西門子plc控制的五層電梯系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，決定電梯運行的運行方向。 在定向 時， 根據電梯轎廂內乘客欲往層樓的位置信號 或各層樓大廳乘客的召喚信號位置與電梯所處層樓的位置信號進行比較，門廳信號和內選信號都做為輸入信號與電梯位置信號進行比較， 凡是在電梯位置信號上方向的轎內或層樓廳外召喚信號 ，則電梯屬 上行狀態；凡在其下方向的，則定下行狀態。 而且規定在運行方向確定之后 只有同方向的才能截梯，方向不能截梯 ，不響應中途的方向呼喚要求，直到到達本反方向的最遠戰點才開始返程。 要保持最遠層樓召喚信號所要求的電梯運行方向，而不能輕易地更改，這樣以保證最高層樓 (或最江蘇科技大學本科生畢業論文 10 低層樓 )乘客的乘用電梯，而只有在電梯完成最遠層樓乘客的要求后，方能改變電梯運行方向。 同時 轎內指令信號優先于各層樓廳外召喚信號而定向，即當空轎廂電梯被某層廳外乘客召喚到達該層后，某層的乘客即可進入電梯轎廂內而撳按指令按鈕令電梯定上行方向 (或下行方向 )；若該乘客雖 進入轎廂內且電梯門未關閉而尚未撳按指令按鈕前 (即電梯尚未定出方向 )，出現其他層樓的廳外召喚信號時，如此召喚信號指令電梯的運行方向有別于已進入轎廂內的乘客要求指令電梯的運行方向，則電梯的運行方向應由已進入轎廂內的乘客要求而定向，而不是根據其他層樓廳外乘客的要求而定向。 （ 4） 轎廂的啟動與平層 轎廂 在運行方向確定，轎廂已關好門時啟動運行，運行的初始階段是加速運行階段，其后是穩定運行階段。 （ 5） 轎廂的平層與停車 轎廂的運行后需確定在哪一層站停車，平層是指停車時，轎廂的平層停車過程需在轎廂底面與停車樓面相平之前開 始，先是減速，再是制動，以滿足平層的準確性及乘客的舒適感。 傳統的電梯的平層開始信號由平層感應器發出。上平層感應器及下平層感應器裝在轎廂頂部，隔磁板安裝在井道壁上。上行時，上平層感應器 首先插入隔磁鐵板板，發出減速信號，電梯開始減速，至下平層感應器插入隔磁鐵板時，發出開門及停車信號，電動機停轉，抱閘抱死，下行時下平層感應器首先插入隔磁鐵板，發出減速信號，電梯開始減速，至上平層感應器插入隔磁鐵板時，發出開門及停車信號。 江蘇科技大學本科生畢業論文 11 第 三 章 PLC 的結構及基本指令 PLC 的結構原理 可編程序控制器（ Programmable Logical Controller,簡稱 PLC），是在繼電器控制和計算機控制的基礎開發的產品，逐漸發展以微處理器為核心，集自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業自動裝置。它有可編程性，且編程靈活簡單，有在惡劣環境下工作的高抗干擾能力 ，適應性力。而其體積小，重量輕，價格底等特點，在工業控制應用上越來越廣泛，電梯控制系中的應也不例外。 不同的生產廠家生產的可編程邏輯控制器的結構 多種多樣，但 基本 組成原理是一樣的 。 、 PLC的硬件系統結構 從硬件來看， PLC 主要由 CPU， 存儲器 ， I/O 接口 ， 電源 ， 編程器 等組成。 圖 二 PLC 硬件的基本結構 江蘇科技大學本科生畢業論文 12 （ 1） CPU 板 CPU 板 PLC 的核心部件，它包括：微處理器 CPU、存儲器（ ROM、RAM）、并行接口（ PIO）、串行接口（ SIO）及時鐘控制電路等。 