基于PLC和MCGS五層電梯的控制實(shí)現(xiàn)

1、基于 PLC 和 MCGS 五層電梯的控制實(shí)現(xiàn) 目 錄 摘 要.I Abstract.II 第一章 緒 論.1 1.1 課題的研究意義.1 1.2 可編程控制器的發(fā)展?fàn)顩r.1 1.3 可編程控制的基本結(jié)構(gòu).1 第二章 可編程控制器簡(jiǎn)介.4 2.1 PLC 的輸入方式.4 2.2 PLC 的工作過(guò)程.5 2.3 可編程控制器的性能指標(biāo).6 2.4 PLC 的主要特點(diǎn).7 第三章 電梯的主要控制技術(shù).9 3.1 電梯的主要拖動(dòng)技術(shù).9 3.2 電梯的主要控制技術(shù).9 3.3 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn).10 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).11 4.1 廳外召喚信號(hào)登記及消除.11 4.2 內(nèi)指令信號(hào)登記及消除

2、.12 4.3 電梯的平層信號(hào)處理.13 4.4 選層定向.14 4.5 轎廂上下行.14 4.6 轎廂外呼信號(hào)保持.18 4.7 轎廂內(nèi)呼信號(hào)保持.19 4.8 各樓層停車信號(hào)及自動(dòng)開(kāi)關(guān)門.20 第五章 組態(tài)監(jiān)控.23 5.1 MCGS 組態(tài)過(guò)程以及相關(guān)畫(huà)面.23 5.1.1 設(shè)計(jì)監(jiān)控界面.23 5.1.2 定義數(shù)據(jù)變量.23 5.1.3 屬性設(shè)置.24 5.1.4 MCGS 中定義的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù).24 5.2 動(dòng)畫(huà)連接.25 5.2.1 指示燈的屬性設(shè)置.25 5.2.2 轎廂屬性設(shè)置.26 5.2.3 數(shù)值型變量的設(shè)置.27 5.3 MCGS 與 PLC 的連接.27 5.4 編制循環(huán)策略

3、.28 結(jié) 論.31 參考文獻(xiàn).32 致 謝.33 電梯 PLC 控制設(shè)計(jì) 電氣工程及其自動(dòng)化 陳靜 指導(dǎo)老師 陳東雷 摘要：隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，高層建筑日益增多，電梯成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚拇焦ぞ?。?梯性能的好壞對(duì)人們生活的影響越來(lái)越顯著，因此必須努力提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯的運(yùn)行既 高效節(jié)能又安全可靠。采用 PLC 對(duì)電梯信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行控制，開(kāi)發(fā)出了完整的電梯控制軟件，提高了 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。該系統(tǒng)具有先進(jìn)、 可靠、經(jīng)濟(jì)的特色。該電梯控制系統(tǒng)具有手動(dòng)和自動(dòng)的功能，并且具有指層、廳召喚、選層、選向等 功能。具有集選控制的特點(diǎn)。

4、 關(guān)鍵詞：電梯、PLC、梯形圖 Control and Design of five-story elevator by PLC Student majoring in Department of Electronic Engineering Kongxiang Peng Tutor ShenYong Abstract：With the development of modern cities, an increasing number of high-rise building, elevator become an indispensable means of transport of d

5、aily life. The quality of the lift performance of the impact on peoples lives becoming more and more obvious, it must strive to improve the performance of elevator systems, and ensure the operation of the lift is safe, reliable and energy efficient. The use of PLC signals on the elevator control sys

6、tem, the development of a complete elevator control software, to improve the level of the elevator control and improve the operation of the elevator comfort, so that the lift to reach a more satisfactory control effect. The system has advanced, reliable and economic characteristics. The elevator con

7、trol system has the drivers to run the operation and no drivers or manual and automatic functions, and has means layer, called the Office of the election story, election to the functions. With a set of features to control the election. Key words: Elevator, PLC, Ladder Diagram 第一章 緒 論 1.1 課題的研究意義課題的研

8、究意義 在 PLC 之前，工業(yè)控制設(shè)備的主流品種是以繼電器、接觸器為主體的控制裝置。繼電 器、接觸器是一些電磁開(kāi)關(guān)，后來(lái)隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，使用繼電器電路構(gòu) 成工業(yè)控制系統(tǒng)的缺陷不斷地暴露出來(lái)，在 20 世紀(jì) 6070 年代，社會(huì)的進(jìn)步要求制造 出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本、高質(zhì)量的產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)需要，不斷的提出改善 生產(chǎn)機(jī)械功能的要求。加上當(dāng)時(shí)電子技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，于是人們開(kāi)始尋求一種 以存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯的新型工業(yè)控制設(shè)備，這就是我們現(xiàn)在所說(shuō)的 PLC。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)部電路采用了嚴(yán)格的抗干擾 技術(shù)，具有很高的可靠性

