基于西門子s7-200plc的四層電梯及組態監控的設計(留存版)

　　

【正文】 執行后解除 ； 內選信號、呼梯信號、行車方向、行車樓層位置均有 信號燈指沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 9 示 ；樓層顯示燈亮表示轎廂停于該層，燈滅表示電梯 離開該層 ； 無 呼梯 時 ， 5S內沒有人呼梯，電梯停止運行 ； 行車時不能手動開門或本層呼梯開門 ， 開門不能行車 。 課題 的 目的、 意義 以 前 ，我國住宅樓電梯大部分是采用繼電器控制的，由于控制線路復雜、體積大、故障率高而且難于維護，使電梯難以達到安全、穩定、可靠的 基本要求，事故時有發生。 對 PLC 的操作包括程序輸入和程序更改的操作。 ⑹ 運動、過程控制功能 運動控制功能就是指通過高速計數模塊和位置控制模塊等進行單軸或多軸控制。 ⑵ 中期的 PLC（ 20 世紀 70 年代中期－ 20 世紀 80 年代中后期） 在 20 世紀 70 年代，微處理器的出現使 PLC 發生了巨大的變化。目前我國合資、獨資的電梯生產企業已有 200 多家。 1854 年，在 紐約 水晶宮舉行的 世界博覽會上，美國人伊萊沙 關鍵詞 ： 電梯 ； PLC； 監控 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） III Abstract With the continuous development of urban construction, the increasing plex construction, the lift of life in today39。 中國最早的一部電梯出現在上海，是由美國奧的斯公司于 1901 年安裝的。 PLC 的發展階段 隨著微處理器的出現，大規模、超大規模集成電路技術的迅速發展和數據通信技術的不斷進步， PLC 也迅速發展，其發展過程大致可分為以下三個階段。 ⑴ 調節控制功能 條件控制功能是指用 PLC 與、或、非指令取代繼電器觸點串聯，并聯及其 他各種邏輯連接，進行開關控制。采用了精簡化的編程語言，編程出錯率大大降低，而為工業惡劣操作環境設計的硬件使可靠性大大提高。 ② 擴展的靈活性。 主要研究內容 本次設計主要 是 利用 可編程序控制器（ PLC）控制一個四層電梯， 首先進行硬件設計，包括 CPU 處理模塊、擴展模塊、資源分配以及外部接線等，然后 在硬件設計的基礎上， 選用西門子公司 的 STEP7－ Micro/ 編程軟件 進行了設計，設計出系統的程序流程圖及梯形圖程 序，并對系統進行了分析和調試， 實現了電 梯的自動 控制。 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 11 3 電梯系統 硬件 的 設計 PLC 結構及工作原理 PLC 的基本結構 ： 一般 PLC 分為箱體式和模塊式兩種。 輸出刷新階段：當所有的指令執行完畢，輸出狀態寄存器的通斷狀態在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器等）輸出，驅動相應輸出設備工作。 電梯控制的邏輯關系，各輸入 、輸出 端子分配見表 。 另外 在軟件調試過程中 也 遇到了一些 的問題 ，比如下載 PLC 程序時，顯示下載錯誤， PLC 程序無法運行。在 MCGS 組態軟件的用戶窗口中，制作一個動畫界面。 本系統的組態畫面設計如下圖所示。與此同時，也鍛煉了我的動手能力，而這些正是我成長過程中一次很好的經歷，我相信一定會為我今后的發展奠定了良好的基礎。實踐證明 ， 將 PLC 可編程控制器和 MCGS 組態軟件結合可以非常好地模擬電梯控制系統的測試運行 ， 有利于 PLC控制系統的設計和檢測，具有良好的應用價值。 表 數據詞典列表 變量名 變量類型 寄存器 對應數據變量 四層內選按鈕 開關型 i00 三層內 選按鈕 開關型 i01 二層內選按鈕 開關型 i02 一層內選按鈕 開關型 i03 四層下呼按鈕 開關型 i04 三層下呼按鈕 開關型 i05 二層下呼按鈕 開關型 i06 三層下呼按鈕 開關型 i07 二層下呼按鈕 開關型 i10 一層下呼按鈕 開關型 i11 四層行程 指示 開關型 i12 三層行程 指示 開關型 i13 二層行程 指示 開關型 i14 一層行程 指示 開關型 i15 四層指示燈 開關型 q00 三層指示燈 開關型 q01 二層指示燈 開關型 q02 一層指示燈 開關型 q03 轎廂下降指示 開關型 q04 轎廂上升指示 開關型 q05 四層內選指示 開關型 q06 三層內選指示 開關型 q07 二層內選指示 開關型 q10 一層內選指示 開關型 q11 一層上呼指示 開關型 q25 二層上呼指示 開關型 q24 三層上呼指示 開關型 q23 四層下呼指示 開關型 q22 三層下呼指示 開關型 q21 二層下呼指示 開關型 q20 一次動作標志 數值型 － movey1 門開關動作 數值型 － movex1 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 31 制作監控畫面 轎箱運動監控動畫是電梯監控程序的一個重要內容，它以動畫的方式直接反映電梯模型的運動，生動形象。三類產品風格相同，功能各異，三者完美結合，融為一體，形成了整個工業監控系統的從設備采集、工作站數據處理和控制 、上位機網絡管理和 web 瀏覽的所有功能，很好的實現了自動控制一體化的功能。 