基于西門子s7-200plc的四層電梯及組態(tài)監(jiān)控的設(shè)計(jì)(已改無錯(cuò)字)

　　

【正文】 出控制信號，完成一個(gè)掃描周期。然后又從自診斷開始，進(jìn)行第二輪掃描。 PLC就這樣不斷反復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器的連續(xù)控制，直到接收到停機(jī)命令，或因停電、出現(xiàn)故障等才停止工作。 系統(tǒng)的 CPU 處理模塊 基本 CPU 單元選用的是 CPU224，性能如下： 2048 程序存儲器； 2048 數(shù)據(jù)存儲器； 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 。 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。 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 。 系統(tǒng)的 端口分配及功能表 對于 PLC 電梯控制系統(tǒng)的輸入、輸出點(diǎn) 必須進(jìn)行合理的配置 。 基本的輸入顯示功能有 ：一層內(nèi)選指示、二層內(nèi)選指示、三層內(nèi)選指示、四層內(nèi)選指示、一層上呼指示、二層上呼指示、三層上呼指示、二層下呼指示、三層下呼指示、四層下呼指示、一層樓層指示、二層樓層指示、三層樓層指示、四層樓層指示、 低脈沖按鈕、直線啟動(dòng)按鈕 共 16 個(gè)點(diǎn)。 基本的輸 出 顯示功能有：一層內(nèi)選指示、二層內(nèi)選指示、三層內(nèi)選指示、四層內(nèi)選指示、一層上呼指示、二層上呼指示、三層上呼指示、二層下呼指示、三層下呼指示、四層下呼指示、一層樓層指示、二層樓層指示、三層樓層 指示、四層樓層沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 指示、 轎廂下降指示、轎廂下降指示（ 同 正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) ） 、電梯運(yùn)行指示 共 17 個(gè)點(diǎn)。 電梯控制的邏輯關(guān)系，各輸入 、輸出 端子分配見表 。 表 端口分配及功能表 序號 PLC 地址 功能說明 1 四層內(nèi)選按鈕 2 三層內(nèi)選按鈕 3 二層內(nèi)選按鈕 4 一層內(nèi)選按鈕 5 四層下呼按鈕 6 三層下呼按鈕 7 二層下呼按鈕 8 三層上呼按鈕 9 二層上呼按鈕 10 一層上呼按鈕 11 四層行程 指示 12 三層行程 指示 13 二層行程 指示 14 一層行程 指示 15 低脈沖按鈕 16 直線啟動(dòng)按鈕 17 四層指示 18 三層指示 19 二層指示 20 一層指示 21 轎廂下降指示、反轉(zhuǎn) 22 轎廂上升指示、正轉(zhuǎn) 23 四層內(nèi)選指示 24 三層內(nèi)選指示 25 二層內(nèi)選指示 26 一層內(nèi)選指示 27 四層下呼指示 28 三層下呼指示 29 二層下呼指示 30 三層 上呼指示 31 二層上呼指示 32 一層上呼指示 33 電梯運(yùn)行指示 沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 系統(tǒng)的 外部接線圖 西門子 S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動(dòng)化，具有極高的性能 /價(jià)格比。圖 就是 S7200PLC 的外部接線圖。 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。 圖 PLC外部接線圖 沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 4 電梯系統(tǒng)的 軟件設(shè)計(jì) 西門子 PLC 編程軟件 STEP7－ Micro/WIN 是專門為 S7200 設(shè)計(jì)的，在個(gè)人計(jì)算機(jī) Windows 操作系統(tǒng)下運(yùn)行的編程軟件，它的功能強(qiáng)大，使用方便，簡單易學(xué)。用戶可以通過語句表、梯形圖和功能塊圖編程，不同的編程語言編制的程序 可以相互轉(zhuǎn)換，可以用符號表來定義程序中使用的變量地址對應(yīng)的符號 。 圖 程序編輯窗口 STEP7Micro/ 的編程界面如圖 所示。程序編輯器窗口包含為當(dāng)前項(xiàng)目使用的編輯器的局部變量表和程序視圖。其編程軟件具有以下一些功能：硬件配置、參數(shù)設(shè)置、通信設(shè)置、程序編輯、測試、運(yùn)行和診斷等功能。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 系統(tǒng)的 程序 設(shè)計(jì) 程 序流程圖 PLC 設(shè)計(jì) 電梯采用自動(dòng)運(yùn)行方式控制， 根據(jù)此控制邏輯 設(shè)計(jì) 的 流程 圖 如 圖 所示 。 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。顯示內(nèi)選指示燈的亮滅程序如下： 沈陽航空工業(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)，對應(yīng)的樓層指示燈亮。 電梯運(yùn)行 程序如下： 沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 電梯上、下行程序如下： 沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 程序調(diào)試 PC 與 PLC 的通信 程序 PC 與 PLC 進(jìn)行通訊，需一些參數(shù)的設(shè)置，本系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置過程如下 ： ⑴ 程序 與 PLC 的 CPU 通訊電纜 進(jìn)行 連接 。 ⑵ 設(shè)置遠(yuǎn)程站（即 S7200）的地址，使它與 S7200 的地址相同 ，本系統(tǒng)設(shè)置為 2， 如圖 所示。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 計(jì)算機(jī)與 PLC的通信設(shè)置 ⑶ 從圖 中可 知 PLC 通訊參數(shù) 的設(shè)置， 其中接口為 PC/PPI cable（ COM 1），協(xié)議為 PPI，模式為 11 位，波特率為 千波特 。 調(diào)試 把編寫好的程序傳送到 PLC 中，運(yùn)行硬件時(shí)，不能很好的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能，經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試、修改，終于實(shí)現(xiàn)了電梯設(shè)計(jì)的要求。 