【正文】 圖一 電梯平面解析圖。我所取得的進(jìn)步和成績和他們是分不開的。在此我要向我的指導(dǎo)老師致以最衷心的感謝和深深的敬意!同時(shí)我在這里還要感謝我們組的成員康仲凱等人，他們也在畢業(yè)設(shè)計(jì)方面給予了我很多幫助和關(guān)心，尤其是在編寫程序、利用組態(tài)軟件仿真方面。從論文的選題到論文的完成，無不傾注著兩位老師辛勤的汗水和心血?？梢哉f畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。所以利用 PLC 主機(jī)、PC 機(jī)及工控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的四層教學(xué)仿真電梯系統(tǒng)，在 PLC、組態(tài)軟件應(yīng)用及電梯控制等課程教學(xué)中，具有突出的優(yōu)點(diǎn)和很好的利用價(jià)值。但是由于實(shí)際硬件的教學(xué)電梯投入較大，對教學(xué)空間也比較苛刻，從而給各個(gè)院校的實(shí)踐教學(xué)帶來很大的困擾。因?yàn)樵谵I廂原停樓層為 3 時(shí)，按下往下呼梯按鈕，電梯運(yùn)行過程亦基本同上，所以在此不作演示。因?yàn)樵谵I廂原停樓層為 4 時(shí)，按 K3（三層上呼） ，電梯運(yùn)行過程基本同上；在轎廂原停樓層為 3 時(shí)，按往下呼梯按鈕，電梯運(yùn)行過程亦基本同上，所以在此不作演示。因?yàn)樵谵I廂原停樓層為 1 時(shí)，按 K8（二層內(nèi)呼） 、K7（三層內(nèi)呼） ，電梯運(yùn)行過程同上，所以在此不作演示。 梯內(nèi)呼梯：（1）接通 即接通 SQ1，表示轎廂原停樓層 1；（2）按 （即梯內(nèi) 2 層內(nèi)呼按鈕 K9 接通，表示梯內(nèi)呼梯上行到 2 層） ，則 接通（梯內(nèi)選指示燈 H9 亮） ，梯內(nèi)上行信號(hào) 接通， 接通（表示電梯上升） ；（3）接通 即接通 SQ2，表示橋廂已經(jīng)到達(dá)層 2，則 斷開（1 層信號(hào)燈HQ1 滅） ， 斷開（二層上呼指示燈 H2 滅） ， 斷開（表示電梯上升停止） ，二層指示燈 HQ2 亮（表示電梯到達(dá)二層） ，同時(shí) 接通（表示電梯門打開） ；（4）按下 即接通開門到位檢測按鈕 ST1，表示開門到位， 斷開；（5）5 秒鐘后 自動(dòng)接通，表示電梯門開始關(guān)閉；（6）按下 即接通關(guān)門到位檢測按鈕 ST2，表示關(guān)門到位， 斷開。 電梯上行（例，從一層到二層）： 樓道呼梯：（1）接通 即接通 SQ1，表示轎廂原停樓層 1，如圖（16） ；圖（16）電梯停在一樓廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 30 －（2）按 （即 2 層上升呼叫按鈕 K2 接通，表示 2 層樓道呼梯上行） ，則 接通（二層內(nèi)選指示燈 H3 亮） ，梯內(nèi)上行信號(hào) 接通， 接通（表示電梯上升）如圖（17）所示；圖（17）二樓正呼叫電梯上行（3）接通 即接通 SQ2，表示橋廂已經(jīng)到達(dá)層 2，則 斷開（1 層信號(hào)燈HQ1 滅） ， 斷開（二層上呼指示燈 H2 滅） ， 斷開（表示電梯上升停止） ，二層指示燈 HQ2 亮（表示電梯到達(dá)二層） ，同時(shí) 接通（表示電梯門打開）如圖（18）所示；圖（18）電梯到達(dá)二樓，電機(jī)停轉(zhuǎn)，門打開廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 31 －（4）按下 即接通開門到位檢測按鈕 ST1，表示開門到位， 斷開，如圖（19）所示；圖（19）電梯開門到位（5）5 秒鐘后 自動(dòng)接通，表示電梯門開始關(guān)閉，如圖（20）所示；廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 32 －圖（20）開門到位 5 秒，電梯關(guān)門（6）按下 即接通關(guān)門到位檢測按鈕 ST2，表示關(guān)門到位， 斷開，如圖（21）所示；圖（21）電梯關(guān)門到位為此完成一次樓道外呼叫電梯上行操作。7 控制過程分析電梯在一、二、三、四層樓分別設(shè)置一個(gè)行程開關(guān)，在轎廂內(nèi)設(shè)置四個(gè)樓層選按鈕。 圖（15）仿真軟件的 AWL、KOP 觀察窗口（5）點(diǎn)擊工具欄 和 按鈕，啟動(dòng)仿真。廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 28 －圖（12）擴(kuò)展模塊后的仿真界面（4）程序加載選擇仿真程序的 Program|Load Program 命令，打開加載梯形圖程序窗口如圖（13）所示，僅選擇 Logic Block（梯形圖程序） ，點(diǎn)擊 Accept，從文件列表框選擇awl 文件如圖（13）所示。這里選擇 EM223(4I/4Q)，點(diǎn)擊 Accept。（1）在 STEP7Micro/Win 中編輯好梯形圖；（2）利用 File|Export 命令將梯形圖程序?qū)С鰹閿U(kuò)展名為*awl 的文件；（3）如果程序中需要數(shù)據(jù)塊，需要將數(shù)據(jù)塊導(dǎo)出為*txt 文件（本次仿真未用到數(shù)據(jù)塊，所以此步省略） 程序仿真（1）啟動(dòng)仿真軟件；（2）利用 Configuration|CPU Type 選擇 CPU 類型 226圖（10）CPU 類型選擇（3）模塊擴(kuò)展在模塊擴(kuò)展區(qū)空白出點(diǎn)擊，彈出模塊組態(tài)窗口，如圖（11）所示。 