基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)--

1、基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要電梯作為現(xiàn)代智能建筑內(nèi)的代步工具。越來(lái)越顯示出它的重要作用，為了適應(yīng)電梯的迅速發(fā)展。由PLC控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制已成為發(fā)展定局PLC是集計(jì)算機(jī)控制、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置。它的編程軟件采用易學(xué)易懂的梯形圖語(yǔ)言!控制靈方便，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，本次設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)電梯控制方式加以更新，運(yùn)用高性價(jià)比的現(xiàn)代PLC控制方式，力求以人性化、智能化方向推陳出新!設(shè)計(jì)出一款高效、安全、價(jià)廉；能個(gè)性化組合且能在商業(yè)辦公樓、行政大樓、中小型賓館和居民公寓中發(fā)揮顯著作用的普及型電梯控制系統(tǒng)。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)和自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是

2、隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制都不能滿足控制要求。因此，本系統(tǒng)采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法為主的設(shè)計(jì)方法，取得了良好的效果。關(guān)鍵詞： 電梯、PLC、傳感器、梯形圖、繼電器AbstractThe elevator took in the modern intelligence construction rides instead of walking the tool. More and more demonstrates its vital role, in order to adapt the elevator rapid development. Replaces

3、 the tradition black-white control by the PLC control to become the development to settle PLC is the collection computer control, the automatic control technology, the communication is a body new automatic control device. Its programming software uses easily to study the easy to understand trapezoid

4、al chart language! The control works conveniently, and the anti-jamming ability and the movement stable is reliable, this design performs to the traditional elevator control mode to renew, utilizes the cost-effective ratio and modern PLC control mode, makes every effort by , the intellectualized dir

5、ection to push saves new goods come into the market! Designs section highly effective, the security, the moderate price; Can personalization the combination also can in the commercial office building, the administrative building, the middle and small scale guesthouse and the inhabitant apartment pla

6、ys the remarkable role the popular sedan elevator control system. In fact the elevator is according to exterior movement and so on calling signal and own control rule, but calls is stochastic, the elevator is a person machine interactive control system in fact, purely all cannot satisfy the control

7、request with the sequential control or the logical control. Therefore, this system uses the empirical design law primarily design method, has obtained the good effect.Keyword：Elevator, PLC, Sensor, Ladder diagram, Relay引 言電梯是高層建筑不可缺少的運(yùn)輸工具，用于垂直運(yùn)送乘客和貨物，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(diǎn)是觸點(diǎn)多，故障率高、可靠性差、維修工作量大

8、等，而采用 PLC組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問(wèn)題。 本論文通過(guò)討論電梯控制系統(tǒng)的組成，闡述可編程控制器（PLC）在電梯控制中的應(yīng)用，采用西門(mén)子S7-200的PLC編程的程序控制方式，提出了九層電梯的PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)過(guò)程、組成， 列出了具體的主要硬件電路、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，在分析、處理隨機(jī)信號(hào)邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了PLC的編程方法，設(shè)計(jì)了一套完整的電梯控制系統(tǒng)方案。采用本方案實(shí)現(xiàn)電梯控制，能夠解決繼電器接觸器觸點(diǎn)多，故障率高、可靠性差、安裝調(diào)試周期長(zhǎng)、維修工作量大、接線復(fù)雜等缺點(diǎn)。使電梯運(yùn)行更加安全、方便、舒適。第1章 電梯概述1

9、.1 電梯的發(fā)展簡(jiǎn)史1854年，在 HYPERLINK /view/7708.htm t _blank 紐約水晶宮舉行的 HYPERLINK /view/140394.htm t _blank 世界博覽會(huì)上，美國(guó)人伊萊沙格雷夫斯奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明。他站在裝滿貨物的升降梯平臺(tái)上，命令助手將平臺(tái)拉升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號(hào)，令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉纜繩。令人驚訝的是，升降梯并沒(méi)有墜毀，而是牢牢地固定在半空中奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用?！耙磺邪踩壬鷤??！闭驹谏堤萜脚_(tái)上的奧的斯先生向周?chē)^看的人們揮手致意。誰(shuí)也不會(huì)想到，這就是人類(lèi)歷史上第一部安全升降

10、梯。 人類(lèi)利用升降工具運(yùn)輸貨物、人員的歷史非常悠久。早在公元前2600年， HYPERLINK /view/4387.htm t _blank 埃及人在建造 HYPERLINK /view/3924.htm t _blank 金字塔時(shí)就使用了最原始的升降系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的基本原理至今仍無(wú)變化：即一個(gè)平衡物下降的同時(shí)，負(fù)載平臺(tái)上升。早期的升降工具基本以人力為動(dòng)力。1203年，在法國(guó)海岸邊的一個(gè)修道院里安裝了一臺(tái)以驢子為動(dòng)力的起重機(jī)，這才結(jié)束了用人力運(yùn)送重物的歷史。英國(guó)科學(xué)家瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)后，起重機(jī)裝置開(kāi)始采用蒸汽為動(dòng)力。緊隨其后，威廉湯姆遜研制出用液壓驅(qū)動(dòng)的升降梯，液壓的介質(zhì)是水。在這些升降梯的基

