1、可編程控制器原理課 程 設(shè) 計(jì)題目: 四層四站電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄1引言12總體方案設(shè)計(jì)22.1控制系統(tǒng)的組成22.2信號(hào)控制系統(tǒng)22.3基于PLC的電梯控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能33硬件的選擇與設(shè)計(jì)43.1PLC簡(jiǎn)介43.1.1PLC定義43.1.2PLC的特點(diǎn)43.1.3PLC的主要功能和應(yīng)用63.1.5電梯制動(dòng)器原理93.2PLC系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)103.2.1I/O點(diǎn)估計(jì)103.2.2選擇PLC型號(hào)114軟件設(shè)計(jì)134.1PLC的編程語(yǔ)言與STEP 7概述134.2電梯PLC程序流程圖144.3梯形圖設(shè)計(jì)155仿真255.1S7-200仿真軟件的使用255.2PLC電梯控制系統(tǒng)仿真過(guò)程265

2、.2.1呼仿真26參考文獻(xiàn)30附錄3134 / 351 引言在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展、城市現(xiàn)代化進(jìn)程突飛猛進(jìn)的今天，電梯因?yàn)槠涓咝А⒀附?、安全、可靠的垂直運(yùn)輸能力，已經(jīng)成為了人們不可或缺的運(yùn)輸工具，它被廣泛應(yīng)用于幾乎所有現(xiàn)代高層建筑中，如辦公大樓、賓館、住宅、醫(yī)院、倉(cāng)庫(kù)、工礦企業(yè)、碼頭、大型貨輪等。此外，電梯使用頻率也是非常之高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次。在中國(guó)，電梯服務(wù)已有100多年的歷史了，特別在改革開(kāi)放以后，電梯的使用數(shù)量更是快速增長(zhǎng)?，F(xiàn)在，電梯已完全融入我們的生產(chǎn)、生活中，滿足人們生活、工作與學(xué)習(xí)的需要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在用電梯已達(dá)

3、40多萬(wàn)臺(tái)，每年還以約5萬(wàn)6萬(wàn)臺(tái)的速度增長(zhǎng)1。如今，電梯之作用愈加顯著，人們對(duì)電梯之需求愈加龐大。而電梯作為集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉與機(jī)械傳動(dòng)、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問(wèn)題。其中，安全問(wèn)題乃是重中之重，無(wú)容小覷。故在設(shè)計(jì)電梯時(shí)，對(duì)機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)，并且要保證安裝調(diào)試以與售后與維修都達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，這樣，才能保證電梯的安全可靠性。但是，目前我國(guó)所應(yīng)用的先進(jìn)的電梯系統(tǒng)幾乎都是國(guó)外設(shè)計(jì)制造的，其核心技術(shù)都是的。我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)應(yīng)用很少，并與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比還有很大的差距。國(guó)電梯工業(yè)要想大力發(fā)展，就必須解決技術(shù)層面的問(wèn)題。

4、本文在闡述電梯和PLC的結(jié)構(gòu)并工作原理的基礎(chǔ)上，使用PLC（西門子S7-200 CPU226）與其擴(kuò)展模塊，設(shè)計(jì)了一個(gè)四層的電梯的控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了電梯的拖動(dòng)回路，選擇了曳引電機(jī)，并使用了施耐德ATV312變頻器，設(shè)置了控制方式參數(shù)、運(yùn)行方式參數(shù)、S特性曲線參數(shù)等變頻器參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了曳引電機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)與調(diào)速。采用模塊化編程思想使用STEP7-MicroWIN SP9軟件編寫了梯形圖，并通過(guò)梯形圖，實(shí)現(xiàn)了包括電梯的啟動(dòng)與制動(dòng)、樓層指示功能、轎廂指令和轎廂外召喚信號(hào)的登記與消除、電梯運(yùn)行方向的控制、電梯的開(kāi)關(guān)門、超重報(bào)警和手動(dòng)按響警鈴等功能。最后，使用S7-200編程仿真軟件做了部分功能的仿真。2

5、總體方案設(shè)計(jì)2.1 控制系統(tǒng)的組成基于PLC的電梯控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)相似，主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖3-1為基于PLC的電梯控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，由圖可知系統(tǒng)的主要硬件有PLC主機(jī)與擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、主拖動(dòng)系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)與調(diào)速裝置等。圖2-1 基于PLC的電梯控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)控制過(guò)程核心就是為操縱盤、廳外呼梯盤、井道與安全保護(hù)信號(hào)通過(guò)PLC輸入接口送入PLC，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器與召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，并通過(guò)輸出借口向拖動(dòng)和門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。2.2 信號(hào)控制系統(tǒng)電梯信號(hào)控制幾乎全部由PLC實(shí)現(xiàn)。即用于電梯控制的各個(gè)信號(hào)由PL

6、C控制單元處理，這些輸入到PLC的控制信號(hào)很多，具體如圖3-2顯示：運(yùn)行方式選擇（如自動(dòng)、有/無(wú)司機(jī)、檢修、消防運(yùn)行方式等）、運(yùn)行控制、轎指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器、光電脈沖、開(kāi)關(guān)門與限位信號(hào)、門區(qū)和平層信號(hào)等。圖2-2 基于PLC的電梯信號(hào)控制系統(tǒng)框圖2.3 基于PLC的電梯控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能（1）行車方向由選信號(hào)決定,順向優(yōu)先執(zhí)行; （2）行車途中如遇呼梯信號(hào)時(shí),順向截車,反向不截車; （3）選信號(hào)、呼梯信號(hào)具有記憶功能,執(zhí)行后解除。 （4）選信號(hào)、呼梯信號(hào)、行車方向、行車樓層位置均有信號(hào)燈指示（5）停層時(shí)可延時(shí)3s自動(dòng)開(kāi)門、手動(dòng)開(kāi)門、(關(guān)門過(guò)程中)本層順向呼梯開(kāi)門; （6

7、）有選信號(hào)時(shí)延時(shí)自動(dòng)關(guān)門,關(guān)門后延時(shí)自動(dòng)行車; （7）無(wú)選時(shí)延時(shí)8s自動(dòng)關(guān)門，但不能自動(dòng)行車; （8）行車時(shí)不能手動(dòng)開(kāi)門或本層呼梯開(kāi)門,開(kāi)門不能行車。3 硬件的選擇與設(shè)計(jì)3.1 PLC簡(jiǎn)介3.1.1 PLC定義因?yàn)榈腜LC不斷發(fā)展，所以很難對(duì)它下一個(gè)確切的定義。在不同時(shí)期NEMA和IEC等機(jī)構(gòu)對(duì)PLC下過(guò)多個(gè)定義，在此并不枚舉，但所有都定義表明，PLC是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置，它與其他順序控制裝置不同。3.1.2 PLC的特點(diǎn)PLC能如此迅速發(fā)展的原因是由于它具有傳統(tǒng)計(jì)算器與通用計(jì)算機(jī)所不與的一些下列特點(diǎn)：1可靠性。可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。PLC的可靠性高，表現(xiàn)在下列