9、，從 PLC 的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī) 模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)以減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也 就大大降低，此外，PLC 帶有故障電路的自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息， 這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不足為怪了。 1.2 可編程控制器的發(fā)展?fàn)顩r可編程控制器的發(fā)展?fàn)顩r PLC 的過(guò)程控制應(yīng)用已被廣泛應(yīng)用于連續(xù)過(guò)程控制領(lǐng)域，而且基于連續(xù)過(guò)程控制技術(shù) 的發(fā)展趨勢(shì)正在進(jìn)一步得到增長(zhǎng)。在以改變幾何形狀和機(jī)械性能為特征的制造工業(yè)和以 物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征的過(guò)程工業(yè)中，特別在制造工業(yè)中存在了 大量的開(kāi)關(guān)量為主的開(kāi)環(huán)的順序控

10、制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作號(hào)按照時(shí)序動(dòng)作;另 外還有與順序、時(shí)序無(wú)關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制;以及大量的開(kāi)關(guān)量、 脈沖量、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)器、模擬量的越限報(bào)警等狀態(tài)量為主的離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。 由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以 PLC 發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順序控制為主的 產(chǎn)品。 近年來(lái)，可編程序控制器的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字 技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。這些高新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了可編程序 控制器的發(fā)展，而可編程序控制器的發(fā)展又對(duì)這些高新技術(shù)提出了更高更新的要求，促 進(jìn)了它們的發(fā)展。 1.3 可編程控制的基本結(jié)構(gòu)可編程控制的基本結(jié)構(gòu) 從廣

11、義上講，PLC 實(shí)質(zhì)上是一種以數(shù)字控制為主要特征的工藝控制計(jì)算機(jī)，由硬件 和軟件兩部分組成。因此，在硬件結(jié)構(gòu)上，PLC 與計(jì)算機(jī)的組成十分相似，組要包括中 央處理去（CPU） 、I/O 接口、存儲(chǔ)器、電源等。 1、中央處理器（CPU） CPU 是 PLC 的核心，它按 PLC 中系統(tǒng)程序賦予的功能指揮 PLC 有條不紊地進(jìn)行工作， 其主要任務(wù)如下： （1）當(dāng) PLC 處于編程狀態(tài)時(shí)，控制從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接受與存儲(chǔ)。 （2）當(dāng) PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，用掃描的方式通過(guò) I/O 部件接受現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)， 并存入輸入映像存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。 （3）監(jiān)視 PLC 的工作狀態(tài)，診斷 PL

12、C 內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。 不同型號(hào)的 PLC 的 CPU 芯片也是不同的，CPU 芯片的吸能關(guān)系到 PLC 處理控制信號(hào)的 能力和速度，通常 CPU 位數(shù)越高，系統(tǒng)處理的信息量越大，運(yùn)算速度也越快。PLC 中常 用的通用微處理器有 8 位和 16 位。隨著芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC 所用的 CPU 芯片檔 次也越來(lái)越高。 2、 I/O 模塊 I/O 模塊一般包括：數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸 出模塊。I/O 模塊類型還可以按照操作電平、驅(qū)動(dòng)能力和各種用途區(qū)分。如按照用途來(lái)分， I/O 模塊還包括：數(shù)據(jù)傳送/校驗(yàn)、串/并行轉(zhuǎn)換、電平轉(zhuǎn)換、電氣隔離、

13、A/D 轉(zhuǎn)換、D/A 轉(zhuǎn)換以及其他功能模塊等。輸出模塊通常有 3 種形式：繼電器式、晶體管式和晶閘管式。 I/O 接口是 PLC 與外界連接的接口。PLC 通過(guò)輸入模塊把控制現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)、信息讀入 主機(jī)，通過(guò)輸出模塊把經(jīng)用戶程序的運(yùn)算與決策所得的操作結(jié)果輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 輸入模塊用于將控制現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)變換成 CPU 能接受的信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行濾波、電 平轉(zhuǎn)換、隔離、放大等。輸出模塊用于將 CPU 的決策輸出信號(hào)變換成驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象執(zhí)行 機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)，并對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行功率放大，隔離 PLC 內(nèi)部電路和外部執(zhí)行元件。 3、電源模 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。還為輸入電路提供

14、 24V 的工作 電源。電源輸入類型有：交流電源、直流電源。PLC 內(nèi)部還有一個(gè)開(kāi)關(guān)是穩(wěn)壓電源。 4、存儲(chǔ)器 PLC 存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。 系統(tǒng)存儲(chǔ)器用來(lái)存放由 PLC 生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，并固化在 ROM 中，用戶不可以訪 問(wèn)和修改。 用戶存儲(chǔ)器包括用戶程序存儲(chǔ)器、功能存儲(chǔ)器和參數(shù)區(qū)。用戶存儲(chǔ)器的容量大小， 關(guān)系到用戶程序容量的大小和內(nèi)部器件的多少，是反映 PLC 性能的重要指標(biāo)。 第二章 可編程控制器簡(jiǎn)介 2.12.1 PLCPLC 的輸入方式的輸入方式 與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC 的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理基礎(chǔ)上的，是通過(guò) 執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。CPU

