畢業(yè)設(shè)計基于單片機(jī)的三層電梯PLC控制系統(tǒng)及組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

1、湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）畢業(yè)設(shè)計（論文）三層電梯plc控制及組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)（系） 鐵道自動化 班 級 102班 學(xué)生姓名 羅佳 指導(dǎo)老師 劉曉春 完成日期 2013.06 目 錄摘 要iabstractii第1章 任務(wù)與要求11.1課題概述11.2設(shè)計內(nèi)容與要求1第2章前言32.1論文的研究背景32.2論文的研究意義32.3論文章節(jié)安排4第3章 plc可編程序控制器53.1 plc的起源與發(fā)展53.2 硬件的組成833plc控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢12第4章 三層電梯plc控制系統(tǒng)設(shè)計144.1電梯plc控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計144.1.1 三層電梯主電路144.1.2p

2、lci/o分配及外圍接線圖154.2電梯plc控制系統(tǒng)程序設(shè)計16第5章電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試185.1 電梯監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)控界面與數(shù)據(jù)對象的設(shè)計185.1.1設(shè)計監(jiān)控界面185.1.2 設(shè)計腳本程序195.1.3 增加數(shù)據(jù)對象195.1.4 修改對象屬性195.2動畫連接215.2.1 按鈕的動畫連接215.2.2 電梯層的設(shè)置235.2.3上升下降按鈕設(shè)置245.3設(shè)備調(diào)試26結(jié) 束 語30致 謝31參考文獻(xiàn)32附錄33摘 要隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市迅速的崛起，高層建筑的不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。它是采用電力拖動方式，將載有乘客或貨物的轎廂

3、，運行于垂直方向的兩根剛性導(dǎo)軌之間，運送乘客和貨物的固定式提升設(shè)備。所以，電梯是為高層建筑運輸服務(wù)的設(shè)備，它具有運送速度快、安全可靠、操作簡便的優(yōu)點。但傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器-接觸器進(jìn)行控制，其缺點是觸點多，故障率高、可靠性差、維修工作量大等，而采用 plc組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問題，使電梯運行更加安全、方便、舒適。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器取代微機(jī)實現(xiàn)信號控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的

4、區(qū)別。plc可靠性高，程序設(shè)計方便靈活。關(guān)鍵詞：電梯 plc控制系統(tǒng) abstractwith the continuous development of city construction, city rise abruptly quickly, high-rise building continued to increase, elevator high-rise buildings as a means of transport in the vertical run has been closely linked with people's daily lives. it is

5、 the use of electric drive mode, carrying passengers or cargo car, running in the direction perpendicular to the two rigid rails, transporting passengers and cargo fixed upgrade equipment. therefore, the elevator is for high-rise building transport service equipment, it has the fast conveying speed,

6、 safe and reliable, the advantages of easy to operate. but the traditional elevator control system uses the relay - contactor control, its shortcoming is the contact number, high failure rate, poor reliability, repair work, and the plc component of the control system can well solve the problem, the

7、elevator runs more safe, convenient, comfortable.elevator control is currently widely used in two ways, one is using the computer as a signal control unit, the completion of the lift signal acquisition, operation and function of the set, the realization of elevator automatic dispatching and set oper

8、ation function, drag the control from the converter to complete; second control using a programmable controller to replace the computer signal control. from the control methods and capabilities, these two kinds of methods and not much difference. plc high reliability, convenient and flexible program

9、 design.key words: elevator plc control systemii第1章 任務(wù)與要求1.1課題概述plc在工業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，技術(shù)也不斷成熟，逐步的面向大眾化，更加容易被人接受。操作也變得簡單，在各方面的控制都比較適應(yīng)，趨向于小型化相當(dāng)?shù)膶嵱?。而mcgs技術(shù)是一種實際控制與計算機(jī)控制相結(jié)合的產(chǎn)物。利用現(xiàn)在發(fā)達(dá)的計算機(jī)技術(shù)來模擬實物的效果圖，并可以通過與plc的連接控制來實現(xiàn)對實物的實際控制和監(jiān)控。達(dá)到實現(xiàn)智能化控制的目的。對于如何把兩門課程的熟練掌握達(dá)到把專業(yè)知識應(yīng)用到實際生活中。針對在現(xiàn)實生活中應(yīng)用越來越多的電梯。我們就使用這兩項技術(shù)實現(xiàn)對三層電梯的有邏輯控制

10、。設(shè)計題目的選擇：(1)設(shè)計題目：三層電梯plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(2)題目的選擇：對于電梯的控制，可選用繼電-接觸系統(tǒng)或可編程控制器來完成，但是二者有各自的特點：1:繼電-接觸系統(tǒng)：它的優(yōu)點是線路直觀，大部分電器均為常用電器，更換方便，價格較便宜。但是他觸點繁多，線路復(fù)雜，電器的電磁機(jī)構(gòu)及觸點動作較慢，能耗高，機(jī)械動作噪音大，而且可靠性差。2:plc在設(shè)計和制造上采取了許多抗干擾措施，使用方便，擴(kuò)展容易。它使用了梯形圖和可編程指令，易于掌握。總之，plc取代繼電-接觸系統(tǒng)已經(jīng)成為大的趨勢?；谏鲜鲈?，我選擇用可編程控制器來完成對電梯的控制1.2設(shè)計內(nèi)容與要求1.課題研究的內(nèi)容課題所研究的內(nèi)容主

11、要是用可編程控制器（plc）自動控制電梯系統(tǒng)。由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對電梯的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，對電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。針對老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強、故障率低、可靠性高的可編程控制器（plc）來控制電梯。首先對電梯系統(tǒng)及可編程控制器（plc）作了比較全面的總結(jié)和介紹。接著根據(jù)電梯的控制要求，確定plc所需的輸入/輸出口的數(shù)量，確定plc的型號，選定主機(jī)機(jī)型，并進(jìn)行擴(kuò)展。然后設(shè)計模擬控制模板，設(shè)

