基于組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目 錄摘 要IABSTRACTII1緒論11.1 組態(tài)王PLC電梯控制系統(tǒng)的背景和意義11.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r21.3 課題研究內(nèi)容安排22 電梯基本結(jié)構(gòu)及其控制32.1電梯基本結(jié)構(gòu)介紹32.2電梯控制技術(shù)43系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)43.1設(shè)計(jì)方案比較選擇：43.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則53.3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)圖63.4 PLC硬件選擇和組態(tài)選擇63.5系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)74系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)104.1 組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)104.2電梯邏輯程序設(shè)計(jì)104.3 組態(tài)王單元系統(tǒng)設(shè)計(jì)165系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行195.1 PLC調(diào)試195.2 PLC程序和組態(tài)王程序聯(lián)機(jī)調(diào)試19總結(jié)23參考文獻(xiàn)24致 謝25附 錄2630摘 要本文從電梯的基本結(jié)構(gòu)和PLC基本原理出發(fā)，針對5層5站電梯，設(shè)計(jì)了一種基于組態(tài)王和西門子PLC電梯控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)包括電梯的硬件設(shè)計(jì)和PLC軟件設(shè)計(jì)、以及對電梯實(shí)時(shí)監(jiān)控的組態(tài)王設(shè)計(jì)。 本文通過對PLC軟件設(shè)計(jì)和組態(tài)設(shè)計(jì)，建立電梯運(yùn)行標(biāo)志位以降低編程難度和減少門廳呼叫信號。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電梯的指層控制、轎內(nèi)與各層廳站呼梯控制、電梯運(yùn)行方向控制、自動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)開關(guān)門、實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)控等功能。與傳統(tǒng)的電梯相比，本設(shè)計(jì)的電梯控制系統(tǒng)不僅提高電梯運(yùn)行的可維護(hù)性和靈活性、縮短電梯的開發(fā)周期，而且能對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。此外，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)節(jié)約電能，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。關(guān)鍵詞： 電梯；PLC控制 ；組態(tài)王；S7-200 ABSTRACTThis article from the basic structure and basic principle of PLC starting in5,5 layer elevator, a design based on Kingview and Siemens PLC elevator control system. The design includes lift hardware design and software design, as well as on PLC elevator monitoring the configuration design. This article through to the PLC software design and configuration design, establishment of elevator running flag bit to reduce programming difficulty and reducing the hall call signal. Achieve a control layer, and each layer of Hall Station in the car call control, the direction of the lift control, automatic operation and automatic switch door, real-time monitoring and other functions. Compared with traditional elevator, the design of the elevator control system can not only improve the operation of the elevator, maintainability and flexibility, shorten the development cycle of elevator, and can perform real time monitoring and control. In addition system operation and electric energy saving, good economic benefit and social benefit.Key words: elevator；PLC control；kingview；S7-2001緒論 電梯不僅作為高層建筑里的必要設(shè)施，在多層建筑如醫(yī)院、商場里也是不可缺少的一種運(yùn)輸工具。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)迅速發(fā)展，使得電梯的控制由初期的繼電器控制向微機(jī)控制方向發(fā)展。可編程控制器（PLC）由于具有可靠性高，功能強(qiáng)大的特點(diǎn)已經(jīng)成為電梯微機(jī)控制系統(tǒng)的核心。可編程控制器（PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為現(xiàn)代工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而生。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算和順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的或模擬的輸入和輸出接口，控制各種類型的機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過程1。使得現(xiàn)代生產(chǎn)生活變得更加方便、快捷?；诮M態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)是通過組態(tài)王對PLC電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，是電梯微機(jī)控制系統(tǒng)的一種趨勢。1.1 組態(tài)王PLC電梯控制系統(tǒng)的背景和意義 電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和酒店、醫(yī)院等多層建筑不可缺少的垂直方向交通的工具。電梯按用途分為：乘客電梯、載貨電梯、醫(yī)用電梯、觀光電梯、 車輛電梯、船舶電梯、 建筑施工電梯、還有些特殊用途的電梯，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。隨著城市建設(shè)進(jìn)程的加快，建筑物的規(guī)模越來越大，樓層越來越高，人們對電梯的可靠性、舒適性、低能耗等性能要求越來越高。