【正文】 置頻率 1） 0Hz 0 1 0 預(yù)置頻率 2 5Hz 0 1 1 預(yù)置頻率 3 10Hz 1 0 0 預(yù)置頻率 4 20Hz 1 0 1 預(yù)置頻率 5 30Hz 1 1 0 預(yù)置頻率 6 40Hz 1 1 1 預(yù)置頻率 7 50Hz 表 13 PLC OUT OUT OUT5 選通與預(yù)設(shè)頻率間的對應(yīng)關(guān)系 電梯控制系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn) 脈沖計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn) 由于傳統(tǒng) PLC的 I/O 控制采取集中輸入、集中輸 出的方式 ,所以對于寬度小于掃描周期的脈沖信號(hào)必須采用高速計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)脈沖計(jì)數(shù) ,否則可能會(huì)丟失大量的脈沖信號(hào)。 變頻器的組態(tài)及 PLC 控制 通過變頻器的 LCD HIM(液晶顯示人機(jī)接口 )進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的組態(tài)，變頻器的組態(tài)包括：組態(tài)變頻器的輸入電壓，設(shè)置電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù) (額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、額定功率等 )及加 /減速的斜坡時(shí)間，優(yōu)化電機(jī)轉(zhuǎn)矩，設(shè)置變頻器的最大 /小頻率及七組預(yù)置頻率值，設(shè)置變頻器的方向模式等。 (4) 控制器使用一個(gè)優(yōu)先級(jí)為 7的任務(wù)專門用來處理 I/O 數(shù)據(jù)。 (1) 控制器采用具有優(yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，支持 8個(gè) 可組態(tài)任務(wù)。 脈沖計(jì)數(shù)的兩種實(shí)現(xiàn)方式 通過計(jì)算輸入脈沖數(shù)檢測 電梯轎廂位置，可以有 2種計(jì)數(shù)方式：絕對計(jì)數(shù)方式和相對計(jì)數(shù)方式。主要包括以下幾個(gè)子程序：樓層檢測、指示燈顯示、手動(dòng) /自動(dòng)開關(guān)門控制、轎廂內(nèi)外呼梯記錄、呼梯優(yōu)先級(jí)判斷、變頻器控制、電梯運(yùn)行控制。 當(dāng)其中一臺(tái)電梯由于故障而停止運(yùn)行，另一臺(tái)電梯則自動(dòng)承擔(dān)全部的運(yùn)行任務(wù)，遵循單臺(tái)電梯的運(yùn)行規(guī)則。當(dāng)某層站有門廳呼叫信號(hào)時(shí)，則 “忙梯 ”立即啟動(dòng)并定向運(yùn)行去接該層站的乘客。因此對于這些參數(shù)，沒有必要去人工設(shè)置。 本系統(tǒng)是為一幢 5 層大樓所設(shè)計(jì) ,根據(jù) PLC 的 I/O 節(jié)點(diǎn)使用原則 ,應(yīng)留出一定的 I/O 點(diǎn)以做擴(kuò)展時(shí)使用。從某種意義上來說， PLC 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 13 編程水平的高低就決定整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的好壞。 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)是主要由 PLC、變頻器、控制箱、顯示器、曳引電動(dòng)機(jī)組成的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) (Variable VoltageVariable Frequency，簡稱 VVVF)。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。兩部分互相獨(dú)立。以下提出的用邏輯運(yùn)算指令來進(jìn)行電梯 定向的方法可以比較好的解決該問題。在該電梯教學(xué)模型的控制系統(tǒng)中選用日本 Panasonic 交流馬達(dá)變頻調(diào)速器 V700T750B1來控制電梯的速度。 電梯當(dāng)前所處的樓層和 DM0004的低 8位數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系如附表。將 DM0000作為電 梯上行的記憶信號(hào)。以電梯到達(dá)三層為例。根據(jù)電梯運(yùn)行的要求，作出其運(yùn)行流程的工作循環(huán) 。輸入為： 轎內(nèi)指令； 廳外指令； 門區(qū)感應(yīng)； 手動(dòng)開關(guān)門；樓層感應(yīng)。 STEP 7Micro／ WIN 32 是 S7200 系列的 PLC 的編程軟件．可以對 S7—200的所有功能進(jìn)行編程。 電梯 PLC 控制系統(tǒng) S7—200 可編程控制器是德國西門子公司研制的一種新型可編程控制器。如停車操作，消防員專用，防搗亂系統(tǒng)等?！鞍踩堤荨?發(fā)明成功了！一時(shí)間，奧的斯成為了眾人注目的中心。設(shè)計(jì)的程序要求完成電梯自動(dòng)運(yùn)行功能如：內(nèi)選外召喚信號(hào)的登記、消號(hào)、到層自動(dòng)開門、延時(shí)自動(dòng)運(yùn)行等。 電梯模型控制系統(tǒng)可分為邏輯控制部分和調(diào)速部分。 本文介紹了利用西門子 S7200 可編程控制器編寫的一個(gè)四層電梯的控制系統(tǒng)，利用 MCGS 組態(tài)軟件制作人機(jī)對話界面，檢驗(yàn)電梯 PLC 控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況。 