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1、 可編程控制器（PLC）的八層電梯監(jiān)控系統(tǒng) 摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，高層建筑的日益增多，電梯已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｖ胁豢扇鄙俅怪苯煌üぞ?。更好的滿足用戶的要求，開發(fā)出高安全性、高可靠性，是國內(nèi)外各電梯生產(chǎn)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的主目標(biāo)。其中電梯控制系統(tǒng)的開發(fā)是達(dá)到以上目標(biāo)的最重要途徑。 本文介紹了由PLC控制八層電梯的模型的構(gòu)成，主要功能，編程方法及程序等。通過實(shí)驗(yàn)調(diào)試將設(shè)計(jì)與實(shí)踐相結(jié)合，達(dá)到了控制和監(jiān)控的設(shè)計(jì)目的。 關(guān)鍵字：電梯；控制；監(jiān)控；調(diào)試 Programmable controller(PLC) Eight layer

2、elevator supervision systems Abstract Elevators have already become the essential vertical transportation in people normally life, with the development of economy and the booming of high buildings. In order to preferably satisfy custom's requirement, the major object of elevator Produce Corporat

3、ion of our country and foreign is the development elevator of more safety, more reliability. And then it is the most important way that we can come to the above target by developing elevator control system. This text introduce is control eight composing of the model of the layer elevators by the PL

4、C, main function, the plait distance method and procedure. Pass experiment to debug to combine together the design and fulfillment, be come to the design purpose of the control and supervision. Keyword: Elevator; Control; Supervise and control; debug 目錄 1緒論 ?????????????????

5、????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1 1.1 電梯的發(fā)展歷史 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1 1.2 電梯的發(fā)展現(xiàn)狀與主流控制方式分析 ????????????????????????????????????????????????????? 1 1.3 本設(shè)計(jì)課題概述 ??????

6、????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2 1.3.1 課題主要內(nèi)容 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2 1.3.2 課題主要任務(wù)與設(shè)計(jì)指標(biāo) ??????????????????????????????????????????????????????????????? 2 2 可編程控制器( PLC )概述 ?????????????

7、????????????????????????????????????????????????????????????????? 3 2.1可編程控制器的( PLC )發(fā)展歷史 ????????????????????????????????????????????????????????????? 3 2.2可編程控制器( PLC )的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) ????????????????????????????????????????????????? 4 2.2.1 PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ???????????????????????????????????????????????????

8、???????????????????????????? 4 2.2.2 PLC的特點(diǎn) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 4 2.3 PLC控制電梯的意義和優(yōu)點(diǎn) ????????????????????????????????????????????????????????????????????? 5 2.3.1 PLC控制電梯的意義 ?????????????????????????????????????????????????????????

9、?????????????? 5 2.3.2 PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????? 6 3 硬件控制電路分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 7 3.1 主控PLC的介紹 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????

10、?????????????? 7 3.1.1本課題電梯模型中使用的PLC類型 ????????????????????????????????????????????? 7 3.1.2 微機(jī)與S7-200 PLC的通訊方式 ?????????????????????????????????????????????????? 8 3.2 PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????? 8 3.2.1 PLC電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 ?????????????????

11、??????????????????????????? 8 3.2.2 PLC電梯信號(hào)控制系統(tǒng) ???????????????????????????????????????????????????????????????? 9 3.3 本設(shè)計(jì)中PLC的I/O接口及內(nèi)存分配 ???????????????????????????????????????????????????? 10 4 PLC電梯控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 13 4.1 本設(shè)計(jì)編程

12、遵循的控制規(guī)律 ????????????????????????????????????????????????????????????????? 13 4.2 PLC電梯控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)內(nèi)容 ??????????????????????????????????????????????????????????? 18 4.3.1 主程序——啟動(dòng) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 18 4.3.2 子程序——shangsheng（上升） ????????????????

