基于PLC五层电梯控制系统设计

摘要本毕业设计是五层电梯模型PLC控制系统的设计，电梯不仅是生产环节中的一种重要设备，而且是人们频繁乘用的一种交通运输设备。随着科技的飞速开展，更是给电梯带来了日新月异的变化。本设计采用的是德国西门子S7—200系列的可编程控制器CPU226作为控制核心，与扩充模板EM223和EM222来实现五层楼电梯的控制。主要介绍了电梯的硬件结构、PLC的根本原理、系统的硬件选择、PLC的软件的介绍和软件的编程。设计电梯的主要实现的功能有：层楼信号的产生与消除、停层信号的登记与消除、外呼叫信号的登记与消除。最后通过PLC的软件进行仿真，初步完成根本功能的实现。关键字：五层电梯PLC控制AbstractThisgraduationdesignisfiveelevatormodelPLCcontrolsystemdesign,elevatorisnotonlyoneoftheproductionprocess,andisanimportantequipmentbythepeoplewithfrequentatransportationequipment.Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,butalsogiveelevatorbroughtchanging.ThisdesignusesGermanySiemensS7-200seriesprogrammablecontrollerCPU226ascontrolcore,andexpandedtheEM223andEM222torealizethetemplatefivefloorselevatorcontrol.Mainlyintroducesthehardwarestructure,thefundamentalprinciplesofPLCelevator,systemhardwarechoice,PLCsoftwareprogrammingintroduceandhowtoprogram.Designofmainfunctionsare:openclosedstoreysignalisproducedandeliminate,stoplayerofregistrationandeliminate,callsignsoutsidetheregistrationandeliminate,FinallythesimulationsoftwarebyPLC,preliminarycompletebasicfunctionsofthesystem.KeyWords:fivefloorsElevatorPLCControl目录1绪论1.1课题的研究背景及意义1.2电梯控制信号系统开展的现状1.3电梯的介绍电梯的定义电梯的种类电梯的结构及组成局部1.4本文的主要工作2可编程逻辑控制的简介2.1PLC的定义2.2PLC的开展史2.3PLC的开展趋势2.4PLC与其它工业控制系统的比较2.42.42.5可编程逻辑控制器的工作原理3五层电梯PLC的方案选择3.1当今PLC的主要生产厂家及产品3.2几个PLC主要生产厂家的介绍3.3方案的选择4电梯系统的硬件设计4.1电梯系统的根本要求4.2五层电梯PLC控制的总体设计思想4.3可编程逻辑控制器机型的选择4.4五层电梯控制的主电路及门控电路4.5PLC外部接线图5电梯的软件设计5.1PLC的编程语言5.2SETP7编程软件的编程语言及根本指令5.3程序设计思想5.4编程分析5.5PLCI/O分配5.6编程软件及其使用5.65.65.65.66电梯的仿真6.1程序仿真步骤6.2仿真软件设置6.3楼层信号的产生与消除6.4停车信号的登记与消除6.5外召唤信号的登记与消除总结致谢参考程序附录s7-200CPU226技术参数1绪论1.1课题的研究背景及意义电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的开展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的平安性。事实上，在电梯上已经采用了多项平安保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的平安系数和保险系数。目前，由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度开展着。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的开展方向。1.2电梯信号控制系统开展的现状近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速开展．一些电梯厂也在不断改良设计、修改工艺。更新换代生产更新型的电梯，继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法。但是，进入九十年代，随着科学技术的开展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的平安性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。可编程序控制器(PLC)最早是根据顺序逻辑控制的需要而开展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式己逐渐被PLC控制所代替。同时，由于电机交流变频调速技术的开展，电梯的拖动方式己由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速。因此，PLC控制技术加变频调速技术己成为现代电梯行业的一个热点。1.3电梯介绍电梯的定义一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。1.3.2根据建筑的高度、用途及客流量〔或物流量〕的不同，而设置不同类型的电梯。目前电梯的根本分类方法大致如下：1按用途分类乘客电梯：为运送乘客设计的电梯，要求有完善的平安设施以及一定的轿内装饰。载货电梯：主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。医用电梯：为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。杂物电梯：供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。观光电梯：轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。2按驱动方式分类交流电梯：用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等。直流电梯：用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在2.00m/s以上。2按速度分类电梯无严格的速度分类，我国习惯上按下述方法分类。低速梯：常指低于1.00m/s速度的电梯。中速梯：常指速度在1.00～2.00m/s的电梯。高速梯：常指速度大于2.00m/s的电梯。超高速梯：速度超过5.00m/s的电梯。随着电梯技术的不断开展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。1.3.3电梯是机电一体化产品。其机械局部好比是人的躯体，电气局部相当于人的神经，控制局部相当于人的大脑。