8、幾方面：（1）與繼電器邏輯控制系統(tǒng)比較，PLC可靠性提高的主要原因:I.PLC不需要大量的活動(dòng)部件和電子元器件，它的接線也大大減少。與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單、維修時(shí)間縮短，因此可靠性得到提高。II.PLC采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，冗余設(shè)計(jì)、掉電保護(hù)、故障診斷和信息保護(hù)與恢復(fù)等，使可靠性得到提高。III.PLC有較強(qiáng)的易操作性，它具有編程簡(jiǎn)單、操作方便、維修容易等特點(diǎn)，因?qū)Σ僮骱途S修人員的技能要求降低，容易學(xué)習(xí)和掌握，不容易發(fā)生操作的失誤，可靠性高。（2）與通用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)比較，PLC可靠性提高的主要原因:I.PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算

9、機(jī)控制系統(tǒng)更簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言和更可靠的硬件。采用了經(jīng)簡(jiǎn)化的編程語(yǔ)言，編程的出錯(cuò)率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)的硬件使可靠性大大提高。因此，PLC的可靠性較通用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性有較大提高.II.在PLC的硬件設(shè)計(jì)方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性高的元件;采用先進(jìn)的工藝制造流水線生產(chǎn);對(duì)干擾采用屏蔽、隔離和濾波等，設(shè)有對(duì)電源的掉電保護(hù)、存儲(chǔ)器容的保護(hù)并采用看門狗和其他自診斷措施、便于維修的設(shè)計(jì)等等。III.在PLC的軟件設(shè)計(jì)方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。例如，采用軟件濾波、軟件自診斷、簡(jiǎn)化編程語(yǔ)言、信息保護(hù)和恢復(fù)、報(bào)警和運(yùn)行信息的顯示等等。一份用戶選用PL

10、C原因的調(diào)查報(bào)告指出，在各種選用PLC的原因中，第一位的原因是由于PLC可靠性高的用戶達(dá)93%。其次，才是性能和維修方便等原因。可見(jiàn)，可靠性高是PLC的主要特點(diǎn)。2易操作性。PLC的易操作性表現(xiàn)在下列三個(gè)方面:（1）操作方便對(duì)PLC的操作包括程序輸人的操作和程序更改的操作。大多數(shù)PLC采用編程器進(jìn)行程序輸人和更改的操作。編程器至少提供了輸人信息的顯示，對(duì)大中型的PLC，編程器采用CRT屏幕顯示，因此，程序的輸人直接可以顯示。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需的地址編號(hào)、繼電器編號(hào)或觸點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT屏幕上顯示。所以PLC具有操作方便的特點(diǎn)。（2）編

11、程方便PLC有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可供使用。對(duì)電氣技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，梯形圖由于與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解，所以有利于程序的編寫和學(xué)習(xí)。采用布爾助記符編程語(yǔ)言時(shí)，由于符號(hào)是功能的簡(jiǎn)單縮寫，十分有利于編程人員的編程。雖然功能表圖、功能模塊圖和高級(jí)描述語(yǔ)句的編程方法應(yīng)用尚未普與，但是，由于它們具有功能清晰、易于理解等優(yōu)點(diǎn)，正為廣大技術(shù)人員所接納和采用，并發(fā)揮出更有效的功能特點(diǎn)。（3）維修方便，PLC所具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求降低了。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)硬件和軟件的自診斷，維修人員可根據(jù)有關(guān)故障信號(hào)燈的提示和故障代碼的顯示，或通過(guò)編程器和CRT屏幕的顯示，很快地找到故障所在的部位，

12、為迅速排除故障和修復(fù)節(jié)省了時(shí)間。為便于維修工作的開(kāi)展，有些PLC的制造企業(yè)提供了維修用的專用儀表或設(shè)備，提供了故障樹(shù)等維修用的資料。有些廠商還提供維修用的智能卡件或插件板，使維修工作變得十分方便。PLC的面板和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也考慮了維修的方便性，例如，對(duì)需維修的部件設(shè)置在便于維修的位置，信號(hào)燈設(shè)置在易于觀察的部位，接線端子采用便于接線與更換的類型等，這些設(shè)計(jì)使維修工作能方便地進(jìn)行，從而大大節(jié)省維修時(shí)間。采用標(biāo)準(zhǔn)化元件和標(biāo)準(zhǔn)化工藝生產(chǎn)流水線作業(yè)，使維修用的備品備件簡(jiǎn)化，也使維修變得方便。3靈活性。PLC的靈活性表現(xiàn)在下列三方面：（1）編程的靈活性。PLC采用的編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、

13、功能模塊圖和語(yǔ)句描述編程語(yǔ)言，只要掌握其中一種語(yǔ)言就可以進(jìn)行編程。編程方法的多樣性使編程方便，應(yīng)用面拓展。由于采用軟連接的方法，在生產(chǎn)工藝流程更改或者生產(chǎn)設(shè)備更換時(shí)，可以不必改變PLC的硬設(shè)備，通過(guò)程序的編制與更改就能適應(yīng)生產(chǎn)的需要。這種編程的靈活性是繼電器順序控制系統(tǒng)所不能比擬的。正是由于編程的柔性特點(diǎn)，使PLC能大量地替代繼電器順序控制系統(tǒng)，成為當(dāng)今工業(yè)控制領(lǐng)域的重要控制設(shè)備。在柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)和計(jì)算機(jī)集成過(guò)程控制系統(tǒng)(CIPS)中，PLC正成為主要的控制設(shè)備，得到廣泛的應(yīng)用。（2）擴(kuò)展的靈活性。PLC的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)重要

