基于PLC的四層電梯設計論文

1、I在現(xiàn)代社會里，電梯在很多高層建筑里扮演著越來越重要的角色。隨著科技的進 步，研究可編程序控制器（PLC）在電梯中的控制運用是一個非常有意義的課題。本文介紹了利用西門子S7-200可編程控制器編寫的一個四層電梯的控制系統(tǒng)，禾U用 Eview觸摸屏制作人機對話界面。主要目的是解決目前電梯控制中存在的一些問題，合 理地利用PLC的硬件資源和軟件資源，要求功能變化靈活，故障少，噪音低。維修保 養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強，控制箱占地面積少。充分利用各種指令的簡化控制 程序，做到控制程序應盡量簡單，便于理解，并有一定的規(guī)律性以便能適合于不同控制 樓層的要求。實踐證明，PLC可編程控制器和Eview觸

2、摸屏結合有利于PLC控制系統(tǒng)的設計、 檢測，具有良好的應用價值。關鍵詞：PLC ;觸摸屏；控制 AbstractIn the modern society, the elevator is playing a more and more important role in the high -rise con structi on. With the improveme nt of scie nee and tech no logy it is a very meanin gful topic to do research into programmable con troller(PLC)

3、in the con trol of elevatorThis article in troduced a con trol system of a four-floor evevator use ing Sime ns the S7- 200 programmable con troller is compilati on, and it uses the Eview touchscree n toma nu facture a man-mach ine con versati on con tact surface. The main purpose is to solve the pro

4、blems existi ng in the con trol of elevator cot prese nt.For example,use the hardware resource and the software resource res on ably, requesti ng function cha nge ini mble, the breakdow n few, the nois e low. The service maintenance is convenient, the en ergy con servati on labor sav ing, the contr

5、ol box area few.Make good use of all kinds of simplification control procedure of instruction so as to make con trol procedure as simple as as possible to be easily un derstood and simple, is adva ntageous for the un dersta nding and has certa in regularity in order to suit the requests of differe n

6、t con trols floors。The practice proved that the comb in ati on of PLC may spread the program and Eview touchscree n is adva ntageous for the desig n and exam in ati on of PLC con trol system.,It is of great applicati on valuaKeyword: PLC ； Touchscreen Control TOC o 1-5 h z 弓I言1 HYPERLINK l bookmark2

7、 o Current Document 1綜述2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1.1電梯的起源與發(fā)展2. HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1.2國外電梯的情況2. HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1.3國內電梯的情況3. HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.4電梯的發(fā)展動態(tài) 4.1.4.1.電梯技術發(fā)展概況 4.1.4.2電梯發(fā)展展望 4. HYPERLINK l bookmark12 o

8、Current Document 2可編程控制器5. HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 2.1 PLC 的定義.5. HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2.2可編程控制器(PLC)的特點 5.2.2.1硬件的可靠性5.2.2.2編程簡單，使用方便 5.2.2.3接線簡單，通用性好 6.2.2.4可連接為控制網(wǎng)絡系統(tǒng)6.2.2.5易于安裝，便于維護6. HYPERLINK l bookmark18 o Current Document PLC的工作原理 7. HYPERLINK l bookmar

9、k20 o Current Document PLC的編程語言 8. HYPERLINK l bookmark22 o Current Document PLC發(fā)展趨勢 8. HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 3電梯PLC控制系統(tǒng)設計 1.0 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 3.1電梯的類型10 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 3.2電梯的構造10 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 3.3 P

10、LC控制系統(tǒng)的設計分析 10 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 3.4電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計 1.1 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 3.5PLC 的選擇1.13.5.1統(tǒng)計輸入、輸出點數(shù) 113.5.2內存估計11 V3.5.3輸入輸出模塊的選擇1.23.5.4機型確定12 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3.6輸入/輸出分配表12 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 3.7硬件配置簡介

11、133.7.1存儲特性133.7.2集成的通訊功能1.43.7.3常規(guī)特性143.7.4PLC 接線圖1.4 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 4軟件設計1.6 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 4.1程序的基本介紹164.1.1主程序164.1.2子程序164.1.3中斷服務程序 16 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 4.2程序中的指令介紹164.2.1基本指令164.2.2 線圈1.64.2.3定時器17 HYPERLINK l bookm

12、ark60 o Current Document 4.3控制分析174.3.1廳內呼叫174.3.2廳外呼叫19 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 5Eview觸摸屏的設計22 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 5.1Eview觸摸屏的簡介22 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 5.2EB500軟件的設計225.2.1新工程的建立225.2.2畫面設計235.2.3Eview MT500系列觸摸屏與西門子PLC的連接方法24總結25.致謝26.

