【文章內容簡介】 點數有 31 個，模擬量 I/O 數為 0 個。利用估算 PLC內存總容量的計算公式 :所需總內存字數 =開關量 I/O總點數 (10～ 15)+模擬量 I/O 總點數 (150～ 250)再按 30%左右預留余量。估算本系統需要內存容量 約為 600B。 綜上所述，輸入點共有 20個、輸出點共有 11個、內存容量大約 600B。實驗室有可編程控制器 S7200 的 PLC224 輸入、輸出 IO 為 14/10，內存容量為 12K。外加擴展 16個 IO口的 EM223 模塊，即系統共有輸入、輸出 IO為 22/18。 可 滿足 本 設計要求。 組態(tài)軟件選擇 組態(tài)軟件 在國內是一個約定俗成的概念，并沒有明確的定義，它可以理解為 “ 組態(tài)式監(jiān)控軟件 ” 。 組態(tài)王 監(jiān)控系統 軟件 ，是新型的工 業(yè) 自動控制系統 ，它以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構成的集成系統取代傳統的封閉式系統 。 它 以 其 逼真再現 現場畫面，使控制者 在任何時間任何地點均可實時掌控系統每一個細節(jié)。 它不但實現對現場的實時監(jiān)測與控制，且 還 在自動控制系統中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用 ，有利于 實驗 者 對現場 實時 監(jiān)控 [3]。 鑒于組態(tài)王的優(yōu)點 ，本設計采用 市場上廣泛推廣 來進行電梯控制系統的現場監(jiān)控。 系統的電路設計 系統的主電路設計 根據設計要求，本次設計的電氣控制系統主 控 回路原理圖如圖 3所示。圖中 M1， M2分別為曳引電機和門電機，交流接觸器 KM1KM4 通過控制兩臺電動機的運行來控制轎廂和廳門，從而進行對電梯的控制。 FR1， FR2 是 起過載保護作用的熱繼電器，用于電梯運行過載時斷開主電路。 FU FU2 為熔斷器，起過電流保護作用 。 8 圖 3 電梯控制系統主 控 回路圖 其主要設計思想為： 當手動開關 SB1閉合， 停止開關 SB2 處于閉合狀態(tài)， 如有呼叫信號響應 ， PLC 則 按照 預先植入的程序執(zhí)行。 IO 口 輸出時，其 常開觸點閉合，繼電器 KM1得電， KM1 的 常開觸頭閉合， 電動機 M1 正轉，即電梯向上 運行。同時 KM1 的輔助常閉觸頭斷開，構成互鎖結構防止電機 M1 正反轉同時運行 ， 即防止電梯向下 運行， 可 提高電梯運行的可靠性。 IO 口 輸出時，其 常開觸點閉合，繼電器 KM2得電， KM2 的 常開觸頭閉合， 電動機 M1 反轉，即電梯向下 運行。同時 KM2 的輔助常閉觸頭斷開，構成互鎖結構防止電機 M1 正反 轉 同時運行， 可 提高電梯運行的可靠性。 IO 口 輸出時，其 常開觸點閉合，繼電器 KM3得電， KM3 的 常開觸頭閉合， 電動機 M2 正轉，即電梯開門 。同時 KM3 的輔助常閉觸頭斷開，構成互鎖結構防止電機 M2 正反 轉 同時運行， 可 提高電梯運行的可靠性。 IO 口 輸出時，其 常開觸點閉合，繼電器 KM4得電， KM4 的 常開觸頭閉合， 電動機 M2 反轉，即電梯關門 。同時 KM4 的輔助常閉觸頭斷開，構成互鎖結構防止電機 M2 正反 轉 同時運行， 可 提高電梯運行的可靠性。 當需 檢修 電梯時 ， 則 按下停止按鈕 SB2，先使 電梯復位。 再斷開 手動開關 SB1。 隔離電源后再進行檢修，以保證檢修人員安全 。 PLC 的 IO 分配表 組態(tài) 王的 PLC 電梯控制系統 中 PLC 輸出端口 、 、 、和 分別接入到 圖 3電梯控制系統主 控 回路圖中的相應位置來控制繼電器 KM1KM4，從而控制電梯系統的上升和下降以及開門和關門。 PLC 的外部輸入和輸出端口作用見表 的 IO 分配表 。 9 表 3 PLC的 IO分配表 序號 名稱 I/O端口 序號 名稱 I/O 端口 1 關門按鈕 17 開門寬度門限 2 一層外部呼叫 18 關門到位門限 3 二層外部呼叫 19 由上到下轉換 4 三層外部呼叫 20 由下到上轉換 5 四層外部呼叫 21 控制電梯上升 6 五層外部呼叫 22 控制電梯下降 7 一層內部呼叫 23 控制電梯開門 8 二 層內部呼叫 24 控制電梯關門 9 三 層內部呼叫 25 顯示上升 10 四 層內部呼叫 26 顯示下降 11 五 層內部呼叫 27 一層顯示 12 一層平層信號 28 二層顯示 13 二 層平層信號 29 三層顯示 14 三 層平層信號 30 四層顯示 15 四 層平層信號 31 五層顯示 16 五 層平層信號 PLC 硬件電路設計 本設計電梯控制系統共有 20 個輸入觸頭和 11 個輸出觸頭， 采用了 S7200 系列的CPU224 和擴展模塊 EM223。