CPU板是 PLC 的運算、控制中心，用來實現各種邏輯運算、算術運算及對整機進行管理控制； PLC 內部配有程序存儲器和數據存儲器（ ROM，RAM），分別用于存儲系統程序和用戶程序，并生成用戶環境；并行接口和串行接口主要用于 CUP 與各接口電路之間的信息交換。時鐘及控制電路用于產生脈沖及各種控制信號。 （ 2）輸入 /輸出電路 輸入電路通常有兩種形式；直流輸入和交流輸入電路。輸入電路的作用是接收現現場輸入設備送來的控制信號，并經光電耦合器隔離后轉換成 PLC 內部的標準電平信號，然后由 CPU 讀入并送至輸入映象寄存器中，供程序執行使用。 輸出電路的作用是將 PLC 的輸出控制信號送給外部輸出設備，通過輸出設備控制被控制對象工作。輸出電路共有三種形式：一種是繼電器形式，它是通過控制繼電器的線圈使其觸點的通斷來控制輸出設備，實現電氣隔離；另一種是晶體管輸出型，它是通過光電耦合器使輸出開關晶體管通斷，進而控制輸出設備；第三種是 可控硅輸出型，通過觸發可控硅的通斷實現對外部輸出設備的控制。 （ 3）存儲器擴展接口 存儲器擴展接口用于連接用戶程序存儲器及數據存儲器的擴展卡盒。常用的擴展卡盒有三種：一種是 COMS 開型 ROM 卡盒，它需要江蘇科技大學本科生畢業論文 13 用鋰電池后備，以防止斷電時丟失程序及數據；另一種是 EPROM 卡盒，這種卡盒需要用專門寫入器將調試好的用戶程序或數據寫入 EPROM中，擦寫時需要用紫外線擦除器；第三種是 EEPROM 卡盒，是電可擦除存儲器，它的寫入和擦寫只需專用編程器。 （ 4） I/O 擴展接口 I/O 擴展接口與 CPU 之間是以總線方式連接的，因此它可 以連接開總量的 I/O 擴展單元及擴展塊，使 I/O 點數規模在配置更加靈活。同時也可以配接如模擬量、高速脈沖等單元及通信適配器等特殊功能模塊，使 PLC 的功能大大增強。 （ 5）編程器及其接口 編程器用于程序及數據的輸入、編輯、調試和檢測。當 PLC 在正常運時，一般不需要編程器，因此編程器設計為獨立的部件。為了能對 PLC 進行編程及調試，在 PLC 上專門設有一個編程接口，通過這個接口可以連接各種形式的編程器。編程器的種類很多，常見的有便攜式手持程器、專用智能編程器和通過計算機和專用接口實現對 PLC 的編程。 （ 6）電源 PLC 一般使用 220V 的交流電源，電源部件將交流電轉換成供 PLC的中央處理器，存儲器等電子電路工作所需的直流電源，使 PLC 能正常工作。 、可編程控制 任何一個控制系統要完成目的控制功能，必須通過一定的控制程江蘇科技大學本科生畢業論文 14 序來實現的。通常控制序可分兩大類：固定布線程序和可編程序。 （ 1）固定布線程序 傳統的繼電器控制系統和電子器件系統中，要實現各種控制功能，其控制程序是由種電氣元件通 過 一定的聯接方式 布線而成，輸入設備如按鈕開關、限位開關、傳感器等，用以向控制系統送入信號。輸出設備如接觸器、電磁閥等用以控制被控制對象 的動作。其輸入對輸出的控制是通過接線來實現，接線工作結束后，控制程序也被確定下來，若要改變控制程序，則必須改變接線方式重新布線，對于一個復雜的系統，是非常困難的。 （ 2）可編程序控制 可編程序控制控制系統中完成一定的控制，只通過專用的編程器，用程序語言進行編程，寫入可編程控制的程序的存儲器中，然后由可編程序控制器來完成各種操作。 在可編程系統中，若要改變控制程序，只用編程器改寫程序存儲器中的某些程序語句，不必要重新布線，由于控制被控對象的動作是控制程序語言來表達的，故又稱為軟件程序。 