【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 自動扶梯的定義 3 自動扶梯的基本結(jié)構(gòu) 3 自動扶梯的分類 5 自動扶梯的主要參數(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、分類和技術(shù)指標 8 8 10 可編程控制器的技術(shù)指標 11 PLC的工作原理 12 13 PLC工作過程 14第三章 系統(tǒng)實現(xiàn)的總體方案 17 系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能 17 扶梯的運行與停止功能 17 扶梯的故障處理功能 18 扶梯的自動潤滑功能 18 18 18 19 20第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 21 21 23 24 24第五章 PLC控制程序設(shè)計 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 33 MCGS簡介 33 自動扶梯的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 33 制作監(jiān)控界面 33 動畫連接 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（論文） 第一章 引言自動扶梯的起源可以追溯到1859年，當時的那森雷諾(Jesse W. Reno)在美國紐約康尼島的游樂場建成了一條使用斜板行走，類似自動扶梯的機動游戲。1910年奧的斯收購了西柏格的專利，次年再購下雷諾的公司。1991年, 三菱電機公司開發(fā)了帶有中間水平段的大提升高度自動扶梯。這樣提高了乘客上下自動人行道時的安全性, 縮短了長行程時的乘梯時間?？摄q接伸縮的驅(qū)動齒條結(jié)構(gòu)在運行時可使梯級的間隔發(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型自動扶梯，最大提升高度為50m，外觀設(shè)計精巧、細致。KONE公司的主導(dǎo)產(chǎn)品為TRANS VARIORHD型自動扶梯，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年代早期國內(nèi)扶梯市場供不需求的東風而迅速崛起的，其產(chǎn)品已經(jīng)走出國門。一般是斜置。 因此, 經(jīng)濟學(xué)家說: “自動扶梯的出現(xiàn)使人們有了逛大型商場的欲望。1） 桁架自動扶梯的金屬骨架，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。當扶梯運行時，梯級鏈將驅(qū)動主機的動力傳送給梯級，使梯級沿著梯路導(dǎo)軌運行，安全快速運輸乘客。（3） 防逆轉(zhuǎn)保護裝置是防止扶梯改變規(guī)定運行方向的自動停止控制裝置，當扶梯發(fā)生逆轉(zhuǎn)時，該裝置能使工作制動器或附加制動器動作，使扶梯停止運行。(1)按驅(qū)動方式分類：有鏈條式(端部驅(qū)動)和齒輪齒條式(中間驅(qū)動)兩類。 (5)按梯級運行軌跡分：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ｖ=0．50m／s時，L≥800mm；當v≤0．65m／s時，L≥1200mml當v≤0．75m／s時，L≥1600mm。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅(qū)動能力。因此，在硬件結(jié)構(gòu)上，PLC與計算機的組成十分相似，主要包括中央處理器（CPU）/存儲器、I/O接口、電源等。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(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)。存儲器PLC的存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。ROM用來存放PLC的系統(tǒng)程序。PLC通過輸入模塊把控制現(xiàn)場的狀態(tài)、信息讀入主機，通過輸出模塊把經(jīng)用戶程序的運算與決策所得的操作結(jié)果輸出給執(zhí)行機構(gòu)。 可編程控制器的特點、分類和技術(shù)指標 PLC技術(shù)之所以迅速發(fā)展，除了工業(yè)自動化領(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。當需要變更控制系統(tǒng)的功能時，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個PLC裝置用于不同的控制對象，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℃，無需強迫風冷。PLC的輸入輸出系統(tǒng)能夠直觀地反應(yīng)現(xiàn)場信號的變化狀態(tài)，還能通過各種方式直觀地反映控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如內(nèi)部工作狀態(tài)、通訊狀態(tài)、I/O點狀態(tài)、異常狀態(tài)和電源狀態(tài)等，對此均有醒目的指示，非常有利于運行和維護人員對系統(tǒng)進行監(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，且都具有強制和仿真的功能，故程序的設(shè)計、修改和調(diào)試都很方便，這樣可大大縮短設(shè)計和投運周期。 （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機箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低的特點。擴展單元內(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接口等也是各自獨立的模塊，但他們之間是靠電纜進行連接，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控制系統(tǒng)。高檔PLC具有更強的通信聯(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)，實現(xiàn)工廠自動化。 （2）中型PLC I/O點數(shù)為256點以上、2048點一下的為中型PLC。 可編程控制器的技術(shù)指標1．存儲容量 存儲容量一般是指用戶程序存儲的容量。2．I/O點數(shù) I/O點數(shù)是PLC可以接受的輸入信號和輸出信號的總和，是衡量PLC性能的重要指標。PLC用戶手冊一般給出執(zhí)行各條指令所用的時間，可以通過比較各種PLC執(zhí)行相同的操作所用的時間，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的存儲和處理各種信息的能力越強。閉環(huán)控制模塊等。CPU是以分時操作方式來處理各項任務(wù)的，計算機在每一瞬間只能做一件事，所以，程序的執(zhí)行時按程序順序依次完成相應(yīng)各電器的動作，在時間上形成串行工作方式。PLC操作系統(tǒng)存儲非致命錯誤，供用戶檢查，但不會從RUN模式自動進入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，再次進行時鐘、特殊寄存器更新。如檢查出異常時，CPU面板上的LED積異常繼電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯怠慢。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，進入程序執(zhí)行階段。根據(jù)現(xiàn)實的需求，每臺自動扶梯應(yīng)當是互相獨立的，且應(yīng)具備正常運行和檢修兩種工作狀態(tài)。，自動扶梯控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計有啟動前示警、出人口梯級間隙照明等裝置。