13、HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 參考文獻27. HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 附錄A28附錄B35附錄 C.4.0. 隨著城市建設的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟和生活中有著廣泛 的應用。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，而呼叫是隨機的，電梯實際上 是一個人機交互式的控制系統(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)采用隨機邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方

14、式，一是 采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設定，實現(xiàn)電梯 的自動調度和集選運行功能，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，自己設計和 制造微機控制裝置成本較高；而 PLC可靠性高，程序設計方便靈活，抗干擾能力強、 運行穩(wěn)定等特點，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)。所以，綜上所述，本設計就以 PLC作為工具對升降電梯的各種操作進行控制。1綜述1.1電梯的起源與發(fā)展電梯在漢語詞典中的解釋為：建筑

15、物中用電作動力的升降機，代替步行上下的樓梯。說到電梯的起源要從公元前2600年埃及人在建造金字塔時使用了最原始的提升系 統(tǒng)說起，但這一類起重機的能源均為人力。到了1203年，法國的二修道院安裝了一臺起重機，所不同者只是該機器是利用驢作為動力，載荷由繞在一個大滾筒上的繩子進行 起吊。此種方法一直沿用到近代直到瓦特發(fā)明了蒸汽機，約在1800年，煤礦主才能利用起重機把礦井中的煤輸送上來。數(shù)百年來人們制造過各種類型的升降梯，它們都具有一個共同的缺陷：只要起吊繩突然斷裂，升降梯便急速地墜落到底層。1854年奧的斯設計了一種制動器：在升降梯的平臺頂部安裝一個貨車用的彈簧及一個制動桿與升降梯井道兩側的導軌相

16、連結，起吊繩與貨車彈簧連結，這樣僅是起重平臺的重量就足以拉開彈簧，避免與制動桿接觸。如果 繩子斷裂，貨車彈簧會將拉力減弱，兩端立該與制動桿咬合，即可將平臺牢固地原地固 定免繼續(xù)下墜。 安全的升降梯”發(fā)明成功了！ 一時間，奧的斯成了眾人注目的中心。第 一臺升降機并非奧的斯所發(fā)明，但他卻是第一臺安全”升降梯的發(fā)明者。 安全”這一概念不僅開創(chuàng)了升降梯工業(yè)，而且也為那些想建造更高層建筑物以增加更多可利用空間的 設計們打開了通途。然而真正能夠稱為電梯（用電能驅動升降梯）的產(chǎn)品應該是在20世紀初才出現(xiàn)的。1.2國外電梯的情況國外電梯行業(yè)發(fā)展迅猛，不僅在節(jié)能上做了很大的功夫，現(xiàn)在在智能化，遠程化， 集成化，

17、可視化也已有了先進的技術。1、集垂直運輸與水平運輸?shù)膹秃线\輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用直線電機驅動，在一個井 道內設置多臺轎廂。轎廂在計算機導航系統(tǒng)控制下，可以在軌道網(wǎng)絡內交換各自運行路 線。該系統(tǒng)節(jié)省了井道占用的空間，解決了超高層建筑電梯鋼絲繩和電纜重量太大的問題，尤其適合于具有同一底樓的多塔形高層建筑群中前往空中大廳的穿梭直駛電梯。2、彩色大屏幕液晶樓層顯示器。這類顯示器可以以高分辨率的彩色平面或三維圖 像顯示電梯的樓層信息（如位置、運行方向），還可以顯示實時的載荷、故障狀態(tài)等。通過控制中心的設置還可以顯示日期、時間、問候語、樓層指南、廣告等，甚至還可以 與遠程計算機和尋呼系統(tǒng)聯(lián)接發(fā)布天氣預報、新聞

18、等。有的顯示器又增加了觸摸查詢功 能。該裝置緩解了陌生乘客在轎廂內面對面對視時的尷尬、無趣的局面，降低了乘客乘 梯時心理等待焦慮感。3、電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將控制柜中的信號處理計算機獲得的電梯運行和 故障信息通過公共電話網(wǎng)絡或專用網(wǎng)絡（都需要使用調制解調器）傳輸?shù)竭h程的能夠提 供可視界面的專業(yè)電梯服務中心的計算機，以便那里的服務人員掌握電梯運行情況，特 別是故障情況。該系統(tǒng)一般具有顯示故障、分析故障、故障統(tǒng)計與預測等功能，還有的 可實現(xiàn)遠程調試與操作，便于維修人員迅速進行維修應答和采取維修措施。這樣縮短了 故障處理時間，簡化了人工故障檢查的勞動，保證了大樓電梯安全高效地運行 3。1.3國

19、內電梯的情況中國電梯行業(yè)從市場規(guī)模上已經(jīng)有了很大提高，一些自主品牌也逐步提升了自己的產(chǎn)品質量和技術含量，我國政府提出的節(jié)約型社會正好讓電梯行業(yè)中擁有節(jié)能電梯技術 的企業(yè)有機會發(fā)展，另外，國外用戶比以前更多地青睞中國產(chǎn)品也為中國電梯的崛起提 供了機會。目前我國節(jié)能電梯技術在某些方面已經(jīng)達到了國際領先水平，但是節(jié)能電梯 的普及率還很低，可節(jié)電30%以上的無齒輪電梯普及率不及10%，可以能源再生的造能 電梯普及率不及2%。因此專家預計，節(jié)能電梯市場會在 十一五”期間進入快速增長期。 節(jié)能電梯從2001年開始進入我國辦公樓、住宅樓、酒店等場所，經(jīng)過5年的發(fā)展，全國的無齒輪電梯市場從幾千臺增長到近 6萬

