【正文】 的參數(shù)設(shè)置：設(shè)置 CPU 模塊的多種屬性，例如啟動特性、掃描監(jiān)視時間等，設(shè)置的數(shù)據(jù)儲存在 CPU 的系統(tǒng)數(shù)據(jù)中。對于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，需要生成網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)上的站點。 硬件組態(tài)包括下列內(nèi)容： 1）系統(tǒng)組態(tài)：從硬件目錄中選擇機架，將模塊分配給機架中的插槽。 硬件組態(tài)的任務(wù)就是在 STEP7 中生成一個與實際的硬件系統(tǒng)完全相同的系統(tǒng)，組態(tài)的模塊和實際的模塊的插槽位置、型號、訂貨號和固件版本號應(yīng)完全相同。 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 13屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 12 頁 共 28 頁 初 始 化是 否 外 部 呼 叫 是 否 內(nèi) 部 呼 叫目 標(biāo) 與 本 層 是 否 同 層選 擇 運 行 方 向運 行監(jiān) 測 樓 層是 否 目 標(biāo) 層總 開 關(guān) 是 否 斷 開開 始停 止等 待否否是否是是是是否否 圖 32 電梯控制系統(tǒng)流程圖 第 3 節(jié) 電梯控制系統(tǒng)的 PLC 程序設(shè)計 硬件 組態(tài)的設(shè)計 英語單詞“ Configuring”（配置、設(shè)置）一般翻譯為“組態(tài)”。 平層之后，經(jīng)過開門，開至開門限位，再經(jīng)過一定延時后關(guān)門。電梯完成一次呼叫任務(wù)響應(yīng)的步驟分以下幾步： 電梯檢測到轎廂內(nèi)或轎廂外的呼叫信號后將此樓層與轎廂所在樓層的信號進(jìn)行比較，然后選擇運行方向。 I/O 點數(shù)的分配 電梯邏輯控制的核心是 PLC，哪些信號需要輸入到 PLC，而 PLC 又需要驅(qū)動哪一些負(fù)載，以及采用何種編程方式，這些都會影響到內(nèi)部 I/O 點數(shù)的分配，因此 I/O 點數(shù)的分配是設(shè)計整個 PLC 電梯控制系統(tǒng)首先需要規(guī)劃的問題，輸入輸出分配表如表 31。 （ 6）電梯沒有到達(dá)平層或者運行過程中，開門按鈕和關(guān)門按鈕都不起作用。 （ 5）電梯具有最遠(yuǎn)反向外部呼叫響應(yīng)功能。同時，如 果電梯到達(dá)三層，如果四層沒有任何呼叫信號，則電梯可以響應(yīng)三層向下外部呼叫信號。 （ 3）當(dāng)有內(nèi)部呼叫信號時，電梯響應(yīng)內(nèi)部呼叫信號，到達(dá)該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時 5S 后自動關(guān)門。 W I N C C 監(jiān) 控系 統(tǒng)S 7 3 0 0電 梯 系 統(tǒng)M P I 通 訊硬 接 線 接 入 輸 入 輸出 模 塊圖 3 . 1 電 梯 控 制 系 統(tǒng) 的 總 體 結(jié) 構(gòu) 圖 第 2 節(jié) S7300 電梯控制系統(tǒng)的總體介紹 電梯控制的要求 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 13屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 10 頁 共 28 頁 （ 1）首先在開始的時候，電梯處在任意的一層。利用 S7300 編寫程序來完成對電梯的控制要求，并且利用 WINCC 與 PLC 之間的通訊以及組態(tài)畫面來實現(xiàn)對電梯控制系統(tǒng)的監(jiān)控。 實現(xiàn) WINCC 組態(tài)軟件與 PLCSIM 模擬的 PLC 進(jìn)行通訊，并通過 WINCC 對電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。 WINCC 的安裝與使用 WINCC 是一款上位機的過程監(jiān)控軟件，在安裝 WINCC 前需要 SQL 數(shù)據(jù) 庫系統(tǒng)作為前置條件，本文中安裝的 WINCC 版本為 V6_SP3，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為SIMATIC_SQL_SP3。 PLCSIM 的安裝與使用 S7PLCSIM 是西門子公司開發(fā)的可編程控制器模擬軟件，它在 Step7 集成狀態(tài)下實現(xiàn)無硬件模擬，也可以與 Step7 環(huán)境下實現(xiàn)上位機監(jiān)控模擬 。 西門子自動化軟件的安裝順序。 如果在安裝過程中出現(xiàn)“ Please sestart Windows before installing new programs” (安裝新程序前請重新啟動 Windows)，這時需要刪除注冊表中相應(yīng)的鍵值，位于HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\SessionManger，在右邊欄里找到 PendingFileRenameOperations，將其刪除。 在本文中安裝的 STEP7 版本為 ,安裝該軟件中應(yīng)該注意的幾個問題： 安裝西門子的軟件 時可能會出現(xiàn)“ ssf 文件錯誤”的信息，這是安裝包的文件夾為中文，更改為英文名稱即可。 使用編程語言編寫用戶程序。它具有以下功能： 組態(tài)硬件，即在機架中放置模塊，為模塊分配地址和配置模塊的參數(shù)。 