14、的特點(diǎn)。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不斷擴(kuò)展，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展，功能的擴(kuò)展，應(yīng)用和控制圍的擴(kuò)展。它不僅可以通過(guò)增加輸人輸出單元增加點(diǎn)數(shù)，通過(guò)擴(kuò)展單元來(lái)擴(kuò)大容量和功能，也可以通過(guò)多臺(tái)PLC的通信來(lái)擴(kuò)大容量和功能，甚至可通過(guò)與集散控制系統(tǒng)(DCS)或其他上位機(jī)的通信來(lái)擴(kuò)展它的功能，并與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換等。這種擴(kuò)展的靈活性大方便了用戶。（3）操作的靈活性。操作的靈活性是指設(shè)計(jì)的工作量大大減少，編程的工作量和安裝施工的工作量大大減少，操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得容易。在繼電器順序控制系統(tǒng)中所需的一些操作可以簡(jiǎn)化，不同的生產(chǎn)過(guò)程可采用一樣的控制臺(tái)或控制屏等。四、機(jī)電一體?；癁榱耸沟霉I(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制更

15、平穩(wěn)、更可靠，向優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗要效益，對(duì)過(guò)程控制設(shè)備和裝置提出了機(jī)電一體化儀表、電子、計(jì)算機(jī)綜合的要求，而PLC正是這一要求的產(chǎn)物，它是專門為工業(yè)過(guò)程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，它的體積大大減小，功能不斷完善，抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件被有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。因此，它已成為當(dāng)今數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、過(guò)程流程控制等領(lǐng)域的主要控制設(shè)備。3.1.3 PLC的主要功能和應(yīng)用PLC的主要功能和應(yīng)用如下:（1）開(kāi)關(guān)邏輯和順序控制這是PLC應(yīng)用最廣泛、最基本的場(chǎng)合。它的主要功能是完成開(kāi)關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)行順序邏輯控制，從而可以實(shí)現(xiàn)各種簡(jiǎn)單或十分復(fù)雜的控制要求。（2）模擬控制在工

16、業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，由許多連續(xù)變化的物理量需要進(jìn)行控制，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域?qū)δM量控制的廣泛要求，目前大部分PLC產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功能。特別是在系統(tǒng)中模擬量控制點(diǎn)數(shù)不多，同時(shí)混有較多的開(kāi)關(guān)量時(shí)，PLC具有其他控制裝置所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。另外某些PLC產(chǎn)品還提供了典型控制策略模塊，如PID模塊，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的PID等反饋或其他模擬量的控制運(yùn)算。（3）定時(shí)控制PLC具有很強(qiáng)的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個(gè)定時(shí)與計(jì)數(shù)器。其定時(shí)時(shí)間間隔可以由用戶加以設(shè)定。對(duì)于計(jì)數(shù)器，如果需要對(duì)于頻率較高的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以選擇高速計(jì)數(shù)器。（4）數(shù)據(jù)處理

17、新型PLC都具有數(shù)據(jù)處理的能力，它不僅能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等功能，有些PLC還可以進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算。（5）信號(hào)連鎖系統(tǒng)信號(hào)連鎖是安全生產(chǎn)所需的。在信號(hào)連鎖系統(tǒng)中，采用高可靠性的PLC是安全生產(chǎn)的要求。對(duì)安全要求高的系統(tǒng)還可采用多重的檢出元件和連鎖系統(tǒng)，而對(duì)其中的邏輯運(yùn)算等，可采用冗余的PLC實(shí)現(xiàn)。（6）通信把PLC作為下位機(jī)，與上位機(jī)或同級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行通信，成數(shù)據(jù)的處理和信息的交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的信息控制和管理，因此PLC是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化的理想工業(yè)控制器。3.1.4 PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較1PLC與繼電器控制系統(tǒng)比較

18、從某種意義上說(shuō)，PLC是從繼電接觸控制發(fā)展而來(lái)的。兩者既有相似性又有不同之處，如表3-1所示。表3-1 可編程序控制器與繼電器柜的區(qū)別可編程序控制器繼電器柜控制方式程序（軟件）繼電器配線（硬件）控制功能指令以軟件實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高興能控制器件功能有限，隨規(guī)模加大而大型化控制要素高可靠性，壽命長(zhǎng)，高速控制。有觸點(diǎn)，壽命有限，低速控制變更控制更改程序可適應(yīng)各種控制對(duì)象更改器件之間連接，更改困難2PLC與微型計(jì)算機(jī)的比較PLC也是隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展而發(fā)展，PLC實(shí)質(zhì)上就是一臺(tái)專為工業(yè)生產(chǎn)控制設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)。兩者既有相似處有差別，如表3-2所示。表3-2 可編程序控制器與通用計(jì)算機(jī)的區(qū)別比較項(xiàng)目通用計(jì)算

19、機(jī)可編程序控制器工作方式中斷方式掃描方式編程語(yǔ)言匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言助記符語(yǔ)句表、梯形圖等工作環(huán)境要求較高可在較差的環(huán)境下工作對(duì)使用者的要求需進(jìn)行專門的學(xué)習(xí)培訓(xùn)才能掌握語(yǔ)言易學(xué)，稍加培訓(xùn)即可使用可靠性商業(yè)級(jí)要求工業(yè)級(jí)，且有多種特殊設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件功能強(qiáng)大，但占用存儲(chǔ)空間過(guò)大功能專用，占用存儲(chǔ)空間小適用領(lǐng)城辦公、管理，科學(xué)計(jì)算、家庭工業(yè)控制從上邊的論述和比較可以看出。由PLC的硬件決定了它的可靠性和控制功能比繼電器控制系統(tǒng)高的多，它是專門為工業(yè)控制場(chǎng)合設(shè)計(jì)的，所以他的穩(wěn)定性也比一般通用計(jì)算機(jī)要好的多，而且它操作簡(jiǎn)單靈活，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)和功能擴(kuò)展所以在本設(shè)計(jì)中采用PLC來(lái)進(jìn)行邏輯控制。3變頻器多段速設(shè)

20、計(jì)本次設(shè)計(jì)采用兩段速設(shè)計(jì)，即通過(guò)PLC輸出切換輸出低速或高速。圖3-1為其接線圖，圖3-2為其頻率時(shí)序圖4。圖3-1變頻器兩段速接線圖圖3-2兩段速頻率時(shí)序圖4制動(dòng)電阻的選擇變頻器制動(dòng)電阻的選擇：根據(jù)由于電梯為位能負(fù)載，電梯運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生再生能量，所以變頻調(diào)速裝置應(yīng)具有制動(dòng)功能.帶有逆變功能的變頻調(diào)速裝置通過(guò)逆變器雖然能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng)，但成本太高.采用能耗制動(dòng)方式通過(guò)制動(dòng)單元將再生能量消耗在制動(dòng)電阻上，成本較低而且具有良好的使用效果。能耗制動(dòng)電阻R1的大小應(yīng)使制動(dòng)電流I1的值不超過(guò)變頻器額定電流的一半，即 （3-1）其中為額定情況下變頻器的直流母線電壓.由于制動(dòng)電阻的工作不是連續(xù)長(zhǎng)期工作

