【文章內(nèi)容簡介】 的 FX系列、 OMRON公司的 C系列、西門子等，它們功能都差不多，在工程應(yīng)用中各有千秋，至于要選擇哪種機型，就 要根據(jù)自己的設(shè)計需要及應(yīng)用水平。因為根據(jù)轎廂樓層位置檢測方法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計數(shù)器。又因為電梯是雙向運行的，所以 PLC還需具有可逆計數(shù)器。 SIMATIC S7系列 PLC是德國西門子公司在 S5系列 PLC基礎(chǔ)上于 1995年陸續(xù)推出的性能價格比較高的 PLC系統(tǒng)。其中，小型的有 SIMATIC S7200系列，最小配置為 8 DI/6DO，可擴展 2～ 7個模塊，最大 I/O點數(shù)為 64DI/DO、 12AI/4AO；中小型的有 SIMATIC S7300系列；中高檔性能的有 S7400系列。 SIMATIC S7系列 PLC都采用了模塊化、無排風扇結(jié)構(gòu)且具有易于用戶掌握等特點，使得 S7系列 PLC成為各種從小規(guī)模到中等性能要求以及大規(guī)模應(yīng)用的首選產(chǎn)品 [7]。 SIMATIC S7300的大量功能能夠支持和幫助用戶進行編程、啟動和維護，其主要功能如下： (1) 高速的指令處理 ～ s? 的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。 (2) 人機界面 (HMI) 方便的人機界面服務(wù)已經(jīng)集成在 S7300操作系統(tǒng)內(nèi)，因此人機對話的編程要求大大減少 。 (3) 診斷功能 CPU的智能化的診斷系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常，記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件。 (4) 口令保護 多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術(shù)機密，防止未經(jīng)允許的復制和修改。 (5) 操作方式選擇開關(guān) 操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式。這樣就能防止非法刪除或改寫用戶程序。 (6) 方便用戶的參數(shù)賦值 一個帶標準用戶接口的軟件工具給所有模塊進行參數(shù)賦值，這樣就節(jié)省了入門和培訓的費用。 (7) 浮點數(shù)運算 用此功能可以有效的實現(xiàn)更為復雜的算術(shù)運算。 SIMATIC S7300 系列 PLC 系統(tǒng)基本構(gòu)成 SIMATIC S7300系列 PLC是模塊化中小型 PLC系統(tǒng)，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用，模塊化，無排風扇結(jié)構(gòu)，易于實現(xiàn)分布，易于用戶掌握等特點使得 S7300成為各種從小規(guī)模到中等性能要求控制任務(wù)的方便又經(jīng)濟的解決方案。 SIMATIC S7300有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，主要包括：紡織機械、各種機床、通用機械工程應(yīng)用、電器制造工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。多種性能遞增的 CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的 I/O擴展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實際應(yīng)用選擇合適的模塊。當 任務(wù)規(guī)模擴大并且愈加復雜時，可隨時使用接口模塊對 PLC進行擴展。S7300是模塊化的組合結(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)用對象的不同，可選用不同型號和不同數(shù)量的模塊，并可以將這些模塊安裝在同一機架 (導軌 )或多個機架上。除了電源模塊、 CPU模塊和接口模塊外，一個機架上最多只能再安裝 8個信號模塊或功能模塊。 CPU314/315/3152DP最多可擴展4個機架， IM360/IM361接口模塊將 S7300背板總線從一個機架連接到下一個機架， SIMATIC S7300系列 PLC是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，各種單獨模塊之間可進行廣泛組合和擴 展。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖 。它的主要組成部分有導軌 (RACK)、電源模塊 (PS)、中央處理單元模塊 (CPU)、接口模塊 (IM)、信號模塊 (SM)、功能模塊 (FM)等。它通過 MPI網(wǎng)的接口直接與編程器 PG、操作員面板 OP和其它 S7PLC相連。 I M3 6 5S M3 3 2S M3 3 1F M3 5 1I M3 6 5S M 32 2S M3 2 1P S 3 0 7P G其 他 P L CO PC P U 模 塊通 信 部 件處 理 部 件??M P I背 板 總 線 SIMATIC S7300 系列 PLC 模塊性能簡介 (1) CPU模塊 S7300 有 CPU312 IFM 、 CPU313 、 CPU314 、 CPU314 IFM 、 CPU315/3152DP 、CPU3162DP 、 CPU3182DP 等 8 種不同的中央處 理單元可供選擇 。 