傳統(tǒng)的繼電接觸器電梯控制系統(tǒng)越來越不能滿足人們的需求。近些年，隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)引起人們的關(guān)注和研究?，F(xiàn)從以下幾個(gè)方面闡述組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)的意義：1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。傳統(tǒng)的繼電器接觸器電梯控制系統(tǒng)，所有控制功能和信號都由硬件實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多，接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，老化、脫焊等造成接觸不良，是傳統(tǒng)電梯系統(tǒng)的故障率高的原因所在。而組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)，PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的電子儲(chǔ)存器件來完成，大部分繼電器和繁雜的連線被軟件程序所替代，故壽命長，可靠性大大提高。2.控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，功能完善，適用性強(qiáng)組態(tài)王的PLC電梯控制具備了PLC所有功能，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。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。 當(dāng)系統(tǒng)控制要求改變時(shí)，只要用編程器在線或者離線修改程序和在PLC的端子上接入相應(yīng)的輸入、輸去信號線即可，不需要諸如繼電器之類的大量而又繁雜的硬件接線線路，修改接線的工作量很小。3.控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試、維修、監(jiān)控方便組態(tài)王的PLC電梯控制用軟件編程取代了硬件接線實(shí)現(xiàn)控制功能，使安裝接線工作量大大減小，設(shè)計(jì)人員只要一臺(tái)PLC就可以進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，PLC具備完善的自診斷，履歷情報(bào)存儲(chǔ)及監(jiān)控功能，對于其內(nèi)部工作狀態(tài)，通信狀態(tài)，異常狀態(tài)和I/O點(diǎn)的狀態(tài)都有顯示。加上組態(tài)王對系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)測和控制，工作人員通過組態(tài)王和PLC可以快速查出故障的原因，便于迅速處理，及時(shí)排除故障。使維修方便，從而可靠性提高。綜上所述，隨著城市建設(shè)進(jìn)程的加快，建筑物的規(guī)模越來越大，樓層越來越高，人們對電梯的可靠性、舒適性、美觀性要求越來越高。傳統(tǒng)的繼電接觸器電梯控制系統(tǒng)越來越不能滿足人們的需求的情況下，對組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r雖然PLC問世時(shí)間不長，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC也隨之迅速發(fā)展。PLC發(fā)展有二個(gè)趨勢。一是網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展。二是PLC向高性能和小型化發(fā)展。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。隨著城市建設(shè)進(jìn)程的加快，我國已成為世界電梯的一大主要市場。興旺的電梯市場吸引了全世界所有知名的電梯公司，先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)使我國涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀的電梯企業(yè)。我國的電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力，國產(chǎn)電梯的水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高，自我國參加了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC178以來，先后采用了一大批國際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國際的標(biāo)準(zhǔn)，使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機(jī)房電梯、無齒輪拽升機(jī)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)等。國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)。國產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢贏得了越來越多的國內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國際市場創(chuàng)造了有利條件。1.3 課題研究內(nèi)容安排本文主要根據(jù)PLC的軟繼電器，可靠性高和組態(tài)王的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制特性，設(shè)計(jì)了組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)。本文主要安排如下：第一章先介紹了電梯的應(yīng)用范圍，說明PLC和組態(tài)王電梯控制系統(tǒng)的研究背景和意義，以及國內(nèi)外現(xiàn)狀。第二章對電梯進(jìn)行概述，包括了對電梯的基本結(jié)構(gòu)介紹和電梯控制技術(shù)介紹。并對不同控制技術(shù)進(jìn)行了對比和分析。第三章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)總體思路設(shè)計(jì)，PLC和組態(tài)的選型、系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)等。第四章軟件設(shè)計(jì)，主要論述控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)，包括PLC單元系統(tǒng)設(shè)計(jì)和PLC編程，組態(tài)王單元設(shè)計(jì)以及組態(tài)王編程等。第五章系統(tǒng)調(diào)試，對組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)功能進(jìn)行調(diào)試和結(jié)果分析。第六章總結(jié)和展望；對本論文主要工作作出簡要的總結(jié)和展望，并提出該系統(tǒng)還需要進(jìn)一步研究和改善的地方，并給出一些改進(jìn)方案。2 電梯基本結(jié)構(gòu)及其控制電梯是一種以電動(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，俗稱自動(dòng)電梯2。2.1電梯基本結(jié)構(gòu)介紹2電梯是機(jī)電一體化產(chǎn)品。其機(jī)械部分好比是人的軀體，電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制部分相當(dāng)于人的大腦。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運(yùn)行。其電梯的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。