PLC 的 工作原 理 PLC的等效 工作 電路 PLC 是由以微機為核心的電子部件，可以將它看作是一個由各種繼電器、定時器、計數器及狀態器組合體。 PLC 的輸入繼電器，由外部開關通過輸入端來驅動的； PLC 內的輸出繼電器，帶有無數內觸點和外部輸出觸點。此外， PLC 還有如定時器、計數器、狀態寄存器等江蘇科技大學本科生畢業論文 15 “ 軟 ” 元件，這些元件帶有動作線圈和很多電子常開觸點和常閉點，可以在 PLC 內自由選擇使用。 PLC 控制系統主要由三部分組成：輸入部分、控制部分、輸出部分。 輸入部分由用戶輸入設備組成，如按開關、操作開關、限位開關及傳感器等。它們直接 與 PLC 的輸入端子相連接，用以產生輸入信號，這些信號或來自電梯轎廂操縱控制板，或來自電梯井道。 控制部分是根據被控對象的實際控制要求編制用戶程序，并將編制好的程序通過編程器送入 PLC 內的用戶程序存儲器中， CPU 反復掃描執行用戶程序，并產生各種輸出控制信號， PLC 的控制功能是通過用戶程序來實現的。 輸出部分主要由用戶輸出設備組成，如接觸器、繼電器等，它們直接和 PLC 的輸出端子相連，用以控制被控制的對象動作。 、 PLC的工作 原理 PLC 的工作過程實質上就是執行程序的過程。當 PLC 運行時， CPU按照分時 操作原理每個周期執行一個操作，由于 CPU 的運算處理速度很快，使得外部出現的結果從宏觀來看似乎是同時完成的，種分時操作的過程稱為 CPU 對程序的掃描。 PLC 的工作過程分為三個階段：輸入處理、程序執行及輸出處理。 （ 1）輸入處理 PLC 以重復掃描方式執行用戶程序。在執行程序前首先按地址編碼順序將所有輸入端子的通斷狀態（輸入信號）讀入輸入映像寄存器江蘇科技大學本科生畢業論文 16 中，然后開始執行程序。在執行過程中，即使輸入狀態發生了變化，但輸入映象寄存器中的內容不變，直到一個掃描周期的輸入處理階段才重新讀輸入狀態。 （ 2）程序執行 在程序執行階 段， PLC 順序掃描用戶程序。每執行一條程序所需要的信息都是從輸入映象寄存器和其他軟元件映象寄存器讀出并參與運算，然后將執行結果寫入有關的軟元件映象寄存器中，因此各軟元件映象寄儲器中的 內 容隨著程序的執行在不斷的變化。 （ 3）輸出處理 當全部指令執行完畢后，將輸出映象寄存器中的狀態全部傳送到輸出鎖存寄存器中，構成 PLC 的實際輸出并由輸出端子送出給執行器。 PLC 的軟件系統 硬件系統和軟件相互結合才能構成一個完整 PLC 控制系統，完成各種復雜的控制功能。 PLC 的軟件系統由系統程序和 用戶程序組成。 系統程序（ 又稱系統軟件）用于 PLC 控制系統的管理、服務及對用戶程序的編譯。系統程序質量的優劣直接影響 PLC 的性能。系統軟件是由 PLC 生產廠家提供并固化在內部程序存儲器中，用戶不行存取和修改。 用戶程序也稱為應用程序或應用軟件，它由 PLC 使用者根據被對象的控制要求用程序語言編制而成。用戶程序是通過編程器鍵入到PLC 內，并線性地 放在由管理程序指定的存儲區域內。 江蘇科技大學本科生畢業論文 17 小型 PLC 的用戶程序比較簡單，通常是順序編制而成。大中型PLC 的用戶程序容量較大且比較復雜，為使用戶程序編制簡單，可以按功能、結構或使用目的將用戶程序分為各個程 序模塊，每個模塊各自完成一個確定的功能，然后把它們鏈接在一起構成一個完整的軟件系統。 本次試驗采用西門子 STEP 7 編程軟件進行編程。 STEP 7 是西門子公司專為 s7300/400 系列 PLC 設計的編程軟件