15、 是以分時(shí)操作方式來(lái)處理各項(xiàng)任務(wù)的，計(jì)算 機(jī)在每一酸堿只能做一件事情，所以，程序的執(zhí)行是按程序順序依次完成相應(yīng)各電器方 式，每一次掃描所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。用 PLC 實(shí)現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)的功 能，CPU 從第一條指令開(kāi)始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第 一條指令開(kāi)始新的一輪掃描。PLC 就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上述循環(huán)掃描的。由于 CPU 運(yùn) 算速度極高，各電器的動(dòng)作似乎是同時(shí)完成的，但實(shí)際 I/O 的響應(yīng)是有滯后的。 PLC 采集輸入信號(hào)有兩種方式： 1、集中采樣輸入方式 一般在掃描周期的開(kāi)始或結(jié)束將所有輸入信號(hào)（輸入元件的通/斷狀態(tài)）采集并放到 輸入映象寄存

16、器中。當(dāng)外接的輸入電路閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器為“1”狀態(tài)，梯 形圖中對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。反之，外接電路斷開(kāi)時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器為“0”狀 態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，常閉觸點(diǎn)接通。執(zhí)行用戶程序所需輸入狀態(tài)均在輸 入映像寄存器中取用，而不是實(shí)際的 I/O 點(diǎn)。 2、立即輸入方式 隨程序的執(zhí)行需要哪一個(gè)輸入信號(hào)就直接從輸入端或輸入模塊取用這個(gè)輸入狀態(tài)， 如“立即輸入指令”就是這樣。此時(shí)，輸入映像寄存器的值未被更新，到下一次集中采 樣輸入時(shí)才變化。 PLC 的兩種工作模式：RUN 模式、STOP 模式 在 RUN 模式下，通過(guò)執(zhí)行用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能；在 STOP 模式，CPU 不執(zhí)

17、行用戶 程序，可以用編程軟件創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置 PLC 的硬件功能，并將用戶程序和硬 件設(shè)置信息下載到 PLC。如果有致命錯(cuò)誤，在消除他之前不允許從 STOP 模式進(jìn)入 RUN 模 式。PLC 操作系統(tǒng)存儲(chǔ)非致命錯(cuò)誤，供用戶檢查，但不會(huì)從 RUN 模式自動(dòng)進(jìn)入 STOP 模式1。 PLC 工作模式的掃描過(guò)程： RUN 模式 STOP 模式 圖 2-1 PLC 工作模式的掃描過(guò)程 2.22.2 PLCPLC 的工作過(guò)程的工作過(guò)程 （1）上電處理 PLC 上電后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化工作，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等。 （2）掃描過(guò)程 PLC 完

18、成與其他外設(shè)的通信處理，再次進(jìn)行時(shí)鐘、特殊寄存器更新。 當(dāng) CPU 處于 STOP 模式時(shí)，轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。當(dāng) CPU 處于 RUN 模式時(shí)，還要完成用戶 程序的執(zhí)行和輸出處理，再轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。 （3）出錯(cuò)處理 PLC 每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定 PLC 自身的動(dòng)作是否正 常，例如，CPU、電池電壓、程序存儲(chǔ)器、I/O、通信等是否異?；虺鲥e(cuò)。如果檢查出異 常時(shí)，CPU 面板上的 LED 及異常繼電器會(huì)接通，在特殊寄存器中會(huì)存入出錯(cuò)代碼。當(dāng)出現(xiàn) 致命錯(cuò)誤時(shí)，CPU 被強(qiáng)制為 STOP 模式，所有的掃描停止。 圖 2-2 PLC 工作過(guò)程 2.3 可編程控制器的性能指標(biāo)可編程控

19、制器的性能指標(biāo) （一）I/O 點(diǎn)數(shù) 指 PLC 主機(jī)的輸入、輸出端子數(shù)。在選用 PLC 時(shí)，要根據(jù)控制對(duì)象需要的 I/O 點(diǎn)數(shù) 來(lái)選定 PLC 的機(jī)型。當(dāng)主機(jī)的 I/O 點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，可通過(guò)接擴(kuò)展單元來(lái)擴(kuò)展 I/O 點(diǎn)數(shù)。但 因?yàn)橐话愕臄U(kuò)展單元只有接口和驅(qū)動(dòng)電路而沒(méi)有 CPU，它是由主機(jī)的 CPU 來(lái)尋址的，所以 最大擴(kuò)展點(diǎn)數(shù)受 CPU 尋址能力的限制。 （二）內(nèi)存容量 PLC 中程序指令是按“步”存放的（一條指令往往不止一步），“步”占用一個(gè)地址 單元，一個(gè)地址單元占兩個(gè)字節(jié)。內(nèi)存容量和最大 I/O 點(diǎn)數(shù)大體成正比。 （三）指令功能 可以從兩個(gè)方面來(lái)衡量 PLC 指令功能的強(qiáng)弱：一是指令條數(shù)的