1控制柜(屏)2一拽引機(jī)3拽引鋼絲繩4限速器5限速器鋼繩6限速器張緊裝置7轎廂8安全鉗9轎廂門安全觸板10導(dǎo)軌11對重12廳門13緩沖器圖1 電梯的基本結(jié)構(gòu)盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其組成部分由以下系統(tǒng)構(gòu)成：一、拽引系統(tǒng):是輸出動(dòng)力和傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。二、導(dǎo)向系統(tǒng):由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。使電梯沿著導(dǎo)軌做升降運(yùn)動(dòng)。三、門系統(tǒng):有轎廂門，層門，開門，連動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。四、轎廂:轎廂是運(yùn)送乘客或者貨物的電梯組件。五、重量平衡系統(tǒng):由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。六、電力拖動(dòng)系統(tǒng):由拽引電機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，調(diào)速裝置等組成，它的作用是對電梯進(jìn)行速度控制。七、電氣控制系統(tǒng):由控制裝置，操縱裝置，平層裝置和位置顯示裝置等部分組成。八、安全保護(hù)系統(tǒng):包括機(jī)械的和電氣的各種保護(hù)系統(tǒng)，可保護(hù)電梯安全的使用。2.2電梯控制技術(shù)2.2.1 電力拖動(dòng) 電梯拖動(dòng)系統(tǒng)是由拽引機(jī)為電梯的運(yùn)行提供動(dòng)力，由電動(dòng)機(jī)、拽引輪、連軸器、減速箱和電磁制動(dòng)器組成，簡化成控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。2.2.2 電氣控制電梯的電氣控制系統(tǒng)由控制裝置、操縱裝置、平層裝置和位置顯示裝置等部分組成。控制裝置主要由可編程控制器(PLC)通過軟件編程把要執(zhí)行的邏輯順序反應(yīng)到可編程控制器（PLC）的輸出IO端口，從而控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及電機(jī)的啟動(dòng)和停止。操縱裝置由廂內(nèi)的按鈕和廂外按鈕裝置組成。按鈕都采用的是點(diǎn)動(dòng)按鈕，通過點(diǎn)動(dòng)開關(guān)產(chǎn)生的脈沖傳送到可編程控制器（PLC）的輸入IO端口，促使電梯按照預(yù)定的程序有效運(yùn)行。平層裝置由一系列的接近開關(guān)構(gòu)成。通過廂體是否到達(dá)平層地點(diǎn)來產(chǎn)生高低電平脈沖傳送到可編程器（PLC）的輸入IO端口。促使按照預(yù)定的程序有效運(yùn)行。位置顯示由廂體內(nèi)外的顯示屏構(gòu)成。通過上升和下行來顯示電梯不同的方向和此時(shí)到達(dá)的樓層，以便乘客了解當(dāng)前電梯的運(yùn)行方向，并據(jù)此來選乘電梯。3系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)本課題設(shè)計(jì)組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)由上、下位機(jī)二部分組成，上位機(jī)為PLC編程軟件系統(tǒng)和組態(tài)王編程系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)程序的編程、編譯、監(jiān)控；下位機(jī)為PLC硬件運(yùn)行系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)接收編譯完的程序，并在硬件電路中運(yùn)行。3.1設(shè)計(jì)方案比較選擇：電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)所要達(dá)到的目標(biāo)，也就是要求電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)廂內(nèi)指令信號和各層門廳呼叫信號而自動(dòng)進(jìn)行邏輯判斷，判斷出呼叫的目標(biāo)層信號，并按照內(nèi)外信號要求通過電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)而完成預(yù)定的控制目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)這類控制目的的方法有如下幾種：1.繼電器電梯控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的電梯都是采用繼電器控制的方式，也常被稱為經(jīng)典控制方式。由繼電器控制的電梯控制系統(tǒng)具有的優(yōu)缺點(diǎn)見表1：表1 繼電器電梯控制系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)繼電器電梯控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)繼電器電梯控制系統(tǒng)缺點(diǎn)信號處理均有硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)觸點(diǎn)多、故障率高、可靠性差常用控制電器價(jià)格較便宜維修保養(yǎng)工作量大、費(fèi)用高技術(shù)成熟、資料圖紙齊全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握系統(tǒng)的控制功能不易增加2.組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)是使控制算法不再由“硬件”邏輯所決定，而是通過一種所謂“程序存儲(chǔ)器”中的程序指令“軟件”即可。而無須變更或減少硬件系統(tǒng)的布線。因而十分便于使用、管理和改變功能要求。具有的優(yōu)缺點(diǎn)見表2： 表2 基于組態(tài)王的PLC電梯系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)PLC和組態(tài)電梯控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)PLC和組態(tài)電梯控制系統(tǒng)缺點(diǎn)信號處理均有PLC實(shí)現(xiàn)，接線簡單工作人員看不到直觀的觸點(diǎn)觸點(diǎn)少、故障少、可靠性高PLC組態(tài)系統(tǒng)維修要專業(yè)技術(shù)人員降低能耗和降低維修保養(yǎng)費(fèi)用系統(tǒng)投資成本比繼電器控制系統(tǒng)大功能變化靈活，編程簡單軟件種類多樣，學(xué)習(xí)量大開發(fā)周期短，實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制 隨著智能化樓宇大廈的出現(xiàn)，人們對電梯的控制要求越來越高，使得電梯的控制由初期的繼電器控制向微機(jī)控制方向發(fā)展。因此本文采用基于組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)，不但提高了電梯的可靠性，可維護(hù)性，同時(shí)延長了使用壽命，縮短了開發(fā)周期，并能對電梯進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。3.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)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(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的前提。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(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。3.