21、，因此其功率可以大大小于通電時(shí)消耗的功率。 機(jī)械傳動(dòng)效率，對(duì)于有齒輪曳引機(jī)取0.5;i 鋼絲繩繞繩倍率，這里i.將G=1000，=1.5, =0.5, =0.5,i=1代入公式4-2可計(jì)算N= 14.7 (KW)故而選用額定電壓為380V，容量為15KW電動(dòng)機(jī)，極對(duì)數(shù)為4，額定頻率為50Hz的三相繞線式異步電機(jī)。3.1.5 電梯制動(dòng)器原理電梯制動(dòng)器是通電時(shí)產(chǎn)生雙向電磁推力，使剎車機(jī)構(gòu)與電機(jī)旋轉(zhuǎn)部分脫離，斷電時(shí)電磁力消失，在外加制動(dòng)彈簧壓力的作用下，形成失電制動(dòng)的摩擦式制動(dòng)器。當(dāng)電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，曳引電動(dòng)機(jī)、電磁電梯制動(dòng)器的線圈中均無(wú)電流通過(guò)，這時(shí)因電磁鐵間沒(méi)有吸引力、制動(dòng)瓦塊在制動(dòng)彈簧壓力作

22、用下，將制動(dòng)輪抱緊，保證曳引電機(jī)不旋轉(zhuǎn)；當(dāng)曳引電動(dòng)機(jī)通電旋轉(zhuǎn)的瞬間，制動(dòng)電磁鐵中的線圈同時(shí)通上電流，電磁鐵心迅速磁化吸合，帶動(dòng)制動(dòng)臂使其制動(dòng)彈簧受作用力，制動(dòng)瓦塊開(kāi)，與制動(dòng)輪完全脫離，電梯得以運(yùn)行；當(dāng)電梯轎廂到達(dá)所需停站時(shí)，曳引電動(dòng)機(jī)失電、制動(dòng)電磁鐵中的線圈也同時(shí)失電，電磁鐵芯中的磁力迅速消失，鐵芯在制動(dòng)彈簧的作用下通過(guò)制動(dòng)臂復(fù)位，使制動(dòng)瓦塊再次將制動(dòng)輪抱住，電梯停止工作。3.2 PLC系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.2.1 I/O點(diǎn)估計(jì)此次設(shè)計(jì)是一個(gè)基于PLC的四層電梯控制系統(tǒng)，在選擇PLC型號(hào)之前，我們需要先估計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)，這是最主要的選擇標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)電梯的層站數(shù)、梯型、控制方式、應(yīng)用場(chǎng)所與具體控制要求，計(jì)算

23、出PLC的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的數(shù)量（1）現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)。電梯作為一種多層站、長(zhǎng)距離運(yùn)行的大型運(yùn)輸設(shè)備，在井道、廳外與轎廂有大量的信號(hào)需要通過(guò)輸入接口送入PLC，其中有：呼按鈕共4個(gè)，即呼按鈕去1樓、呼按鈕去2樓、呼按鈕去3樓、呼按鈕去4樓，用于下達(dá)各層轎指令。外呼按鈕共6個(gè)，即1-3層外呼向上和2-4層外呼向下，用于廳外乘客發(fā)出召喚信號(hào)。樓層感應(yīng)干簧管共4個(gè)，即一層感應(yīng)干簧管、二層感應(yīng)干簧管、三層感應(yīng)干簧管和四層感應(yīng)干簧管。感應(yīng)干簧管安裝在井道中每層平層位置附近，在轎廂上安裝有隔磁鋼板，當(dāng)電梯上行或下行，使隔磁鋼板進(jìn)入干簧管時(shí)，干簧管中的觸點(diǎn)動(dòng)作發(fā)出控制信號(hào)。干簧管主要用于：發(fā)出電梯減速信號(hào)；發(fā)

24、出樓層指示信號(hào)。開(kāi)關(guān)門按鈕共2個(gè)，用于乘客或司機(jī)手動(dòng)開(kāi)、關(guān)門控制。廳門開(kāi)關(guān)1-4層共4個(gè)，再加轎門開(kāi)關(guān)1個(gè)共5個(gè)，分別安裝在廳門、轎門上。當(dāng)它們?nèi)块]合時(shí)，說(shuō)明所有門都已關(guān)好，電梯允許運(yùn)行；若上述開(kāi)關(guān)有任何一個(gè)沒(méi)有閉合，說(shuō)明有的門未關(guān)好，這時(shí)不允許電梯運(yùn)行。為了節(jié)省輸入點(diǎn)，設(shè)計(jì)門聯(lián)鎖回路圖如圖4-3所示。只有全部門電氣聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)在全部接通的情況下，控制柜的門聯(lián)鎖繼電器方能吸合，門鎖繼電器的觸點(diǎn)才能接通，將該對(duì)觸點(diǎn)作為門安全信號(hào)送到PLC的輸入點(diǎn)，此時(shí)電梯才能運(yùn)行。因此，廳門開(kāi)關(guān)和轎門開(kāi)關(guān)可以整合成一個(gè)輸入點(diǎn)，達(dá)到減少I/O點(diǎn)數(shù)的積極意義。圖3-3 門聯(lián)鎖回路門區(qū)感應(yīng)干簧管（用于判斷電梯是否正好處

25、于平層位置）、上/下行極限限位開(kāi)關(guān)。超重信號(hào)、警鈴按鈕（2）現(xiàn)場(chǎng)輸出信號(hào)。PLC將執(zhí)行結(jié)果通過(guò)輸出接口控制以下輸出設(shè)備：指示燈信號(hào)14個(gè)：外呼1上指示燈、外呼2上指示燈、外呼2下指示燈、外呼3上指示燈、外呼3下指示燈、外呼4下指示燈；呼去1樓指示燈、呼去2樓指示燈、呼去3樓指示燈、呼去4樓指示燈；1層位置指示燈、2層位置指示燈、3層位置指示燈、4層位置指示燈。 曳引電機(jī)正轉(zhuǎn)（電梯上行）、曳引電機(jī)倒轉(zhuǎn)（電梯下行）、高/低速切換。其他控制信號(hào)：門電機(jī)正轉(zhuǎn)（開(kāi)門）、門電機(jī)倒轉(zhuǎn)（關(guān)門）等共4個(gè)。3.2.2 選擇PLC型號(hào)由以上分析可知，現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)共24個(gè)，輸出信號(hào)共21個(gè)，可選擇西門子公司生產(chǎn)的S7