各局部通过控制局部调度，密切协同，使电梯可靠运行。尽管电梯的品种繁多，但目前使用的电梯绝大多数为电力拖动、钢丝绳拽引式结构，其机械局部由拽引系统，轿厢和门系统，平衡系统，导向系统以及机械平安保护装置组成；而电气控制局部由电力拖动系统，运行逻辑功能控制系统和电气平安保护等系统组成。一拽引系统电梯拽系统的功能是输出动力和传递动力，驱动电梯运行。主要由拽引机，拽引钢丝绳，导向轮和反绳轮组成。拽引机为电梯的运行提供动力，由电动机，拽引轮，连轴器，减速箱，和电磁制动器组成。拽引钢丝的两端分别连轿厢和对重，依靠钢丝绳和拽引轮之间的摩擦来驱动轿厢升降。导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距，采用复绕型还可以增加拽引力。二导向系统导向系统由导轨，导靴和导轨架组成。它的作用是限制轿厢和对重的活动自由度，使得轿厢和对重只能沿着导轨做升降运动三门系统门系统有轿厢门，层门，开门，连动机构等组成。轿厢门设在轿厢入口，由门扇，门导轨架，等组成，层门设在层站入口处。开门机设在轿厢上，是轿厢和层门的动力源。四轿厢轿厢是运送乘客或者货物的电梯组件。它是有轿厢架和轿厢体组成的。轿厢架是轿厢体的承重机构，由横梁，立柱，底梁，和斜拉杆等组成。轿厢体由厢底，轿厢壁，轿厢顶以及照明通风装置，轿厢装饰件和轿厢内操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定载重量和额定客人数决定五重量平衡系统重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成。对重将平衡轿厢自重和局部额定载重。重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧拽引钢丝绳长度变化对电梯的平衡设计影响的装置。六电力拖动系统电力拖动系统由拽引电机，供电系统，速度反应装置，调速装置等组成，它的作用是对电梯进行速度控制。拽引电机是电梯的动力源，根据电梯配置可采用交流电机或者直流电机。供电系统是为电机提供电源的装置。速度反应系统是为调速系统提供电梯运行速度信号。一般采用测速发电机或速度脉冲发生器与电机相连。调速装置对拽引电机进行速度控制。七电气控制系统电梯的电气控制系统由控制装置，操纵装置，平层装置，和位置显示装置等局部组成。其中控制装置根据电梯的运行逻辑功能要求，控制电梯的运行，设置在机房中的控制柜上。操纵装置是由轿厢内的按钮箱和厅门的召唤箱按钮来操纵电梯的运行的。平层装置是发出平层控制信号，使电梯轿厢准确平层的控制装置。所谓平层，是指轿厢在接近某一楼层的停靠站时，欲使轿厢地坎与厅门地坎到达用——平面的操作。位置显示装置。是用来显示电梯所在楼层位置的轿内和厅门的指示灯，厅门指示灯还用尖头指示电梯的运行方向。八平安保护系统平安保护系统包括机械的和电气的各种保护系统，可保护电梯平安的使用。机械方面的有：限速器和平安钳起超速保护作用，缓冲器起冲顶和撞底保护作用，还有切断总电源的极限保护装置。电气方面的平安保护在电梯的各个运行环节中都有表达。1.4本文的主要工作综上所述，由于电梯作为新一代运输工具，本次毕业设计就以五层电梯作为控制对象，以PLC作为工具对电梯控制系统进行了设计。在设计过程中，首先对PLC进行了详细的介绍，然后针对五层电梯的设计进行PLC类型的选型，根据目前对市场上主要流行的几款PLC进行介绍，决定选用西门子s7-200PLC的原因，再次就是对五层电梯硬件分析，根据输入输出点数，确定PLC机型，画出硬件连线图，然后进行软件分析编程，写出梯形图和语句，进行程序的下载、调试，最后进行软件的仿真、调试等。2可编程逻辑控制简介2.1PLC的定义可编程控制器〔ProgrammableLogiccontroller,简称PLC〕，是以微处理器作为根底，综合了计算机技术与自动化技术而开发的新一代工业控制器。具体来说，它是数字运算操作的电子系统，主要为工业环境所应用。采用可以编程的存储器，用于它内部存储程序，执行顺序控制、逻辑运算、计数、定时与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或者模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它的可靠性高、耐高温、耐冲击和耐振动等特点，已成为解决自动控制问题的最有效工具。2.2PLC的开展史第一台PLC诞生后不久，DickMorley〔被誉为可编程控制器之父〕的MODICON公司也推出了084控制器。这种控制器的核心思想就是采用软件编程方法代替继电器控制系统的硬接线方式，并有大量的输入传感器和输出执行器的接口，可以方便的在工业生产现场直接使用。而这种能取代继电器控制柜的设备就是Morley等人提议开发的ModularDigitalController(MODICON).随后，1971年日本推出了DSC-80控制器，1973年西欧国家的各种PLC也研制成功。虽然这些PLC功能还不强大，但它们开启了工业自动化应用技术新时代的大门。PLC诞生不久即显示了在其他工业控制中的重要性，在许多领域得到了广泛的应用。PLC技术随着计算机和微电子技术的开展而迅速开展，由最初的一位机开展为8位机。随着微处理器CPU和微型计算机技术在PLC应用，形成了现在意义上的PLC。进入20实际80年代以来，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛开展，以16位和32位微处理器构成的微机化PLC得到了惊人的开展，使plc概念、设计、性能价格比以及应用等发面都有了新的突破。不仅控制功能增强、功耗体积减小，本钱下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且远程I/O和通信网络、数据处理以及人机界面也有了长足的开展。现在PLC不仅能得心应手于制造业自动化，而且还可以应用于连续生产的控制系统，所有这些已经使之成为自动化技术领域的三大支柱之一，即使在现场总线技术成为自动化技术应用热点的今天，PLC仍然是现场总线技术控制系统不可缺少的控制器。大致总结一下，PLC的开展经历了五个阶段。1.初级阶段从第一台PLC问世到20世纪70年代中期。这个时期的plc功能简单，主要完成一般的继电器控制系统的功能，即顺序逻辑、定时和计数等，编程语言为梯形图。2崛起阶段从20世纪70年代中期到80年代初期。由于PLC在取代在取代继电器控制系统方面的卓越表现，所以自从它在电气自动化控制领域开始普及应用后便得到了飞速的开展。这个阶段的PLC再其控制方面增强了很多，例如数据处理、模拟量的控制等。3成熟阶段从20世纪80年代初期到90年代初期。这之前的PLC主要是单片机应用和小规模、小系统的应用；但随着对工业自动化技术水平、控制功能和控制范围要求的提高，再大型的控制系统〔如冶炼、饮料、造纸、烟草、纺织、污水处理等〕中，PLC也展示出了其强大的生命力。对于这些大规模、多控制的应用场合，就要求PLC控制系统必须具备通信和联网功能。这个时期的PLC顺应时代要求，在大型PLC中一般都扩展上了遵守一定协议的通信接口。4飞速开展阶段从20世纪90年代初期到90年代末期。由于对模拟量的处理和网络通信功能的提高，PLC控制系统在过程控制领域也开始大面积使用。随着芯片技术、计算机技术、通信技术和控制技术的开展，PLC的功能得到进一步提高。现在PLC不管从体积上、人机界面功能、端子接线技术，还是从内在的性能〔速度、存储容量等〕、实现的功能〔运动控制、通信网络、多级处理等〕方面都远非过去的PLC可比。