20、臺。目前我國已超過日本成為世界最大的新 裝電梯市場。由于房地產(chǎn)業(yè)、城市公共建設等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，預計未來10年，我國的電梯市場仍將保持每年20%的遞增速度，年平均銷售額至少500億美元。房地產(chǎn)市場快 速發(fā)展，對電梯的需求繼續(xù)擴大。專家估計未來50年我國新增住房面積將達到200億平方米。目前國家規(guī)定20米以上高樓就應安裝電梯，因此未來電梯最大的市場就是住 宅市場。此外，機場、商場、地鐵等大型公共設施建設對自動扶梯、觀光電梯等電梯的 需求量也十分可觀。西部地區(qū)的小城鎮(zhèn)建設速度加快。東部地區(qū)城市化經(jīng)過20年的發(fā)展，有些發(fā)達地區(qū)城市化水平已達到 80%，基本飽和，甚至出現(xiàn)了逆城市化的趨勢。而 近年來西部

21、地區(qū)國民生產(chǎn)總值的增長速度，已經(jīng)與電梯需求高速發(fā)展所需的GDP水平相吻合。電梯更新進入高峰期。雖然國家對電梯壽命目前沒有提出強制標準，但是按國 外電梯使用壽命的慣例，一般日本系列電梯設計壽命為15年，歐美電梯設計壽命為25年。根據(jù)我國電梯選購的實際情況，采用日本系列產(chǎn)品或技術的比例大約有60%以上，國內在1990年前安裝的日系電梯已經(jīng)全部到了更新期。 而且1990年以前的電梯生產(chǎn)技 術相對比較落后，電梯的耗電水平是現(xiàn)在節(jié)能電梯的三到四倍。按電梯使用壽命及15年前電梯安裝數(shù)量看，預計2007年將有15000至20000臺電梯需要更新。電梯節(jié)能潛 力巨大，電梯和空調被認為大型建筑兩大耗能大戶。據(jù)了

22、解，目前我國星級酒店每平方 米平均年耗電量為150千瓦時，一座3萬5萬平方米的星級酒店，其年總能耗大約相當 于3000至4000噸標準煤，其中將近一半用于電梯供電。 電梯行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2005年在 我國所有使用的電梯中如果有 80%采用節(jié)能電梯，全年可以節(jié)約耗電122億千瓦時。如 果2015年全部采用節(jié)能電梯，將節(jié)電800億千瓦時，幾乎等于三峽大壩一年的發(fā)電量 。1.4電梯的發(fā)展動態(tài)隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展，日益增高的高層建筑已成為現(xiàn)代都市的重要標志，作為高層 建筑的垂直運載工具一電梯得到了快速發(fā)展。1.4.1.電梯技術發(fā)展概況1、電梯的速度要求越來越快，高速、超高速電梯的數(shù)量愈來愈多。2、 電梯的

23、邏輯控制己從過去簡單的繼電器一接觸器控制發(fā)展為可編程序控制（PLC） 和微機控制，控制方式也從手柄控制、信號控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等， 電梯可靠性得到很大提高。3、智能群控管理得到廣泛應用。4、機械傳動方面，由于國際上機械加工水平的不斷提高，使斜齒傳動和行星齒輪傳動在電梯上的應用日益廣泛，已使電梯的傳動形式多樣化5。1.4.2電梯發(fā)展展望1、結構不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化隨著新技術、新結構、新材料、新 工藝的發(fā)展，電梯的機械系統(tǒng)結構簡單化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進化、外 觀漂亮化。同時，無機房電梯在新世紀將會有較大速度發(fā)展。2、技術含量更咼，性能更好。3、安裝更方便

24、、更快捷高效、安全、可重復使用的無腳手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式；隨著新技術的開發(fā)、應用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。此外，電梯的雙向安全裝置、無底坑、無線控制、綠色環(huán)保 安全、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來電梯的重要發(fā)展方向6卜。2可編程控制器2.1 PLC的定義可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它 采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算 ，順序控制，定時，計數(shù) 與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生 產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備，都按易于與工業(yè)控制系

25、統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易 于擴充其功能的原則設計?？傊?，可編程控制器是一臺計算機，它是專為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算機。 它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅動能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對 某一具體工業(yè)應用，在實際應用時，其硬件需根據(jù)實際需要進行選用配置，其軟件需根 據(jù)控制要求進行設計編制。2.2可編程控制器(PLC)的特點2.2.1硬件的可靠性PLC是在工業(yè)環(huán)境的惡劣條件下應用而設計的，一個設計良好的PLC能置于有很強的電噪聲、電磁干擾、機械振動、極端溫度和濕度很大的環(huán)境中。在硬件設計方面，首先是選用優(yōu)質器件，再就是采用合理的系統(tǒng)結構，加固，簡化 安裝，使它易于抗振動沖擊，對印制電路

26、板的設計、加工及焊接都采取了極為嚴格的工 藝措施，而且在電路、結構及工藝上采取了一些獨特的方式。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)字濾波；內部采用了電磁屏蔽措施，防 止輻射干擾；采用了較先進的電源電路，以防止由電源回路串入的干擾信號；采用了較 合理的電路程序，一旦某模塊出現(xiàn)故障，進行在線插拔、調試時不會影響各機的正常運 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、限位開關、光電開關、電磁電機等外圍裝置上10。2.2.2編程簡單，使