26、-200CPU226基本單元（24入/16出，AC/DC繼電器輸出方式）外加擴(kuò)展模塊EM222 （6ES 7 222-1BF），主機(jī)和擴(kuò)展模塊共有24入/24出，滿足本系統(tǒng)24個(gè)輸入點(diǎn)，21個(gè)輸出點(diǎn)的要求，并留有適度余量。S7-200PLC是德國(guó)西門子公司研制生產(chǎn)出的一種疊裝式結(jié)構(gòu)的小型可編程控制器。它指令豐富、功能強(qiáng)大、可靠性高、適應(yīng)性好、結(jié)構(gòu)緊湊、便于擴(kuò)展、性能價(jià)格比高，且輸出端可直接驅(qū)動(dòng)2A的繼電器/接觸器線圈，抗干擾能力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化系統(tǒng)。S7-200 CPU226主機(jī)可帶7個(gè)擴(kuò)展模塊，用戶程序存儲(chǔ)容量為6.6K字；置高速計(jì)數(shù)器，具有PID控制器的功能；有2個(gè)高速脈沖輸出端和

27、2個(gè)RS-485通信口；具有PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由口協(xié)議的通信能力。由于是繼電器輸出方式，所以帶載靈活，既可帶直流負(fù)載，也可帶交流負(fù)載。因此，適用于本電梯系統(tǒng)控制。PLC的I/O口定義、分配見(jiàn)表3-3。表3-3 PLC I/O端口分配表序號(hào)輸入信號(hào)輸出信號(hào)編號(hào)名稱編號(hào)名稱1I0.0開(kāi)門Q0.0開(kāi)門2I0.1一層限位Q0.1一層指示3I0.2二層限位Q0.2二層指示4I0.3三層限位Q0.3三層指示5I0.4四層限位Q0.4四層指示6I0.5關(guān)門Q0.5關(guān)門7I0.6開(kāi)門到位Q0.6上行指示8I0.7關(guān)門到位Q0.7下行指示9I1.0上平層感應(yīng)器Q1.0高速10I1.1一層選Q1.

28、1一層選指示11I1.2二層選Q1.2二層選指示12I1.3三層選Q1.3三層選指示13I1.4四層選Q1.4四層選指示14I1.5下平層感應(yīng)器Q1.5低速15I1.6上限位Q1.6上行輸出16I1.7下限位Q1.7下行輸出17I2.0一樓上呼Q2.0一樓上行18I2.1二樓下呼Q2.1二樓下行19I2.2二樓上呼Q2.2二樓上行20I2.3三樓下呼Q2.3三樓下行21I2.4三樓上呼Q2.4三樓上行22I2.5四樓下呼Q2.5四樓下行4 軟件設(shè)計(jì)4.1 PLC的編程語(yǔ)言與STEP 7概述PLC的程序就是指PLC指令的有序合，PLC運(yùn)行程序就是按一定的順序，執(zhí)行這組合中的指令。指令是指示使得P

29、LC動(dòng)作的文字代碼或圖形符號(hào)。使用的編程語(yǔ)言不同，這些文字代碼和圖形符號(hào)就不一樣。但從本質(zhì)上來(lái)講，指令的實(shí)質(zhì)都是二進(jìn)制機(jī)器碼。同普通的計(jì)算機(jī)一樣，PLC的編程軟件通過(guò)編譯系統(tǒng)把PLC程序編譯成機(jī)器代碼。PLC提供了功能較為完整的編程語(yǔ)言，以適應(yīng)PLC在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。利用PLC的編程語(yǔ)言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當(dāng)于設(shè)計(jì)和改變繼電器控制的硬件接線，也就是所謂的“可編程序”。PLC的編程語(yǔ)言一般有五種：順序功能圖(Sequential Function Chart)、梯形圖(Ladder Diagram)、功能塊圖(Function Block Diagram)、指令表(In

30、struction List)和結(jié)構(gòu)文本(Structured Text)。其中，順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能塊圖(FBD)是圖形編程語(yǔ)言，指令表(IL)和結(jié)構(gòu)文本(ST)是文字語(yǔ)言。梯形圖(LD)是目前使用最廣泛的PLC圖形編程語(yǔ)言，梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖相似，比較易于掌握、程序表達(dá)清楚。本系統(tǒng)PLC程序的編制采用梯形圖語(yǔ)言，編程軟件為STEP 7。該軟件能夠完成制作程序、對(duì)可編程控制器CPU的寫入/讀出、監(jiān)控程序運(yùn)行、調(diào)試程序、PLC錯(cuò)誤診斷等一系列功能。STEP 7是用于SIMATIC可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包。它是SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分。有下

31、列版本的STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包：用于SIMATIC S7-200上簡(jiǎn)單單站應(yīng)用的STEP 7 Micro/DOS和STEP 7 Micro/WIN。用于使用帶有各種功能的SIMATIC S7-300/ST-400、SIMATIC M7-300/M7-400和SIMATIC C 7的STEP 7：- 可通過(guò)選擇SIMATIC工業(yè)軟件中的軟件產(chǎn)品進(jìn)行擴(kuò)展- 為功能模板和通訊處理器賦值參數(shù)- 強(qiáng)制和多處理器模式- 全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊- 使用通訊功能塊的事件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳送- 組態(tài)連接STEP7編程軟件允許結(jié)構(gòu)化用戶程序，可以將程序分解為單個(gè)的自成體系的程序部分從而使大規(guī)模的程序更容易理解，可以對(duì)單個(gè)的程序部分

32、進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化程序組織簡(jiǎn)化，修改更容易系統(tǒng)的調(diào)試也容易了許多在7s用戶程序中可以使用如下幾種不同類型的塊:組織塊(OB)是操作系統(tǒng)和用戶程序的接口它們由操作系統(tǒng)調(diào)用，并控制循環(huán)和中斷驅(qū)動(dòng)程序的執(zhí)行，以與可編程控制器如何啟動(dòng)。它們還處理對(duì)錯(cuò)誤的響應(yīng)組織塊決定各個(gè)程序部分執(zhí)行的順序用于循環(huán)程序處理的組織塊OB1的優(yōu)先級(jí)最高。操作系統(tǒng)循環(huán)調(diào)用OB1并用這個(gè)調(diào)用啟動(dòng)用戶程序的循環(huán)執(zhí)行。功能（FC）屬于用戶自己編程的塊功能是“無(wú)存儲(chǔ)區(qū)”的邏輯塊FC的臨時(shí)變量存儲(chǔ)在局域數(shù)據(jù)堆棧中，當(dāng)FC執(zhí)行結(jié)束后，這些數(shù)據(jù)就丟失了。功能塊（FB）屬于用戶自己編程的塊功能塊是具有“存儲(chǔ)功能”的塊，用數(shù)據(jù)塊作為功能塊的存儲(chǔ)器(背

