6和指示燈H6

37、。一至四層有到位行程開關(guān)SQ1SQ4。升降機(jī)內(nèi)有一至四層呼叫按鈕K10K7和指示燈H10H7；升降機(jī)開門和關(guān)門按鈕SB5和SB6，電梯開門和關(guān)門分別通過電磁鐵KM3和KM4控制，關(guān)門到位由行程開關(guān)ST1檢測，開門到位由行程開關(guān)ST2檢測。轎廂上行和下行由接觸器KM1和KM2控制，并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。綜上所述，輸入點(diǎn)共有20個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)有16個(gè)。可編程控制器S7-300的I/O點(diǎn)數(shù)可達(dá)32/32個(gè),足以滿足要求。具體的I/O分配如表序號名 稱輸入點(diǎn)序號名 稱輸出點(diǎn)1一層平層I0.01升降機(jī)上行記憶Q0.02二層平層I0.12升降機(jī)下行記憶Q0.13三層平層I0.23電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.2

38、4四層平層I0.34電機(jī)反轉(zhuǎn)Q0.35內(nèi)呼一樓I0.45內(nèi)呼一樓指示Q0.46內(nèi)呼二樓I0.56內(nèi)呼二樓指示Q0.57內(nèi)呼三樓I0.67內(nèi)呼三樓指示Q0.68內(nèi)呼四樓I0.78內(nèi)呼四樓指示Q0.79一層外呼上行I1.09一層外呼上行指示Q1.010二層外呼上行I1.110二層外呼上行指示Q1.111三樓外呼上行I1.211三樓外呼上行指示Q1.212二樓外呼下行I1.312二樓外呼下行指示Q1.313三樓外呼下行I1.413三樓外呼下行指示Q1.414四樓外呼下行I1.514四樓外呼下行指示Q1.515手動(dòng)開門I2.015門電機(jī)正轉(zhuǎn)Q1.616手動(dòng)關(guān)門I2.116門電機(jī)反轉(zhuǎn)Q1.717開門限位

39、I2.218關(guān)門限位I2.319升降機(jī)上升極限位I2.420升降機(jī)下降極限位I2.53.5 PLC外部接線圖第四章、系統(tǒng)軟件開發(fā)4.1 升降機(jī)的三個(gè)工作狀態(tài)升降機(jī)控制系統(tǒng)由呼叫到響應(yīng)形成一次工作循環(huán)，升降機(jī)工作過程又細(xì)致分為自檢、正常工作、強(qiáng)制工作等三種工作狀態(tài)。升降機(jī)在三種工作狀態(tài)之間來回切換，構(gòu)成了完整的升降機(jī)工作過程。1、升降機(jī)的自檢狀態(tài) PLC上電后，PLC中的程序己開始運(yùn)行，但因?yàn)樯禉C(jī)尚未讀入任何數(shù)據(jù)，也就無法在收到請求信號后通過固化在PLC中的程序作出響應(yīng)。為滿足處于響應(yīng)呼叫就緒狀態(tài)這一條件，必須使升降機(jī)處于平層狀態(tài)已知樓層且升降機(jī)門處于關(guān)閉狀態(tài)。升降機(jī)自檢過程的目標(biāo)為:先按下啟

40、動(dòng)按鈕，再按下恢復(fù)正常工作按鈕，升降機(jī)首先是升降機(jī)門處于關(guān)閉狀態(tài)，然后升降機(jī)自動(dòng)向上運(yùn)行，經(jīng)過兩個(gè)平層點(diǎn)后停止。2、升降機(jī)的正常工作狀態(tài)升降機(jī)完成一個(gè)呼叫響應(yīng)的步驟如下: (1) 升降機(jī)在檢測到門廳或轎廂的呼叫信號后將此樓層信號與轎廂所在的樓層信號比較，通過選向模塊進(jìn)行選向。 (2) 升降機(jī)通過拖動(dòng)調(diào)速模塊驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)拖動(dòng)轎廂運(yùn)動(dòng)。轎廂運(yùn)動(dòng)速度要經(jīng)過低速轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭俎D(zhuǎn)變?yōu)楦咚?，并以高速運(yùn)行至減速點(diǎn)。 (3) 當(dāng)升降機(jī)檢測到目標(biāo)層樓層檢測點(diǎn)產(chǎn)生的減速點(diǎn)信號時(shí)，升降機(jī)進(jìn)入減速狀態(tài)，由中速度變?yōu)榈退?，并以低速運(yùn)行到平層點(diǎn)停止。 (4) 平層后，經(jīng)過一定延時(shí)后關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開關(guān);再經(jīng)過一定