20、多少；二是在指令中 有多少綜合性指令，因?yàn)橐粭l綜合性指令一般就能完成一項(xiàng)專門操作（如查表、排序、 PID 控制等），相當(dāng)于一個(gè)子程序。 （四）掃描速度 一般指執(zhí)行一步指令所需的時(shí)間，單位為 us/步。有時(shí)也用執(zhí)行 1000 步指令的時(shí)間 計(jì)算，則單位為 ms/千步。 2.42.4 PLCPLC 的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn) PLC 是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，具有以下主要特點(diǎn)。 （1）可靠性高、抗干擾性能力強(qiáng) PLC 在惡劣的工業(yè)環(huán)境下能可靠地工作，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。例如，能夠抗擊電 噪聲、電源波動(dòng)、震動(dòng)、電池干擾等，能抵抗 1000V、1s 脈沖的干擾：能在高溫、高 濕以及空氣中存有各種強(qiáng)腐

21、蝕物質(zhì)粒子的惡劣環(huán)境下可靠地的工作：能承受電網(wǎng)電壓的 變化，可直接由交流市電供電，允許電壓波動(dòng)范圍大。一般由直流 24V 供電的機(jī)型，電 源電壓允許為 16V32V；由交流供電的機(jī)型，允許電壓為 115V/230V、47Hz63Hz 的電源 供電。即使在電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作。 （2）通用性強(qiáng)、靈活性好、功能齊全 PLC 是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)控制的，其控制程序編在軟件中，實(shí)現(xiàn)程序軟件化，因而對(duì)于不 同的控制對(duì)象都可以采用相同的硬件進(jìn)行配置。 （3）編程簡(jiǎn)單、使用方便 PLC 在基本控制方面采用梯形圖語(yǔ)言進(jìn)行編程，其電路符號(hào)和表達(dá)式與繼電器電路原 理圖相似，形式簡(jiǎn)練、直觀，容易被廣大電器工

22、程人員接受。用梯形圖編程出錯(cuò)率比匯 編語(yǔ)言低的多。PLC 還可以采用面向控制過(guò)程的控制系統(tǒng)流程圖編程和語(yǔ)句表達(dá)方程式編 程。梯形圖、流程圖、語(yǔ)句表之間可有條件地相互轉(zhuǎn)換，使用極其方便。這是 PLC 能夠 迅速普及和推廣的重要原因之一。 （4）模塊化結(jié)構(gòu) PLC 各個(gè)部件，包括 CPU、電源、I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架和電纜將各模塊 連接起來(lái)。系統(tǒng)的功能和規(guī)?？筛鶕?jù)用戶的實(shí)際需求自行配置，從而實(shí)現(xiàn)最佳性能價(jià)格 比。由于配置靈活，使擴(kuò)展、維護(hù)更加方便。 （5）安裝簡(jiǎn)便、調(diào)試方便 PLC 安裝簡(jiǎn)便，只要吧現(xiàn)場(chǎng)的 I/O 設(shè)備與 PLC 相應(yīng)的 I/O 端子相連就完成了全部的接 線任務(wù)，縮短了

23、安裝時(shí)間。 PLC 的調(diào)試工作氛圍室內(nèi)調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。室內(nèi)調(diào)試時(shí)，用模擬開(kāi)關(guān)模擬輸入信號(hào)， 其輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)可以觀察 PLC 上的相應(yīng)的發(fā)光二級(jí)管和編程器提供的信息方便地 進(jìn)行測(cè)試、排錯(cuò)和修改。室內(nèi)跳模擬調(diào)試后，即可到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。 （6）維修工作量小、維護(hù)方便 PLC 的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC 或外部的輸入裝置和，執(zhí)行 結(jié)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù) PLC 上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的 原因，更換相應(yīng)的故障模塊。 （7）體積小、耗能低 對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用 PLC 后，可以減少大量的中間繼電器和實(shí)踐繼電器，小 型 PLC 的體積僅相當(dāng)于幾個(gè)

24、繼電器的大小，極大地減小了開(kāi)關(guān)柜的體積。另外，PLC 的配 線比繼電器控制系統(tǒng)的配線少的多，節(jié)省了大量的配線和附件，因此，可以節(jié)省大量的 費(fèi)用。PLC 體積小、耗能低，便于設(shè)備的機(jī)電一體化控制1。 小結(jié)： PLC 在電梯控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開(kāi)關(guān)控制功能。由于 PLC 具有邏輯運(yùn)算， 計(jì)數(shù)和定時(shí)以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯控制過(guò)程中，各種邏輯開(kāi)關(guān)控制與 PLC 很 好的結(jié)合，巧妙的實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯的控制，同時(shí)由于它的可靠性好、占地面積小等特點(diǎn)更 將順應(yīng) PLC 應(yīng)用于電梯控制的趨勢(shì)。 第三章 電梯的主要控制技術(shù) 3.1 電梯的主要拖動(dòng)技術(shù)電梯的主要拖動(dòng)技術(shù) 目前用于電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)主要有：