CPU3152DP 、CPU3162DP、 CPU3182DP都具有現(xiàn)場總線擴展功能。 CPU以梯形圖 LAD、功能塊 FBD或語句表 STL進行編程。 (2) 信號模塊 ① 數(shù)字量輸入模塊 數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成 S7300內(nèi)部信號電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。對現(xiàn)場輸入元件，僅要求提供開關(guān)觸點即可。輸入信號進入模塊后，一般都經(jīng)過光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待 CPU采樣。采樣時，信號 經(jīng)過背板總線進入到輸入映像區(qū)。 數(shù)字量輸入模塊 SM321有四種型號模塊可供選擇，即直流 16點輸入、直流 32點輸入、交流 16點輸入、交流 8點輸入模塊。 ② 數(shù)字量輸出模塊 數(shù)字量輸出模塊 SM322將 S7300內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換成過程所要求的外部信號電平，可直接用于驅(qū)動電磁閥、接觸器、小型電動機、燈和電動機啟動器等。 晶體管輸出模塊只能帶直流負載，屬于直流輸出模塊； 可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊； 繼電器觸點輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊。 從響應(yīng)速度上看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器響應(yīng)最慢；從安全隔離效 果及應(yīng)用靈活性角度來看，以繼電器觸點輸出型最佳。 ③ 模擬量輸入模塊 SM331主要由 A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開關(guān)、補償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。 A/D轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，其轉(zhuǎn)換原理采用積分方法，被測模擬量的精度是所設(shè)定的積分時間的正函數(shù)，也即積分時間越長，被測值的精度越高。 SM331可選四檔積分時間： 、 、 20ms和 l00ms，相對應(yīng)的以位表示的精度為 12和 14。 ④ 模擬量輸出模塊 模擬量輸出模塊 SM332目前有三種規(guī)格型號，即 4AOl2位模塊、 2AO12位模塊和4AOl6位模塊，分別為 4通道的 12位模擬量輸出模塊、 2通道的 12位模擬量輸出模塊、 4通道的 16位模擬量輸出模塊。 SM332可以輸出電壓，也可以輸出電流。在輸出電壓時，可以采用 2線回路和 4線回路兩種方式與負載相連。采用 4線回路能獲得比較高的輸出精度。 (3) PS307電源模塊 PS307是西門子公司為 S7300專配的 24VDC電源。 PS307系列模塊除輸出額定電流不同外 (有 2A、 5A、 10A三種 )，其工作原理和各種參數(shù)都相同。 PS307可安裝在 S7300的專用導軌上，除了給 S7300 CPU供電外，也可給 I/O模塊提供負載電源。 (4) 接口模塊 (IM) 接口模板 (IM360/361)用來在機架之間傳遞總線。 IMS接口代表發(fā)送， IMR接口代表接收。接口模板必須安裝到特定的插槽。如果需要，在擴展機架可以安裝輔助電源。對于雙層組態(tài)，硬連線的 IM365接口模板較為經(jīng)濟 (不需要輔助電源，在擴展機架上不能使用 CP模板 )。 (5) 通訊處理器模塊 CP340/CP341通訊處理模塊用于建立點對點的低速連接，最大傳輸速率為 。 有三種通信接口： RS232C， 20mA(TTY)和 RS422/RS485，有多種通訊協(xié)議可以使用。 3 系統(tǒng)的硬件開發(fā) 電梯設(shè)備 電梯的分類 電梯的分類有各式各樣： (1) 按用途分類有客梯、貨梯、醫(yī)用梯、觀光電梯等。 (2) 按速度分類 低速電梯 1m/s以下 中速電梯 1～ 2m/s 高速電梯 2m/s以上 超高速電梯 4m/s以上 (3) 按驅(qū)動電源分類 交流電梯 速度 一般小于 2m/s 直流電梯 速度一般大于 2m/s (4) 按控制方式分類 有層間控制，簡易集選控制，集選控制，有 /無司機控制，群控等。 電梯的主要組成成分 (1) 電梯轎廂 轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。 (2) 曳引機 曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機、曳引鋼絲繩，導向輪，反繩輪組成。 (3) 電梯井道及導軌 電梯井道是用以供電梯轎廂運行的通道。電梯導軌就是在轎 廂和墻壁之間的軌道，上面有輪子在滑動，表面很光滑，用矯廂導軌支架來支撐。它可以用來防止轎相晃動。貨梯和客梯上都裝有。 (4) 導向系統(tǒng) 導向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導軌作升降運動。導向系統(tǒng)主要由導軌，導靴和導軌架組成。 (5) 門系統(tǒng) 門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機，門鎖裝置組成。 (6) 重量平衡系統(tǒng) 平衡系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動正常。系統(tǒng)主要由對 重和重量補償裝置組成。 (7) 電力拖動系統(tǒng) 電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實現(xiàn)電梯速度控制。電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機調(diào)速裝置等組成 (8) 電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏 (柜 )，平層裝置，選層器等組成。 電梯是機、電一體化產(chǎn)品。其機械部分好比是人的軀體，電氣部分相當于人的神經(jīng)，控制部分相當于人的大腦。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運行。盡管電梯的品種繁多 ，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導向系統(tǒng)以及機械安全保護裝置組成 。而電氣控制部分由電力拖動系統(tǒng)，運行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護等系統(tǒng)組成 。 電梯的安全保護裝置 (1) 電磁制動器 :裝于曳引機軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。 (2) 強迫減速開關(guān) :起分別裝于井道的頂部和底部，當轎廂駛過端站換速未減速時，轎廂上撞塊就觸動此開關(guān)，通過電器傳動控制裝置，使電動機強迫減速。 (3) 限位開關(guān) :當轎廂經(jīng)過 端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動作，切斷電源并制動，強迫停車。 (4) 行程極限保護開關(guān) :當限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時，此開關(guān)動作。 (5) 急停按鈕 :裝于轎廂司機操縱盤上，發(fā)生異常情況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。 (6) 廳門開關(guān) :每個廳門都裝有門鎖開關(guān)。僅當廳門關(guān)上才允許電梯啟動 。在運行中如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。 (7) 關(guān)門安全開關(guān) :常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門過程中如安全觸板碰到乘客時，發(fā)出信號，門電機停止關(guān)門，反向開門，延時重新開門，此外還 有紅外線開關(guān)等。 (8) 超載開關(guān) :當超載時轎底下降開關(guān)動作，電梯不能關(guān)門和運行。 (9) 其它的開關(guān) :安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。 一般電梯的控制要求 人們對現(xiàn)代電梯的自動化程度和智能行越來越高，可以有下列基本功能，這些功能有的是廠家作為標準功能配置在電梯上，有的是可按用戶要求配置。但是由于本次設(shè)計工作的時間有限，不可能實現(xiàn)下面的所有控制要求，只能完成其中的一些主要的最基本的控制要求。 (1) 司機操作。由司機關(guān)門啟動電梯運行，由轎內(nèi)指令按鈕選向，廳外召喚只能順向截梯，自動平層。 (2) 集選控制。集選控制是將轎廂內(nèi)指令與廳外召喚等各種信號集中進行綜合分析處理的高度自動控制功能。它能對轎廂指令、廳外召喚登記，停站延時自動關(guān)門起動運行，同向逐一應(yīng)答，自動平層自動開門，順向截梯，自動換向反向應(yīng)答，能自動應(yīng)召服務(wù)。 (3) 下行集選。只在下行時具有集選功能，因此廳外只設(shè)下行召喚按鈕，上行不能截梯。 (4) 獨立操作。只通過轎內(nèi)指令駛往特定樓層，專為特定樓層乘客提供服務(wù)，不應(yīng)答其它層站和廳外召喚。 (5) 特別樓層優(yōu)先控制。特別樓層有呼喚時，電梯以最短時間應(yīng)答。應(yīng)答前往時，不理會轎內(nèi)指令和其它召喚。 到達該特別樓層后，該功能自動取消。 (6) 停梯操作。在夜間、周末或假日，通過停梯開關(guān)使用電梯停在指定樓層。停梯時，轎門關(guān)閉，照明、風扇斷電，以利節(jié)電、安全。 (7) 滿載控制。當轎內(nèi)滿載時，不響應(yīng)廳外召喚。 (8) 清除無效指令。清除所有與電梯運行方向不符的轎內(nèi)指令。 (9) 開門時間自動控制。根據(jù)廳外召喚、轎內(nèi)指令的種類以及轎內(nèi)情況，自動調(diào)整開門時間。 (10) 按客流量控制開門時間。監(jiān)視乘客的進出流量，使開門時間最短。 (11) 開門時間延長按鈕。用十延長開門時間，使乘客順利進出轎廂。 (12) 故障 重開門。因故障使電梯門不能關(guān)閉時，或者在關(guān)門的過程中又有乘客進入的時候，使門重新打開再試關(guān)門。 (13) 強迫關(guān)門。當門被阻擋超過一定時間時，發(fā)出報警信號，并以一定力量強行關(guān)門。 (14) 光電裝置。用來監(jiān)視乘客或貨物的進出情況。 (15) 光幕感應(yīng)裝置。利用光幕效應(yīng)，如關(guān)門時仍有乘客進出，則轎門未觸