从20世纪80年代以后，使PLC开展最快的时期，年增长率一直保持在30%~40%之间。5开放性、标准化阶段从20世纪90年代中期以后，其实关于PLC开放性的工作在上世纪80年代就已经展开；但受到各大公司的利益阻挠和技术标准化难度的影响，这项工作开展的并不顺利。所以plc诞生后的30年里，各个在通信标准、编程语言方面都存在这不兼容的地方，这为在工业自动化实现互换性、互操作性和标准化都带来了极大的不便。现在随着棵可编程程序控制器国际标准IEC61131的逐步完善，特别是IEC61131-3标准的推广，使得PLC真正走入一个开放性和标准化的时代。2.3PLC的开展趋势PLC总的开展趋势是高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能、信息化、软PLC、标准化、与现场总线技术紧密结合等方向开展。1向小型化、专用化、低本钱方向开展随着微电子技术的开展，新型器件性能的大幅度提高，价格却大幅度降低，使得PLC结构更为紧凑，操作使用十分简单。从体积上讲，有些专用的微型PLC仅有一个香皂大小。PLC的功能不断增加，将原来大、中性PLC才有的功能局部的转移到小型PLC上，如模拟量处理、复杂的功能指令和网络通信等。PLC的价格也不断下降，真正成为现在电气控制的不可替代的控制装置。据统计，小型和微型的PLC德市场份额一直保持在70%~80%之间，所以对小型化的追求不会停止。2向大容量、高速度、信息化方向开展现在大中型PLC采用多微处理器系统，有的仅用了32位微处理器，并集成了通信联网的功能，可同时进行多任务操作，运算速度、交换数据速度以及外设响应速度都有大幅度提高，存储容量大大增加，特别好似增加了过程控制和数据处理的功能。为了适应工厂控制系统和企业信息管理系统日益有机结合的要求，信息技术也渗透到了PLC中，如设置开放的网络环境、支持OPC〔OLEforProcessControl〕技术等等。3智能化模块的开展为了实现某些特殊的控制功能，PLC制造商开发出了许多智能的I/O模块。这些模块本身带有CPU，使得占用主CPU的时间很少，减少了对PLC扫描速度的影响，提高了整个PLC控制系统的性能。它们本身有很强的信息处理能力和控制功能，可以完成PLC的主CPU难以兼容的功能。由于在硬件和软件方面都采取了可靠性和便利化的措施，所以简化了控制系统的系统设计和编程。典型的智能化模块主要有高速计数米快、定位控制模块、温度控制模块、闭环控制模块、以太网通信模块和各种现场总线通信模块等。4人机界面的开展HMI在工业自动化系统中起着越来越重要的作用，PLC控制系统在HMI方面的进展主要表达在以下几个方面：〔1〕编程工具的开展过去大局部中小型PLC仅提供手持式编程器，编程人员通过编程器与PLC打交道。首先是把编制好的梯形图程序转化成语句表程序，然后使用一个编程器一个字符、一个字符的敲到PLC内部；另外调试时也只能通过编程器观察很少的信息。现在编程器已被淘汰，基于windows的编程软件不仅可以对PLC控制系统的硬件组态，即设置硬件的结构类型，各通信接口的参数等，而且可以再屏幕上可以直接生成和编辑梯形图、语句表、功能块图和顺序功能图程序，并且可以实现不同编程语言的转换，程序被编程后可下载到PLC，也可以将用户程序上传到计算机。编程软件的调试和监控功能一额远远超过手持式编程器，可以通过编程软件中的监视功能实时观察PLC内部各存储单元的状态和数据，为诊断分析PLC程序和工作过程中出现的问题带来了极大的方便。〔2〕功能强大，价格低廉的HMI过去在PLC控制系统中进行参数的设定和显示时非常麻烦，对输入设定参数要使用大量的拨码开关组，对输出显示要使用数码管，它们不仅占据大量的I/O资源，而且功能少，接线繁琐。现在各种单色彩色的显示设定单元、触摸屏、覆膜键盘等应有尽有，它们不仅完成大量的数据设定和显示，更能直观的显示动态图形画面，而且还能完成数据处理功能。〔3〕基于PC的组态软件在中大型的PLC控制系统中，仅靠简单的显示设定单元已不能解决人机界面的问题，所以基于windows的PC机成为了最正确的选择。配合有适当的接口或适配器，PC机就可以和PLC之间进行信息的呼唤，再配合功能强大的组态软件，就能完成复杂的和大量的画面显示、数据处理、报警处理、设备管理等任务。这些组态软件国外的品牌有WinCC、iFIX、Intouch等，国产公司由亚控、力控等。5在过程控制的使用以及PLC的冗余特性虽然PLC得强项是在制造业领域中，但随着通信技术、软件技术和模拟量控制技术的开展并不断地融合到PLC中，他现在也被广泛应用到了过程性控制领域中。但在过程控制中使用必然要求PLC控制系统具有更高的可靠性。现在世界上顶尖的自动化设备的供给商提供的大型PLC中，一般都增加了平安性和冗余性的产品，并且符合IEC61508标准的要求。该标准主要为可编程电子内的功能性平安设计而制定，为PLC在过程控制领域使用的可靠性和平安性提供了依据。现在PLC的冗余产品包括CPU系统、I/O模块以及设备分冗余软件等。大型PLC以及冗余技术一般都是在大型的过程控制系统中应用。6开放性和标准化世界上大大小小大的电气设备制造商几乎都推出了自己的PLC产品，但由于没有一个统一的标准和标准，所有的PLC产品在使用上都存在一些差异，而这些差异的存在对PLC产品的制造商和用户都是不利的。一方面它增加了制造商的开发费用；另一方面他也增加了用户学习和培训的负担。这些非标准化的使用结果，使得程序的重复利用和移植性都成为不可能。现在的PLC采用了各种工业标准，如IEC61131、IEE802.3以太网、TCP/IP、UDP/IP等，以及各种事实上的标准，如WindowsNT、OPC等。特别是PLC的国际标准IEC61131，为PLC从硬件设计、编程语言、通信联网等各方面都制定了详细的标准。7通信联网功能的增强和易用化在中大型PLC控制系统中，需要多个PLC以及智能仪器仪表连接成一个网络，进行信息的交换。PLC通信联网的功能增强使它更容易于PC和其他智能控制设备进行互联，使系统形成一个庞大的整体，实现分散控制和集中管理。现在许多小型甚至微型PLC的通信功能也十分强大。PLC控制系统的介质一般有双绞线和光纤，具备常用的串行通信功能。在提供网络接口方面，PLC一是提供直接挂到现场总线网络中的接口；二是提供Ethernet接口，使PLC直接接入以太网。虽然通信网络功能强大，但硬件连接和软件设计的工作量却不大，许多制造商位用户设计了专用的通信模块，并且在编程软件中增加了向导；所以用户大局部的工作是简单的组态和参数设计，实现了PLC中复杂通信网络功能的易用化。8软PLC的概念所谓软PLC就是在PC机的平台上，在Windows操作环境下，用软件来实现PLC的功能。这个概念大约在20世纪90年代中期提出。安装有组态软件的PC机既然能完成人机界面的功能，为何不把PLC的功能用软件来实现呢？PC机价格廉价，有很强的数学运算、数据处理、通信和人机交互的功能。如果软件功能完善，那么利用这些软件可以进行方便的工业控制流程的实时和动态监控，完成报警、历史趋势和各种复杂的控制功能，同时节约控制系统的设计时间。配上远程I/O和智能I/O后。软PLC也能完成复杂的分布式控制任务。在随后的几年，软PLC的开发也呈上升的势头。但后来软PLC并没有出现人们想象的那样占有市场的份额，这是因为软PLC本身存在的一些缺陷造成的：〔1〕软PLC对维护和效劳人员的要求较高；〔2〕电源故障对系统影响较大；〔3〕在占绝大多数的低端应用场合，软PLC没有优势可言；〔4〕在可靠性方面和对工业环境的适应性方面和PLC无法比较；〔5〕PC机开展速度太快，技术支持不容易保证。