【正文】 adjustment of the program, and eventually used MCGS show the entire control interface out by animation. Key words: Escalator PLC ladder diagram MCGS control systemI 目錄摘要 IAbstract II第一章 引言 1 1 1 2 3 自動(dòng)扶梯的定義 3 自動(dòng)扶梯的基本結(jié)構(gòu) 3 自動(dòng)扶梯的分類 5 自動(dòng)扶梯的主要參數(shù) 5第二章 S7—200系列PLC的概述 6 PLC的定義 6 PLC的基本組成 6 可編程控制器的特點(diǎn)、分類和技術(shù)指標(biāo) 8 8 10 可編程控制器的技術(shù)指標(biāo) 11 PLC的工作原理 12 13 PLC工作過程 14第三章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的總體方案 17 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能 17 扶梯的運(yùn)行與停止功能 17 扶梯的故障處理功能 18 扶梯的自動(dòng)潤(rùn)滑功能 18 18 18 19 20第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 21 21 23 24 24第五章 PLC控制程序設(shè)計(jì) 25 STEP7軟件 25 STEP7軟件概述 25 STEP7 軟件基本功能 25 26 控制程序開發(fā) 27 27 自動(dòng)扶梯的上下行切換 29 30 31 31表51 安全開關(guān)的故障顯示碼 32第六章基于MCGS的監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì) 33 MCGS簡(jiǎn)介 33 自動(dòng)扶梯的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 制作監(jiān)控界面 33 動(dòng)畫連接 34第七章總結(jié) 37 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第一章 引言自動(dòng)扶梯的起源可以追溯到1859年，當(dāng)時(shí)的那森雷諾(Jesse W. Reno)在美國(guó)紐約康尼島的游樂場(chǎng)建成了一條使用斜板行走，類似自動(dòng)扶梯的機(jī)動(dòng)游戲。1910年奧的斯收購(gòu)了西柏格的專利，次年再購(gòu)下雷諾的公司。1991年, 三菱電機(jī)公司開發(fā)了帶有中間水平段的大提升高度自動(dòng)扶梯。這樣提高了乘客上下自動(dòng)人行道時(shí)的安全性, 縮短了長(zhǎng)行程時(shí)的乘梯時(shí)間?？摄q接伸縮的驅(qū)動(dòng)齒條結(jié)構(gòu)在運(yùn)行時(shí)可使梯級(jí)的間隔發(fā)生變化, 從而使速度也產(chǎn)生變化。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)扶梯技術(shù)也越來越成熟。SCHINDLER（中迅、蘇迅）公司的主導(dǎo)產(chǎn)品為SC9700和SC9300型自動(dòng)扶梯，最大提升高度為50m，外觀設(shè)計(jì)精巧、細(xì)致。KONE公司的主導(dǎo)產(chǎn)品為TRANS VARIORHD型自動(dòng)扶梯，最大提升高度為50m，產(chǎn)品不僅擁有精巧的外觀，內(nèi)在品質(zhì)也很高。SJEC(江南)公司是借90年代早期國(guó)內(nèi)扶梯市場(chǎng)供不需求的東風(fēng)而迅速崛起的，其產(chǎn)品已經(jīng)走出國(guó)門。一般是斜置。 因此, 經(jīng)濟(jì)學(xué)家說: “自動(dòng)扶梯的出現(xiàn)使人們有了逛大型商場(chǎng)的欲望。1） 桁架自動(dòng)扶梯的金屬骨架，一般由上水平段、下水平段和直線段組成，也是承載部件，具有連接兩個(gè)不同層高的地面、承受各種載荷及安裝支撐所有零部件的作用。當(dāng)扶梯運(yùn)行時(shí)，梯級(jí)鏈將驅(qū)動(dòng)主機(jī)的動(dòng)力傳送給梯級(jí)，使梯級(jí)沿著梯路導(dǎo)軌運(yùn)行，安全快速運(yùn)輸乘客。（3） 防逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置是防止扶梯改變規(guī)定運(yùn)行方向的自動(dòng)停止控制裝置，當(dāng)扶梯發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)，該裝置能使工作制動(dòng)器或附加制動(dòng)器動(dòng)作，使扶梯停止運(yùn)行。(1)按驅(qū)動(dòng)方式分類：有鏈條式(端部驅(qū)動(dòng))和齒輪齒條式(中間驅(qū)動(dòng))兩類。 (5)按梯級(jí)運(yùn)行軌跡分：有直線型(傳統(tǒng)型)、螺旋型、跑道型和回轉(zhuǎn)螺旋型4類?；?5176。當(dāng)ｖ=0．50m／s時(shí)，L≥800mm；當(dāng)v≤0．65m／s時(shí)，L≥1200mml當(dāng)v≤0．75m／s時(shí)，L≥1600mm。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。因此，在硬件結(jié)構(gòu)上，PLC與計(jì)算機(jī)的組成十分相似，主要包括中央處理器（CPU）/存儲(chǔ)器、I/O接口、電源等。