力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便：在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。4.適應(yīng)發(fā)展的需要：由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。3.3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)圖組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣由信號控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。PLC和組態(tài)電梯控制系統(tǒng)主要硬件包括PLC主機(jī)和擴(kuò)展、拽引機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)、平層限位開關(guān)、廂內(nèi)選層盤、門廳呼叫盤、門機(jī)等。其組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖見圖2。 PLC控制器門 廳 呼叫信號 號內(nèi) 部 呼叫 信 號平層信號門限開 關(guān) 信 號上行和下行換向換向信號組態(tài)王畫面顯示拽引機(jī)轎廂 升 降電機(jī)轎廂開關(guān) 門上位機(jī) 圖2 PLC和組態(tài)電梯控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī)和擴(kuò)展、門廳呼叫盤、廂內(nèi)選層盤及平層信號通過PLC輸入接口送入PLC，存入存儲(chǔ)器并按植入的程序運(yùn)行，通過PLC的輸出接口向拽升機(jī)控制系統(tǒng)和門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號。其電梯的運(yùn)行狀態(tài)和過程在組態(tài)王上可以進(jìn)行仿真運(yùn)行、實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。3.4 PLC硬件選擇和組態(tài)選擇3.4.1 PLC硬件選擇 1輸入/輸出點(diǎn)的估算:本設(shè)計(jì)采用PLC和組態(tài)構(gòu)成五層簡易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拽引拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。電梯的開、關(guān)門由另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)門機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)為電梯開門，反轉(zhuǎn)為關(guān)門。一層有廂外呼叫按鈕K1、廂內(nèi)呼叫按鈕K21以及門限平層開關(guān)SQ11。二層有廂外呼叫按鈕K2、廂內(nèi)呼叫按鈕K22以及門限平層開關(guān)SQ12。三層有廂外呼叫按鈕K3、廂內(nèi)呼叫按鈕K23以及門限平層開關(guān)SQ13。四層有廂外呼叫按鈕K4、廂內(nèi)呼叫按鈕K24以及門限平層開關(guān)SQ14。五層有廂外呼叫按鈕K5、廂內(nèi)呼叫按鈕K25以及門限平層開關(guān)SQ15。電梯開門和關(guān)門分別通過電磁鐵KM3和KM4控制，關(guān)門到位由行程開關(guān)SQ6檢測，開門到位由行程開關(guān)SQ7檢測。轎廂上行和下行由接觸器KM1和KM2控制，并有上行和下行轉(zhuǎn)換按鈕K26、K27，外加電梯在響應(yīng)后而無人乘坐電梯是的K0關(guān)門開關(guān)。共計(jì)輸入點(diǎn)20個(gè)，輸出點(diǎn)11個(gè)。 2. 內(nèi)存容量的估算：用戶控制程序所需內(nèi)存容量與內(nèi)存利用率、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、用戶的程序編寫水平等因素有關(guān)。因此,在用戶程序編寫前只能根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度進(jìn)行估算。本系統(tǒng)有開關(guān)量I/O總點(diǎn)數(shù)有31個(gè)，模擬量I/O數(shù)為0個(gè)。利用估算PLC內(nèi)存總?cè)萘康挠?jì)算公式:所需總內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量I/O總點(diǎn)數(shù)(1015)+模擬量I/O總點(diǎn)數(shù)(150250)再按30%左右預(yù)留余量。估算本系統(tǒng)需要內(nèi)存容量約為600B。綜上所述，輸入點(diǎn)共有20個(gè)、輸出點(diǎn)共有11個(gè)、內(nèi)存容量大約600B。實(shí)驗(yàn)室有可編程控制器S7-200的PLC224輸入、輸出IO為14/10，內(nèi)存容量為12K。外加擴(kuò)展16個(gè)IO口的EM223模塊，即系統(tǒng)共有輸入、輸出IO為22/18。可滿足本設(shè)計(jì)要求。3.4.2 組態(tài)軟件選擇 組態(tài)軟件在國內(nèi)是一個(gè)約定俗成的概念，并沒有明確的定義，它可以理解為“組態(tài)式監(jiān)控軟件”。組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。它以其逼真再現(xiàn)現(xiàn)場畫面，使控制者在任何時(shí)間任何地點(diǎn)均可實(shí)時(shí)掌控系統(tǒng)每一個(gè)細(xì)節(jié)。它不但實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制，且還在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用，有利于實(shí)驗(yàn)者對現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)控3。鑒于組態(tài)王的優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用市場上廣泛推廣KingView6.53來進(jìn)行電梯控制系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控。3.5系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)3.5.1系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主控回路原理圖如圖3所示。圖中M1，M2分別為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器KM1-KM4通過控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2是起過載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過載時(shí)斷開主電路。FU1、FU2為熔斷器，起過電流保護(hù)作用。圖3 電梯控制系統(tǒng)主控回路圖其主要設(shè)計(jì)思想為：當(dāng)手動(dòng)開關(guān)SB1閉合，停止開關(guān)SB2處于閉合狀態(tài)，如有呼叫信號響應(yīng)，PLC則按照預(yù)先植入的程序執(zhí)行。1.當(dāng)IO口Q0.0輸出時(shí)，其Q0.0常開觸點(diǎn)閉合，繼電器KM1得電，KM1的常開觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)，即電梯向上運(yùn)行。同時(shí)KM1的輔助常閉觸頭斷開，構(gòu)成互鎖結(jié)構(gòu)防止電機(jī)M1正反轉(zhuǎn)同時(shí)運(yùn)行，即防止電梯向下運(yùn)行，可提高電梯運(yùn)行的可靠性。2.當(dāng)IO口Q0.1輸出時(shí)，其Q0.1常開觸點(diǎn)閉合，繼電器KM2得電，KM2的常開觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)，即電梯向下運(yùn)行。