、梯級鏈、驅(qū)動鏈斷裂等突發(fā)事件，自動扶梯應(yīng)設(shè)有安全保護系統(tǒng)，以確保有突發(fā)事件時扶梯能馬上停止運行。自動扶梯具備了自動安全監(jiān)測回路。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。對于不同的被潤滑對象,自動潤滑系統(tǒng)通過采用相對應(yīng)的極壓鋰基潤滑油脂, 對其各個關(guān)節(jié)、 軸承以及回轉(zhuǎn)部位的間歇性定量自動潤滑，從而達到減輕磨損, 降低勞動強度,提高各個關(guān)節(jié)、軸承以及回轉(zhuǎn)部位的潤滑可靠性,延長設(shè)備的使用壽命,自動潤滑系統(tǒng)能否正常工作將直接決定被潤滑對象的潤滑效果,工作效率以及使用壽命。當控制現(xiàn)場的輸入元件（如開關(guān)、按鈕、觸點等）的狀態(tài)產(chǎn)生變化時，通過與這些輸入元件連接的硬接線系統(tǒng)會產(chǎn)生輸出信號，控制輸出執(zhí)行元件（繼電器、接觸器、電磁閥等）狀態(tài)的變化進而達到控制和完成生產(chǎn)過程的目的。PLC的優(yōu)點，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。單片機具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格較低等優(yōu)點。PLC在數(shù)據(jù)采集和處理等方便不如單片機，另外，單片機的通用性和適應(yīng)性較強。故以下分析以一樓扶梯上為例。工作環(huán)境相對比較安全，故可選用Y280S2型三相異步電動機動機 該電機功率：75KW 電壓：380V 電流：140A 絕緣：B 噪音：99 dB(A) 轉(zhuǎn)速 2970 r/min。 Y280S2型三相異步電動機具有高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、震動小、可靠性高、使用維護方便等特點。16K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。確定了PLC及相關(guān)擴展模塊的型號后，可以進行硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計。該軟件提供了在線和離線編程的功能，可以對PLC 在線上載或下載。它的指令語法與一個繼電器梯形邏輯圖相似：當電信號通過各個觸點復(fù)合元件以及輸出線圈時，梯形圖可以讓你追蹤電信號在電源示意線之間的流動。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算機或編程器與PLC斷開連接，此時也能進行部分基本操作，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。可以為一個項目建立多個符號表。 編程器包含用于該項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 控制流程圖自動扶梯控制的PLC控制程序的指令表詳見附錄一 異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、可靠性高，,所以容量大的電動機必須采取一定的方式啟動, 星形—三角形起動是最常見的啟動方式。這一線路的設(shè)計思想是按時間原則控制起動過程。換句話說，由于起動轉(zhuǎn)矩小，星三角起動的優(yōu)點還是很顯著的，因為基于這個起動原理的星三角起動器，同任何別的減壓起動器相比較，其結(jié)構(gòu)最簡單，價格也最便宜。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 對可能長期處于輕載的電動機，控制電路應(yīng)考慮電動機能長期在星形接法下工作的可能。正常客流量的情況下，扶梯的運行方向應(yīng)是保持不變的，但為了保護電機，以期達到最大使用年限及應(yīng)對突發(fā)情況下客流量的突然變化，自動扶梯應(yīng)具有雙向運行的功能。 利用接觸器改變定子繞組相序來實現(xiàn)自動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所示當需要點動控制時，電動機正轉(zhuǎn)，自動扶梯上行，松下按鈕，扶梯停止運轉(zhuǎn)。也就是控制對象對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)的安全檢測回路。實現(xiàn)出現(xiàn)故障時，八段顯示碼能夠及時顯示相應(yīng)故障的代碼，時維修人員快速了解故障的基本信息，實施相關(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)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能。用戶只需要通過簡單的模塊化組態(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)場采集站、人機界面等專用設(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)成一個應(yīng)用系統(tǒng)的人機交互圖形界面。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)碼像機等設(shè)備載入到計算機中。顏色動畫連接 顏色動畫連接主要有以下的三個部分組成，“填充顏色”、“邊線顏色”、“字符顏色”。位置動畫連接主要有以下的三個部分組成，“水平移動”、“垂直移動”、“大小變化”。特殊動畫連接 利用特殊動畫鏈接來反映變量的狀態(tài)，在工程的運行過程中，有時對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，要有不同的圖形來對應(yīng)。這些構(gòu)件要與數(shù)據(jù)對象實現(xiàn)連接，才能真正地動起圖62動畫設(shè)置界面來。當某些控制和計算任務(wù)通過常規(guī)組態(tài)方法難以實現(xiàn)時，通過使用腳本語言，能夠增強整個系統(tǒng)的靈活性，解決其常規(guī)組態(tài)方法難以解決的問題。可以應(yīng)用在運行策略中，把整個腳本程序作為一個策略功能塊執(zhí)行，也可以在菜單組態(tài)中作為菜單的一個輔助功能運行，更常見的用法是應(yīng)用在動畫界面的事件中。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 一樓扶梯上運行=0ENDIF第七章總結(jié)在本次畢業(yè)設(shè)計過程中，我對自動扶梯的硬件結(jié)構(gòu)進行了仔細的了解，熟悉了其運行特點。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，將自動扶梯控制系統(tǒng)的主要功能動態(tài)的展現(xiàn)了出來畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)進入尾聲,回顧這半年來的辛勤工作,總結(jié)如下: 畢業(yè)設(shè)計是我在大學(xué)學(xué)習(xí)階段的最后一個環(huán)節(jié)，是對所學(xué)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一種綜合應(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)能力和獨立工作能力。由于對MCGS這個監(jiān)控軟件的不熟悉，設(shè)計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)長的幫助下，問題一個個都順利的解決了。他嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和對工作的熱情深深的感染了我，這對我以后的工作也會大有裨益。在這四年的學(xué)期中結(jié)識的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一