【文章內(nèi)容簡介】 模塊（簡稱為 CPU）都有一個編程用的 RS485 接口，有 些接口還 有 PROFIBUSDP 接口或 PtP 串行通信接口，可以建立一個 MPI（多點接口）網(wǎng)絡(luò)或 DP 網(wǎng)絡(luò)。 圖 S7300控制器 電源模塊 后備電池 3.、 24V DC 連接器 模式開關(guān) 狀態(tài)和故障指示燈 存儲器卡 (CPU 313 以上 ) 7.、 MPI 多點接口 前連接器 前蓋 S7300 的組成部件 S7300 PLC 是模塊式的 PLC，它由以下幾部分組成： （ 1） 中央處單元（ CPU） 各種 PLC 有不同的性能，例如有的 CPU 集成有數(shù)據(jù)量和模擬量輸入、輸出點，有的 CPU 集成有 PROFIBUSDP 等通信接口。 （ 2） 負(fù)載電源模塊（ PS） 負(fù)載電源模塊用于將 AC220V 電源轉(zhuǎn)換為 DC24V 電源，共 CPU 和 I/O 模塊使用。額定輸出電流有 2A、 5A、和 10A 3 種，過載時模塊上的 LED 閃爍。 （ 3） 信號模塊（ SM） 信號模塊是數(shù)字量輸入 /輸出模塊和模擬量輸入 /輸出模塊的總稱，它們使不同的過程信號廣西工學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 基于 S7— 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 第 8 頁 電壓或電流與 PLC 內(nèi)部的信號電平匹配。信號模塊主要有數(shù)字量輸入模塊 SM321 和數(shù)字量輸出模塊 SM322，模擬量輸入模塊 SM331 和模擬量輸出模塊 SM332。 （ 4） 通信處理器 (CP) 通信處理器用于 PLC 之間、 PLC 與計算機和其他智能設(shè)備之間的通信，可以將 PLC 接入PROFIBUSDP、 ASi 和工業(yè)以太網(wǎng)，或用于實現(xiàn)點對點通信等。通信處理器可以減輕 CPU 處理通信的負(fù)擔(dān)，并減少用戶對通信的編程工作。 （ 5） 接口模塊（ IM） 接口模塊用于多機架配置時連接主機架 (CR)和擴展機架 (ER)。 S7300 通過分布式的主機架和 3 個擴展機架，最多可以配置 32 個信號模塊、功能模塊 和通信處理器。 I/O 模塊地址 的 確定 S7300 的開關(guān)量地址由地址標(biāo)識符、地址的字節(jié)部分和位部分組成，一個字節(jié)由 0～ 7這 8位組成。地址標(biāo)識符 I 表示輸入， Q 表示輸出， M 表示存儲器位。 S7300 的信號模塊的字節(jié)地址與模塊所在的機架號和槽號有關(guān)，位地址與信號線接在模塊上的哪一個端子有關(guān)。對于數(shù)字量模塊，從 0 號機架的 4 號槽開始，每一槽位分配槽位 4B（ 4 個字節(jié)）的地址，相當(dāng)于 32 個 I/O點（見表 ）。根據(jù)本次設(shè)計的要求， I/O 分配表如下所示（見表 ）。 表 I/O 模塊的字節(jié) 地址 機架號 模塊類型 槽 號 4 5 6 7 8 9 10 11 0 數(shù)字量 0~3 4~7 8~11 12~15 16~19 20~23 24~27 28~31 模擬量 256~271 272~287 288~303 304~319 320~335 336~351 352~367 368~383 1 數(shù)字量 32~35 36~39 40~43 44~47 48~51 52~55 56~59 60~63 模擬量 384~399 400~415 416~431 432~447 448~463 464~479 480~495 496~511 2 數(shù)字量 64~67 68~71 72~75 76~79 80~83 84~87 88~91 92~95 模擬量 512~527 528~543 544~559 560~575 576~591 592~607 608~623 624~639 3 數(shù)字量 96~99 100~103 104~107 108~111 112~115 116~119 120~123 124~127 模擬量 640~655 656~671 672~687 688~703 704~719 720~735 736~751 752~767 廣西工學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 基于 S7— 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 第 9 頁 表 