【正文】 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展卡盒。常用的擴(kuò)展卡盒有三種：一種是COMS開型ROM卡盒，它需要用鋰電池后備，以防止斷電時(shí)丟失程序及數(shù)據(jù)；另一種是EPROM卡盒，這種卡盒需要用專門寫入器將調(diào)試好的用戶程序或數(shù)據(jù)寫入EPROM中，擦寫時(shí)需要用紫外線擦除器；第三種是EEPROM卡盒，是電可擦除存儲(chǔ)器，它的寫入和擦寫只需專用編程器。I/O擴(kuò)展接口與CPU之間是以總線方式連接的，因此它可以連接開總量的I/O擴(kuò)展單元及擴(kuò)展塊，使I/O點(diǎn)數(shù)規(guī)模在配置更加靈活。同時(shí)也可以配接如模擬量、高速脈沖等單元及通信適配器等特殊功能模塊，使PLC的功能大大增強(qiáng)。編程器用于程序及數(shù)據(jù)的輸入、編輯、調(diào)試和檢測。當(dāng)PLC在正常運(yùn)時(shí)，一般不需要編程器，因此編程器設(shè)計(jì)為獨(dú)立的部件。為了能對PLC進(jìn)行編程及調(diào)試，在PLC上專門設(shè)有一個(gè)編程接口，通過這個(gè)接口可以連接各種形式的編程器。編程器的種類很多，常見的有便攜式手持程器、專用智能編程器和通過計(jì)算機(jī)和專用接口實(shí)現(xiàn)對PLC的編程。PLC一般使用220V的交流電源，電源部件將交流電轉(zhuǎn)換成供PLC的中央處理器，存儲(chǔ)器等電子電路工作所需的直流電源，使PLC能正常工作。、可編程控制任何一個(gè)控制系統(tǒng)要完成目的控制功能，必須通過一定的控制程序來實(shí)現(xiàn)的。通?？刂菩蚩煞謨纱箢悾汗潭ú季€程序和可編程序。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)和電子器件系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)各種控制功能，其控制程序是由種電氣元件通過一定的聯(lián)接方式布線而成，輸入設(shè)備如按鈕開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等，用以向控制系統(tǒng)送入信號。輸出設(shè)備如接觸器、電磁閥等用以控制被控制對象的動(dòng)作。其輸入對輸出的控制是通過接線來實(shí)現(xiàn)，接線工作結(jié)束后，控制程序也被確定下來，若要改變控制程序，則必須改變接線方式重新布線，對于一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，是非常困難的?？删幊绦蚩刂瓶刂葡到y(tǒng)中完成一定的控制，只通過專用的編程器，用程序語言進(jìn)行編程，寫入可編程控制的程序的存儲(chǔ)器中，然后由可編程序控制器來完成各種操作。在可編程系統(tǒng)中，若要改變控制程序，只用編程器改寫程序存儲(chǔ)器中的某些程序語句，不必要重新布線，由于控制被控對象的動(dòng)作是控制程序語言來表達(dá)的，故又稱為軟件程序。 PLC的等效工作電路PLC是由以微機(jī)為核心的電子部件，可以將它看作是一個(gè)由各種繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器及狀態(tài)器組合體。PLC的輸入繼電器，由外部開關(guān)通過輸入端來驅(qū)動(dòng)的；PLC內(nèi)的輸出繼電器，帶有無數(shù)內(nèi)觸點(diǎn)和外部輸出觸點(diǎn)。此外，PLC還有如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)寄存器等“軟”元件，這些元件帶有動(dòng)作線圈和很多電子常開觸點(diǎn)和常閉點(diǎn)，可以在PLC內(nèi)自由選擇使用。PLC控制系統(tǒng)主要由三部分組成：輸入部分、控制部分、輸出部分。輸入部分由用戶輸入設(shè)備組成，如按開關(guān)、操作開關(guān)、限位開關(guān)及傳感器等。它們直接與PLC的輸入端子相連接，用以產(chǎn)生輸入信號，這些信號或來自電梯轎廂操縱控制板，或來自電梯井道。控制部分是根據(jù)被控對象的實(shí)際控制要求編制用戶程序，并將編制好的程序通過編程器送入PLC內(nèi)的用戶程序存儲(chǔ)器中，CPU反復(fù)掃描執(zhí)行用戶程序，并產(chǎn)生各種輸出控制信號，PLC的控制功能是通過用戶程序來實(shí)現(xiàn)的。輸出部分主要由用戶輸出設(shè)備組成，如接觸器、繼電器等，它們直接和PLC的輸出端子相連，用以控制被控制的對象動(dòng)作。 PLC的工作原理PLC的工作過程實(shí)質(zhì)上就是執(zhí)行程序的過程。當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，CPU按照分時(shí)操作原理每個(gè)周期執(zhí)行一個(gè)操作，由于CPU的運(yùn)算處理速度很快，使得外部出現(xiàn)的結(jié)果從宏觀來看似乎是同時(shí)完成的，種分時(shí)操作的過程稱為CPU對程序的掃描。PLC的掃描過程主要可分為五個(gè)階段：讀取輸入、執(zhí)行用戶程序、處理通信請求、自診斷檢測以及改寫輸出。　　在PLC的存儲(chǔ)器中，設(shè)置了一片區(qū)域來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，他們分別為輸入過程映像寄存器和輸出過程映像寄存器。在讀取輸入階段，PLC把所有外部數(shù)字量輸入電路的狀態(tài)讀入輸入過程映像寄存器。外部輸入電路閉合時(shí)，對應(yīng)的輸入過程映像寄存器狀態(tài)為1狀態(tài)，在梯形圖中對應(yīng)的輸入點(diǎn)的常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。