33、景數(shù)據(jù)塊)傳遞給FB的參數(shù)和靜態(tài)變量存在背景數(shù)據(jù)塊中，背景數(shù)據(jù)塊(背景DB)在每次功能塊調(diào)用時(shí)都要分配一塊給這次調(diào)用，用于傳遞參數(shù)。 系統(tǒng)功能塊(SFB)和系統(tǒng)功能(SFC)是STEP7為用戶提供的己編程好的程序的塊，經(jīng)過(guò)測(cè)試集成在CPU中的功能程序庫(kù)SFB作為操作系統(tǒng)的一部分并不占用程序空間，是具有存儲(chǔ)能力的塊，它需要一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊，并須將此塊作為程序的一部分安裝到CPU中。4.2 電梯PLC程序流程圖根據(jù)電梯要實(shí)現(xiàn)的功能可畫出程序流程圖，如圖4-1。圖4-1 電梯運(yùn)行程序流程圖4.3 梯形圖設(shè)計(jì)因?yàn)殡娞菀F(xiàn)的功能較多，所以梯形圖比較長(zhǎng)。下面則按照不同的功能分別分析。（1）樓層信號(hào)控制 圖4

34、-2為樓層控制信號(hào)梯形圖，樓層信號(hào)用來(lái)控制樓層指示燈、選向、選層等。當(dāng)電梯運(yùn)行到使下一層樓層感應(yīng)器動(dòng)作之前的任何位置，樓層信號(hào)應(yīng)連續(xù)變化，一直顯示上一層的樓層數(shù)。例如電梯原在一層，I0.1得電,因此Q0.1，由I/O口定義可知一層位置指示燈亮,顯示“1”。當(dāng)電梯離開(kāi)1層向上運(yùn)行時(shí)，由于離開(kāi)1層限位開(kāi)關(guān)使得I0.1失電，但Q0.1通過(guò)自鎖維持得電狀態(tài)，故一層位置指示燈一直亮。當(dāng)?shù)竭_(dá)2層感應(yīng)干簧管區(qū)位時(shí)，I0.2得電,使得Q0.2得電,Q0.2的常閉觸點(diǎn)使Q0.1斷電,即樓層位置指示燈“2”亮，同時(shí)“1”熄滅。在其他各層，情況與此一樣。圖4-2 樓層信號(hào)控制梯形圖（2）呼指令信號(hào)控制圖4-3為呼指

35、令信號(hào)控制梯形圖。該環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)呼指令的登記與消除。中間繼電器Q1.1Q1.4中的一個(gè)或幾個(gè)為ON時(shí),表示相應(yīng)樓層的呼被登記,反之則表示相應(yīng)呼指令信號(hào)被消除?，F(xiàn)假設(shè)電梯在2層處于停止?fàn)顟B(tài)，Q1.6、Q1.7均未得電，當(dāng)呼去3層按鈕、呼去4層按鈕被按下，則I1.3、I1.4得電，從而將Q1.3、Q1.4置位。即3、4兩層的呼指令信號(hào)被記憶。當(dāng)電梯上行到達(dá)3層時(shí)，由樓層信號(hào)控制環(huán)節(jié)可知Q0.3得電，于是Q1.3被復(fù)位，即去3層的呼指令被消除，該指令已被執(zhí)行完畢。而Q1.4由于其復(fù)位端的條件不具備，所以去4層的呼指令仍然保留下來(lái)，直到電梯到達(dá)4層時(shí)，Q1.4才具備復(fù)位的條件，信號(hào)才會(huì)被消除。此外，電梯到

36、達(dá)樓層后須停止后，呼指令才會(huì)消失，后面的外呼指令也是如此。圖4-3 呼指令控制圖（3）外呼指令信號(hào)控制圖4-4a b c三部分共為外呼指令信號(hào)控制梯形圖。它實(shí)現(xiàn)廳外召喚指令的記憶與消除?，F(xiàn)假設(shè)電梯在一層處于停止?fàn)顟B(tài)。2、3層廳外乘客欲乘梯上行，故分別按下外呼2上按鈕、外呼3上按鈕，同時(shí)若2層還有乘客欲下行，按下外呼2下按鈕，于是圖4-4中I2.2、I2.4、I2.1均得電，輸出繼電器Q2.2、Q2.4、Q2.1，使得外呼2上指示燈、外呼3上指示燈、外呼2下指示燈亮。司機(jī)接到指示信號(hào)后操縱電梯上行，故M2.0得電。當(dāng)電梯到達(dá)2層停靠時(shí)Q0.2得電，故Q2.2失電，外呼2上指示燈熄滅。由于還未到達(dá)

37、3層，外呼3上信號(hào)Q2.4仍然處于記憶、登記狀態(tài)，故上行控制信號(hào)M2.0仍未釋放（具體分析見(jiàn)選向環(huán)節(jié)）。因此，電梯目前雖然在2層，但該層的下召信號(hào)即外呼2下Q2.1仍然不能清除，外呼2下指示燈并未熄滅。只有當(dāng)電梯執(zhí)行完全部上行任務(wù)返回到2層時(shí)，由于M2.1、Q0.2得電，外呼2下控制信號(hào)Q2.1才能被清除。這就實(shí)現(xiàn)了只清除與電梯運(yùn)行方向一致的召喚信號(hào)這一控制要求，即順向截梯功能。圖4-4 a）外呼指令控制圖 部分一圖4-4 b）外呼指令控制圖部分二圖4-4 c）外呼指令控制圖部分三（4）自動(dòng)選向控制選向就是電梯根據(jù)呼指令和外呼指令自動(dòng)地選擇合理的運(yùn)行方向。圖4-5為呼選向控制梯形圖。圖中部中間

38、繼電器M0.0/M0.1分別表示上/下方向控制，它們是呼指令的記憶選向，圖4-6為外呼選向梯形圖，M1.0/M1.1分別表示上/下方向控制，是外呼指令的記憶選向。而電梯的最終運(yùn)行方向由二者共同決定，即呼優(yōu)先的外呼，但當(dāng)沒(méi)有呼信號(hào)時(shí)，電梯的上下行記憶將由外呼選向記憶決定。圖4-7的梯形圖完成了這一點(diǎn)。圖4-5呼選向梯形圖圖4-6a） 外呼選向梯形圖（上行）圖4-6b）外呼選向梯形圖（下行）圖5-7綜合選向梯形圖（5）電梯停車控制 當(dāng)樓層指示與外呼層數(shù)一致時(shí)，就要考慮電梯的停車問(wèn)題，其中，呼指令與樓層指令一致時(shí)，由于呼優(yōu)先，電梯必然停車，供乘客下車，如圖4-8。但外呼指令不是如此，考慮到順向截梯，

