基于西門子s7-200plc的四層電梯及組態(tài)監(jiān)控的設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀

　　

【正文】 隨著時(shí)間的推移，為期 4 個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)也已經(jīng)接近尾聲。利用 MCGS 組態(tài)軟件設(shè)計(jì)模擬電梯 PLC 控制系統(tǒng)的運(yùn)行。 本系統(tǒng)的腳本編制過(guò)程 如下： 在策略組態(tài)中，單擊工具條中的 “新增策略行 ” 圖標(biāo)，則顯示如下 ： 在策略組態(tài)中，如果沒(méi)有出現(xiàn)策略工具箱，請(qǐng)單擊工具條中的 “工具箱 ” 圖標(biāo)，彈出 “策略工具箱 ”，如下 ： 單擊 “策略工具箱 ”中的 “腳本程序 ”，把鼠標(biāo)移出 “策略工具箱 ”，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小手，把小手放在 上，單擊鼠標(biāo)左鍵 ，則顯示如下： 雙擊 進(jìn)入腳本程序編輯環(huán)境，輸入 電梯監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)程序，見附錄 II。在定義時(shí)根據(jù)不同點(diǎn)的作用具體設(shè)置每個(gè)點(diǎn)的類型及參數(shù)。 MCGS 用主控窗口、設(shè)備窗 口和用沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 戶窗口來(lái)構(gòu)成一個(gè) 應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面 。兩部分互相獨(dú)立， 又緊密相關(guān)。 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 5 電梯 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) MCGS 組態(tài) 軟件介紹 MCGS 全中文工業(yè)自動(dòng)化控制組態(tài)軟件（以下簡(jiǎn)稱 MCGS）是一套 32 位工控組態(tài)軟件，可穩(wěn)定運(yùn)行于 Windows95/98/Me/NT/2021 等 多種操作系統(tǒng)，集動(dòng)畫顯示、流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、工程報(bào)表、數(shù)據(jù)與曲線等諸多強(qiáng)大功能于一身，并支持國(guó)內(nèi)外眾多數(shù)據(jù)采集與輸出設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油、電力、機(jī)械、紡織、航天、建筑、通訊、實(shí)驗(yàn)室等多種工程領(lǐng)域。 圖 電梯設(shè)計(jì)的流程圖 主要 程序 設(shè)計(jì) 及 分析 當(dāng)電梯內(nèi)部呼叫時(shí)，電梯的內(nèi)部指示燈會(huì)亮，同時(shí)電梯會(huì)自動(dòng)運(yùn)行到該呼叫層。圖 就是 S7200PLC 的外部接線圖。 系統(tǒng)的 CPU 處理模塊 基本 CPU 單元選用的是 CPU224，性能如下： 2048 程序存儲(chǔ)器； 2048 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器； 14 點(diǎn)輸入， 10 點(diǎn)輸出；可擴(kuò)展 7 個(gè)模塊 ； 128 個(gè)定時(shí)器； 128 個(gè)計(jì)數(shù)器； 4 個(gè)硬件中斷、 1 個(gè)定時(shí)器中斷；實(shí)時(shí)時(shí)鐘；高速計(jì)數(shù)器；可利用 PPI 協(xié)議或自由口進(jìn)行通信 。 為了提高工作的可靠性，及時(shí)接收外來(lái)的控制命令， PLC 在每次掃描期間，除完成上述三步操作外，通常還要進(jìn)行故障自診斷，完成與編程器等的通信。 如圖 ： PLC采用集中采樣，集中輸出的工作方式，減少了外界干擾的影響。對(duì)模塊式 PLC 有 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。 此系統(tǒng)為多點(diǎn)輸入、 多點(diǎn)輸出， CPU 選擇 224 系列 ，擴(kuò)展 模塊選用 EM223。 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 2 電梯系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì) 電梯 的 外部 結(jié)構(gòu) 及控制要求 圖 電梯外部結(jié)構(gòu) 由上圖可知， 電梯由安裝在各樓層電梯口的上升 、 下降呼叫按鈕，電梯轎廂內(nèi)樓層選擇按鈕，上升下降指示，各樓層到位行程開關(guān)組成。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的電梯 系統(tǒng)都傾向于采用先進(jìn)、實(shí)用、可靠的 PLC 來(lái)進(jìn)行控制，這樣能 提高電梯系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性及可維護(hù)性。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)展、應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。 ③ 維修方便。 ⑥ PLC 的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。 ⑽ 監(jiān)控功能 監(jiān)控功能是指 PLC 能監(jiān)視系統(tǒng)各部分運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)程，以系統(tǒng)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和記錄，甚至自動(dòng)中止運(yùn)行。 ⑶ 步進(jìn)控制功能 步進(jìn)控制能就是步進(jìn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)在多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成后，才能進(jìn)行下道工序的控制，以取代由硬件構(gòu)成的步進(jìn)控制器。 ⑶ 近期的 PLC(20 世紀(jì) 80 年代中后期至今 ) 進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代中后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的檔次普遍提高。它在硬件上以計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在 I/O 接口電路上做了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。 可編程控制器（ PLC）簡(jiǎn)介 PLC（ Programmable Logic Controller）通常稱為可編程控制器，它是一種以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。十一屆三中全會(huì)后，我國(guó)電梯業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。 1889 年 12 月，美國(guó)奧的斯電梯公司制造出了名副其實(shí)的電梯，它采用直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)蝸輪減速器帶動(dòng)卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。s daily lives. This paper is the use of Siemens S7200 PLC on elevator control system, first of all for hardware design, including the CPU processing module, the system of port allocation, as well as external wiring diagram, and then, on the basis of hardware design, software For the design, design a systematic process flow chart and ladder procedures and systems analysis and debugging, and automatic control of the elevator. Finally, the use of PC configuration software MCGS interactive interface, inspection of the elevator control system PLC operation. PLC to read through the elevator in the corresponding register of the state, surveillance, lift light, the elevator button and lift the other running directly reflects the operation of the escalator， thus achieve the goal of monitoring. Keywords： Elevator。 四層電梯及組態(tài)監(jiān)控的設(shè)計(jì) 工 學(xué) 部 工學(xué)一部 專 業(yè) 自動(dòng)化 班 級(jí) 4418501 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 負(fù)責(zé)教師 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院 北方科技學(xué)院 2021 年 7 月 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 摘 要 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展， 樓群 建筑不斷增多，電梯在 當(dāng)今社會(huì)的 生活中有著廣泛的應(yīng)用。PLC。 1892 年，美國(guó)奧的斯公司開始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉 動(dòng)繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開了先河。解放前，我國(guó)電梯擁有量?jī)H約 2021臺(tái) ， 也沒(méi)有電梯制造業(yè)。由于它擁有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、以及維護(hù)方便等特點(diǎn)，特別是適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境的能力和高可靠性，使其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在軟件編程上，采用廣大電器工程技術(shù)人員所熟知的繼電器控制線路方式 － 梯形圖。而且，為了進(jìn)一步提高 PLC 的處理速度，各制造商研發(fā)的專用邏輯處理芯片。 ⑷ 數(shù)據(jù)處理功能 數(shù)據(jù)處理功能是指 PLC 能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼 等操作。也可在線調(diào)整，修改控制程序中定時(shí)器，計(jì)數(shù)器等到設(shè)事實(shí)上值或強(qiáng)制 I/O 狀態(tài)。