11、礎(chǔ)上，一代又一代富有創(chuàng)新精神的工程師們?cè)诓粩喔倪M(jìn)升降梯的技術(shù)。然而，一個(gè)關(guān)鍵的安全問(wèn)題始終沒(méi)有得到解決，那就是一旦升降梯拉升纜繩發(fā)生斷裂時(shí)，負(fù)載平臺(tái)就一定會(huì)發(fā)生墜毀事故。 奧的斯先生的發(fā)明徹底改寫(xiě)了人類(lèi)使用升降工具的歷史。從那以后，搭乘升降梯不再是“勇敢者的游戲”了，升降梯在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。1889年12月，美國(guó)奧的斯電梯公司制造出了名副其實(shí)的電梯，它采用直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)蝸輪減速器帶動(dòng)卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。1892年，美國(guó)奧的斯公司開(kāi)始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動(dòng)繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開(kāi)了先河。 150年來(lái)，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式

12、，在操縱控制方面更是步步出新手柄開(kāi)關(guān)操縱、按鈕控制、信號(hào)控制、集選控制、人機(jī)對(duì)話等等，多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢(shì)；變速式自動(dòng)人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時(shí)間；不同外形扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。如今，以美國(guó)奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風(fēng)姿，仍在繼續(xù)進(jìn)行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)。調(diào)頻門(mén)控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機(jī)節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)保一款款集納了人類(lèi)在機(jī)械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競(jìng)相問(wèn)世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人

13、們的生活因此變得更加美好。中國(guó)最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，是由美國(guó)奧的斯公司于1901年安裝的。1932年由美國(guó)奧的斯公司安裝在天津利順德酒店的電梯至今還在安全運(yùn)轉(zhuǎn)著。1951年，黨中央提出要在天安門(mén)安裝一臺(tái)由我國(guó)自行制造的電梯，天津從慶生電機(jī)廠榮接此任，四個(gè)月后不辱使命，順利地完成了任務(wù)。十一屆三中全會(huì)后，沐浴著改革開(kāi)放的春風(fēng)，我國(guó)電梯業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。如今，在我國(guó)任何一個(gè)城市，電梯都在被廣泛應(yīng)用著。電梯給人們的生活帶來(lái)了便利，也為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強(qiáng)大的保障。1.2 電梯的基本結(jié)構(gòu) 電梯是機(jī)電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品,機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體,電器部分相當(dāng)于人的神經(jīng).機(jī)與電的高度合

14、一,使電梯成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜和產(chǎn)品.對(duì)于電梯的結(jié)構(gòu)而言,傳統(tǒng)的方法是分為機(jī)械部分和電氣部分,但以功能系統(tǒng)來(lái)描述,則更能反映電梯的特點(diǎn).下面簡(jiǎn)單介紹電梯機(jī)械部分的結(jié)構(gòu),而我們的主要目的是怎樣來(lái)控制它. （一）、曳引系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。 （二）、導(dǎo)向系統(tǒng) 導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度,使轎廂和對(duì)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。 （三）、轎廂 轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。（四）、門(mén)系統(tǒng) 門(mén)系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂

15、入口。 門(mén)系統(tǒng)由轎廂門(mén)，層門(mén)，開(kāi)門(mén)機(jī),門(mén)鎖裝置組成。 （五）、重量平衡系統(tǒng) 系統(tǒng)的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動(dòng)正常。系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。（六）、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)行電梯速度控制。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。 （七）、電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對(duì)電梯的運(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。 (八)、安全保護(hù)系統(tǒng) 保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。由限速器

16、，安全鉗，緩沖器，端站保護(hù)裝置組成。1.3 電梯的分類(lèi) 根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設(shè)置不同類(lèi)型的電梯。目前電梯的基本分類(lèi)方法大致如下。1、按用途分類(lèi)乘客電梯，為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的電梯，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的轎內(nèi)裝飾。 HYPERLINK /view/1046338.htm t _blank 載貨電梯，主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的電梯。醫(yī)用電梯，為運(yùn)送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車(chē)而設(shè)計(jì)的電梯，轎廂具有長(zhǎng)而窄的特點(diǎn)。 HYPERLINK /view/1074604.htm t _blank 雜物電梯，供圖書(shū)館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書(shū)、文件、食品等設(shè)計(jì)的電梯。 HYPERLI

17、NK /view/562986.htm t _blank 觀光電梯，轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。車(chē)輛電梯，用作裝運(yùn)車(chē)輛的電梯。船舶電梯，船舶上使用的電梯。建筑施工電梯，建筑施工與維修用的電梯。其它類(lèi)型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫(kù)電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。2、按驅(qū)動(dòng)方式分類(lèi)交流電梯，用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。根據(jù)拖動(dòng)方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。直流電梯，用直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。這類(lèi)電梯的額定速度一般在2.00m/s以上。液壓電梯，一般利用電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)，由柱塞使轎廂升降的電梯。齒輪齒條

18、電梯，將導(dǎo)軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。螺桿式電梯，將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過(guò)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)（或皮帶）帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯，其動(dòng)力源是直線電機(jī)。電梯問(wèn)世初期，曾用蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)電梯，現(xiàn)已基本絕跡。3、按速度分類(lèi)電梯無(wú)嚴(yán)格的速度分類(lèi)，我國(guó)習(xí)慣上按下述方法分類(lèi)。低速梯，常指低于1.00m/s速度的電梯。中速梯，常指速度在1.002.00m/s的電梯。高速梯，常指速度大于2.00m/s的電梯。超高速梯，速度超過(guò)5.00m/s的電梯。隨著電梯