39、電梯外呼指令必須與電梯行使記憶方向一致時(shí)，才可停車，如圖4-9。舉例，假設(shè)電梯才3層，此時(shí)有2層外呼上（Q2.2得電），而電梯呼1層，由選向控制可知M2.1得電，M2.0失電電梯記憶下行，當(dāng)電梯下行至2層時(shí)，Q0.2得電，雖然Q2.2得電，但由于M2.0失電，所以無(wú)法使停車控制邏輯M3.1得電，所以電梯不停車，只有當(dāng)電梯到達(dá)一層后，呼指令消失，電梯才會(huì)上行至二層停車。圖4-8呼停車控制圖4-9外呼停車控制（6）曳引電機(jī)控制當(dāng)PLC收到停車控制信號(hào)，并且在上/下平層感應(yīng)器I1.0/I1.5得電的情況下，曳引電機(jī)就會(huì)停轉(zhuǎn)，若否，而且有上下行記憶，電機(jī)就會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)，由圖4-10的梯形圖實(shí)現(xiàn)。而圖4-11

40、顯示，當(dāng)收到停車控制信號(hào)時(shí)，Q1.5得電，電梯按照設(shè)定的S特性曲線減速至輔速，運(yùn)行，當(dāng)觸碰到平層開(kāi)關(guān)時(shí)，立即斷電并且抱閘。圖4-10 曳引電機(jī)控制圖圖4-11 主輔速切換圖（7）電梯開(kāi)關(guān)門控制圖4-12的梯形圖實(shí)現(xiàn)了，電梯停車后延時(shí)3s開(kāi)門，也可在安全狀態(tài)下手動(dòng)開(kāi)門。但。遇到障礙物的處理沒(méi)有反映在梯形圖中。圖4-13的梯形圖可實(shí)現(xiàn)電梯開(kāi)門后延時(shí)8s自動(dòng)關(guān)門，并能相應(yīng)手動(dòng)關(guān)門的信號(hào)。并在超重時(shí)無(wú)法關(guān)門。 事實(shí)上，還應(yīng)該有門區(qū)感應(yīng)，即在有人進(jìn)出轎廂時(shí)不關(guān)門，還要有關(guān)門是遇到障礙物的處理，由于設(shè)計(jì)的局限性，這些在本設(shè)計(jì)中沒(méi)有體現(xiàn)。圖4-12 電梯開(kāi)門控制圖圖4-13電梯關(guān)門控制圖（8）上/下行指示燈

41、 如圖4-14的圖形所示。圖4-14上/下行指示燈5 仿真5.1 S7-200仿真軟件的使用在使用S7-200仿真軟件前，應(yīng)該先在STEP7-Micro/WIN3.2編程軟件下輸入源程序，反復(fù)修改、編譯直至正確，在“File（文件）”菜單中選擇“Export（導(dǎo)出）”，將程序?qū)С鰹椤?AWL”文件。然后執(zhí)行S7-200仿真軟件文件夾下的“S7-200.EXE”文件就可啟動(dòng)仿真軟件了，點(diǎn)擊屏幕中間出現(xiàn)的圖案，出現(xiàn)密碼對(duì)話框窗口，輸入“6596”，就進(jìn)入了仿真軟件的用戶界面。仿真軟件的整體界面如下圖5-1所示。圖5-1 s7-200仿真軟件整體界面1、選擇“Configuration（配置）”菜單

42、中的“CPU Type（型號(hào)）”（或在已有的CPU圖案上雙擊），在“CPU型號(hào)”對(duì)話框的下拉式列表框中選擇與要導(dǎo)入的程序一樣的型號(hào)，這里用的是CPU226等。2、點(diǎn)擊右側(cè)的模塊加載然后選擇EM222 8Q模塊。3、選擇“Program（程序）”菜單中的“Load Program（載入程序）”（或工具條中的第2個(gè)按鈕），彈出對(duì)話框，將先前導(dǎo)出的“.AWL”文件選中后打開(kāi)，這樣程序就裝載到仿真軟件中了。4、選擇“PLC”菜單中的“Run（運(yùn)行）”（或工具欄上的綠色三角按鈕），就模擬PLC進(jìn)入“Run”模式，程序就開(kāi)始模擬運(yùn)行了；若選擇“PLC”菜單中的“Stop（停止）”或工具欄上的紅色正方形按鈕

43、，就模擬PLC進(jìn)入“Stop”模式，程序就停止運(yùn)行。這時(shí)若用鼠標(biāo)點(diǎn)擊CPU模塊下面的開(kāi)關(guān)板上小開(kāi)關(guān)上面黑色的部分，可以使小開(kāi)關(guān)的手柄向上，模擬PLC上的輸入觸點(diǎn)閉合，CPU模塊上該輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的LED燈就變?yōu)榫G色；若點(diǎn)擊閉合的小開(kāi)關(guān)下面的黑色部分，可以使小開(kāi)關(guān)的手柄向下，模擬PLC上的輸入觸點(diǎn)斷開(kāi)，CPU模塊上該輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的LED燈就變?yōu)榛疑Ｔ赗un模式下按所編制的程序中設(shè)定的輸入觸點(diǎn)狀態(tài)撥動(dòng)對(duì)應(yīng)的小開(kāi)關(guān)，就可以看到CPU模塊中的被控線圈的LED指示燈相應(yīng)的點(diǎn)亮或熄滅。配置完成的界面由圖5-2顯示圖5-2 仿真配置圖5.2 PLC電梯控制系統(tǒng)仿真過(guò)程由于程序和功能較多，仿真量較大，所以本設(shè)計(jì)中

44、，只取其中一兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行仿真。5.2.1 呼仿真現(xiàn)假設(shè)電梯在1層處于停止?fàn)顟B(tài)，電梯有人呼去3層。整個(gè)過(guò)程的仿真過(guò)程如下：電梯有人呼去3層，則I1.3得電，在限位開(kāi)關(guān)I0.1得電的情況下，電梯開(kāi)始運(yùn)行，Q1.6曳引電機(jī)正轉(zhuǎn)得電，仿真圖如下5-3所示。圖5-3 呼去三層電梯開(kāi)始上行，直至三層，這時(shí)電梯Q0.3得電，電梯減速至輔助速度慢行Q1.5得電，如圖5-4。圖5-4 減速過(guò)程圖接著電梯慢速到平層開(kāi)關(guān)位，表示電梯平層，此時(shí)I1.0,I1.5得電，電梯停車抱閘，并且呼指令消除，I1.0,I1.5門區(qū)層感應(yīng)得電，表示可以安全開(kāi)門。延時(shí)3秒Q0.0得電，電梯自動(dòng)開(kāi)門。如圖55所示。圖5-5 電梯自動(dòng)開(kāi)