電梯運行 程序如下： 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 21 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 22 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 23 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 24 電梯上、下行程序如下： 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 25 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 26 程序調試 PC 與 PLC 的通信 程序 PC 與 PLC 進行通訊，需一些參數的設置，本系統的參數設置過程如下 ： ⑴ 程序 與 PLC 的 CPU 通訊電纜 進行 連接 。 每組電流總和 8A； I/O 端子 可拆卸 ； 背板總線消耗電流 80mA；功耗 3W 。 以下詳細敘述 PLC三個階段的工作過程： PLC在輸入采樣階段： 以掃描方式依次地讀入信號的通 /斷狀態，并將它們存入存儲器輸入暫存區的相應單元內，這部分存儲區也特別地稱為輸入映像區。使用該軟件時需要一根連到計算機串行通訊口的 PC/PPI 電纜，其通訊參數的配置可以在安裝軟件結束時或在運行時進行。使用監控系沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 7 統對工業自動化生產過程實施監控，即使不深入現場，也能了解設備狀況，分析設備問題，并且能夠記錄設備的各種信息。當系統發生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位 ，以便維修。 PLC 的主要特點 PLC 之所以能迅速發展和廣泛應用，是因為它具有以下特點： ⑴ 可靠性高 ① PLC 不需要大量的活動元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時，系統的維修簡單，維修時間短。這樣使 PLC 軟、硬件功能發生了巨大變化。 1987 年 2 月國際電工委員會（ IEC）對可編程控制器定義如下： “可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，是專門為在工業環境下應用而設計的。 生活在繼續，科技在發展，電梯也在進步。電梯作為 樓群 建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。從那以后，升降梯在世界范圍內得到廣泛應用。除上述電梯的分類外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、斜行電梯、雙層轎廂電梯等等。除此之外，還提供了一定數量的數據寄存器。 ⑼ 通訊聯網功能 通訊聯網功能是 PLC 之間的聯網， PLC 與上位計算機的連接等，實現遠程 I/O控制或數據交換，以完成系統規模較大的復雜控制。對電氣技術人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。因此，本系統采用 西門子公司的小型 PLC 系列 S7－ 200中的 STEP7Micro/ 編程軟件。根據 此次 電梯控制系統的要求，我選用了德國 西門子 公司 推出的 小型PLC 系列 S7200，它具有可靠性高、體積小、擴展方便，使用靈活的特點。然后再從頭開始掃描執行，周而復始重復運行。 PLC就這樣不斷反復循環，實現對機器的連續控制，直到接收到停機命令，或因停電、出現故障等才停止工作。 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 18 系統的 程序 設計 程 序流程圖 PLC 設計 電梯采用自動運行方式控制， 根據此控制邏輯 設計 的 流程 圖 如 圖 所示 。 MCGS 組態軟件由 “MCGS 組態 環境 ”和 “MCGS 運行環境 ”兩個系統組成。 在定義之前，應充分分析和考慮所有問題，最后列出需要沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 30 的所有的點（即變量）。本文采用西門子 S7—200 可編程控制器設 計 電梯的控制系統 ， 完成電梯的轎內指令、廳外召喚指令、樓層位置指示等控 制任務。在這 4 個月時間里，我首先要感謝在畢業設計中給 了我熱心指導和幫助的 李姣老師，因為有了李姣 老師的耐心和敬業精神， 才使我的畢業設計 能夠 順利的完成。 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 34 遇到的 問題分析 在本次監控軟件的制作 過程中，遇到了 一些 問題。 組態配置各種不同類型和功能的對象或結 構 ， 可以對實時數據進行可視化處理。 MCGS 組態 軟件具有全中文、面向窗口的可視化操作界面。 主機 1M、2M、 3M 和面板 V+接電源 +24V，主機 1L、 2L、 3L、 4L、 5L 和 面板 COM 接電源GND。每次掃描開始，先執行一次自診斷程序，對各輸入輸出點、存儲器和 CPU 等進行診斷，診斷的方法通常是測試出各部分的當前狀態，并與正常的標準狀態進行比較，若兩者沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 13 一致，說明各部分工作正常，若不一致則認為有故障。無任哪種結構類型的 PLC，都屬于總線式開放型結構，其 I/O 能力可按用戶需要進 行擴展與組合。當 電梯在上升的過程中只響應向上的呼叫，在下降 的過程中只響應向下的呼叫，電梯向上或向下的呼叫執行完成后再執行反向呼叫。 ③ 操作的靈活性。例如，采用軟件濾波；軟件自診斷；簡化 編程語言等。 ⑷ 數據處理功能 數據處理功能是指 PLC 能進行數據傳送、比較、移位、數制轉換、算術運算與邏輯運算以及編碼和譯碼 等操作。在軟件編程上，采用廣大電器工程技術人員所熟知的繼電器控制線路方式 － 梯形圖。解放前，我國電梯擁有量僅約 2021臺 ， 也沒有電梯制造業。PLC。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 processi