2.4PLC与其它工业控制系统的比较2.4．1PLC与继电器控制系统比较从某种意义上说，PLC是从继电接触控制开展而来的。两者既有相似性又有不同之处。1)继电接触控制全部用硬器件、硬触点和“硬〞线连接，为全硬件控制；PLC内部大局部采用“软〞电器、“软〞接点和“软〞线连接，为软件控制。2)继电接触控制系统体积大；PLC控制系统结构紧凑，体积小。3)继电接触控制全为机械式触点，动作慢；PLC内部全为“软接点〞，动作快。4)继电接触控制功能改变，须拆线、接线乃至更换元器件，比较麻烦；PLC控制功能改变，一般仅需修改程序即可，极其方便。5)PLC控制系统的设计、施工与调试比继电接触控制系统周期短。6)PLC控制的自检和监控功能比继电接触控制的强。7)PLC的应用范围比继电接触控制的要广泛。8)PLC可靠性比继电接触控制的高。此外，可编程序控制器与继电接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。可编程序控制器是以反复扫描的方式工作，是循环地、连续逐条执行程序，任一时刻它只能执行一条指令，也就是说可编程序控制器是以“串行〞方式工作的。而继电-接触器是按“并行〞方式工作的，或者说是按同时执行方式工作的，只要形成电流通路，就可能有几个电器同时动作。继电-接触器控制的并行工作方式因触点动作的延误易产生竞争和时序失配等问题，这些在串行工作方式的可编程序控制器中不会发生。表2-1

可编程序控制器与继电器柜的区别

可编程序控制器继电器柜控制方式程序〔软件〕继电器配线〔硬件〕控制功能

指令以软件实现大规模快乐能控制

器件功能有限，随规模加大而大型化控制要素无触点〔也有有触电的〕，高可靠性，寿命长，高速控制。有触点，寿命有限，低速控制变更控制更改程序可适应各种控制对象更改器件之间连接，更改困难2.4.2PLC也是随着微型计算机的开展而开展，PLC实质上就是一台专为工业生产控制设计的专用计算机。两者既有相似处有差异，主要差异表现在以下几个方面：1)PLC输出输入接口较多，中大型PLC输出输入接口更多，便于多路多点控制。2)PLC编程简便，因为PLC是采用易于用户理解、接收和使用的梯形图编程语言，指令又不太多，而计算机使用汇编语言或其他高级语言编程，比PLC编程复杂。3)PLC可靠性高，因为PLC是为工作环境条件比较恶劣的工业控制设计的，设计与制造PLC时已采取了多种有效的抗干扰和提高可靠性措施。4)PLC技术较容易掌握，使用维护方便，对使用者的技术水平要求比使用计算机时低。5)PLC采用扫描方式进行工作，加之其他一些原因，所以PLC输入输出响应比计算机慢。6)此外PLC体积较小，调试周期短。表2-2

可编程序控制器与通用计算机的区别比较工程通用计算机可编程序控制器工作方式中断方式扫描方式编程语言汇编语言、高级语言助记符语句表、梯形图等工作环境要求较高可在较差的环境下工作对使用者的要求需进行专门的学习培训才能掌握语言易学，稍加培训即可使用可靠性商业级要求工业级，且有多种特殊设计，包括监视计时器功能(WatchDogTitner-WDT)系统软件功能强大，但占用存储空间过大功能专用，占用存储空间小适用领城办公、管理，科学计算、家庭工业控制从上边的论述和比较可以看出。由PLC的硬件决定了它的可靠性和控制功能比继电器控制系统高的多，它是专门为工业控制场合设计的，所以他的稳定性也比一般通用计算机要好的多，而且它操作简单灵活，易于实现系统升级和功能扩展所以在本设计中采用PLC来进行逻辑控制。2.5可编程控制器的工作原理PLC采用“顺序扫描、不断循环〞的方式进行工作。步骤如下：按照用户控制要求编制好程序，并存于存储器中，当PLC运行时，CPU执行命令，按指令序号〔或地址号〕顺序地作周期性循环扫描工作。如果没有跳转指令，那么它就从设置的第一条指令开始，逐条顺序执行用户设定的程序，直到程序结束为止。然后重新返回第一条指令，开始下一轮的工作。在每一次的扫描过程中，还要完成对输入信号的采集和对输出状态的刷新等工作，周而复始地进行下去。PLC的扫描工作过程分为：采集输入信号、程序执行和输出刷新三阶段，并进行周期性的循环工作。1．采集输入信号阶段PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行一次采集，并存入存放器中，此时存放器会因采集到信号被刷新。接下来是进入程序处理阶段，在执行程序阶段时，即便输入状态发生了变化，输入存放器的内容也不会跟着改变，也就是说输入状态的变化只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被采集到。2．程序执行阶段这个阶段PLC对程序按顺序进行扫描执行。如果程序用梯形图来表示的话，那么总是从上到下，从左到右顺序执行。如果遇到程序跳转指令时，根据跳转的条件是否满足，来决定程序是否需要跳转。当指令中涉及到输入、输出状态时，PLC会从输入映像存放器和元件映象存放器中读出，根据用户程序进行运算，然后将结果再次存入元件映象存放器中，对于元件映象存放器来说，其内容也会随程序执行的过程而变化的。3．输出刷新阶段所有程序执行完毕后，然后进入输出处理阶段。这一阶段中，PLC会将输出映象存放器中与输出有关的状态〔输出继电器状态〕转存到输出锁存器中，然后通过一定方式输出，并驱动外部负载。也就是说，PLC在一个扫描周期内对输入状态的采集只在输入采样阶段进行，当PLC进入程序执行阶段后输入端将被封锁，一直到下一个扫描周期的输入采集阶段才对输入状态进行再次采集，这定义为集中采集，概括为在一个扫描周期内，集中一段时间对输入状态进行采集。在用户程序中，如果对输出结果屡次赋值，那么最后一次有效。在一个扫描周期以内，只在输出刷新阶段才能将输出状态从输出映象存放器中输出，再对输出接口进行刷新，但在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象存放器中，这种方式称为集中输出。对于小型PLC来说，其I/O点数较少，用户程序也较短，一般采用集中采集、集中输出的方式，虽然在一定程度上降低了响应速度，但PLC工作时间与外部输入/输出设备隔离，大大提高了系统的抗干扰能力，增强了系统可靠性。对于大中型PLC来说，其I/O点数较多，控制功能强，用户程序很长，如果想提高系统响应速度，可以采用定期采集、定期输出的方式，或中断输入、输出方式以及采用智能I/O接口等多种方式。3五层电梯PLC选型3.1当今PLC的主要生产厂家及产品目前，我国市场上主要有以下几家PLC产品：1德国西门子公司的产品，目前有SIMATICS5-155/135系列、SIMATICS7-400/300/200系列产品；2施耐德公司，包括早期引进莫迪康公司的产品，目前有Micro、Quantum、Premium、Momentum等产品；3罗克韦尔公司〔包括AB公司〕PLC产品，目前有SLC、MicroLogix、ControlLogix等产品；4GE公司的SERIES、GE9070、GE9030系列产品；5日本的欧姆龙、三菱、富士、松下等公司的产品。这些产品在各个行业都有广泛的应用，但由于最初在各行业的使用根本都是作为成套设备的电器配套产品被引入，所以在每个行业都有一些主流的应用。比方在冶金工业上根本都是由西门子公司的产品覆盖，另外GE公司产品也有一定的市场，还有AB公司把持的水利、水处理，施耐德公司把持的电力领域等。但是随着各个公司产品的本地化和多样化，使得在各行业的竞争也不断加剧，我们在对PLC产品的使用也有了原来越多的选择。