13、?????????????????????????????? 19 4.3.3 子程序——xiajiang（下降） ?????????????????????????????????????????????????? 23 4.3.4 子程序——yunxing（運(yùn)行） ???????????????????????????????????????????????????? 26 4.3.5 子程序——tineiqingqiu（梯內(nèi)請(qǐng)求） ??????????????????????????????????? 28 4.3.6 子程序——tiwaiqingqiu（梯外請(qǐng)求） ??????

14、????????????????????????????? 29 4.3.7子程序——dangqianceng（當(dāng)前層） ???????????????????????????????????????? 30 4.3.8子程序——kaiguanmeng（開關(guān)門） ?????????????????????????????????????????? 30 4.4 PLC電梯控制系統(tǒng)程序的調(diào)試流程 ??????????????????????????????????????????????????????? 34 5 結(jié)論 ?????????????????????????????????

15、?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 44 附錄 參考文獻(xiàn) 1緒論 1.1 電梯的發(fā)展歷史 電梯是隨著高層建筑的興建而發(fā)展起來的一種垂直運(yùn)輸工具。多層廠房和多層倉庫需要有貨梯;高層住宅需要有住宅梯;百貨大樓和賓館需要有客梯，自動(dòng)扶梯……。在現(xiàn)代社會(huì)，電梯已像汽車、輪船一樣，成為人類不可缺少的交通運(yùn)輸工具。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國每天乘電梯的人次多于乘載其它交通工具的人數(shù)。當(dāng)今世界，電梯的使用量已成為衡量現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。追溯電梯這種升降設(shè)備的歷史，據(jù)說它起源于公元

16、前236年的古希臘。當(dāng)時(shí)有個(gè)叫阿基米德的人設(shè)計(jì)出-----人力驅(qū)動(dòng)的卷筒式卷揚(yáng)機(jī)。1858年以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的客梯，在美國出現(xiàn)，繼而有在英國出現(xiàn)水壓梯。1889年美國的奧梯斯電梯公司首先使用電動(dòng)機(jī)作為電梯動(dòng)力，這才出現(xiàn)名副其實(shí)的電梯，并使電梯趨于實(shí)用化。1900年還出現(xiàn)了第一臺(tái)自動(dòng)扶梯。1949年出現(xiàn)了群控電梯，首批4~6臺(tái)群控電梯在紐約的聯(lián)合國大廈被使用。1955年出現(xiàn)了小型計(jì)算機(jī)(真空管)控制電梯。1962年美國出現(xiàn)了速度達(dá)8米/秒的超高速電梯。1963年一些先進(jìn)工業(yè)國只成了無觸點(diǎn)半導(dǎo)體邏輯控制電梯。1967年可控硅應(yīng)用于電梯，使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)筒化，性能提高。1971年集成電路被應(yīng)用于電梯。

17、第二年又出現(xiàn)了數(shù)控電梯。1976年微處理機(jī)開始用于電梯，使電梯的電氣控制進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。 1.2 電梯的發(fā)展現(xiàn)狀與主流控制方式分析 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、近年來，我國的電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展．一些電梯廠也在不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)、修改工藝。更新?lián)Q代生產(chǎn)更新型的電梯，電梯主要分為機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)兩大部份，隨著自動(dòng)控制理論與微電子技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式與控制手段均發(fā)生了很大的變化，交流調(diào)速是當(dāng)前電梯拖動(dòng)的主要發(fā)展方向。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式： ( 1 ) 繼電路控制系統(tǒng) (早期安裝的電梯多為繼電器控制系統(tǒng)) 繼電器邏輯控制系統(tǒng)具有原理簡單，線路簡單，易于理解和掌握的特點(diǎn)，

18、而且價(jià)格比較便宜。但是，繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點(diǎn)，目前已逐漸被淘汰。 ( 2 ) 微機(jī)控制系統(tǒng) 電梯微機(jī)控制系統(tǒng)主要是由微處理器通過預(yù)先置入軟件程序完成對(duì)電梯的信號(hào)處理、運(yùn)行過程控制、拖動(dòng)系統(tǒng)的速度控制、運(yùn)行監(jiān)控和故障診斷、以及建筑內(nèi)電梯的群控。它是將傳統(tǒng)的有觸點(diǎn)的電氣控制改為無觸點(diǎn)的程序控制，通過軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的自動(dòng)控制。微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷。 ( 3 ) PLC控制系統(tǒng) 可編程控制器（Programmable Logic controller，簡

