基于PLC的四层电梯设计论文

1、I在现代社会里，电梯在很多高层建筑里扮演着越来越重要的角色。随着科技的进 步，研究可编程序控制器（PLC）在电梯中的控制运用是一个非常有意义的课题。本文介绍了利用西门子S7-200可编程控制器编写的一个四层电梯的控制系统，禾U用 Eview触摸屏制作人机对话界面。主要目的是解决目前电梯控制中存在的一些问题，合 理地利用PLC的硬件资源和软件资源，要求功能变化灵活，故障少，噪音低。维修保 养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。充分利用各种指令的简化控制 程序，做到控制程序应尽量简单，便于理解，并有一定的规律性以便能适合于不同控制 楼层的要求。实践证明，PLC可编程控制器和Eview触

2、摸屏结合有利于PLC控制系统的设计、 检测，具有良好的应用价值。关键词：PLC ;触摸屏；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综述2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1.1电梯的起源与发展2. HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1.2国外电梯的情况2. HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1.3国内电梯的情况3. HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.4电梯的发展动态 4.1.4.1.电梯技术发展概况 4.1.4.2电梯发展展望 4. HYPERLINK l bookmark12 o

8、Current Document 2可编程控制器5. HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 2.1 PLC 的定义.5. HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2.2可编程控制器(PLC)的特点 5.2.2.1硬件的可靠性5.2.2.2编程简单，使用方便 5.2.2.3接线简单，通用性好 6.2.2.4可连接为控制网络系统6.2.2.5易于安装，便于维护6. HYPERLINK l bookmark18 o Current Document PLC的工作原理 7. HYPERLINK l bookmar

9、k20 o Current Document PLC的编程语言 8. HYPERLINK l bookmark22 o Current Document PLC发展趋势 8. HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 3电梯PLC控制系统设计 1.0 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 3.1电梯的类型10 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 3.2电梯的构造10 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 3.3 P

10、LC控制系统的设计分析 10 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 3.4电梯模型PLC控制系统设计 1.1 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 3.5PLC 的选择1.13.5.1统计输入、输出点数 113.5.2内存估计11 V3.5.3输入输出模块的选择1.23.5.4机型确定12 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3.6输入/输出分配表12 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 3.7硬件配置简介

11、133.7.1存储特性133.7.2集成的通讯功能1.43.7.3常规特性143.7.4PLC 接线图1.4 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 4软件设计1.6 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 4.1程序的基本介绍164.1.1主程序164.1.2子程序164.1.3中断服务程序 16 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 4.2程序中的指令介绍164.2.1基本指令164.2.2 线圈1.64.2.3定时器17 HYPERLINK l bookm

12、ark60 o Current Document 4.3控制分析174.3.1厅内呼叫174.3.2厅外呼叫19 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 5Eview触摸屏的设计22 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 5.1Eview触摸屏的简介22 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 5.2EB500软件的设计225.2.1新工程的建立225.2.2画面设计235.2.3Eview MT500系列触摸屏与西门子PLC的连接方法24总结25.致谢26.

13、HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 参考文献27. HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 附录A28附录B35附录 C.4.0. 随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛 的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际 上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上 是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因 此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方

14、式，一是 采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、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，这两种方法并没 有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和 制造微机控制装置成本较高；而 PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、 运行稳定等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。所以，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。1综述1.1电梯的起源与发展电梯在汉语词典中的解释为：建筑

15、物中用电作动力的升降机，代替步行上下的楼梯。说到电梯的起源要从公元前2600年埃及人在建造金字塔时使用了最原始的提升系 统说起，但这一类起重机的能源均为人力。到了1203年，法国的二修道院安装了一台起重机，所不同者只是该机器是利用驴作为动力，载荷由绕在一个大滚筒上的绳子进行 起吊。此种方法一直沿用到近代直到瓦特发明了蒸汽机，约在1800年，煤矿主才能利用起重机把矿井中的煤输送上来。数百年来人们制造过各种类型的升降梯，它们都具有一个共同的缺陷：只要起吊绳突然断裂，升降梯便急速地坠落到底层。1854年奥的斯设计了一种制动器：在升降梯的平台顶部安装一个货车用的弹簧及一个制动杆与升降梯井道两侧的导轨相