27、用方便用微機實現(xiàn)自動控制，常使用匯編語言編程，難于掌握，要求使用者具有一定水平的計算機硬件和軟件知識。PLC采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程，容易掌握。例如，目前打 多數(shù)PLC均采用的梯形圖語言編程方式，既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀感，又顧 及了大多數(shù)電氣技術人員的讀圖習慣及應用微機的水平很容易被電氣技術人員所接受， 易于編程，程序改變時也容易修改，很靈活方便。這種面向控制過程、面向問題的編程方式，與目前微機控制常用的匯編語言相比， 雖然在PLC內部增加了解釋程序，增加了程序執(zhí)行時間，但對大多數(shù)的機電控制設備 來說，這是微不足道的11。223接線簡單，通用性好PLC的接線只需將輸

28、入信號的設備（按鈕、開關等）與 PLC輸入端子連接，將接 受輸出信號執(zhí)行控制任務的執(zhí)行元件（接觸器、電磁閥等）與 PLC輸出端子連接。接 線簡單、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”，這樣生產(chǎn)線的自動化過程就能隨意改變。這種 性能使PLC具有很高的經(jīng)濟效益。用于連接現(xiàn)場設備的硬件接口實際上是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，這樣的軟硬件設計就使現(xiàn)場電氣人員 與技術人員易于使用12。2.2.4可連接為控制網(wǎng)絡系統(tǒng)PLC可連成功能很強的網(wǎng)絡系統(tǒng)。網(wǎng)絡可分為兩類：一類是低速網(wǎng)絡，采用主

29、從 方式通信，傳輸速率從幾千波特到上萬波特，傳輸距離為500 2500m；另一類為高速網(wǎng)絡，采用令牌傳送方式通信，傳輸速率為1M 10Mbps，傳輸距離為500 1000m，網(wǎng)上結點可達1024個。這兩類網(wǎng)絡可以級連，網(wǎng)上可兼容不同類型的可編程控制器和 計算機，從而組成控制范圍很大的局部網(wǎng)絡。2.2.5易于安裝，便于維護PLC安裝簡單而且功能有效，其相對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小的模塊結構使之能安裝在繼電器附近并將連線向已有接線端，其實改換很方便，只要將輸入/輸出設備連向接線端即可14。在大型安裝中，長距離輸入/

30、輸出站點安放在最優(yōu)地點。長距離站通過同軸電纜獲雙 扭線連向CPU，這種配置大大減少了物料和勞力，長距離子系統(tǒng)方法也意味著系統(tǒng)不同 部分可在到達安裝場地前由 PLC制造商預先連好線，這一方法大大減少了電氣技術人 員的現(xiàn)場安裝時間13 o從一開始，PLC便以易維護作為設計目標。由于幾乎所有器件都是固態(tài)的，維護時 只需更換模塊級插入式部件，故障檢測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，借助于編程設備可見輸入/輸出是ON還是OFF,還可寫編程指令來報 告故障。PLC的這些及其他特性使之成為任何一個控制系統(tǒng)的有益部分。一旦安裝后，其作用立即顯現(xiàn)，其收益也馬上實現(xiàn)，向其他智能設備一樣,

31、PLC的潛在優(yōu)點還取決于應用時的創(chuàng)造性佝。PLC的工作原理PLC具有微機的許多特點，但它的工作方式卻與微機有很大不同。微機一般采用等 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從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結束符后又返回第一條。如此周而不 斷循環(huán)。每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。一個掃描周期大致可分為 I/O刷新和執(zhí)行指令 兩個階段。所謂I/O刷新即對PLC的輸入進行一次讀取，將輸入端各變量的狀態(tài)重新讀入 PLC 中存入內部寄存器，同時將新的運算結果送到輸出端。這實際是將存入輸入、輸出狀態(tài) 的寄存器內容進行了一次更新，故稱為“ I （輸入）/

32、O（輸出）刷新”。由此可見，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 相應的發(fā)生變化，或者說輸出隊輸入產(chǎn)生了響應。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，而要到下一次掃描期間輸出才會產(chǎn) 生響應。由于PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸出對輸入的響應速度要受掃 描周期的影響。掃描周期的長短主要取決于這幾個因數(shù)：一是CPU執(zhí)行指令的速度，二是每條指令占用的時間，三是指令條數(shù)的多少，即程序的長短。對于慢速控制系統(tǒng)，響應速度常常不是主要的，故這種方式不但沒有壞處反而可以 增強系統(tǒng)抗干擾能力。因為干擾常是脈沖式的、短時的，而由于系統(tǒng)響應

33、較慢，常常要 幾個掃描周期才響應一次，而多次掃描后，瞬間干擾所引起的誤動作將會大大減少，故 增加了抗干擾能力佝。但對控制時間要求較嚴格、響應速度要求較快的系統(tǒng)，這一問題就需慎重考慮。應 對響應時間作出精確的計算，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延時等的不良影響。PLC的編程語言PLC提供了較完整的編程語言，以適應 PLC在工業(yè)環(huán)境中的應用。利用編程語言， 按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當于設計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內部的存儲器中，它也能方便地讀 出、檢查與修改。PLC提供的編程語言通常由三種：梯形圖、

