【文章內(nèi)容簡介】 與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。 PLC 控制電梯的邏輯關(guān)系 電梯控制邏輯關(guān)系如下 : 1)行車方向由內(nèi)選信號決定 ,順向優(yōu)先執(zhí)行 。 2)行車途 中如遇呼梯信號時 ,順向截車 ,反向不截車 。 3)內(nèi)選信號、呼梯信號具有記憶功能 ,執(zhí)行后解除。 4)內(nèi)選信號、呼梯信號、行車方向、行車樓層位置均由信號燈指示 5)停層時可延時自動開門、手動開門、 (關(guān)門過程中 )本層順向呼梯開門 。 6)有內(nèi)選信號時延時自動關(guān)門 ,關(guān)門后延時自動行車 。 7)無內(nèi)選時延時 5s 自動關(guān)門，但不能自動行車 。 8)行車時不能手動開門或本層呼梯開門 ,開門不能行車。 PLC 控制電梯的優(yōu)點 隨著社會的不斷發(fā)展，樓房越來越高，而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。電梯從手柄開關(guān)操 縱電梯、按鈕控制電梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運輸做出了不可磨滅的貢獻。 PLC 在電梯控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC 具有邏輯運算，計數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯控制過程中，各種邏輯開關(guān)控制與 PLC 很好的結(jié)合，很好的實現(xiàn)了對電梯的控制。 本文主要討論研究利用 西門子 公司可編程控制器對 四 層電梯的控制，形成電梯控制系統(tǒng)。 電梯的電氣系統(tǒng)由拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)采用的繼電器邏輯控制由于觸點多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點，正逐漸被淘汰 。目前電梯設(shè)計使用可編程控制器 (PLC)，要求功能變化靈活，編程簡單，故障少，噪音低。維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強，控制箱占地面積少。當(dāng)乘員進入電梯，按下樓層按鈕，電梯門 14 自動關(guān)閉后．控制系統(tǒng)進行下列運作：根據(jù)轎廂所處位置及乘員所處層數(shù)．判定轎廂運行方向，保證轎廂平層時減速。將轎廂停在選定的樓層上；同時，根據(jù)樓層的呼叫，順路停車，自動開關(guān)門。另外在轎廂內(nèi)外均要有信號燈顯示電梯運行方向及樓層數(shù)。 電梯變頻調(diào)速控制的特點 MM440 是西門子公司生產(chǎn)的通用型矢量變頻器，它性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，功 能齊全，在電梯行業(yè)首次使用。 可編程序控制器 PLC 和 MM440 變頻器之間的通訊可有兩種方式，一種是串行通訊 ,采用串行通訊只需一根雙芯屏蔽電纜西門子專用，它大大減少了布線的數(shù)量，無須重新布線即可更改控制功能，可以通過串行接口設(shè)置和修改變頻器的參數(shù)，還可以連續(xù)對變頻器的特性進行監(jiān)視和控制另一種是并行通訊 ,圖中所示為端子控制端子 1_8 10 16 17 為輸入控制端子19_25 為輸出控制端子然后定義每個端子的功能并且通過操縱面板設(shè)定其參數(shù)如 P701=2 為上行 P702=1 為下行 P1001=48 為正常運行 頻率 P1002=2 為爬行頻率等即 PLC 通過邏輯分析后發(fā)出控制信號如正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)高速中速點動爬行等信號給變頻器變頻器接受指令并且按照預(yù)先設(shè)定好的曲線拖動轎廂正常運行另外變頻器還發(fā)出信息如零速變頻器是否故障抱閘等信號給PLC 使其參加 PLC 的邏輯運算以保證電梯的安全運行 另外變頻器上還安裝了編碼器模板這使得這種通用型 MM440 可以接成閉環(huán)速度反饋控制方式與無傳感器矢量控制 SLVC 和變壓 /變頻 V/F 相比這種控制方式具有以下優(yōu)點： 1 零速時仍然具有額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載能力 2 速度控制的精度 3 速度控制和轉(zhuǎn)矩 控制的動態(tài)性能得到改善 通過我們的現(xiàn)場試驗這種變頻器完全可以用到電梯控制系統(tǒng)中且運行良好而且它還有一個其它變頻器所沒有的優(yōu)點就是進行電機參數(shù)自學(xué)習(xí)時電機的軸不轉(zhuǎn)動這樣曳引機可在帶負(fù)載的情況下也能進行自學(xué)習(xí)而不必像其它變頻器那樣必須把轎廂吊起使曳引機脫離負(fù)載后才能自學(xué)習(xí)這樣給電梯的安裝改造帶來很大方便。 