25、單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，交流電動(dòng)機(jī)定子 調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)，交流調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)，直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)可控硅勵(lì)磁拖動(dòng)系統(tǒng)。 （一）單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)技術(shù) 正如大家都知道交流電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，維修簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)是單速時(shí)， 稱為交流單速電梯，其速度一般不高于 0.5m/s。當(dāng)電動(dòng)機(jī)是雙速時(shí)，稱為交流雙速電梯， 其速度一般不高于 1m/s。單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)方式控制，線路簡(jiǎn)單， 價(jià)格較低，因此目前仍然電梯上被廣泛應(yīng)用。但它的缺點(diǎn)是舒適感較差，所以一般被用 于載貨電梯上。 （二）交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)技術(shù) 交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)這種系統(tǒng)采用可控硅閉環(huán)調(diào)速，加上能耗

26、或渦流 等制動(dòng)方式，使得它所控制的電梯能在中低速范圍內(nèi)大量取代直流快速和交流雙速電梯。 它的舒適感好，平層準(zhǔn)確度高，而造價(jià)卻比直流電梯低，易于維護(hù)，多用于 2m/s 以下的 電梯。 （三）交流調(diào)速拖動(dòng)技術(shù) 80 年代初，VVVF 變頻變壓系統(tǒng)控制的電梯問(wèn)世。當(dāng)電動(dòng)機(jī)具有調(diào)壓（variable voltage 縮寫(xiě)為 VV）調(diào)速裝置時(shí)稱為交流調(diào)速電梯，它采用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，卻可以達(dá)到 直流電動(dòng)機(jī)的水平，其速度一般不高于 1.75m/s。當(dāng)電動(dòng)機(jī)具有調(diào)壓調(diào)頻（variable voltage variable frequency，縮寫(xiě)為 VVVF）調(diào)速裝置時(shí)稱為交流調(diào)頻調(diào)壓電梯，簡(jiǎn)稱 VVVF 控

27、制 電梯，目前控制速度已達(dá) 6m/s。它的體積小，重量輕，效率高，節(jié)省能源等幾乎包括了 以往電梯的所有優(yōu)點(diǎn)。是目前最新的電梯拖動(dòng)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)應(yīng)用的就是這種拖動(dòng)技術(shù)。 （四）直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)可控硅勵(lì)磁拖動(dòng)技術(shù) 直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好，調(diào)速范圍大的特點(diǎn)，因此很早就應(yīng)用于電梯，采用發(fā) 電機(jī)電動(dòng)機(jī)組形式驅(qū)動(dòng)。它控制的電梯速度達(dá) 4m/s，但是，機(jī)組結(jié)構(gòu)體積大，耗電大， 維護(hù)工作量較大，造價(jià)高，因此，常用于對(duì)速度，舒適感要求較高的建筑物中2。 3.2 電梯的主要控制技術(shù)電梯的主要控制技術(shù) （一）繼電器控制技術(shù) 對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，在編制程序時(shí)，可以不考慮微處理器及存儲(chǔ)器內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，也 不 必用各種計(jì)算機(jī)

28、使用的語(yǔ)言，而是把 PLC 看成內(nèi)部由許多“軟繼電器”組成的控制器， 以便于提供使用者按設(shè)計(jì)繼電器控制線路的形式進(jìn)行編程。這樣，從功能上來(lái)講，可以 把 PLC 的控制部分看作是由許多“軟繼電器”組成的等效電路。 PLC 為用戶提供的繼電器一般是：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、特殊功 能繼電器、移位寄存器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。這些繼電器統(tǒng)稱為 PLC 的元素。其中，輸 入、輸出繼電器與外部用戶輸入，輸出設(shè)備連接，而其他繼電器與外部用戶設(shè)備沒(méi)有聯(lián) 系，因此統(tǒng)稱為內(nèi)部繼電器。 （二）交流變頻變壓控制技術(shù) PWM 控制技術(shù)是通用型變頻器中應(yīng)用十分廣泛的一種電壓和頻率控制方法，它可以 極為有效地抑制

29、輸出電壓的諧波，而且動(dòng)態(tài)響應(yīng)較好。在頻率控制、效率等諸方面都有 著十分顯著的優(yōu)點(diǎn)。 3.3 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn)控制電梯的優(yōu)點(diǎn) 目前，電梯在生活中的地位越來(lái)越重要，尤其是用于樓層運(yùn)輸以及工業(yè)運(yùn)輸。PLC 在 電梯控制中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、通用性好等等受到廣大 用戶的好評(píng)。因此，PLC 被廣泛運(yùn)用于電梯控制系統(tǒng)，成為目前電梯控制的主流趨勢(shì)。 PLC 是由繼電器、接觸器、半導(dǎo)體邏輯元件，甚至加上微處理器等器件組成的，能完 成邏輯控制任務(wù)的裝置具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)配置靈活等特點(diǎn)。電梯的邏 輯控制部分是電梯安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，而 PLC 正滿足這些要求，所以 P