對 最后一部分進(jìn)度完結(jié)準(zhǔn)備，寫好小結(jié)，列單寫明引用文獻(xiàn)。本設(shè)計(jì)選用 西門子 公司 S7200系列中的及其擴(kuò)展單元 PLC來控制電梯的運(yùn)行。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。 主要參考文獻(xiàn)： [1] 陳伯時(shí)．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)．第 3 版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020． [2] 昂溫 ，昂溫 P S．外國出版史．陳生錚，譯．北京：中國書籍出版社， 1988． [3] 孫 玉文．漢語變調(diào)構(gòu)詞研究．北京：北京大學(xué)出版社， 2000． [4] 辛希孟．信息技術(shù)與信息服務(wù)國際研討會(huì)論文集： A集．北京：中國科學(xué)出版社， 1994． 學(xué) 生（簽名） 張耀丹 2020 年 6 月 26 日 指 導(dǎo) 教師（簽名） 2020 年 6 月 26 日 教研室主任（簽名） 2020 年 6 月 27 日 系 主 任（簽名） 2020 年 6 月 28 日 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 設(shè)計(jì)題目 西門子 PLC 在電 梯中的運(yùn)用 一 .選題的背景和意義： 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。 三．主要研究（設(shè)計(jì)）方法論述： 在設(shè)計(jì)中具體的講敘了利用 PLC 控制電梯的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，列出了主要的硬件電路并選擇合適電氣元件，分析了主要輸入輸出點(diǎn)的作用。 進(jìn)行第二部分的寫作，應(yīng)用具體例子，詳實(shí)的數(shù)據(jù)，論述自己的論文。在我國實(shí)際工程設(shè)計(jì)中 ,PLC 由于具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)大、可擴(kuò)展性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。在本實(shí)驗(yàn)室中就是采用 OMRON的 PLC 作為電梯教學(xué)模型的控制裝置。 PLC 程序設(shè)計(jì)采用模塊化編程思想，即根據(jù)各功能實(shí)現(xiàn)的條件及原則設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊。如果繩子斷裂，貨車彈簧會(huì)將拉力減弱，兩端立即與制動(dòng)桿咬合，即可將平臺(tái)牢固的原地固定，免了繼續(xù)下墜。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 7 (4)電梯的管理功能不斷加強(qiáng)，電梯廣泛采用微機(jī)控制技術(shù)，不斷滿足用戶的使用功能要求。此外系統(tǒng)還必須配置制動(dòng)電阻，當(dāng)電梯減速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能，抑制直流電壓升高。分別完成轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示、平層換速控制、開門控制等控制任務(wù)。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 8 圖中輸出為： l、電動(dòng)機(jī)； 上下行接觸器； 快慢速接觸器； 位置指示；門鎖。 電梯 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件根據(jù)運(yùn)行要求及保護(hù)要求共分為 14 個(gè)功能程序塊 :初始化、外呼、內(nèi)選、自動(dòng)開關(guān)電梯、平層 、層樓計(jì)數(shù)及顯示、超時(shí)基駛回基站、上行、下行、換速、開 /關(guān)門、報(bào)警、相序更正、優(yōu)先服務(wù)等。將已完成的指令信號(hào)復(fù)位。 電梯狀態(tài)的判斷 電梯定向邏輯在程序處理上使用 OMRON 的 C 系列的 PLC 所具有的邏輯運(yùn)算功能可以大大簡化程序的開發(fā)過程，并使程序的運(yùn)行更加有效。為了判斷電梯在當(dāng)前樓層以下是否有請求，在程 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 11 序中用到了另外一個(gè) DM 單元（ DM0004）來保存電梯的當(dāng)前位置，但該單元的存儲(chǔ)方式則與 DM0002完全不同。電梯的速度控制對乘坐者的舒適感影響很大，又影響電梯的精確定位。這樣一來，當(dāng)樓層數(shù)目比較大時(shí)，每條語句的編程元件很多，不可避免的帶來程序復(fù)雜，容易出錯(cuò)，調(diào)試麻煩，運(yùn)行速度慢等問題。 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。在 MCGS 組態(tài)軟件的用戶窗口中，制作一個(gè)動(dòng)畫界面。對保持時(shí)間進(jìn)行合理的選擇，完全可以做到既不會(huì)使得電梯的換向過程顯得遲鈍，又能有效的響應(yīng)同方向的 信號(hào)。在電梯控制系統(tǒng)中，由于電梯的控制屬于隨機(jī)性控制，各種輸入信號(hào)之間、輸 出信號(hào)之間以及輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，邏輯關(guān)系處理起來非常復(fù)雜，這就給 PLC 的編程帶來很大難度。因此， I/O 點(diǎn)數(shù)的確定 ,是設(shè)計(jì)整個(gè) PLC 電梯控制系統(tǒng)首先需要解決的問題 ,決定著系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)，也是系統(tǒng)軟件編寫的前提。