【正文】 ，組成一種可行的組態(tài)，如圖 32 所 示。 CPU226 可連接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大 可 擴(kuò)展至 248 個(gè) 數(shù)字量 I/O 點(diǎn) ，所以可在主機(jī)模板的右邊直接連接擴(kuò)展模板，組成 I/O 鏈。 I/O 點(diǎn)數(shù)及模塊編址 SIMATIC S7200 系列采用固定地址方式，地址是自動(dòng)分配的，它與模板的類型、插槽的位置無關(guān)。 i. 具有 自由 通信口 。 g. 具有 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口 PPI（ Point to Point Interface） 通 信 協(xié)議 。 7 e. 具有 PID 控制器。 c. 13KB 的 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 區(qū) 空間。 主機(jī)單元 （ CPU 226）介紹 a. 本機(jī)集成 24 輸入 /16 輸出共 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。 (2)輸入特性 在 S7200 中，對(duì)數(shù)字量 輸入信號(hào)的電壓要求均為 24VDC，“ 1”信號(hào)為 15～ 35V，“ 0”信號(hào)為 0～ 5V，經(jīng)過光電耦合器隔離后進(jìn)入到 PLC 中。每個(gè)隔離組中的輸出端子為 4 個(gè)、 5 個(gè)、 7個(gè)，由于每個(gè)隔離組中有一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的公共端，所以每個(gè)隔離組可以單獨(dú)施加不同的負(fù)載工作電壓。電源電壓：晶體管型為24VDC；機(jī)電器型為 85～ 264VAC，輸出電壓是由用戶提供的負(fù)載工作電壓。 1． S7200 的輸入 /輸出系統(tǒng) 6 如圖 31 所示 S7200 的主機(jī)外觀圖。本系統(tǒng)有開關(guān)量 I/O總點(diǎn)數(shù) 60個(gè)，模擬量 I/O總點(diǎn)數(shù) 0個(gè)。為了完成設(shè)定的控制任務(wù)，主要根據(jù)電梯控制方式與輸入 /輸出點(diǎn) 數(shù)和占用內(nèi)存的多少來確定 PLC 的機(jī)型。除了這些我們比較熟悉的功能外，電梯還具有檢修功能、安全保護(hù)功能等。 程序中主要包括以下環(huán)節(jié)：控制轎廂內(nèi)指令信號(hào)的登記、記憶與消除，廳外召喚信號(hào)的登記、記憶與消除， 選層定向，順向截梯及反向截梯。針對(duì)常規(guī)繼電器電路在電梯控制中的不足，在分析了采用 PLC 對(duì)電梯進(jìn)行控制的優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，提出了應(yīng)用西門子 S7200 在普通客梯控制中的設(shè)計(jì)方案。但由于是對(duì)電梯模型進(jìn)行控制， 故在一些功能實(shí)現(xiàn)和控制方法上有許多的限制。本設(shè)計(jì)就利用 PLC的高可靠性、強(qiáng)抗干擾能力、編程簡(jiǎn)單直觀和維修方便等特點(diǎn)，來對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行編程控制。 下面簡(jiǎn)單介紹 電梯 機(jī)械部分的結(jié)構(gòu) ， 圖22 所示給出了電梯的結(jié)構(gòu)和主要部件的名稱。其中 緩沖器，起沖頂和撞底保護(hù)作用；還有切斷總電源的極限保護(hù) 。 （ 7） 電氣控制系統(tǒng) ：主要功能是對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器，與電機(jī)相聯(lián)。 （ 5） 重量平衡系統(tǒng) ：該系統(tǒng)是由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成，主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量， 在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi) ， 保證電梯的曳引傳動(dòng)正常 。轎廂體空間的大小由額定載重量和額定載客量決定。 （ 2） 導(dǎo)向系統(tǒng) ：主要由導(dǎo)軌、 導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成 ，其主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，強(qiáng)制 轎廂 和對(duì)重的運(yùn)動(dòng)服從于導(dǎo)軌的直立方向。這對(duì)一些慢速控制 3 系統(tǒng)是有利的，但對(duì)一些快速相應(yīng)系統(tǒng)則不利，在使用中應(yīng)特別注意這一點(diǎn)。 由于 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸出對(duì)輸入的響應(yīng)速度要受掃描周期的影響。掃描周期的長(zhǎng)短去決定于以下幾個(gè)因素：一是處理器執(zhí)行指令的速度 ；二是執(zhí)行每條指令占用的時(shí)間；三是程序中指令條數(shù)的多少。在 PLC 中用戶程序按先后順序存放。 電源電源接口中央處理器存儲(chǔ)器外部設(shè)備接口編程器 其他輸入接口輸出接口 圖 21 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 的工作原理 PLC 雖具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式與微機(jī)有很大不同。 PLC 采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要由中央 處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、電源等組成。主要包括硬件和軟件兩大部分，程序主要包括控制轎廂內(nèi)指令信號(hào)的登記、記憶與消除，廳外召喚信號(hào)的登記、記憶與消除，選層定向，順向和反向截梯等。