12、計plc的外部接線圖、流程圖等，編寫控制程序，最后對編寫的電梯控制程序進(jìn)行仿真和調(diào)試。2.mcgs與plc控制要求：當(dāng)升降機(jī)停于一層或二層時，按三層按鈕呼叫，則升降機(jī)上升至ls3停止。當(dāng)升降機(jī)停于三層或二層時，按一層按鈕呼叫，則升降機(jī)下降至ls1停止。當(dāng)升降機(jī)停于一層時，按二層按鈕呼叫，則升降機(jī)上升至ls2停止。當(dāng)升降機(jī)停于三層時，按二層按鈕呼叫，則升降機(jī)上升至ls2停止。當(dāng)升降機(jī)停于一層，而二層、三層按鈕均有人呼叫時，升降機(jī)上升至ls2時，在ls2暫停10s后，繼續(xù)上升至ls3停止。當(dāng)升降機(jī)停于三層，而二層、一層按鈕均有人呼叫時，升降機(jī)下降至ls2時，在ls2暫停10s后，繼續(xù)下降至ls1停

13、止。當(dāng)升降機(jī)上升或下降途中，任何反方向的按鈕呼叫均無效。在計算機(jī)中現(xiàn)實自動升降機(jī)工作狀態(tài)。3.電梯控制要求：1電梯轎箱的控制要求：（1）：選向：根據(jù)電梯各層內(nèi)選外呼信號的先后和停止時轎箱所在的樓曾位置決定電梯的運行方向。（ 2）：選層換速：指電梯能夠根據(jù)轎內(nèi)所選層而決定運行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原則。并且在每次平層的時候都能夠換速。（3）：樓層位置的指示：選用了數(shù)碼管顯示的方法。由于fx2n系列已有內(nèi)部計數(shù)-譯碼驅(qū)動模塊，所以只要外部加上led七段顯示管和電源就可以顯示樓層了。2電梯門的控制要求：要求當(dāng)電梯平層的時候，電梯門自動打開，經(jīng)過10秒鐘后電梯門自動關(guān)上。如果遇到有人在

14、門中間的情況，電梯會因為光電開關(guān)的作用而自動開門。4補充要求：出了上述兩個要求以外，還要注意的一點就是備用電梯電機(jī)的使用，一但曳引電機(jī)出現(xiàn)故障，備用電機(jī)將手動控制轉(zhuǎn)入運行狀態(tài)，避免因曳引惦記出故障而引發(fā)的不必要的麻煩。第2章前言2.1論文的研究背景在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長起來。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內(nèi)的主要運輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€不可缺少的組成部分。一個國家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的情況

15、下，我國國民經(jīng)濟(jì)仍然以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經(jīng)成為全球最大的電梯市場。上世紀(jì)80年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國電梯需求量越來越大?？傏厔菔巧仙?，目自口進(jìn)入了“第三次浪潮”，2004年總產(chǎn)量超過了8萬臺，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了6l萬多臺電梯。盡管如此，我國的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺電梯，我國如果要達(dá)到這個水準(zhǔn)，還需要增加70萬臺。到那時候，全國在用電梯將達(dá)到130萬臺，每年僅報廢更新就需要6萬臺。到2005年，中國電梯的年產(chǎn)量達(dá)到135萬臺，與198

16、0年相比，25年增長了59倍，產(chǎn)量每年平均增長178。2005年安裝驗收電梯124465臺，截至05年底，我國的在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺!2.2論文的研究意義我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強的生產(chǎn)能力。興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、日立、東芝、富士達(dá)等13家大型外商投資公司在國內(nèi)的市場份額達(dá)到了74”。先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對國內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強大的推動作用。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看

17、清了自己的定位與出路。目前國內(nèi)市場需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進(jìn)口，而且有一定的出口。國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國參加了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織isotcl78以來，先后等同或等效采用了一批國際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機(jī)房電梯、無齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢贏得了越來越多的國內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國際市場創(chuàng)造了有利條件。中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷售量己達(dá)l萬臺

18、左右，約占亞洲市場的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，電梯的使用相當(dāng)普遍。世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國奧的斯公司、瑞士訊達(dá)公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場的51。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。目前，國外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來越多的使用液壓電梯。此外，家用小型電梯將成走電梯家族中新的組成部分。2.3論文章節(jié)安排全書分課題概述、硬軟件設(shè)備介紹、系統(tǒng)調(diào)試、心得體會四部分（共五章）進(jìn)行介紹。第一部分是

19、概述部分，較全面地介紹了三層電梯控制系統(tǒng)的概況及發(fā)展方向，可以建議對三層電梯控制系統(tǒng)的清晰概念。本部分有兩個章節(jié)。第一章節(jié)是講述課題的任務(wù)要求。是本論文的大綱。第二章節(jié)是講述課題在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用意義以及發(fā)展對該項技術(shù)的要求。第二部分是硬軟件部分。簡要介紹了plc、組態(tài)的基本概況和針對本系統(tǒng)的設(shè)計。著重介紹了plc、組態(tài)軟件的發(fā)展、工作原理和優(yōu)點。這是三層電梯控制系統(tǒng)穩(wěn)定的特色。本部分是第四章節(jié)。會介紹plc的硬件設(shè)施。還會講解plc的控制程序和該程序的每項意義。并詳述組態(tài)軟件的畫面設(shè)計、動畫的連接與調(diào)試和控制程序的設(shè)計。第三部分是系統(tǒng)調(diào)試部分。本部分在第五章節(jié)。講述了plc程序和組態(tài)軟件的調(diào)