19、稱PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制器，是一種專門從事邏輯控制的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普遍計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息變換，多只考慮信息本身，信息的入出，只要人機(jī)界面好就可以了。可編程序控制器（PLC）控制器源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實(shí)現(xiàn)控制，而主要靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序，進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。 PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計(jì)和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技

20、術(shù)改造。 鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)， 目前電梯的繼電器控制方式已逐漸被 PLC控制所代替。 1.3 本設(shè)計(jì)課題概述 1.3.1 課題主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)課題主要是采用PLC對(duì)電梯進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的優(yōu)勢，以八層樓電梯為例，編制八層電梯的PLC的梯形圖程序，應(yīng)用監(jiān)控軟件開發(fā)八層電梯的監(jiān)控畫面，可編程控制器采用西門子S7-200PLC。監(jiān)控軟件使用亞控科技公司組態(tài)王6.5，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控八層電梯的運(yùn)行。 1.3.2 課題主要任務(wù)與設(shè)計(jì)指標(biāo) ( 1 )編寫西門子S7-200PLC梯形圖程序。 ( 2 )使用STEP7 Micro WIN編成軟件編譯、調(diào)試、下載。 所以，綜上所述，本設(shè)計(jì)就以PLC

21、作為工具對(duì)升降電梯的各種操作進(jìn)行控制。我根據(jù)導(dǎo)師提供的八層電梯的硬件端口分配表，利用西門子SETP 7編程軟件設(shè)計(jì)PLC控制程序，最后是進(jìn)行實(shí)際的調(diào)試運(yùn)行，將PLC控制程序、電梯模型運(yùn)行相結(jié)合。 2 可編程控制器( PLC )概述 2.1可編程控制器的( PLC )發(fā)展歷史 可編程控制器（Programmable Logic controller，簡稱PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制器。 第一臺(tái)可編程控制器的設(shè)計(jì)規(guī)范是美國通用公司提出的。當(dāng)時(shí)的目的是要求設(shè)計(jì)一種新的控制裝置以取代繼電器盤，在保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價(jià)格

22、便宜等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，同時(shí)具有現(xiàn)代化生產(chǎn)線所要求的時(shí)間響應(yīng)快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)與功能。這一設(shè)想提出后，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）于1969年研制成第一臺(tái)PLC，型號(hào)為PDP-14，投入通用汽車公司的生產(chǎn)線控制中，取得了令人滿意的效果，從此開創(chuàng)了PLC的新紀(jì)元。 第一臺(tái)PLC具有模塊化、可擴(kuò)充、可重編程及用于工業(yè)環(huán)境的特性。這些控制器易于安裝，占用空間小，可重復(fù)使用。盡管控制器編程有些瑣碎，但它具有公共的工廠標(biāo)準(zhǔn)—梯形圖編程語言，這樣使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便的使用它。 70年代中期，由于大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使8位微處理器

23、和位片處理器相繼問世，使可編程控制技術(shù)產(chǎn)生了飛躍。在邏輯運(yùn)算功能的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運(yùn)算、閉環(huán)控制、提高了運(yùn)算速度，擴(kuò)大了輸入輸出規(guī)模。在這個(gè)時(shí)期，日本、西德（原）和法國相繼研制出了自己的PLC，我國在1974年也開始研制。 隨著時(shí)代的發(fā)展，當(dāng)今的技術(shù)也日趨完善、競爭愈演愈烈。單一人工的操作已不能滿足于目前的制造業(yè)前景，也無法保證更高質(zhì)量的要求和高新技術(shù)企業(yè)的形象。人們在生產(chǎn)實(shí)踐中看到，自動(dòng)化給人們帶來了極大的便利和產(chǎn)品質(zhì)量上的保證，同時(shí)也減輕了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人員上的編制。在許多復(fù)雜的生產(chǎn)過程中難以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)控制、整體優(yōu)化、最佳決策等，熟練的操作工、技術(shù)人員或?qū)＜?、管理者卻能夠容易判

