貨運電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計.doc

哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計題 目：貨運電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 專業(yè)年級： 機(jī)電一體化08-2 學(xué)生姓名： 曲澤瑩 學(xué) 號： 0801070215 指導(dǎo)教師： 宋鳴 哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院完成時間： 2011 年 6 月 15 日哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文）評語學(xué)生姓名： 曲澤瑩 學(xué)號：0801070215學(xué) 院：哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院 專業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)任務(wù)起止時間：2011年3月14日至2011年6月24日畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：貨運電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)教師對畢業(yè)設(shè)計（論文）的評語：指導(dǎo)教師簽名： 指導(dǎo)教師職稱： 評閱教師對畢業(yè)設(shè)計（論文）的評語：評閱教師簽名： 評閱教師職稱： 答辯委員會對畢業(yè)設(shè)計的評語：答辯委員會評定，該生畢業(yè)設(shè)計（論文）成績?yōu)椋?答辯委員會主席簽名： 職稱： 年 月 日哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名： 曲澤瑩 學(xué)號：0801070215學(xué) 院：哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院 專業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)任務(wù)起止時間：2011年 3 月 14日至2011 年 6月 24 日畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：貨運電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計工作內(nèi)容：1. 完成可控制編程器（PLC）做核心控制部件的電梯控制系2. 完成基于PLC的電梯控制系統(tǒng)的方案，并對結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行了分析、論證，根據(jù)電梯的工作原理，設(shè)計流程及程序。3. 完成對電梯硬件的及軟件的系統(tǒng)設(shè)計。4. 完成完成三層電梯控制器的電路設(shè)計。資料：1. 李秧耕，何喬治，何峰峰編著電梯基本原理及安裝維修全書.機(jī)械工業(yè)出版社，20012. 張百令，袁克文主編電梯安裝維修工.中國勞動社會保障出版社，20023. 顧戰(zhàn)松、陳鐵年編著.可編程控制器原理與應(yīng)用.國防工業(yè)出版社，19964. 廖常初主編.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù).重慶大學(xué)出版社，20055. 陳遠(yuǎn)齡主編機(jī)床與電氣自動控制重慶大學(xué)出版社，2006指導(dǎo)教師意見： 簽名：年 月 日系主任意見：簽名：年 月 日目 錄第一章 緒 論2第二章 總體設(shè)計方案32.1總體方案的確定32.2電梯PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建32.3電梯的初始狀態(tài)、運行中狀態(tài)和運行后狀態(tài)分析42.4實際運行中的控制要求分析52.4.1 電梯上行分析52.4.2 電梯下行分析62.5 電梯的六項控制要求6第三章 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理73.1 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)73.2開關(guān)量I/O模塊83.2.1 輸入模塊83.2.2 輸出模塊93.3可編程序控制器的工作原理103.4 PLC的選型103.4.1 輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算103.4.3 控制功能的選擇10第四章 電梯硬件及軟件系統(tǒng)設(shè)計114.1電氣控制系統(tǒng)114.2梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計114.2.1狀態(tài)指示設(shè)計114.2.2啟動時程序設(shè)計124.2.3運行中程序設(shè)計134.2.4到達(dá)時程序設(shè)計134.3組態(tài)軟件模擬電梯PLC控制系統(tǒng)顯示設(shè)計144.4硬件系統(tǒng)要求及設(shè)計154.5軟件系統(tǒng)設(shè)計18結(jié) 論20參 考 文 獻(xiàn)21致 謝22第一章 緒 論 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。