34、功能圖、及布爾邏輯編程。梯形圖(Ladder Programming)是應用最廣的，梯形圖編程有時稱為繼電器梯形圖邏輯 圖編程。它使用的最廣是因為它和以往的繼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、繼電器梯形圖基礎上演變而來的，它與電氣操作原理相呼應。 它的最大優(yōu)點是形象、直觀和實用，為廣大電氣技術人員所熟知。PLC的梯形圖與電氣控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號和表達方式上有一定區(qū)別。PLC的梯形圖使用的時內部繼電器、定時器/計數(shù)器，都是由軟件實現(xiàn)的，其主要特點為使用 方便、修改靈活。功能圖編程(Function Chart Programming)是一種

35、較新的編程方法。它的作用使用 功能圖來表達一個順序控制過程。布爾邏輯編程(Boolean Logic Programming)包括“與” (AND )、或(OR)、非(NOT) 以及定時器、計數(shù)器、觸發(fā)器等。每一種編程方法都有它的優(yōu)點和缺點，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用編程方法。PLC發(fā)展趨勢1、向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應速度和更大的存儲容量。目 前，有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個性 能指標。2、向超大型、超小型兩個方向發(fā)展當前中小型PLC比較多，為了適應市場的多種

36、需要，今后 PLC要向多品種方向發(fā) 展，特別是向超大型和超小型兩個方向發(fā)展。 現(xiàn)已有I/O點數(shù)達14336點的超大型PLC， 其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強。3、PLC大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)通信能力為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù) 模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶 CPU和存儲器的 智能I/O模塊，既擴展了 PLC功能，又使用靈活方便，擴大了 PLC應用范圍。4、增強外部故障的檢測與處理能力根據(jù)統(tǒng)計資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸 入設備占45%,輸

37、出設備占30%,線路占5%。前二項共20%故障屬于PLC的內部故障， 它可通過PLC本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理；而其余 80%的故障屬于PLC的外部故 障。因此，PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊，進一 步提高系統(tǒng)的可靠性17。5、編程語言多樣化在PLC系統(tǒng)結構不斷發(fā)展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提 高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語言外，為了適應各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序 控制的步進編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言（BASIC、 C語言等）等。多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是PLC進步的一種趨勢。3電梯PLC控制系

38、統(tǒng)設計3.1電梯的類型1、按使用性質分：客梯；貨梯；消防電梯2、 按電梯行駛速度分： 高速電梯。速度大于2m/s。 中速電梯。速度在2m/s 之內。 低速電梯。運送食物電梯常用低速，速度在 1.5m/s以內。3、觀光電梯：觀光電梯是把豎向交通工具和登高流動觀景相結合的電梯。3.2電梯的構造1、電梯由下列幾部分組成：電梯井道；電梯機房；井道地坑：井道地坑在 最底層平面標高下大于等于1.4m,作為轎廂下降時所需的緩沖器的安裝空間； 組成電 梯的有關部件；2、轎廂;3、井壁導軌和導軌支架；4、牽引輪及其鋼支架、鋼絲繩、轎廂開關門、檢修起重吊鉤等；5、有關電器部件。3.3 PLC控制系統(tǒng)的設計分析任何

39、一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質 量。因此，在設計PLC控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則：1、最大限度地滿足被控對象的控制要求充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計 PLC控制系 統(tǒng)的首要前提，這也是設計中最重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入 現(xiàn)場進行調查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關先進的國內、國外資料。同時要注 意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共 同解決設計中的重點問題和疑難問題18。2、保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)

40、的重要原則。 這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安 全可靠。3、力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此，在滿 足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地 降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng) 的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。3.4電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計由于電梯的運行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂 的

41、呼叫是隨機的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的 基本控制要求的基礎上，根據(jù)隨機的輸入信號，以及電梯的相應狀態(tài)適時的控制電梯的 運行。3.5PLC的選擇3.5.1統(tǒng)計輸入、輸出點數(shù)根據(jù)本次設計對電梯運行的分析，電梯控制系統(tǒng)中輸入有電梯開關門按鈕，梯內選 層按鈕，廳外召喚按鈕，以及別的信號輸入等。估計用16個輸入點，20個輸出點。3.5.2內存估計用戶程序所需內存容量要受到下面幾個因素的影響：內存利用率；開關量輸入輸出 點數(shù)；模擬量輸入輸出點數(shù)；用戶的編程水平。1、內存利用率我們把一個程序段中的接點數(shù)與存放該程序段所代表的機器語言所需的內存字數(shù) 的比值稱為利用率。2、開

42、關量輸入輸出的點數(shù)一般系統(tǒng)中，開關量輸入和開關量輸出的比為 6: 4。這方面的經(jīng)驗公司是根據(jù)開關 量輸入、開關量輸出的總點數(shù)給出的。所需內存字數(shù)=開關量（輸入+輸出）總點數(shù)*103、模擬量輸入輸出的總點數(shù)只有模擬量輸入時：內存字數(shù)=模擬量點數(shù)*100模擬量輸入輸出同時存在：內存擬量字數(shù)*2003.5.3輸入輸出模塊的選擇可編程控制器輸入模塊是檢測并轉換來自現(xiàn)場設備（按鈕、行程開關等）的高電平 信號為機器內部電平信號，分直流 12、24幾種；交流110V和220V兩種。模塊輸出的任務是將機器內部信號電平轉換為外部過程的控制信號。 輸出模塊同時 接通點數(shù)的電流累計值必須小于公共段所允許通過的電流值