16、连结，起吊绳与货车弹簧连结，这样仅是起重平台的重量就足以拉开弹簧，避免与制动杆接触。如果 绳子断裂，货车弹簧会将拉力减弱，两端立该与制动杆咬合，即可将平台牢固地原地固 定免继续下坠。 安全的升降梯”发明成功了！ 一时间，奥的斯成了众人注目的中心。第 一台升降机并非奥的斯所发明，但他却是第一台安全”升降梯的发明者。 安全”这一概念不仅开创了升降梯工业，而且也为那些想建造更高层建筑物以增加更多可利用空间的 设计们打开了通途。然而真正能够称为电梯（用电能驱动升降梯）的产品应该是在20世纪初才出现的。1.2国外电梯的情况国外电梯行业发展迅猛，不仅在节能上做了很大的功夫，现在在智能化，远程化， 集成化，

17、可视化也已有了先进的技术。1、集垂直运输与水平运输的复合运输系统。该系统采用直线电机驱动，在一个井 道内设置多台轿厢。轿厢在计算机导航系统控制下，可以在轨道网络内交换各自运行路 线。该系统节省了井道占用的空间，解决了超高层建筑电梯钢丝绳和电缆重量太大的问题，尤其适合于具有同一底楼的多塔形高层建筑群中前往空中大厅的穿梭直驶电梯。2、彩色大屏幕液晶楼层显示器。这类显示器可以以高分辨率的彩色平面或三维图 像显示电梯的楼层信息（如位置、运行方向），还可以显示实时的载荷、故障状态等。通过控制中心的设置还可以显示日期、时间、问候语、楼层指南、广告等，甚至还可以 与远程计算机和寻呼系统联接发布天气预报、新闻

18、等。有的显示器又增加了触摸查询功 能。该装置缓解了陌生乘客在轿厢内面对面对视时的尴尬、无趣的局面，降低了乘客乘 梯时心理等待焦虑感。3、电梯远程监控系统。该系统是将控制柜中的信号处理计算机获得的电梯运行和 故障信息通过公共电话网络或专用网络（都需要使用调制解调器）传输到远程的能够提 供可视界面的专业电梯服务中心的计算机，以便那里的服务人员掌握电梯运行情况，特 别是故障情况。该系统一般具有显示故障、分析故障、故障统计与预测等功能，还有的 可实现远程调试与操作，便于维修人员迅速进行维修应答和采取维修措施。这样缩短了 故障处理时间，简化了人工故障检查的劳动，保证了大楼电梯安全高效地运行 3。1.3国

19、内电梯的情况中国电梯行业从市场规模上已经有了很大提高，一些自主品牌也逐步提升了自己的产品质量和技术含量，我国政府提出的节约型社会正好让电梯行业中拥有节能电梯技术 的企业有机会发展，另外，国外用户比以前更多地青睐中国产品也为中国电梯的崛起提 供了机会。目前我国节能电梯技术在某些方面已经达到了国际领先水平，但是节能电梯 的普及率还很低，可节电30%以上的无齿轮电梯普及率不及10%，可以能源再生的造能 电梯普及率不及2%。因此专家预计，节能电梯市场会在 十一五”期间进入快速增长期。 节能电梯从2001年开始进入我国办公楼、住宅楼、酒店等场所，经过5年的发展，全国的无齿轮电梯市场从几千台增长到近 6万

20、台。目前我国已超过日本成为世界最大的新 装电梯市场。由于房地产业、城市公共建设等产业发展迅速，预计未来10年，我国的电梯市场仍将保持每年20%的递增速度，年平均销售额至少500亿美元。房地产市场快 速发展，对电梯的需求继续扩大。专家估计未来50年我国新增住房面积将达到200亿平方米。目前国家规定20米以上高楼就应安装电梯，因此未来电梯最大的市场就是住 宅市场。此外，机场、商场、地铁等大型公共设施建设对自动扶梯、观光电梯等电梯的 需求量也十分可观。西部地区的小城镇建设速度加快。东部地区城市化经过20年的发展，有些发达地区城市化水平已达到 80%，基本饱和，甚至出现了逆城市化的趋势。而 近年来西部

21、地区国民生产总值的增长速度，已经与电梯需求高速发展所需的GDP水平相吻合。电梯更新进入高峰期。虽然国家对电梯寿命目前没有提出强制标准，但是按国 外电梯使用寿命的惯例，一般日本系列电梯设计寿命为15年，欧美电梯设计寿命为25年。根据我国电梯选购的实际情况，采用日本系列产品或技术的比例大约有60%以上，国内在1990年前安装的日系电梯已经全部到了更新期。 而且1990年以前的电梯生产技 术相对比较落后，电梯的耗电水平是现在节能电梯的三到四倍。按电梯使用寿命及15年前电梯安装数量看，预计2007年将有15000至20000台电梯需要更新。电梯节能潜 力巨大，电梯和空调被认为大型建筑两大耗能大户。据了