同時(shí)KM2的輔助常閉觸頭斷開，構(gòu)成互鎖結(jié)構(gòu)防止電機(jī)M1正反轉(zhuǎn)同時(shí)運(yùn)行，可提高電梯運(yùn)行的可靠性。3.當(dāng)IO口Q1.0輸出時(shí)，其Q1.0常開觸點(diǎn)閉合，繼電器KM3得電，KM3的常開觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)，即電梯開門。同時(shí)KM3的輔助常閉觸頭斷開，構(gòu)成互鎖結(jié)構(gòu)防止電機(jī)M2正反轉(zhuǎn)同時(shí)運(yùn)行，可提高電梯運(yùn)行的可靠性。4.當(dāng)IO口Q1.1輸出時(shí)，其Q1.1常開觸點(diǎn)閉合，繼電器KM4得電，KM4的常開觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)M2反轉(zhuǎn)，即電梯關(guān)門。同時(shí)KM4的輔助常閉觸頭斷開，構(gòu)成互鎖結(jié)構(gòu)防止電機(jī)M2正反轉(zhuǎn)同時(shí)運(yùn)行，可提高電梯運(yùn)行的可靠性。當(dāng)需檢修電梯時(shí)，則按下停止按鈕SB2，先使電梯復(fù)位。再斷開手動(dòng)開關(guān)SB1。隔離電源后再進(jìn)行檢修，以保證檢修人員安全。3.5.2 PLC的IO分配表組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)中PLC輸出端口Q0.0、Q0.1、Q1.0、和Q1.1分別接入到圖3電梯控制系統(tǒng)主控回路圖中的相應(yīng)位置來控制繼電器KM1-KM4，從而控制電梯系統(tǒng)的上升和下降以及開門和關(guān)門。PLC的外部輸入和輸出端口作用見表3.PLC的IO分配表。表3 PLC的IO分配表序號名稱I/O端口序號名稱I/O端口1關(guān)門按鈕I0.017開門寬度門限I0.62 一層外部呼叫I0.118關(guān)門到位門限I0.73二層外部呼叫I0.219由上到下轉(zhuǎn)換I2.64三層外部呼叫I0.320由下到上轉(zhuǎn)換I2.75四層外部呼叫I0.421控制電梯上升Q0.06五層外部呼叫I0.522控制電梯下降Q0.17一層內(nèi)部呼叫I2.123控制電梯開門Q1.08二層內(nèi)部呼叫I2.224控制電梯關(guān)門Q1.19三層內(nèi)部呼叫I2.325顯示上升Q0.410四層內(nèi)部呼叫I2.426顯示下降Q0.511五層內(nèi)部呼叫I2.527一層顯示Q2.112一層平層信號I1.128二層顯示Q2.213二層平層信號I1.229三層顯示Q2.314三層平層信號I1.330四層顯示Q2.415四層平層信號I1.431五層顯示Q2.516五層平層信號I1.53.5.3 PLC硬件電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)共有20個(gè)輸入觸頭和11個(gè)輸出觸頭，采用了S7-200系列的CPU224和擴(kuò)展模塊EM223。系統(tǒng)采用K21-K25廂內(nèi)呼叫點(diǎn)動(dòng)開關(guān)和K1-K5廂外呼叫點(diǎn)動(dòng)開關(guān)，以及平層接近開關(guān)SQ11-SQ15、門限接近開關(guān)SQ6-SQ7和轉(zhuǎn)換行程開關(guān)K26-K27均使用PLC224的CPU單元的集成電源。組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)的核心CPU PLC224的硬件輸入和輸出接線圖如圖4所示。 圖4 PLC224硬件輸入和輸出接線圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本課題設(shè)計(jì)組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)，主要以PLC程序設(shè)計(jì)為主，用軟件程序來替代傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的邏輯運(yùn)算，順序運(yùn)算，以提高系統(tǒng)的可靠性，減小控制系統(tǒng)體積，降低能耗及其維修保養(yǎng)費(fèi)用。4.1 組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)系統(tǒng)的下述控制要求：1.電梯在上行響應(yīng)高層呼叫，電梯在下行時(shí)響應(yīng)低層呼叫。2.在上行和下行途中如遇呼梯信號時(shí)，順向響應(yīng)，反向不響應(yīng)。3.在內(nèi)部裝有轉(zhuǎn)向的開關(guān)，在順向無呼叫的情況下，可以選擇反向行車4.內(nèi)選信號、呼梯信號、行車方向、行車樓層均有記憶功能。5.停層時(shí)自動(dòng)開門和延時(shí)自動(dòng)關(guān)門，并可以手動(dòng)關(guān)門。6.行車不能開門、開門不能行車。7.用組態(tài)對電梯運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。一般PLC電梯控制系統(tǒng)，在其門廳輸入單元中采用向上呼叫和向下呼叫二個(gè)輸入點(diǎn)控制，設(shè)有上、下兩個(gè)方向呼叫按鈕以供選擇、使其順向運(yùn)行截車。一般是運(yùn)行到最高層和最低層再反向，繼而循環(huán)運(yùn)行。組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)：在其門廳輸入單元中只采用一個(gè)呼叫按鈕對其上行和下行同時(shí)進(jìn)行呼叫，但由于在程序中設(shè)定了運(yùn)行標(biāo)志位，仍可以滿足系統(tǒng)上行和下行呼叫。減少系統(tǒng)的輸入點(diǎn)降低系統(tǒng)投資成本，提高系統(tǒng)的可靠性；采用了轉(zhuǎn)換方向按鈕，可以在無其他人時(shí)廂內(nèi)乘車可以改變電梯運(yùn)行的方向，使其運(yùn)行方便快捷。4.2電梯邏輯程序設(shè)計(jì)4.2.1 系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì)方框圖系統(tǒng)總設(shè)計(jì)方案為：當(dāng)給系統(tǒng)上電后，PLC的程序進(jìn)行初始化，并確定上行和下行的方向，等待廂內(nèi)和門廳的呼叫信號，若沒有呼叫信號則等待呼叫信號的響應(yīng)；若有呼叫信號，程序確定呼叫目標(biāo)層與電梯運(yùn)行方向組合后確定電梯的升降。當(dāng)電梯在升降過程中以接近開關(guān)的平層信號狀態(tài)來辨別是否為目標(biāo)層，若辨別不是目標(biāo)層，則電梯繼續(xù)升降；若是目標(biāo)層，則電梯停車并開門，開門延時(shí)一段時(shí)間讓乘客進(jìn)出電梯后自動(dòng)關(guān)門。如果開門時(shí)廂外無乘客，廂內(nèi)的人可以按下關(guān)門按鈕，電梯提前關(guān)門。如果停止按鈕SB2沒有動(dòng)作，電梯繼續(xù)響應(yīng)呼叫信號，進(jìn)而循環(huán)執(zhí)行上述過程。其電梯控制系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì)方框圖見圖5。是上 電初 始 化等 待是否有門廳呼叫是否有廂內(nèi)呼叫否 否確定呼叫目標(biāo)層是是電梯選向電梯啟動(dòng)升降是否目標(biāo)層平層信號檢測否停車并開門延 時(shí) 關(guān) 門是否停止運(yùn)行停 止是換向按鈕方向顯示 否圖5 系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì)方框圖4.2.2電梯上升下降流程圖電梯在整個(gè)過程中以行程開關(guān)SQ11-SQ15的信號為樓層的標(biāo)示，確定電梯所在的樓層。電梯具體在某一層的時(shí)候，若電梯某時(shí)刻處于第三層，此時(shí)的電梯運(yùn)行標(biāo)志為上升。