毕业设计（论文）-基于PLC控制的四层电梯设计.doc

xx学院毕业设计说明书毕业生姓名：xx专业：电气自动化技术学号：指导教师：xx所属系（部）：xx系二一二年五月xx学院毕业设计评阅书题目：基于plc控制的四层电梯设计 信息系电气自动化技术专业 姓名xx 设计时间：2011 年 3月 7日 2011 年 5月 5 日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：201 年月日xx学院毕业设计答辩记录卡 xx 系电气自动化技术 专业 姓名xx答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。 专业答辩组组长：（签名） 201 年月日iii前言电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和多层仓库需要有货梯;高层住宅需要有住宅梯;百货大楼和宾馆需要有客梯,自动扶梯据统计,美国每天乘电梯的人次多于乘载其它交通工具的人数。当今世界,电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。目前电梯的控制普遍采用两种控制方式：一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯的信号采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（plc）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方式并没有太大的区别。国内厂家大多采用答二种方式，其原因在于用plc控制有许多优点： 1，可靠性高，由于采取了一系类的plc高可靠性的措施，plc的平均无故障时间（mtbf）一般可达35万小时。而且plc的环境适应性也很强，它能在工业环境下可靠地工作；2，编程简单，plc最常用的编程语言是梯形图语言。这种编程语言形象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识，便于广大现场工程技术人员掌握。当工作流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活；3，体积小、结构紧凑、安装、维修方便。plc的体积小，重量轻，便于安装。一般plc都具有自诊断、故障报警、故障种类显示等功能。总之，电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前的几十年里，继电器控制系统为电梯控制的发展起到了巨大的作用，然而其控制性能与自身的功能已经无法满足与适应电梯控制的要求和发展，与plc相比较，存在质的差别。电梯使用继电接触器控制的时代，很难设计出质量优良的电梯控制系统，而现在，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了更广阔的空间。plc是专门为工业过程控制而设计的控制设备，使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠、抗干扰性能增强、机械与电气部件被机结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此它已成为电梯运行中的关键技术。摘 要目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电器控制系统、plc控制系统、微机控制系统。plc（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单、运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期较短等优点。plc在电梯升降控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于plc具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯升降过程中，各种逻辑开关控制与plc很好的结合，很好的实现了对地控制。关键词 电梯 plc控制 变频调速 abstractthe elevator control system mainly has three control modes: the relay control system, plc control system, microcomputer control system. plc ( programmable logic controller ) as an industrial control computer, with its programming convenient, simple operation, high reliability, convenient repair and use, strong anti-interference, design and debugging cycle is short and other advantages. the plc control in the elevator the application is mainly reflected in its logical switch control function. because plc has the logic operation, counting and timing and data input / output function. in the elevator in the lifting process, each logical switch control and the plc very good union, very good realization