41、延時(shí)后關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開關(guān)。升降機(jī)控制系統(tǒng)始終實(shí)時(shí)顯示轎廂所在樓層。3、升降機(jī)強(qiáng)制工作狀態(tài)當(dāng)升降機(jī)的初始位置需要調(diào)整或升降機(jī)需要檢修時(shí)，應(yīng)設(shè)置一種狀態(tài)使升降機(jī)處于該狀態(tài)時(shí)不響應(yīng)正常的呼叫，并能移動(dòng)到導(dǎo)軌上、下行極限點(diǎn)間的任意位置。控制臺(tái)上消防/檢修按鈕按下后，使升降機(jī)立刻停止原來的運(yùn)行，然后按下強(qiáng)迫上行(或下行)按鈕，升降機(jī)上行(或下行);一旦放開該按鈕，升降機(jī)立刻停止，當(dāng)處理完畢時(shí)可用恢復(fù)正常工作按鈕來使升降機(jī)跳出強(qiáng)制工作狀態(tài)。4.2軟件設(shè)計(jì)特點(diǎn)由于升降機(jī)的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進(jìn)行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機(jī)的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機(jī)邏輯控制。即在以順序邏輯控

42、制實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號，以及升降機(jī)的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)的控制升降機(jī)的運(yùn)行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送PLC的計(jì)數(shù)器來進(jìn)行控制。同時(shí)，每層樓設(shè)置一個(gè)接近開關(guān)用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)有如下幾個(gè)特點(diǎn):(1) 采用優(yōu)先級隊(duì)列。根據(jù)升降機(jī)所處的位置和運(yùn)行方向，在編程中，采用了四個(gè)優(yōu)先級隊(duì)列，即上行優(yōu)先級隊(duì)列、上行次優(yōu)先級隊(duì)列、下行優(yōu)先級隊(duì)列、下行次優(yōu)先級隊(duì)列。其中，上行優(yōu)先級隊(duì)列為升降機(jī)向上運(yùn)行時(shí)，在升降機(jī)所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運(yùn)行的呼叫信號，該呼叫信號所對應(yīng)的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)成的隊(duì)列。控制系統(tǒng)在升降機(jī)運(yùn)行中實(shí)時(shí)排列的

43、四個(gè)優(yōu)先級隊(duì)列。為實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制提供了基礎(chǔ)。(2) 采用先進(jìn)先出隊(duì)列。根據(jù)升降機(jī)的運(yùn)行方向，將同向的優(yōu)先級隊(duì)列中的非零單元(有呼叫時(shí)此單元為非零單元;無呼叫時(shí)則此單元為零)送入寄存器隊(duì)列，我們利用先進(jìn)先出讀出指令，將第一個(gè)單元中數(shù)據(jù)送入比較寄存器。(3) 采用隨機(jī)邏輯控制。當(dāng)升降機(jī)以某一運(yùn)行方向接近某樓層的減速位置時(shí)，判別該樓層是否有同向的呼叫信號，如有，將相應(yīng)的寄存器的脈沖數(shù)與比較寄存器進(jìn)行比較，如相同，則在該樓層減速停車;如果不相同，則將該寄存器數(shù)據(jù)送入比較寄存器，并將原比較寄存器數(shù)據(jù)保存，執(zhí)行該樓層的減速停車。該動(dòng)作完畢后，將被保存的數(shù)據(jù)重新送入比較寄存器，以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制。（4）對