19、技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯速度越來(lái)越高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應(yīng)地提高。4、按電梯有無(wú)司機(jī)分類(lèi)有司機(jī)電梯，電梯的運(yùn)行方式由專職司機(jī)操縱來(lái)完成。無(wú)司機(jī)電梯，乘客進(jìn)入電梯轎廂，按下操縱盤(pán)上所需要去的層樓按鈕，電梯自動(dòng)運(yùn)行到達(dá)目的層樓，這類(lèi)電梯一般具有集選功能。有/無(wú)司機(jī)電梯，這類(lèi)電梯可變換控制電路，平時(shí)由乘客操縱，如遇客流量大或必要時(shí)改由司機(jī)操縱。5、按操縱控制方式分類(lèi)手柄開(kāi)關(guān)操縱，電梯司機(jī)在轎廂內(nèi)控制操縱盤(pán)手柄開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)電梯的起動(dòng)、上升、下降、平層、停止的運(yùn)行狀態(tài)。按鈕控制電梯：是一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制電梯，具有自動(dòng)平層功能，常見(jiàn)有轎外按鈕控制、轎內(nèi)按鈕控制兩種控制方式。信號(hào)控制電梯，這是一

20、種自動(dòng)控制程度較高的有司機(jī)電梯。除具有自動(dòng)平層，自動(dòng)開(kāi)門(mén)功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動(dòng)停層，順向截停和自動(dòng)換向等功能。集選控制電梯，是一種在信號(hào)控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的全自動(dòng)控制的電梯，與信號(hào)控制的主要區(qū)別在于能實(shí)現(xiàn)無(wú)司機(jī)操縱。并聯(lián)控制電梯，23臺(tái)電梯的控制線路并聯(lián)起來(lái)進(jìn)行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯本身都具有集選功能。群控電梯，是用微機(jī)控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺(tái)集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。6、其它分類(lèi)方式按機(jī)房位置分類(lèi)，則有機(jī)房在井道頂部的（上機(jī)房）電梯、機(jī)房在井道底部旁側(cè)的（下機(jī)房）電梯，以及有機(jī)房在井道內(nèi)部的（無(wú)機(jī)房）電梯。按轎廂尺寸分類(lèi)，則經(jīng)常使

21、用“小型”、“超大型”等抽象詞匯表示。此外，還有雙層轎廂電梯等。7、特殊電梯斜行電梯，轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導(dǎo)軌運(yùn)行，是集觀光和運(yùn)輸于一體的輸送設(shè)備。特別是由于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后，斜行電梯發(fā)展迅速。立體停車(chē)場(chǎng)用電梯，根據(jù)不同的停車(chē)場(chǎng)可選配不同類(lèi)型的電梯。建筑施工電梯，是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷(xiāo)齒傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，用以輸送人員或物料，主要應(yīng)用于建筑施工與維修。它還可以作為倉(cāng)庫(kù)、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長(zhǎng)期使用的垂直運(yùn)輸機(jī)械。1.4 電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器變速后帶

22、動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(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)軌往復(fù)升降運(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動(dòng)。常閉塊式制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動(dòng)，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，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，對(duì)重用來(lái)平衡轎廂載荷、減少電動(dòng)機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來(lái)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?？?。電氣系統(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、測(cè)速、照明工作。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。安全裝置

23、保證電梯運(yùn)行安全。第2章 可編程控制器簡(jiǎn)介2.1可編程控制器的發(fā)展第一臺(tái)可編程控制器的設(shè)計(jì)規(guī)范是美國(guó)通用公司提出的。當(dāng)時(shí)的目的是要求設(shè)計(jì)一種新的控制裝置以取代繼電器盤(pán)，在保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，同時(shí)具有現(xiàn)代化生產(chǎn)線所要求的時(shí)間響應(yīng)快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)與功能。這一設(shè)想提出后，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）于1969年研制成第一臺(tái)PLC，型號(hào)為PDP-14，投入通用汽車(chē)公司的生產(chǎn)線控制中，取得了令人滿意的效果，從此開(kāi)創(chuàng)了PLC的新紀(jì)元。第一臺(tái)PLC具有模塊化、可擴(kuò)充、可重編程及用于工業(yè)環(huán)境的特

24、性。這些控制器易于安裝，占用空間小，可重復(fù)使用。盡管控制器編程有些瑣碎，但它具有公共的工廠標(biāo)準(zhǔn)梯形圖編程語(yǔ)言，這樣使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便的使用它。在短時(shí)間內(nèi)，PLC在其他工業(yè)部門(mén)也得到應(yīng)用。到70年代初，食品、金屬和制造等工業(yè)部門(mén)相繼使用PLC代替繼電器控制設(shè)備，邁出了其實(shí)用化階段的第一步。70年代中期，由于大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使8位微處理器和位片處理器相繼問(wèn)世，使可編程控制技術(shù)產(chǎn)生了飛躍。在邏輯運(yùn)算功能的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運(yùn)算、閉環(huán)控制、提高了運(yùn)算速度，擴(kuò)大了輸入輸出規(guī)模。在這個(gè)時(shí)期，日本、西德（原）和法國(guó)相繼研制出了自己的PLC，我國(guó)在1974年也開(kāi)始研制。70年代由于超大規(guī)模集成