to control.keywords elevator plc control vvvf inverter目 录摘 要iiabstractiii第一章 电梯继电器控制系统的特点及存在问题11.1电梯控制系统的优缺点11.2 plc及在电梯控制中的应用特点21.2.1 plc简介及其特点21.2.2 plc控制电梯的优点31.3 电梯变频调速控制的特点4第二章 电梯硬件的分析42.1电梯的组成42.2电梯的工作原理52.3 四层电梯曳引电机及门电机电路图62.4 电梯控制方法的分析72.5 整体设计流程的确定82.6 可编程控制器的机型选82.7 控制流程图9第三章 可编程控制器控制系统的i/o点数估算103.1 i/o点数的估算103.2控制交流电机所需的i/o点数123.3控制直流电动机所需的i/o点数123.4内存的估计123.4.1内存利用率的说明123.4.2开关量输入输出的点数的确定123.4.3模拟量输入输出的总点数的确定123.4.4程序编写质量的计算133.5响应时的分析间133.6输入输出模块的选择13第四章 硬件设计144.1电梯的控制要求144.2 plc外部接线图16第五章 软硬件的调试175.1组态王6.5的简介175.2组态王的基本操作185.3 定义io设备195.4变量的定义及管理215.5 仿真调试22总 结25参考文献26致 谢27附录一 梯形图语句表28附录二 四层电梯stl语句表3748xx学院-毕业设计说明书第一章 电梯继电器控制系统的特点及存在问题1.1电梯控制系统的优缺点（一）电梯继电器控制系统的优点：(1) 所有控制功能及信号处理均有硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。 (2) 系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。 (3) 大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格较便宜。 (4) 多年来我国一直生产这类电梯，技术成熟，已经形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉、掌握的人员较多。 （二）电梯继电器控制的缺点： (1) 系统触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。 (2) 普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。 (3)电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。 (4) 系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。 (5) 由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大。费用高；而且检查故障困难，费时费工。 总之，电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘客人员带来不便和惊扰。且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。所以目前电梯的继电器控制已经很少使用了。 1.2 plc及在电梯控制中的应用特点1.2.1 plc简介及其特点 plc的简介：plc英文全称programmable logic controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 plc是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。plc及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。plc的特点：1.可靠性高，抗干扰能力强2.配套齐全，功能完善，适用性强3.易学易用，深受工程技术人员欢迎4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造5.体积小，重量轻，能耗低plc的应用领：目前，plc在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。1.开关量的逻辑控制这是plc最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2.模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（analog）和数字量（digital）之间的a/d转换及d/a转换。3.运动控制plc可以用于圆周运动或直线运动的控制,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4.过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5.数据处理数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统。 6.通信及联网plc通信含plc间的通信及plc与其它智能设备间的通信,新近生产的plc都具有通信接口，通信非常方便。1.2.2 plc控制电梯的优点 随着社会的不断发展，电梯成为了高层楼房的必须设备。电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，为高层运输做出了不可磨灭的贡献。 plc在电梯控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于plc具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯控制过程中，各种逻辑开关控制与plc很好的结合，很好的实现了对电梯的控制。 