22、解，目前我国星级酒店每平方 米平均年耗电量为150千瓦时，一座3万5万平方米的星级酒店，其年总能耗大约相当 于3000至4000吨标准煤，其中将近一半用于电梯供电。 电梯行业协会统计，2005年在 我国所有使用的电梯中如果有 80%采用节能电梯，全年可以节约耗电122亿千瓦时。如 果2015年全部采用节能电梯，将节电800亿千瓦时，几乎等于三峡大坝一年的发电量 。1.4电梯的发展动态随着现代建筑的发展，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要标志，作为高层 建筑的垂直运载工具一电梯得到了快速发展。1.4.1.电梯技术发展概况1、电梯的速度要求越来越快，高速、超高速电梯的数量愈来愈多。2、 电梯的

23、逻辑控制己从过去简单的继电器一接触器控制发展为可编程序控制（PLC） 和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等， 电梯可靠性得到很大提高。3、智能群控管理得到广泛应用。4、机械传动方面，由于国际上机械加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛，已使电梯的传动形式多样化5。1.4.2电梯发展展望1、结构不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化随着新技术、新结构、新材料、新 工艺的发展，电梯的机械系统结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工艺先进化、外 观漂亮化。同时，无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。2、技术含量更咼，性能更好。3、安装更方便

24、、更快捷高效、安全、可重复使用的无脚手架安装，将是高层电梯安装的主要方式；随着新技术的开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的方便，使电梯安装更快、效率更高。此外，电梯的双向安全装置、无底坑、无线控制、绿色环保 安全、环保、节能、舒适，也将是未来电梯的重要发展方向6卜。2可编程控制器2.1 PLC的定义可编程控制器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。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系

25、统联成一个整体，易 于扩充其功能的原则设计。总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。 它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对 某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根 据控制要求进行设计编制。2.2可编程控制器(PLC)的特点2.2.1硬件的可靠性PLC是在工业环境的恶劣条件下应用而设计的，一个设计良好的PLC能置于有很强的电噪声、电磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大的环境中。在硬件设计方面，首先是选用优质器件，再就是采用合理的系统结构，加固，简化 安装，使它易于抗振动冲击，对印制电路

26、板的设计、加工及焊接都采取了极为严格的工 艺措施，而且在电路、结构及工艺上采取了一些独特的方式。例如，在输入/输出电路中都采用了光电隔离措施，做到电浮空，既方便接地，用提高了抗干扰性能；各个I/O端口都除采用了常规模拟器滤波以外，还加上了数字滤波；内部采用了电磁屏蔽措施，防 止辐射干扰；采用了较先进的电源电路，以防止由电源回路串入的干扰信号；采用了较 合理的电路程序，一旦某模块出现故障，进行在线插拔、调试时不会影响各机的正常运 行。由于PLC本身具有很高的可靠性，所以发生故障的部位大多集中在输入/输出的部件上，以及如传感器件、限位开关、光电开关、电磁电机等外围装置上10。2.2.2编程简单，使

27、用方便用微机实现自动控制，常使用汇编语言编程，难于掌握，要求使用者具有一定水平的计算机硬件和软件知识。PLC采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程，容易掌握。例如，目前打 多数PLC均采用的梯形图语言编程方式，既继承了传统控制线路的清晰直观感，又顾 及了大多数电气技术人员的读图习惯及应用微机的水平很容易被电气技术人员所接受， 易于编程，程序改变时也容易修改，很灵活方便。这种面向控制过程、面向问题的编程方式，与目前微机控制常用的汇编语言相比， 虽然在PLC内部增加了解释程序，增加了程序执行时间，但对大多数的机电控制设备 来说，这是微不足道的11。223接线简单，通用性好PLC的接线只需将输

28、入信号的设备（按钮、开关等）与 PLC输入端子连接，将接 受输出信号执行控制任务的执行元件（接触器、电磁阀等）与 PLC输出端子连接。接 线简单、工作最少，省去了传统的继电器控制系统接线和拆线的麻烦。PLC的编程逻辑提供了能随要求而改变的“接线网络”，这样生产线的自动化过程就能随意改变。这种 性能使PLC具有很高的经济效益。用于连接现场设备的硬件接口实际上是PLC的组成部分，模块化的自诊断接口电路能指出故障，并易于排除故障与替换故障部件，这样的软硬件设计就使现场电气人员 与技术人员易于使用12。2.2.4可连接为控制网络系统PLC可连成功能很强的网络系统。网络可分为两类：一类是低速网络，采用主