43、。 輸出模塊的電流值必須大 于負載電流的額定值。3.5.4機型確定綜上所述，根據(jù)具體情況，我們選擇西門子的S7 200系列中的226, 226總共有24個數(shù)字量輸入和16個數(shù)字輸出量。所以我們還要加個擴展模塊 EM222。擴展單元沒有CPU,作為基本單元輸入/輸出點數(shù)的擴充，只能與基本單元連接使 用。不能單獨使用。交直流輸出模塊（EM222）有8個輸出點，分成兩組，每組需用戶 提供一個外部電源（可以是直流或交流電源）。當PLC有信號輸出時，輸出接口電路使 繼電器線圈激勵，繼電器觸點閉合使負載回路接通。3.6輸入/輸出分配表表3.1輸入分配表序號名稱輸入點序號名稱輸出點0四層內選按鈕S410.0

44、8二層上呼按鈕U2I1.01三層內選按鈕S3I0.19一層上呼按鈕U1I1.12二層內選按鈕S2I0.210一層行程開關K1I1.53一層內選按鈕S1I0.311二層行程開關K2I1.44四層下呼按鈕D4I0.412三層行程開關K3I1.35三層下呼按鈕D3I0.513四層行程開關K4I1.26二層下呼按鈕D2I0.614開門按鈕K5I2.47三層上呼按鈕U3I0.715關門按鈕K6I2.5表3.2輸出分配表序號名稱輸入點序號名稱輸出點0四層指示Q0.010轎廂上升指示Q1.21三層指示Q0.111轎廂下降指示Q1.32二層指示Q0.212一層上呼指示Q2.03一層指示Q0.313二層上呼指示

45、Q2.14下降指示Q0.414三層上呼指示Q2.25上升指示Q0.515二層下呼指示Q2.56四層內選指示Q0.616三層下呼指示Q2.47三層內選指示Q0.717四層下呼指示Q2.38二層內選指示Q1.018開門指示Q2.69一層內選指示Q1.119關門指示Q2.73.7硬件配置簡介PLC產(chǎn)品出現(xiàn)以來，它以面向工業(yè)控制的鮮明特點，普遍受到電器控制領域的歡迎。 特別是中小容量PLC成功取代了傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)，使得控制系統(tǒng)的可靠性大大提 高。目前各國生產(chǎn)的PLC品種繁多，發(fā)展速度快。本文所用到的產(chǎn)品是西門子S7 200系列。在此簡單的介紹該機型的一些技術指標。3.7.1存儲特性表3.3存儲特性

46、在線程序編輯時16384 bytes非在線程序編輯時24576 bytes數(shù)據(jù)存儲器10240 bytes裝備（超級電容）100小時/典型值（40 時最少70小時）可選電池200天/典型值3.7.2集成的通訊功能表3.4集成的通訊功能接口2 個 RS-485 接口PPI, DP/T波特率9.6, 19.2 和 187.5kbaud自由口波特率1.2kbaud 至 115.2kbaud每段最大電纜長度使用隔離的中繼器：187.5kbaud可達1000米，38.4kbaud 可達 1200 米最大站點數(shù)未使用隔離中繼器：50米最大主站數(shù)每段32個站，每個網(wǎng)絡126個站點到點（PPI主站模式）126

47、個站MPI連接32是（NETR / NETW）共4個，2個保留3.7.3常規(guī)特性表3.5常規(guī)特性定時器總數(shù)256個1ms4個10ms16個100ms236個計數(shù)器總數(shù)256（由超級電容或電池備份）內部存儲器位掉電保持256（由超級電容或電池備份）112（存儲在 EEPROM）時間中斷2個1ms分辨率邊沿中斷4個上升沿和/或4個下降沿模擬電位器2個8位分辨率布爾量運算執(zhí)行時間0.22s時鐘內置3.7.4PLC接線圖層扌際Q口O/OOt j/OkJ下障扌旨示/O三底內選擔示-2-二三內選指云一層內遶崔幾-M IQ 6 s- P.O IL1 = 2CPU226四層內吟 三展內呼 二Bf內呼旦內竝/A

48、% I iJ -I四展下呼三層下呼-M卜呼三層上呼二層上呼一忌丄呼口層疔程4=皿1/!|_說二e上呼據(jù)厲燈0三層上呼指示燈 四MTWif示燈Q12QlQmzl Q二層疔桎3層行悝曲門按鈕圖3.1PLC接線圖4軟件設計4.1程序的基本介紹4.1.1主程序主程序中包括控制應用的指令。S7-200在每一個掃描周期中順序執(zhí)行這些指令。主 程序也被表示為0B1。4.1.2子程序子程序是應用程序中的可選組件。只有被主程序、中斷服務程序或者其它子程序調 用時，子程序才會執(zhí)行。4.1.3中斷服務程序中斷服務程序是應用程序中的可選組件。當特定的中斷事件發(fā)生時，中斷服務程序 執(zhí)行。4.2程序中的指令介紹4.2.1