例如，采用軟件濾波；軟件自診斷；簡(jiǎn)化 編程語(yǔ)言等。 PLC 具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求降低。 ③ 操作的靈活性。 在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用很多都離不開監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng) 電梯在上升的過(guò)程中只響應(yīng)向上的呼叫，在下降 的過(guò)程中只響應(yīng)向下的呼叫，電梯向上或向下的呼叫執(zhí)行完成后再執(zhí)行反向呼叫。 軟件方案的確定 本系統(tǒng) 選用 STEP7Micro/ 版編程軟件，是因?yàn)樗纫酝木幊誊浖δ芨隆⒏鼜?qiáng)， 支持 32 位的 Windows9 Windows9 Windows NT、 Windows XP使用環(huán)境 ， 并且具有 易于操作， 界面一致性好， 簡(jiǎn)單易學(xué) 的特點(diǎn)。無(wú)任哪種結(jié)構(gòu)類型的 PLC，都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu)，其 I/O 能力可按用戶需要進(jìn) 行擴(kuò)展與組合。 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 PLC掃描 工作 原理圖 PLC工作過(guò)程分三個(gè)階段進(jìn)行，即 輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新 。每次掃描開始，先執(zhí)行一次自診斷程序，對(duì)各輸入輸出點(diǎn)、存儲(chǔ)器和 CPU 等進(jìn)行診斷，診斷的方法通常是測(cè)試出各部分的當(dāng)前狀態(tài)，并與正常的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)進(jìn)行比較，若兩者沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 一致，說(shuō)明各部分工作正常，若不一致則認(rèn)為有故障。 由于 CPU224 的輸入和輸出點(diǎn)不能滿足設(shè)計(jì)的要求，因此還添加了擴(kuò)展模塊 ，擴(kuò)展模塊 選用的 是 EM223 繼電器型 ， 性能如下：輸入電壓 24V； 8 點(diǎn) 輸入 、 8 點(diǎn)輸出 ； 額定負(fù)載電壓 24VDC/24V～ 230V AC； 允許范圍 ～ 30V DC/20～ 250V AC；輸出電壓 L177。 主機(jī) 1M、2M、 3M 和面板 V+接電源 +24V，主機(jī) 1L、 2L、 3L、 4L、 5L 和 面板 COM 接電源GND。顯示內(nèi)選指示燈的亮滅程序如下： 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 按下呼叫電梯按鈕，說(shuō)明有人外部呼叫電梯，這時(shí)，電梯會(huì)自動(dòng)運(yùn)行到該層，同時(shí)，對(duì)應(yīng)的樓層指示燈亮。 MCGS 組態(tài) 軟件具有全中文、面向窗口的可視化操作界面。 目前， MCGS 組態(tài)軟件已經(jīng)成功推出了 MCGS 通用版組態(tài)軟件、 MCGS 網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件和 MCGSE 嵌入版組態(tài)軟件。 組態(tài)配置各種不同類型和功能的對(duì)象或結(jié) 構(gòu) ， 可以對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。 根據(jù)西門子 S7200 點(diǎn)數(shù)、電梯模型輸入輸出端子分配及監(jiān)控程序的內(nèi)部變量，設(shè)置 的數(shù)據(jù)變量如表 所示 。 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 遇到的 問(wèn)題分析 在本次監(jiān)控軟件的制作 過(guò)程中，遇到了 一些 問(wèn)題。將 PLC 中的串口驅(qū)動(dòng)程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合 ， 能夠按照真實(shí)的情況動(dòng)作 ， 檢驗(yàn)和測(cè)試電梯 PLC 控制系統(tǒng)對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。在這 4 個(gè)月時(shí)間里，我首先要感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)中給 了我熱心指導(dǎo)和幫助的 李姣老師，因?yàn)橛辛死铈?老師的耐心和敬業(yè)精神， 才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì) 能夠 順利的完成。 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 致 謝 四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，在此，我要感謝所有曾經(jīng)教導(dǎo)過(guò)我的老師和關(guān)心過(guò)我的同學(xué)，是他們?cè)谖业拇髮W(xué)生活中給予了我無(wú)私的幫助和關(guān)懷，教會(huì)了我方方面面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。本文采用西門子 S7—200 可編程控制器設(shè) 計(jì) 電梯的控制系統(tǒng) ， 完成電梯的轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示等控 制任務(wù)。 圖 組態(tài)歡迎窗口 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 圖 組態(tài)模擬圖