29、从 方式通信，传输速率从几千波特到上万波特，传输距离为500 2500m；另一类为高速网络，采用令牌传送方式通信，传输速率为1M 10Mbps，传输距离为500 1000m，网上结点可达1024个。这两类网络可以级连，网上可兼容不同类型的可编程控制器和 计算机，从而组成控制范围很大的局部网络。2.2.5易于安装，便于维护PLC安装简单而且功能有效，其相对小的体积使之能安装在通常继电器控制箱所需 空间的一半的地方，在从继电器系统改换到PLC系统的情况下，PLC小的模块结构使之能安装在继电器附近并将连线向已有接线端，其实改换很方便，只要将输入/输出设备连向接线端即可14。在大型安装中，长距离输入/

30、输出站点安放在最优地点。长距离站通过同轴电缆获双 扭线连向CPU，这种配置大大减少了物料和劳力，长距离子系统方法也意味着系统不同 部分可在到达安装场地前由 PLC制造商预先连好线，这一方法大大减少了电气技术人 员的现场安装时间13 o从一开始，PLC便以易维护作为设计目标。由于几乎所有器件都是固态的，维护时 只需更换模块级插入式部件，故障检测电路将诊断指示器嵌在每一部件中，就能指示器 是否正常工作，借助于编程设备可见输入/输出是ON还是OFF,还可写编程指令来报 告故障。PLC的这些及其他特性使之成为任何一个控制系统的有益部分。一旦安装后，其作用立即显现，其收益也马上实现，向其他智能设备一样,

31、PLC的潜在优点还取决于应用时的创造性佝。PLC的工作原理PLC具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等 待命令的工作方式。PLC则采用循环扫描工作方式。在 PLC中，用户程序按先后顺序 存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条。如此周而不 断循环。每一个循环称为一个扫描周期。一个扫描周期大致可分为 I/O刷新和执行指令 两个阶段。所谓I/O刷新即对PLC的输入进行一次读取，将输入端各变量的状态重新读入 PLC 中存入内部寄存器，同时将新的运算结果送到输出端。这实际是将存入输入、输出状态 的寄存器内容进行了一次更新，故称为“ I （输入）/

32、O（输出）刷新”。由此可见，若输入变量在I/O刷新期间状态发生变化，则本次扫描期间输出端也会 相应的发生变化，或者说输出队输入产生了响应。反之，若在本次I/O刷新之后，输入变量才发生变化，则本次扫描输出不变，即不响应，而要到下一次扫描期间输出才会产 生响应。由于PLC采用循环扫描的工作方式，所以它的输出对输入的响应速度要受扫 描周期的影响。扫描周期的长短主要取决于这几个因数：一是CPU执行指令的速度，二是每条指令占用的时间，三是指令条数的多少，即程序的长短。对于慢速控制系统，响应速度常常不是主要的，故这种方式不但没有坏处反而可以 增强系统抗干扰能力。因为干扰常是脉冲式的、短时的，而由于系统响应

33、较慢，常常要 几个扫描周期才响应一次，而多次扫描后，瞬间干扰所引起的误动作将会大大减少，故 增加了抗干扰能力佝。但对控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，这一问题就需慎重考虑。应 对响应时间作出精确的计算，精心编排程序，合理安排指令的顺序，以尽可能减少周期造成的响应延时等的不良影响。PLC的编程语言PLC提供了较完整的编程语言，以适应 PLC在工业环境中的应用。利用编程语言， 按照不同的控制要求编制不同的控制程序，这相当于设计和改变继电器的硬接线线路， 这就是所谓的“可编程序”。程序由编程器送到PLC内部的存储器中，它也能方便地读 出、检查与修改。PLC提供的编程语言通常由三种：梯形图、

34、功能图、及布尔逻辑编程。梯形图(Ladder Programming)是应用最广的，梯形图编程有时称为继电器梯形图逻辑 图编程。它使用的最广是因为它和以往的继电器控制线路很接近。梯形图是在原电器控 制系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的，它与电气操作原理相呼应。 它的最大优点是形象、直观和实用，为广大电气技术人员所熟知。PLC的梯形图与电气控制系统梯形图的基本思想是一致的，只是在使用符号和表达方式上有一定区别。PLC的梯形图使用的时内部继电器、定时器/计数器，都是由软件实现的，其主要特点为使用 方便、修改灵活。功能图编程(Function Chart Programming)是一种