S7300 在機架上的排列如圖 23 圖 23 S7300 模塊在機架上的排列 本文的 PLC 模塊選擇如表 21 模塊名稱 模塊型號 訂貨號 電源模塊 PS 307 5A 6ES7 3071EA000AA0 CPU模塊 CPU 312 6ES7 3121AD100AB0 數(shù)字量輸入模塊 DI32xDC24V 6ES7 3211BL002AA0 數(shù)字量輸出模塊 DO32xDC24V/ 6ES7 3221BL000AA0 表 21 第 4 節(jié) S7300 軟件系統(tǒng)介紹 STEP7 的安裝與使用 STEP7 是西門子的編程軟件，也稱為西門子的標(biāo)準(zhǔn)工具。 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 13屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 7 頁 共 28 頁 圖 22 ET200 的分站圖 功能模塊（ FM）：用于計數(shù)、定位和閉環(huán)控制系統(tǒng)。圖 為 ET200 的分站，包含各種輸入輸出模塊。一般工業(yè)上常用 IM1532 作為分站通過 PROFIBUSDP 與主站進(jìn)行通訊。本文中根據(jù) I/O 點選擇一個 32 路的數(shù)字量輸入模塊和一個 32 路的輸出模塊。 圖 21 西門子實物圖 信號模塊（ SM）：是數(shù)字量輸入輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊的總稱。圖 為一個簡易的 S7300 的系統(tǒng)，其中最左邊的模塊是 5A 的電源模塊，中間是型號為 CPU3152DP 的 CPU模塊，右邊模塊是型號為 CP3431 的通訊模塊。 CPU 內(nèi)的元件封裝在一個牢固而緊湊的塑料機殼內(nèi)，面板上有狀態(tài)和故障指示 LED、模式選擇開關(guān)和通信接口。 中央處理單元（ CPU） S7300 有 20 種不同型號的 CPU，分別適用于不同等級的控制要求，有的 CPU模塊集成了數(shù)字量 I/O，有的同時集成了數(shù)字量 I/O 和模擬量 I/O。電源模塊在機架的第一個槽位。 第 3 節(jié) S7300 硬件系統(tǒng)介紹以及選型 S7300 是模塊式的 PLC，它由以下幾個部分組成： 電源 單元（ PS） 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 13屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 6 頁 共 28 頁 給 PLC 供電的，一個穩(wěn)定的供電系統(tǒng)，是一個設(shè)備正常運行的保證。 PLC 在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。 PLC 在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫 入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。即在 PLC 運行時，CPU 根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。 S7300 是一種通用型的 PLC，其具有模塊化、無風(fēng)扇、易于實現(xiàn)分布式的配置和易于掌握等特點，這使得它能適應(yīng)自動化工程中的各種應(yīng)用場合，執(zhí)行各種控制任務(wù)，因此在實踐中成為一種既經(jīng)濟(jì)又可考的控制裝置。 第 5 節(jié) 研究意義 電梯運行邏輯控制系統(tǒng)一般由可編程邏輯控制器（ PLC）和上位機組成，從長遠(yuǎn)角度看，采用 PLC 控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開發(fā)周期短，極易復(fù)制性，這樣電梯系統(tǒng)在發(fā)展過程中會逐漸的完善起來，使得電梯運行更加可考，靈活性上也更強，可以完成更加復(fù)雜的控制任務(wù)，基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)已經(jīng)成為電梯控制的發(fā)展方向，功能上是傳統(tǒng)的硬接線與繼 電器系統(tǒng)無法實現(xiàn)的。過去的電梯只是單純的作為一種升降設(shè)備在應(yīng)用，無論在安全性上，舒適性上，智能性上都顯得很簡陋，而現(xiàn)如今的電梯已經(jīng)作為一種重要的交通工具應(yīng)用在我們的日常生活中，電梯行業(yè)也進(jìn)入到新的發(fā)展時期，現(xiàn)如今載人電梯已經(jīng)成為可以調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速控制階段，這種控制具有很好的安 全性，可靠性，舒適性等特點，現(xiàn)在主流的電梯控制系統(tǒng)是基于 PLC 的控制系統(tǒng)，并且?guī)в性S多人性化的智能控制系統(tǒng)。 安全保護(hù)系統(tǒng)由電磁控制器，強迫減速開關(guān)，限位開關(guān)，行程極限保護(hù)開關(guān)，急停開關(guān)，廳門開關(guān)，關(guān)門安全開關(guān)，超載開關(guān)等組成 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 13屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 4 頁 共 28 頁 電 梯機 械 部 分 電 氣 部 分 安 全 保 護(hù) 系 統(tǒng)拽 引系 統(tǒng)導(dǎo) 向系 統(tǒng)門 系統(tǒng)轎 廂系 統(tǒng)重 量平 衡系 統(tǒng)電 力拖 動系 統(tǒng)電 氣控 制系 統(tǒng)圖 1 . 3 電 梯 的 組 成 結(jié) 構(gòu) 第 4 節(jié) 研究背景 隨著社會不斷發(fā)展，房地產(chǎn)事業(yè)不斷走高，電梯在寫字樓、公司、賓館、娛樂場所等高層建筑的應(yīng)用上越來越廣泛。