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。實際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實際上是一個人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。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（PLC）取代微機(jī)實現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計和制造微機(jī)控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設(shè)計方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)、運行穩(wěn)定可靠等特點，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實現(xiàn)。電梯是將機(jī)械原理應(yīng)用、電氣技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)、人體工程學(xué)及空氣動力學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)集于一體的機(jī)電設(shè)備，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。為滿足和提高人們的生活質(zhì)量，電梯的智能化、自動化技術(shù)迅速發(fā)展。特別是隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電梯的技術(shù)含量日益提高。在改善電梯性能的同時，對電梯的設(shè)計、管理和維護(hù)人員提出了更高的要求。第二章 總體設(shè)計方案載PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。2.1總體方案的確定目前，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。而在今天選擇控制電梯運動的設(shè)備已經(jīng)從傳統(tǒng)的繼電器接觸器轉(zhuǎn)變成可編程序控制器（PLC）?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）與其他計算機(jī)控制相比較：個人計算機(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，但是它們是為辦公室自動化和家庭設(shè)計的，對環(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。單片機(jī)只是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O信號相連。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、制作和程序設(shè)計的工作量相當(dāng)大，要求設(shè)計者具有很強(qiáng)的計算機(jī)領(lǐng)域的理論知識和實踐經(jīng)驗。工業(yè)控制計算機(jī)（簡稱工控機(jī)）也是為工業(yè)控制設(shè)計的，目前比較流行的是PC總線工控機(jī)，它與個人計算機(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，有實時操作系統(tǒng)的支持，因此在要求快速、實時性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域占有優(yōu)勢。工控機(jī)的價格較高。當(dāng)然在電梯的控制領(lǐng)域也具有重要的地位，把可編程序控制器用于電梯運動的核心部分是很合理的選擇，而且可編程序控制器現(xiàn)在在市場上也是一種成熟的產(chǎn)品?？傊?jīng)上述比較可得，我確定選用PLC控制電梯的運行1。2.2電梯PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建1) 機(jī)房機(jī)房用來安裝曳引機(jī)、電控屏、限速器等。機(jī)房可以設(shè)置在井道頂部，也可設(shè)置在井由自部。當(dāng)機(jī)房設(shè)于井道底部時，即為曳引機(jī)下置式曳引方式。這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建筑物承重大，對井道尺寸要求大，只有在機(jī)房無法頂置時才使用。對于絕大多數(shù)電梯，橢均設(shè)于井道頂部。機(jī)房必須有足夠的面積，高度、承重能力及良好的通風(fēng)條件。2) 轎廂轎廂是用以運送乘客和貨物的電梯組件。它由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是轎廂體的承重構(gòu)架。