本文主要讨论研究利用西门子公司可编程控制器对四层电梯的控制，形成电梯控制系统。电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。1.3 电梯变频调速控制的特点mm440 是西门子公司生产的通用型矢量变频器，它性能稳定，质量可靠，功能齐全，在电梯行业首次使用。可编程序控制器plc 和mm440 变频器之间的通讯可有两种方式，一种是串行通讯,采用串行通讯只需一根双芯屏蔽电缆西门子专用，它大大减少了布线的数量，无须重新布线即可更改控制功能，可以通过串行接口设置和修改变频器的参数，还可以连续对变频器的特性进行监视和控制。另外变频器上还安装了编码器模板，这种通用型mm440 可以接成闭环速度反馈控制方式，与无传感器矢量控制slvc 和变压/变频v/f 相比，这种控制方式具有以下优点： 1 零速时仍然具有额定转矩的负载能力 2 速度控制的精度 3 速度控制和转矩控制的动态性能得到改善通过我们的现场试验，这种变频器完全可以用到电梯控制系统中，且运行良好，而且它还有一个其它变频器所没有的优点，就是进行电机参数自学习时电机的轴不转动，这样曳引机可在带负载的情况下也能进行自学习。第二章 电梯硬件的分析2.1电梯的组成(1)曳引系统曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。(2)导向系统导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。(3)轿厢轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。轿厢由轿厢架和轿厢体组成。(4)门系统门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成。(5)重量平衡系统系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装置组成。(6)电力拖动系统电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置等组成。(7)电气控制系统电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层器等组成。(8)安全保护系统保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。由限速器，安全钳，缓冲器，端站保护装置组成。2.2电梯的工作原理曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。2.3 四层电梯曳引电机及门电机电路图根据设计要求，本次设计的电气控制系统主回路原理图如图所示。图中m1，m2为曳引电机和门电机，交流接触器km1km4通过控制两台电动机的运行来控制轿厢和厅门，从而进行对电梯的控制。fr1，fr2为起过载保护作用的热继电器，用于电梯运行过载时断开主电路。fu1为熔断器，起过电流保护作用。2.4 电梯控制方法的分析随着科学技术的发展、近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速发展。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电路控制系统(“早期安装的电梯多位继电器控制系统)、plc控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而plc控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造目前国内七八十年代安装的许多电梯电气部分用继电器接触器控制系统，线路复杂，接线多，故障率高，维修保养难，许多已处于闲置状态，其拽引系统多采用交流双速电机系统换速，效率低，调速性能指标较差，严重影响电梯运行质量。由于这些电梯交流调压调速系统，交流双速电机拖动系统性能及乘坐舒适感较差，交流调压调速系统属能耗型调速的机械部分无大问题，为节约资金，大部分老式电梯用户希望对电梯的电气控制系统进行改造，提高电梯的运行性能。因此对电梯控制技术进行研究，寻找适合我国老式电梯的改造方法具有十分重要的意义电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。plc作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到广泛应用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为当前电梯控制和技术改造的热点之一。自80年代后期plc引入我国电梯行业以来，由plc组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普遍采用。并形成了一系列的定型产品。在传统继电器系统的改造工程中，plc系统一直是主流控制系统。2.5 整体设计流程的确定综上所述，本设计就以plc作为工具对升降电梯的各种操作进行控制。以上已对四层电梯的硬件部分作了分析，看需要什么样的开关，电机，信号灯等。然后，画出它的控制面板图，再根据控制面板图估计一下i/o点数，这样可以确定所选机型，然后在软件设计，写出流程图，梯形图，写出语句。最后是进行调试，看看此程序是否可行。2.6 可编程控制器的机型选s7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块等。 step 7-micro/win 32是西门子公司专门为s7-200系列plc设计在个人计算机windows操作系统下运行的编程软件，它的功能强大，使用方便，简单易学，可用梯形图（lad）、语句表（stl）和功能块图三种编程语言编制程序，不同的编程语言编制的程序可以相互转换。