20、試結(jié)果，以及在后面的兩部分聯(lián)合調(diào)試。對程序的缺陷進(jìn)行不斷優(yōu)化。以確保該系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。第四部分是論文總結(jié)部分。它是對本次論文進(jìn)行總結(jié)以及寫出自己對于本次論文的心得體會。第3章 plc可編程序控制器3.1 plc的起源與發(fā)展在可編程控制器誕生之前，繼電器控制系統(tǒng)已廣泛的用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，繼電器控制系統(tǒng)通?？梢钥闯杏奢斎腚娐罚刂齐娐?，輸出電路和生產(chǎn)現(xiàn)場這4個部分組成的。其中輸入電路也是由按鈕，行程開關(guān)，限位開關(guān)，傳感器等構(gòu)成。用已向系統(tǒng)送入控制信號。輸出電路部分是由接觸器，電磁閥等執(zhí)行元件構(gòu)成，用以控制各種被控制對象，如電動機(jī)，電爐，閥門等。繼電器控制電路部分是控制系統(tǒng)的核心部

21、分。它通過導(dǎo)線將各個分立的繼電器，電子元器件連接起來對工業(yè)現(xiàn)場實施控制；生產(chǎn)現(xiàn)場是指被控制的對象（如電動機(jī)等）或生產(chǎn)過程。繼電器控制系統(tǒng)在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中曾起著不可替代的重要作用，隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，市場經(jīng)濟(jì)競爭日趨激烈，繼電器控制系統(tǒng)已越來越難以適應(yīng)，因為繼電器控制電路通常是針對著某一固定的動作順序或生產(chǎn)工藝而設(shè)計的。它的控制功能也僅僅只局限于邏輯控制，定時，計數(shù)等這樣一些簡單的控制，一旦動作順序或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，就必須進(jìn)行重新設(shè)計，布線，裝配，和調(diào)試。顯然，這樣的控制系統(tǒng)完全無法滿足日新月異且競爭激烈的市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。這就迫使人們要放棄原來已占統(tǒng)治地位的繼電器控制系統(tǒng)，研制可以替

22、代繼電器控制系統(tǒng)的新型的工業(yè)控制系統(tǒng)。出于上述考慮，美國通用汽車公司（gm）于1968年提出了公開招標(biāo)研制新型的工業(yè)控制器的設(shè)想，第二年，即1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（dec）就研制出了世界上第一臺可編程序控制器。在這一時期，可編程序控制器雖然采用了計算機(jī)的設(shè)計思想，但實際上只能完成順序控制，僅有邏輯運算，定時，計數(shù)等順序控制功能。所以人們將可遍程序控制器稱之為pcl（programmable logical controller），即可編程序邏輯控制器： 20世紀(jì)70年代末80年代初，微處理器技術(shù)日趨成熟，使可編程序控制器的處理速度大大提高，增加了許多特殊，如浮點運算，函數(shù)運算，查表等。這樣

23、可編程序控制器不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以對模擬量進(jìn)行控制。因此，美國電氣制造協(xié)會nema（national electrical manufacturers association）將之正式命名為pc（programmable controller）。值得注意的是，因為個人計算機(jī)的簡稱也是pc（personal computer），有時為了避免混淆，人們習(xí)慣上仍將可編程序控制器簡稱plc（盡管這是早期的名稱）。本書采用plc的稱呼。20世紀(jì)80年代后，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)展，以16位和32位微處理器夠成的微機(jī)化可編程序控制器得到了驚人的發(fā)展，使之在概念上，設(shè)計上，性能價格比等

24、方面有了重大突破?？删幊绦蚓哂辛烁咚儆嫈?shù)，中斷技術(shù)，pid控制等功能，同時聯(lián)網(wǎng)通信功能也得到了加強，這些都使得可編程序控制器的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。為了使這一新型的工業(yè)控制裝置的生產(chǎn)和發(fā)展規(guī)范化。國際電工委員會（iec）制定了plc的標(biāo)準(zhǔn)，并給出了它的定義?！翱删幊绦蚩刂破魇且环N數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部儲存執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術(shù)運算等才操作，并通過數(shù)字式，模擬式的輸入與輸出，控制各類的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計?！?綜上所述，plc是以

25、微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機(jī)技術(shù)，自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動控制裝置。這種裝置具有體積小，功能強，程序設(shè)計簡單，靈活通用，維護(hù)方便等優(yōu)點，特別是它的高可靠性和較強的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，得到了用戶的公認(rèn)和好評。他經(jīng)過短短的幾十年發(fā)展后，現(xiàn)在已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（plc，機(jī)器人和cad/cam）之一，被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械，冶金，化工交通，電力等領(lǐng)域中。 以plc作為控制器的plc控制系統(tǒng)是從根本上改變了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的工業(yè)原理和方式。繼電器控制系統(tǒng)是控制功能是通過采用硬件接線的方式來實現(xiàn)的，而plc控制系統(tǒng)的控制功能是通過存儲程序來實現(xiàn)的，不僅可以實現(xiàn)開關(guān)量控

26、制，還可以進(jìn)行模擬量控制，順序控制。另外，它的定時和計數(shù)功能也遠(yuǎn)比繼電器控制系統(tǒng)強很多，一般可以為用戶提供幾十個甚至上百個定時器，計數(shù)器。隨著計算機(jī)和通信幾刷的發(fā)展，現(xiàn)代plc控制系統(tǒng)已遠(yuǎn)不是幾十年前的哪個樣子，plc的控制從早期的單機(jī)控制發(fā)展到多機(jī)控制，實現(xiàn)了工廠自動化。盡管現(xiàn)在的plc控制系統(tǒng)已發(fā)生了很大的變化，但是從自動控制的角度來看，plc控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上仍有相似之處?，F(xiàn)在以集中型的plc控制系統(tǒng)為例說明集中型plc控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上有那些相同和不同之處，這對初學(xué)者理解plc控制系統(tǒng)的工作原理是有幫助的。集中型plc控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。將兩種系統(tǒng)相比，就會發(fā)