I/O分配表（這個表應(yīng)放到后面項目設(shè)計的內(nèi)容中） 說明 對應(yīng) PLC 地址 說明 對應(yīng) PLC 地址 外部 1 層上呼叫按鈕 內(nèi)部 2 層呼叫燈 外部 2 層上呼叫按鈕 內(nèi)部 3 層呼叫燈 外部 2 層下呼叫按鈕 內(nèi)部 4 層呼叫燈 外部 3 層上呼叫按鈕 內(nèi)部 5 層呼叫燈 外部 3 層下呼叫按鈕 外部 1 層上呼叫燈 外部 4 層上呼叫按鈕 外部 2 層上呼叫燈 外部 4 層下呼叫按鈕 外部 2 層下呼叫燈 外部 5 層下呼叫按鈕 外部 3 層上呼叫燈 1 層行程開關(guān) 外部 3 層下呼叫燈 2 層行程開關(guān) 外部 4 層上呼叫燈 3 層行程開關(guān) 外部 4 層下呼叫燈 4 層行程開關(guān) 外部 5 層下呼叫燈 5 層行程開關(guān) 1 層位燈 內(nèi)部 1 層呼叫按鈕 2 層位燈 內(nèi)部 2 層呼叫按鈕 3 層位燈 內(nèi)部 3 層呼叫按鈕 4 層位燈 內(nèi)部 4 層呼叫按鈕 5 層位燈 內(nèi)部 5 層呼叫按鈕 電梯上升 開門按鈕 電梯下降 關(guān)門按鈕 上升指示燈 開門行程開關(guān) 下降指示燈 關(guān)門行程開關(guān) 電梯開門 內(nèi)部 1 層呼叫燈 電梯關(guān)門 廣西工學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 基于 S7— 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 第 10 頁 STEP 7 編程軟件簡介 STEP 7 編程軟件用于 SIMATIC S M C7 和基于 PC 的 WinAC， 是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具。本書對 STEP 7 操作的描述，都是基于 STEP 7 版的。為了在個人計算機上使用 STEP 7，應(yīng)配置 MPI 通信卡或 PC/MPI 通信適配器，將計算機連接到 MPI 或 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，來下載和上載 PLC 的用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)。 STEP 7 的編程功能 1）編程語言 STEP 7 的標(biāo)準(zhǔn)版只配置了 3 中基本的編程語言：梯形圖（ LAD）、功能塊圖（ FBD） 和語句表（ STL） ，有鼠標(biāo)拖放、復(fù)制和粘貼功能。 STEP 7 專業(yè)版的編程語言包括 S7SCL（結(jié) 構(gòu)化控制語言）； S7GRAPH（順序功能圖語言）； S7 HiGraph 和 CFC。 2）符號表編輯器 STEP 7 用符號表編輯器工具管理所有的全局變量；用于定義符號名稱、數(shù)據(jù)類型和全局變量的注釋。使用這一工具生成的符號表可供所有應(yīng)用程序使用，所有工具自動識別系統(tǒng)參數(shù)的變化。 3）增強的測試和服務(wù)功能 測試功能和服務(wù)功能包括設(shè)置斷點、強制輸入和輸出、多 CPU 運行（僅限于 S7400）、重新布線、先是交叉參考表、狀態(tài)功能、直接下載和調(diào)試塊、同時監(jiān)測幾塊的狀態(tài)。 STEP 7 的硬件組態(tài)與診斷功能 1） 硬件組態(tài) （ 1）系統(tǒng)組態(tài)：從目錄中選擇硬件機架，并將所選模塊分配給機架中希望的插槽。 （ 2） CPU 的參數(shù)設(shè)置：可以設(shè)置 CPU 模塊的多種屬性。 （ 3）模塊的參數(shù)設(shè)置：用戶可以在屏幕上定義所有硬件模塊的可調(diào)整參數(shù)。 2） 通信組態(tài)。 （ 1）連接的組態(tài)和顯示。 （ 2）設(shè)置用 MPI 或 PROFIBUSDP 連接的設(shè)備之間的周期性數(shù)據(jù)傳送的參數(shù)，選擇通信的參與者。 （ 3）設(shè)置用 MPI、 PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)的事件驅(qū)動的數(shù)據(jù)傳輸，包括定義通信鏈路。 廣西工學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 基于 S7— 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 第 11 頁 3 五層電梯控制系統(tǒng)的 設(shè)計 電梯控制要求 在該控制系統(tǒng)中，電梯按照如下要求進行控制： 1．