25、電路的出現(xiàn)，使PLC向大規(guī)模、高速性能方向發(fā)展，形成了多種系列化產(chǎn)品。這是面向工程技術(shù)人員的編程語(yǔ)言發(fā)展成熟，出現(xiàn)了工藝人員使用的圖形語(yǔ)言。在功能上，PLC可以代替某些模擬控制裝置和小型機(jī)DDC系統(tǒng)。進(jìn)入八九十年代后，PLC的軟硬件功能進(jìn)一步得到加強(qiáng)，PLC已發(fā)展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統(tǒng)，能與其他設(shè)備通信，生成報(bào)表，調(diào)度產(chǎn)生，可診斷自身故障及機(jī)器故障。這些改進(jìn)使PLC符合今天對(duì)高質(zhì)量高產(chǎn)出的要求。盡管PLC功能越來(lái)越強(qiáng)，但他仍然保留了先前的簡(jiǎn)單與易于使用的特點(diǎn)(PLC實(shí)物圖2-1)圖2-1 三種常見(jiàn)的PLC PLC的用途PLC的初期由于其價(jià)格高于繼電器控制裝置,使其應(yīng)用受到限制。

26、但近年來(lái)由于微處理器芯片及有關(guān)元件價(jià)格大大下降,使PLC的成本下降,同時(shí)又由于PLC的功能大大增強(qiáng),使PLC 的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、石油、化工、采礦、電力、機(jī)械制造、汽車(chē)、造紙、紡織、環(huán)保等行業(yè)。PLC的應(yīng)用通?？煞譃槲宸N類(lèi)型：（1）順序控制 這是PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，用以取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。PLC可應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等。如注塑機(jī)、印刷機(jī)械、訂書(shū)機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。（2）運(yùn)動(dòng)控制 PLC制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)的單軸或多軸位置控制模版。在多數(shù)情況下，PLC把掃描目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給

27、模版塊，其輸出移動(dòng)一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置。每個(gè)軸移動(dòng)時(shí)，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣?，確保運(yùn)動(dòng)平滑。相對(duì)來(lái)說(shuō)，位置控制模塊比計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）裝置體積更小，價(jià)格更低，速度更快，操作方便。（3）閉環(huán)過(guò)程控制 PLC能控制大量的物理參數(shù)，如溫度、壓力、速度和流量等。PID（Proportional Integral Derivative）模塊的提供使PLC具有閉環(huán)控制功能,即一個(gè)具有PID控制能力的PLC可用于過(guò)程控制。當(dāng)過(guò)程控制中某一個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí),PID控制算法會(huì)計(jì)算出正確的輸出,把變量保持在設(shè)定值上。（4）數(shù)據(jù)處理 在機(jī)械加工中，出現(xiàn)了把支持順序控制的PLC和計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CN

28、C）設(shè)備緊密結(jié)合的趨向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已將CNC控制功能作為PLC的一部分。為了實(shí)現(xiàn)PLC和CNC設(shè)備之間內(nèi)部數(shù)據(jù)自由傳遞，該公司采用了窗口軟件。通過(guò)窗口軟件，用戶可以獨(dú)自編程，由PLC送至CNC設(shè)備使用。美國(guó)GE公司的CNC設(shè)備新機(jī)種也同樣使用了具有數(shù)據(jù)處理的PLC。預(yù)計(jì)今后幾年CNC系統(tǒng)將變成以PLC為主體的控制和管理系統(tǒng)。（5）通信和聯(lián)網(wǎng) 為了適應(yīng)國(guó)外近幾年來(lái)興起的工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）及集散控制系統(tǒng)（DCS）等發(fā)展的需要，必須發(fā)展PLC之間，PLC和上級(jí)計(jì)算機(jī)之間的通信功能。作為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，不僅PLC數(shù)據(jù)通信速

29、率要求高，而且要考慮出現(xiàn)停電故障時(shí)的對(duì)策。2.3可編程控制器(PLC)的特點(diǎn)1、 PLC的性能特點(diǎn)(1)硬件的可靠性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)械振動(dòng)、極端溫度和濕度很大的環(huán)境中。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(jiǎn)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

30、波；內(nèi)部采用了電磁屏蔽措施，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。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(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、電磁電機(jī)等外圍裝置上。(2) 編程簡(jiǎn)單，使用方便用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，常使用匯編語(yǔ)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)。PLC采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程，容易掌握。例如，目前打多數(shù)PLC均采用的梯形圖語(yǔ)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

31、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，很靈活方便。這種面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的編程方式，與目前微機(jī)控制常用的匯編語(yǔ)言相比，雖然在PLC內(nèi)部增加了解釋程序，增加了程序執(zhí)行時(shí)間，但對(duì)大多數(shù)的機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，這是微不足道的。(3) 接線簡(jiǎn)單，通用性好PLC的接線只需將輸入信號(hào)的設(shè)備（按鈕、開(kāi)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(jiǎn)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(guò)程就

32、能隨意改變。這種性能使PLC具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。用于連接現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)電氣人員與技術(shù)人員易于是用。(4)可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)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(lèi)：一類(lèi)是低速網(wǎng)絡(luò)，采用主從方式通信，傳輸速率從幾千波特到上萬(wàn)波特，傳輸距離為5002500m；另一類(lèi)為高速網(wǎng)絡(luò)，采用令牌傳送方式通信，傳輸速率為1M10Mbps，傳輸距離為5001000m，網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)可達(dá)1024個(gè)。這兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)可以級(jí)連，網(wǎng)上可兼容不同類(lèi)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)。(5