因此，它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。電梯使用繼電接觸器控制的時(shí)代，很難設(shè)計(jì)出質(zhì)量?jī)?yōu)良的電梯控制系統(tǒng)，而現(xiàn)在，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。采用 PLC控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開發(fā)周期短，這種電梯運(yùn)行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，己成為電梯控制的發(fā)展方向，其許多功能是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的。從技術(shù)發(fā)展來看，這種系統(tǒng)將逐漸被淘汰。 傳統(tǒng)的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制線路。 關(guān)鍵字 ： PLC 電梯控制 程序設(shè)計(jì) 一、 緒論 電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。目 錄 一、 緒論 ............................................................... 1 二、 基于 PLC 的電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 ....................................... 2 （一） PLC 簡(jiǎn)介 ...................................................... 2 的基本結(jié)構(gòu) .................................................. 2 的工作原理 ................................................. 2 （二） 電梯 .......................................................... 3 .......................................... 3 ................................................ 3 （三） 本設(shè)計(jì)特點(diǎn) ................................................... 5 （四） 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能 ............................................... 5 三、 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................................................... 5 （一） 可編程控制器機(jī)型的選擇 ........................................ 5 的輸入 /輸出系統(tǒng) ......................................... 5 主機(jī)單元 （ CPU 226）介紹 ................................ 6 I/O 點(diǎn)數(shù)及模塊編址 ........................................ 7 （二） 系統(tǒng)控制 ...................................................... 8 ............................................ 8 .................................................. 9 （三） 電梯 PLC 控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) ..................................... 10 （四） PLC 輸入 /輸出口（ I/O）分配表 ................................. 12 （五） PLC 外部接線圖及模擬控制面板 ................................. 13 四、 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................................... 14 （一） 程序設(shè)計(jì)流程圖 ............................................... 14 控制電梯系統(tǒng)功能流程 ...................................... 14 ........................................... 15 （二） 軟件程序設(shè)計(jì) ................................................. 16 結(jié) 論 ................................................................ 23 參考文獻(xiàn) .............................................................. 24 附錄： PLC 控制電梯系統(tǒng) 圖 ............................................... 25 1 PLC控制電梯 摘 要 :論文將可編程序控制器 (PLC)應(yīng)用于 5 層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，介紹了 SIMATIC 公司S7200系列可編程控制器在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，給出了可編程控制器控制電梯系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)。