基于S7—300與WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

廣西工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書(shū) 課題名稱課題名稱 基于 S7 300 與 WinCC 的 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 格式不對(duì) 中 英文 系 別 電子信息與控制工程系 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 2010 年 5 月 15 廣西工學(xué)院 2009 屆畢業(yè)論文 基于 PIC 多路信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 第 頁(yè) 摘要 在高層建筑不斷興起的今天 電梯已成為人類不可缺少的運(yùn)輸工具 目前 我國(guó)住 宅樓電梯大部分是采用繼電器控制的 由于控制線路復(fù)雜 體積大 故障率高而且難于 維護(hù) 使電梯難以達(dá)到安全 穩(wěn)定 可靠的基本要求 事故時(shí)有發(fā)生 鑒于繼電器控制 存在著上述的種種弊端 本文采用 PLC 進(jìn)行控制 由于 PLC 功能齊全 應(yīng)用靈活 能 夠滿足電梯控制的要求而且具有抗干擾性能強(qiáng) 操作方便 維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn) 使得系 統(tǒng)可靠性大大提高 本文介紹了利用 S7 300 實(shí)現(xiàn)的一個(gè)五層電梯的控制系統(tǒng) 檢驗(yàn) 電梯 PLC 控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況 利用 WinCC 監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行 達(dá)到方便 直觀的效果 且易于系統(tǒng)的維護(hù) 實(shí)踐證明 PLC 可編程控制器和 WinCC 組態(tài)軟件結(jié)合有利于 PLC 控 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 檢測(cè) 具有良好的應(yīng)用價(jià)值 關(guān)鍵詞 PLC S7 300 WinCC 五層電梯 廣西工學(xué)院 2009 屆畢業(yè)論文 基于 PIC 多路信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 第 I 頁(yè) Abstract In today s high rise buildings continue to rise the lift has become an indispensable means of transport in the human At present most residential buildings elevator control relay is used as control circuit complex bulky and difficult to maintain high failure rate so that the lift difficult to achieve security stability reliable basic requirements of accidents Given the existence of relay control all these drawbacks this paper adopts PLC control As the PLC fully functional application flexibility to meet the requirements of elevator control but also has strong anti interference performance convenient operation simple maintenance etc makes the system reliability are increased This paper describes programming S7 300 for a five story elevator control system PLC control system test elevator operation Using WinCC and control system interface for convenience visual effects and easy system maintenance Proved PLC programmable controller and the combination of the WinCC configuration software design of PLC control systems detection has a good value Key words PLC S7 300 WinCC five elevator control system 廣西工學(xué)院 2009 屆畢業(yè)論文 基于 PIC 多路信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 第 II 頁(yè) 目目 錄錄 1 1 緒緒 論論 1 1 1 2 研究的意義 2 1 3 研究的重點(diǎn) 難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn) 2 1 3 1 研究重點(diǎn) 2 1 3 2 研究難點(diǎn) 2 1 3 3 創(chuàng)新點(diǎn) 3 2 2 在哪在哪 2 1 1 PLC 的特點(diǎn) 4 2 1 2 PLC 的工作原理 4 2 2 S7 系列 PLC 的簡(jiǎn)介 7 2 2 1 S7 300 的概述 7 2 2 2 S7 300 的組成部件 7 2 2 3 I O 模塊地址的確定 8 2 3 STEP 7 編程軟件簡(jiǎn)介 10 2 3 1 STEP 7 的編程功能 10 2 3 2 STEP 7 的硬件組態(tài)與診斷功能 10 3 3 五層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)五層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1111 3 1 電梯控制要求 11 3 1 1 電梯控制過(guò)程 11 3 1 2 電梯控制系統(tǒng)總體流程圖 12 3 2 控制界面的設(shè)計(jì) 12 3 2 1 WinCC 界面設(shè)計(jì) 13 3 2 2 組態(tài)界面通訊設(shè)置 16 3 3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 17 3 3 1 硬件初始化與組態(tài)設(shè)置 17 3 3 2 系統(tǒng)程序的編輯 18 4 4 綜合調(diào)試綜合調(diào)試 2323 4 1 程序的載入 23 4 2 系統(tǒng)界面監(jiān)控 25 結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ) 3030 致謝致謝 3131 附錄附錄 3333 附錄 1 WINCC 控制界面 33 附錄 2 控制系統(tǒng)梯形圖 34 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 0 頁(yè) 1 緒 論 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展 樓房越來(lái)越高 而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備 