【正文】 時(shí)的PLC基于應(yīng)用和實(shí)踐的基礎(chǔ)研制出很多特殊功能的應(yīng)用模塊，這些模塊方便了PLC與其他工業(yè)設(shè)備的接口配套[4]。 PLC的構(gòu)成PLC硬件組成見(jiàn)圖1所示，其中CPU模塊是電梯的核心，PLC內(nèi)部是通過(guò)總線連接[5]。PLC外部驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)其輸入繼電器；輸出繼電器則主要是由輸出觸點(diǎn)組成。PLC的工作主要由三部分完成，輸入部分、控制部分和輸出部分。輸入部分主要對(duì)應(yīng)控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量?？刂撇糠质怯脩舾鶕?jù)控制要求進(jìn)行的程序的設(shè)計(jì)編排，編寫好的PLC程序可以存儲(chǔ)在特定存儲(chǔ)器中，PLC內(nèi)部的CPU調(diào)用這些程序，從而實(shí)現(xiàn)控制并輸出響應(yīng)的輸出信號(hào)。如圖2所示，PLC 工作是循環(huán)掃描的形式。之后再返回第一句。整個(gè)循環(huán)過(guò)程又被稱作一個(gè)掃描周期，掃描周期主要由兩個(gè)階段。第二階段就是程序執(zhí)行階段，執(zhí)行儲(chǔ)存在CPU內(nèi)部的程序，并按相應(yīng)要求進(jìn)行輸出。而掃描周期長(zhǎng)短的決定因素主要由下面三點(diǎn)決定：CPU 執(zhí)行編程指令的速度，執(zhí)行指令所需時(shí)間以及指令數(shù)量，即所編寫的程序段大小。電源ON內(nèi)部處理輸入處理（輸入傳送、遠(yuǎn)程I/O）CPU運(yùn)行方式？執(zhí)行自診斷處理程序PLC正常？致命錯(cuò)誤？存放自診斷錯(cuò)誤結(jié)果CPU強(qiáng)制為STOP通信服務(wù)（外設(shè)、CPU、總線服務(wù)）更新時(shí)鐘、特殊寄存器執(zhí)行程序Y NNYSTOPRUN上電處理掃描過(guò)程 出錯(cuò)處理圖2 PLC工作原理流程圖 PLC的I/0系統(tǒng) （1）I/O響應(yīng)時(shí)間：是指從PLC有輸入信號(hào)到PLC輸出新結(jié)果所需的時(shí)間，系統(tǒng)的I/O響應(yīng)時(shí)間是可變的[4]。I/O尋址方式有以下三種：固定的I/O尋址方式、開(kāi)關(guān)設(shè)定的I/O尋址方式、用軟件來(lái)設(shè)定的I/O尋址方式[4]。PLC主要應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備，工作環(huán)境嚴(yán)酷，對(duì)PLC的質(zhì)量要求很高。在PLC硬件制作中，使用的都是優(yōu)質(zhì)器件，在選材后，通過(guò)安排布局和布置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并適當(dāng)加固，使它結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，此外，PLC制作工藝也很講究，焊接拼裝都有很高的標(biāo)準(zhǔn)，而且對(duì)PLC內(nèi)部電路的處理都是高要求。（2）編程簡(jiǎn)單，使用方便。PLC 采用“自然語(yǔ)言”編程，直觀易懂，便于技術(shù)人員的掌握。 （3）接線簡(jiǎn)單，通用性好。此外，在PLC的某一模塊壞了之后，技術(shù)人員可以隨時(shí)更換此模塊，不會(huì)影響整個(gè)PLC工作。PLC 連接網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)高效且穩(wěn)定。這兩種方式可以互接，并共同連接PLC或者計(jì)算機(jī)，從而構(gòu)成規(guī)模更大的局部網(wǎng)絡(luò)[6]。 PLC 具有安裝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，PLC體積普遍較小，因而能裝在空間較小的地方，通過(guò)編程指令的編寫，技術(shù)人員可以PLC具體故障的報(bào)告，且維修時(shí)只需要插入響應(yīng)模塊即可，因此可以很方便的對(duì)故障處進(jìn)行維修。(3)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的程序。(5)通信聯(lián)網(wǎng)能力增強(qiáng)[7]。對(duì)于五層電梯系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，有23個(gè)輸入口和20個(gè)輸出口。輸出口包括：五個(gè)樓層指示燈，五個(gè)內(nèi)呼指示燈，八個(gè)外呼指示燈，電梯的上行下行指示燈。每層的樓廳均有輸入（分上行和下行）按鈕召喚電梯，轎廂內(nèi)有內(nèi)呼按鈕。電梯具體控制要求如下：（1）電梯初始狀態(tài)可以在任意一層。（3）當(dāng)乘客內(nèi)呼電梯時(shí)，電梯運(yùn)行至該樓層，電梯停止運(yùn)行，門打開(kāi)，延時(shí)五秒后自動(dòng)關(guān)門止運(yùn)行，門打開(kāi)，延時(shí)五秒后自動(dòng)關(guān)門。（5）電梯正在運(yùn)行時(shí)，開(kāi)關(guān)門按鈕都無(wú)效。 