33、) 易于安裝，便于維護(hù)PLC安裝簡(jiǎn)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。在大型安裝中，長(zhǎng)距離輸入/輸出站點(diǎn)安放在最優(yōu)地點(diǎn)。長(zhǎng)距離站通過(guò)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(zhǎng)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(chǎng)地前由PLC制造商預(yù)先連好線，這一方法大大減少了電氣技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間。從一開(kāi)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

34、級(jí)插入式部件，故障檢測(cè)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(jiàn)輸入/輸出是ON還是OFF，還可寫(xiě)編程指令來(lái)報(bào)告故障。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。2.4 PLC的工作原理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(kāi)始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而不斷循環(huán)。每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周

35、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。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)際是將存入輸入、輸出狀態(tài)的寄存器內(nèi)容進(jìn)行了一次更新，故稱為“I（輸入）/O(輸出) 刷新”。由此可見(jiàn)，若輸入變量在I/O刷新期間狀態(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(shuō)輸出隊(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

36、周期的長(zhǎng)短主要取決于這幾個(gè)因數(shù)：一是CPU執(zhí)行指令的速度，二是每條指令占用的時(shí)間，三是指令條數(shù)的多少，即程序的長(zhǎng)短。對(duì)于慢速控制系統(tǒng)，響應(yīng)速度常常不是主要的，故這種方式不但沒(méi)有壞處反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)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。但對(duì)控制時(shí)間要求較嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，這一問(wèn)題就需慎重考慮。應(yīng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間作出精確的計(jì)算，精心編排程序，合理安排指令的順序，以盡可能減少周期造成的響應(yīng)延時(shí)等的不良影響。2.5 PLC的編程語(yǔ)言PLC提供了較完整的編程語(yǔ)言，以適應(yīng)PLC

37、在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。利用編程語(yǔ)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)和改變繼電器的硬接線線路，這就是所謂的“可編程序”。程序由編程器送到PLC內(nèi)部的存儲(chǔ)器中，它也能方便地讀出、檢查與修改。PLC提供的編程語(yǔ)言通常由三種：梯形圖、功能圖、及布爾邏輯編程。梯形圖(Ladder Programming)是應(yīng)用最廣的，梯形圖編程有時(shí)稱為繼電器梯形圖邏輯圖編程。它使用的最廣是因?yàn)樗鸵酝睦^電器控制線路很接近。梯形圖是在原電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，它與電氣操作原理相呼應(yīng)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是形象、直觀和實(shí)用，為廣大電氣技術(shù)人員所熟知。PLC的梯形圖與電氣控制系統(tǒng)

38、梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號(hào)和表達(dá)方式上有一定區(qū)別。PLC的梯形圖使用的時(shí)內(nèi)部繼電器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，都是由軟件實(shí)現(xiàn)的，其主要特點(diǎn)為使用方便、修改靈活。功能圖編程（Function Chart Programming）是一種較新的編程方法。它的作用使用功能圖來(lái)表達(dá)一個(gè)順序控制過(guò)程。布爾邏輯編程(Boolean Logic Programming)包括“與”（AND）、或(OR)、非(NOT)以及定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器等。每一種編程方法都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，根據(jù)每一種特殊的控制要求，根據(jù)編程者的熟練程度正確合理應(yīng)用編程方法。第三章 STEP7-Micro/Win編程軟件與仿真軟件使用3

39、.1 編程軟件概述本章講述的內(nèi)容是建立在STEP7-Micro/Win V4.0版編程軟件和2004年推出的S7-200新產(chǎn)品的基礎(chǔ)上的。較老的編程軟件與V4.0版的功能和界面有一些區(qū)別，老型號(hào)的PLC不能使用新產(chǎn)品的某些功能。3.1.1 軟件安裝與項(xiàng)目的組成1、軟件的安裝安裝編程軟件的計(jì)算機(jī)應(yīng)使用Windows操作系統(tǒng)，雙擊編程軟件中的安裝程序SETUP.EXE，根據(jù)安裝時(shí)提示完成安裝。進(jìn)入安裝程序時(shí)選擇英語(yǔ)作為安裝過(guò)程中使用的語(yǔ)言。安裝完成后，再用菜單命令“工具”“選項(xiàng)”打開(kāi)的對(duì)話框的“一般”選項(xiàng)卡中，選擇希望使用的語(yǔ)言（具體的編程實(shí)例見(jiàn)第二章的實(shí)驗(yàn)）。2、項(xiàng)目的組成圖1-1是V4.0版T

40、EP7-Micro/WIN的操作界面，在編程軟件中，一個(gè)完整的PLC控制系統(tǒng)稱為項(xiàng)目。一個(gè)項(xiàng)目（Project）包括下列基本組件：（1）程序塊：主程序(OB1)、可選的子程序和中斷程序。程序結(jié)束時(shí)不需要加入無(wú)條件結(jié)束或返回指令。（2）數(shù)據(jù)塊：用于對(duì)V存儲(chǔ)器賦初值，由數(shù)據(jù)和注釋組成。（3）系統(tǒng)塊：用來(lái)設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，一般可采用默認(rèn)的參數(shù)值。（4）符號(hào)表：用符號(hào)來(lái)代替存儲(chǔ)器的地址，使程序更容易理解。（5）狀態(tài)表：用來(lái)監(jiān)視、修改和強(qiáng)制程序執(zhí)行時(shí)指定的變量的狀態(tài)。（6）交叉引用表：列舉出各操作數(shù)出現(xiàn)的位置和指令的助記符。3、軟件界面介紹程序編輯器窗口包含用于該項(xiàng)目的編輯器（LAD、FBD或STL）的局