是由上橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成；轎廂體由轎廂底、轎廂壁、轎廂頂及照明、通風(fēng)裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕等組成。 3) 重量平衡系統(tǒng)該系統(tǒng)由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。對重由對重架和對重塊組成，對重將平衡轎廂自重和部分的額定載重；重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對重側(cè)曳引鋼絲繩長度變化對電梯設(shè)計影響的裝置。4) 電力拖動系統(tǒng)該系統(tǒng)由曳引機(jī)、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置和變頻器等組成。對電梯實行速度控制。曳引電動機(jī)是電梯的動力源，根據(jù)電梯的配置可用交流電動機(jī)或直流電動機(jī)；速度反饋裝置是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運行速度信號，一般采用測速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器，與電動機(jī)相連；調(diào)速裝置對曳引電動機(jī)實行調(diào)速控制；變頻器可以通過改變頻率的大小來控制其運行速度的快慢。5) 電器控制系統(tǒng)該系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏等組成，它起著操縱和控制電梯運行的作用。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作箱或手柄開關(guān)箱、層站召喚按鈕、轎頂和機(jī)房中的檢修或應(yīng)急；位置顯示裝置是指轎內(nèi)和層站的指層燈；層站上一般能顯示電梯運行方向或轎廂所在的層站；控制屏安裝在機(jī)房中，由各類電氣控制元件（或板）組成，是電梯實行電氣控制的集中組件。 6) 安全保護(hù)系統(tǒng)電梯上設(shè)有機(jī)械和電氣的各類保護(hù)系統(tǒng)，以保證電梯安全使用。機(jī)械方面的有限速器和安全鉗，起超速保護(hù)作用；緩沖器，起沖頂和撞底保護(hù)作用；切斷總電源的極限保護(hù)2。2.3電梯的初始狀態(tài)、運行中狀態(tài)和運行后狀態(tài)分析1）電梯的初始狀態(tài)假設(shè)電梯開始時處于第1 層待命、各層顯示器都被初始化, 電梯處于以下狀態(tài):各層呼叫燈均不亮。電梯內(nèi)部及外部各樓層顯示器顯示均為“1”。電梯內(nèi)部及外部各樓電梯門均關(guān)閉。2）電梯運行過程中按下某層呼叫按鈕( 13 層) 后, 該層呼叫燈亮, 電梯響應(yīng)該層呼叫。電梯上行或下行直至該層。各樓層顯示隨電梯移動而改變,各層指示燈也隨之而變運行中電梯門始終關(guān)閉, 到過指定層時, 門才打開。3）電梯運行后狀態(tài)在到達(dá)指定樓層后, 電梯會繼續(xù)待命, 直到新命令產(chǎn)生。電梯在到達(dá)指定樓層后, 電梯門會自動打開, 經(jīng)過一段時間自動關(guān)閉,在過程中, 支持手動開門或關(guān)門。各樓層顯示值為該層所在位置, 且上行與下行指示燈均滅。FXON 系列中的FXON 24M，它是將眾多功能凝集在超小型機(jī)殼內(nèi)的微型可編程控制器。在控制器內(nèi)備有模擬電位器與RUN/STOP 開關(guān)等，方便功能實現(xiàn)，通過擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊與基本單元的連接可自由地選擇使用方法3。2.4實際運行中的控制要求分析實際中, 電梯服務(wù)的對象是許多乘客, 乘客乘坐電梯的目的地是不完全一樣的,而且,每一個乘客呼叫電梯的時間有前有后。因此,我們將電梯在實際中的各種具體情況加以分類,做出分析,以便于編制程序。2.4.1 電梯上行分析若電梯在上行過程中, 某樓層有呼叫產(chǎn)生時, 可分以下兩種情況:1) 若呼叫層處于電梯當(dāng)前運行層之上、目標(biāo)運行層之下, 則電梯應(yīng)在完成前一指令之前先上行至該層, 完成該層呼叫后再由近至遠(yuǎn)的完成其他各個呼叫動作。2) 呼叫層處于電梯當(dāng)前運行層之下, 則電梯在完成前一指令之前不響應(yīng)該指令, 直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。2.4.2 電梯下行分析若電梯在下行過程中, 某樓層有呼叫產(chǎn)生時, 可分以下兩種情況:1) 若呼叫層處于電梯當(dāng)前運行層之下、目標(biāo)運行層之上, 則電梯應(yīng)在完成前一指令之前先下行至該層, 完成該層呼叫后再由近至遠(yuǎn)的完成其他各個呼叫動作。2) 呼叫層處于電梯當(dāng)前運行層之上, 則電梯在完成前一指令之前不響應(yīng)該指令, 直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止4。