電梯從手柄 開(kāi)關(guān)操縱電梯 按鈕控制電梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯 為高層運(yùn)輸做出了不可磨滅的貢獻(xiàn) 進(jìn)入九十年代 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用 人們對(duì)電梯的安全性 可靠性 的要求越來(lái)越高 繼電器控制的弱點(diǎn)就越來(lái)越明顯 可編程序控制器 PLC 是根據(jù)順序邏輯控 制的需要而發(fā)展起來(lái)的 是專門(mén)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置 鑒于其種 種優(yōu)點(diǎn) 目前 電梯的繼電器控制方式已逐漸被 PLC 控制代替 同時(shí) 由于電機(jī)交流變頻調(diào) 速技術(shù)的發(fā)展電梯的拖動(dòng)方式已由原來(lái)直流調(diào)速逐漸過(guò)渡到了交流變頻調(diào)速 因此 PLC 控制 技術(shù)加變頻調(diào)速已成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn) 1 1 歷史背景 電梯 elevator lift moving staircase 一種以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī) 裝有箱 狀吊艙 用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物 也有臺(tái)階式 踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行 俗稱扶梯 1854 年 在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(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 一 切安全 先生們 站在升降梯平臺(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 這就是人類歷史上第一部安全升降梯 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 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 值得哈爾濱市民感到光榮的是 我們還擁有著國(guó)內(nèi)為數(shù)不多運(yùn)行著的老式電梯 那種現(xiàn)在 只能在老電影中出現(xiàn)的 像籠子一樣的 手拉門(mén)的老電梯 讓人們仿佛回到了那個(gè)神秘的年代 浮想聯(lián)翩 而且這個(gè)有著 100 年歷史的古老電梯也成了外地旅游觀光者一定不應(yīng)錯(cuò)過(guò)的景觀 坐在上面隨著古老的電梯扶搖直上 一種歷史感和懷舊感一定會(huì)油然而生 生活在繼續(xù) 科技在發(fā)展 電梯也在進(jìn)步 電梯的材質(zhì)由黑白到彩色 樣式由直式到斜式 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 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 多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制 智能群控 雙層轎箱電梯展示出節(jié)省井道空間 提升運(yùn)輸能力的 優(yōu)勢(shì) 變速式自動(dòng)人行道扶梯大大節(jié)省了行人的時(shí)間 不同外形的扇形 三角形 半棱形 圓 形觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉 一個(gè)半世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨 翻天覆地的是歷史 的變遷 永恒不變的是電梯提升現(xiàn)代人生活質(zhì)量的承諾 1 2 研究的意義 在高層建筑不斷興起的今天 電梯已成為人類不可缺少的運(yùn)輸工具 目前 我國(guó)住宅樓電梯 大部分是采用繼電器控制的 由于控制線路復(fù)雜 體積大 故障率高而且難于維護(hù) 使電梯難以 達(dá)到安全 穩(wěn)定 可靠的基本要求 事故時(shí)有發(fā)生 鑒于繼電器控制存在著上述的種種弊端 進(jìn) 行將 PLC 應(yīng)用于電梯控制 收到了良好效果 可編程控制器應(yīng)用于電梯控制 用軟件編程替代 原有繼電器硬件布線控制 使控制系統(tǒng)具有了極大的柔性和通用性 同時(shí) 由于 PLC 功能齊全 應(yīng)用靈活 能夠滿足電梯控制的要求而且具有抗干擾性能強(qiáng) 操作方便 維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn) 使 得系統(tǒng)可靠性大大提高 此外 電梯的拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速 通過(guò)合理的選擇 和設(shè)計(jì) 提高電梯的控制水平 并改善了電梯運(yùn)行的舒適感 使電梯達(dá)到了較為理想的控制效 果 1 3 研究的重點(diǎn) 難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn) 這個(gè)不應(yīng)該這樣寫(xiě) 簡(jiǎn)單介紹一下研究?jī)?nèi) 容就行了 1 3 1 研究重點(diǎn) 電梯的運(yùn)行方式可分為上行和下行兩種方式 電梯在上行過(guò)程中 某樓層有呼叫產(chǎn)生時(shí)可分為兩種情況 1 呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行層之上目標(biāo)運(yùn)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(gè)呼叫動(dòng)作 2 呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)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 電梯在下行過(guò)程中 某樓層有呼叫產(chǎn)生時(shí)可分為兩種情況 1 呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行層之下目標(biāo)運(yùn)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(gè)呼叫動(dòng)作 2 呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)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 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 1 3 2 研究難點(diǎn) 為了電梯運(yùn)行的平穩(wěn)與舒適 采用變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行速度反饋控制 使電梯速度變化平滑 開(kāi)車(chē)后速度緩慢提升至運(yùn)行速度 運(yùn)行一段時(shí)間 再由運(yùn)行速度緩慢降低為零停車(chē) 1 3 3 創(chuàng)新點(diǎn) 采用 PLC 控制代替繼電器控制 PLC 控制實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式 PLC 控制具有可靠 性高 易操作 維修 編程簡(jiǎn)單 靈活性強(qiáng)等特點(diǎn) 