44、變頻器的控制，PLC根據(jù)隨機(jī)邏輯控制的要求，可向變頻器發(fā)出正向運(yùn)行、反向運(yùn)行、減速以及制動(dòng)信號，再由變頻器根據(jù)一定的控制規(guī)律和控制算法來控制電機(jī)。同時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，PLC向變頻器發(fā)出信號。4.3軟件設(shè)計(jì)流程圖上電是否門廳呼叫是否橋廂呼叫初始化等待確認(rèn)本層與目標(biāo)層目標(biāo)與本層是否同層選向啟動(dòng)快速運(yùn)行加速樓層檢測是否目標(biāo)層減速平層檢測制動(dòng)開門延時(shí)關(guān)門是否停止運(yùn)行停止4.4系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程升降機(jī)的外指令、內(nèi)召喚信號的登記、消除回路轎內(nèi)指令和廳外召喚登記的條件是按下要登記的按鈕，若此時(shí)升降機(jī)處在正常運(yùn)行狀態(tài)，而且升降機(jī)又不在登記的層樓，則該登記即為有效。轎內(nèi)指令登記消除的條件是當(dāng)升降機(jī)正常運(yùn)行至

45、登記樓層時(shí)，指令登記即被消除。廳外召喚消除的條件是:當(dāng)升降機(jī)正常運(yùn)行至廳外召喚的樓層且升降機(jī)的運(yùn)行方向與召喚按鈕的方向一致時(shí)，廳外召喚即被消除。當(dāng)在安全回路繼電器動(dòng)作、轎內(nèi)電鎖斷開、檢修等狀態(tài)下指令信號不予登記，登記的信號即刻消除。(1) 外召喚信號登記及消除 廳外召喚信號同樣需要進(jìn)行登記，顯示本層停車信號，此外還具有反向運(yùn)行保號功能。(2) 內(nèi)指令信號登記及消除內(nèi)指令信號的處理包括信號的登記、顯示基本層(停車)消息。信號的登記采用自鎖原理，不論升降機(jī)上行或下行，當(dāng)轎廂運(yùn)行至有內(nèi)指令的梯層時(shí)，均要換速停車，并消除登記信號，不需反射信號。點(diǎn)動(dòng)內(nèi)呼按鈕，信號登記顯示。到層信號取消。本系統(tǒng)設(shè)一樓為基

46、站，兩分鐘內(nèi)無任何操作，升降機(jī)自動(dòng)返回一樓。（3）升降機(jī)的平層信號處理（4）升降機(jī)的選層定向及反向截梯回路升降機(jī)的定向是綜合考慮升降機(jī)的運(yùn)行方式、轎內(nèi)指令、廳外召喚及升降機(jī)所處樓層的位置的基礎(chǔ)上，確定升降機(jī)的運(yùn)行方向。選層是在有轎內(nèi)指令或廳外召喚信號的情況下，升降機(jī)應(yīng)響應(yīng)哪個(gè)信號;升降機(jī)即將到達(dá)有轎內(nèi)指令登記或與升降機(jī)運(yùn)行方向相同的廳外召喚信號的樓層時(shí)，發(fā)出換速信號。在有司機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，由轎內(nèi)指令及升降機(jī)所處的位置來確定升降機(jī)的運(yùn)行方向;在無司機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，廳外召喚信號根據(jù)升降機(jī)的所處位置來參與升降機(jī)的定向。無論在有司機(jī)或無司機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，對內(nèi)指令，升降機(jī)均需換速平層停車，并且直駛時(shí)只停

47、內(nèi)選層站，當(dāng)外召喚方向與升降機(jī)運(yùn)行方向相同時(shí)，升降機(jī)換速停車，即順向截車；只有在無司機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，升降機(jī)才對反向召喚信號應(yīng)招服務(wù)。當(dāng)有多個(gè)反向呼梯信號時(shí)，先應(yīng)招最遠(yuǎn)的反向呼梯信號，即最遠(yuǎn)反向截梯，然后再以順向截車方式應(yīng)招其他外召喚信號。轎廂上行轎廂下行（5）內(nèi)指令外召喚信號的保持轎廂的內(nèi)呼指令與外召喚指令保持信號，用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動(dòng)或手動(dòng)執(zhí)行開關(guān)門操作。開關(guān)門執(zhí)行一次之后，信號取消。使升降機(jī)能夠繼續(xù)響應(yīng)其他乘坐信號（6）各樓層停車信號升降機(jī)在運(yùn)行中，需要?？磕繕?biāo)樓層時(shí)，其減速過程是按照距離原則實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)與目標(biāo)樓層距離為“零”時(shí)，速度也正好為零，即直接停靠，無慢爬。（7）自動(dòng)開關(guān)門