2.5 電梯的六項控制要求1) 呼叫接收控制接受每個呼叫按鈕(包括內(nèi)部和外部的呼叫)的呼叫命令,并做出相應(yīng)的響應(yīng)。2) 樓層呼叫控制電梯停在某一層( 例如2 層) 時, 此時按動該層的呼叫按鈕(上呼叫或下呼叫) , 則相當(dāng)于發(fā)出打開梯的門命令, 進(jìn)行開門的動作過程; 若此時電梯的轎箱不在該層( 在1、3 層) ,則等到電梯關(guān)門后, 按照不換向原則控制電梯向上或向下運行。3) 運行方向控制電梯運行的不換向原則是指電梯優(yōu)先響應(yīng)不改變現(xiàn)在電梯運行方向的呼叫, 直到這此命令全部響應(yīng)完畢后才響應(yīng)使電梯反向運行的呼叫。4) 樓層到達(dá)控制電梯在每一層都有1 個行程開關(guān),當(dāng)電梯碰到某層的行程開關(guān)時, 表示電梯已經(jīng)到達(dá)該層。5) 電梯門控制當(dāng)電梯停在某層時,在電梯內(nèi)部揮動開門按鈕,則電梯門打開, 按動電梯內(nèi)部的關(guān)門按鈕,則電梯門關(guān)閉。但在電梯運行期間電梯門是不能打開的。6) 樓層指示燈控制當(dāng)電梯運行到某層后, 相應(yīng)的樓層指示燈亮, 直到電梯運行到前方一層時樓層指示燈改變5。第三章 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理3.1 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)可編程序控制器簡稱為PLC（Programmable Logic Controller）主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。如下圖3-2所示：可編程序控制器實際上是一種工業(yè)控制計算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU（中央處理單元）、存儲器（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。圖3-2 可編程序控制器結(jié)構(gòu)1）CPU模塊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）和存儲器組成。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作：a. 輸入處理：將現(xiàn)場的開關(guān)量輸入信號和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。b. 程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號去控制有關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。c. 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【6】。2)I/O模塊I/O模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。輸入信號有兩類：一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字開關(guān)、限位開關(guān)、接收開關(guān)、關(guān)電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號；另一類是由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號。CPU模塊的工作電壓一般是5V，而可編程序控制器的輸入/輸出信號電壓一般較高。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件，所以CPU模塊不能直接與外部輸入/輸出裝置相連。3）編程器編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運行時梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)【7】。3.2開關(guān)量I/O模塊開關(guān)量模塊的輸入輸出信號僅有接通和斷開兩種狀態(tài)。電壓等級有直流5V，12V、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070V，高電壓為70256V。 各I/O點的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元件顯示在面板上，外部I/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4，8，16，32，64點【8】。圖3-3 直流輸入電路 3.2.1 輸入模塊輸入電路中設(shè)有RC濾波電路，以防止由于輸入點抖動或外部干擾脈沖引起的錯誤的輸入信號。濾波電路延遲時間的典型值為1020ms（信號上升沿）和2050ms（信號下降沿），輸入電流約為10mA，上圖2.3是某直流輸入模塊的內(nèi)部電路和外部接線圖。圖中的輸入觸點直接接在公共點和輸入端（400是梯形圖中輸入繼電器的編號）之間，不需要外接電源。有的可編程序控制器還可以為接近開關(guān)、光電開關(guān)之類的傳感器提供24V電源。