35、较新的编程方法。它的作用使用 功能图来表达一个顺序控制过程。布尔逻辑编程(Boolean Logic Programming)包括“与” (AND )、或(OR)、非(NOT) 以及定时器、计数器、触发器等。每一种编程方法都有它的优点和缺点，根据每一种特殊的控制要求，根据编程者的 熟练程度正确合理应用编程方法。PLC发展趋势1、向高速度、大容量方向发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。目 前，有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要的一个性 能指标。2、向超大型、超小型两个方向发展当前中小型PLC比较多，为了适应市场的多种

36、需要，今后 PLC要向多品种方向发 展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。 现已有I/O点数达14336点的超大型PLC， 其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。3、PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力为满足各种自动化控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数 模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带 CPU和存储器的 智能I/O模块，既扩展了 PLC功能，又使用灵活方便，扩大了 PLC应用范围。4、增强外部故障的检测与处理能力根据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，输 入设备占45%,输

37、出设备占30%,线路占5%。前二项共20%故障属于PLC的内部故障， 它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理；而其余 80%的故障属于PLC的外部故 障。因此，PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一 步提高系统的可靠性17。5、编程语言多样化在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提 高。除了大多数PLC使用的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序 控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（BASIC、 C语言等）等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。3电梯PLC控制系

38、统设计3.1电梯的类型1、按使用性质分：客梯；货梯；消防电梯2、 按电梯行驶速度分： 高速电梯。速度大于2m/s。 中速电梯。速度在2m/s 之内。 低速电梯。运送食物电梯常用低速，速度在 1.5m/s以内。3、观光电梯：观光电梯是把竖向交通工具和登高流动观景相结合的电梯。3.2电梯的构造1、电梯由下列几部分组成：电梯井道；电梯机房；井道地坑：井道地坑在 最底层平面标高下大于等于1.4m,作为轿厢下降时所需的缓冲器的安装空间； 组成电 梯的有关部件；2、轿厢;3、井壁导轨和导轨支架；4、牵引轮及其钢支架、钢丝绳、轿厢开关门、检修起重吊钩等；5、有关电器部件。3.3 PLC控制系统的设计分析任何

39、一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质 量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：1、最大限度地满足被控对象的控制要求充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计 PLC控制系 统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入 现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注 意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共 同解决设计中的重点问题和疑难问题18。2、保证PLC控制系统安全可靠保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统

40、的重要原则。 这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安 全可靠。3、力求简单、经济、使用及维修方便一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满 足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地 降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统 的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。3.4电梯模型PLC控制系统设计由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢 的

41、呼叫是随机的，因此，系统控制采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的 基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的相应状态适时的控制电梯的 运行。3.5PLC的选择3.5.1统计输入、输出点数根据本次设计对电梯运行的分析，电梯控制系统中输入有电梯开关门按钮，梯内选 层按钮，厅外召唤按钮，以及别的信号输入等。估计用16个输入点，20个输出点。3.5.2内存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。1、内存利用率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。2、开

42、关量输入输出的点数一般系统中，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、模拟量输入输出的总点数只有模拟量输入时：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*2003.5.3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、行程开关等）的高电平 信号为机器内部电平信号，分直流 12、24几种；交流110V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

43、。 输出模块的电流值必须大 于负载电流的额定值。3.5.4机型确定综上所述，根据具体情况，我们选择西门子的S7 200系列中的226, 226总共有24个数字量输入和16个数字输出量。所以我们还要加个扩展模块 EM222。扩展单元没有CPU,作为基本单元输入/输出点数的扩充，只能与基本单元连接使 用。不能单独使用。交直流输出模块（EM222）有8个输出点，分成两组，每组需用户 提供一个外部电源（可以是直流或交流电源）。当PLC有信号输出时，输出接口电路使 继电器线圈激励，继电器触点闭合使负载回路接通。3.6输入/输出分配表表3.1输入分配表序号名称输入点序号名称输出点0四层内选按钮S410.0