27、現(xiàn)pcl控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)輸入，輸出部分基本相同，輸入電路也是由按鈕，開關(guān)，傳感器所構(gòu)成：輸出電路也好似由接觸器，執(zhí)行器，電磁閥多構(gòu)成的。不同的是繼電器控制系統(tǒng)在控制線路被plc中的程序代替，這樣一旦生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，就只需要修改程序就可以了。正是上述原因，plc控制系統(tǒng)除了可以完成傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)所具有的全部功能外，還可以實現(xiàn)模擬量控制，開環(huán)或閉環(huán)過程控制，甚至多級分布式控制。隨著微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，plc的成本在降低，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)被plc控制系統(tǒng)代替已是發(fā)展的必然趨勢。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，采用微處理器的工業(yè)控制計算機(jī)出現(xiàn)了。它與plc共同推動著傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)改造。經(jīng)過

28、較長時間是實踐，人們又發(fā)現(xiàn)，plc與一般的工業(yè)控制計算機(jī)相比，plc還是有著較強的優(yōu)勢，其原因是plc專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計，在plc中采用了如下的硬件和軟件措施： 光電耦合隔離和r-c濾波器，有效地防止了干擾信號的進(jìn)入。 內(nèi)部采用電磁屏蔽，防止輻射干擾。 采用優(yōu)良的開關(guān)電源，防止電源線引入的干擾。具有良好的自診斷功能可對cpu等內(nèi)部電路進(jìn)行檢測，一旦出錯，立即報警。 對程序及有關(guān)數(shù)據(jù)有電池供電進(jìn)行后備，一旦斷電或運行停止，有關(guān)狀態(tài)及信息不會丟失。 對采用的器件都進(jìn)行了嚴(yán)格的篩選和簡化，排除了因器件問題而造成的故障。 采用了冗余技術(shù)進(jìn)行一步增強了可靠性。對某些大型plc還采用了雙cpu構(gòu)

29、成冗余系統(tǒng)，或三cpu構(gòu)成表決式系統(tǒng)。 隨著構(gòu)成plc的元器件性能的提高，plc的可靠性也在相應(yīng)的提高。一般plc的平均無故障時間可達(dá)到幾萬小時以上。某些plc的生產(chǎn)廠家甚至宣布，今后生產(chǎn)plc不再標(biāo)明可靠性這一指標(biāo)，因為對pcl來講這一指標(biāo)已毫無意義了。經(jīng)過大量時間人們發(fā)現(xiàn)plc系統(tǒng)在使用中發(fā)生的故障大是是由于plc的外部開關(guān)，傳感器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)引起的，而不是plc本身發(fā)生的。 另外，plc程序設(shè)計簡單，易學(xué)易懂易維護(hù)，更適合于工程技術(shù)人員。因此，plc在工業(yè)控制方面獲得了極大成功，成為工業(yè)控制中的主流。但是必須指出的是：計算機(jī)在信息處理方面還是優(yōu)于plc，所以在一些自動化控制系統(tǒng)中，常常將兩

30、者結(jié)合起來，plc做下位機(jī)進(jìn)行現(xiàn)在控制，計算機(jī)做上位機(jī)信息處理。計算機(jī)與plc之間通過通信線路實現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)換和交換。這樣相輔相成，構(gòu)成一個功能較強的完整的控制系統(tǒng)。 plc控制系統(tǒng)與集散型控制系統(tǒng)的比較由前所述可知，plc是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的。而集散型控制系統(tǒng)dcs（distribution control system）是由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展起來的分布式控制系統(tǒng)，它在模擬量處理，回路調(diào)節(jié)等方面有一定的優(yōu)勢。而plc隨微電技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，無論在功能上，速度上，智能化模塊以及聯(lián)網(wǎng)通信上，都用很大的提高。并開始與小型計算機(jī)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成了以plc為重要部件的分布式控

31、制系統(tǒng)。隨著plc網(wǎng)絡(luò)通信功能不斷增強，plc與plc及計算機(jī)的互聯(lián)，可以形成大規(guī)模的控制系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)告訴公路上（data highway）掛接在線通用計算機(jī)，實現(xiàn)在線組態(tài)，編程和下裝，進(jìn)行在線監(jiān)控整個生產(chǎn)過程，這樣就已具備了集散控制系統(tǒng)的形態(tài)，加上plc的價格和可靠性優(yōu)勢，使之可以與傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)相互競爭。plc控制系統(tǒng)的組成plc控制系統(tǒng)像一般的計算機(jī)控制系統(tǒng)一樣，也是由硬件和軟件兩個部分組成的，硬件是指plc本身及其外圍設(shè)備，軟件是指管理plc的系統(tǒng)軟件，plc的應(yīng)用程序，編程語言和編程支持工具軟件。 3.2 硬件的組成plc控制系統(tǒng)的硬件是由plc，輸入/輸出（i/o）電路及外圍設(shè)

32、備等組成的。系統(tǒng)規(guī)?？筛鶕?jù)實際應(yīng)用的需要而定，可大可小。下面對構(gòu)成控制系統(tǒng)的主要部分簡要介紹。 plc系統(tǒng) （1）主控模塊 除了早期生產(chǎn)的整體式plc（plc的各個不見都在同一機(jī)殼內(nèi)）外，目前市場多數(shù)的plc都已采用模塊化的結(jié)構(gòu)（plc的各個部件獨立封裝，稱之為模塊）。在plc中各個模塊均通過系統(tǒng)總線相互連接起來構(gòu)成一個系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中最核心的模塊是主控模塊（也稱cpu），它包括：cpu，存儲器，通信接口等部分。 cpu：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。運算器則是進(jìn)行邏輯，算術(shù)等運算部件。plc在cpu的控制下使整個機(jī)器有條