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 2 PLC 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 2 1 PLC 的基本概念 隨著微處理器 計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展 計(jì)數(shù)機(jī)控制已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在幾乎 所有的工業(yè)領(lǐng)域 現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求作出迅速的反應(yīng) 生產(chǎn)出小批量 多品種 多規(guī)格 低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品 為了滿足這一要求 生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必 須具有極高的可靠性和靈活性 可編程控制器正式順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的 它是以微處理器為基 礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置 可編程控制器 Programmable Logic Controller 簡(jiǎn)稱 PLC 它的應(yīng)用面廣 功能強(qiáng)大 使用方便 已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一 在工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域得到廣泛的使用 2 1 1 PLC 的特點(diǎn) PLC 出現(xiàn)后就受到普遍的重視 其應(yīng)用發(fā)展也十分迅速 原因在于與現(xiàn)有的各種工業(yè)自動(dòng) 化控制方式相比 它有一系列手用戶歡迎的特點(diǎn) 1 可靠性高 抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù) 采用嚴(yán)格 的生產(chǎn)工藝制造 內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù) 具有很高的可靠性 2 配套齊全 功能完善 適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天 已經(jīng)形成了大 中 小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品 可以用于各種規(guī)模的工 業(yè)控制場(chǎng)合 除了邏輯處理功能以外 現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力 可用于各種數(shù) 字控制領(lǐng)域 3 易學(xué)易用 深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備 它接口容易 編程語(yǔ)言易于 為工程技術(shù)人員接受 梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近 只用 PLC 的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能 4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 建造工作量小 維護(hù)方便 容易改造 PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯 大大減少了控制設(shè)備外部的接線 使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造 的周期大為縮短 同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái) 更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò) 程成為可能 這很適合多品種 小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合 2 1 2 PLC 的工作原理 早期 PLC 主要用于替代由繼電器接觸器組成的控制裝置 它們的外部功能與控制過(guò)程基本 相同 但兩者的內(nèi)部組成 控制手段 運(yùn)行方式是截然不同的 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 1 PLC 的工作方式 PLC 采用周期循環(huán)掃描 集中屬于輸出的工作方式 圖 2 1 是 PLC 控制流程框圖 上電后 CPU 在系統(tǒng)程序的監(jiān)控程序的監(jiān)督控制下先進(jìn)行內(nèi)部處理 包括硬件初始化 I O 模塊配置檢 查 停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理 一旦進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)就采用周期循環(huán)方式執(zhí)行用 戶程序 如圖 2 2 所示 一個(gè)掃描周期分三個(gè)階段進(jìn)行 即輸入采用 用戶程序執(zhí)行和輸出刷 新 三個(gè)階段周期重復(fù)循環(huán)執(zhí)行 各階段的工作內(nèi)容與特點(diǎn)如下 1 輸入采樣階段 PLC 以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù) 并將它們存入 I O 映 像區(qū)中相應(yīng)的存儲(chǔ)單元內(nèi) 此時(shí)輸入映像寄存器內(nèi)容被刷新 此后關(guān)閉輸入通道 緊接轉(zhuǎn)入用 戶程序執(zhí)行階段 圖 2 1 PLC 控制流程圖 C PU N Y STO P R U N N Y 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 圖 2 2 PLC 用戶程序掃描工作過(guò)程 2 用戶程序執(zhí)行階段 CPU 按自上而下 自左而右順序掃描用戶程序 逐句執(zhí)行各條指 令或者根據(jù)控制線路的邏輯運(yùn)算結(jié)果確定某些特殊功能指令執(zhí)行與否 只有輸入的開(kāi)關(guān)量 X 接點(diǎn)狀態(tài)和輸入的數(shù)據(jù)始終不變 但內(nèi)部原件映像寄存器內(nèi)容不斷被刷新 對(duì)該區(qū)域存 儲(chǔ)單元的操作既有寫(xiě)又有讀 對(duì)應(yīng)的內(nèi)部器件的狀態(tài) 接點(diǎn) 或數(shù)據(jù)也隨之變化 并且與其在 程序中的位置有關(guān) 如圖 2 3 梯形圖和波形圖所示 a 梯形圖 b 波形圖 Y102 Y100 Y10 Y103 Y103 Y102 Y100 Y101 X10 Y100 Y101 Y102 Y103 T 2T T 2T T T T T TT 1 X0 X1 X2 Y0 M 0 3 5 2 X0 Y0 X 4 Y0 Y1 Y2 6 Y 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 圖 2 3 梯形圖與線圈響應(yīng)波形圖 3 輸出刷新階段 所有程序執(zhí)行完畢 CPU 將 I O 映像區(qū)內(nèi)所有需輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)一次 傳送到輸出鎖存電路 再經(jīng)隔離 功率放大電路去驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載 2 2 S7 