如圖3-4所示： 圖3-4 輸入電路當(dāng)圖3-4中的外接觸點接通時，光電耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導(dǎo)通，信號經(jīng)內(nèi)部電路傳送給CPU模塊。圖3-5是交流輸入電路。光電耦合器中有兩個反并聯(lián)的發(fā)光二極管，顯示用的兩個發(fā)光二極管也是反并聯(lián)的，因此這個電路可以接收外部的交流輸入電壓【9】。圖3-5 交流輸入電路3.2.2 輸出模塊輸出模塊的功率放大元件有大功率晶體管和磁效應(yīng)管（驅(qū)動直流負(fù)載）、雙向可控硅（驅(qū)動內(nèi)交流負(fù)載）和小型繼電器，后者可以驅(qū)動交流負(fù)載或直流負(fù)載。輸出電流的典型值為0.52A，負(fù)載電源由外部現(xiàn)場提供。輸出電流的額定值與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)，但是只能驅(qū)動100VA/22V的電感性負(fù)載和100W的白熾燈。額定負(fù)載電流還與溫度有關(guān)，溫度升高時額定負(fù)載電流減小，有的可編程序控制器提供了有關(guān)曲線【10】。3.3可編程序控制器的工作原理可編程序控制器是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸入、輸出繼電器等。這種計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的“軟繼電器”，與繼電器系統(tǒng)中的物理結(jié)構(gòu)在功能上某些相似之處。3.4 PLC的選型為了能夠更好的選型，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。3.4.1 輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算I/O點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進(jìn)行圓整。3.4.3 控制功能的選擇該選擇包括控制功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。1) 控制功能 控制功能包括PID控制運算、前饋補(bǔ)償控制運算、比值控制運算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。2) 編程功能 PLC的編程有離線編程和在線編程兩種，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求合理選用。第四章 電梯硬件及軟件系統(tǒng)設(shè)計4.1電氣控制系統(tǒng)圖4-1 為本系統(tǒng)的組成框圖。圖中輸出為：l、電動機(jī)；2、上下行接觸器；3、快慢速接觸器；4、位置指示；5、門鎖。輸入為：6、轎內(nèi)指令；7、廳外指令；8、門區(qū)感應(yīng)；9、手動開關(guān)門；10、樓層感應(yīng)。PLC系統(tǒng)部分完成所設(shè)定的控制任務(wù)所需要的PLC規(guī)模主要取決于控制系統(tǒng)對輸入，求出點的需求量和控制過程的難易程度。(1)IO點的估算：系統(tǒng)的輸入點有：門廳召喚按鈕6個輸入點；轎內(nèi)指令按鈕4個點；樓層感應(yīng)器4個點；門區(qū)感應(yīng)l點；手動開門l點：共計輸入點16點。而輸出點有：快慢速接觸器2點；上下行接觸器2點；樓層指示燈4點；門鎖1個點；共計輸出點9點。總計IO點數(shù)為169；(2)可編程控制器S7200的CPU226輸入，輸出點數(shù)為2416。足以滿足要求。4.2梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計4.2.1狀態(tài)指示設(shè)計當(dāng)電梯運行至某層有指令發(fā)出時指示位置及指令。以二層為例：LD twoselet 二層內(nèi)選撣 S twoseletq，1 二層內(nèi)選擇指示 LD twoup 二層上呼 S twoupq，1 二層上呼指示 LJ)twodown 二層下呼 S twodownq，1 二層下呼指示 LD twoseat 二層位置 = twoeeatq 二層位置指示4.2.2啟動時程序設(shè)計以電梯在三層下行情況為例。當(dāng)電梯的一或二層有指令時，將三層下行位置1，同時無上行，驅(qū)動電梯下行。程序說明如下【11】：電棒在三晨時下行情況 LDoneseletq 一層內(nèi)選擇 0 twmeletq 或二層內(nèi)選擇 Ooneupq 或一層上呼 0 twodownq 或二層下呼 O tWoup_q 或二層上呼 A畦I州eseatq 在三層位置時 SV0.1.1 置三層下行位 電椿下行 LDV0.0 有四層下行位 OV0.1 或有三層下行位 OV0.2 或有二層下行位 AN up 同時無上行 =down 電梯下行4.2.3運行中程序設(shè)計以電梯在二層上行情況為例。程序說明如下表4-1所示：程序說明表 表4-1電梯在二層時上升情況LD fourceletq四層選擇O threeceletq或三層選擇O fourdownq或四層下呼O threedouwnq或三層下呼O threeupq或三層上呼A twoseatq在二層位置時S V0.4，1置二層上行位電梯上行LD V0.3有一層上行位O V0.4或有兩層上行位O V0.5或有三層上行位AN down同時電梯無下行= up電梯上行4.2.4到達(dá)時程序設(shè)計電梯到達(dá)某層時。