33、不紊的協(xié)調(diào)工作，以實現(xiàn)對現(xiàn)場各個設(shè)備的控制。cpu的具體作用如下： 執(zhí)行接受，存儲用戶程序的操作指令。 用以掃描方式來自輸入單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)。 執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序。完成數(shù)據(jù)和信息的處理，產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)部控制信號，完成用戶指令規(guī)定的各種操作。響應(yīng)外部設(shè)備（如編程器，打印機(jī)）的請求。 plc中所采用的cpu隨機(jī)型的不同而不同，通常有3種：通用微處理器（如8086，80286，80386等），單片機(jī)芯片，位片式處理器。一般來說，小型plc大采用8位微處理器或單片機(jī)作為cpu，如intel8086，inter96系列單片機(jī)，具有集成度高，運算速度快，可靠性高等優(yōu)點。如日本

34、歐姆龍公司生產(chǎn)的omronc200h型plc采用的是motorola公司生產(chǎn)的mc68b09的cpu芯片。這是一種增強型8位微處理器。對大型plc，大多采用高速位片式微處理器，它具有靈活性強，速度快，效率高的優(yōu)點。 目前，一些廠家生產(chǎn)的plc中，還采用了冗余技術(shù)，即采用雙cpu或三cpu工作，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)可靠性。采用冗余技術(shù)可使plc的平均無故障工作時間達(dá)幾十萬小時以上。 存儲器：plc系統(tǒng)中的存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序，用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)程序存儲區(qū)：采用prom或eprom芯片存儲器。它是由生產(chǎn)廠家直接存放的，永久存儲的程序和指令，稱為監(jiān)控程序。監(jiān)控程序和plc的硬件組成與專

35、用部件的特性有關(guān)，用戶不能隨意訪問和修改這部分存儲器的程序。 存儲器區(qū)：工作數(shù)據(jù)是plc運行過程中經(jīng)常變化的，需要隨機(jī)存取的一些數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)一般不需要長久保存，因此采用隨機(jī)存儲器ram。數(shù)據(jù)存儲區(qū)包括輸入，輸出數(shù)據(jù)映象區(qū)，定時器/計數(shù)器預(yù)置和當(dāng)前數(shù)值的數(shù)據(jù)。 用戶程序存儲區(qū)：用于存放用戶經(jīng)編程器或計算機(jī)輸入的應(yīng)用程序。一般采用eprom或eeprom存儲器，用戶可檫寫重新編程。用戶程序存儲器的容量一般就代表plc的標(biāo)稱容量。通常，小型機(jī)小于8kb，中型機(jī)小于50kb，而大型機(jī)可以在50kb以上。 通信接口：主控模塊通常有一個或一個以上的通信接口（簡稱通信口），用以與計算機(jī)，編程器相連，實現(xiàn)編

36、程，調(diào)試，運行，監(jiān)視等功能。 （2）輸入/輸出模塊 plc的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)過程，它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過i/o模塊實現(xiàn)的。生產(chǎn)過程有許多控制變量，如溫度，壓力，液位，速度，電壓，開關(guān)量，繼電器狀態(tài)等，因此，需要有相應(yīng)的i/o模塊作為cpu與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的橋梁。且這些模塊應(yīng)具有較好的抗干擾能力。目前，生產(chǎn)廠家已開發(fā)出各種型號的模塊供用戶選擇。對于輸入/輸出模塊有：數(shù)字量輸入/輸出模塊，開關(guān)量輸入/輸出模塊，模擬量輸入/輸出模塊，交流新號輸入/輸出模塊，220v交流輸入/輸出模塊。還有智能模塊，它本身帶cpu，存儲器和監(jiān)控系統(tǒng)，可獨立完成各種運算。智能模塊的種類很多，如高速計數(shù)模塊，pid

37、調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊，閥門控制模塊，智能存儲模塊和智能i/o模塊。 （3）電源模塊 該模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成供cpu存儲器所需的直流電源，是整個plc系統(tǒng)的能源供給中心。它的好壞直接影響到plc的功能和可靠性。目前，大多數(shù)plc采用高質(zhì)量的開關(guān)式穩(wěn)壓電源，與普通電源相比，plc的電源工作穩(wěn)定性好，抗干擾能力也強。有些機(jī)器的電源除了供內(nèi)部電路使用外，還向外提供24vdc的穩(wěn)壓電源，用于外部傳感器的需要，這樣就避免了因外部電源不合格而引起的外部故障。 i/o電路 plc的基本功能就是控制，它采集被控對象的各種信號。經(jīng)過plc處理后，通過執(zhí)行裝置實現(xiàn)控制。輸入電路就是被控對象（需要進(jìn)行控制的機(jī)器，設(shè)備

38、和生產(chǎn)過程）進(jìn)行檢測，采集，轉(zhuǎn)換和輸入。另外，安裝在控制臺上的按鈕，開關(guān)等也可以向plc送控制指令。輸出電路的功能就是接受plc輸出的控制信號，對被孔對象執(zhí)行控制任務(wù)。 plc外圍設(shè)備 plc的外圍設(shè)備很多，但基本功能不外乎對信息和數(shù)據(jù)的處理。常用的有編程器，可編程終端，打印機(jī)，條碼讀入機(jī)等等。編程器plc的重要外圍設(shè)備之一，它可以將用戶編寫的程序送到plc的用戶程序存儲器。因此，它的主要任務(wù)是輸入程序，調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過程。可編程終端是具有i/o功能的plc人機(jī)界面產(chǎn)品。人可以通過觸摸屏幕將信息輸入plc中同樣可編程終端也可以將plc的輸入數(shù)據(jù)和信息顯示在屏幕上。 軟件的組成 plc

39、控制系統(tǒng)的軟件主要是系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件，編程語言及編程支持工具軟件幾個部分組成。 plc系統(tǒng)軟件與工作過程 plc系統(tǒng)軟件是plc工作所必須的軟件。在系統(tǒng)軟件的支持西，plc對用戶程序進(jìn)行逐條的解釋，并加以執(zhí)行，直到用戶程序結(jié)束，然后返回到程序的起始又開始新的一輪掃描。plc的這種工作方式就稱之為循環(huán)掃描。 值得注意的是在繼電器控制系統(tǒng)中，一個繼電器的線圈被接通或斷開，繼電器的所用觸點（常開觸點和常閉觸點）都會立即動作。但在plc中，由于采用的是循環(huán)掃描的工作方式，所用只有掃描到”線圈”的觸點時，才會動作，沒有掃描到時，觸點就不會動。并且plc掃描一次用戶程序的時間即掃描周期與擁護(hù)程序的長短和

