基于西門子s7-200plc的四層電梯及組態監控的設計-wenkub.com

　 　

【正文】 同時，我還要向在做畢業設計期間幫助過我的 同學表示衷心的感謝 ！ 最后，對各位專家、老師審閱我的論文深表感謝，并渴望給予批評指導。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。 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 35 6 結 論 本次畢業設計內容是四層電梯的控制系統。 譬如 組態軟件 不能與 PLC 同時 進行通訊， 因為二者共用一個計算機串口， 必須要關掉其中一個， 只有這樣 才能使另外一方與 PLC 進行數據交換，當時在這個問題上耽誤了很長時間，最后在 老師的幫助下，才 順利的解決了該問題。 本系統的組態畫面設計如下圖所示。 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。定義數據變量的內容主要包括：指定數據變量的名稱、類型、初始值和數值范圍，確定與數據變量存盤相關的參數等。 組態軟件的制作過程 建立 MCGS 新畫面 制作組態軟件需要畫面的設計和參數的設置，由圖 用戶窗口屬性設置 可知，窗口位置為任意擺放 ， 窗口邊界為可變邊 。在 MCGS 組態軟件的用戶窗口中，制作一個動畫界面。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。 MCGS 組態軟件支持多種硬件設備，實現 “設備 無關 ”，用戶不必因外部設備的局部改動，而影響整個系統 。實時性強，有良好的并行處理性能和豐富生動的多媒體畫面。 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。 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 。其編程軟件具有以下一些功能：硬件配置、參數設置、通信設置、程序編輯、測試、運行和診斷等功能。 圖 PLC外部接線圖 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 17 4 電梯系統的 軟件設計 西門子 PLC 編程軟件 STEP7－ Micro/WIN 是專門為 S7200 設計的，在個人計算機 Windows 操作系統下運行的編程軟件，它的功能強大，使用方便，簡單易學。 電梯控制的邏輯關系，各輸入 、輸出 端子分配見表 。 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 。然后又從自診斷開始，進行第二輪掃描。此時， PLC 立即啟動關機程序，保留現行工作狀態，并關斷所有輸出點，然后停機。 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。 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。 用掃描工作方式執行用戶程序時，掃描是從第一條程序開始，在無中斷或跳轉控制的情況下 ，按程序存儲順序的先后逐條執行用戶程序，直到程序結束。 PLC 的基本結構框圖如圖 所示。 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。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。 通常 PLC 由主機、輸入 /輸出接口、電源、編程器擴展器接口和外部設備接口等幾個主要部分組成。 另外 電梯 還具有樓層顯示、呼叫記憶、內選呼叫指示等功能。 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。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。同時，由于 PLC 功能齊全、應用靈活，能夠滿足電梯控制的要求而且具有抗干擾性能強、操作方便、維護簡單等特點，使得系統可靠性大大提高 。操作十分靈活方便，監視和控制變得十分容易。 ② 擴展的靈活性。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 有多種程序設計語言可供使用。 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 6 ⑵ 易操作 ① 操作方便 。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。 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。 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 5 ⑻ 遠程 I/O 功能 過程 I/O 功能是指通過過程 I/O 單元將分散在遠距離的各種輸入，輸出設備與PLC 主機相連接，進行遠程控制，接收輸入信號，傳出輸出信號。 ⑸ A/D 與 D/A 轉換功能 A/D 與 D/A 轉換功能就是通過 A/D， D/A 模塊完成模擬量和數字量之間的轉換。 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。這樣使 PLC 軟、硬件功能發生了巨大變化。在硬件方面，增加了模擬量模塊、遠程 I/O 模塊、各種特殊功能模塊并擴大了存儲器的容量，使各種邏輯線圈的數量增加。其中 PLC 特有的編程語言－梯形圖一直沿用至今。 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。 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。 電梯的 分類 電梯的種類相當很多，按用途分為乘客電梯、載貨電梯、醫用電梯、住宅電梯、雜物電梯、觀光電梯、車輛電梯、船舶電梯、建筑施工電梯等； 按驅動方式可分為交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條電梯、螺桿式電梯、直線電機驅動的電梯； 按速度分為低速電梯（速度低于 1m/s 以下）、中速電梯（速度在 1~2m/s 之間）、高速電梯（速度大于 2m/s）、超高速電梯（速度超過 5m/s），不過隨著電梯技術的不斷發展，電梯速度越來越高，區別高、中、低速電梯的速度限值也在相應地提高；按拖動方式分為交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條電梯等；按操縱控制方式分為手柄開關操縱電梯、按鈕控制電梯、信號控制電梯、集選控制電梯等。 70 年代初，全國僅有幾家電梯制造廠，至 80 年代末就發展沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） 2 到 150 多 家，至今已超過 200 家，且世界著名電梯廠商在我國均有合資企業。 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。 生活在繼續，科技在發展，電梯也在進步。奧的斯先生的發明徹底改寫了人類使用升降工具的歷史。 Monitor 沈陽航空工業學院北方科技學院畢業設計（論文） III 目 錄 1 緒 論 ............................................................................................................................... 1 電梯的概述 ................................................................................................................. 1 電梯在國內外的研究現狀 ................................................................................... 1 電梯的分類 ..............................................................................