系列 PLC 的簡(jiǎn)介 西門(mén)子公司的 PLC 產(chǎn)品有 SIMATIC S7 M7 和 C7 等幾大系列 S7 系列是傳統(tǒng)意義的 PLC 產(chǎn)品 其中的 S7 200 是針對(duì)低性能要求的小型 PLC S7 300 是針對(duì)低性能要求的模塊式中小 型 PLC 最多可以擴(kuò)展 32 個(gè)模塊 根據(jù)本次課題的要求 選用 S7 300 系列 2 2 1 S7 300 的概述 S7 300 是模塊化的中小型 PLC 見(jiàn)圖 2 4 適用于中等性能的控制要求 S7 300 的 CPU 模塊 簡(jiǎn)稱為 CPU 都有一個(gè)編程用的 RS 485 接口 有些接口還有 PROFIBUS DP 接 口或 PtP 串行通信接口 可以建立一個(gè) MPI 多點(diǎn)接口 網(wǎng)絡(luò)或 DP 網(wǎng)絡(luò) 圖 2 4 S7 300 控制器 1 電源模塊 2 后備電池 3 24V DC 連接器 4 模式開(kāi)關(guān) 5 狀態(tài)和故障指示燈 6 存儲(chǔ)器卡 CPU 313 以上 7 MPI 多點(diǎn)接口 8 前連接器 9 前蓋 2 2 2 S7 300 的組成部件 S7 300 PLC 是模塊式的 PLC 它由以下幾部分組成 1 中央處單元 CPU 各種 PLC 有不同的性能 例如有的 CPU 集成有數(shù)據(jù)量和模擬量輸入 輸出點(diǎn) 有的 CPU 集 成有 PROFIBUS DP 等通信接口 2 負(fù)載電源模塊 PS 負(fù)載電源模塊用于將 AC220V 電源轉(zhuǎn)換為 DC24V 電源 共 CPU 和 I O 模塊使用 額定輸出 電流有 2A 5A 和 10A 3 種 過(guò)載時(shí)模塊上的 LED 閃爍 3 信號(hào)模塊 SM 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 信號(hào)模塊是數(shù)字量輸入 輸出模塊和模擬量輸入 輸出模塊的總稱 它們使不同的過(guò)程信號(hào) 電壓或電流與 PLC 內(nèi)部的信號(hào)電平匹配 信號(hào)模塊主要有數(shù)字量輸入模塊 SM321 和數(shù)字量輸出 模塊 SM322 模擬量輸入模塊 SM331 和模擬量輸出模塊 SM332 4 通信處理器 CP 通信處理器用于 PLC 之間 PLC 與計(jì)算機(jī)和其他智能設(shè)備之間的通信 可以將 PLC 接入 PROFIBUS DP AS i 和工業(yè)以太網(wǎng) 或用于實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信等 通信處理器可以減輕 CPU 處理 通信的負(fù)擔(dān) 并減少用戶對(duì)通信的編程工作 5 接口模塊 IM 接口模塊用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架 CR 和擴(kuò)展機(jī)架 ER S7 300 通過(guò)分布式的主機(jī)架 和 3 個(gè)擴(kuò)展機(jī)架 最多可以配置 32 個(gè)信號(hào)模塊 功能模塊和通信處理器 2 2 3 I O 模塊地址的確定 S7 300 的開(kāi)關(guān)量地址由地址標(biāo)識(shí)符 地址的字節(jié)部分和位部分組成 一個(gè)字節(jié)由 0 7 這 8 位組成 地址標(biāo)識(shí)符 I 表示輸入 Q 表示輸出 M 表示存儲(chǔ)器位 S7 300 的信號(hào)模塊的字節(jié) 地址與模塊所在的機(jī)架號(hào)和槽號(hào)有關(guān) 位地址與信號(hào)線接在模塊上的哪一個(gè)端子有關(guān) 對(duì)于數(shù) 字量模塊 從 0 號(hào)機(jī)架的 4 號(hào)槽開(kāi)始 每一槽位分配槽位 4B 4 個(gè)字節(jié) 的地址 相當(dāng)于 32 個(gè) I O 點(diǎn) 見(jiàn)表 2 1 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求 I O 分配表如下所示 見(jiàn)表 2 2 表 2 1 I O 模塊的字節(jié)地址 槽 號(hào) 機(jī)架號(hào)模塊類型 4567891011 數(shù)字量 0 34 78 1112 1516 1920 2324 2728 31 0 模擬量256 271272 287288 303304 319320 335336 351352 367368 383 數(shù)字量32 3536 3940 4344 4748 5152 5556 5960 63 1 模擬量384 399400 415416 431432 447448 463464 479480 495496 511 數(shù)字量64 6768 7172 7576 7980 8384 8788 9192 95 2 模擬量512 527528 543544 559560 575576 591592 607608 623624 639 數(shù)字量96 99100 103104 107108 111112 115116 119120 123124 127 3 模擬量640 655656 671672 687688 703704 719720 735736 751752 767 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 表 2 2 I O 分配表 這個(gè)表應(yīng)放到后面項(xiàng)目設(shè)計(jì)的內(nèi)容中 說(shuō)明對(duì)應(yīng) PLC 地址說(shuō)明對(duì)應(yīng) PLC 地址 外部 1 層上呼叫按鈕I0 0內(nèi)部 2 層呼叫燈Q10 1 外部 2 層上呼叫按鈕I0 1內(nèi)部 3 層呼叫燈Q10 2 外部 2 層下呼叫按鈕I0 2內(nèi)部 4 層呼叫燈Q10 3 外部 3 層上呼叫按鈕I0 3內(nèi)部 5 層呼叫燈Q10 4 外部 3 層下呼叫按鈕I0 4外部 1 層上呼叫燈Q8 0 外部 4 層上呼叫按鈕I0 5外部 2 層上呼叫燈Q8 1 外部 4 層下呼叫按鈕I0 6外部 2 層下呼叫燈Q8 2 外部 5 層下呼叫按鈕I0 7外部 3 層上呼叫燈Q8 3 1 層行程開(kāi)關(guān)I1 0外部 3 層下呼叫燈Q8 4 2 層行程開(kāi)關(guān)I1 1外部 4 層上呼叫燈Q8 5 3 層行程開(kāi)關(guān)I1 2外部 4 層下呼叫燈Q8 6 4 層行程開(kāi)關(guān)I1 3外部 5 層下呼叫燈Q8 7 5 層行程開(kāi)關(guān)I1 41 層位燈Q9 0 內(nèi)部 1 層呼叫按鈕I2 02 層位燈Q9 1 內(nèi)部 2 層呼叫按鈕I2 13 層位燈Q9 2 內(nèi)部 3 層呼叫按鈕I2 24 層位燈Q9 3 內(nèi)部 4 層呼叫按鈕I2 35 層位燈Q9 4 內(nèi)部 5 層呼叫按鈕I2 4電梯上升Q11 2 開(kāi)門(mén)按鈕I3 0電梯下降Q11 3 關(guān)門(mén)按鈕I3 1上升指示燈Q11 4 開(kāi)門(mén)行程開(kāi)關(guān)I3 2下降指示燈Q11 5 關(guān)門(mén)行程開(kāi)關(guān)I3 3電梯開(kāi)門(mén)Q11 0 內(nèi)部 1 層呼叫燈Q10 0電梯關(guān)門(mén)Q11 1 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 2 3 STEP 7 編程軟件簡(jiǎn)介 STEP 7 編程軟件用于 SIMATIC S7 M7 C7 和基于 PC 的 WinAC 是供它們編程 監(jiān)控和 參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具 