41、部變量表和程序視圖。如果需要，您可以拖動(dòng)分割條，擴(kuò)展程序視圖，并覆蓋局部變量表。當(dāng)您在主程序一節(jié)（OB1）之外，建立子程序或中斷例行程序時(shí)，標(biāo)記出現(xiàn)在程序編輯器窗口的底部?？牲c(diǎn)擊該標(biāo)記，在子程序、中斷和OB1之間移動(dòng)。指令樹(shù)提供了所有項(xiàng)目對(duì)象和為當(dāng)前程序編輯器（LAD、FBD或STL）提供的所有指令的樹(shù)型視圖。您可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊樹(shù)中“項(xiàng)目”部分的文件夾，插入附加程序組織單元（POU）；您可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊單個(gè)POU，打開(kāi)、刪除、編輯其屬性表，用密碼保護(hù)或重命名子程序及中斷例行程序。您可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊樹(shù)中“指令”部分的一個(gè)文件夾或單個(gè)指令，以便隱藏整個(gè)樹(shù)。您一旦打開(kāi)指令文件夾，就可以拖放單個(gè)

42、指令或雙擊，按照需要自動(dòng)將所選指令插入程序編輯器窗口中的光標(biāo)位置。您可以將指令拖放在“偏好”文件夾中，排列經(jīng)常使用的指令。符號(hào)表窗口允許你分配和編輯全局符號(hào)（即可在任何POU中使用的符號(hào)值，不只是建立符號(hào)的POU）。您可以建立多個(gè)符號(hào)表。可在項(xiàng)目中增加一個(gè)S7-200系統(tǒng)符號(hào)預(yù)定義表。狀態(tài)圖窗口允許您將程序輸入、輸出或變量置入圖表中，以便追蹤其狀態(tài)。您可以建立多個(gè)狀態(tài)圖，以便從程序的不同部分檢視組件。每個(gè)狀態(tài)圖在狀態(tài)圖窗口中有自己的標(biāo)簽。局部變量表包含您對(duì)局部變量所作的賦值（即子程序和中斷例行程序使用的變量）。在局部變量表中建立的變量使用暫時(shí)內(nèi)存；地址賦值由系統(tǒng)處理；變量的使用僅限于建立此變量

43、的POU。狀態(tài)條提供您在STEP 7-Micro/WIN中操作時(shí)的操作狀態(tài)信息。菜單條允許你使用鼠標(biāo)或鍵擊執(zhí)行操作。您可以定制“工具”菜單，在該菜單中增加自己的工具。工具條為最常用的STEP 7-Micro/WIN操作提供便利的鼠標(biāo)訪問(wèn)。您可以定制每個(gè)工具條的內(nèi)容和外觀。 “視圖”選擇該類(lèi)別，為程序塊、符號(hào)表，狀態(tài)圖，數(shù)據(jù)塊，系統(tǒng)塊，交叉參考及通訊顯示按鈕控制。 “工具”選擇該類(lèi)別，顯示指令向?qū)А⑽谋撅@示向?qū)?、位置控制向?qū)?、EM 253控制面板和調(diào)制解調(diào)器擴(kuò)展向?qū)У陌粹o控制。注釋：當(dāng)操作欄包含的對(duì)象因?yàn)楫?dāng)前窗口大小無(wú)法顯示時(shí)，操作欄顯示滾動(dòng)按鈕，使您能向上或向下移動(dòng)至其他對(duì)象 。輸出窗口在您編

44、譯程序時(shí)提供信息。當(dāng)輸出窗口列出程序錯(cuò)誤時(shí)，可雙擊錯(cuò)誤信息，會(huì)在程序編輯器窗口中顯示適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)。當(dāng)您編譯程序或指令庫(kù)時(shí)，提供信息。當(dāng)輸出窗口列出程序錯(cuò)誤時(shí)，您可以雙擊錯(cuò)誤信息，會(huì)在程序編輯器窗口中顯示適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)。3.1.2 計(jì)算機(jī)通信參數(shù)的設(shè)置與在線連接的建立1、PC/PPI電纜的安裝與設(shè)置 用計(jì)算機(jī)編程時(shí)，一般用PCPPI(個(gè)人計(jì)算機(jī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口)電纜連接計(jì)算機(jī)與可編程序控制器，這是一種低成本的通信方式。 將PCPPI電纜標(biāo)有“PC ”的RS232端連接到計(jì)算機(jī)的RS232通信接口，標(biāo)有“PPI”的RS485端連接到CPU模塊的通信口擰緊兩邊接口的螺釘。 PCPPI電纜上的DIP開(kāi)關(guān)選擇的波特