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。存儲(chǔ)器PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。ROM用來存放PLC的系統(tǒng)程序。PLC通過輸入模塊把控制現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)、信息讀入主機(jī)，通過輸出模塊把經(jīng)用戶程序的運(yùn)算與決策所得的操作結(jié)果輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 可編程控制器的特點(diǎn)、分類和技術(shù)指標(biāo) PLC技術(shù)之所以迅速發(fā)展，除了工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的客觀需要外，主要原因在于與現(xiàn)有的各種控制方式相比，它具有一系列深受用戶歡迎的特點(diǎn)。當(dāng)需要變更控制系統(tǒng)的功能時(shí)，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個(gè)PLC裝置用于不同的控制對(duì)象，只是輸入輸出組件和應(yīng)用軟件的不同。如一般PLC能抗1000V、1ms脈沖的干擾，其工作環(huán)境溫度為0～60℃，無需強(qiáng)迫風(fēng)冷。PLC的輸入輸出系統(tǒng)能夠直觀地反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的變化狀態(tài)，還能通過各種方式直觀地反映控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如內(nèi)部工作狀態(tài)、通訊狀態(tài)、I/O點(diǎn)狀態(tài)、異常狀態(tài)和電源狀態(tài)等，對(duì)此均有醒目的指示，非常有利于運(yùn)行和維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。利用專用的編程器，可方便地查看、編輯、修改用戶程序。PLC是通過程序完成控制任務(wù)的，采用了方便用戶的工業(yè)編程語言，且都具有強(qiáng)制和仿真的功能，故程序的設(shè)計(jì)、修改和調(diào)試都很方便，這樣可大大縮短設(shè)計(jì)和投運(yùn)周期。 （1）整體式PLC 整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等。模塊裝在框架或基板的插座上。疊裝式PLC的CPU、電源、I/O接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但他們之間是靠電纜進(jìn)行連接，并且各模塊可以一層層地疊裝。主主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制和單機(jī)控制系統(tǒng)。高檔PLC具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。 （2）中型PLC I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以上、2048點(diǎn)一下的為中型PLC。 可編程控制器的技術(shù)指標(biāo)1．存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)容量一般是指用戶程序存儲(chǔ)的容量。2．I/O點(diǎn)數(shù) I/O點(diǎn)數(shù)是PLC可以接受的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的總和，是衡量PLC性能的重要指標(biāo)。PLC用戶手冊(cè)一般給出執(zhí)行各條指令所用的時(shí)間，可以通過比較各種PLC執(zhí)行相同的操作所用的時(shí)間，來衡量掃描速度的快慢。這些元件的種類與數(shù)量越多，表示PLC的存儲(chǔ)和處理各種信息的能力越強(qiáng)。閉環(huán)控制模塊等。CPU是以分時(shí)操作方式來處理各項(xiàng)任務(wù)的，計(jì)算機(jī)在每一瞬間只能做一件事，所以，程序的執(zhí)行時(shí)按程序順序依次完成相應(yīng)各電器的動(dòng)作，在時(shí)間上形成串行工作方式。PLC操作系統(tǒng)存儲(chǔ)非致命錯(cuò)誤，供用戶檢查，但不會(huì)從RUN模式自動(dòng)進(jìn)入STOP模式。PLC工作模式的掃描過程如圖22所示。先完成輸入處理，其次完成與其他外設(shè)的通信處理，再次進(jìn)行時(shí)鐘、特殊寄存器更新。如檢查出異常時(shí)，CPU面板上的LED積異常繼電器會(huì)接通，在特殊寄存器中會(huì)存入出錯(cuò)怠慢。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。根據(jù)現(xiàn)實(shí)的需求，每臺(tái)自動(dòng)扶梯應(yīng)當(dāng)是互相獨(dú)立的，且應(yīng)具備正常運(yùn)行和檢修兩種工作狀態(tài)。，自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)有啟動(dòng)前示警、出人口梯級(jí)間隙照明等裝置。、梯級(jí)鏈、驅(qū)動(dòng)鏈斷裂等突發(fā)事件，自動(dòng)扶梯應(yīng)設(shè)有安全保護(hù)系統(tǒng)，以確保有突發(fā)事件時(shí)扶梯能馬上停止運(yùn)行。自動(dòng)扶梯具備了自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)回路。