3.2几个PLC主要生产厂家的介绍1西门子德国西门子〔SIEMENS〕公司生产的可编程程序控制器在我国的应用相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子〔SIEMENS〕公司的PLC产品包括LOGO、s7-200、s7-300、s7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等，西门子s7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC〔如s7-200〕，小规模性能要求的PLC(如s7-300)和中高性能要求的PLC〔如s7-400〕等。〔1〕SIMATICS7-200PLCS7-200是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。它的强大功能使其无论单机运行还是连成网络都能实现复杂的控制功能。它还可提供4个不同的根本型号和8中CPU可供选择使用。〔2〕SIMATICS7-300PLCS7-300PLC采用模块化结构，具备高速的指令运算速度；用浮点数运算比较有效的实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数设置；方便的人机界面效劳已经集成在s7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。〔3〕SIMATICS7-400PLCS7-400PLC是用于中、高档性能范围的可编程控制器。其采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合不同的专用系统。当控制系统规模扩大或升级时，只需要适当的增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。2施耐德以前施耐德的PLC产品有Modicon旗下的Quantum、Compact〔已停产〕、Momentum等系列，编程软件是Concept；而TE旗下的Premium、Micro系列那么使用PL7，各顾各的使用起来不是很方便，施耐德在整合了Modicon和TE品牌的自动化产品后〔Modicon今后只代表TE的高端自动化产品系列，不再作为品牌单独出现〕，将Unity软件作为未来PLC的统一平台〔小型PLC暂不在此列〕，目前仅支持Quantum、Premium和M3.0三个高端系列。至于Momentum和Micro作为成熟产品未来不会有多大的改良，所以会继续沿用原来的平台。小型的Twido系列现在使用TwidoSoft软件〔国外已经开始使用TwidoSoft，不过估计短时间内还不会引入中国〕，至于最简单的逻辑控制器ZelioLogic的编程软件Zeliosoft现在也已经推出中文版了。3GE系列90-30PLC今天的生产面临需要更广泛的控制解决方案使操作更加灵活的压力。因此，GEFanuc提供系列90-30PLC来提供从简单继电器替换到复杂中档自动化控制的多种功能，系列90-30有超过100个离散量和模拟量I/O模块以及一个创新结构和模块化设计，可以满足您的应用需求，并且随着您企业的增长而进行系统扩展。4三菱以其高性能，低价格应和了中国工控行业的需求，在国内得到了广泛的应用。三菱PLC产品系列十分丰富，可以广泛的满足不同用户的需求。三菱电机公司的PLC主要有以下几个系列：FX1S系列：三菱PLC是一种集成性小型单元的PLC。具有完整的性能和通讯功能等扩展性。如果考虑安装空间和本钱是一种理想选择。FX1N系列：是三菱电机推出的功能强大的普及型PLC，具有扩展输入输出，模拟量控制和通讯、链接功能等扩展性。是一款广泛应用于一般的顺序控制的PLC。FX2N系列：是三菱PLC是FX家族最先进的系列，具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，位工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。FX3U：是三菱电机公司最近推出的新型第三代PLC，可能称得上是小型至尊品。根本性能大幅提升，集体管输出型的根本单元内置了3轴独立最高100HZ的定位功能，并且增加了新的定位指令，从而使得定位控制功能更加强大，使用更为方便。3.3方案的选择方案一：采用日本三菱公司的F1系列PLC，三菱设计合理，结构紧凑，体积小，重量轻，具有很强的抗干扰能力及优良的性能价格比。PLC常用的编程语言有几种：梯形图语言、助记符语言、逻辑功能图和某些高级语言；F2X系列的PLC系统最大I/O点数为128点，配置扩展单元可达256点。F2X系列机执行根本指令速度为0.48us/步，用户程序存储器的容量可扩展至8k步。它有与F1兼容的20条根本指令和2条步进指令，此外还有功能强大的95种功能指令。它有6个和普通入口兼容的高速计数器输入点，最高计数频率为10KHz。方案二：采用西门子SIMATICs7-200系列。S7--200的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及与其它智能模块通讯等指令内容，从而使它能够监视输入状态，改变输出状态以到达控制目的。紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7--200成为各种控制应用的理想解决方案。它集成6输入/4输出共10个数字量I/O点，无I/O扩展能力。拥有6K字节程序和数据存储空间，4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出以及1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。S7-200系列在集散自动化系统中充分发，西门子s7-200PLC挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床、磨床、印刷机械、橡胶化工机械、中央空调、电梯控制、运动系统等。

STEP7-Micro/WIN32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。STEP7-Micro/WIN32提供两套指令集，即SIMATIC指令集〔S7-200方式〕和国际标准指令集〔IEC1131-3方式〕。程序编制完成之后，利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆传送程序至PLC。综上所述，了解到西门子s7-200PLC具有功能强大、价格低廉、编程方便等优点。所以选用s7-200PLC来控制五层电梯。4电梯系统的硬件设计4.1电梯系统的根本要求在这个程序中要实现5层电梯的换向和换速的控制，设计中只对这一控制功能必须的信号进行设置。主要完成对PLC输入输出点确实定。设计五层的上下行的电梯控制要求，按照一定的要求，通过PLC的控制实现对电梯在自动运行状态下〔无人值守〕的换速和换向控制。要求如下：〔1〕换向说明当电梯轿内或门厅呼叫按钮按下时，根据检测到的上行或下行指令给出相应的信号，从而控制电梯的驱动电机进行相应的动作。当有多个呼叫信号到达时，执行方式为优先响应电梯运行方向上的信号，再相应另一方向的信号。对未及时相应的信号进行保存。〔2〕换速说明电梯正常运行状态下以快速启动，当要到达需要停止的楼层时，给出换速信号控制拖动电机转为慢速运行，以确保电梯平稳的停止在目标位置。