45、門接下來(lái)，如圖5-6所示，開(kāi)門限位I0.6得電，電梯開(kāi)門信號(hào)Q0.0失電，延時(shí)8S后，Q0.5得電，電梯自動(dòng)關(guān)門，之后關(guān)門限位I0.7得電，電梯關(guān)門信號(hào)Q0.5失電，過(guò)程結(jié)束。圖5-6電梯自動(dòng)關(guān)門結(jié) 論這次設(shè)計(jì)讓我了解了電梯的起源和發(fā)展過(guò)程，并理解了電梯的運(yùn)行過(guò)程、控制系統(tǒng)方法。熟悉了可編程控制器在電梯控制系統(tǒng)中的運(yùn)用。并且在所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上利用已有的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，嘗試了對(duì)電梯控制系統(tǒng)的研究。并且，使我將原來(lái)所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化、理論化、實(shí)用化，對(duì)如何使用已有知識(shí)與獲取相關(guān)資料方面的能力又有了提高并且掌握了word的文檔編排技巧和CAD繪圖方法。這次設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到無(wú)論做什么，都需要踏實(shí)、勤奮

46、、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度這對(duì)我以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。論文主要完成了以下工作：（1）分析電梯的基本結(jié)構(gòu)、控制要求。（2）利用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)四層電梯運(yùn)行控制，包括：電梯的開(kāi)關(guān)門控制、電梯的廳召喚控制、電梯的到站指示控制、電梯的自動(dòng)平層控制等。本文采用德國(guó)西門子（Siemens）公司生產(chǎn)的S7-200型PLC極其擴(kuò)展模塊，利用其豐富和功能強(qiáng)大的指令，設(shè)計(jì)出梯形圖。（3）用S7-200仿真軟件對(duì)控制程序進(jìn)行仿真。另一方面,由于時(shí)間與實(shí)驗(yàn)條件限制,論文還存在以下不足需要改進(jìn)和進(jìn)一步研究:（1）實(shí)際電梯一般采用旋轉(zhuǎn)編碼器作為檢測(cè)信號(hào)，采用變頻器進(jìn)行加、減速，而論文對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)化，未對(duì)其應(yīng)用做深入研究。（2）PL

47、C的編程未對(duì)各種保護(hù)進(jìn)行深入編程。參考文獻(xiàn)1 芮靜康.電梯電氣控制技術(shù)M.,2005:23-252 吳國(guó)政.電梯原理使用維修M.電子工業(yè),1999:20-255 呂文斌.試論電梯的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)J.建筑,2006:176-1774 施耐德ATV312變頻器說(shuō)明說(shuō)書5 葉安麗.電梯技術(shù)基礎(chǔ)(第1版)M.: 中國(guó)電力，20046 童夢(mèng)菊.景和.淺談電梯制動(dòng)器電氣控制與其檢驗(yàn)J.質(zhì)量信息，20077 馬小亮.高性能變頻調(diào)速與其典型控制系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)，2010.78 恒亮.電梯結(jié)構(gòu)與原理M.:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障，20059 漢達(dá)，王錫仲，朱學(xué)莉編著.現(xiàn)代電梯控制技術(shù).M 哈爾賓工業(yè)大學(xué)發(fā)行，2001.31

48、0 錢平主編.交直流傳動(dòng)系統(tǒng).M 高等教育，2001.711 董愛(ài)華主編.可編程序控制器原理與應(yīng)用.:中國(guó)電力，200912 吳中俊等編著.可編程序控制器原理與應(yīng)用.:機(jī)械工業(yè)，200413 肖軍,孟令軍編著.可編程序控制器原理與應(yīng)用.:清華大學(xué)，200814 賀哲榮,曾龍飛編著.流行可編程序控制器梯形圖識(shí)圖入門.:機(jī)械工業(yè)，200815 王整風(fēng)，云敏.可編程控制器原理與實(shí)踐教程.：交通大學(xué)，200716 郁漢琪.電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù).：東南大學(xué)，200317 常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器.：機(jī)械工業(yè)，200618 運(yùn)剛，宋小春.從入門到精通西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)戰(zhàn).：人民郵電

49、出版，2007.19 巫莉.電氣控制與PLC應(yīng)用.：中國(guó)電力，2008.5 20 金城.PLC模擬量與通信控制應(yīng)用實(shí)踐.：電子工業(yè)，2011.1 21 徐文尚.電氣控制技術(shù)與PLC.：機(jī)械工業(yè)，2011 22 道霖.電氣控制與PLC原理與應(yīng)用.電子工業(yè)，200623 廖常初.PLC編程與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)，2013.1124王延才.變頻器原理與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)，2009.7附錄電梯硬件接線圖變頻器控制圖電梯硬件接線圖PLC I/O接線圖源程序代碼TITLE=程序注釋Network 1 / 樓層信號(hào)控制/ 網(wǎng)絡(luò)注釋LD I0.1LD Q0.1AN Q0.2OLD= Q0.1Network 2 LD I

50、0.2LD Q0.2AN Q0.1AN Q0.3OLD= Q0.2Network 3 LD I0.3LD Q0.3AN Q0.2AN Q0.4OLD= Q0.3Network 4 LD I0.4LD Q0.4AN Q0.3OLD= Q0.4Network 5 / 呼指令控制LD I1.1S Q1.1, 1Network 6 LD Q1.1A Q0.1AN Q1.6AN Q1.7R Q1.1, 1Network 7 LD I1.2S Q1.2, 1Network 8 LD Q1.2A Q0.2AN Q1.6AN Q1.7R Q1.2, 1Network 9 LD I1.3S Q1.3, 1Network 10 LD Q1.3A Q0.3AN Q1.6AN Q1.7R Q1.3, 1Network 11 LD I1.4S Q1.4, 1Network 12 LD Q1.4A Q0.4AN Q1.6AN Q1.7R Q1.4, 1Network 13 / 外呼指令信號(hào)控制LD I2.0AN Q0.1S Q2.0, 1Network 14 LD Q0.1AN Q1.6AN Q1.7R Q2.0, 1N