S7200 仿真軟件界面介紹圖（6）仿真軟件界面仿真軟件的界面如圖（6）所示，和所有基于 Windows 的軟件一樣，仿真軟件最上方是菜單，仿真軟件的所有功能都有對應(yīng)的菜單命令；在工作欄中列出了部分常用的命令（如 PLC 程序加載，啟動(dòng)程序，停止程序、AWL、KOP、DBI 和狀態(tài)觀察窗口等）廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 26 － 常用菜單常用菜單命令介紹Program|Load Program：加載仿真程序（仿真程序梯形圖必須為 awl 文件，數(shù)據(jù)塊必須為 dbl 或 txt 文件） ；Program|Paste Program(OBI)：粘貼梯形圖程序；Program|Paste Program(DBI)：粘貼數(shù)據(jù)塊；圖（7）View|Program AWL：查看仿真程序（語句表形式） ；View|Program KOP：查看仿真程序（梯形圖形式） ；View|Data(DBI)：查看數(shù)據(jù)塊；View|State Table：啟用狀態(tài)觀察窗口；View|TD200：啟用 TD200 仿真；圖（8）Configuration|CPU Type：設(shè)置 CPU 類型；圖（9） 四層電梯在 S7200 仿真軟件上仿真調(diào)試層教學(xué)仿真電梯系統(tǒng)在各類院校的 PLC 實(shí)踐教學(xué)中得到了廣泛的利用，其基本控制要求如下：當(dāng)呼叫電梯的樓層大于電梯所停的樓層時(shí)，電梯上升到呼叫層，電梯停止運(yùn)行；當(dāng)呼叫電梯的樓層小于電梯所停的樓層時(shí)，電梯下降到呼叫層，電梯停止運(yùn)行；當(dāng)同時(shí)有多層呼梯信號(hào)時(shí)，電梯先按照同方向依次暫停。該仿真軟件可以仿真大量的 S7200 指令（支持常用的位觸電指令、定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令、比較指令、邏輯運(yùn)算指令和大部分的數(shù)學(xué)運(yùn)算指令等，但部分如今順序控制指令，循環(huán)指令、高速計(jì)算器指令和通訊指令等尚無法支持?？蓪?shí)現(xiàn)即時(shí)開關(guān)門。廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 23 － 各樓層停車信號(hào)廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 24 － 自動(dòng)開關(guān)門如梯形圖所示，電梯到層停車后，延時(shí) 2s 開門，5s 后自動(dòng)關(guān)門。開關(guān)門執(zhí)行一次之后，信號(hào)取消。本系統(tǒng)設(shè)一樓為基站，兩分鐘內(nèi)無任何操作，電梯自動(dòng)返回一樓。廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 18 － 內(nèi)指令信號(hào)登記及消除點(diǎn)動(dòng)內(nèi)呼按鈕，信號(hào)登記顯示。一個(gè)順序功能圖中至少有一個(gè)出初始步。功能圖由流程步、有向線段、轉(zhuǎn)移和動(dòng)作組成，在使用時(shí)它有一些使用規(guī)則，具體如下：步于步之間必須用轉(zhuǎn)移隔開；轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移之間必須用步隔開；轉(zhuǎn)移和步之間用有向線段連接，正常畫順序功能圖的方向是從上向下或則從左向右。在用順序控制設(shè)計(jì)法編程時(shí)，功能圖是很重要的工具。對那些按動(dòng)作的先后順序進(jìn)行控制的系統(tǒng)，非常適合使用順序控制設(shè)計(jì)法進(jìn)行編程。該方法法是根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)中的邏輯設(shè)計(jì)法進(jìn)行 PLC 程序的設(shè)計(jì)，它使用邏輯表達(dá)式描述問題。工業(yè)電氣控制線路中，有很多是通過繼電器等電器元件來實(shí)現(xiàn)的。這種方法對于一些簡單的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是比較湊效的，可以收到快速、簡單的效果。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法也叫湊試法。 程序設(shè)計(jì)常用方法在工程中，對 PLC 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)有多種方法，這些方法的使用，也因各個(gè)設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平和喜好有較大的差異。功能塊（FB）屬于用戶自己編程的塊功能塊是具有“存儲(chǔ)功能”的塊，用數(shù)據(jù)塊作為功能塊的存儲(chǔ)器(背景數(shù)據(jù)塊)傳遞給 FB 的參數(shù)和靜態(tài)變量存在背景數(shù)據(jù)塊中，背景數(shù)據(jù)塊(背景 DB)在每次功能塊調(diào)用時(shí)都要分配一塊給這次調(diào)用，用于傳遞參數(shù)。操作系統(tǒng)循環(huán)調(diào)用 OB1 并用這個(gè)調(diào)用啟動(dòng)用戶程序的循環(huán)執(zhí)行。? 