【正文】 41 在學習 PLC 的相關知識中，對可編程邏輯控制器的工作原理、系統(tǒng)結構、配線方式有了大致的了解，通過對西門子的 S7200 PLC 深入學習，已經(jīng)基本掌握其功能。它工作可靠，功能強，存儲容量大，編程方便，輸出端可直接驅動 2A 的繼電器或接觸器的線圈，抗干擾能力強。因此，需要采用 變壓 電路來改變 PLC 輸出的電壓，以滿足外圍電路對電壓的要求。 Y N 停層信號到 電梯停止 開門 電梯停止 響應信號 是否到關門延時時間 是否有手動關門 延時關門 N Y 當電梯轎內或門廳呼叫按鈕下時，根據(jù)監(jiān)測到的上行或下行指令給出的信號，從而控制電梯的驅動電機進行相應的動作。 電梯 PLC 程序說明 I/O 接口定義 因為受到本設計所選用 PLC 的 CPU 模塊 的限制，在 PLC 編程中，實際用到的 I/O點數(shù)并沒有按上述原則進行分配，只用到一些電梯主要功能所需要的 I/O 點數(shù)。共計需要的輸入 I/O 點數(shù)為 3N+13 個。當輸出窗口列出程序錯誤時，可雙擊錯誤訊息，會自動在程序編輯器窗口中顯示相應的程序網(wǎng)絡。它的指令語法與一個繼電器的梯形邏輯圖相似：當電信號通過各個觸點、復合組件以及輸出線圈時，使用梯形圖，可以追蹤電信號在電源示意線之間的流動。 圖 電梯控制系統(tǒng)原理框圖 電梯控制系統(tǒng)的設計主要基于 PLC。 17 第 2 章 方案設計 系統(tǒng)的設計方案 利用西門子 S7200 設計 4 層電梯。 變極調速系 統(tǒng) ： 電機極數(shù)少的繞組稱為快速繞組，極數(shù)多的繞組稱為慢速繞組。電梯轎廂的裝飾日趨豪華。以 PC 機為基的控制容易編程和維護用戶的利益 ,開放的體系結構提供靈活性 ,最終降低成本和提高生產(chǎn)率。若梯形圖中輸出的線圈通電，對應的輸出過程映像寄存器中存放的二進制數(shù)為 0，將它送到繼電器輸出模塊，對應的硬件繼電器的線圈斷電，其常開觸點斷開，外部負載斷電，停止工作。 輸出模塊： S7200 的 CPU 模塊的數(shù)字量輸出電路的功率元件有驅動直流負載，負載電源由外部提供。 3． 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代的 PLC 具有數(shù)學運算，數(shù)據(jù)傳送，裝換，排序和查表，位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集，分析和處理。 （ 7）大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進一步提高。 8 一臺小型 PLC 內有成百上千可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能。 7 輸入模塊和輸出模塊簡稱為 I/O 模塊，它們是系統(tǒng)的眼，耳，手，腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設備和 CPU 的橋梁。 6 PLC 的基本組成部分包括中央處理單元（ CPU），內部擴展，電源， I/O 模塊編程器。 PLC 自身具有的完善的功能，模塊化的結構，以及開發(fā)容易、操作方便、性能穩(wěn)定、可靠性高的特點和較高的性價比，使其在工業(yè)生產(chǎn)中的應用前景越發(fā)看好，而且隨著集成電路的發(fā)展和網(wǎng)絡時代的到來， PLC 必將能夠有更大的用武之地。 PLC 運用于工業(yè)控制的近 40 年中，對提高設備的運轉率起到了重要作用。 測試及性能分析 性能測試一般是在系統(tǒng)的運行狀態(tài)下記錄實際運行的數(shù)據(jù)，然后歸納數(shù)據(jù)以此來分析系統(tǒng)運行的性能。 1 畢 業(yè) （設 計）論 文 任 務 書 論文（設計）題目： 電梯控制系統(tǒng) 設計 論文預期目標及要求： 論文 選題難度和份量要適當，應能在規(guī)定的時間內經(jīng)過努力能夠完成。 2 摘 要 本課題的主要任務是運用可編程控制器 (PLC)及相關知識設計電梯控制系統(tǒng)。 從原理上說，可編程控制器和計算機是一致的，為了和工業(yè)控制相適應， PLC 采用掃描原理來工作，也就是對整個程序進行一遍又一遍的掃描，直到停機為止。當時汽車的每一次改型都直接導致繼電器控制裝置的重新設計和安裝。西門子提供更多類型的 CPU，以適應各種應用要求。在 I/O 模塊中，用光耦合器，光控晶閘管，小型繼電器等器件來隔離 PLC的內部電路和外部的 I/O 電路， I/O 模塊除了傳遞信號外，還有電平轉換的作用。 PLC的安裝接線也很方便，一般用于接線端子連接外部接線。 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。 PLC 的硬件結構 的物理結構 整體式 PLC：又叫做單元式或箱體式，它的體積小，價格低，小型 PLC 一般采用整體式結構。 11 圖 PLC面板結構 圖 PLC接線端子 PLC的功能 1． 邏輯控制 2． 計數(shù)控制 13 I/O 指令來改寫輸出點時，相應的輸出過程映像映像寄存器的值被更新。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的傾角小于 15 度的鋼性導軌之間。 內外按鈕控制自動門 電梯：該電梯是一種乘客自己操作的電梯，電梯在各層站分別設有一個召喚按鈕。