48、開關(guān)門控制程序是按照雙開門有/無司機(jī)控制來設(shè)計(jì)的。主要完成升降機(jī)的手動(dòng)開門、無司機(jī)狀態(tài)下的本層開門、升降機(jī)運(yùn)行到達(dá)目的層站時(shí)的自動(dòng)開門、手動(dòng)關(guān)門、無司機(jī)狀態(tài)下的自動(dòng)延時(shí)關(guān)門、基站外啟動(dòng)時(shí)的開關(guān)門等功能。本層開門是指升降機(jī)在停車狀態(tài)和非檢修(有/無司機(jī))條件下，當(dāng)轎廂所在層樓有上召喚且沒有定下方向，或有下召喚而沒有定上方向時(shí)，升降機(jī)自動(dòng)開門，升降機(jī)本層開門的條件也可簡化為:在停車狀態(tài)下，當(dāng)轎廂所在層樓有廳外召喚時(shí)，升降機(jī)自動(dòng)開門。關(guān)門的條件有以下幾種:停車狀態(tài)下按關(guān)門按鈕、無司機(jī)狀態(tài)下自動(dòng)關(guān)門、時(shí)間到、鎖梯時(shí)鑰匙開關(guān)斷開。停止關(guān)門或不關(guān)門的條件:關(guān)門到位碰到關(guān)門限位開關(guān)、有開門信號、開門繼電器吸

49、合、超載開關(guān)動(dòng)作。如梯形圖所示，升降機(jī)到層停車后，延時(shí)2s開門，5s后自動(dòng)關(guān)門。并設(shè)有手動(dòng)開門按扭和關(guān)門按鈕?？蓪?shí)現(xiàn)即時(shí)開關(guān)門。結(jié)論和展望時(shí)光流逝，不知不覺我的大學(xué)生涯即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近尾聲。本設(shè)計(jì)課題為基于PLC的施工升降機(jī)控制系統(tǒng)。主要研究四層升降機(jī)上下行控制，開、關(guān)門控制、內(nèi)外呼叫控制。要求運(yùn)行迅速準(zhǔn)確度高，在升降機(jī)的各層檢測系統(tǒng)中選用用在工業(yè)自動(dòng)控制上大量運(yùn)用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開關(guān)量信號輸入給PLC來實(shí)現(xiàn)PLC對升降機(jī)的控制。在設(shè)計(jì)之初，我查詢了大量有關(guān)升降機(jī)的資料?？偨Y(jié)起來施工升降機(jī)即用吊籠載人、載物沿導(dǎo)軌做上下運(yùn)輸?shù)氖┕C(jī)械。更直接

50、的說，所謂升降機(jī)就是簡易的電梯裝置。只不過設(shè)施簡陋一點(diǎn)，功能少一點(diǎn)。由于電梯目前的運(yùn)用較廣泛，在搜索資料的時(shí)候比較全面，我的課題設(shè)計(jì)主要是參考前人有關(guān)的電梯設(shè)計(jì)來進(jìn)行的。想來應(yīng)該能夠滿足施工升降機(jī)的需要。在進(jìn)行PLC的芯片選擇的時(shí)候，本想選用我校所學(xué)習(xí)的三菱系列PLC，考慮到現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)狀，認(rèn)為還是西門子的比較跟的上現(xiàn)今人們的需求。由于對西門子系列的PLC沒有什么接觸，在設(shè)計(jì)之前我下載了很多相關(guān)的資料。如芯片手冊、使用說明書、還有相關(guān)的模擬仿真軟件。在西門子系列的單片機(jī)中S7-200和S7-300個(gè)人感覺都比較適合。S7-200適合比較簡單的小型系統(tǒng)，且被普遍認(rèn)為性價(jià)比較高，但考慮到施工升