PLC梯形圖介紹 梯形圖語(yǔ)言（LAD）是一種圖形語(yǔ)言，通俗易懂，應(yīng)用廣泛。梯形圖排列順序?yàn)樽陨隙?、自左向右，左邊的豎線叫做左母線，右邊也有對(duì)應(yīng)的右母線，然后按照要求進(jìn)行觸點(diǎn)（觸點(diǎn)代表輸入信號(hào)）的編排，最后以線圈（線圈代表輸出信號(hào)）結(jié)束。STEP7是用于S7300/400PLC程序編程的軟件。另一種是創(chuàng)建項(xiàng)目后，先進(jìn)行程序的創(chuàng)建，再硬件組態(tài)，最后下載程序調(diào)試，此處我選擇的第一種設(shè)計(jì)步驟。設(shè)計(jì)自動(dòng)化任務(wù)解決方案創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目硬件組態(tài)創(chuàng)建程序硬件組態(tài)下載程序到CPU并調(diào)試創(chuàng)建程序選項(xiàng)一選項(xiàng)二 圖3 自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程點(diǎn)擊左上角文件——新建，進(jìn)入CPU對(duì)話框，在對(duì)話框中輸入項(xiàng)目名稱，然后點(diǎn)擊確定，完成項(xiàng)目的新建。如圖5所示，在菜單欄中點(diǎn)擊插入，選擇SIMATIC 300站點(diǎn)，然后點(diǎn)擊該站點(diǎn)即可完成SIMATIC 300工作站的插入。所配置的數(shù)據(jù)以后可以通過(guò)下載傳送到PLC。雙擊SIMATIC 300下的RACK300子目錄下的Rail圖標(biāo)插入一個(gè)S7300機(jī)架。選中二號(hào)槽位，在硬件目錄內(nèi)展開(kāi)CPU300下的CPU 313C子目錄，選擇6ES7 3135BE01OABO。點(diǎn)擊四號(hào)槽位，在硬件目錄內(nèi)展開(kāi)SM300板塊，選中AI/AO300下的SM334 AI4/A028/8Bit（訂貨號(hào)為6ES7 3340CE010AA0），此模塊由于已經(jīng)存在輸入和輸出兩種模塊，故五號(hào)位不需要再插入輸出模塊。圖6 在導(dǎo)軌中硬件組態(tài)符號(hào)表示符號(hào)地址，在數(shù)據(jù)庫(kù)中可以被調(diào)用。定義相應(yīng)的符號(hào)名、符號(hào)地址和數(shù)據(jù)類型，定義好的符號(hào)表如圖7所示。圖8 程序編輯窗口在編輯器窗口添加FCFCFCFCFCFC6六個(gè)功能，整個(gè)系統(tǒng)由七個(gè)部分組成組成。FC1里編寫了樓層指示程序，指示電梯的當(dāng)前位置，且位置指示燈也會(huì)亮。FC3表示門廳外呼功能，即乘客在門廳呼叫，電梯會(huì)移至乘客所在樓層并開(kāi)門。FC5表示開(kāi)關(guān)門控制，此功能可以控制電梯的開(kāi)門和關(guān)門情況。運(yùn)用STEP7編輯五層電梯LAD程序：(1)OB1（啟動(dòng)程序）：OB1為組織塊，它是CPU的主循環(huán)，也是STEP7程序的主干[8]。此例中OB1中編寫的是啟動(dòng)程序，點(diǎn)擊啟動(dòng)后，電梯各個(gè)功能進(jìn)入準(zhǔn)備執(zhí)行階段，條件滿足即可執(zhí)行功能。圖9 電梯啟動(dòng)梯形圖（2）FC1（樓層指示程序）：FC1中編寫的是樓層指示梯形圖，電梯有五層，每層都有樓層指示燈，用以指示電梯樓層位置。梯形圖見(jiàn)圖圖11。如圖1圖13所示，是電梯內(nèi)呼梯形圖。乘客按下內(nèi)呼按鈕后，內(nèi)呼指示燈要亮，但電梯到達(dá)目標(biāo)樓層后，內(nèi)呼指示燈要熄滅。五層電梯外呼可分為三類，一樓只能向上呼，二樓三樓四樓有上呼和下呼兩個(gè)方向，五樓只能向下呼。圖14 一樓外呼上圖15 二樓外呼上圖16 二樓外呼下圖17 五樓外呼下(5)FC4（電梯的定向）：電梯在一樓只有上行一個(gè)方向，二樓、三樓、四樓有兩種運(yùn)行方向，五樓只有下行一個(gè)方向。圖18a電梯在一樓的上行方向確定圖18b電梯在一樓的上行方向確定圖18c電梯在一樓上行方向確定圖19上行方向確定圖20 上行指示燈圖21a電梯在五樓的下行方向確定圖21b電梯在五樓的下行方向確定圖21c電梯在五樓的下行方向確定圖22下行方向確定圖23下行指示燈(6)FC5（電梯開(kāi)關(guān)門）：當(dāng)電梯停止運(yùn)行且停在樓層固定位置后，電梯延時(shí)2S自動(dòng)開(kāi)門。關(guān)門到位后，電梯的關(guān)門繼電器也復(fù)位。圖24 自動(dòng)開(kāi)門定時(shí)器圖25 電梯開(kāi)門圖26 自動(dòng)開(kāi)門定時(shí)器復(fù)位圖27 自動(dòng)關(guān)門定時(shí)器啟動(dòng)圖28 電梯關(guān)門圖29自動(dòng)關(guān)門定時(shí)器復(fù)位（7）FC6（電梯的運(yùn)行）：電梯關(guān)門到位且滿足上行方向條件后，電梯上行。圖30為電梯上行梯形圖。電梯下行同理。在SIMATIC Manager中可以像對(duì)真實(shí)的硬件一樣，對(duì)模擬CPU進(jìn)行程序下載、測(cè)試和故障診斷[9]。在進(jìn)行調(diào)試前，首先要將程序及硬件組態(tài)信息等下載到PLC的CP