本書(shū)對(duì) STEP 7 操作的描述 都是基于 STEP 7 V5 2 版的 為了在個(gè)人 計(jì)算機(jī)上使用 STEP 7 應(yīng)配置 MPI 通信卡或 PC MPI 通信適配器 將計(jì)算機(jī)連接到 MPI 或 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò) 來(lái)下載和上載 PLC 的用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù) 2 3 1 STEP 7 的編程功能 1 編程語(yǔ)言 STEP 7 的標(biāo)準(zhǔn)版只配置了 3 中基本的編程語(yǔ)言 梯形圖 LAD 功能塊圖 FBD 和語(yǔ) 句表 STL 有鼠標(biāo)拖放 復(fù)制和粘貼功能 STEP 7 專業(yè)版的編程語(yǔ)言包括 S7 SCL 結(jié)構(gòu)化 控制語(yǔ)言 S7 GRAPH 順序功能圖語(yǔ)言 S7 HiGraph 和 CFC 2 符號(hào)表編輯器 STEP 7 用符號(hào)表編輯器工具管理所有的全局變量 用于定義符號(hào)名稱 數(shù)據(jù)類型和全局 變量的注釋 使用這一工具生成的符號(hào)表可供所有應(yīng)用程序使用 所有工具自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)參數(shù) 的變化 3 增強(qiáng)的測(cè)試和服務(wù)功能 測(cè)試功能和服務(wù)功能包括設(shè)置斷點(diǎn) 強(qiáng)制輸入和輸出 多 CPU 運(yùn)行 僅限于 S7 400 重 新布線 先是交叉參考表 狀態(tài)功能 直接下載和調(diào)試塊 同時(shí)監(jiān)測(cè)幾塊的狀態(tài) 2 3 2 STEP 7 的硬件組態(tài)與診斷功能 1 硬件組態(tài) 1 系統(tǒng)組態(tài) 從目錄中選擇硬件機(jī)架 并將所選模塊分配給機(jī)架中希望的插槽 2 CPU 的參數(shù)設(shè)置 可以設(shè)置 CPU 模塊的多種屬性 3 模塊的參數(shù)設(shè)置 用戶可以在屏幕上定義所有硬件模塊的可調(diào)整參數(shù) 2 通信組態(tài) 1 連接的組態(tài)和顯示 2 設(shè)置用 MPI 或 PROFIBUS DP 連接的設(shè)備之間的周期性數(shù)據(jù)傳送的參數(shù) 選擇通信的 參與者 3 設(shè)置用 MPI PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的事件驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)傳輸 包括定義通信 鏈路 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 3 五層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 1 電梯控制要求 在該控制系統(tǒng)中 電梯按照如下要求進(jìn)行控制 1 接受每個(gè)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 電梯停在某一層時(shí) 此時(shí)按動(dòng)該層的呼叫按鈕 則相當(dāng)于的出打開(kāi)電梯門(mén)命令 進(jìn)行開(kāi)門(mén) 的動(dòng)作過(guò)程 若此時(shí)電梯的轎箱不在該層 則等到電梯關(guān)門(mén)后 按照不換向原則控制電梯向上 或向下運(yùn)行 3 電梯運(yùn)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(yùn)行方向的呼叫 直到這些命令 全部響應(yīng)完畢后才響應(yīng)使電梯反方向運(yùn)行的呼叫 4 電梯在每一層都有一個(gè)行程開(kāi)關(guān) 當(dāng)電梯碰到某層行程開(kāi)關(guān)時(shí) 表示電梯已經(jīng)到達(dá)該層 5 當(dāng)按動(dòng)某個(gè)呼叫按鈕后 呼叫指示燈亮并保持 直到電梯響應(yīng)該呼叫為止 6 當(dāng)電梯停在某層時(shí) 在內(nèi)部按動(dòng)開(kāi)門(mén)按鈕 則電梯門(mén)打開(kāi) 按動(dòng)電梯內(nèi)部的關(guān)門(mén)按鈕 則 電梯門(mén)關(guān)閉 但在電梯先進(jìn)期間電梯門(mén)是不能被打開(kāi)的 7 當(dāng)電梯運(yùn)行到某層后 相應(yīng)層指示燈亮 直到電梯運(yùn)行到前方一層時(shí)樓層指示燈改變 3 1 1 電梯控制過(guò)程 1 電梯的初始狀態(tài) 電梯位于 1 層待命 各層顯示器都被初始化 電梯處于以下?tīng)顟B(tài) 1 各層呼叫燈均不亮 2 電梯內(nèi)部及外部各樓層顯示器顯示均為 1 3 電梯內(nèi)部及外部各層電梯門(mén)均關(guān) 2 電梯在運(yùn)行過(guò)程中 1 按下某層呼叫按鈕 1 5 層 后 該層呼叫燈亮 電梯響應(yīng)該層呼叫 2 電梯下行或上行至該層 3 各樓層顯示隨著電梯移動(dòng)而改變 各層指示燈也隨之而變 4 運(yùn)行中電梯門(mén)始終關(guān)閉 到達(dá)指定層時(shí) 門(mén)才打開(kāi) 5 在電梯運(yùn)行過(guò)程中 支持其他呼叫 3 電梯運(yùn)行后狀態(tài) 在到達(dá)指定樓層后 電梯會(huì)繼續(xù)待命 直至新命令產(chǎn)生 1 電梯在到達(dá)指定樓層后 電梯門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi) 經(jīng)一段延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉 在此過(guò)程中 支持 手動(dòng)開(kāi)門(mén)或關(guān)門(mén) 2 各樓層顯示值為該層所在位置 且上行與下行指示燈均滅 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 3 1 2 電梯控制系統(tǒng)總體流程圖 拖動(dòng)系統(tǒng) 樓層位置信號(hào) 廳門(mén)召喚轎內(nèi)指令 顯示 PLC 選向程序 圖 3 1 系統(tǒng)流程圖 3 2 控制界面的設(shè)計(jì) 工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件WinCC Windows Control Center 是一個(gè)集成的人機(jī)界面 HMI 系統(tǒng)和監(jiān) 控管理 SCADA 系統(tǒng) 它是結(jié)合西門(mén)子公司在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域中的先進(jìn)技術(shù)和微軟公司強(qiáng)大軟 件功能的產(chǎn)物 WinCC是Windows環(huán)境下面向?qū)ο蟮?2位工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件 它適合任何自動(dòng)化 控制系統(tǒng) WinCC組態(tài)軟件集成了圖形技術(shù) 人機(jī)界面技術(shù) 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) 控制技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)與通訊技 術(shù)等 使控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員不必依靠某種具體專業(yè)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言 只需通過(guò)可視化的組態(tài)方式 就可以完成監(jiān)控軟件設(shè)計(jì) 降低了監(jiān)控畫(huà)面開(kāi)發(fā)的難度 組態(tài)軟件擁有豐富的工具箱 圖形庫(kù) 和操作向?qū)?