程序主要實(shí)現(xiàn)開關(guān)門控制，外呼信號(hào)和停層信號(hào)的登記與消除，定向運(yùn)行和反向截梯控制，以及加減速等環(huán)節(jié)的控制。隨著社會(huì)的發(fā)展，建 筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對(duì)電梯控制系統(tǒng)提出了更高的要求。這種控制線路，存在易出故障、維護(hù)不便、運(yùn)行壽命較短、占用空間大等缺點(diǎn)。 目前，由可編程序控制器和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。 總之，電梯的控 制是比較復(fù)雜的，在計(jì)算機(jī)誕生前的幾十年里，繼電器控制系統(tǒng)為電梯控制的發(fā)展起到了巨大的作用，然而其控制性能與自身的功能已無法滿足與適應(yīng)電梯控制的要求和發(fā)展，與 PLC相比較，存在著質(zhì)的差別。 PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，隨著 PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件被有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī) 的功能綜合在一起。 本設(shè)計(jì)以小型客運(yùn)電梯為主要研究對(duì)象，采用可編程控制器對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行控制。 2 二、 基于 PLC 的電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 （二） PLC 簡(jiǎn)介 的基本結(jié)構(gòu) 可編程控制器作為控制器的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上就是一種用于工業(yè)控制的專用計(jì)算機(jī)，它既可進(jìn)行開關(guān)量的控制，又可實(shí)現(xiàn)模擬量的控制。如圖 21所示。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式，而 PLC 則采用循環(huán)掃描工作方式。對(duì)每個(gè)程序，處理器從第一條指令開始執(zhí)行，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)成為一個(gè)掃描周期。一個(gè)掃描周期大致可分為輸入 /輸出刷新和執(zhí)行指令兩個(gè)階段。 PLC 的這一特點(diǎn)，一方面使它的響應(yīng)速度變慢，但另一方面也使它的抗干擾能力增強(qiáng)，對(duì)一些短時(shí)的瞬間干擾可能會(huì)因響應(yīng)滯后而躲避開。 (二 )電梯 1. 電梯的組成系統(tǒng)及功能 （ 1） 曳引系統(tǒng)：主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、 導(dǎo)向輪 和 反繩輪 等 組成 ，其 主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力 ，使電梯運(yùn)行。 （ 3） 轎廂 ：是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件， 是電梯的工作部分 。 （ 4） 門系統(tǒng) ：主要功能是封住層站入口和轎廂入口。 （ 6） 電力拖動(dòng)系統(tǒng) ：是由曳 引電動(dòng)機(jī)， 供電系統(tǒng) ， 速度反饋裝置 ， 電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成 ，對(duì)電梯實(shí)行速度控制。調(diào)速裝置對(duì)曳引電機(jī)實(shí)行調(diào)速控制。 （ 8） 安全保護(hù)系統(tǒng) ： 主要包括超速斷繩保護(hù)、層門鎖保護(hù)、電梯門的安全保護(hù)、上下端站的減速保護(hù)、上下方向限位保護(hù)、缺相和錯(cuò)相保護(hù)等所組成。 2． 電梯的整體結(jié)構(gòu) 電梯是把機(jī)和電和成一體的大型復(fù)雜產(chǎn)品，其中的機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體，電氣部分 相當(dāng)于人的神經(jīng)，兩者不可分隔，關(guān)系密切，機(jī)和電的高度合一，高科技的不斷引入，使電梯成為現(xiàn)代科技的綜合產(chǎn)品。 4 圖 22 電梯的整體結(jié)構(gòu) 圖 22 注解 1減速廂； 2曳引輪； 3曳引機(jī)底座； 4導(dǎo)向輪； 5限速器 ； 6機(jī)座； 7導(dǎo)軌支架； 8曳引鋼絲繩 ； 9開關(guān)碰鐵； 10緊急終端 開 關(guān)； 11導(dǎo)靴； 12轎架； 13轎 門； 14安全鉗； 15導(dǎo)軌； 16繩頭組合； 17對(duì)重 ； 18補(bǔ)償鏈； 19補(bǔ)償鏈導(dǎo)輪； 20張緊裝置； 21緩沖器； 22底坑； 23層門； 24呼梯盒； 25層樓指示燈； 26隨行電纜； 27轎壁； 28轎內(nèi)操縱廂； 29開門機(jī)； 30井道傳感器； 31電源開關(guān)； 32控制柜； 33曳引電機(jī)； 34制動(dòng)器 5 （三） 本設(shè) 計(jì)特點(diǎn) PLC控制電梯既克服了繼電器 —— 接觸器控制電梯的工作可靠性差、故障率高、維修量大的缺點(diǎn)，又克服了單片機(jī)控制電梯的抗干擾能力差的缺點(diǎn)，所以用 PLC進(jìn)行電梯的電氣控制受到越來越多廠家的青睞，發(fā)展前景廣闊。系統(tǒng)控制核心為 PLC主機(jī)，通過 PLC輸入端口將信號(hào)送入 PLC，按 PLC存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后經(jīng)輸出接口分別向指層器、召喚指示燈、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等發(fā)