通常采用速度反饋，運行中不斷檢查電梯運行速度是否符合理想速度曲線要求，以達到起制動舒適，運行平穩(wěn)的目的。本文就是基于此問題進行設計。 19 目前國內七八十年代安裝的許多電梯電氣部分用繼電器接觸器控制系統(tǒng)，線路復雜，接線多，故障率高，維修保養(yǎng)難，許多已處于閑置狀態(tài)，其拽引系統(tǒng)多采用交流雙速電機系統(tǒng)換速，效率低，調速性能指標較差，嚴重影響電梯運行質量。復合功能（如數(shù)學功能）可用邏輯框相連直接表達。 局部變量表 —— 包含對局部變量所作的定義賦值（即子程序和中斷服務程序使用的變量） 菜單欄 —— 允許使用鼠標或鍵盤執(zhí)行操作各種命令和工具。 二 、電梯上、下行功能，電梯的運行方向由內呼信號決定，運行中 只響應順向呼梯信號。 27 圖 3..3 程序流程圖 主要程序說明 一、電梯初始化程序 N N N Y Y Y N Y Y N 電梯初始化 開始 是否 有電梯呼喚 是否 為上行呼喚 是否 為下行呼喚 結束 電梯是否 處于下行 電梯是否 處于上行 執(zhí)行上行程序 目標層 開關門 執(zhí)行下行程序 目標層 開關門 呼喚無效 呼喚無效 而在上升途中，只響應順向截梯信號，任何相反方向的呼叫均不起作用。當?shù)竭_三層，如果四層沒有任何呼梯信號，則電梯可以響應三層向下外呼梯信號。但由于 CPU222 的輸出接口僅為 6 個，遠遠不夠接數(shù)碼管 LED，出于節(jié)省 PLC 的目的， 通過一個 CD4511 來譯碼。利用西門子 S7— 200 可編程序控制器編寫一個四層電梯的控制系統(tǒng)。生活中給我?guī)椭娜撕芏?，我真誠 的感謝他們。 46 而且每次遇到困難她都不厭其煩的給我解答，是我完成畢業(yè)設計的基礎。 用到電梯控制系統(tǒng)中，由于 PLC 具有可靠性高，抗干擾能力強，無故障時間長等突出特點，大大降低了電梯產(chǎn)品的故障率。這種調試比較抽象，輸入信號完全靠手動來控制，如：按下的是三樓 外呼，當電梯到達三樓時，則對應的輸出 LED 上顯示為三。 29 電梯上升途中只響應上升呼叫，下降途中只響應下降呼叫，任何相反方向呼叫均無效。 25 電梯開始正常運行。 程序中的模塊功能說明 當常開觸點對應的位變量值為 1 時，常開觸點閉合；反之斷開。 狀態(tài)圖 — 允許將程序輸入、輸 出或變量置入圖表中，監(jiān)視其狀態(tài)。 圖 電梯控制系統(tǒng)結構圖 P L C 輸出接口 輸入接口 運行控制信號 運行方式選擇 內呼梯信號 外呼梯信號 開關門信號 平層或限位信號 樓層顯示 電梯上行指示 電梯下行指示 開關門控制 變頻器控制 我們的電梯模型也是如此，只要按下 4 樓旁邊的下行外選按鈕，通過按鈕的觸發(fā)輸入到PLC，經(jīng)過 PLC 程序分析，然后 PLC 有 2 個輸出：開 4 樓外選指示燈、上行指示燈；上行到達 4 樓時樓層檢測開關便把檢驗信號通過輸入端口送到 PLC， PLC 便立刻做出反應，開開門指示燈、關閉上行指示燈、關閉 4 樓外選指示燈、 樓層顯示器顯示 4 樓，以上動作幾乎同時進行。因此，其電動機的供電電源的驅動系統(tǒng)應能同時改變電壓和頻率。電梯在向上過程中按登記的指令信號和向上召喚信號逐一?？浚钡接羞@些信號登記的最高層站和有向下召喚登記的最底層為止，然后又反向向下安置指令及向下召喚信號逐一?？?。微電腦（或稱微機）在電梯控制系統(tǒng)中得到廣泛的應用，從而代替了傳統(tǒng)的數(shù)量眾多的繼電器、接觸器控制系統(tǒng)，微電腦電梯的特點：運行可靠、故障率低、耗能少；控制屏（柜）體積小，從而機房面積可相應減??；設備投資費減少；維修方便。圖 所示： 輸入采樣 程序執(zhí)行 輸出刷新 圖 PLC 工作過程流程圖 PLC的發(fā)展趨勢 1．微型、小型 PLC 功能明顯增強： 很多有名的 PLC 廠家相繼推出高速、高性能、小型、特別是微型的 PLC。 3． 通信處理：在通信請求處理階段， CPU 處理從通信接口和智能模塊接收到的信息，例如讀取智能模塊的信息并存放在緩沖區(qū)中，在適當?shù)臅r候信息傳送給通信請求方。系統(tǒng)程序由 PLC生產(chǎn)廠家設計并固化在 ROM 中，用戶不能讀取。 由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復運行。 6． 高可靠性 （ 1）所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內部電路之間電氣上隔離。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳送。 如果使用 CPU 上的 24V 支流傳感器電源為擴展模塊供應 24V 直流電源，或者為 I/O點提供 24V 直流電源，這些電源需求都要根據(jù) CPU 的供電能力進行計算。 1971 年，日本從美國引進了這項新技術，很快研制出了日本第一臺 PLC。 早期的 PLC 主要用于順序控制上。最早的可編程控制器要追溯到 1969 年。要通過顯示自己方案的價值，讓讀者了解方案的創(chuàng)新之處或有新意 的思路，算法和關鍵技術。 方案的論證 在明確了解要解決的問題和文獻綜述，應提出自己解決問題的思路和方案了。 3 目錄 摘 要 …………………………………………………………………………………………… …… ..2 第 1 章 緒論 ………………………………………………………………………………… …… … 3 PLC的由來