30、LC 運(yùn)用于電梯 控制系統(tǒng)大大提高了電梯的性能。 小結(jié)： 對(duì)于電梯的結(jié)構(gòu)而言，傳統(tǒng)的將它分為機(jī)械部分和電器部分，但以功能系統(tǒng)來(lái)描述 則更能反映電梯的特點(diǎn)，這也符合我們對(duì)于電梯控制最優(yōu)的宗旨，因此，對(duì)于電梯控制 技術(shù)的了解必不可少。 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1 廳外召喚信號(hào)登記及消除廳外召喚信號(hào)登記及消除 廳內(nèi)指令和廳外召喚指令的記憶和消除功能如同繼電器線路的記憶功能可以一直保 持，直到接收到取消指令。將廳內(nèi)指令、廳外召喚指令的啟動(dòng)保持信號(hào)端置 1，消除信號(hào) 端復(fù)位。再實(shí)現(xiàn)廳內(nèi)指令和廳外召喚指令的記憶和消除功能是必須滿足其記憶和消除條 件。當(dāng)按下一個(gè)指令按鈕或召喚按鈕，且電梯不在本樓層時(shí)， P

31、LC 內(nèi)部繼電器應(yīng)保持該 信號(hào)，而且通過(guò) PLC 的輸出點(diǎn)亮相應(yīng)的按鈕指示燈。當(dāng)電梯正常到達(dá)該樓層時(shí)，如果滿 足該指令或召喚信號(hào)的停車條件時(shí)，電梯在該層停車，并且消除對(duì)應(yīng)的指令或召喚信號(hào)。 如果電梯處于檢修或故障時(shí)所有的指令和召喚不能記憶3。 圖 4-1 廳外召喚程序 圖 4-2 廳外召喚程序 4.2 內(nèi)指令信號(hào)登記及消除內(nèi)指令信號(hào)登記及消除 信號(hào)登記顯示，到層信號(hào)取消。如果電梯在兩分鐘內(nèi)無(wú)任何操作，電梯自動(dòng)返回一 樓。 圖 4-3 內(nèi)指令信號(hào)登記及消除程序 圖 4-4 內(nèi)指令信號(hào)登記及消除程序 4.3 電梯的平層信號(hào)處理電梯的平層信號(hào)處理 要實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的控制，首先要知道電梯實(shí)際所在的樓層，這

32、些數(shù)據(jù)都是由傳感器獲 取并上傳。樓層信號(hào)的作用有兩個(gè)，一是指示樓層，顯示轎廂所在的層站；二是參與定 向與選層，是電梯判斷運(yùn)行方向和?？课恢玫闹饕蛩刂?。 圖 4-5 電梯平層信號(hào)處理程序 圖 4-6 電梯平層信號(hào)處理程序 4.4 選層定向選層定向 在電梯運(yùn)行過(guò)程中，電梯該在第幾層停車，什么位置開(kāi)始減速，什么位置停車，主 要的問(wèn)題在于對(duì)選層功能的處理。在得到電梯的樓層信號(hào)和召喚信號(hào)后，判斷要停車的 樓層。當(dāng)電梯上行進(jìn)入某樓層時(shí)，電梯轎廂上安裝的上行換速傳感器通過(guò)井道內(nèi)的限位 設(shè)置，確定電梯上行進(jìn)入該層。同時(shí)，電梯如果在該層停車，該點(diǎn)就是電梯開(kāi)始減速的 位置。同樣，電梯下行進(jìn)入某樓層時(shí)，電梯轎廂

33、上安裝的下行換速感應(yīng)器通過(guò)井道內(nèi)的 限位設(shè)置，確定電梯下行進(jìn)入該層。同時(shí)若電梯在該層停車，該點(diǎn)就是電梯開(kāi)始減速的 位置。電梯在該層是否停車，就看有沒(méi)有轎內(nèi)指令或符合條件的廳外召喚。該停車條件 是在非檢修狀態(tài)和故障、非直駛狀態(tài)下執(zhí)行的4。 4.5 轎廂上下行轎廂上下行 圖 4-7 選層信號(hào)處理程序 圖 4-8 選層信號(hào)處理程序 圖 4-9 轎廂下行程序 圖 4-10 轎廂下行程序 4.6 轎廂外呼信號(hào)保持轎廂外呼信號(hào)保持 圖 4-11 轎廂外呼信號(hào)保持程序 4.7 轎廂內(nèi)呼信號(hào)保持轎廂內(nèi)呼信號(hào)保持 圖 4-12 轎廂內(nèi)呼信號(hào)保持程序 4.8 各樓層停車信號(hào)及自動(dòng)開(kāi)關(guān)門各樓層停車信號(hào)及自動(dòng)開(kāi)關(guān)門