49、基本指令在語句表中LD指令，表示一個邏輯梯級的編程開始。 CPU執(zhí)行LD指令時，首先， 將指令操作數(shù)的位（bit）值裝入堆棧棧頂，故也稱棧裝載指令。然后堆棧其余各級內容 依次下壓一級，直至最后一級內容丟失。A指令表示觸點的串聯(lián)編程。執(zhí)行A指令，將操作數(shù)的位（bit）值“與“棧頂值， 運算結果仍存入棧頂。棧頂沒有壓入和彈出操作。0指令表示觸點的并聯(lián)編程。執(zhí)行0指令，將操作數(shù)的位（bit）值“或“棧頂值， 運算結果仍存入棧頂。棧頂沒有壓入和彈出操作。LDN、AN、ON指令是對常閉觸點編程，執(zhí)行這些指令時，將操作數(shù)的位（bit ）取反后，再作相應的“裝載”、“與”、“或”操作。4.2.2線圈1、輸出

50、輸出指令（=）將新值寫入輸出點的過程映象寄存器。當輸出指令執(zhí)行時， S7-200 將輸出過程映象寄存器中的位接通或者斷開。在LAD和FBD中，指定點的值等于能流。在STL中，棧頂?shù)闹祻椭频街付ㄎ弧?、置位和復位置位（S）和復位（R）指令將從指定地址開始的N個點置位或者復位。您可以一次 置位或者復位1-255個點。4.2.3定時器輸入端接通時，接通延時器（TON ）開始計時，當計時器的當前值等于或大于設定 值（PT）時，該定時器位被置位位“ 1”。定時器（TON）累計值達到設定時間后，TON 繼續(xù)計時，一直計到最大值32767。輸入端斷開時，定時器TON復位，即當前值為0,定時器為“ 0”。4.

51、3控制分析4.3.1廳內呼叫1、電梯在一、二、三、四層樓分別設置一個行程開關，在轎廂內設置四個樓層內選 按鈕。在行程開關K1、K2、K3、K4都斷開的情況下，呼叫不起作用。2、從一層到二層：接通I1.5即接通K1，表示轎廂原停樓層1,按S2,即I0.2接通一下， 表示呼叫樓層2,則Q1.0接通，表示電梯上升。斷開 K1，直至K2接通，Q1.0斷開，Q0.5 斷開（表示電梯上升停止），電梯到達二層。3、從一層到三層：接通I1.5即接通K1，表示轎廂原停樓層1,按S3, 即卩I0.1接通 一下，表示呼叫樓層3,則Q0.7接通，三層內選指示燈亮，Q0.5接通，Q1.2接通，表示 電梯上升。斷開K1，

52、一層指示燈亮，然后接通過I1.4即接通K2，一層指示燈滅、二層 指示燈亮；直至K3接通，Q0.7斷開（三層內選指示燈滅）,Q0.5斷開，Q0.7斷開，三層 指示燈亮，電梯到達三層。4、從一層到四層：接通I1.5即接通K1,表示轎廂原停樓層1,按S4,即I0.0接通 一下，表示呼叫樓層4,則Q0.6接通，四層內選指示燈亮，Q0.5接通，Q0.7接通，表示 電梯上升。斷開K1，一層指示燈滅；接通I1.4即接通K2，二層指示燈亮；斷開K2, 二 層指示燈滅；然后接通I1.3即接通K3,三層指示燈亮，斷開K3，三層指示燈滅；直至 K4接通，四層指示燈L1亮。Q0.6斷開（四層內選指示燈滅）,Q0.5斷

53、開，Q0.7（表示 電梯上升停止），電梯到達四層。5、從二層到四層：接通I1.4即接通K2,表示轎廂原停樓層2,按S4, 即卩I0.0接通 一下，表示呼叫樓層4,則Q0.6接通，四層內選指示燈亮，Q0.5接通，Q1.2接通，表示 電梯上升。斷開K2，二層指示燈滅；接通I1.3即接通K3，三層指示燈亮，斷開K3，三 層指示燈滅；直至K4接通，四層指示燈亮，Q0.6斷開（四層內選指示燈滅），Q0.5斷開， Q1.2斷開（表示電梯上升停止），電梯到達四層。6、從三層到四層：接通11.3即接通K3，表示轎廂原停樓層3，按S4，即卩I0.0接通 一下，表示呼叫樓層4，則Q0.6接通，四層內選指示燈亮，Q

54、0.5接通，Q1.2接通，表示 電梯上升。斷開K3，三層指示燈滅；直至K4接通，四層指示燈亮；Q0.6斷開（四層內 選指示燈滅），Q0.5斷開，Q1.2斷開（表示電梯上升停止），電梯到達四層。7、從四層到三層：接通11.2即接通K4,表示轎廂原停樓層4,按S3,即卩I0.1接通 一下，表示呼叫樓層3，則Q0.7接通，三層內選指示燈亮；Q0.4接通，Q1.3接通，表示 電梯下降。斷開K4，四層指示燈L1滅；直至K3接通，三層指示燈亮，Q0.7斷開（三 層內選指示燈滅），Q0.4斷開、Q1.3 （表示電梯下降停止），電梯到達三層。8從四層到二層：接通11.2即接通K4,表示轎廂原停樓層4,按S2,