15 第 2 章 PLC 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 四層電梯主電路 四 層電梯曳引電機及門電機電路圖 根據(jù)設(shè)計要求，本次設(shè)計的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖所示。圖中M1， M2 為曳引電機和門電機，交流接觸器 KM1~KM4 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 為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。 FU1 為熔斷器，起過電流保護作用。 plc 外部接線圖 本設(shè)計的 PLC 外部 接線圖如圖所示 .CPU226CN 的傳感器電源 24V(DC)可以輸出 600mA 電流，通過核算在本設(shè)計中 PLC 容量完全滿足要求， CPU226CN的輸出繼電器觸點容量為 2A，電壓范圍為 5~30V（ DC）或 5~250V（ AC）。 16 I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 3I 1 . 4I 1 . 5Q 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5Q 0 . 6Q 0 . 7Q 1 . 0Q 1 . 1Q 1 . 2Q 1 . 3Q 1 . 4Q 1 . 5Q 1 . 6Q 1 . 71 M2 M2 4 V2 2 0 VF U1 L2 L3 LC P U 2 2 6 C N一 樓 位 置 開 關(guān)二 樓 位 置 開 關(guān)三 樓 位 置 開 關(guān)四 樓 位 置 開 關(guān)一 樓 內(nèi) 呼 指 令二 樓 內(nèi) 呼 指 令三 樓 內(nèi) 呼 指 令四 樓 內(nèi) 呼 指 令一 樓 上 行二 樓 上 行三 樓 上 行二 樓 下 行三 樓 下 行四 樓 下 行上 行 記 憶下 行 記 憶電 機 正 轉(zhuǎn)電 機 反 轉(zhuǎn)一 樓 內(nèi) 呼 登 記二 樓 內(nèi) 呼 登 記三 樓 內(nèi) 呼 登 記四 樓 內(nèi) 呼 登 記一 樓 上 行 登 記二 樓 上 行 登 記三 樓 上 行 登 記二 樓 下 行 登 記三 樓 下 行 登 記四 樓 下 行 登 記開 門 模 擬關(guān) 門 模 擬S Q 1S Q 2S Q 3S Q 4K 1 0K 9K 8K 7K 1K 2K 3K 4K 5K 6K M 1K M 2K M 3K M 4~手 動 開 門手 動 關(guān) 門 plc 外部接線圖 I/0 點數(shù)的分配及機型的選擇 I/O 點數(shù)的估算 采用 PLC 構(gòu)成四層簡易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺電動機拖動， 電動機正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕 K1和指示燈 H1，二層有上升呼叫按鈕 K2 和指示燈 H2 以及下降呼叫按鈕 K4 17 和指示燈 H4，三層有上升呼叫按鈕 K3 和指示燈 H3 以及下降呼叫按鈕 K5和指示燈 H5，四層有下降呼叫按鈕 K6 和指示燈 H6。一至四層有到位行程開關(guān) SQ1～ SQ4。電梯內(nèi)有一至四層呼叫按鈕 K10～ K7和指示燈 H10～ H7；電梯開門和關(guān)門按鈕 SB5 和 SB6，電梯開門和關(guān)門分別通過電磁鐵 KM3 和KM4 控制，關(guān)門到位由行程開關(guān) ST1 檢測，開門到位由行程開關(guān) ST2 檢測。轎廂上行和下行由接觸器 KM1 和 KM2 控制，并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。 綜上所述，輸入點共有 14個，輸出點共有 16 個。 可編程控制器 S7— 200 的 CPU226 輸入，輸出點數(shù)為 24／ 16。