系統 采用 K21K25廂內 呼叫點動開關和 K1K5廂外 呼叫點動開關，以及平層接近開關 SQ11SQ1門限接近開關 SQ6SQ7 和轉換行程開關 K26K27均使 用 PLC224 的 CPU單元的集成電源。組態(tài) 王的 PLC 電梯控制系統的核心 CPU PLC224的硬件輸入和輸出接線圖如 圖 4 所示。 1M2M1L2L3LPLC224五層平層信號四層平層信號三層平層信號二層平層信號一層平層信號關門門限開關開門門寬開關五層外部呼叫四層外部呼叫三層外部呼叫二層外部呼叫一層外部呼叫關門控制SQ11SQ12SQ13SQ14SQ15K21K22K23K24K25K26K27K0K1K2K3K4K5SQ6SQ7一層內呼二層內呼三層內呼四層內呼五層內呼由上到下運行由下到上運行一層顯示二層顯示三層顯示四層顯示五層顯示MLEM223上升顯示下降顯示ACACACACDCDCDC 圖 4 PLC224硬件輸入和輸出接線圖 10 4 系統軟件設計 本課題設計組態(tài) 王的 PLC 電梯 控制系統， 主要以 PLC 程序設計為主，用軟件 程序來替代傳統的繼電器 接觸器控制系統的邏輯運算，順序運算， 以 提高系統的可靠性，減小控制系統體積，降低 能耗及其維修保養(yǎng)費用 。 組態(tài) 王的 PLC 電梯控制系統的優(yōu)點 根據系統的下述控制要求： ，電梯在下行時響應低層呼叫 。 行途中如遇呼梯信號時，順向響應，反向不響應。 ，在順向無呼叫 的情況下，可以選擇反向行車 、呼梯信號、行車方向、行車樓層均有記憶功能。 自動開門和延時自動關門，并可以手動關門。 、開門不能行車。 實時監(jiān)測和控制 。 一般 PLC 電梯控制系統，在 其門廳 輸入單元中采用向上呼叫和向下呼叫二個輸入點控制，設有上、下兩個方向呼叫按鈕以供選擇、使其順向運行 截車。 一般是運行到最高層和最低層再反向，繼而循環(huán)運行。 組態(tài)王的 PLC 電梯控制系統 ：在 其門廳 輸入單元中 只采用 一個呼叫按鈕對其上行和下行同時進行呼叫，但由于在程序中設定了運行標志位，仍可以滿足系統上行和下行呼叫。減少系統的輸入點降低系統投資成本，提高系統的可靠性； 采用 了轉換方向按鈕，可以在無其他人時廂內乘車可以改變電梯運行的方向，使其運行方便快捷。 電梯邏輯程序設計 系統總程序設計方框圖 系 統總設計方案為： 當給系統上電后， PLC 的程序進行初始化 ，并確定 上行和下行的方向，等待廂內和門廳 的呼叫信號，若沒有呼叫信號則等待呼叫信號的響應；若有呼叫信號，程序確 定呼叫目標層與電梯 運 行方向 組合后確定電梯的升降。當電梯在升降過程中以接近開關 的 平層信 號 狀態(tài)來辨別是否為目標層， 若 辨別 不是目標層 ，則 電梯繼續(xù)升降 ；若是目標層 ，則 電梯停車并開門， 開門延時一段時間讓乘客進出電梯后自動關門 。如果開門時廂外無乘客，廂內的人可以按下關門按鈕，電梯提前關門。 如果停止按鈕 SB2沒有動作，電梯繼續(xù)響應呼叫信號， 進而循環(huán)執(zhí)行上述過程。其電梯控制系統總程序設計方框圖見 圖 5。 11 圖 5 系統總程序設計方框 圖 電梯上升下降流程圖 電梯在整個過程中以行程開關 SQ11SQ15 的信號為樓層的標示，確定電梯所在的樓層。電梯具體在某一層的時候，若電梯某時刻處于第三層，此時 的電梯運行標志為上升。在不改變運行標志的前提下，電梯這時響應四、五 樓層呼叫或選層， 然 一、二層的呼叫PLC 響應但電梯仍然是向上運行 ， 其中如果四層有呼叫信號，當電梯到達第四樓層時，電梯 響應 停車 并開門 ，電梯關門后繼續(xù)響應第五層的呼叫，電梯繼續(xù)上升。 在行車途中如果沒有其他響應，電梯直到運行到五層后自動換向再 向下運行。 詳細見圖 6電梯的具體升降流程圖。 是 上 電 初 始 化 等 待 是否有門廳呼叫 是否有廂內呼叫 否 否 確定呼叫目標層 是 是 電梯選向 電梯啟動升降 是否目標層 平層信號檢測 否 停車并開門 延 時 關 門 是否停止運行 停 止是 換向按鈕 方向顯示 否 12 圖 6 電梯的具體升降流程圖 no yes yes yes yes no no yes yes yes no yes no yes no yes no yes no yes 電梯在一 層 電梯在二層 電梯在三層 5 層呼叫 5層呼叫 1 層呼叫 電梯上升 電梯下降 電梯上升 電梯上升 電梯下降 停止 上行 下行 2 層呼叫 電梯在五層 5 層呼叫 停止 下行 上行 停止 電梯在四層 5 層呼叫 3層呼叫 下行 上行 停止 4 呼叫 電梯上升 電梯下降 電梯下降 停止 yes yes