55、 即卩I0.2接通 一下，表示呼叫樓層2,則Q1.0接通，二層內選指示燈亮，Q0.4接通、Q1.3接通，表示 電梯下降。斷開K4，四層指示燈滅；接通I1.3即接通K3，三層指示燈亮，斷開K3，三 層指示燈滅；。直至K2接通，二層指示燈亮，Q1.0斷開（二層內選指示燈滅），Q0.4斷 開、Q1.3斷開（表示電梯下降停止），電梯到達二層。9、從四層到一層：接通11.2即接通K4,表示轎廂原停樓層4,按S1，即I0.3接通 一下，表示呼叫樓層1,則Q1.1接通，一層內選指示燈亮，Q0.4接通、Q1.3接通，表示 電梯下降。斷開K4，四層指示燈滅；接通I1.4即接通K3，三層指示燈亮，斷開K3，三 層

56、指示燈滅；再接通I1.3即接通K2，二層指示燈亮，斷開K2，二層指示燈滅；直至K1 接通，一層指示燈亮。，Q1.1斷開（一層內選指示燈滅），Q0.4斷開、Q1.3斷開（表示電 梯下降停止），電梯到達一層。10、從三層到二層：接通I1.3即接通K3，表示轎廂原停樓層3,按S2,即I0.2接通 一下，表示呼叫樓層2,則Q1.0接通，二層內選指示燈亮，Q0.4接通、Q1.3接通，表示 電梯下降。斷開K3，三層指示燈滅；直至K2接通，二層指示燈亮；Q1.0斷開（二層內 選指示燈滅）,Q0.4斷開、Q1.3斷開（表示電梯下降停止），電梯到達二層。11、從三層到一層：接通I1.3即接通K3，表示轎廂原停樓

57、層3,按S1，即I0.3接通 一下，表示呼叫樓層1,則Q1.1接通，一層內選指示燈亮，Q0.4接通、Q1.3接通，表示 電梯下降。斷開K3，三層指示燈滅；接通I1.4即接通K2，二層指示燈亮，斷開K2, 二 層指示燈滅；直至K1接通，一層指示燈亮，Q1.1斷開（一層內選指示燈滅）,Q0.4斷開、 Q1.3斷開（表示電梯下降停止），電梯到達一層。12、從二層到一層：接通11.4即接通K2，表示轎廂原停樓層2,按S1，即10.3接通 一下，表示呼叫樓層1,則Q1.1接通，一層內選指示燈亮，Q0.4接通，Q1.3接通，表示 電梯下降。斷開K2,二層指示燈滅；接通11.5即接通K1, 一層指示燈亮，Q

58、1.1斷開（一 層內選指示燈滅），Q0.4斷開，Q1.3斷開（表示電梯下降停止），電梯到達一層。4.3.2廳外呼叫1、當電梯在一層時（1）按U1，電梯在一層，Q2.6接通，電梯門開。（2）按U2，Q0.5、Q1.2接通（表示電梯上升），K1斷開，一層指示燈滅；接通I1.4 即接通K2,二層指示燈亮，Q0.5、Q1.2斷開（表示電梯上升停止），電梯到達二層。（3）按U3, Q0.5、Q1.2接通（表示電梯上升）,K1斷開，一層指示燈滅；接通I1.4 即接通K2,二層指示燈亮，K2斷開，二層指示燈滅；接通I1.3即接通K3，三層指示燈 亮，Q0.5、Q1.2斷開（表示電梯上升停止），電梯到達三層。

59、（4） 按D2, Q2.5接通，二層下呼指示燈亮，Q0.5、Q1.2接通（表示電梯上升），K1 斷開，一層指示燈滅；接通I1.4即接通K2，二層指示燈亮，電梯到達二層。（5） 按D3, Q2.4接通，三層下呼指示燈亮，Q0.5、Q1.2接通（表示電梯上升），K1 斷開，一層指示燈滅；接通I1.4即接通K2，二層指示燈亮，K2斷開，二層指示燈滅； 接通I1.3即接通K3，三層指示燈亮，電梯到達三層。（6） 按D4, Q2.3接通，四層下呼指示燈亮，Q0.5、Q1.2接通（表示電梯上升），K1 斷開，一層指示燈滅；接通I1.4即接通K2，二層指示燈亮，K2斷開，二層指示燈滅； 接通I1.3即接通K

60、3，三層指示燈亮，斷開K3，三層指示燈滅；接通I1.2即接通K4，四 層指示燈亮，電梯到達四層。2、當電梯在二層時（1） 按U1, Q2.0接通，一層上呼指示燈亮，Q0.4、Q1.3接通（表示電梯下降），K2 斷開，二層指示燈滅；接通I1.5即 接通K1，一層指示燈亮，Q0.4、Q1.3斷開（表示電 梯下降停止），Q2.0斷開，一層上呼指示燈滅，電梯到達一層。（2）按U2, Q2.6接通，電梯開門。（3） 按U3, Q2.2接通，三層上呼指示燈亮，Q0.5、Q1.2接通（表示電梯上升）, K2斷開，二層指示燈滅；接通I1.3即接通K3,三層指示燈亮，Q0.5斷開、Q1.2斷開（表 示電梯上升停