【正文】 泛應用。 1892 年，美國奧的斯公司開始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎 廂內拉動繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開了先河。 150 年來，電梯的材質由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新 —手柄開關操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機對話等等，多臺電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運輸能力的優(yōu)勢；變速式自動人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時間；不同外形 —扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。 另外， 調頻門控、智能遠程監(jiān)控、主機節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復合鋼帶環(huán)保 等 一款款集納了人類在機械、電子、光學等領域最新科研成果的新型電梯競相問世。 1932年由美國奧的斯公司安裝在天津利順德酒店的電梯至今還在安全運轉著。解放前，我國電梯擁有量僅約 2021臺 ， 也沒有電梯制造業(yè)。目前我國合資、獨資的電梯生產(chǎn)企業(yè)已有 200 多家。時至今日，電梯已進入了全面發(fā)展的新時期。除上述電梯的分類外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、斜行電梯、雙層轎廂電梯等等。由于它擁有體積小、功能強、程序設計簡單、以及維護方便等特點，特別是適應惡劣的工業(yè)環(huán)境的能力和高可靠性，使其應用越來越廣泛。它采用可可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行 邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 3 事實上，可編程控制器是一種以微處理器為核心，帶有指令存儲器和輸入 /輸出接口，將自動化、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業(yè)控制裝置。 ⑴ 早期的 PLC（ 20 世紀 60 年代末－ 20 世紀 70 年代中期） 早期的 PLC 可編程邏輯控制器， 是 繼電器控制裝置的，其主要功能只是執(zhí)行原來有繼電器完成的順序控制、定時等。在軟件編程上，采用廣大電器工程技術人員所熟知的繼電器控制線路方式 － 梯形圖。 ⑵ 中期的 PLC（ 20 世紀 70 年代中期－ 20 世紀 80 年代中后期） 在 20 世 紀 70 年代，微處理器的出現(xiàn)使 PLC 發(fā)生了巨大的變化。在軟件方面，除了保持原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以外，還增加了算術運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通信、自診斷等功能。除此之外，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器。而且，為了進一步提高 PLC 的處理速度，各制造商研發(fā)的專用邏輯處理芯片。近年來， PLC 技術發(fā)展很快，性能不斷提高，類型也在不斷增多，功能也越來越完善。 4 PLC 的主要功能 隨著 PLC 技術的為斷發(fā)展，目前已能實現(xiàn)以下功能 。 ⑵ 定時 /計數(shù)控制功能 定時 /計數(shù)控制功能就是用 PLC 提供的定時器，計數(shù)器指令實現(xiàn)對某種操作的定時或計數(shù)控制，以取代時時間繼電器。 ⑷ 數(shù)據(jù)處理功能 數(shù)據(jù)處理功能是指 PLC 能進行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉換、算術運算與邏輯運算以及編碼 和譯碼等操作。 ⑹ 運動、過程控制功能 運動控制功能就是指通過高速計數(shù)模塊和位置控制模塊等進行單軸或多軸控制。 ⑺ 擴展功能 擴展功能是指通過連接輸入 /輸出擴展單元（即 I/O 擴展單元）模塊來增加輸入輸出點數(shù)，也可通過附加各 種智能單元及特殊單元來提高 PLC 的控制能力。 ⑼ 通訊聯(lián)網(wǎng)功能 通訊聯(lián)網(wǎng)功能是 PLC 之間的聯(lián)網(wǎng)， PLC 與上位計算機的連接等，實現(xiàn)遠程 I/O控制或數(shù)據(jù)交換，以完成系統(tǒng)規(guī)模較大的復雜控制。也可在線調整，修改控制程序中定時器，計數(shù)器等到設事實上值或強制 I/O 狀態(tài)。 ② PLC 采用了一系列可靠性設計的方法進行設計。 ④ PLC 是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用計算機控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件。 ⑤ 在 PLC 的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用軟件濾波；軟件自診斷 ；簡化編程語言等。 對 PLC 的操作包括程序輸入和程序更改的操作。 ② 編程方便。對電氣技術人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。 PLC 具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低。 ⑶ 靈活性高 ① 編程的靈活性。編程方法的多樣性使編程方便、應用面拓展。 PLC 的擴展靈活性是它的一個重要特點。 ③ 操作的靈活性。 課題 的 目的、 意義 以 前，我國住宅樓電梯大部分是采用繼電器控制的，由于控制線路復雜、體積大、故障率高而且難于維護，使電梯難以達到安全、穩(wěn)定、可靠的 基本要求，事故時有發(fā)生?？删幊炭刂破鲬糜陔娞菘刂?， 用軟件編程替代原有繼電器硬件布線控制，使控制系統(tǒng)具有了極大的柔性和通用性。因此，本系統(tǒng)采用 西門子公司的小型 PLC 系列 S7－ 200中的 STEP7Micro/ 編程軟件。 在工業(yè)自動化領域中，自動化設備的應用很多都離不開監(jiān)控系統(tǒng)。 另外，還能及時發(fā)現(xiàn)問題并解決，從而完善生產(chǎn)的環(huán)節(jié)。 在現(xiàn)實生活中， 操作者 還可通過以太網(wǎng)或其它辦公信息網(wǎng)絡等對電梯 設備進行在線監(jiān)控，從而達到遠程維護的目的 ，這樣既節(jié)省人力和財力，又能及時發(fā)現(xiàn)問題并解決。 并且用 上位機 MCGS 組態(tài)軟件進行 監(jiān)控 ， 檢驗 電梯 PLC 控制系統(tǒng)的運行情況， 從而 達到對電梯的監(jiān)視控制 。當 電梯在上升的過程中只響應向上的呼叫 ，在下降的過程中只響應向下的呼叫，電梯向上或向下的呼叫執(zhí)行完成后再執(zhí)行反向呼叫。 本系統(tǒng)設計的 電梯 達到如下 要求 ： 行車方向由內選信號決定 ， 順向優(yōu)先執(zhí)行 ；行車途中如遇呼梯信號時 ， 順向截車 ， 反向不截車 ； 內選信號、呼梯信號具有記憶功能 ， 執(zhí)行后解除 ； 內選信號、呼梯信號、行車方向、行車樓層位置均有 信號燈指沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 9 示 ；樓層顯示燈亮表示轎廂停于該層，燈滅表示電梯 離開該層 ； 無 呼梯 時 ， 5S內沒有人呼梯，電梯停止運行 ； 行車時不能手動開門或本層呼梯開門 ， 開門不能行車 。 圖 系統(tǒng)總體邏輯框圖 硬件方案的確定 PLC 種類 繁多，雖然功能和指令不盡相同，但結構與工作原理則大同小異。根據(jù) 此次 電梯控制系統(tǒng)的要求，我選用了德國 西門子 公司 推出的 小型PLC 系列 S7200，它具有可靠性高、體積小、擴展方便，使用靈活的特點。 軟件方案的確定 本系統(tǒng) 選用 STEP7Micro/ 版編程軟件，是因為它比以往的編程軟件功能更新、更強， 支持 32 位的 Windows9 Windows9 Windows NT、 Windows XP使用環(huán)境 ， 并且具有 易于操作， 界面一致性好， 簡單易學 的特點。 現(xiàn)場信號 小型 S7200 擴展模塊EM223 組態(tài)監(jiān)控 電梯 10 監(jiān)控系統(tǒng)的確定 MCGS(Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng) )是一套用于快速構造和生成 計算機 監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，能夠在 Windows 平臺上運行。 