45、率應(yīng)與編程軟件中設(shè)置的波特率一致。初學(xué)者可選通信速率的默認(rèn)值9600bit/s。4號(hào)開(kāi)關(guān)用于選擇10位模式還是11位模式，5號(hào)開(kāi)關(guān)用于選擇RS232L設(shè)置為數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCT)模式或數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)模式。未使用調(diào)制解調(diào)器時(shí)4號(hào)開(kāi)關(guān)關(guān)和5號(hào)開(kāi)關(guān)均應(yīng)設(shè)為0。2、計(jì)算機(jī)與PLC在線連接的建立在STEP 7MicroWIN 32的瀏覽條中單擊“通信”圖標(biāo)，或從菜單中選擇“檢視一通信”選項(xiàng)，將出現(xiàn)通信連接對(duì)話框，顯示尚未建立通信連接。雙擊對(duì)話框中的刷新圖標(biāo)，編程軟件檢核可能與計(jì)算機(jī)連接的所有S7200 CPU模塊(站)，在對(duì)話框中顯示已建立起連接的每個(gè)站的CPU國(guó)標(biāo)、CPU型號(hào)和站地址。3、PL

46、C中信息的讀取 要想了解可編程序控制器的型號(hào)與版本、工作方式、掃描速率、IO模塊配置以及CPU和IO模塊錯(cuò)誤，可選擇菜單命令“PLC一信息”，將顯示出可編程序控制器的RUNSTOP狀態(tài)、以msJ單位的掃描速率、CPU的版本、錯(cuò)誤的情況和各模塊的信息，“復(fù)位掃描速率”按鈕用來(lái)刷新最大扛描速率、最小掃描速率和最近的扦描速率。如果CPU配合智能模塊，要查看智能模塊信息時(shí)，選中要查看的模塊，單擊“智能模塊信息”按鈕，將出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話柜，以確認(rèn)模塊類(lèi)型、模塊版本、模塊錯(cuò)誤和其他有關(guān)的信息。3.2 S7-200仿真軟件的使用1、仿真軟件不需要安裝，不能模擬S7-200的全部指令和全部功能。2、硬件設(shè)置執(zhí)行菜

47、單命令“配置”“CPU型號(hào)”，選擇CPU的型號(hào)。雙擊緊靠已配置的模塊右側(cè)的方框，可添加I/O擴(kuò)展模塊。3、生成ASCII文本文件在編程軟件中打開(kāi)編譯成功的OB1，執(zhí)行菜單命令“文件”“導(dǎo)出”。4、下載程序5、模擬調(diào)試程序如果用戶程序中有仿真軟件不支持的指令或功能，點(diǎn)擊【運(yùn)行】按鈕后，“RUN”LED的狀態(tài)不變。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊模塊下面的小開(kāi)關(guān)產(chǎn)生輸入信號(hào)。6、監(jiān)控變量執(zhí)行菜單命令“查看”“內(nèi)存監(jiān)視”，在出現(xiàn)的對(duì)話框中，可以監(jiān)視V、M、T、C等內(nèi)部變量的值。用二進(jìn)制格式監(jiān)視字節(jié)、字和雙字，可以在一行中同時(shí)監(jiān)視多個(gè)位變量。第四章 課題任務(wù)的分析4.1 電梯控制方法的分析隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、近年來(lái)，我國(guó)的

48、電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展。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))、PLC控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點(diǎn)，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，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，一般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)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造目前國(guó)內(nèi)七八十年代安裝的許多電梯電氣部分用繼電器接觸器

49、控制系統(tǒng)，線路復(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)，其拽引系統(tǒng)多采用交流雙速電機(jī)系統(tǒng)換速，效率低，調(diào)速性能指標(biāo)較差，嚴(yán)重影響電梯運(yùn)行質(zhì)量。由于這些電梯交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，交流雙速電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)性能及乘坐舒適感較差，交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)屬能耗型調(diào)速的機(jī)械部分無(wú)大問(wèn)題，為節(jié)約資金，大部分老式電梯用戶希望對(duì)電梯的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，提高電梯的運(yùn)行性能。因此對(duì)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，尋找適合我國(guó)老式電梯的改造方法具有十分重要的意義電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼

50、電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。自80年代后期PLC引入我國(guó)電梯行業(yè)以來(lái)，由PLC組成的電梯控制系統(tǒng)被許多電梯制造廠家普遍采用。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)。4.2 整體設(shè)計(jì)流程的確定綜上所述，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。以上已對(duì)四層電梯的硬件部分作了分析，看需要什么樣的開(kāi)關(guān)，電機(jī)，信號(hào)燈等。然后，畫(huà)出它的控制面板圖，再根據(jù)控制面板圖估計(jì)一下I/O點(diǎn)數(shù)，這樣可以確定所選機(jī)型，然后在軟件設(shè)計(jì)，寫(xiě)出流程圖，梯形圖，寫(xiě)出語(yǔ)句。最后是進(jìn)行調(diào)試，看看此程序是否可行。第五章

51、可編程控制器的機(jī)型選5.1可編程控制器控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)估算5.1.1控制電磁閥等所需的I/O點(diǎn)數(shù)有電磁閥的動(dòng)作原理可知，一個(gè)單線圈電磁閥用可編程控制器時(shí)需兩個(gè)輸入及一個(gè)輸出；一個(gè)雙線圈電磁閥需三個(gè)輸入及兩個(gè)輸出；一個(gè)比例式電磁閥需三個(gè)輸入及五個(gè)輸出。一個(gè)按鈕需一個(gè)輸入；一個(gè)光電開(kāi)關(guān)要占用一個(gè)或兩個(gè)輸入點(diǎn)；一個(gè)信號(hào)占用一個(gè)輸出點(diǎn)；而波段開(kāi)關(guān)，有幾個(gè)波段就占用幾個(gè)輸入點(diǎn)；一般情況，各種位置開(kāi)關(guān)都要占用兩個(gè)輸入點(diǎn)。根據(jù)上面所述原理分析，本設(shè)計(jì)用到27個(gè)按鈕，需要27個(gè)輸入點(diǎn)。9個(gè)行程開(kāi)關(guān)，需要9個(gè)輸入點(diǎn)。34個(gè)信號(hào)燈，需要34個(gè)輸出點(diǎn)。5.1.2控制直流電動(dòng)機(jī)所需的I/O點(diǎn)數(shù)本設(shè)計(jì)是對(duì)電梯的控制