使開(kāi)發(fā)人員避免了軟件設(shè)計(jì)中許多重復(fù)性的開(kāi)發(fā)工作 可提高開(kāi)發(fā)效率 縮短開(kāi) 發(fā)周期 WinCC已經(jīng)成為監(jiān)控系統(tǒng)主要的軟件開(kāi)發(fā)工具之一 WinCC提供各種PLC的驅(qū)動(dòng)軟件 因此使PLC與上位機(jī)的通訊變得非常容易 如果用戶把 WinCC和STEP 7結(jié)合在一起使用 結(jié)果更是大幅度降低了工程時(shí)間 因?yàn)樵赟TEP 7中配置的變 量表可以在與WinCC連接時(shí)過(guò)程WinCC的過(guò)程編程直接使用 WinCC軟件是適合監(jiān)控級(jí)應(yīng)用的軟件 它是一個(gè) 開(kāi)放的 HMI軟件 可在任何標(biāo)準(zhǔn)的PC機(jī) 上運(yùn)行 各系統(tǒng)集成商可用WinCC作為其系統(tǒng)擴(kuò)展的基礎(chǔ) 通過(guò)開(kāi)放性接口開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用軟 件 wincc完全支持分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 它的設(shè)計(jì)適合于廣泛的應(yīng)用 可以連接到存在的自動(dòng)化 環(huán)境中 有大量的通訊接口 全面的過(guò)程信息和數(shù)據(jù)處理 Wincc基本系統(tǒng)是很多應(yīng)用程序的核心 它包含以下九大部件 1 變量管理器 Tag Management 管理 WINCC 中所使用的外部變量 內(nèi)部變量和通訊驅(qū)動(dòng) 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 程序 2 圖形編輯器 Graphics Designer 設(shè)計(jì)各種圖形畫(huà)面 3 報(bào)警記錄 Alarm Logging 采集和歸檔報(bào)警消息 4 變量歸檔 Tag Logging 處理測(cè)量值 并長(zhǎng)期存儲(chǔ)所記錄的過(guò)程值 5 報(bào)表編輯器 Report Designer 提供許多標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)表 也可以設(shè)計(jì)各種格式的報(bào)表 并 可以按照預(yù)定的時(shí)間進(jìn)行打印 6 全局腳本 Global S cript 7 文本庫(kù) Text Library 編輯不同語(yǔ)言版本下的文本消息 8 用戶管理器 User Administrator 分配 管理和監(jiān)控?fù)碜o(hù)對(duì)組態(tài)和運(yùn)行系統(tǒng)的訪問(wèn)權(quán) 限 9 交叉索引表 Cross Reference 搜索在畫(huà)面 函數(shù) 歸檔和消息中所使用的變量 函數(shù) OLE 對(duì)象和 ActiveX 控件 3 2 1 WinCC 界面設(shè)計(jì) 1 建立一個(gè)新項(xiàng)目 第一次運(yùn)行 WinCC 時(shí) 出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框 選擇建立新項(xiàng)目的類型包括以下三種 單用戶項(xiàng) 目 多用戶項(xiàng)目 客戶機(jī)項(xiàng)目 選擇 單用戶項(xiàng)目 并單擊 確定 按鈕 如下圖 3 2 示 圖 3 2 WinCC 資源管理器 對(duì)話框 2 創(chuàng)建新項(xiàng)目 在 創(chuàng)建新項(xiàng)目 對(duì)話框中輸入 dianti 作為項(xiàng)目名 并為項(xiàng)目選擇一個(gè)項(xiàng)目路徑 如下 圖 3 3 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 圖 3 3 創(chuàng)建新項(xiàng)目 對(duì)話框 3 添加驅(qū)動(dòng)程序 添加驅(qū)動(dòng)程序的步驟如下 在 WinCC 項(xiàng)目管理器的瀏覽窗口中 右擊 變量管理 從快捷菜單中選擇 添加新的驅(qū) 動(dòng)程序 菜單項(xiàng) 打開(kāi) 添加新的驅(qū)動(dòng)程序 對(duì)話框 選擇 SIMATIC S7 Protocol Suite chn 單擊 打開(kāi) 按鈕 將添加此驅(qū)動(dòng)程序到所組態(tài)的 WinCC 項(xiàng)目中 圖 3 4 添加新的驅(qū)動(dòng)程序 對(duì)話框 4 建立過(guò)程變量 單擊 變量管理 SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE MPI 前面的 展開(kāi)各自節(jié)點(diǎn) 右 擊出現(xiàn)的節(jié)點(diǎn) PLC1 在快捷菜單中選擇 新建變量 菜單項(xiàng) 在 變量屬性 對(duì)話框中給變量 命名 并選擇數(shù)據(jù)類型 必須給過(guò)程變量分配一個(gè)在 PLC 中的對(duì)應(yīng)地址 地址類型與通訊對(duì)象 相關(guān) 單擊地址域旁邊的 選擇 按鈕 打開(kāi) 地址屬性 對(duì)話框 在過(guò)程變量的 地址屬性 對(duì)話框中 選擇數(shù)據(jù)列表框中過(guò)程變量所對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)域 地址列表框和編輯框用于選擇詳細(xì) 地址信息 單擊 確定 按鈕 關(guān)閉 地址屬性 對(duì)話框 單擊 確定 按鈕 關(guān)閉 變量屬 性 對(duì)話框 如圖 3 5 所示 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 圖 3 5 建立過(guò)程變量 對(duì)話框 選擇 WINCC 項(xiàng)目管理器的圖形編輯器 在它的右邊數(shù)據(jù)窗口顯示該項(xiàng)目下的所有畫(huà)面名稱 右擊任一畫(huà)面 彈出的快捷菜單包含的菜單項(xiàng)有 打開(kāi)畫(huà)面 重命名畫(huà)面 刪除畫(huà)面 定義畫(huà)面為啟動(dòng)畫(huà)面 和 屬性 如圖 3 6 所示 圖 3 6 圖形編輯器 對(duì)話框 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 監(jiān)控界面采用 WinCC6 0 進(jìn)行編輯 電梯內(nèi)部包括 1 個(gè)樓層顯示燈 開(kāi)門(mén) 按鈕 關(guān)門(mén)按鈕 1 層到 5 層的五個(gè)呼叫按鈕以及電梯的上升和下降狀態(tài)指示燈 在電梯外部 1 層有一個(gè)上呼叫按鈕 5 層有一個(gè)下呼叫按鈕 2 層到 4 層有上 下呼叫按鈕各一個(gè) 每個(gè)呼 叫按鈕內(nèi)都有一個(gè)相應(yīng)的樓層指示燈 用來(lái)表示該呼叫是否得到響應(yīng) 設(shè)計(jì)監(jiān)控界面如圖 3 7 所示 圖 3 7 系統(tǒng)監(jiān)控界面 3 2 2 組態(tài)界面通訊設(shè)置 在 WINCC 項(xiàng)目管理器中右擊 MPI 選擇 屬性 在彈出的 連接屬性 對(duì)話框中選 擇 屬性 選項(xiàng) 在 