在不改變運(yùn)行標(biāo)志的前提下，電梯這時(shí)響應(yīng)四、五樓層呼叫或選層，然一、二層的呼叫PLC響應(yīng)但電梯仍然是向上運(yùn)行，其中如果四層有呼叫信號，當(dāng)電梯到達(dá)第四樓層時(shí)，電梯響應(yīng)停車并開門，電梯關(guān)門后繼續(xù)響應(yīng)第五層的呼叫，電梯繼續(xù)上升。在行車途中如果沒有其他響應(yīng)，電梯直到運(yùn)行到五層后自動(dòng)換向再向下運(yùn)行。詳細(xì)見圖6電梯的具體升降流程圖。noyesyesyesyesnonoyesyesyesnoyesnoyesnoyesnoyesnoyes電梯在一層電梯在二層電梯在三層2、3、4、5層呼叫3、4、5層呼叫1層呼叫電梯上升電梯下降電梯上升電梯上升電梯下降 停止上行下行1、2層呼叫電梯在五層4、5層呼叫 停止下行上行 停止電梯在四層5層呼叫1、2、3層呼叫下行上行 停止1、2、3、4呼叫電梯上升電梯下降電梯下降 停止yesyesyesyesnononono圖6 電梯的具體升降流程圖本設(shè)計(jì)組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)設(shè)定了上升和下降的運(yùn)行標(biāo)志，在沒有改變運(yùn)行標(biāo)志的前提下電梯是處于單方向運(yùn)行，只能順向截車。其開門流程圖分為上升開關(guān)門流程圖和下降開關(guān)門流程圖。圖7為電梯上升的開關(guān)門流程圖，其中電梯只能響應(yīng)高層的呼叫或選層。NONONONONONONONOYESYESYESYESYESYESYESYES2樓呼叫和選層？3樓呼叫或選層？4樓呼叫或選層？5樓呼叫或選層？2樓行程開關(guān)信號?3樓行程開關(guān)信號?4樓行程開關(guān)信號?5樓行程開關(guān)信號?2樓停車開關(guān)門3樓停車開關(guān)門4樓停車開關(guān)門5樓停車開關(guān)門等待呼叫和換向圖7 電梯上升的開關(guān)門流程圖電梯在運(yùn)行標(biāo)志向下的情況下，電梯只能響應(yīng)本樓層以下的樓層呼叫和選層，電梯向下的開關(guān)門流程見圖8NONONONONONONONOYESYESYESYESYESYESYESYES4樓呼叫和選層？3樓呼叫或選層？2樓呼叫或選層？1樓呼叫或選層？4樓行程開關(guān)信號?3樓行程開關(guān)信號?2樓行程開關(guān)信號?1樓行程開關(guān)信號?4樓停車開關(guān)門3樓停車開關(guān)門2樓停車開關(guān)門1樓停車開關(guān)門等待呼叫和換向圖8 電梯向下的開關(guān)門流程圖4.2.3 梯形圖程序設(shè)計(jì)梯形圖是PLC使用得最多的圖形編程語言，梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)， 因此本系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC程序采用梯形圖編程。本設(shè)計(jì)PLC電梯系統(tǒng)區(qū)別于其他的電梯控制系統(tǒng)建立電梯運(yùn)行方向標(biāo)志位，通過PLC的輸入、輸出刷新向變量存儲(chǔ)區(qū)VB0中賦與不同的值來代表方向。大大降低系統(tǒng)的編程難度。組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)中PLC部分程序設(shè)計(jì)：1.運(yùn)行方向標(biāo)志位設(shè)定 系統(tǒng)設(shè)定了電梯運(yùn)行方向標(biāo)志，在沒有人為改變電梯的運(yùn)行方向時(shí)，系統(tǒng)在第一樓層和第五樓層的平層接近開關(guān)動(dòng)作,PLC的定時(shí)器將在1秒后動(dòng)作，從而向方向標(biāo)志存儲(chǔ)區(qū)VB0中置于數(shù)值，改變運(yùn)行的方向。其梯形圖見圖9。圖9 電梯運(yùn)行標(biāo)志位設(shè)定2.電梯手動(dòng)改變運(yùn)行方向控制系統(tǒng)采用PLC的存儲(chǔ)功能和賦值功能，在廂內(nèi)按下I2.6和I2.7所對應(yīng)的按鈕，向存儲(chǔ)區(qū)VB0中賦予不同值，改變電梯的運(yùn)行標(biāo)志，進(jìn)而改變運(yùn)行方向。其梯形圖見圖10。圖10 電梯手動(dòng)改變運(yùn)行方向控制3.電梯上升控制系統(tǒng)采用位存儲(chǔ)區(qū)作呼叫保持信號，在電梯運(yùn)行中電梯門是關(guān)閉的I0.7行程開關(guān)處于動(dòng)作狀態(tài)，運(yùn)行標(biāo)志向上VB0=1，如果位存儲(chǔ)區(qū)的M9.2-M9.5有信號，即電梯上升運(yùn)行。其梯形圖見圖11。圖11 電梯上升控制4.電梯下降控制 系統(tǒng)采用位存儲(chǔ)區(qū)作呼叫信號，在電梯運(yùn)行中電梯門是關(guān)閉的I0.7行程開關(guān)處于動(dòng)作狀態(tài)，運(yùn)行標(biāo)志向下VB0=2，如果位存儲(chǔ)區(qū)的M10.1-M10.4有信號，即電梯下降運(yùn)行。其梯形圖見圖12。圖12 電梯下降控制5.電梯開門控制 系統(tǒng)采用PLC位存儲(chǔ)區(qū)M9.2-M9.5作為上升時(shí)對應(yīng)的層保持信號和M10.1-M10.4作為下降時(shí)對應(yīng)的層保持信號。通過層保持信號與層平層信號結(jié)合來控制電梯開門。當(dāng)開門的寬度到達(dá)設(shè)定時(shí)，行程開關(guān)I0.6動(dòng)作，此時(shí)電梯停止開門。其梯形圖見圖13。圖13 電梯開門控制6.電梯關(guān)門 系統(tǒng)電梯開門運(yùn)動(dòng)到開門行程開關(guān)動(dòng)作，I0.6動(dòng)作，電梯停止開門。同時(shí)PLC定時(shí)器T39開始定時(shí)，10秒后T39定時(shí)器動(dòng)作，啟動(dòng)門電機(jī)的關(guān)門動(dòng)作。如果10秒內(nèi)想要提前關(guān)門，操作人員可以在廂內(nèi)面板上按下關(guān)門按鈕K0，啟動(dòng)門電機(jī)關(guān)門。當(dāng)關(guān)門電機(jī)動(dòng)作后，運(yùn)行到關(guān)門行程開關(guān)SQ7，I0.7動(dòng)作電梯關(guān)門結(jié)束，繼續(xù)按程序運(yùn)行。其梯形圖見圖14。圖14 電梯關(guān)門控制4.3 組態(tài)王單元系統(tǒng)設(shè)計(jì)組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)4。4.3.1組態(tài)王軟件基本操作和設(shè)計(jì)建立新組態(tài)王工程的一般過程是：1.新建組態(tài)王工程;2.設(shè)計(jì)圖形界面;3.定義設(shè)備;4.構(gòu)造數(shù)據(jù)庫;5.建立動(dòng)畫連接。本系統(tǒng)的組態(tài)軟件設(shè)計(jì)步驟如下：1.新建組態(tài)王工程。 啟動(dòng)“組態(tài)王”工程管理器，選擇菜單“文件新建工程”或單擊“新建”按鈕。寫于工程名后，下一步進(jìn)入新建工程向?qū)еこ堂Q和描述，點(diǎn)擊完成。2.設(shè)計(jì)圖形界面。第一步：進(jìn)入新建的組態(tài)王工程，選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“文件畫面”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出新畫面“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱，如“dianti”，其它屬性目前不用更改， 點(diǎn)擊“確定”按鈕進(jìn)入內(nèi)嵌的組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)。第二步：在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中從“工具箱”中分別選擇“文本”、“圖形”“矩形”“窗口色”等構(gòu)建自己的組態(tài)畫面。模擬電梯門采用矩形方框隱含模式，來顯示電梯開門和關(guān)門。每一層的門限開關(guān)反應(yīng)到樓層的左邊。內(nèi)選信號通過設(shè)定內(nèi)部控制面板來選定。