4.2五层电梯控制的PLC总体设计思想首先要设置PLC的输入，根据电梯的特点，输入输出应该包括以下几局部：轿内及各门厅控制按钮主要是轿内的楼层选择数字键1~5；各层门厅按钮，除一层只设置上升按钮、五层只设置下降按钮外，其他几层要设置上升和下降两个按钮。电梯运行位置检测为确保电梯的正常停止，在各层设置位置检测元件，当电梯运行到每层时，对应的检测元件给出信号到PLC。输出信号对电机进行控制的输出，包括正向控制、反向控制、快速控制和慢速设置4个输出，其中正反向控制输出点驱动继电器完成对电机方向的控制，快慢速输出所驱动的继电器是实现对加减速电阻的控制，具体的电机速度变化的实现方式依据实际情况不同而不同。具体的系统的整体框图如下所示：图4-1五层电梯控制的系统框图4.3可编程控制器机型的选择为了完成设定的控制任务,主要根据电梯控制方式与输入/输出点数和占用内存的多少来确定PLC的机型。本系统为五层楼的电梯,采用集选控制方式。所需输入/输出点数估算如下:通过对输入输出点的估计不超过128，所以使用微型s7-200PLC。S7-200PLC是一种小型可编程逻辑控制器〔MicroPLC〕，可应用于各种小型自动化控制系统。高集成度的设计、低廉的本钱使得s7-200成为各种小型控制任务理想的解决方案，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。并且，西门子s7-200PLC具有：极高的可靠性、丰富的指令集、极快的浮点运算速度、丰富的扩展模块、强大的内部集成功能等几个方面的出色表现本设计系统为五层楼电梯控制系统，采用S7—200CPU226加上一个扩展模块EM223的24VDC输入法16点/输出16点类型和一个EM222的8点输出模块。它是24点输入和16点输出点加上16点扩展输入和24点扩展输出。根本上可以满足五层楼的电梯控制系统。CPU226参数见附录一。4.4五层电梯控制的主电路及门控图交流双速电梯的主电路图如下所示。图中M1为YTD系列专用双速笼型异步电动机〔6/24极〕；KM1、KM2为电动机正反转接触器，用以实现电梯上、下行控制；KM3、KM4为电梯上下速运行接触器，用以实现电梯的高速与低速运行接触器；L1、L2与R1、R2为串入电动机定子电路中的电抗与电阻，与KM5～KM8配合实现对电机的加减速控制。当KM1、KM2与KM3通电吸合时，电梯将进行上行或下行起动。延时后KM5、KM8依次通电吸合，切除R1、L1电梯将转为上行或下行的稳速运行；当电梯接收到停层指令后，KM3断电释放，KM4通电吸合，电机转为低速接法，串入阻抗制动，实现上升与下降的低速运行，且KM6～KM8依次通电吸合，用来控制制动过程的强度，提高停车制动的舒适度。至平层位置时，接触器全部释放，抱闸抱死，电梯停止运行。在检修状态时，电梯只能在低速接法下点动运行。门控电机主电路图附录所示，KMK是控制电机正转即开门；KMG是控制电机反转即关门。图4-2交流双速电梯的主电路图图4-3门控电机主电路图4.5PLC外部接线图本设计的PLC外部接线图如下图.图4-4五层电梯控制系统接线图图4-5五层电梯PLC扩展模块接线图5电梯的软件设计5.1PLC的编程语言PLC程序是PLC指令的有序集合，PLC运行程序就是按一定的顺序，执行这集合中的一条条指令。指令是指示PLC动作的文字代码或图形符号。使用的编程语言不同，这些文字代码和图形符号就不相同。但从本质上来讲，指令的实质都是二进制机器码。同普通的计算机一样，PLC的编程软件通过编译系统把PLC程序编译成机器代码。PLC提供了功能较为完整的编程语言，以适应PLC在工业环境中的应用。利用PLC的编程语言，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控制的硬件接线，也就是所谓的“可编程序〞。PLC的编程语言一般有五种：顺序功能图(SequentialFunctionChart)、梯形图(LadderDiagram)、功能块图(FunctionBlockDiagram)、指令表(InstructionList)和结构文本(StructuredText)。其中，顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)、功能块图(FBD)是图形编程语言，指令表(IL)和结构文本(ST)是文字语言。梯形图(LD)是目前使用最广泛的PLC图形编程语言，梯形图与继电器控制系统的电路图相似，比较易于掌握、程序表达清楚。本系统PLC程序的编制采用梯形图语言，编程软件为STEP7。该软件能够完成制作程序、对可编程控制器CPU的写入/读出、监控程序运行、调试程序、PLC错误诊断等一系列功能。5.2STEP7编程软件的编程语言及根本指令5.2.1STEP7编程软件的编程语言标准的STEP7软件包配3种根本编程语言，即梯形图〔LAD〕、功能块图〔FBD〕、语言表〔STL〕和顺序功能图编程语言，它们在STEP7中可以相互转换。本实验采用梯形图这种编程语言。梯形图结构形式类似地传统的继电器控制电路，它是由图形符号连接而成，这些符号分别代表常开触点、常闭触点、并联接线、串联接线及继电器线圈等，每个触点和线圈都有一个编码。梯形图具有如下特点：①梯形图按自上而下，从左到右的顺序排列，也是程序的执行顺序。通常每个继电器线圈为一逻辑行，即一层阶梯。每一逻辑起始于母线，然后是触点的各种连接，最后经过继电器线圈终止于母线，整个梯形图呈现梯形。②梯形图中的继电器不同于传统继电器控制线路中的物理继电器，它实质上是内部存储中的位触发器，因此称为“软继电器〞或“软元件〞。这些软元件输出继电器，辅助继电器，定时器，计数器及状态器等，它们均有无限常开触点和常闭触点。在PLC内部可以自由选取使用。如果某个位触发为“1〞，表示对应的继电器线圈接通，相应的常开触点都闭合，而常闭触点都断开。③梯形图是一种形象化的编程语言，其两端的母线是没有电源连接。因此核弹头形图中不存真实的物理电流，而具有“概念〞电流，是用户程序运算过程中满足输出执行条件的形象化表示方式。“概念〞电流只能从左到右流动，层次的改变是从上到下。④输入继电器只能从外部输入信号驱动，而不能由内部其他触点驱动。因此在梯形图中只能出现输入继电器的触点而不出现线圈，输入继电器的触点状态即表示相对应的输入信号的变化。⑤输出继电器用于PLC的输出控制，它是通过外输出触点驱动外部执行器。因此，在梯形图中的某个输出继电器的线圈接能时，表示在对应的输出端子上有输出信号。⑥PLC内部其他软元件的触点不能驱动外部执行器，它们只供PLC内部使用。⑦当PLC处于运行状态时，CPU接梯形图中元件排列顺序从上而下，从左到右逐行处理。5.2.2STEP7编程软件的根本指令STEP7编程软件的根本指令有位逻辑指令、计数器与计时器指令、传送与比较指令、数据转换指令、算术运算指令、移位与循环指令、程序控制指令等。5.3程序设计思想这个五层电梯换向换速控制子程序编写时，为了易于理解，在实现手法上逐个进行了逻辑上的处理。对轿内控制和门厅控制信号的分别处理，使得条理性更加清楚，但同时也增大了代码长度，当使用一些资源有限的可编程控制器时，可以考虑进行合并处理。分析子程序可以看出，在系统运行过程中，PLC轮询各个信号的状态，对于电梯的方向的控制、状态激发主要取决于第二类和第三类信号，对于同时到达楼层的信号，还要同时考虑优先响应以及状态保持的问题。对于电梯的正反向控制在此子程序的设计中时利用了楼层检测的信号，当某曾的呼叫信号到达时，通过楼层信号的逻辑组合，可以判断当前电梯所处的位置，这样就可以决定电梯应该运行的方向。