將已完成的指令信號復(fù)位。以電梯到達(dá)三層為例。程序說明如下表4-2所示：程序說明表 表4-2電梯到達(dá)三層LD threeseatq電梯到達(dá)三層R threeseletq.1復(fù)位三層內(nèi)選擇R V0.0,1復(fù)位四層下行R V0.3,1復(fù)位一層上行R V0.4,1復(fù)位二層上行LD threeseatq電梯到達(dá)三層AN down同時無下行R threeupq.1復(fù)位三層上行LD threeseatq電梯到達(dá)三層AN up同時無上行R threedouwnq.1復(fù)位三層下方4.3組態(tài)軟件模擬電梯PLC控制系統(tǒng)顯示設(shè)計MCGsm態(tài)軟件具有全中文、面向窗口的可視化操作界面。實時性強(qiáng)，有良好的并行處理性能和豐富生動的多媒體畫面。MCGSm態(tài)軟件的開放式結(jié)構(gòu)擁有廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。同時。提供良好的安全機(jī)制，為多個不同級別用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。MCGS組態(tài)軟件支持多種硬件設(shè)備，實現(xiàn)“設(shè)備無關(guān)”，用戶不必因外部設(shè)備的局部改動，而影響整個系統(tǒng)。MCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。兩部分互相獨立。又緊密相關(guān)。本文利用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計。在設(shè)備組態(tài)窗口中選擇適當(dāng)?shù)拇谕ㄓ嵲O(shè)備添加西門子S7200PLC。正確設(shè)置其屬性。正確設(shè)置組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量設(shè)備通道的連接，即可實現(xiàn)PLC與組態(tài)軟件的通訊。將PLC中的串口驅(qū)動程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，使電腦對PLC發(fā)出的信號有響應(yīng)。在MCGS組態(tài)軟件的用戶窗口中，制作一個動畫界面。在界面上設(shè)置各個控件的屬性，使設(shè)置的控件按照真實的情況動作，檢驗和測試電梯PLC控制系統(tǒng)對電梯的運行狀態(tài)的控制效果。MCGS用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來構(gòu)成一個應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面組態(tài)配置各種不同類型和功能的對象或構(gòu)構(gòu)?？梢詫崟r數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理【12】。組態(tài)過程如下圖4-2所示：圖圖4-2 利用組態(tài)軟件設(shè)計過程4.4硬件系統(tǒng)要求及設(shè)計控制要求：a系統(tǒng)應(yīng)具備：有司機(jī)、無司機(jī)、消防三種工作模式。b系統(tǒng)應(yīng)具備下列幾項控制功能:(1）自動響應(yīng)層樓召喚信號(含上召喚和下召喚)。(2）自動響應(yīng)轎廂服務(wù)指令信號。(3）自動完成轎廂層樓位置顯示(二進(jìn)制方式)。(4）自動顯示電梯運行方向。(5）具有電梯直達(dá)功能和反向最遠(yuǎn)停站功能。c系統(tǒng)提供的輸入控制信號:AYS 向上行駛按鈕AYX 向下行駛按鈕YSJ 有/無司機(jī)選擇開關(guān)1YC 一樓行程開關(guān)2YC 二樓行程開關(guān)3YC 三樓行程開關(guān)A1J 一樓指令按鈕A2J 二樓指令按鈕A3J 三樓指令按鈕AJ 指令專用開關(guān)(直駛)ZXF 置消防開關(guān)A1S 一樓上召喚按鈕A2S 二樓上召喚按鈕A2X 二樓下召喚按鈕A3S 三樓上召喚按鈕A3X 三樓下召喚按鈕d系統(tǒng)需要輸出的開關(guān)控制信號：KM 開門顯示GM 關(guān)門顯示MGB 門關(guān)閉顯示DCS 上行顯示DCX 下行顯示S 上行繼電器(控制電動機(jī)正轉(zhuǎn))X 下行繼電器(控制電動機(jī)反轉(zhuǎn))YX 運行顯示A LED 七段顯示器 a 段發(fā)光二極管B LED 七段顯示器 b 段發(fā)光二極管C LED 七段顯示器 c 段發(fā)光二極管D LED 七段顯示器 d 段發(fā)光二極管E LED 七段顯示器 e 段發(fā)光二極管F LED 七段顯示器 f 段發(fā)光二極管G LED 七段顯示器 g 段發(fā)光二極管1DJA 一樓指令信號登記顯示2DJA 二樓指令信號登記顯示3DJA 三樓指令信號登記顯示1DAS 一樓上召喚信號登記顯示2DAS 二樓上召喚信號登記顯示2DAX 二樓下召喚信號登記顯示3DAS 三樓上召喚信號登記顯示3DAX 三樓下召喚信號登記顯示【13】具體的控制要求序號 