52、，所以，我們根據(jù)情況可知，要控制電梯的上升和下降，需要一個(gè)可逆運(yùn)行的直流電機(jī)。這樣，我們需要25個(gè)輸入點(diǎn)和25個(gè)輸出點(diǎn)。5.2內(nèi)存的估計(jì)用戶程序所需內(nèi)存容量要受到下面幾個(gè)因素的影響：內(nèi)存利用率；開(kāi)關(guān)量輸入輸出點(diǎn)數(shù)；模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù)；用戶的編程水平。5.2.1內(nèi)存利用率的說(shuō)明我們把一個(gè)程序段中的接點(diǎn)數(shù)與存放該程序段所代表的機(jī)器語(yǔ)言所需的內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值稱為利用率。5.2.2開(kāi)關(guān)量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)的確定一般系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)量輸入和開(kāi)關(guān)量輸出的比為6：4。這方面的經(jīng)驗(yàn)公司是根據(jù)開(kāi)關(guān)量輸入、開(kāi)關(guān)量輸出的總點(diǎn)數(shù)給出的。所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開(kāi)關(guān)量（輸入+輸出）總點(diǎn)數(shù)*105.2.3模擬量輸入輸出的總點(diǎn)數(shù)的確定只有模擬

53、量輸入時(shí)： 內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)*100模擬量輸入輸出同時(shí)存在： 內(nèi)存擬量字?jǐn)?shù)*2005.2.4程序編寫(xiě)質(zhì)量的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：總存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)=(開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)+開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù))*10+模擬量點(diǎn)數(shù)*150。然后按計(jì)算存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)的25%考慮裕量。5.3響應(yīng)時(shí)間的分析可編程控制器順序掃描的工作方式使它不能可靠的接收持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號(hào)。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間是指輸入信號(hào)產(chǎn)生時(shí)刻與由此而使輸出信號(hào)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)刻的時(shí)間間隔。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間=輸入濾波時(shí)間+輸出濾波時(shí)間+掃描周期。5.4輸入輸出模塊的選擇可編程控制器輸入模塊是檢測(cè)并轉(zhuǎn)換來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（按鈕、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)等）的高電平信號(hào)為機(jī)器內(nèi)部電平信號(hào)

54、，模型類(lèi)型分直流5-24V（DC）幾種；交流24240V（AC）幾種。模塊輸出的任務(wù)是將機(jī)器內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為外部過(guò)程的控制信號(hào)。輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的電流累計(jì)值必須小于公共段所允許通過(guò)的電流值。輸出模塊的電流值必須大于負(fù)載電流的額定值。5.5機(jī)型的確定綜上所述，根據(jù)具體情況，我們選擇西門(mén)子系列。輸入輸出點(diǎn)數(shù)為78點(diǎn)，電機(jī)25點(diǎn)，考慮10%到15%的I/O裕量，我們選擇S7-200系列PLC，CPU型號(hào)為226。第六章 傳感器的選用傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制

55、等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。6.1 超載傳感器的選用當(dāng)電梯開(kāi)門(mén)后，人不斷地走進(jìn)電梯。隨著人數(shù)的增多，電梯橋廂承受的重量越來(lái)越大，所以為了保證電梯的安全，我們?cè)陔娞輼驇撞堪惭b一個(gè)壓力傳感器，給壓力傳感器設(shè)置一個(gè)測(cè)量值為32MPa。當(dāng)電梯橋廂底部受到的壓強(qiáng)大于等于這個(gè)值時(shí)，傳感器發(fā)出信號(hào)至PLC，于是電梯橋廂內(nèi)發(fā)出報(bào)警聲；當(dāng)橋廂底部所受的壓強(qiáng)小于這個(gè)測(cè)量值時(shí)，電梯正常運(yùn)行。這里我們選擇壓電式傳感器，因?yàn)閴弘娛絺鞲衅鹘Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，使用方便，無(wú)需外加電源，抗磁、聲干擾能力強(qiáng)等。6.2 開(kāi)門(mén)傳感器的選用電梯的開(kāi)門(mén)有三種情況，第一是有人按外呼和內(nèi)呼按鈕時(shí)電梯自動(dòng)開(kāi)門(mén)；第二是電梯門(mén)打開(kāi)后，為了使電梯門(mén)開(kāi)的時(shí)間增加，手動(dòng)按開(kāi)門(mén)按鈕；第三是當(dāng)電梯關(guān)門(mén)過(guò)程中有人強(qiáng)行進(jìn)入電梯內(nèi)時(shí)，安裝在門(mén)兩側(cè)的傳感器發(fā)出信號(hào)至PLC，于是電梯門(mén)再次打開(kāi)。這里還是選擇壓電式壓力傳感器。6.3 壓電式壓力傳感器6.3.1 壓電式壓力