34、開(kāi)關(guān)門系統(tǒng)是電梯控制系統(tǒng)中的一個(gè)獨(dú)立單元。一般情況下，當(dāng)轎廂到達(dá)某一樓層 停車后，對(duì)應(yīng)層的限位開(kāi)關(guān)打開(kāi)，PLC 根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作，如果有異常情 況，則電梯門不能打開(kāi)，主要出于對(duì)電梯以及乘客的安全考慮。電梯開(kāi)關(guān)門是通過(guò)開(kāi)門 繼電器和關(guān)門繼電器控制門電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的。 開(kāi)門方式包括：上行開(kāi)門、手動(dòng)開(kāi)門、自動(dòng)開(kāi)門、和超載開(kāi)門。 關(guān)門方式包括：下行關(guān)門、手動(dòng)關(guān)門、自動(dòng)延時(shí)關(guān)門5。 圖 4-13 停車處理及自動(dòng)開(kāi)關(guān)門程序 圖 4-14 停車處理及自動(dòng)開(kāi)關(guān)門程序 小結(jié)： 梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是目前比較常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，具有容易理解和掌握以 及程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域，實(shí)際控

35、制中對(duì)繼電器邏輯控制的應(yīng)用非 常廣泛。因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來(lái)的梯形圖受到了歡迎。 第五章 組態(tài)監(jiān)控 5.1 MCGS 組態(tài)過(guò)程以及相關(guān)畫(huà)面組態(tài)過(guò)程以及相關(guān)畫(huà)面 5.1.1 設(shè)計(jì)監(jiān)控界面 在組態(tài)軟件上，創(chuàng)建“五層電梯組態(tài)設(shè)計(jì)”用戶窗口，單擊“動(dòng)畫(huà)組態(tài)” ，進(jìn)入動(dòng)畫(huà) 制作窗口。利用組態(tài)工具，繪制五層電梯監(jiān)控界面。 圖 5-1 組態(tài)監(jiān)控界面 5.1.2 定義數(shù)據(jù)變量 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是工程的數(shù)據(jù)交換和處理中心。數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本單元， 建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程也就是定義數(shù)據(jù)變量的過(guò)程。定義數(shù)據(jù)變量的內(nèi)容主要包括：指 定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型，確定數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的

36、時(shí)間 范圍和保存期限等。 表 5-1 I/O分配 5.1.3 屬性設(shè)置 將開(kāi)關(guān)型變量的基本屬性中的對(duì)象初值設(shè)置為 0,數(shù)值型變量的屬性設(shè)置：以 F1LEFT 為例，基本屬性中的對(duì)象初值設(shè)置為 100，最小值為 0，最大值為 100，其它變量的設(shè)置 與其相似6。 5.1.4 MCGS中定義的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 序 號(hào) 名稱輸入點(diǎn)序 號(hào) 名稱輸出點(diǎn) 1一層平層I0.01上行記憶Q0.0 2二層平層I0.12下行記憶Q0.1 3三層平層I0.23電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.2 4四層平層I0.34電機(jī)反轉(zhuǎn)Q0.3 5五層平層I0.45 6內(nèi)呼一樓I0.56內(nèi)呼一樓指示Q0.5 7內(nèi)呼二樓I0.67內(nèi)呼二樓指示Q0.6 8

37、內(nèi)呼三樓I0.78內(nèi)呼三樓指示Q0.7 9內(nèi)呼四樓I2.69內(nèi)呼四樓指示Q2.6 10內(nèi)呼五樓I2.710內(nèi)呼五樓指示Q2.7 11一樓外呼叫上行I1.011一樓外呼叫上行指示Q1.0 12二樓外呼叫上行I1.112二樓外呼叫上行指示Q1.1 13三樓外呼叫上行I1.213三樓外呼叫上行指示Q1.2 14四樓外呼叫上行I1.314四樓外呼叫上行指示Q1.3 15二樓外呼叫下行I1.415二樓外呼叫下行指示Q1.4 16三樓外呼叫下行I1.516三樓外呼叫下行指示Q1.5 17四樓外呼叫下行I1.617四樓外呼叫下行指示Q1.6 18五樓外呼叫下行I1.718五樓外呼叫下行指示Q1.7 19手動(dòng)

38、開(kāi)門I2.019電機(jī)正轉(zhuǎn)開(kāi)門Q0.4 20手動(dòng)關(guān)門I2.120電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門Q2.5 21開(kāi)門限位I2.2 22關(guān)門限位I2.3 23電梯上升極限位I2.4 24電梯下降極限位I2.5 表 5-2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象 5.2 動(dòng)畫(huà)連接動(dòng)畫(huà)連接 由對(duì)象搭制而成的圖像界面是靜止不動(dòng)的，需要對(duì)這些對(duì)象元件進(jìn)行動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)，實(shí) 時(shí)地描述外界對(duì)象的狀態(tài)變化，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。實(shí)現(xiàn)圖像動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)的主要方法是 將用戶窗口中元件對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的屬性。 在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，元件對(duì)象的外觀和運(yùn)動(dòng)特性，由數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，從 而實(shí)現(xiàn)了圖像的動(dòng)態(tài)效果。 5.2.1指示燈的屬性設(shè)置