連接參數(shù) 對(duì)話框中設(shè)置參數(shù) 具體如圖 3 8 圖 3 9 所示 圖 3 8 連接屬性 對(duì)話框 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 圖 3 9 設(shè)定連接參數(shù) 3 3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 3 3 1 硬件初始化與組態(tài)設(shè)置 在 SIMATIC 300 Station 雙擊 MPI 1 進(jìn)入 NetProk 窗口就可以對(duì)通信配置了 設(shè)置好 后如下圖 3 10 所示 圖 3 10 通信連接 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 在 SIMATIC Manager 中新建工程 選中工程名插入 SIMATIC 300 Station 雙擊 Hardware 進(jìn)入 HW CONFIG 窗口就可以對(duì)硬件進(jìn)行配置了 全部保存后 硬件配置完畢 設(shè)置完后的 HW Config SIMATIC 300 1 的窗口如下圖 3 11 所示 圖 3 11S7 300 的硬件組態(tài) 3 3 2 系統(tǒng)程序的編輯 在塊 Block 中 完成程序的設(shè)計(jì) 根據(jù)本課題的要求在 OB1 中完成 本設(shè)計(jì)為了能更直觀 閱讀程序 本課題采用 LAD 語(yǔ)言進(jìn)行編程 編程界面如圖 3 12 所示 圖 3 12S7 300 的程序編輯界面 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 程序編輯如下 1 5 層樓的內(nèi)呼叫燈程序 電梯內(nèi)部的五個(gè)呼叫按鈕 指定的是電梯的運(yùn)行目標(biāo) 因此在 電梯未到達(dá)指定目標(biāo)時(shí) 該層呼叫燈應(yīng)一直有顯示 因此輸出時(shí)就使用 SR 觸發(fā)器 當(dāng)電梯到 達(dá)指定樓層時(shí) 呼叫燈滅掉 以一層內(nèi)呼叫燈為例 程序如圖 3 13 所示 圖 3 13 一層內(nèi)呼叫燈程序 2 電梯內(nèi)的樓層顯示器 是以電梯是否碰到行程開(kāi)關(guān)來(lái)決定的 顯示器同樣有保持特性 另外要替換某一顯示器的值 需要電梯接觸到其上層或下層的行程開(kāi)關(guān) 以二層顯示器為例 如圖 3 14 所示 圖 3 14 二層顯示器程序 3 電梯內(nèi)的電梯升降顯示器 升降顯示器的狀態(tài)共有 3 種 顯示上升 顯示下降 或都 不顯示 另外 無(wú)論上升還是下降 都與電梯的呼叫有密切關(guān)系 上升包括了從第一層到第五 層的上升運(yùn)動(dòng) 下降也是同樣如此 以第一層升降顯示器為例 如圖 3 15 所示 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 圖 3 15 第一層上升顯示器程序 4 電梯到達(dá)樓層后的停止 在電梯外部有上升呼叫和下降呼叫 當(dāng)呼叫方向與電梯運(yùn)行 相同時(shí) 電梯才能停止 以向下呼叫停止為例 程序如圖 3 16 所示 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 圖 3 16 向下呼叫停止程序 5 電梯的開(kāi) 關(guān)門(mén) 只有當(dāng)電梯既不上升也不下降時(shí)才能進(jìn)行開(kāi)門(mén) 無(wú)論電梯的上升停 止或下降停止 只要 M0 0 或 M0 1 有一個(gè)接通 電梯經(jīng)過(guò)延時(shí)后都會(huì)自動(dòng)開(kāi)門(mén) 如果電梯停在 某一層 按下該層的外部呼叫也會(huì)接通 M0 0 或 M0 1 電梯也會(huì)開(kāi)門(mén) 以開(kāi)門(mén)為例 程序如 圖 3 17 所示 圖 3 17 電梯開(kāi)門(mén)程序 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 6 電梯外部呼叫 與內(nèi)部呼叫是類似的 一個(gè)呼叫燈的接通對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的外部呼叫接通 其關(guān)閉條件為相應(yīng)行程開(kāi)關(guān)閉合 相應(yīng)升降指示燈閉合 另外 外部呼叫同樣的保持特性 故 也使用 SR 觸發(fā)器 特別要指出的是第一 第五層的呼叫是單向的 故其關(guān)閉條件也相應(yīng)變?yōu)?行程開(kāi)關(guān)閉合 AND 電梯升降斷開(kāi) 以第一層為例 程序如圖 3 18 所示 圖 3 18 第一層外部呼叫程序 7 電梯的上升與下降 電梯的升降編程與電梯的的升降指示燈編程類似 但也有一些不 同 設(shè)電梯從 1 層到 5 層上升 由于電梯在第一層 此時(shí)構(gòu)成電梯上升的因素包括 2 層上 下 呼叫 3 層上 下呼叫 4 層上 下呼叫 5 層下呼叫 內(nèi) 2 層呼叫燈 內(nèi) 3 層呼叫燈 內(nèi) 4 層呼 叫燈 內(nèi) 5 層呼叫燈 這 11 種條件對(duì)于電梯的上升是一種邏輯 OR 的關(guān)系 而這些條件的 產(chǎn)生前提條件則是電梯此時(shí)在 1 層 即 1 層位燈亮 電梯由 2 層上升到 5 層 3 層上升到 5 層 4 層上升到 5 層的編程思路與 1 層上升到 5 層相似 不同之處是上升條件同某層位燈邏輯 AND 運(yùn)算之后還應(yīng)排除電梯下降指示的情況 以電梯從 1 層上升到 5 層為例 程序如圖 3 19 所示 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 圖 3 19 電梯從 1 層上升到 5 層程序 4 4 綜綜合調(diào)試合調(diào)試 4 1 程序的載入 1 在程序調(diào)試之前 首先點(diǎn)擊 SETP7 的 SIMATIC Manager 工具條中的 Simulation On Of 按鈕 窗口中自動(dòng)出現(xiàn) CPU 視圖對(duì)象 與此同時(shí)自動(dòng)建立了 STEP7 與仿真 CPU 的連 接 圖 4 1STEP7 與仿真 CPU 連接 2 下載硬件組態(tài) 在 SIMATIC Manager 中 選擇工程 選擇 PLC Clear Reset 可以清 除原來(lái)的配置信息 把開(kāi)關(guān)撥到 STOP 再轉(zhuǎn)到 RUN 位置 則 CPU 開(kāi)始運(yùn)行 在 HW CONFIG 窗口中 選擇 save and compile 選擇 PLC DownLoad 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 圖 4 2 下載硬件組態(tài) 3 將程序下載到 PLC 中 在 SIMATIC Manager 中 選中工程 選擇 PLC Clear Reset 可以清除原來(lái)的配置信息 之后選擇 PLC Download 就可以將整個(gè)程序下載到 PLC 中了 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 圖 4 3 程序下載到 PLC 4 2 系統(tǒng)界面監(jiān)控 在 PLC 與 WinCC 連接好 各個(gè)參數(shù)設(shè)置好之后進(jìn)行調(diào)試 以下是調(diào)試結(jié)果 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 以下是 1 層上升到 5 層過(guò)程中到達(dá) 3 層的界面 如圖 4 4 所示 圖 4 4 系統(tǒng)監(jiān)控界面一 寫(xiě)清楚具體內(nèi)容 下同 