44、8二层上呼按钮U2I1.01三层内选按钮S3I0.19一层上呼按钮U1I1.12二层内选按钮S2I0.210一层行程开关K1I1.53一层内选按钮S1I0.311二层行程开关K2I1.44四层下呼按钮D4I0.412三层行程开关K3I1.35三层下呼按钮D3I0.513四层行程开关K4I1.26二层下呼按钮D2I0.614开门按钮K5I2.47三层上呼按钮U3I0.715关门按钮K6I2.5表3.2输出分配表序号名称输入点序号名称输出点0四层指示Q0.010轿厢上升指示Q1.21三层指示Q0.111轿厢下降指示Q1.32二层指示Q0.212一层上呼指示Q2.03一层指示Q0.313二层上呼指示

45、Q2.14下降指示Q0.414三层上呼指示Q2.25上升指示Q0.515二层下呼指示Q2.56四层内选指示Q0.616三层下呼指示Q2.47三层内选指示Q0.717四层下呼指示Q2.38二层内选指示Q1.018开门指示Q2.69一层内选指示Q1.119关门指示Q2.73.7硬件配置简介PLC产品出现以来，它以面向工业控制的鲜明特点，普遍受到电器控制领域的欢迎。 特别是中小容量PLC成功取代了传统的继电控制系统，使得控制系统的可靠性大大提 高。目前各国生产的PLC品种繁多，发展速度快。本文所用到的产品是西门子S7 200系列。在此简单的介绍该机型的一些技术指标。3.7.1存储特性表3.3存储特性

46、在线程序编辑时16384 bytes非在线程序编辑时24576 bytes数据存储器10240 bytes装备（超级电容）100小时/典型值（40 时最少70小时）可选电池200天/典型值3.7.2集成的通讯功能表3.4集成的通讯功能接口2 个 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每段最大电缆长度使用隔离的中继器：187.5kbaud可达1000米，38.4kbaud 可达 1200 米最大站点数未使用隔离中继器：50米最大主站数每段32个站，每个网络126个站点到点（PPI主站模式）126

47、个站MPI连接32是（NETR / NETW）共4个，2个保留3.7.3常规特性表3.5常规特性定时器总数256个1ms4个10ms16个100ms236个计数器总数256（由超级电容或电池备份）内部存储器位掉电保持256（由超级电容或电池备份）112（存储在 EEPROM）时间中断2个1ms分辨率边沿中断4个上升沿和/或4个下降沿模拟电位器2个8位分辨率布尔量运算执行时间0.22s时钟内置3.7.4PLC接线图层扌际Q口O/OOt j/OkJ下障扌旨示/O三底内选担示-2-二三內选指云一层內遶崔几-M IQ 6 s- P.O IL1 = 2CPU226四层內吟 三展内呼 二Bf內呼旦內竝/A

48、% I iJ -I四展下呼三层下呼-M卜呼三层上呼二层上呼一忌丄呼口层疔程4=皿1/!|_说二e上呼据厉灯0三层上呼指示灯 四MTWif示灯Q12QlQmzl Q二层疔桎3层行悝曲门按钮图3.1PLC接线图4软件设计4.1程序的基本介绍4.1.1主程序主程序中包括控制应用的指令。S7-200在每一个扫描周期中顺序执行这些指令。主 程序也被表示为0B1。4.1.2子程序子程序是应用程序中的可选组件。只有被主程序、中断服务程序或者其它子程序调 用时，子程序才会执行。4.1.3中断服务程序中断服务程序是应用程序中的可选组件。当特定的中断事件发生时，中断服务程序 执行。4.2程序中的指令介绍4.2.1

49、基本指令在语句表中LD指令，表示一个逻辑梯级的编程开始。 CPU执行LD指令时，首先， 将指令操作数的位（bit）值装入堆栈栈顶，故也称栈装载指令。然后堆栈其余各级内容 依次下压一级，直至最后一级内容丢失。A指令表示触点的串联编程。执行A指令，将操作数的位（bit）值“与“栈顶值， 运算结果仍存入栈顶。栈顶没有压入和弹出操作。0指令表示触点的并联编程。执行0指令，将操作数的位（bit）值“或“栈顶值， 运算结果仍存入栈顶。栈顶没有压入和弹出操作。LDN、AN、ON指令是对常闭触点编程，执行这些指令时，将操作数的位（bit ）取反后，再作相应的“装载”、“与”、“或”操作。4.2.2线圈1、输出

50、输出指令（=）将新值写入输出点的过程映象寄存器。当输出指令执行时， S7-200 将输出过程映象寄存器中的位接通或者断开。在LAD和FBD中，指定点的值等于能流。在STL中，栈顶的值复制到指定位。2、置位和复位置位（S）和复位（R）指令将从指定地址开始的N个点置位或者复位。您可以一次 置位或者复位1-255个点。4.2.3定时器输入端接通时，接通延时器（TON ）开始计时，当计时器的当前值等于或大于设定 值（PT）时，该定时器位被置位位“ 1”。定时器（TON）累计值达到设定时间后，TON 继续计时，一直计到最大值32767。输入端断开时，定时器TON复位，即当前值为0,定时器为“ 0”。4.