足以滿足要求 輸入 /輸出的分配如下： 該系統(tǒng)占用 PLC 的 30 個 I/O 口， 14 個輸入點， 16 個輸出點，具體的 I/O分配如下圖所示： 序號 名 稱 輸入點 序號 名 稱 輸出點 0 一層平層 0 電梯上行記憶 1 二層平層 1 電梯下行記憶 2 三層平層 2 電機正轉(zhuǎn) 3 四層平層 3 電機反轉(zhuǎn) 4 內(nèi)呼一樓 4 內(nèi)呼一樓指示 5 內(nèi)呼二樓 5 內(nèi)呼二樓指示 6 內(nèi)呼三樓 6 內(nèi)呼三樓指示 7 內(nèi)呼四樓 7 內(nèi)呼四樓指示 8 一層外呼上行 8 一層外呼上行指示 9 二層外呼上行 9 二層外呼上行指示 10 三樓外呼上行 10 三樓外呼上行指示 11 二樓外呼下行 11 二樓外呼下行指示 12 三樓外呼下行 12 三樓外呼下行指示 13 四樓外呼下行 13 四樓外呼下行指示 14 手動開門 14 門電機正轉(zhuǎn) 15 手動關(guān)門 15 門電機反轉(zhuǎn) 16 開門限位 17 關(guān)門限位 18 電梯上升極限位 19 電梯下降極限位 18 機型的選擇 SIMATIC S7200 系列 PLC 及其編程軟件 STEP 7Micro/WIN 32 SIMATIC 小型 S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。 S7200 系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：極高的可靠性；極豐富的指令集；易于掌握；便捷的操作；豐富的內(nèi)置集成功能；實時特性；強勁的通訊能力；豐富的擴展模塊等。 S7200 系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān) 的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。 STEP 7Micro/WIN 32 是西門子公司專門為 S7200 系列 PLC 設(shè)計在個人計算機 Windows 操作系統(tǒng)下運行的編程軟件，它的功能強大，使用方便，簡單易學(xué)，可用梯形圖（ LAD）、語句表（ STL）和功能塊圖三種編程語言編制程序，不同的編程語言編制的程序可以相互轉(zhuǎn)換。 STEP 7Micro/WIN 32提供兩套指令集，即 SIMATIC 指令集（ S7200 方式）和國際標(biāo)準(zhǔn)指令集（ IEC11313 方式）。程序編制完成之后，利用 PLC 與計算機專用的 PC/PPI電纜傳送程序至 PLC。 編碼器與 PLC 的連接 THPLCDT 型四層電梯實驗教學(xué)模型一臺 安裝了 STEP 7 MicroWIN 編程軟件的計算機一臺 PC/PPI 編程電纜一根 PLC 主機一臺（西門子自配），應(yīng)選用 40 點機型（輸入口大于 20點、輸出口大于 14 點）。 19 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 電梯開關(guān)門流程圖 20 電梯上升下降流程圖 21 第 三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 四層電梯梯形圖 PLC 的編程語言 PLC 程序是 PLC 指令的有序集合， PLC 運行程序就是按一定的順序，執(zhí)行這集合中的一條條指令。指令是指示 PLC 動作的文字代碼或圖形符號。使用的編程語言不同，這些文字代碼和圖形符號就不相同。但從本質(zhì)上來講，指令的實質(zhì)都是二進制機器碼。同普通的計算機一樣， PLC 的編程軟件通過編譯系統(tǒng)把 PLC 程序編譯成機器代碼。 PLC 提供了功能較為完整的編程語言，以適應(yīng) PLC 在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。利用 PLC 的編程語言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當(dāng) 于設(shè)計和改變繼電器控制的硬件接線，也就是所謂的“可編程序”。 PLC 的編程語言一般有五種：順序功能圖 (Sequential Function Chart)、梯形圖 (Ladder Diagram)、功能塊圖 (Function Block Diagram)、指令表 (Instruction List)和結(jié)構(gòu)文本 (Structured Text)。其中，順序功能圖 (SFC)、梯形圖 (