39、 在用戶窗口中，雙擊五層電梯組態(tài)設(shè)計(jì)窗口進(jìn)入，選中一層內(nèi)選指示圖標(biāo)并雙擊， 彈出單元屬性設(shè)置窗口。 圖 5-2 指示燈屬性設(shè)置 其它指示燈的屬性設(shè)置和上面基本相同，根據(jù)不同的對(duì)象設(shè)置相應(yīng)的屬性，這邊只 做部分的設(shè)置示例7。 5.2.2轎廂屬性設(shè)置 雙擊界面中表示電梯上升下降的轎廂，彈出屬性設(shè)置窗口，屬性設(shè)置如下： 圖 5-3 轎廂屬性設(shè)置 圖 5-4 轎廂屬性設(shè)置 5.2.3數(shù)值型變量的設(shè)置 數(shù)值型變量一共有六個(gè)，以變量F1LEFT 為例：一層左門的屬性設(shè)置如下圖所示。 圖 5-5 數(shù)值型變量屬性設(shè)置 其他層的屬性依次設(shè)置，同時(shí)對(duì)應(yīng)的開(kāi)門方向根據(jù)具體情況設(shè)置。 5.3 MCGS 與與 PLC

40、的連接的連接 設(shè)備窗口是 MCGS 組態(tài)設(shè)計(jì)的重要組成部分，負(fù)責(zé)建立系統(tǒng)與外部硬件設(shè)備的連接， 使得 MCGS 能從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí) 監(jiān)控。 在MCGS組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)上，單擊“設(shè)備窗口” ，再單擊“設(shè)備組態(tài)”按鈕進(jìn)入設(shè) 備 組態(tài)。在“設(shè)備工具箱”中，選中“串口通訊父設(shè)備”和“西門子_S7200PPI” ， 添加到 右面已選設(shè)備并對(duì)應(yīng)設(shè)置兩者的屬性,保持與PLC的I/O設(shè)置一致8。 部分基本設(shè)置如下圖： 圖 5-6 MCGS與PLC連接設(shè)置 5.4 編制循環(huán)策略編制循環(huán)策略 在“運(yùn)行策略”中，雙擊“循環(huán)策略”進(jìn)入設(shè)置界面，雙擊圖標(biāo)進(jìn)入“策略屬性設(shè)

41、置” ，把“循環(huán)時(shí)間”設(shè)為：100ms。 進(jìn)入腳本程序編輯環(huán)境，程序如下： if L1=1 and UP=0 and F1flag=1 and F1LEFT0 then F1LEFT=F1LEFT-3 if UP=1 and L1=1 and F1LEFT0 then F2LEFT=F2LEFT-3 if (UP=1 and L2=1) or (DOWN=1 and L2=1) and F2LEFT0 then F3LEFT=F3LEFT-3 if(UP=1 and L3=1) or (DOWN=1 and L3=1) and F3LEFT0 then F4LEFT=F4LEFT-3 if(U

42、P=1 and L4=1) or (DOWN=1 and L4=1) and F4LEFT0 then F5LEFT=F5LEFT-3 if DOWN=1 and L5=1 and F5LEFT-150) or (SL3=1) and jiaoxiang-300) or (SL4=1) and jiaoxiang-450) or (SL5=1) and jiaoxiang-500) and (F1LEFT=100 and F2LEFT=100 and F3LEFT=100 and F4LEFT=100) and UP=1) then jiaoxiang=jiaoxiang-2 / 轎廂上升控制

43、 if (SL4=1) and jiaoxiang-450) or (SL3=1) and jiaoxiang-300) or (SL2=1) and jiaoxiang-150) or (SL1=1) and jiaoxiang=100 and F3LEFT=100 and F4LEFT=100 and F5LEFT=100) and DOWN=1) then jiaoxiang=jiaoxiang+2 / 轎廂下降控制 按“確認(rèn)”退出，完成腳本程序編寫(xiě)。在菜單項(xiàng)“文件”中選“進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境”或 直接按“F5”或直接按工具條中圖標(biāo)，進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境。 小結(jié)： 本次對(duì)MCGS組態(tài)的設(shè)計(jì)以及腳本編輯，我對(duì)這個(gè)軟件的使用更加熟練，對(duì)于PLC與 MCGS的組態(tài)模擬以及接口連接有了更深刻的認(rèn)識(shí)。 在這次設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意一下幾個(gè)問(wèn)題：1.對(duì)于組態(tài)變量的類型定義要清晰。 2