40、掃描速度有關(guān)，一般為1ms至幾十毫秒。現(xiàn)以omronp型機(jī)為例來說明plc掃描的工作過程，如上圖在沒有掃描之前，plc首先應(yīng)保證自身的完好性。接通電源之后，為消除各元件狀態(tài)的隨機(jī)性，進(jìn)行清零或復(fù)位處理，檢查i/o單元連接是否正確，再執(zhí)行一段程序。使它涉及到各種指令和內(nèi)存單元，如果執(zhí)行的時間不超過規(guī)定的時間范圍，則證明自身完好，否則系統(tǒng)關(guān)閉。上述操作完成后，將時間監(jiān)視定時復(fù)位，才允許掃描用戶程序。 公共操作公共操作是在每次掃描程序前又一次自檢，若發(fā)現(xiàn)故障，除了報警顯示燈亮之外，還判斷故障性質(zhì)。一般性故障，只報警不停機(jī)，等待處理；對于嚴(yán)重故障，則停止運行用戶程序，此時plc切斷一切輸出。 i/o數(shù)

41、據(jù)輸入/輸出操作有的稱為i/o狀態(tài)刷新。它包括兩種操作：一是采樣輸入信號（即刷新輸入狀態(tài)的內(nèi)容）；二是送出處理結(jié)果（即按輸出狀態(tài)表的內(nèi)容刷新輸出電路）。 輸入映象存儲器及刷新。由上圖所示可知送入plc端子上的輸入信號，經(jīng)過電隔離，電平轉(zhuǎn)換，濾波處理后，進(jìn)入緩沖器內(nèi)cpu的采樣。在plc的存儲器有一個專門存放i/o數(shù)據(jù)區(qū)，其中對應(yīng)輸入端子的數(shù)據(jù)區(qū)，稱之為輸入映象存儲器。當(dāng)cpu采樣時，輸入信號由緩沖區(qū)進(jìn)入映象區(qū)。接著就是數(shù)據(jù)輸入或輸出狀態(tài)刷新。 只有在采樣刷新的時刻，輸入映象存儲器中的內(nèi)容才與輸入信號（不考慮電路固有的慣性和濾波滯后影響）一致，其他時間范圍輸入信號變化是不會影響映象存儲器的內(nèi)容的

42、。由于plc掃描周期一般只有幾十毫秒，所以兩次采樣時間很短，對一般開關(guān)量來說，可以認(rèn)為沒有因間斷采樣引起的誤差。即認(rèn)為輸入信號一旦變化，就能立即進(jìn)入輸入映象的存儲器內(nèi)。 輸出映象存儲器及輸出狀態(tài)刷新。同樣道理，cpu不能直接驅(qū)動負(fù)載。按用戶程序要求及當(dāng)前輸入狀態(tài)，要保持到下次刷新為止。同樣，對于變化較慢的控制過程來說，因為兩次刷新的時間間隔和輸出電路的慣性時間常數(shù)一般才幾十毫秒，可以認(rèn)為輸出信號是及時的。 執(zhí)行用戶程序這里又包括監(jiān)視與執(zhí)行兩部分。 監(jiān)視定時器wdt。監(jiān)視定時器就t1是通常所說的”看門狗”wdt（watch-dogtimer），它是用來監(jiān)視程序執(zhí)行是否正常。正常時，執(zhí)行完用戶程序

43、多用的時間不會超過t1，在程序復(fù)位wdt，即執(zhí)行程序并開始計時：執(zhí)行完用戶程序后立即令wdt復(fù)位，表示程序執(zhí)行正常。當(dāng)程序執(zhí)行過程中因某種干擾使掃描失控或進(jìn)入死循環(huán)，則wdt會發(fā)出超時報警信號，使程序重新開始執(zhí)行。如果是偶然因素造成超時，重新程序不會再遇到”偶然干擾”，系統(tǒng)便轉(zhuǎn)入正常運行；若由于不可恢復(fù)的確定性故障，則系統(tǒng)會自動地停止執(zhí)行用戶程序，切斷外部負(fù)載，發(fā)出故障信號，等待處理。 執(zhí)行用戶程序。用戶程序是放在用戶程序存儲器中的，掃描時，按順序從零步開始，逐步解釋和執(zhí)行，直到執(zhí)行end指令才結(jié)束對用戶程序的掃描。 應(yīng)用軟件 plc控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是指為完成plc實際控制任務(wù)而編制的各種軟

44、件。隨著plc應(yīng)用領(lǐng)域范圍的不斷擴(kuò)大，應(yīng)用水平的提高，plc應(yīng)用軟件也大大豐富起來了。plc應(yīng)用軟件與一般計算機(jī)信息處理軟件相比，有很大不同，plc應(yīng)用軟件有以下幾個特點： 應(yīng)用軟件設(shè)計必須與生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。生產(chǎn)工藝要求不同，控制的功能也就要求不同，即使是相同的生產(chǎn)過程，由于各種設(shè)備的工藝參數(shù)不一樣，控制實現(xiàn)的方式也不一樣。所以程序設(shè)計人員必須深入現(xiàn)場，嚴(yán)格尊守生產(chǎn)工藝的具體要求來設(shè)計應(yīng)用程序。 應(yīng)用軟件與硬件緊密相關(guān)。軟件設(shè)計人員不能拋開硬件配置和系統(tǒng)孤立地考慮軟件設(shè)計。設(shè)計必須根據(jù)硬件系統(tǒng)，接口的實際情況進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計。 plc應(yīng)用軟件的設(shè)計需要計算機(jī)，自動控制技術(shù)甚至網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等