因 比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具通用性， 所以 選用 MCGS 組態(tài)軟件 制作人機對話界面， 檢驗電梯 PLC 控制系統(tǒng)的運行情況。但它們的組成是相同的，對箱體式 PLC 有一塊 CPU 板、 I/O 板、顯示面板、內存塊、電源等，當然按 CPU 性能分成若干型號，并按 I/O 點數(shù)又有若干規(guī)格。無任哪種結構類型的 PLC，都屬于總線式開放型結構，其 I/O 能力可 按用戶需要進行擴展與組合。 圖 PLC 基本結構框圖 PLC 的 工作原理 ： 當 PLC 運行時，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務的，需要執(zhí)行眾多的操作，但 CPU 不可能同時去執(zhí)行多個操作，它只能按分時操作（串行工作）方式每一次執(zhí)行一個操作，按順序逐個執(zhí)行。這種串行工作過程稱為 PLC 的掃描工作方式。然后再從頭開始掃描執(zhí)行，周而復始重復運行。 12 圖 PLC掃描 工作 原理圖 PLC工作過程分三個階段進行，即 輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新 。在讀輸入結束后， PLC轉入用戶程序執(zhí)行階段。本掃描周期內的程序執(zhí)行階段結束后， PLC 轉入寫輸出階段。 在此期間 PLC 根據(jù)輸出映像區(qū)中的對應狀態(tài)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)隔離驅 動到輸出端子，向外界輸出控制信號，這才是 PLC 的實際輸出。每次掃描開始，先執(zhí)行一次自診斷程序，對各輸入輸出點、存儲器和 CPU 等進行診斷，診斷的方法通常是測試出各部分的當前狀態(tài)，并與正常的標準狀態(tài)進行比較，若兩者沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 13 一致，說明各部分工作正常，若不一致則認為有故障。診斷結束后，如沒發(fā)現(xiàn)故障， PLC 將繼續(xù)往 下掃描，檢查是否有編程器等的通信請求。處理完通信后， PLC 繼續(xù)往下掃描，輸入現(xiàn)場信息，順序執(zhí)行用戶程序，輸出控制信號，完成一個掃描周期。 PLC就這樣不斷反復循環(huán)，實現(xiàn)對機器的連續(xù)控制，直到接收到停機命令，或因停電、出現(xiàn)故障等才停止工作。 由于 CPU224 的輸入和輸出點不能滿足設計的要求，因此還添加了擴展模塊 ，擴展模塊 選用的 是 EM223 繼電器型 ， 性能如下：輸入電壓 24V； 8 點 輸入 、 8 點輸出 ； 額定負載電壓 24VDC/24V～ 230V AC； 允許范圍 ～ 30V DC/20～ 250V AC；輸出電壓 L177。 系統(tǒng)的 端口分 配及功能表 對于 PLC 電梯控制系統(tǒng)的輸入、輸出點 必須進行合理的配置 。 基本的輸 出 顯示功能有：一層內選指示、二層內選指示、三層內選指示、四層內選指示、一層上呼指示、二層上呼指示、三層上呼指示、二層下呼指示、三層下呼指示、四層下呼指示、一層樓層指示、二層樓層指 示、三層樓層指示、四層樓層 14 指示、 轎廂下降指示、轎廂下降指示（ 同 正轉、反轉 ） 、電梯運行指示 共 17 個點。 表 端口分配及功能表 序號 PLC 地址 功能說明 1 四層內選按鈕 2 三層內選按鈕 3 二層內選按鈕 4 一層內選按鈕 5 四層下呼按鈕 6 三層下呼按鈕 7 二層下呼按鈕 8 三層上呼按鈕 9 二層上呼按鈕 10 一層上呼按鈕 11 四層行 程 指示 12 三層行程 指示 13 二層行程 指示 14 一層行程 指示 15 低脈沖按鈕 16 直線啟動按鈕 17 四層指示 18 三層指示 19 二層指示 20 一層指示 21 轎廂下降指示、反轉 22 轎廂上升指示、正轉 23 四層內選指示 24 三層內選指示 25 二層內選指示 26 一層內選指示 27 四層下呼指示 28 三層下呼指示 29 二層下呼指示 30 三層上呼指示 31 二層上呼指示 32 一層上呼指示 33 電梯運行指示 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文）