step 7-micro/win 32提供两套指令集，即simatic指令集和国际标准指令集。2.7 控制流程图系统结构框图图2-1 电梯开关门流程图图2-2 电梯上升下降流程图第三章 可编程控制器控制系统的i/o点数估算3.1 i/o点数的估算采用plc构成四层简易电梯电气控制系统。电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，反转为下降。一层有上升呼叫按钮k1和指示灯h1，二层有上升呼叫按钮k2和指示灯h2以及下降呼叫按钮k4和指示灯h4，三层有上升呼叫按钮k3和指示灯h3以及下降呼叫按钮k5和指示灯h5，四层有下降呼叫按钮k6和指示灯h6。一至四层有到位行程开关sq1sq4。电梯内有一至四层呼叫按钮k10k7和指示灯h10h7；电梯开门和关门按钮sb5和sb6，电梯开门和关门分别通过电磁铁km3和km4控制，关门到位由行程开关st1检测，开门到位由行程开关st2检测。轿厢上行和下行由接触器km1和km2控制，并有上行记忆和下行记忆两路指示灯。综上所述，可编程控制器s7200的cpu226的30个i/o口，14个输入点，16个输出点，具体的i/o分配如下图所示：序号名 称输入点序号名 称输出点0一层平层i0.00电梯上行记忆q0.01二层平层i0.11电梯下行记忆q0.12三层平层i0.22电机正转q0.23四层平层i0.33电机反转q0.34内呼一楼i0.44内呼一楼指示q0.45内呼二楼i0.55内呼二楼指示q0.56内呼三楼i0.66内呼三楼指示q0.67内呼四楼i0.77内呼四楼指示q0.78一层外呼上行i1.08一层外呼上行指示q1.09二层外呼上行i1.19二层外呼上行指示q1.110三楼外呼上行i1.210三楼外呼上行指示q1.211二楼外呼下行i1.311二楼外呼下行指示q1.312三楼外呼下行i1.412三楼外呼下行指示q1.413四楼外呼下行i1.513四楼外呼下行指示q1.514手动开门i2.014门电机正转q1.615手动关门i2.115门电机反转q1.716开门限位i2.2 17关门限位i2.318电梯上升极限位i2.419电梯下降极限位i2.53.2控制交流电机所需的i/o点数根据具体情况，本设计可以不用到交流电机，所以，可以不算上交流电机的i/o点数。3.3控制直流电动机所需的i/o点数本设计是对电梯的控制，所以，我们根据情况可知，要控制电梯的上升和下降，需要一个可逆运行的直流电机。这样，我们需要九个输入点和六个输出点。3.4内存的估计用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响：内存利用率；开关量输入输出点数；模拟量输入输出点数；用户的编程水平。3.4.1内存利用率的说明我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字数的比值称为利用率。3.4.2开关量输入输出的点数的确定一般系统中，开关量输入和开关量输出的比为6：4。这方面的经验公司是根据开关量输入、开关量输出的总点数给出的。所需内存字数=开关量（输入+输出）总点数*103.4.3模拟量输入输出的总点数的确定只有模拟量输入时： 内存字数=模拟量点数*100模拟量输入输出同时存在： 内存拟量字数*2003.4.4程序编写质量的计算经验计算公式：总存储器字数=(开关量输入点数+开关量输出点数)*10+模拟量点数*150。然后按计算存储器字数的25%考虑裕量。3.5响应时的分析间可编程控制器顺序扫描的工作方式使它不能可靠的接收持续时间小于扫描周期的输入信号。系统响应时间是指输入信号产生时刻与由此而使输出信号状态发生变化时刻的时间间隔。系统响应时间=输入滤波时间+输出滤波时间+扫描周期。3.6输入输出模块的选择 可编程控制器输入模块是检测并转换来自现场设备（按钮、限位开关、接近开关等）的高电平信号为机器内部电平信号，模型类型分直流5、12、24、48、60v几种；交流115v和220v两种。模块输出的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的控制信号。输出模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共段所允许通过的电流值。输出模块的电流值必须大于负载电流的额定值。第四章 硬件设计4.1电梯的控制要求 本系统采用桥厢外召唤、桥厢内按钮控制方式的形式。电梯的上升和下降由一台电动机驱动。电动机正转，电梯上升；电动机反转，电梯下降。电梯桥厢门由另外一台电动机驱动。该电动机正转，电梯开门；电动机反转，电梯关门。每个楼层都置呼叫开关，具体要求如下：1.电梯在一层时，三层有呼叫请求，则电梯上升到三层。2.电梯在一层时，二层有呼叫请求，则电梯上升到二层。3.电梯在一层时，一层有呼叫请求，则电梯不动，呼叫无效。4.电梯在一层时，二层三层同时都有呼叫请求，则电梯先上升到二层，再继续上升到三层。5.电梯在二层时，三层有呼叫请求，则电梯上升到三层。6.电梯在二层时，二层有呼叫请求，则电梯不动，呼叫无效。7.电梯在二层时，一层有呼叫请求，则电梯下降到一层。8.电梯在二层时，三层先有呼叫请求，然后一层也有呼叫请求，则电梯上升到三层。9.电梯在三层时，二层有呼叫请求，则电梯下降到二层。10.电梯在三层时，一层有呼叫请求，则电梯下降到一层。11.电梯在三层时，三层有呼叫请求，则电梯不动，呼叫无效。12.电梯在三层时，二层一层同时都有呼叫请求，则电梯先下降到二层，再继续下降到一层。13.电梯在四层时，一层有呼叫请求，则电梯下降到一层。14.电梯在四层时，二层有呼叫请求，则电梯下降到二层。15.电梯在四层时，三层有呼叫请求，则电梯下降到三层。16.电梯在四层时，一、二、三层都有呼叫请求，则电梯先下降到三层，再继续下降到二层、一层。17.电梯上升途中，任何下降呼叫请求均无效。18.电梯下降途中，任何下降呼叫请求均无效。