提示由專門維修人員檢修，在故障未修復(fù)之前扶梯無法在啟動(dòng)。對(duì)于不同的被潤(rùn)滑對(duì)象,自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)通過采用相對(duì)應(yīng)的極壓鋰基潤(rùn)滑油脂, 對(duì)其各個(gè)關(guān)節(jié)、 軸承以及回轉(zhuǎn)部位的間歇性定量自動(dòng)潤(rùn)滑，從而達(dá)到減輕磨損, 降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高各個(gè)關(guān)節(jié)、軸承以及回轉(zhuǎn)部位的潤(rùn)滑可靠性,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)能否正常工作將直接決定被潤(rùn)滑對(duì)象的潤(rùn)滑效果,工作效率以及使用壽命。當(dāng)控制現(xiàn)場(chǎng)的輸入元件（如開關(guān)、按鈕、觸點(diǎn)等）的狀態(tài)產(chǎn)生變化時(shí)，通過與這些輸入元件連接的硬接線系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生輸出信號(hào)，控制輸出執(zhí)行元件（繼電器、接觸器、電磁閥等）狀態(tài)的變化進(jìn)而達(dá)到控制和完成生產(chǎn)過程的目的。PLC的優(yōu)點(diǎn)，從軟件；來講，它的程序可編，也不難編；從硬件上講，它的配置可變，也易變。單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)。PLC在數(shù)據(jù)采集和處理等方便不如單片機(jī)，另外，單片機(jī)的通用性和適應(yīng)性較強(qiáng)。故以下分析以一樓扶梯上為例。工作環(huán)境相對(duì)比較安全，故可選用Y280S2型三相異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī) 該電機(jī)功率：75KW 電壓：380V 電流：140A 絕緣：B 噪音：99 dB(A) 轉(zhuǎn)速 2970 r/min。 Y280S2型三相異步電動(dòng)機(jī)具有高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、震動(dòng)小、可靠性高、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。16K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。確定了PLC及相關(guān)擴(kuò)展模塊的型號(hào)后，可以進(jìn)行硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。該軟件提供了在線和離線編程的功能，可以對(duì)PLC 在線上載或下載。它的指令語法與一個(gè)繼電器梯形邏輯圖相似：當(dāng)電信號(hào)通過各個(gè)觸點(diǎn)復(fù)合元件以及輸出線圈時(shí)，梯形圖可以讓你追蹤電信號(hào)在電源示意線之間的流動(dòng)。組態(tài)軟件擁有豐富的工具箱、圖庫和操作向?qū)?，使開發(fā)人員避免了在程序設(shè)計(jì)中許多重復(fù)的開發(fā)工作，提高了開發(fā)效率，減少了開發(fā)人員的工作量，縮短了開發(fā)周期。離線方式是指裝有編程軟件的計(jì)算機(jī)或編程器與PLC斷開連接，此時(shí)也能進(jìn)行部分基本操作，如編程、編譯和調(diào)試程序、系統(tǒng)組態(tài)等。導(dǎo)引條包括：試圖、工具。4. 數(shù)據(jù)塊 數(shù)據(jù)塊用于顯示和編輯數(shù)據(jù)塊內(nèi)容。可以為一個(gè)項(xiàng)目建立多個(gè)符號(hào)表。 編程器包含用于該項(xiàng)目的編輯器和局部變量表和程序視圖。 控制程序開發(fā)自動(dòng)扶梯在S7—200 PLC中的控制程序流程圖如圖51所示 圖 51 控制流程圖自動(dòng)扶梯控制的PLC控制程序的指令表詳見附錄一 異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、可靠性高，,所以容量大的電動(dòng)機(jī)必須采取一定的方式啟動(dòng), 星形—三角形起動(dòng)是最常見的啟動(dòng)方式。這一線路的設(shè)計(jì)思想是按時(shí)間原則控制起動(dòng)過程。換句話說，由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，星三角起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)還是很顯著的，因?yàn)榛谶@個(gè)起動(dòng)原理的星三角起動(dòng)器，同任何別的減壓起動(dòng)器相比較，其結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，價(jià)格也最便宜。② 星形與三角形接法接觸器之間必須有互鎖以防短路現(xiàn)象的發(fā)生③ 對(duì)可能長(zhǎng)期處于輕載的電動(dòng)機(jī)，控制電路應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)能長(zhǎng)期在星形接法下工作的可能。正?？土髁康那闆r下，扶梯的運(yùn)行方向應(yīng)是保持不變的，但為了保護(hù)電機(jī)，以期達(dá)到最大使用年限及應(yīng)對(duì)突發(fā)情況下客流量的突然變化，自動(dòng)扶梯應(yīng)具有雙向運(yùn)行的功能。 