接受每個呼叫按鈕（包括內(nèi)部和外部的呼叫）的呼叫命令，并做出相應(yīng)的響應(yīng)。 2．電梯停在某一層時，此時按動該層的呼叫按鈕，則相當(dāng)于的出打開電梯門命令，進行開門的動作過程；若此時電梯的轎箱不在該層，則等到電梯關(guān)門后，按照不換向原則控制電梯向上或向下運行。 3．電梯運行的不換向原則是指電梯優(yōu)先響應(yīng)不改變現(xiàn)在電梯運行方向的呼叫，直到這些命令全部響應(yīng)完畢后才響應(yīng)使電梯反方向運行的呼叫。 4．電梯在每一層都有一個行程開關(guān)，當(dāng)電梯碰到某層行程 開關(guān)時，表示電梯已經(jīng)到達(dá)該層。 5．當(dāng)按動某個呼叫按鈕后，呼叫指示燈亮并保持，直到電梯響應(yīng)該呼叫為止。 6．當(dāng)電梯停在某層時，在內(nèi)部按動開門按鈕，則電梯門打開，按動電梯內(nèi)部的關(guān)門按鈕，則電梯門關(guān)閉。但在電梯先進期間電梯門是不能被打開的。 7．當(dāng)電梯運行到某層后，相應(yīng)層指示燈亮，直到電梯運行到前方一層時樓層指示燈改變。 電梯控制過程 1．電梯的初始狀態(tài)。電梯位于 1 層待命，各層顯示器都被初始化，電梯處于以下狀態(tài)： （ 1）各層呼叫燈均不亮。 （ 2）電梯內(nèi)部及外部各樓層顯示器顯示均為“ 1”。 （ 3）電梯 內(nèi)部及外部各層電梯門均關(guān)。 2．電梯在運行過程中： （ 1）按下某層呼叫按鈕（ 1~5 層）后，該層呼叫燈亮，電梯響應(yīng)該層呼叫。 （ 2）電梯下行或上行至該層。 （ 3）各樓層顯示隨著電梯移動而改變，各層指示燈也隨之而變。 （ 4）運行中電梯門始終關(guān)閉，到達(dá)指定層時，門才打開。 （ 5）在電梯運行過程中，支持其他呼叫。 3．電梯運行后狀態(tài)：在到達(dá)指定樓層后，電梯會繼續(xù)待命，直至新命令產(chǎn)生。 （ 1）電梯在到達(dá)指定樓層后，電梯門會自動打開，經(jīng)一段延時自動關(guān)閉，在此過程中，支持手動開門或關(guān)門。 （ 2）各樓層顯示值為該層所在位置 ，且上行與下行指示燈均滅。 廣西工學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 基于 S7— 300 與 WinCC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 第 12 頁 電梯控制系統(tǒng)總體流程圖 圖 系統(tǒng)流程圖 控制界面的設(shè)計 工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件 WinCC(Windows Control Center)是一個集成的人機界面 (HMI)系統(tǒng)和監(jiān)控管理 (SCADA)系統(tǒng)，它是結(jié)合西門子公司在過程自動化領(lǐng)域中的先進技術(shù)和微軟公司強大軟件功能的產(chǎn)物。 WinCC是 Windows環(huán)境下面向?qū)ο蟮?32位工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件，它適合任何自動化控制系統(tǒng)。 WinCC組態(tài)軟件集成了圖形技 術(shù)、人機界面技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)等，使控制系統(tǒng)開發(fā)人員不必依靠某種具體專業(yè)的計算機語言，只需通過可視化的組態(tài)方式，就可以完成監(jiān)控軟件設(shè)計，降低了監(jiān)控畫面開發(fā)的難度。組態(tài)軟件擁有豐富的工具箱、圖形庫和操作向?qū)В归_發(fā)人員避免了軟件設(shè)計中許多重復(fù)性的開發(fā)工作，可提高開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期， WinCC已經(jīng)成為監(jiān)控系統(tǒng)主要的軟件開發(fā)工具之一。 WinCC提供各種 PLC的驅(qū)動軟件，因此使 PLC與上位機的通訊變得非常容易，如果用戶把 WinCC和 STEP 7結(jié)合在一起使用，結(jié)果更是大幅度降低了工程時 間，因為在 STEP 7中配置的變量表可以在與 WinCC連接時過程 WinCC的過程編程直接使用。 WinCC軟件是適合監(jiān)控級應(yīng)用的軟件，它是一個“開放的” HMI