在電梯內(nèi)部按下第五層的呼叫按鈕 內(nèi)五層呼叫顯示燈亮 相對(duì)應(yīng)的程序如圖 4 5 所示 圖 4 5 內(nèi)五層呼叫顯示程序 從 1 樓上升到 5 層時(shí) 電梯處于上升狀態(tài) 上升顯示燈亮 相對(duì)應(yīng)的程序如圖 4 5 所示 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 圖 4 6 上升樓層顯示程序 電梯上升到第 3 層樓時(shí) 3 層位燈亮 程序如圖 4 7 所示 圖 4 7 三層位燈程序 相對(duì)應(yīng)于如圖 4 4 所示的界面 電梯從 1 層上升到 5 層 按下第 5 層的呼叫按鈕 內(nèi) 5 層 呼顯示燈 Q10 4 接通 顯示燈亮 電梯到達(dá)第 3 層時(shí) 第 3 層限位開(kāi)關(guān)接通 3 層位燈 Q9 2 接 通 3 層位燈亮 此是電梯處于上升狀態(tài) 上升樓層顯示 Q11 4 接通 上升顯示燈亮 仿真器 監(jiān)控界面如圖 4 8 所示 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 圖 4 8 仿真器監(jiān)控界面一 電梯到達(dá)第 5 層后 電梯開(kāi)門(mén) 開(kāi)門(mén)顯示燈亮 此時(shí)的系統(tǒng)監(jiān)控界面如圖 4 9 所示 圖 4 9 系統(tǒng)監(jiān)控界面二 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 電梯到達(dá)第 5 層時(shí) 定時(shí) 3 秒后 電梯開(kāi)門(mén) 開(kāi)門(mén)顯示燈亮 相對(duì)應(yīng)的程序如圖 4 10 所示 圖 4 10 電梯開(kāi)門(mén)程序 電梯到達(dá)第五層時(shí) 5 層位燈亮 對(duì)應(yīng)的程序如圖 4 11 所示 圖 4 11 五層位燈程序 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 相對(duì)應(yīng)于如圖 4 4 所示的界面 電梯到達(dá)指定樓層第 5 層時(shí) 電梯開(kāi)門(mén) 開(kāi)門(mén)顯示燈 Q11 0 接通 開(kāi)門(mén)燈亮 到達(dá)第 5 層時(shí) 第 5 層限位開(kāi)關(guān)接通 五層位燈 Q9 4 接通 五層位燈 亮 仿真器監(jiān)控界面如圖 4 12 所示 圖 4 12 仿真器監(jiān)控界面二 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 結(jié)束語(yǔ) 時(shí)間如歌 歲月如梭 經(jīng)過(guò)短短兩個(gè)月地學(xué)習(xí)和奮戰(zhàn) 在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下 克服重重困難 不斷的學(xué)習(xí)和思考 最終完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年所學(xué) 知識(shí)的理解 深入和綜合運(yùn)用 也是對(duì)自己自學(xué)能力 接受新知識(shí)能力 應(yīng)用所學(xué)知識(shí)能力的 考驗(yàn) 更是考研了我的動(dòng)手能力 讓我明白了學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程 同時(shí)是一個(gè)增長(zhǎng)知 識(shí)面的過(guò)程 要堅(jiān)持學(xué)習(xí) 善于學(xué)習(xí) 全面提高自己 堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合 在設(shè)計(jì)的過(guò)程 中 有許多知識(shí)是以前沒(méi)學(xué)過(guò)的 也無(wú)法在課本上找到答案 只能通過(guò)自己去查資料 這讓我 掌握了查閱資料的方法 在此設(shè)計(jì)中 通過(guò)親自動(dòng)手動(dòng)腦 提高了我的實(shí)踐和獨(dú)立思考的能力 也體會(huì)到了專研創(chuàng)新的樂(lè)趣 本設(shè)計(jì)是基于西門(mén)子 S7 300 系列 PLC 采用 WinCC 設(shè)計(jì)作為控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)界面 使用 STEP 7 實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的程序編程 通過(guò) WinCC 界面與控制系統(tǒng)程序的連接 實(shí)現(xiàn)了五層電梯控 制的基本要求 本設(shè)計(jì)展示了 PLC 對(duì)系統(tǒng)控制的優(yōu)越性 靈活性和使用簡(jiǎn)單方便的一面 可以 看出 PLC 對(duì)未來(lái)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)將會(huì)作出巨大的貢獻(xiàn) 設(shè)計(jì)所使用的組態(tài)王在各種場(chǎng)合應(yīng)用也 是十分廣泛的 比如說(shuō) 軍事觀察室 生化科學(xué)研究室 各種觀察和監(jiān)測(cè)的領(lǐng)域等 STEP 7 編 程軟件是一種經(jīng)常用于控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的編程軟件 其編程功能相當(dāng)強(qiáng)大 應(yīng)用十分廣泛 基于 PLC 的控制系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域運(yùn)用越來(lái)越廣 功能也越來(lái)越強(qiáng) 價(jià)格便宜 體積小 抗干擾能力強(qiáng) 穩(wěn)定性強(qiáng) 是今后在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)展的優(yōu)勢(shì) 廣西工學(xué)院 2010 屆畢業(yè)論文 基于 S7 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 31 頁(yè) 致謝 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中 盡管遇到了許多困難 然而 在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下 順利地完成了本次設(shè)計(jì) 首先 我要衷心地感謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師 在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中 給我精心的指導(dǎo)和全力的幫助 指導(dǎo)老師為我提供了許多畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)資料的網(wǎng)站和參考書(shū) 還定期檢查畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展 給我提出了許多寶貴意見(jiàn) 使我能夠順利完成本設(shè)計(jì) 同時(shí)也非 常感謝身邊同學(xué)對(duì)我無(wú)私的幫助 與我共同討論并克服遇到的各種困難 解決過(guò)程中出現(xiàn)的各 種問(wèn)題 時(shí)間如流水 大學(xué)四年的生活即將畫(huà)上一個(gè)圓滿的句號(hào) 借此機(jī)會(huì)感謝在大學(xué)期間在 學(xué)習(xí) 生活 工作等方面所有幫助過(guò)我的老師