在优先和保持设计时，充分利用电梯上下行的中间状态，下行时可以相应执行下呼叫按钮信号，对于上行呼叫信号，通过该楼层位置信号和下行状态的逻辑组合进行保持；对于上行状态也是如此处理。这样就很好的完成了对对多个呼叫信号的处理。在速度转换的设计上，通过楼层位置信号和对应楼层的指令信号共同形成控制指令。系统离开某层向目标层运行时以高速开始的。对于目标层，如果系统执行到该层的指令，那么检测是否到达目标层〔有目标层的位置检测信号给出〕，一旦得到信号就开始转为慢速运行直至停止。5.4编程分析电梯控制系统的换向换速控制主要取决于外部各个输入信号之间的逻辑组合。针对输入的4组信号，可以分为3类考虑。第一类是输入的楼层检测信号，对应每一层分别为I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4。首先这类信号可以提供电梯所在的楼层信息，使用它们进行楼层指示。另外，还可以使用这类信息与另外两组信号配合，实现楼层内相关的控制指令以及拖动电机的加减速控制。第二类信号是电梯轿内的楼层选择信号，也就是对应的1~5层的I0.5、I0.6、I0.7、I1.0、I1.1.这几个信号是由轿内的数字按钮发出的，他们与第一类信号配合实现对电梯升降的控制。第三类信号为电梯门厅的升降按钮产生的8个上下信号，包括2层向下〔I1.2〕、3层向下〔I1.3〕、4层向下〔I1.4〕、5层向下〔I1.5〕以及1层向上〔I1.6〕、2层向上〔I1.7〕、3层向上〔I2.0〕、4层向上〔I2.1〕.这里的8个信号与点击运行方向信号以及第一类信号配合，可用于提供对电梯门厅升降按钮的响。先考虑电梯轿内输入信号与输出信号的逻辑关系。依据系统的设计要求，当在轿内按下楼层选择按钮时，系统要判断电梯此时所处的状态，从而确定应该向上还是向下运行，对拖动电机而言也就是正转还是反转。这就需要上述的第一类信号来帮助实现，当某楼层被选择后，看其上的楼层是否有电梯的在位信号，如果有那么表示电梯正处于该楼层的上方，应使电梯向下运行才能到达该层，反之那么向上运行。这样就可以很好的实现对电梯方向的控制。再考虑门厅升降按钮的处理。同上面的思路相同，电梯位置信号可以用来产生电梯是在信号产生这层楼的上方还是下方，而电梯的当前工作状态〔向上还是向下〕那么可以用来暂时优先同时出现的多个信号的同向信号。对于电梯的上下转速转换，那么取决于电梯位置信号。当电梯从某一层启动时，是以高速开始的，到达目标层时，会有该层的位置信号到来，此时将速度转换为低速运转，从而保证平稳停止。根据上述分析得到的控制逻辑，可以完成对可编程序控制器的编写工作。在编程中，要利用可编程控制器的中间状态存放器来表示各个中间状态，利用这些中间状态与其他信号组合来实现要求的逻辑功能。在系统运行过程中，PLC轮询各个信号的状态，对于电梯的方向控制、状态激发主要取决于第二类和第三类信号，对于同时到达的楼层信号，还要考虑优先响应以及状态保持的问题。对于电梯的正反向控制在此程序的设计中是利用了楼层检测信号，当某曾的呼叫信号到达时，通过楼层信号的逻辑组合，可以判断当前电梯所处的位置，这样就可以决定电梯应该运行的方向。在优先和保持的设计时，充分利用电梯上下行的中间状态，下行时可以相应执行下行呼叫按钮信号，对于上行呼叫信号，通过改楼层位置信号和下行状态信号的逻辑组合进行保持；对于上行状态也是如此处理。这样就很好的完成了对多个信号的处理。在速度转换设计上，通过楼层位置信号与对应楼层的指令信号共同形成控制指令。系统离开某曾向目标运行时以高速开始的。对于目标层，如果系统执行到该层的指令，那么检测是否到达该目标层〔由目标层的位置检测提供信号〕，一旦得到信号那么开始转为慢速运行直至停止。5.5PLCI/O分配表5-1PLC的I/O分配1一层平层I0.0.1电梯到一层Q0.11四层向下指令Q2.52二层平层I0.12电梯到二层Q0.22四层向上指令Q2.63三层平层I0.23电梯到三层Q0.33五层向下指令Q2.74四层平层I0.34电梯到四层Q0.44向上到一层Q3.15五层平层I0.45电梯到五层Q0.55向上到二层Q3.26内呼一层I0.56电梯向上指令Q0.66向上到三层Q3.37内呼二层I0.67电梯向下指令Q0.77向上到四层Q3.48内呼三层I0.78到一层指令Q1.18向上到五层Q3.59内呼四层I1.19到二层指令Q1.29向下到一层Q4.110内呼五层I1.210到三层指令Q1.310向下到二层Q4.211一层外呼上行I1.311到四层指令Q1.411向下到三层Q4.312二层外呼上行I1.412到五层指令Q1.512向下到四层Q4.413三层外呼上行I1.513电梯离开楼层Q1.613向下到五层Q4.514四层外呼上行I1.614换速指令Q1.714电梯向上Q3.615二层外呼下行I1.715一层向上指令Q2.015电梯向下Q3.716三层外呼下行I2.016二层向下指令Q2.116电梯快速Q4.617四层外呼下行I2.117二层向上指令Q2.217电梯慢速Q4.718五层外呼下行I2.218三层向下指令Q2.31919三层向上指令Q2.41楼向下呼叫或选层2楼向下呼叫或选层3楼向下呼叫或选层1楼向下呼叫或选层2楼向下呼叫或选层3楼向下呼叫或选层电梯在四楼?5.6编程软件及其使用5.61计算机的配置要求SETP-7Micro/WIN要在PC机上运行，它对PC机的最小配置要求如下：〕操作系统Windows2000SP3以上；WindowsXPHome；WindowsXPProfessional；〕硬盘至少100MB以上空间。2软件的安装与卸载SETP7-Micro/WINV4.0的安装步骤：1〕将SETP7-200软件包翻开，双击setup，进入安装向导。2〕按照安装向导的提示完成软件的安装。软件程序安装的路径可以使用默认子目录，也可以用浏览按钮弹出的对话框选择子目录。3〕出现PG/PCinterface窗口单击OK按钮。4〕在安装结束后，会出现下面的选项：是，我现在要重新启动计算机〔默认选项〕；否，我以后再启动计算机。5〕如果出现该选项，建议用户选择默认项，单击“完成〞，完成安装。3软件卸载逐步翻开Windows操作系统的开始-设置-控制面板，在其中单击“添加/删除程序〞按钮，选择相应的SETP-7卸载。完成卸载。5.61硬件连接有三种方式连接s7-200和编程设备：通过PPI多主站电缆直接连接，或者通过带有MPI电缆的通信处理卡〔CP〕连接，或者通过以太网通信卡连接，但最常用的是普通的PPI编程电缆。用于s7-200PLC的编程电缆长度一般均为5m。有RS-232和USB接口的两种编程电缆可以选择，编程电缆将PLC的编程口与计算机的RS-232口或USB口相连，PLC主机有两中供电方式，一种是直流供电，一种是交流供电，但一般在购置时选择交流供电方式的CPU主机单元。2拆卸CPU模块或者扩展模块如果需要拆卸CPU模块或者扩展模块，请按以下步骤：1〕关闭所有电源；2〕撤除模块上所有连线和电缆，主机和局部扩展模块的端子排是可拆卸的。该功能可使的拆卸I/O工作变得简单，如果有其他扩展模块连接在要拆卸的模块上，应翻开前盖，拔掉相邻模块的扩展扁平电缆。3〕拆掉安装螺钉，拆下模块，或从35mm标准导轨上扣下模块。5.6.3用PPI多主站编程电缆与s7-200建立通信时，常用参数的设置如下：1双击指令树“工程〞目录下的图标，设置PLC的类型及CPU版本。2将编程设备〔如PC机〕的通信地址设为0，CPU的默认地址为2.3PC机得接口一般使用COM1或USB。4传输波特率为9.6kbit/s。如果建立了计算机和PLC的在线联系，就可以利用软件检查、设置和修改PLC的通信参数，步骤如需下：1单击浏览条中的系统块图标，或从“视图〞菜单中选择“系统快〔systemblock〕〞选项，将出现系统快对话框。