其組態(tài)畫面見圖15. 圖15 組態(tài)畫面 組態(tài)系統(tǒng)各個(gè)開關(guān)所對應(yīng)的PLC和組態(tài)端口聯(lián)機(jī)表見表4，表4 PLC和組態(tài)端口聯(lián)機(jī)表組態(tài)畫面中標(biāo)示對應(yīng)PLC區(qū)位組態(tài)畫面中標(biāo)示對應(yīng)PLC區(qū)位一樓層限開關(guān)I1.1一樓內(nèi)選I2.1二樓層限開關(guān)I1.2二樓內(nèi)選 I2.2三樓層限開關(guān)I1.3三樓內(nèi)選 I2.3四樓層限開關(guān)I1.4四樓內(nèi)選 I2.4五樓層限開關(guān)I1.5五樓內(nèi)選 I2.5一樓呼叫I0.1關(guān)門按鈕 I0.0二樓呼叫I0.2向上轉(zhuǎn)換 I2.6三樓呼叫I0.3向下轉(zhuǎn)換 I2.7四樓呼叫I0.4上行標(biāo)志 Q0.4五層呼叫I0.5下行標(biāo)志 Q0.5開門控制Q1.0關(guān)門控制 Q1.1一層顯示Q2.1二層顯示 Q2.2三層顯示Q2.3四層顯示 Q2.4五層顯示Q2.53.定義設(shè)備。繼續(xù)上述的工程。選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“設(shè)備”在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出運(yùn)行“設(shè)備配置向?qū)А闭业絇LC中的西門子，找到S7-200系列（USB），下一步，彈出“設(shè)備配置向?qū)А?，為外部設(shè)備取一個(gè)名稱，輸入PLC224. 單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)?地址設(shè)置”從PLC中查詢得知地址為“2”請檢查各項(xiàng)設(shè)置是否正確，確認(rèn)無誤后，單擊“完成4.構(gòu)造數(shù)據(jù)庫：組態(tài)王中定義的變量與一般程序設(shè)計(jì)語言，比如BASIC、C語言，定義的變量有很大的不同，既能滿足程序設(shè)計(jì)的一般需要，又考慮到工控軟件的特殊需要。在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中選擇“數(shù)據(jù)詞典”項(xiàng)，右側(cè)的內(nèi)容顯示區(qū)會(huì)顯示當(dāng)前工程中所定義的變量。在數(shù)據(jù)詞典中雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“定義變量”屬性對話框?！按_定”按鈕，則工程人員定義的變量有效時(shí)保存新建的變量名到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)詞典中。若變量名不合法，會(huì)彈出提示對話框提醒工程人員修改變量名。單擊“取消”按鈕，則工程人員定義的變量無效，并返回“數(shù)據(jù)詞典”界面5.建立動(dòng)畫連接電梯系統(tǒng)在電梯升降使用垂直移動(dòng)動(dòng)畫連接向?qū)В紫仍诋嬅嫔侠L制垂直移動(dòng)的圖素。選中該圖素，選擇菜單命令“編輯垂直移動(dòng)向?qū)А?，或在該圓角矩形上單擊右鍵，在彈出的快捷菜單上選擇“動(dòng)畫連接向?qū)Т怪币苿?dòng)連接向?qū)А泵?，鼠?biāo)形狀變?yōu)樾　笆弊中?。選擇圖素垂直移動(dòng)的起始位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，鼠標(biāo)形狀變?yōu)橄蛏系募^，表示當(dāng)前定義的是運(yùn)行時(shí)圖素由起始位置向上移動(dòng)的距離，垂直移動(dòng)鼠標(biāo)，箭頭隨之移動(dòng)，并畫出一條垂直移動(dòng)軌跡線。當(dāng)鼠標(biāo)箭頭向上移動(dòng)到上邊界后，單擊鼠標(biāo)左鍵，鼠標(biāo)形狀變?yōu)橄蛳碌募^，表示當(dāng)前定義的是運(yùn)行時(shí)圖素由起始位置向下移動(dòng)的距離，垂直移動(dòng)鼠標(biāo)，箭頭隨之移動(dòng)，并畫出一條垂直移動(dòng)軌跡線，當(dāng)?shù)竭_(dá)垂直移動(dòng)的下邊界時(shí)，單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出垂直移動(dòng)動(dòng)畫連接對話框。寫入垂直移動(dòng)的表達(dá)式：if(Q0.0=1) 垂直移動(dòng)=垂直移動(dòng)+5； if(Q0.1=1) 垂直移動(dòng)=垂直移動(dòng)-5;5系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行5.1 PLC調(diào)試 本設(shè)計(jì)采用S7-200系列PLC, 使用STEP 7-Micro/WIN編程軟件，在程序指令輸入完畢后，單擊工具欄中的編譯按鈕進(jìn)行編譯，編譯通過后狀態(tài)欄里的信息提示如圖16所示。將執(zhí)行編譯好的程序下載到PLC中。圖16 編譯信息 至此，電梯控制系統(tǒng)的程序開發(fā)過程全部結(jié)束，可以進(jìn)行程序聯(lián)機(jī)調(diào)試。 5.2 PLC程序和組態(tài)王程序聯(lián)機(jī)調(diào)試將PLC程序下載到PLC中，關(guān)閉PLC編程軟件STEP 7-Micro/WIN此時(shí)等待組態(tài)王的運(yùn)行和調(diào)試。組態(tài)王工程已經(jīng)初步建立起來，進(jìn)入到運(yùn)行和調(diào)試階段。在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中選擇“文件切換到 View”菜單命令，進(jìn)入組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)。在運(yùn)行系統(tǒng)中選擇“畫面打開”命令，從“打開畫面”窗口選擇“dianti”畫面。顯示出組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)畫面，即可看到矩形框和文本在動(dòng)態(tài)變化。其基本控制結(jié)果如下：1.當(dāng)電梯上行標(biāo)志響應(yīng)時(shí)，呼叫電梯的樓層高于電梯所停的樓層時(shí)，電梯上升到呼叫層，電梯停止運(yùn)行；電梯呼叫的樓層底于電梯所停的樓層時(shí)，電梯仍然響應(yīng)但電梯執(zhí)行的還是上升。在不人為的改變運(yùn)行方向下，電梯一直運(yùn)行到五層后自動(dòng)改變運(yùn)行方向，再向下運(yùn)行到呼叫層。2.當(dāng)電梯下行標(biāo)志響應(yīng)時(shí)，呼叫電梯的樓層底于電梯所停的樓層時(shí)，電梯下降到呼叫層，電梯停止運(yùn)行；電梯呼叫的樓層高于電梯所停的樓層時(shí)，電梯仍然響應(yīng)但電梯執(zhí)行的還是下升。在不人為的改變運(yùn)行方向下，電梯一直運(yùn)行到一層后自動(dòng)改變運(yùn)行方向，再向上運(yùn)行到呼叫層。3.當(dāng)電梯在上行運(yùn)行中，在廂內(nèi)的人可以根據(jù)電梯里面沒有人而改變電梯運(yùn)行方向，使得電梯向下運(yùn)行。4.當(dāng)電梯在上行運(yùn)行中，在廂內(nèi)的人可以根據(jù)電梯里面沒有人而改變電梯運(yùn)行方向，使得電梯向下運(yùn)行。5.當(dāng)電梯在上行或者是下行時(shí)，同時(shí)有多層呼梯信號，電梯按照同方向依次響應(yīng)。組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)在PLC中的仿真和組態(tài)王中監(jiān)控畫面顯示：1.電梯上升仿真見圖17和組態(tài)監(jiān)控畫面見圖18，其中圖17中I0.7是關(guān)門門限開關(guān)，即電梯處于關(guān)門行車，IO.4動(dòng)作是4層門廳信號呼叫，Q0.0響應(yīng)控制電梯上升，Q0.4是電梯上升顯示，Q2.3是顯示電梯在第三層。圖18中電梯在上行標(biāo)志指示時(shí)響應(yīng)4層門廳呼叫，電梯上升。