电梯控制逻辑关系如下: 1)行车方向由内选信号决定,顺向优先执行; 2)行车途中如遇呼梯信号时,顺向截车,反向不截车; 3)内选信号、呼梯信号具有记忆功能,执行后解除。 4)内选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层位置均由信号灯指示5)停层时可延时自动开门、手动开门、(关门过程中)本层顺向呼梯开门; 6)有内选信号时延时自动关门,关门后延时自动行车; 7)无内选时延时5s自动关门，但不能自动行车; 8)行车时不能手动开门或本层呼梯开门,开门不能行车。4.2 plc外部接线图本设计的plc外部接线图如图4-1所示.cpu226cn的传感器电源24v(dc)可以输出600ma电流，通过核算在本设计中plc容量完全满足要求，cpu226cn的输出继电器触点容量为2a，电压范围为530v（dc）或5250v（ac）。 图4-1 plc外部接线图第五章 软硬件的调试5.1组态王6.5的简介组态王6.5采用最新的java 2核心技术，功能更丰富，操作更简单。整个企业的自动化监控将以一个门户网站的形式呈现给使用者，并且不同工作职责的使用者使用各自的授权口令完成各自的操作，这包括现场的操作者可以完成设备的起停、中控室的工程师可以完成工艺参数的整定、办公室的决策者可以实时掌握生产成本、设备利用率及产量等数据。1.支持大画面、导航图：用户可以制作任意大小的画面，利用滚动条和导航图控制画面显示内容；绘制、移动、选择图素时，画面自动跟踪滚动。 2.方便的变量替换：可以单独替换某个画面中的变量，也可以在画面中任意选中的图素范围内进行变量替换。 3.自定义菜单：支持二级子菜单。 4.丰富的提示文本：系统提供丰富的图素提示条文本，包括简单图素和组合图素。 5.任意选择画面中的图素：在画面中使用键盘和鼠标结合可以任意选择多个图素进行组合、排列等操作变量1.定义结构成员时可以定义基本属性，例如变量属性、报警属性和记录属性等。2.定义结构变量时自动继承结构成员的属性。3.结构变量可整体赋值。4.结构变量可作为自定义函数的参数。5.在数据词典中可以任意选择多个变量集中修改变量共有属性。5.2组态王的基本操作建立新组态王工程的一般过程是：1.设计图形界面（定义画面）2.定义设备3.构造数据库（定义变量）4.建立动画连接5.运行和调试建立组态王新工程创建工程路径启动“组态王”工程管理器（projmanager），选择菜单“文件新建工程”或单击“新建”按钮单击“下一步”继续。弹出“新建工程向导之二对话框”在工程路径文本框中输入一个有效的工程路径，或单击“浏览”按钮，在弹出的路径选择对话框中选择一个有效的路径。单击“下一步”继续。弹出“新建工程向导之三对话框”，5.3 定义io设备继续上节的工程。选择工程浏览器左侧大纲项“设备com1”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，运行“设备配置向导”， 选择“仿真plc”的“串行”项，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”，为外部设备取一个名称，输入plc，单击“下一步”，弹出“设备配置向导” 为设备选择连接串口，假设为com1，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”，填写设备地址，假设为1，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”设置通信故障恢复参数(一般情况下使用系统默认设置即可)，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”，请检查各项设置是否正确，确认无误后，单击“完成”。 设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备“plc”。在定义数据库变量时，只要把io变量连结到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。构造数据库继续上节的工程。选择工程浏览器左侧大纲项“数据库数据词典”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框在“变量名”处输入变量名，如：a；在“变量类型”处选择变量类型如：内存实数，其它属性目前不用更改，单击“确定”即可。下面继续定义一个io变量，在“变量名”处输入变量名，如：b；在“变量类型”处选择变量类型如：io整数；在“连接设备”中选择先前定义好的io设备：plc；在“寄存器”中定义为：i0.0；在“数据类型”中定义为：bit类型。其它属性目前不用更改，单击“确定”即可。创建动画连接继续上节的工程。双击图形对象即矩形，可弹出“动画连接”对话框，用鼠标单击“填充”按钮。在“表达式”处输入“a”，“缺省填充刷”的颜色改为黄色，其余属性目前不用更改。单击“确定”，再单击“确定”返回组态王开发系统。为了让矩形动起来，需要使变量即a能够动态变化，选择“编辑画面属性”菜单命令，弹出对话框单击“命令语言”按钮，弹出画面命令语言对话框，在编辑框处输入命令语言： if(a100)a=a+10;else a=0;可将“每3000毫秒”改为“每100毫秒”，此为画面执行命令语言的执行周期。单击“确认”，及“确定”回到开发系统。双击文本对象“#”，可弹出“动画连接”对话框，用鼠标单击“模拟值输出”按钮，弹出对话框在“表达式”处输入“b”，其余属性目前不用更改。单击“确定”，再单击“确定”返回组态王开发系统。运行和调试组态王工程已经初步建立起来，进入到运行和调试阶段。在组态王开发系统中选择“文件切换到 view”菜单命令，进入组态王运行系统。在运行系统中选择“画面打开”命令，从“打开画面”窗口选择“test”画面。