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的停靠站時，欲使轎廂地坎與廳門地坎達(dá)到平面的操作。操縱裝置是由轎廂內(nèi)的按鈕箱和廳門的召喚箱按鈕來操縱電梯的運行的。 電氣控制系統(tǒng)由控制裝置，操縱裝置，平衡裝置和位置顯示裝置等組成。一般采用測速發(fā)電機或脈沖發(fā)生器與電機相連。供電系統(tǒng)是為電機提供電源的裝置。 電力拖動系統(tǒng)由拽引電機，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，調(diào)速裝置等組成，它的作用是對電梯進(jìn)行速度控制。對重將平衡轎廂自重和部分額定載重。 重量平衡系統(tǒng)由對重和重量補償裝置組成。轎廂體由廂底，轎廂壁，轎廂頂以及照明通風(fēng)裝置，轎廂裝飾，轎廂內(nèi)操縱按鈕板組成。它是由轎廂架和轎廂體組成的。開門機設(shè)在轎廂上，是轎廂和層門的動力源。 門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門和聯(lián)動機構(gòu)組成。 導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。拽引鋼絲的兩端分別連接轎廂和對重，靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來驅(qū)動轎廂升降。由拽引機，拽引鋼絲繩，導(dǎo)向輪和反繩輪組成。盡管電梯的種類繁多，但是目前 使用的電梯大多數(shù)為電力拖動、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，機械部分由拽引系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，轎廂系統(tǒng)、廂門系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)組成；電氣部分由電力拖動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，其他部分就是由安全保護(hù)系統(tǒng)組成。 第 3 節(jié) 電梯的結(jié)構(gòu) 電梯是機電一體化的產(chǎn)品，它的機械部分相當(dāng)于人的軀干，而電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)系統(tǒng)，控制部分就是人的大腦。 在電梯的功能上也逐漸向智能化 方向發(fā)展，隨著摩天大樓的增多，越來越多的塔式建筑正在建設(shè)中，超高速電梯也是一種重要的發(fā)展方向，速度更一步提高，舒適感也會有明顯改善。國內(nèi)的產(chǎn)品像蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人等生產(chǎn)廠商也在與國外的老牌電梯廠商爭奪市場，目前這些企業(yè)在管理、技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量、售后服務(wù)等方面也是毫不遜色，不光在國內(nèi)的市場上占據(jù)一席之地，而且產(chǎn)品還出口東南亞甚至是歐美等國。中國的電梯市場已經(jīng)不僅是國內(nèi)企業(yè)的競爭，而變成了全球電梯行業(yè)的競爭了。 因此，現(xiàn)代電梯已經(jīng)進(jìn)入了全面快速發(fā)展的新時期。另外，用電子位置傳感器取代了原來的機械選層器，用更先進(jìn)的裝置取代門安全觸板，增加了轎廂內(nèi)通信設(shè)施、轎廂非安全門區(qū)語音提醒和運行狀態(tài)語音報告等裝置，這也是電梯技術(shù)現(xiàn)代化的體現(xiàn)。在電梯的分類上，有雙層電梯、大噸位的集裝箱電梯等。 現(xiàn)如今，在電梯電力拖動方面，除了大容量的電梯還在采用直流拖動系統(tǒng)外，其他主流高速電梯都是利用交流變頻調(diào)試的方式。 1985 年日本生產(chǎn)出世界上第一臺螺旋式自動扶梯，使其明顯減少了占地面積。 1900 年還出現(xiàn)第一臺自動扶梯。當(dāng)時的電梯都是鼓輪式的，提升高度和載重量都受到限制，安全性也不好， 1903 年在美國出現(xiàn)了拽引式電梯，它以拽引輪取代繩鼓。 1852 年美國機械工程師奧的斯先生發(fā)明了世界第一臺安全電梯，它是以蒸汽機為動力，并配有安全裝置的升降機。 公元前 236 年，希臘數(shù)學(xué)家阿 基米德設(shè)計出一種人力驅(qū)動卷筒式卷揚機，安裝在尼羅 皇宮 里，共有三臺，這三臺卷揚機被認(rèn)為是現(xiàn)代電梯的鼻祖。 關(guān)鍵詞： PLC 電梯控制系統(tǒng) 西門子 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 13屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） Abstract With the continuous development of society, the real estate industry continue to rise, more and more application in elevator pany, office buildings, hotels, entertainment venues and other highrise buildings more widely. At the same time, along with the progress of science and technology, puter technology, automatic control and power electronic technology also has a rapid change. The elevator has been as an important traffic tool in our daily