45、多種知識。特別是plc網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，plc控制系統(tǒng)不再是一個單獨的裝置。在控制系統(tǒng)中，可能包括有多臺不同型號的plc，計算機(jī)，外圍設(shè)備等。因此在進(jìn)行軟件設(shè)計時，實現(xiàn)和處理某種控制功能都離不開計算機(jī)，自動控制和通信技術(shù)。因此，應(yīng)用程序中不僅有plc程序，還有計算機(jī)程序和通信網(wǎng)絡(luò)程序等。 編程語言及編程支持工具軟件 plc有多種編程語言：梯形圖語言，助記符語言，邏輯功能圖語言，布爾代數(shù)語言和某些高級語言（basic，c語言等）。但使用廣泛的還是梯形圖語言和助記符語言?，F(xiàn)在世界上各個plc生產(chǎn)廠家都研制了自己的plc編程支持工具軟件和監(jiān)控組態(tài)軟件。用戶可以根據(jù)自己的需要利用這些軟件來改善軟件的開發(fā)環(huán)境

46、，提高編程效率。33plc控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢plc當(dāng)初是針對工業(yè)順序控制發(fā)展而研制的。經(jīng)過30幾年的迅速發(fā)展，plc已不僅能進(jìn)行開關(guān)量控制，而且還能進(jìn)行模擬量控制，位置控制。特別是plc的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得plc如虎添翼，由單機(jī)控制向多機(jī)控制，由集中控制向多層次分布式控制系統(tǒng)發(fā)展?，F(xiàn)在plc的足跡已遍布了國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，形成了滿足各種需要的plc應(yīng)用系統(tǒng)。今后plc控制系統(tǒng)將朝什么方向發(fā)展呢？在市場經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的今天，產(chǎn)品的發(fā)展取決于市場的需求。plc的主要應(yīng)用領(lǐng)域是自動化。不同的企業(yè)對自動化的要求，規(guī)模以及投資數(shù)額都不相同，存在著不同的層次需求。從我國目前正在開展的以高新技術(shù)帶動傳統(tǒng)產(chǎn)

47、業(yè)發(fā)展形式來看，我們不僅要大力發(fā)展適合于大，中型企業(yè)的高水準(zhǔn)的plc網(wǎng)絡(luò)，而且也要發(fā)展合適小型企業(yè)該找的性能價格比高的小型plc控制系統(tǒng)。所以今后plc控制系統(tǒng)將朝著兩個方向發(fā)展：一是向小型化，微型化系統(tǒng)方向發(fā)展。作為控制系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，plc將朝著體積更小，速度更快，功能更強，價格更低的方向發(fā)展。二是向大型化，網(wǎng)絡(luò)化，多功能的方向發(fā)展。 小型化、高性能、低成本、簡單使用近年來，小型plc應(yīng)用十分普遍，超小型plc的需求日趨增多。據(jù)統(tǒng)計，美國機(jī)床行業(yè)應(yīng)用超小型plc幾乎占據(jù)了市場的1/4，國外許多plc廠家正在積極地研制開發(fā)出各種超小型微型的plc。例如德國西門子公司的s7-200既可以單機(jī)運

48、行也可以聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)復(fù)雜的控制。s7-200的最小配置是8個數(shù)字量輸入和6個數(shù)字量輸出，還可以根據(jù)實際情況擴(kuò)展27個模塊，最多可達(dá)到128個輸入和120輸出，此外s7-200還可以進(jìn)行模擬量控制，是一種性能價格比較好的微型plc 大型化、網(wǎng)絡(luò)化、多功能多層次分布式控制系統(tǒng)與集中型相比，具有更高的安全性和可靠性。系統(tǒng)設(shè)計，組態(tài)也更為靈活方便，地域分布也廣，是當(dāng)前控制系統(tǒng)發(fā)展的主要潮流。為了適應(yīng)這種發(fā)展，實現(xiàn)工廠自動化，世界上各plc生產(chǎn)廠家不斷地研制開發(fā)功能更強的plc網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種plc網(wǎng)絡(luò)一般是多級的，網(wǎng)絡(luò)的最底層是現(xiàn)場執(zhí)行級，網(wǎng)絡(luò)的最上層為組織管理級?，F(xiàn)場執(zhí)行級可以由多個plc或遠(yuǎn)程i/o工作

49、站所組成，中間一級由plc或計算機(jī)構(gòu)成。最高一級一般由高性能的計算機(jī)組成。它們之間采用工業(yè)以太網(wǎng)，map網(wǎng)和工業(yè)現(xiàn)場總線相連構(gòu)成一個多級分布式plc。隨著自動控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，這種多分布式的plc控制系統(tǒng)不再是單一的，除了控制功能外，還可以實現(xiàn)在線優(yōu)化，生產(chǎn)過程的實時調(diào)度，產(chǎn)品計劃，統(tǒng)計管理等功能，成為一種測，控，管一體化的多功能綜合系統(tǒng)。 plc控制系統(tǒng)將與智能控制系統(tǒng)更進(jìn)一步地相互滲透和結(jié)合目前，plc與計算機(jī)已成為地結(jié)合并廣泛應(yīng)用，plc不再是單獨的一個控制裝置，它成為控制系統(tǒng)中的一個重要的組成部分和環(huán)節(jié)。隨著集成電路和計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，今后的plc將更加注重它與智能控制系統(tǒng)的結(jié)

50、合。許多plc開發(fā)商已經(jīng)注意到了plc的兼容性，不僅是plc與plc的兼容，而且還注意到plc與計算機(jī)的兼容，使之可以充分地利用計算機(jī)現(xiàn)有的軟件資源。例如西門子的s7-300采用simatics7的模塊，它的軟件編程，監(jiān)控都可以在windows操作平臺上操作和運行。今后plc將采用速度更快，功能更強的cpu，容量更大的存儲器。并將更充分地利用計算機(jī)資源。plc與工業(yè)控制計算機(jī)，集散控制系統(tǒng)，嵌入式計算機(jī)等系統(tǒng)還將進(jìn)一步滲透與結(jié)合，這必將更進(jìn)一步拓寬plc的應(yīng)用領(lǐng)域和空間。第4章 三層電梯plc控制系統(tǒng)設(shè)計4.1電梯plc控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計plc硬件包括設(shè)計主電路、輸入輸出分配，plc的硬件