51、3控制分析4.3.1厅内呼叫1、电梯在一、二、三、四层楼分别设置一个行程开关，在轿厢内设置四个楼层内选 按钮。在行程开关K1、K2、K3、K4都断开的情况下，呼叫不起作用。2、从一层到二层：接通I1.5即接通K1，表示轿厢原停楼层1,按S2,即I0.2接通一下， 表示呼叫楼层2,则Q1.0接通，表示电梯上升。断开 K1，直至K2接通，Q1.0断开，Q0.5 断开（表示电梯上升停止），电梯到达二层。3、从一层到三层：接通I1.5即接通K1，表示轿厢原停楼层1,按S3, 即卩I0.1接通 一下，表示呼叫楼层3,则Q0.7接通，三层内选指示灯亮，Q0.5接通，Q1.2接通，表示 电梯上升。断开K1，

52、一层指示灯亮，然后接通过I1.4即接通K2，一层指示灯灭、二层 指示灯亮；直至K3接通，Q0.7断开（三层内选指示灯灭）,Q0.5断开，Q0.7断开，三层 指示灯亮，电梯到达三层。4、从一层到四层：接通I1.5即接通K1,表示轿厢原停楼层1,按S4,即I0.0接通 一下，表示呼叫楼层4,则Q0.6接通，四层内选指示灯亮，Q0.5接通，Q0.7接通，表示 电梯上升。断开K1，一层指示灯灭；接通I1.4即接通K2，二层指示灯亮；断开K2, 二 层指示灯灭；然后接通I1.3即接通K3,三层指示灯亮，断开K3，三层指示灯灭；直至 K4接通，四层指示灯L1亮。Q0.6断开（四层内选指示灯灭）,Q0.5断

53、开，Q0.7（表示 电梯上升停止），电梯到达四层。5、从二层到四层：接通I1.4即接通K2,表示轿厢原停楼层2,按S4, 即卩I0.0接通 一下，表示呼叫楼层4,则Q0.6接通，四层内选指示灯亮，Q0.5接通，Q1.2接通，表示 电梯上升。断开K2，二层指示灯灭；接通I1.3即接通K3，三层指示灯亮，断开K3，三 层指示灯灭；直至K4接通，四层指示灯亮，Q0.6断开（四层内选指示灯灭），Q0.5断开， Q1.2断开（表示电梯上升停止），电梯到达四层。6、从三层到四层：接通11.3即接通K3，表示轿厢原停楼层3，按S4，即卩I0.0接通 一下，表示呼叫楼层4，则Q0.6接通，四层内选指示灯亮，Q

54、0.5接通，Q1.2接通，表示 电梯上升。断开K3，三层指示灯灭；直至K4接通，四层指示灯亮；Q0.6断开（四层内 选指示灯灭），Q0.5断开，Q1.2断开（表示电梯上升停止），电梯到达四层。7、从四层到三层：接通11.2即接通K4,表示轿厢原停楼层4,按S3,即卩I0.1接通 一下，表示呼叫楼层3，则Q0.7接通，三层内选指示灯亮；Q0.4接通，Q1.3接通，表示 电梯下降。断开K4，四层指示灯L1灭；直至K3接通，三层指示灯亮，Q0.7断开（三 层内选指示灯灭），Q0.4断开、Q1.3 （表示电梯下降停止），电梯到达三层。8从四层到二层：接通11.2即接通K4,表示轿厢原停楼层4,按S2,

55、 即卩I0.2接通 一下，表示呼叫楼层2,则Q1.0接通，二层内选指示灯亮，Q0.4接通、Q1.3接通，表示 电梯下降。断开K4，四层指示灯灭；接通I1.3即接通K3，三层指示灯亮，断开K3，三 层指示灯灭；。直至K2接通，二层指示灯亮，Q1.0断开（二层内选指示灯灭），Q0.4断 开、Q1.3断开（表示电梯下降停止），电梯到达二层。9、从四层到一层：接通11.2即接通K4,表示轿厢原停楼层4,按S1，即I0.3接通 一下，表示呼叫楼层1,则Q1.1接通，一层内选指示灯亮，Q0.4接通、Q1.3接通，表示 电梯下降。断开K4，四层指示灯灭；接通I1.4即接通K3，三层指示灯亮，断开K3，三 层