用于使用帶有各種功能的 SIMATIC S7300/ST400、SIMATIC M7300/M7400和SIMATIC C 7 的 STEP 7： 可通過選擇 SIMATIC 工業(yè)軟件中的軟件產(chǎn)品進(jìn)行擴(kuò)展 為功能模板和通訊處理器賦值參數(shù) 強(qiáng)制和多處理器模式 全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊 使用通訊功能塊的事件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳送 組態(tài)連接STEP7 編程軟件允許結(jié)構(gòu)化用戶程序，可以將程序分解為單個(gè)的自成體系的程序部分從而使大規(guī)模的程序更容易理解，可以對單個(gè)的程序部分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化程序組織簡化，修改更容易系統(tǒng)的調(diào)試也容易了許多在 7s 用戶程序中可以使用如下幾種不同類型的塊:組織塊(OB)是操作系統(tǒng)和用戶程序的接口它們由操作系統(tǒng)調(diào)用，并控制循環(huán)和中斷驅(qū)動(dòng)程序的執(zhí)行，以及可編程控制器如何啟動(dòng)。它是SIMATIC 工業(yè)軟件的組成部分。該軟件能夠完成制作程序、對可編程控制器 CPU 的寫入/讀出、監(jiān)控程序運(yùn)行、調(diào)試程序、PLC 錯(cuò)誤診斷廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 15 －等一系列功能。梯形圖(LD)是目前使用最廣泛的 PLC 圖形編程語言，梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖相似，比較易于掌握、程序表達(dá)清楚。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)。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。但從本質(zhì)上來講，指令的實(shí)質(zhì)都是二進(jìn)制機(jī)器碼。指令是指示 PLC 動(dòng)作的文字代碼或圖形符號(hào)。當(dāng)電梯完成全部順向指令后，能自動(dòng)換向，應(yīng)答相反方向的信號(hào)。電梯在運(yùn)行中能記憶層外的呼梯信號(hào)，對符合運(yùn)行方向的召喚，能自動(dòng)逐一?？繎?yīng)答。在開關(guān)過程中或門關(guān)閉后，電梯啟動(dòng)前，按下轎廂內(nèi)的開門按鍵，門將打開。在一般情況下，電梯停站后自動(dòng)開門，5 秒后自動(dòng)關(guān)門；在延時(shí)時(shí)間內(nèi)，若按下關(guān)門按鈕，門將不經(jīng)延時(shí)提前實(shí)現(xiàn)關(guān)門動(dòng)作。5) 待客自動(dòng)開門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時(shí)，按下層外召喚按鈕，電梯能自動(dòng)開門迎客。3) 電梯到位后具有手動(dòng)或自動(dòng)開門關(guān)門功能。 電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能1) 一臺(tái)電機(jī)控制上升和下降。廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 12 － 電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖行程開關(guān)有信號(hào)？判斷電梯停在哪層電梯上升？ 執(zhí)行上升、 下降流程3 樓向下呼或選層？3 樓行程開關(guān)信號(hào)？2 樓向下呼或選層？2 樓行程開關(guān)信號(hào)？1 樓向下呼或選層？1 樓行程開關(guān)信號(hào)？3 樓停2 樓停復(fù)位等待2 樓停YESNOYESNOYES YESNO NOYES YESNO NOYESNOYES圖（4）電梯開關(guān)門流程圖廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 13 －電梯在一樓電梯在二樓 1 樓有信號(hào)3 樓有信號(hào)電梯下降電梯上升YESNOYES YESNO NOYESNO4 樓有信號(hào) 電梯上升YESNO電梯在三樓 1 樓有信號(hào)4 樓有信號(hào)電梯下降電梯上升YES YESNO NOYESNOYES電梯下降YESNO電梯在四樓 3 樓有信號(hào)停止停止停止停止圖（5）電梯上升下降流程圖廣東海洋大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文－ 14 －4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，電梯的應(yīng)用也越來越廣泛和重要。程序編制完成之后，利用 PLC 與計(jì)算機(jī)專用的 PC/PPI 電纜傳送程序至 PLC。STEP7Micro/WIN32 是西門子公司專門為 S7200 系列 PLC 設(shè)計(jì)在個(gè)人計(jì)算機(jī)Windows 操作系統(tǒng)下運(yùn)行的編程軟件，它的功能強(qiáng)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。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(dòng)化控制。S72