利用接觸器改變定子繞組相序來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)扶梯上下行的切換工作，其軟件編程。這種聯(lián)鎖通常稱為互鎖，即兩者存在相互制約的關(guān)系。如圖43所示當(dāng)需要點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，自動(dòng)扶梯上行，松下按鈕，扶梯停止運(yùn)轉(zhuǎn)。也就是控制對(duì)象對(duì)控制線路提出了按順序工作的聯(lián)鎖要求。除以上介紹中的聯(lián)鎖裝置，還應(yīng)該有相應(yīng)的安全檢測(cè)回路。實(shí)現(xiàn)出現(xiàn)故障時(shí)，八段顯示碼能夠及時(shí)顯示相應(yīng)故障的代碼，時(shí)維修人員快速了解故障的基本信息，實(shí)施相關(guān)維修。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。用戶只需要通過簡(jiǎn)單的模塊化組態(tài)就可構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)，如可以靈活組態(tài)各種智能儀表、數(shù)據(jù)采集模塊，無紙記錄儀、無人值守的現(xiàn)場(chǎng)采集站、人機(jī)界面等專用設(shè)備。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。MCGS用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面。在這里，可以完成任一窗口靜態(tài)畫面的工藝制作，既可以通過內(nèi)置的畫圖工具來完成畫面制作，也可以將一些畫稿或照片通過掃描儀、數(shù)碼像機(jī)等設(shè)備載入到計(jì)算機(jī)中。顏色動(dòng)畫連接 顏色動(dòng)畫連接主要有以下的三個(gè)部分組成，“填充顏色”、“邊線顏色”、“字符顏色”。位置動(dòng)畫連接主要有以下的三個(gè)部分組成，“水平移動(dòng)”、“垂直移動(dòng)”、“大小變化”。特殊動(dòng)畫連接 利用特殊動(dòng)畫鏈接來反映變量的狀態(tài)，在工程的運(yùn)行過程中，有時(shí)對(duì)于一些變量所指示的圖形并不是惟一的，可能在變量處于不同的狀態(tài)時(shí)，要有不同的圖形來對(duì)應(yīng)。這些構(gòu)件要與數(shù)據(jù)對(duì)象實(shí)現(xiàn)連接，才能真正地動(dòng)起圖62動(dòng)畫設(shè)置界面來。當(dāng)某些控制和計(jì)算任務(wù)通過常規(guī)組態(tài)方法難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，通過使用腳本語言，能夠增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的靈活性，解決其常規(guī)組態(tài)方法難以解決的問題?？梢詰?yīng)用在運(yùn)行策略中，把整個(gè)腳本程序作為一個(gè)策略功能塊執(zhí)行，也可以在菜單組態(tài)中作為菜單的一個(gè)輔助功能運(yùn)行，更常見的用法是應(yīng)用在動(dòng)畫界面的事件中。IF 扶梯狀態(tài)正常（一上） 0 THEN 扶梯下行（一上）=0 扶梯反轉(zhuǎn)按鈕（一上）=0 扶梯上行（一上）=1 一樓扶梯上運(yùn)行=1ELSE 扶梯下行（一上）=0 扶梯反轉(zhuǎn)按鈕（一上）=0 扶梯上行（一上）=0 扶梯正轉(zhuǎn)按鈕（一上）=0 一樓扶梯上運(yùn)行=0ENDIF第七章總結(jié)在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我對(duì)自動(dòng)扶梯的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仔細(xì)的了解，熟悉了其運(yùn)行特點(diǎn)。最后，利用MCGS監(jiān)控軟件，繪制了監(jiān)控界面，并利用其腳本程序的功能，將自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)的主要功能動(dòng)態(tài)的展現(xiàn)了出來畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入尾聲,回顧這半年來的辛勤工作,總結(jié)如下: 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在大學(xué)學(xué)習(xí)階段的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的一種綜合應(yīng)用，是一種綜合的再學(xué)習(xí)、再提高的過程，這一過程有助于培養(yǎng)我的學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立工作能力。由于對(duì)MCGS這個(gè)監(jiān)控軟件的不熟悉，設(shè)計(jì)過程中遇到了種種問題，但通過自己不斷的查閱相關(guān)書籍，最后在導(dǎo)師和學(xué)長(zhǎng)的幫助下，問題一個(gè)個(gè)都順利的解決了。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和對(duì)工作的熱情深深的感染了我，這對(duì)我以后的工作也會(huì)大有裨益。在這四年的學(xué)期中結(jié)識(shí)的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一