2单击“通信口〔port〕〞选项卡，检查各参数，确认无误后单击“确定〞如果需要修改某些参数，可以先进行有关的修改，再单击确认。3单击工具条中的下载按钮，即可把修改后的参数下载到PLC主机，当然参数块得下载也可以与程序下载同时进行。5.61单击浏览条中通信图标，进入通信对话框，双击刷新图标。SETP7-Micro/WINV4.0搜索并显示连接的s7-200CPU的图标。2选择相应的s7-200CPU并单击OK。如果SETP7-Micro/WINV4.0未能找到s7-200CPU，应单击设置PC/PG接口按钮，核对通信参数设置，并重复以上步骤。6电梯的仿真6.1程序仿真步骤1把程序导出保存为*.awl格式文件。2翻开仿真软件，设置CPU类型。添加相应的扩展模块EM223和EM222。3装载awl文件。4监控梯形图，运行PLC。5点击输入点，使相应输入点闭合，查看梯形图输出情况。6.2仿真软件设置本毕业设计的仿真软件是运用西门子S7_200_sim1.2，该软件使用步骤如下：双击翻开该软件，带进入软件后就按照以下方法设置PLC配置。图1PLCCPU设置界面设PLC配置完成后的界面如下列图所图2PLC配置设置完成的界面2装载程序步骤：在软件的工作界面上点击图标，将出现对话框并如图左所示选择，最后点击这样程序将自动装载到软件，最后点击后就可以进行仿真。注：在装在程序前应先在编程软件上导出程序保存为.awl格式当刚开始转换到运行状态时，电梯处于离开楼层，只有Q1.6亮，如图图3切换到运行状态截图6.3楼层信号的产生与消除当电梯运行到某一层楼时，对应楼层的感应器将会接受到感应信号，并与它的相邻楼层进行互锁，从而保证电梯楼层信号在逻辑上的唯一，并将此信号送楼层指示。例如：以第二层为例，当电梯停在一楼时，当电梯到达第二层时，二楼的感应器接通〔I0.1〕，只有当三楼、一楼的感应器I0.2、I0..0没有接通的情况下才能正常的显示。Q1.7亮表示换速。仿真效果如所示。电梯此时在一楼。图4电梯在一楼截图然后接到向上到二楼的指示，图5电梯接到内呼二楼截图Q0.6表示电梯向上指令，Q1.2表示到二层指示，然后Q3.2表示想上到二层，当二层检测到楼层到位信号时即I0.1接通时，如图图6电梯接到二楼到位信号后截图表示电梯到了二层。6.4停车信号的登记与消除当乘客在轿内选择1～5层的选层按钮操作时，被选中的楼层对应的内选记忆灯将会亮，直到该楼层的楼层感应器接受到信号为止。例如：如果被选中的楼层是三层时，图7轿内呼叫三层截图即此时电梯向上指令动作Q0.6亮，电梯离开楼层Q1.6，电梯向上到三层Q3.3，向下到三层 Q4.3，电梯快速Q4.6，都亮，然后到三层平层时，此时I0.7断开，I0.2接通，得下列图图8到达三层截图此时电梯到三层平层Q0.3亮，Q4.7电梯慢速指示灯亮。6.5外召唤信号的登记与消除在厅外呼梯时，呼梯信号应被接收与记忆。当到该层时，假设定向方向与目的方向一致时，呼梯要求被满足，呼梯信号被取消。例如：以第三层上外呼为例，当电梯在第一层时，假设三层有人按外呼上行按钮到四层时，首先电梯在一层平层信号登记，然后接到三层向上的信号后如图图9接到三层外呼向上信号Q0.6亮表示电梯接收到向上的指令，Q2.4表示三层向上指令，Q3.3表示先向上到三层，当到三层时，此时I0.2接通，如图图10到达三层截图表示到了第三层，然后进入电梯，按下轿内到四层指令，如图图11按下轿内到四层指令截图Q0.6表示的是电梯接收到向上的指令，Q3.4表示向上到四层，然后当检测到第四层的信号时，I0.3接通，如图图12电梯由三层到达四层截图Q0.4亮表示电梯到了四层。总结经过最近的学习和交流，通过各种途径查阅资料每天进入图书馆和电子阅览室，这近一个多月让我重新学到了很多东西，对电梯的运行过程有了系统的认识和理解。对本专业知识也是很好的系统化和实用化。通过这次设计让我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业根底知识。本次毕业设计的内容是PLC在电梯上控制系统设计。采用德国西门子PLCCPU226加扩展模板EM223和EM222，虽然本系统采用的是交流双速作为电梯的主电路，但是由于采用了R、L的串联制动，并用继电器控制接入阻抗的大小，同样可以用来控制制动过程的强度，搞高停车制动的舒适度，同时降低了电梯的本钱。在实际生活中具有一定的实际意义。电梯PLC控制系统所涉及的面非常广，使我原来的知识得到了稳固和加深。通过这次毕业设计我又学到了很多新的知识，特别是电梯的根本结构、根本工作原理、PLC的编程方法、软件的仿真、控制系统的设计。而且这是一次难得的把所学的理论知识在实践中加以运用的时机，使之更融会贯穿，对我日后的学习和工作都会有很大的帮助。本次设计通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富。但此次设计肯定还有很多足的地方，例如电梯舒适度可以采用变频器调速、电梯的数码管显示等都可以使电梯更加舒适、平安、可靠。致谢本文采用了cpu-226PLC设计的五层电梯的控制系统，使我们深刻的学习到了PLC这门学科的重要性。本次设计只需要五层电梯，但是却考虑到了平时生活中我们不太注意的细节，如电梯的速度、电梯的停止和优先级的选择，这些都在编程的时候都发现了问题，要注重主干和细节的结合。感谢王霞老师的指导使我稳固了PLC学习，而且使我学会了许多Word的技巧，使我们以后在使用PLC的时候更加方便。同时更加感谢在设计过程中相互学习的同学们，你们提供给了我不少的信息。让我更加懂得团结的力量。最后，向在百忙之中抽出珍贵时间评审本设计的各位专家表示感谢。参考文献[1]汪晓光等.可编程控制原理及应用北京机械工业出版社，1994[2]廖长初.可编程控制器应用技术重庆重庆大学出版社，1997[3][4]

吴中俊等编著.可编程序控制器原理及应用北京机械工业出版社2004[5]

李道霖，电气控制与PLC原理及应用电子工业出版社2006[6]贾德盛等编著PLC应用开发子程序人民邮电出版社[7]

肖军,孟令军编著.可编程序控制器原理及应用北京清华大学出版社2023[8]吴志宏可编程控制器入门及应用实例中国电力出版社2023[9]

西门子公司.SIMATICS7-200可编程控制器系统手册[10]高钦和编著PLC应用开发案例精选〔第二版〕人民邮电出版社2023.7[11]陈家盛主编电梯结构原理及安装维修北京机械工业出版社[12]王永华编著现在电气控制及PLC应用技术〔第二版〕北京航空航天大学出版社2023[13]Johnsons,D.G.编著ProgrammablecontrollersforfactoryautomationN.Y.MarcelDekker1987.[14]Berger,Hans编著ProgrammablecontrollersBerlinSiemensAktiengesellschaft，1993附录参考程序如下：TITLE=Network1//电梯检测到一层LDI0.0LDQ0.1ANI0.1OLD=Q0.1Network2//电梯检测到二层LDI0.1LDQ0.2ANI0.2ANI0.0OLD=Q0.2Network3//电梯检测到三层LDI0.2LDQ0.3ANI0.3ANI0.1OLD=Q0.3Network4//电梯检测到四层LDI0.3LDQ0.4ANI0.4ANI0.2OLD=Q0.4Network5//电梯检测到五层LDI0.4LDQ0.5ANI0.3OLD=Q0.5Network6//轿内到一