另外 在軟件調(diào)試過程中 也 遇到了一些 的問題 ，比如下載 PLC 程序時(shí)，顯示下載錯(cuò)誤， PLC 程序無法運(yùn)行。這是因?yàn)?PLC 的地址輸入錯(cuò)誤，只要點(diǎn)擊 “刷新 ”，把獲取的地址輸入則下載就恢復(fù)正常 。 沈陽航空工業(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。 MCGS 組態(tài) 軟件具有全中文、面向窗口的可視化操作界面。實(shí)時(shí)性強(qiáng)，有良好的并行處理性能和豐富生動(dòng)的多媒體畫面。 MCGS 組態(tài)軟件的開放式結(jié)構(gòu)擁有廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。同時(shí)。提供良好的安全機(jī)制，為多個(gè)不同級別用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。 MCGS 組態(tài)軟件支持多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn) “設(shè)備 無關(guān) ”，用戶不必因外部設(shè)備的局部改動(dòng)，而影響整個(gè)系統(tǒng) 。 MCGS 組態(tài)軟件由 “MCGS 組態(tài) 環(huán)境 ”和 “MCGS 運(yùn)行環(huán)境 ”兩個(gè)系統(tǒng)組成。兩部分互相獨(dú)立， 又緊密相關(guān)。 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。三類產(chǎn)品風(fēng)格相同，功能各異，三者完美結(jié)合，融為一體，形成了整個(gè)工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的從設(shè)備采集、工作站數(shù)據(jù)處理和控制 、上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理和 web 瀏覽的所有功能，很好的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制一體化的功能。 本文利用 MCGS 組態(tài)軟件設(shè)計(jì) ， 在設(shè)備組態(tài)窗口中選擇適當(dāng)?shù)拇谕ㄓ嵲O(shè)備 ，正確設(shè)置其屬性。正確設(shè)置組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量設(shè)備通道的連接，即可實(shí)現(xiàn) PLC 與組態(tài)軟件的通訊。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，使電腦對 PLC 發(fā)出的信號有響應(yīng)。在 MCGS 組態(tài)軟件的用戶窗口中，制作一個(gè)動(dòng)畫界面。在界面上設(shè)置各個(gè)控件的屬性，使設(shè)置的控件按照真實(shí)的情況動(dòng)作，檢驗(yàn)和測試電梯 PLC 控制系統(tǒng)對電梯的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。 MCGS 用主控窗口、設(shè)備窗 口和用沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 戶窗口來構(gòu)成一個(gè) 應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面 。 組態(tài)配置各種不同類型和功能的對象或結(jié) 構(gòu) ， 可以對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。 組態(tài)軟件的制作過程 建立 MCGS 新畫面 制作組態(tài)軟件需要畫面的設(shè)計(jì)和參數(shù)的設(shè)置，由圖 用戶窗口屬性設(shè)置 可知，窗口位置為任意擺放 ， 窗口邊界為可變邊 。在 “用戶窗口屬性設(shè)置 ”中，還能對擴(kuò)充屬性、啟動(dòng)腳本、循環(huán)腳本、退出腳本進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。 圖 電梯 監(jiān)控畫面 基本屬性設(shè)置 定義 數(shù)據(jù) 變量 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是 MCGS 工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 庫的基本單元，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的過程也即是定義數(shù)據(jù)變量的過程。定義數(shù)據(jù)變量的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍，確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)等。 在定義之前，應(yīng)充分分析和考慮所有問題，最后列出需要沈陽航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 的所有的點(diǎn)（即變量）。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)。 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 。 表 數(shù)據(jù)詞典列表 變量名 變量類型 寄存器 對應(yīng)數(shù)據(jù)變量 四層內(nèi)選按鈕 開關(guān)型 i00 三層內(nèi) 選按鈕 開關(guān)型 i01 二層內(nèi)選按鈕 開關(guān)型 i02 一層內(nèi)選按鈕 開關(guān)型 i03 四層下呼按鈕 開關(guān)型 i04 三層下呼按鈕 開關(guān)型 i05 二層下呼按鈕 開關(guān)型 i06 三層下呼按鈕 開關(guān)型 i07 二層下呼按鈕 開關(guān)型 i10 一層下呼按鈕 開關(guān)型 i11 四層行程 指示 開關(guān)型 i12 三層行程 指示 開關(guān)型 i13 二層行程 指示 開關(guān)型 i14 一層行程 指示 開關(guān)型 i15 四層指示燈 開關(guān)型 q00 三層指示燈 開關(guān)型 q01 二層指示燈 開關(guān)型 q02 一層指示燈 開關(guān)型 q03 轎廂下降指示 開關(guān)型 q04 轎廂上升指示 開關(guān)型 q05 四層內(nèi)選指示 開關(guān)型 q06 三層內(nèi)選指示 開關(guān)型 q07 二層內(nèi)選指示 開關(guān)型 q10 一層內(nèi)選指示 開關(guān)型 q11 一層上呼指示 開關(guān)型 q25 二層上呼指示 開關(guān)型 q24 三層上呼指