輸入 輸出 原停靠層 召喚樓層 運行方向 運行情況1 2F或3F 1F呼 下行 電梯下行至1F停2 1F 2F上呼或2F下呼 上行 電梯上行至2F停3 3F 2F上呼或2F下呼 下行 電梯下行至2F停4 1F或2F 3F呼 上行 電梯上行至3F停5 3F 1F呼、2F同時下呼 下行 電梯下行至2F停10S后繼續(xù)下行至1F停6 1F 2F上、3F同時呼 上行 電梯下行至2F停10S后繼續(xù)下行至1F停7 3F 先2F上呼后 1F呼 先下行后上行 電梯上行至2F停10S后繼續(xù)上行至3F停8 1F 先2F下呼后3F呼 先上行后下行 電梯下行至1F停10S后繼續(xù)上行至2F停9 3F 先1F呼后 2F上呼 停 反向召喚無效10 1F 先3F呼后 2F下呼 停 反向召喚無效確定I/O接口點數(shù)1)、輸入接口： 2)、輸出接口（1）安全回路 （1）上行接觸器（2）門鎖 （2）下行接觸器（3）檢修開關(guān) （3）快車接觸器（4）上平層感應(yīng)器 （4）慢車接觸器（5）下平層感應(yīng)器 （5）一級加速接觸器（6）向上按鈕 （6）一級減速接觸器（7）向下按鈕 （7）二級減速接觸器（8）關(guān)門按鈕 （8）三級減速接觸器以上為一組：選用交流220V電壓的接觸器（9）開門按鈕 （9）開門繼電器（10）上強(qiáng)迫減速限位 （10）關(guān)門繼電器（11）下強(qiáng)迫減速限位 （11）JK繼電器（12）消號按鈕 （12）蜂鳴器（13）鎖梯鑰匙 （13）向上方向顯示（14）一樓樓層感應(yīng)器 （14）向下方向顯示（15）二樓樓層感應(yīng)器 （15）一樓樓層顯示（16）三樓樓層感應(yīng)器 （16）二樓樓層顯示（17）一樓指令按鈕 （17）三樓樓層顯示（18）二樓指令按鈕 （18）一樓指令顯示（19）三樓指令按鈕 （19）二樓指令顯示（20）一樓向上召喚按鈕 （20）三樓指令顯示（21）二樓向上召喚按鈕 （21）一樓上召喚顯示（22）二樓向下召喚按鈕 （22）二樓上召喚顯示（23）三樓向下召喚按鈕 （23）二樓下召喚顯示 （24）三樓下召喚顯示4.5軟件系統(tǒng)設(shè)計語句表以下是電梯向上運行控制LD I1.3 NETWORK 2 /NETWORK TITLE (single line)O I1.4 / O I1.5 /NETWORK COMMENTSO I0.1 / O I0.2 LD I1.4O I0.5 O I1.5O I0.3 O I0.2O I0.4 O I0.5A Q0.5 O I0.4= M1.1 A Q0.6 A Q0.0 = M1.2NETWORK 3 NETWORK 4LD I1.5 LD M1.1O I0.5 O M1.2A Q0.7 O M1.3A Q0.0 = Q0.0= M1.3NETWORK 5 NETWORK 6/以下是電梯向下運行控制 /NETWORK TITLE (single line)/ / /NETWORK COMMENTS /NETWORK COMMENTS/ / LD I1.2 LD I1.2O I1.3 O I1.3O I1.4 O I0.3O I0.3 O I0.0O I0.4 O I0.1O I0.0 A Q0.7O I0.1 A Q0.1O I0.2 = M2.3A Q1.0= M2.4NETWORK 7 NETWORK 8LD I1.2 LD M2.2O I0.0 O M2.3A Q0.6 O M2.4A Q0.1 = Q0.0= M2.2DI點： DO點：I0.0 一層請求上樓； O0.0 廂體向上運行；I0.1 二層請求上樓； O0.1 廂體向下運行；I0.2 三層請求上樓； O0.2 廂體停； I0.3 二層請求下樓； O0.3 開廂門；I0.4 三層請求下樓； O0.4 關(guān)廂門；I0.5 四層請求下樓； O0.5 當(dāng)前廂體在一層；I0.6 廂體到達(dá)一層； O0.6 當(dāng)前廂體在二層；I0.7 廂體到達(dá)二層； O0.7 當(dāng)前廂體在三層；I1.0 廂體到達(dá)三層； O1.0 當(dāng)前廂體在四層；I1.1 廂體到達(dá)四層；I1.2 電梯內(nèi)呼一層；I1.3 電梯內(nèi)呼二層；I1.4 電梯內(nèi)呼三層；I1.5 電梯內(nèi)呼四層；I1.6 開廂門按鈕；I1.7 關(guān)廂門按鈕；I2.0 廂門開到位；I2.1 廂門關(guān)到位【14】；結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計是?？茖W(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機(jī)會，通過這次比較完整的設(shè)計出電梯PLC控制，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，通過實際設(shè)計相結(jié)合，鍛煉了我綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，通過PLC控制電梯，實現(xiàn)電梯的運行速度，反映時間和停層的準(zhǔn)確度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，而對電梯的速度、運行狀態(tài)、安全、可靠、消防等進(jìn)行合理的設(shè)計。綜合考慮電梯PLC控制系統(tǒng)，能夠達(dá)到“穩(wěn)