外部輸入電路斷開時(shí)，對應(yīng)的輸入過程映像寄存器狀態(tài)為0狀態(tài)，在梯形圖中對應(yīng)的輸入點(diǎn)的常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通。PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲(chǔ)器中順序排列。在RUN模式的程序執(zhí)行階段，如果沒有跳轉(zhuǎn)指令，CPU從第一條指令開始，逐條順序的執(zhí)行用戶程序。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生過了變化，輸入過程映像寄存器的狀態(tài)也不會(huì)隨之改變，輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的讀取階段被讀入。在處理通信請求階段，CPU處理從通信接口和智能模塊接收到的信息，例如讀取智能模塊的信息并存放在緩沖區(qū)中，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候講信息傳送給通信請求方。自診斷測試包括定期檢查CPU模塊的操作和擴(kuò)展模塊的狀態(tài)是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。CPU執(zhí)行完用戶程序后，將輸出過程映像寄存器的狀態(tài)傳送打輸出模塊并鎖存起來。其中執(zhí)行用戶程序階段、通信處理階段和CPU自診斷測試階段可統(tǒng)稱執(zhí)行程序階段。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述五個(gè)階段。 PLC的軟件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)和軟件相互結(jié)合才能構(gòu)成一個(gè)完整PLC控制系統(tǒng)，完成各種復(fù)雜的控制功能。PLC的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序組成。系統(tǒng)程序（又稱系統(tǒng)軟件）用于PLC控制系統(tǒng)的管理、服務(wù)及對用戶程序的編譯。系統(tǒng)程序質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響PLC的性能。系統(tǒng)軟件是由PLC生產(chǎn)廠家提供并固化在內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中，用戶不行存取和修改。用戶程序也稱為應(yīng)用程序或應(yīng)用軟件，它由PLC使用者根據(jù)被對象的控制要求用程序語言編制而成。用戶程序是通過編程器鍵入到PLC內(nèi)，并線性地放在由管理程序指定的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)。 小型PLC的用戶程序比較簡單，通常是順序編制而成。大中型PLC的用戶程序容量較大且比較復(fù)雜，為使用戶程序編制簡單，可以按功能、結(jié)構(gòu)或使用目的將用戶程序分為各個(gè)程序模塊，每個(gè)模塊各自完成一個(gè)確定的功能，然后把它們鏈接在一起構(gòu)成一個(gè)完整的軟件系統(tǒng)。 PLC的編程語言 編程語言是PLC的重要組成部分，PLC為用戶提供了完整的編程語言，以適應(yīng)用戶編程的需要。利用編程語言，按照不同的控制要求編寫不同的控制程序，這相當(dāng)于設(shè)計(jì)和改變幾點(diǎn)起的硬件接線線路，這就是所謂的“可編程序”。程序由編程器送到PLC內(nèi)部的存儲(chǔ)器中，它也能方便地讀出、檢查與修改。 PLC共有5種標(biāo)準(zhǔn)編程語言，其中有三種圖形語言，即梯形圖（LD，Ladder Diagram）、功能塊圖（FBD，F(xiàn)unction Block Diagram），和順序功能圖（SFC，Sequential Function Chart），兩種文本語言，即結(jié)構(gòu)化文本（ST，Structured Text）和指令表(IL，Instruction List)。其中梯形圖是最早使用的一種PLC語言，也是現(xiàn)在最常用的編程語言。它是從繼電氣控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變而來的，它繼承了繼電氣控制系統(tǒng)中的基本工作原理和電器邏輯關(guān)系的表達(dá)方法，梯形圖預(yù)計(jì)電氣控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號和表達(dá)方式上有一定區(qū)別，所以在邏輯控制系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。它的最大特點(diǎn)就是直觀、清晰。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)以PLC作為工具對六層電梯的各種操作進(jìn)行控制。