56、指示灯灭；再接通I1.3即接通K2，二层指示灯亮，断开K2，二层指示灯灭；直至K1 接通，一层指示灯亮。，Q1.1断开（一层内选指示灯灭），Q0.4断开、Q1.3断开（表示电 梯下降停止），电梯到达一层。10、从三层到二层：接通I1.3即接通K3，表示轿厢原停楼层3,按S2,即I0.2接通 一下，表示呼叫楼层2,则Q1.0接通，二层内选指示灯亮，Q0.4接通、Q1.3接通，表示 电梯下降。断开K3，三层指示灯灭；直至K2接通，二层指示灯亮；Q1.0断开（二层内 选指示灯灭）,Q0.4断开、Q1.3断开（表示电梯下降停止），电梯到达二层。11、从三层到一层：接通I1.3即接通K3，表示轿厢原停楼

57、层3,按S1，即I0.3接通 一下，表示呼叫楼层1,则Q1.1接通，一层内选指示灯亮，Q0.4接通、Q1.3接通，表示 电梯下降。断开K3，三层指示灯灭；接通I1.4即接通K2，二层指示灯亮，断开K2, 二 层指示灯灭；直至K1接通，一层指示灯亮，Q1.1断开（一层内选指示灯灭）,Q0.4断开、 Q1.3断开（表示电梯下降停止），电梯到达一层。12、从二层到一层：接通11.4即接通K2，表示轿厢原停楼层2,按S1，即10.3接通 一下，表示呼叫楼层1,则Q1.1接通，一层内选指示灯亮，Q0.4接通，Q1.3接通，表示 电梯下降。断开K2,二层指示灯灭；接通11.5即接通K1, 一层指示灯亮，Q

58、1.1断开（一 层内选指示灯灭），Q0.4断开，Q1.3断开（表示电梯下降停止），电梯到达一层。4.3.2厅外呼叫1、当电梯在一层时（1）按U1，电梯在一层，Q2.6接通，电梯门开。（2）按U2，Q0.5、Q1.2接通（表示电梯上升），K1断开，一层指示灯灭；接通I1.4 即接通K2,二层指示灯亮，Q0.5、Q1.2断开（表示电梯上升停止），电梯到达二层。（3）按U3, Q0.5、Q1.2接通（表示电梯上升）,K1断开，一层指示灯灭；接通I1.4 即接通K2,二层指示灯亮，K2断开，二层指示灯灭；接通I1.3即接通K3，三层指示灯 亮，Q0.5、Q1.2断开（表示电梯上升停止），电梯到达三层。

59、（4） 按D2, Q2.5接通，二层下呼指示灯亮，Q0.5、Q1.2接通（表示电梯上升），K1 断开，一层指示灯灭；接通I1.4即接通K2，二层指示灯亮，电梯到达二层。（5） 按D3, Q2.4接通，三层下呼指示灯亮，Q0.5、Q1.2接通（表示电梯上升），K1 断开，一层指示灯灭；接通I1.4即接通K2，二层指示灯亮，K2断开，二层指示灯灭； 接通I1.3即接通K3，三层指示灯亮，电梯到达三层。（6） 按D4, Q2.3接通，四层下呼指示灯亮，Q0.5、Q1.2接通（表示电梯上升），K1 断开，一层指示灯灭；接通I1.4即接通K2，二层指示灯亮，K2断开，二层指示灯灭； 接通I1.3即接通K

60、3，三层指示灯亮，断开K3，三层指示灯灭；接通I1.2即接通K4，四 层指示灯亮，电梯到达四层。2、当电梯在二层时（1） 按U1, Q2.0接通，一层上呼指示灯亮，Q0.4、Q1.3接通（表示电梯下降），K2 断开，二层指示灯灭；接通I1.5即 接通K1，一层指示灯亮，Q0.4、Q1.3断开（表示电 梯下降停止），Q2.0断开，一层上呼指示灯灭，电梯到达一层。（2）按U2, Q2.6接通，电梯开门。（3） 按U3, Q2.2接通，三层上呼指示灯亮，Q0.5、Q1.2接通（表示电梯上升）, K2断开，二层指示灯灭；接通I1.3即接通K3,三层指示灯亮，Q0.5断开、Q1.2断开（表 示电梯上升停