51、降機(jī)的樓層不是固定的，雖然本設(shè)計(jì)的四層施工升降機(jī)用S7-200綽綽有余，但如果建設(shè)更高的樓層肯定存在缺陷。故最終確定選用西門子S7-300 PLC。在課題設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)了很多問題，當(dāng)然在處理問題的同時(shí)，我也學(xué)到了很多有用的東西。撇開專業(yè)知識(shí)不談，就設(shè)計(jì)所需的軟件工具，有很多我都不會(huì)運(yùn)用。在一番摸索和請教中，終于我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近完成。由于時(shí)間緊迫，且個(gè)人能力有限，雖然總體設(shè)計(jì)要求達(dá)到了，但并沒有進(jìn)行系統(tǒng)仿真。沒有進(jìn)行系統(tǒng)仿真，很多隱藏的問題就沒辦法進(jìn)行很好的解決。所以，客觀的說，我所設(shè)計(jì)的施工升降機(jī)控制系統(tǒng)是存在安全隱患的。對此，我感覺很遺憾，更加認(rèn)識(shí)到自身的不足。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)程中，我仔

52、細(xì)梳理了所學(xué)的理論知識(shí)，結(jié)通過實(shí)際的應(yīng)用，更加牢固的掌握了它們。也學(xué)習(xí)到很多書本上所沒有的知識(shí)，如，一個(gè)系統(tǒng)好，但廠家不一定會(huì)用最好的，而是用性價(jià)比最高的，或者說最能讓他們利益最大化的那個(gè)。我們說設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，大多都脫離實(shí)際更貼近理想化。我希望在以后的工作中，自己能因地制宜，很好的將所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際相結(jié)合。將自己的工作干好、干精。致謝隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，升降機(jī)作為高層建筑中垂直升降的運(yùn)輸工具已和人們的日常生活密不可分，是機(jī)械電氣相結(jié)合的機(jī)電一體化產(chǎn)品。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題為施工場地的升降機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，也就是升降機(jī)的簡易形式。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西也發(fā)現(xiàn)了自己很

53、多的不足。撇開專業(yè)知識(shí)不談，就設(shè)計(jì)所需的軟件工具，有很多我都不會(huì)運(yùn)用。這才發(fā)現(xiàn)書本上的東西如果沒有輔助的技能是發(fā)揮不出來很大的作用的。我們只有不斷的學(xué)習(xí)新興知識(shí)，不斷的充實(shí)自己，才能不被社會(huì)所淘汰。通過查詢圖書，翻閱資料，在網(wǎng)上搜索資料，和老師、同學(xué)溝通，我順利完成了自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)對我的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了充分的考察，如果有時(shí)間和機(jī)會(huì)，我希望能繼續(xù)對本系統(tǒng)進(jìn)行深入研究和探索。另外要感謝我的指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)的過程中給了我很大的幫助，讓我感觸最深的是老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)。相信在以后的工作和生活中將使我受益匪淺。參考文獻(xiàn)【1】劉裁文.升降機(jī)控制系統(tǒng)M.北京:電子工業(yè)出版社，1996【2】唐勇奇，趙

54、葵銀，汪超. 升降機(jī)變頻調(diào)速PLC控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J .湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào).2000年02期.【3】張燕賓.SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)M.機(jī)械工業(yè)出版社.2005. 【4】陳伯時(shí).電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)M.機(jī)械工業(yè)出版社.2003.【5】YASKAWA公司.VARISPEED-61665說明手冊，1996【6】趙峰，賈石峰，顧桂梅.現(xiàn)代電氣控制與PLC應(yīng)用M.蘭州大學(xué)出版社.2006.【7】SIEMENS公司.SIMATIC S7-300可編程序控制器使用手冊.2004.【8】SIEMENS公司.SIMATIC S7-300和S7-400梯形邏輯編程手冊.2004.【9】皮壯行.可編程序控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例M.北京:機(jī)械工業(yè)【10】Peter Klootwijk,Stefan P.Nelwan,Teus B. Van Dam,Simon H. Meij.Wireless (GPRS-Based) mobile real-time Patient monitoring J. Journal of the American College of Cardiology .2003【11】汪曉平，可編程控制器系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例導(dǎo)航M.北京：人民郵電出版社，2004.7附錄A：電氣原理圖一個(gè)典型的可