51、接口設(shè)計為輸入、輸出接線圖。4.1.1 三層電梯主電路如圖4.1所示，其中l(wèi)1、l2、l3為三相電源，三相電動機(jī)m1為電梯轎廂上行和下行電動機(jī)，由km1和km2分別控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)從而控制轎廂的上行和下行；m2為電梯開關(guān)門控制的交流電動機(jī)，分別由接觸器km3和km4的觸點控制；qs為總開關(guān)（刀開關(guān)），起隔離電源作用；fu為熔斷器，起短路和嚴(yán)重過載保護(hù)；fr為熱繼電器，起過載和斷相保護(hù)作用。圖4.1三層電梯主電路圖4.1.2plci/o分配及外圍接線圖根據(jù)電梯的控制要求，設(shè)計一定的輸入點和輸出點。輸入輸出信號與plc地址編號對照表如下表所示：符號地址符號地址三層下i0.3二層上燈q0.1二層上i

52、0.1二層下燈q0.2二層下i0.2三層下燈q0.3一層上i0.0內(nèi)叫一層燈q0.4一層限位i0.4內(nèi)叫二層燈q0.5二層限位i0.5內(nèi)叫三層燈q0.6三層限位i0.6一樓數(shù)碼顯示q0.7內(nèi)叫一層i1.0二樓數(shù)碼顯示q1.0內(nèi)叫二層i1.1三樓數(shù)碼顯示q1.1內(nèi)叫三層i1.2電梯上行q1.2開門i1.5電梯下行q1.3關(guān)門i1.6開門繼電器q1.4關(guān)門限位i1.4一層上燈q0.0開門限位i1.3關(guān)門繼電器q1.5i/o分配表根據(jù)i/o分配表，plc的外圍接線圖如下圖所示：圖4.2 plc外圍接線圖4.2電梯plc控制系統(tǒng)程序設(shè)計硬件系統(tǒng)和軟件相互結(jié)合才能構(gòu)成一個完整plc控制系統(tǒng)，完成各種復(fù)雜

53、的控制功能。plc的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序組成。系統(tǒng)程序（又稱系統(tǒng)軟件）用于plc控制系統(tǒng)的管理、服務(wù)及對用戶程序的編譯。系統(tǒng)程序質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響plc的性能。系統(tǒng)軟件是由plc生產(chǎn)廠家提供并固化在內(nèi)部程序存儲器中，用戶不行存取和修改。用戶程序也稱為應(yīng)用程序或應(yīng)用軟件，它由plc使用者根據(jù)被對象的控制要求用程序語言編制而成。用戶程序是通過編程器鍵入到plc內(nèi)，并線性地放在由管理程序指定的存儲區(qū)域內(nèi)。 小型plc的用戶程序比較簡單，通常是順序編制而成。大中型plc的用戶程序容量較大且比較復(fù)雜，為使用戶程序編制簡單，可以按功能、結(jié)構(gòu)或使用目的將用戶程序分為各個程序模塊，每個模塊各自完成一個

54、確定的功能，然后把它們鏈接在一起構(gòu)成一個完整的軟件系統(tǒng)。程序請見附錄1第5章電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試 mcgs的簡介mcgs（monitor and control generated system，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。它能夠在基于microsoft的各種32位windows平臺上運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其主要特征和功能大體為：具有簡單靈活的可視化操作界面、實時性強、有良好的并行處理性能、有豐富生動的多媒體畫面、開放式結(jié)構(gòu)、廣泛的數(shù)據(jù)

55、獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能、完善的安全機(jī)制、強大的網(wǎng)絡(luò)功能、多樣化的報警功能、支持多種硬件設(shè)備、方便控制復(fù)雜的運行流程、良好的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性、設(shè)立對象元件庫組態(tài)工作簡單方便、能實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理等等。5.1 電梯監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)控界面與數(shù)據(jù)對象的設(shè)計5.1.1設(shè)計監(jiān)控界面在組態(tài)平臺上，創(chuàng)建“三層電梯實驗監(jiān)控”用戶窗口，單擊“動畫組態(tài)”，進(jìn)入動畫制作窗口。利用組態(tài)工具，繪制三層電梯實驗監(jiān)控界面。圖5.0 三層電梯plc實驗監(jiān)控界面5.1.2 設(shè)計腳本程序完整程序請見附錄25.1.3 增加數(shù)據(jù)對象單擊工作臺上的【實時數(shù)據(jù)庫】按鈕，進(jìn)入【實時數(shù)據(jù)庫】窗口。氨基數(shù)據(jù)庫窗口的空白處，使數(shù)據(jù)庫窗口中沒有任何對象被選中。然后單擊窗口右邊的【新增對象】按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)列表中，就會增加新的對象。多次單擊該按鈕，則增加多個數(shù)據(jù)對象，系統(tǒng)默認(rèn)的第一位“data1”“data2”“data3”等。如圖5.1所示：圖5.1實時數(shù)據(jù)庫窗口5.1.4 修改對象屬性在【實時數(shù)據(jù)庫】窗口中，選中數(shù)據(jù)對象，單擊窗口右邊的【對象屬性】按鈕或雙擊選中的對象，則打開【數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置】窗口。在此窗口中，將系統(tǒng)定義的默認(rèn)對象改為用戶自定義的名稱，并指定對象類型，在【對象內(nèi)容注釋】欄中輸入數(shù)據(jù)對象注釋文字，提搞工程的可讀性。如圖5.2所示：圖5.2按鈕1對象屬性設(shè)置在【基本屬性】中，將【對象名稱】改為“按鈕1