其具體做法是先將電機(jī)銘牌上面記載的額定電壓、額定電流、額定頻率、額定轉(zhuǎn)數(shù)、 PG 卡脈沖數(shù)及電機(jī)極數(shù)輸入至變頻器，然后啟動(dòng)變頻器，使電機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)，最后這些數(shù)值通過自學(xué)習(xí)，自動(dòng)地計(jì)算后寫入到變頻器的電機(jī)參數(shù)中。 除此以外，電梯并聯(lián)運(yùn)行還遵循的相應(yīng)的調(diào)度原則：正常情況下，當(dāng)電梯使用以后，二號(hào)電梯作為忙梯會(huì)首先自動(dòng)上升至第三層待命，一號(hào)電梯 則作為基站電梯在第一層樓待命。但是，若在忙梯的上方出現(xiàn)任何向上或是向下的門廳呼叫信號(hào)，則由基站電梯來應(yīng)答信號(hào)而發(fā)車運(yùn)行接客。 圖 10： 電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 電梯的軟件設(shè)計(jì)由若干個(gè)功能模塊組成，每個(gè)功能模塊由相應(yīng)子程序?qū)崿F(xiàn)，再由主程序分別調(diào)用子程序。由 l的值可以看出，采用脈沖計(jì)數(shù)方式實(shí)現(xiàn)電梯的位移控制可以得到很高的控制精度。其具體工作方式 [4～ 6]分析如下。 RPI 設(shè)定值范圍為 1～ 750ms，但它會(huì)受系統(tǒng)本地框架中擴(kuò)展 I/O 模塊數(shù)量的影響，一般情況下， 1～ 4個(gè)模塊 RPI 最快為 ms,5～ 16個(gè)模塊 RPI 最快為 ,17～ 30 個(gè)模塊 RPI 最快為 。本系統(tǒng)中對于 CompactLogix L31 控制器所帶的兩個(gè) RS232 串行口 ,采用其中的完全隔離端口 (通道 0),如果采用控制器的非隔離端口 (通道 1),需要在控制器與終端設(shè)備之間安裝隔離器 [5,6]。這樣 PLC 可以根據(jù)轎廂當(dāng)前 樓層與要達(dá)到的樓層間的距離向變頻器發(fā)送不同的頻率命令。脈沖計(jì)數(shù)電路結(jié)構(gòu)圖見圖 14。 (3) 樓層計(jì)數(shù) 當(dāng)轎廂到達(dá)各樓層計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，樓層數(shù)加 1或減 1。 圖 15 電梯控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析如下。實(shí)驗(yàn)表明，采取 以上措施并考慮減速機(jī)齒輪嚙合間隙等機(jī)械因素的影響后，電梯平層精度可達(dá)177。 實(shí)驗(yàn)表明，采用改進(jìn)的方式后電梯可以實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)行效果，平層精度小于177。 畢業(yè) 的時(shí)間一天一天的臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。電梯控制技術(shù)．北京：電子工業(yè)出版社． 1996 [3]SIMATIC s7—200可編程序控制器系統(tǒng)手冊，西門子公司 [4]STEP 7Miert／ WIN 32 V3． 1 sPl編程幫助手冊，西門子自動(dòng)化設(shè)備公司 [5]MCGs 參考手冊、 MCGs 用戶指南、 MCGS 嵌人版說明書，北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司 [6]王平崔納新， PLC 在電梯控制中的應(yīng)用．微計(jì)算機(jī)信息． 1999. 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 24 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績評(píng)定表 一、指導(dǎo)教師評(píng)分表（總分為 70分） 序 號(hào) 考 核 項(xiàng) 目 滿 分 評(píng) 分 1 工作態(tài)度與紀(jì)律 10 2 調(diào)研論證 10 3 外文翻譯 5 4 設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告文字質(zhì)量 10 5 技術(shù)水平與實(shí)際能力 15 6 基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與成果價(jià)值 15 7 思想與方法創(chuàng)新 5 合計(jì) 70 指導(dǎo)教師綜合評(píng)語： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 二、答辯小組評(píng)分表（總分為 30 分） 序 號(hào) 考 核 項(xiàng) 目 滿 分 評(píng) 分 1 技術(shù)水平與實(shí)際能力 5 2 基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與成果價(jià)值 5 3 設(shè)計(jì)思想與實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新 5 4 設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告內(nèi)容的講述 5 5 回答問題的正確性 10 合計(jì) 30 答辯小組評(píng)價(jià)意見（建議等第）： 答辯小組組長教師簽名： 年 月 日 三、系答辯委員會(huì)審定表 1． 審定意見 2．審定成績（等第） _____ ___ 系主任簽字： 年 月 日 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 25