显示出组态王运行系统画面，即可看到矩形框和文本在动态变化5.4变量的定义及管理 变量及变量属性的定义在工程浏览器中左边的目录树中选择“数据词典”项，右侧的内容显示区会显示当前工程中所定义的变量。双击“新建”图标，弹出“定义变量”属性对话框。组态王的变量属性由基本属性、报警配置、记录配置三个属性页组成。采用这种卡片式管理方式，用户只要用鼠标单击卡片顶部的属性标签，则该属性卡片有效，用户可以定义相应的属性。“变量属性”对话框如下所示：单击“确定”按钮，则工程人员定义的变量有效时保存新建的变量名到数据库的数据词典中。若变量名不合法，会弹出提示对话框提醒工程人员修改变量名。单击“取消”按钮，则工程人员定义的变量无效，并返回“数据词典”界面5.5 仿真调试plc与上位计算机的通讯可以利用高级语言编程来实现，但是用户必须熟悉互连的plc及plc网络采用的通信协议，严格的按照通信协议规定为计算机编写通信程序，其对用户要求较高，而采用工控组态软件实现plc与上位计算机之间的通讯，则相对简单，因为工控组态软件中一般都提供了相关设备的通讯驱动程序，西门子公司的s7系列plc与工控组态软件wincc、组态王之间可进行连接实现plc与上位计算机之间的通讯。下面介绍组态王6.5与s7-200 plc 之间通讯的实现步骤。ppi协议是s7-200 cpu默认的通信方式，它通过s7-200 cpu自身的端口（port 0或port 1）即可完成。1 设备连接利用plc与计算机专用的pc/ppi电缆，将plc通过编程口与上位计算机串口（口）连接，进行串行通讯。串行通讯方式使用组态王计算机的串口，i/o设备通过pc/ppi通讯电缆连接到组态王计算机的串口。2 通讯设备参数设置在组态王工程浏览器的工程目录显示区，点击设备大纲项下plc与上位计算机所连串口（口），进行参数设置。s7-200系列plc编程口的通讯口参数设置：在组态王浏览器目录内容显示区内双击所设口对应的新建图标，会弹出设备配置向导对话框。在此对话框中完成与组态王通讯的设备的设置。利用设备配置向导就可以完成串行通讯方式的i/o设备安装，安装过程简单、方便。在配置过程中，用户需选择i/o设备的生产厂家、设备型号、连接方式，为设备指定一个逻辑设备名，设定设备地址。3 构造数据库数据库是组态王软件的核心部分，在工程管理器中，选择数据库数据词典，双击新建图标，弹出变量属性对话框，创建仿真电梯各个变量数据，这些变量与plc内部变量一一对应，plc的输入输出完全由组态王内部变量代替。这样，plc的实际输入输出状态都反映在组态监控界面上，借助plc的cpu通信功能，系统的运行就可以实现真正的仿真。4 设计图形界面并建立动画连接在组态王“画面”上创建四层教学仿真电梯系统的控制示意图，见图2，建立各个按钮及位图，并将各个控制按钮、指示灯及位图与所建立相应变量关联，对相关单元进行动画连接。5 系统运行启动组态王运行系统touchview，运行本四层教学仿真电梯系统。将plc开关指向“run”状态，按照电梯的控制要求，依次按下各楼层呼叫按钮，观察四层教学仿真电梯系统的运行结果。实验结果表明，系统运行正常，动画效果良好。总 结本系统主要以plc为核心，利用plc的强大的控制功能，实现了对升降电梯的控制。利用梯形图程序可以很直观的看出运行过程。利用可编程控制器控制升降电梯，具有接线简单、编程直观、扩展容易等特点。当建筑物的层楼增加时，硬件接线上只需增加楼层相应的输入信号。原来的接线不需改变，软件上只需增加相应楼层的功能，要改动的地方也较少。调试结果表明，在适应性、精确性和可靠性方面，达到了设计的要求，表明该设计方案是可行的。通过本设计，我学习到了很多东西，在工作的细心上也得到了提高。并且，更了解了有关可编程控制器的功能。我选择这个设计，也是为了弥补以前学习上的不足。这次设计，使我了解到老师的用心良苦，并且从老师那学到了很多宝贵的东西。参考文献1 廖长初编著，可编程控制器应用技术，重庆，重庆大学出版社，1997；2 毛中源等编著，微机控制电梯，北京，国防工业出版社，1996；3 李光弟编著，单片机基础，北京，北京航空航天大学出版社，2000；4 汪晓光、王艳丹、孙晓瑛编著，可编程控制原理及应用，北，机械工业出版社，1994；5 王兆义编著，可编程控制器教程，可编程控制器教程，北京，机械工业出版社，2001；6 陈宇编著，可编程控制器基础及编程技巧，广州，华南理工大学出版社，1999；7 林小峰编著，编程控制器原理及应用，北京，高等教育出版社，1991；8 朱绍祥编著，可编程控制器原理及应用，上海，上海交通大学出版社，1988；9 梁延东编著，电梯控制技术m，北京，中国建筑出版社，1997，137138；10 钟肇新，彭侃编著，可编程序控制器原理及应用，广州，华南理工大学出版社，1992；致 谢经过三个月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有辅导老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的辅导老师刘辉。他平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是刘辉老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩刘辉老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其次要感谢帮助我一起作毕业设计的众多网友，他们在本次设计中给了我大力的帮助，出谋划策各展所能的帮助我完成此次毕业设计，如果没有他们的大力帮助，此次设计的完成将变得非常困难。然后还要感谢大学三年来所有的老师，为我们打下计算机专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。最后感谢阳泉学院三年来对我的大力栽培。附录一 梯形图语句表1外召唤信号登记及消除厅外召唤指令具有登记指示，到层取消。2内指令信号登记及消除点动内呼按钮，信号登记显示。到层信号取消。本系统设一