電機(jī)正轉(zhuǎn)指示代表電梯上升。圖17 電梯上升圖18 組態(tài)王中電梯上升2.電梯下降仿真見圖19和組態(tài)畫面見圖20，圖19中I0.7關(guān)門門限開關(guān)，即電梯處于關(guān)門行車中，IO.2動(dòng)作是2層門廳信號呼叫，Q0.1響應(yīng)控制電梯下降，Q0.5是電梯下降顯示，Q2.3是顯示電梯在第三層。圖20中電梯在下行指示時(shí)，響應(yīng)2層門廳呼叫，電梯下降。電梯反轉(zhuǎn)指示代表電梯下降。圖19 電梯下降圖20 組態(tài)王中電梯下降3.電梯開門仿真見圖21和組態(tài)畫面見圖22，圖21中I1.2是第二層的平層信號，Q0.5是電梯下降顯示，Q1.0動(dòng)作控制電梯開門，Q2.2是顯示電梯在第二層。圖22中電梯在下行指示時(shí)，電梯到達(dá)二層處于開門狀態(tài)，模擬電梯開門。圖21 電梯開門圖22 組態(tài)王中電梯開門4.電梯關(guān)門仿真見圖23和組態(tài)畫面見24，圖23中I0.6是門限寬度開關(guān)，I1.2是第二層平層信號，Q0.5是顯示電梯下降，Q1.1動(dòng)作控制電梯關(guān)門，Q2.2是顯示電梯在第二層。圖24中電梯在二層開門后執(zhí)行關(guān)門動(dòng)作，模擬電梯門關(guān)閉。 圖23 電梯關(guān)門圖24 組態(tài)王中電梯關(guān)門總結(jié)在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。特別是在高層建筑中，電梯是不可缺少的一種垂直運(yùn)輸設(shè)備，因此組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要意義。作者從設(shè)計(jì)需要的實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行著手，做了以下的設(shè)計(jì)：1.在參閱了大量的國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)資源資料的基礎(chǔ)上，分析了目前國內(nèi)外電梯控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并說明了基于組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)的研究意義。2.設(shè)計(jì)基于組態(tài)王的PLC電梯控制系統(tǒng)的總體方案。分別對方案中個(gè)各部分關(guān)鍵器件進(jìn)行了分析和選擇。3.在硬件選擇上，為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求和控制成本的最佳。方案選擇了門廳上行和下行共用一個(gè)呼叫按鈕。區(qū)別于常規(guī)電梯門廳二個(gè)呼叫按鈕，大大減少PLC的IO點(diǎn)數(shù)，降低控制成本。4.在軟件設(shè)計(jì)部分設(shè)計(jì)了組態(tài)監(jiān)控畫面、PLC電梯控制梯形圖。在梯形圖設(shè)計(jì)中區(qū)別其他電梯控制系統(tǒng)建立了電梯方向標(biāo)志位，通過PLC的輸入、輸出刷新向變量存儲(chǔ)區(qū)VB0中賦與不同值代表方向，大大減小了系統(tǒng)的變成難度。在做這個(gè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了很多以前沒學(xué)過的知識，也鞏固了很多以前沒學(xué)好的知識，使我的專業(yè)理論知識更加扎實(shí)，軟件操作更加熟練了。做完這個(gè)設(shè)計(jì)后，我得出幾個(gè)結(jié)論如下：1.對于不同樓層的電梯設(shè)計(jì)，只需要擴(kuò)展相應(yīng)的IO口即可。并且可以在點(diǎn)數(shù)不夠的前提下通過組態(tài)軟件仍然可以設(shè)計(jì)和仿真。2.在電梯程序的編程中，如果運(yùn)行PLC的賦值功能，比較指令等可以大大減小程序編程量和使程序邏輯簡單化。3.在中間層只要一個(gè)外部呼叫按鈕就可以，進(jìn)行上行和下行的呼叫，減小IO口降低成本。4.本設(shè)計(jì)在電梯電機(jī)控制方面，是在簡化的狀態(tài)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)。忽視了電機(jī)的調(diào)速問題，因此有待進(jìn)一步改進(jìn)。 電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。由于時(shí)間倉促，本設(shè)計(jì)還有許多問題尚未考慮周到，難免在文章會(huì)存在一些不妥之處，在此，作者懇請審閱老師批評指正。參考文獻(xiàn)1 鄭阿奇.PLC（西門子）實(shí)用教程M.北京：電子工業(yè)出版社，2009.2 常國蘭.電梯自動(dòng)控制技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.3 李勝多.基于組態(tài)王和PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，（2）：168-171.4 曹輝，王暄.組態(tài)軟件技術(shù)及應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，2009.5 崔堅(jiān).西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.6 江洪，龐偉.AUTOCAD2008電氣設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.7 葉安麗.電梯控制技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.8 岳慶來.電梯現(xiàn)代智能控制技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.9 楊后川，張瑞，高建設(shè).西門子S7-200PLC應(yīng)用100例M.北京：電子工業(yè)出版，2009.10 李寧.基于組態(tài)王6.53和PLC的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.廣西輕工業(yè)，2009，（9）:42-43.11 王淑紅，魏建升.組態(tài)軟件控制技術(shù)及應(yīng)用M.北京：中國電力出版社，2010.12 王永華現(xiàn)代電氣控制及 PLC應(yīng)用技術(shù)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2003.14 陳建明.電氣控制與PLC應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，2010.致 謝本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在何湘艷老師指導(dǎo)下完成的。何老師在學(xué)業(yè)上給了我很大的幫助，使我在設(shè)計(jì)過程中避免了許多無為的工作。何老師一絲不茍、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度，精益求精、誨人不倦的學(xué)者風(fēng)范，以及正直無私、磊落大度的高尚品格，更讓我明白許多做人的道理，在此我對何老師師表示衷心的感謝！本論文能夠完成，要感謝物電系的所有老師，是他們在這四年的時(shí)間里，教會(huì)我的專業(yè)知識。在我撰寫論文期間，得到了我的指導(dǎo)老師和魏強(qiáng)老師的幫助，在忙碌的工作之余，給予我專業(yè)知識上的指導(dǎo)，而且教給我學(xué)習(xí)的方法和思路，多得他們的指導(dǎo)和幫助才使我能完成本論文。我會(huì)在以后的工作中為社會(huì)作出貢獻(xiàn)去回報(bào)他們對我的教導(dǎo)。希望每個(gè)人都和我一樣，通過做畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠?qū)W到很多的知識與道理。在本文結(jié)束之際，特向我敬愛的指導(dǎo)老師和物電系所有老師致以最崇高的敬禮和深深的感謝！附 錄PLC源程序：