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般分為以下幾個(gè)步驟：（1） 熟悉被控對象（本次設(shè)計(jì)的對象為六層電梯），制定控制方案（2） 確定I/O點(diǎn)數(shù)（3） 選擇PLC機(jī)型（本次設(shè)計(jì)采用西門子S7200PLC）（4） 選擇輸入、輸出設(shè)備，分配PLC的I/O地址（5） 程序設(shè)計(jì)（包括梯形圖的繪制）（6） 系統(tǒng)調(diào)試（7） 編制相關(guān)技術(shù)文件圖32 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程圖第四章 電梯控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 可編程控制器（PLC）的選型考慮到本次設(shè)計(jì)的電梯系統(tǒng)有六層，且開關(guān)量居多，模擬量較少；對于開關(guān)量控制為主的系統(tǒng)而言，一般PLC的響應(yīng)速度足以滿足控制的要求，在小型PLC中整體式比模塊式的價(jià)格便宜，體積也小，綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了西門子公司生產(chǎn)的S7226CN PLC。S7226CN PLC 具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：1）S7226CN配置靈活，除主機(jī)單元外，還可擴(kuò)展 I/O 模塊。2）S7226CN指令功能豐富，且指令執(zhí)行速度快。3）S7226CN可用內(nèi)部輔助繼電器 M，狀態(tài)繼電器 S，定時(shí)器 T，寄存器 D，計(jì)數(shù)器 C 的功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要。4）S7226CN的編程可用編程器，也可以在 PC 機(jī)上使用西門子公司的專用編程軟件包 STEP 7 MicroWIN SP6進(jìn)行。編程語言可用梯形圖或指令表。尤其是可用 PC 機(jī)對系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。 電梯控制系統(tǒng)構(gòu)成電梯控制系統(tǒng)主要由變頻調(diào)速主回路、輸入輸出單元以及 PLC 單元構(gòu)成，由如圖41所示，PLC用來完成對電梯曳引電機(jī)及開關(guān)門機(jī)的起動(dòng)，加減速，停止，運(yùn)行方向，樓層顯示，層站召喚，轎箱內(nèi)操作，安全保護(hù)等指令信號進(jìn)行管理和控制功能。圖41 主電路圖 門機(jī)電路、抱閘電路、門鎖及安全運(yùn)行電路門電動(dòng)機(jī)為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，可由KMKM2控制其正反轉(zhuǎn)。KM1接通時(shí)，電阻R2與電動(dòng)機(jī)電樞并聯(lián)，電流由電樞左端流向右端，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)開門， KM2接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)關(guān)門，并由SQSQ10與R3一起實(shí)現(xiàn)關(guān)門調(diào)速。當(dāng)電梯上下運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)打開，其線圈應(yīng)通電。電梯停止運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)抱死，其線圈應(yīng)斷電。將所有廳、轎門開關(guān)串聯(lián)在一起，控制門鎖繼電器KA1，實(shí)現(xiàn)全部門關(guān)閉后電梯才能運(yùn)行的控制。將安全窗開關(guān)、安全鉗開關(guān)、限速器開關(guān)、轎內(nèi)急停開關(guān)、上下強(qiáng)迫停止開關(guān)、基站開關(guān)梯開關(guān)以及熱繼電器觸點(diǎn)FRFR2串聯(lián)在一起，構(gòu)成安全回路，控制安全運(yùn)行繼電器KA2，用KA2的觸點(diǎn)控制PLC的RUN口，只有當(dāng)該KA2吸合時(shí)，才允許PLC處于運(yùn)行狀態(tài)。這樣可以節(jié)省PLC的輸入口，又可以實(shí)現(xiàn)在多種緊急情況下的立即停車。 電梯控制硬件設(shè)計(jì)硬件可分為兩部分，輸入和輸出單元，它門是PLC 的 I/O 接口部分，主要由廳外呼叫、轎箱內(nèi)選層、樓層及方向指示、開關(guān)門、井道內(nèi)的上下平層、上下強(qiáng)迫換速開關(guān)、門鎖、安全保護(hù)繼電器等單元構(gòu)成。（1）輸入單元為：門廳外按鈕與轎箱內(nèi)選層按鈕，負(fù)責(zé)對預(yù)選樓層指令的登記、消除和指示；開關(guān)門按鈕，控制轎門的開閉；上下平層感應(yīng)器，用來保證電梯轎箱在各層?？繒r(shí)準(zhǔn)確平層；上下限強(qiáng)迫換速開關(guān)，用于保護(hù)電梯的高速運(yùn)行安全，避免電梯出現(xiàn)沖頂或蹲底事故，當(dāng)電梯到達(dá)上下端站時(shí)，裝在轎廂邊的上下限強(qiáng)迫換速開關(guān)打板，信號輸入到PLC，PLC 發(fā)出換速信號強(qiáng)迫電梯減速運(yùn)行到平層位置；門鎖裝置，轎門閉合和各廳門閉合上鎖是電梯正常起動(dòng)運(yùn)行的前提；安全回路，通常包括轎內(nèi)急停開關(guān)、轎頂內(nèi)急停開關(guān)、安全鉗開關(guān)、限速器斷繩開關(guān)、限速器超速開關(guān)、電源開關(guān)等。 （2）輸出單元為：樓層及方向指示單元，包括電梯上下行方向指示燈、目前的方向及層樓指示燈；開關(guān)門接觸器，用于控制電梯的廳門和轎門的打開和關(guān)閉，在自動(dòng)定向完成或電梯平穩(wěn)?？亢?，PLC給出相關(guān)指令，完成開關(guān)門動(dòng)作；啟動(dòng)加速、制動(dòng)減速接觸器，用于電梯的調(diào)速系統(tǒng)。 電器元件名稱及其對應(yīng)PLC的I/O分配表 名稱