24、斷和操作，可以獲得滿意的效果.人工智能的研究目標(biāo)正是利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)、模擬這些智能行為，通過人腦與計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)工作，以人機(jī)結(jié)合的模式，為解決十分復(fù)雜的問題尋找最佳的途徑。 我們在各種場合看到了繼電器連接的控制，那已經(jīng)是時(shí)代的過去，如今的繼電器只能作為低端的基層控制模塊或者簡單的設(shè)備中使用到；而PLC的出現(xiàn)也成為了劃時(shí)代的主題，通過極其穩(wěn)定的硬件穿插靈活的軟件控制，使得自動(dòng)化走向了新的高潮。 2.2可編程控制器( PLC )的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) 2.2.1 PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu) PLC的內(nèi)部由三大部分組成 ( 1 ) 中央處理器( CPU ) CPU的核心是由一個(gè)或者多個(gè)累加器組成，它們具有邏

25、輯的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，并能讀取程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容通過計(jì)算后去驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的存儲(chǔ)器和I/O接口。 ( 2 ) 帶有外部I/O口擴(kuò)展的I/O接口地址 I/O口將內(nèi)部累加器和外部的輸入和輸出系統(tǒng)連接起來，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)存入程序存儲(chǔ)器或者數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。 ( 3 ) 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器可以將I/O口輸入的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器中，并在工作時(shí)調(diào)轉(zhuǎn)到累加器和I/O接口上。存儲(chǔ)器分程序存儲(chǔ)器ROM和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，ROM可以將數(shù)據(jù)永久的存入存儲(chǔ)器中，而RAM只能作為CPU計(jì)算時(shí)臨時(shí)計(jì)算使用的緩沖空間。 2.2.2 PLC的特點(diǎn) PLC的最大特點(diǎn)在于：電氣工程師已不再電氣的硬件上花費(fèi)太多的心計(jì)，只要將按鈕開關(guān)或感應(yīng)器的

26、輸入點(diǎn)連接到PLC的輸入點(diǎn)上就能解決問題，通過輸出點(diǎn)連接接觸器或繼電器來控制大功率的啟動(dòng)設(shè)備，而小功率的輸出設(shè)備直接連接就可以。 PLC的抗干擾是極其優(yōu)秀的，我們根本不用去關(guān)心它的使用壽命和工作場合的惡劣，這些所有的問題已不再成為我們失敗的主題，而留給我們的是關(guān)心如何來利用PLC的內(nèi)部資源為我們加強(qiáng)設(shè)備的控制能力，使我們的設(shè)備更加的柔性。 2.3 PLC控制電梯的應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn) 2.3.1 PLC控制電梯的應(yīng)用 電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展

27、為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。 可編程序控制器 (PLC)最早是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。PLC是一種專門從事邏輯控制的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于PLC具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)配置靈活等特點(diǎn)。因此在工業(yè)控制方面得到了廣泛應(yīng)用。自80年代后期PLC引入我國電梯行業(yè)以來，由PLC組成的電梯控制系統(tǒng)被許多電梯制造廠家普遍采用。并形成了一系列的定型產(chǎn)品。在傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的改造工程中，PLC系統(tǒng)一直是主流控制系統(tǒng)。 電梯控制系統(tǒng)分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對(duì)電梯運(yùn)行是乘客的舒適感有著重要

28、影響，而邏輯控制部分則是電梯安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。為了改善電梯的舒適感和運(yùn)行的可靠性，現(xiàn)在都改為用PLC來控制電梯的運(yùn)行，這樣大大提高了電梯的性能。 2.3.2 PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn) (1)在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì) 電梯運(yùn)行的 自動(dòng)控制 ， 可靠性大大提高。 (2)去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。 (3)PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。 (4)PLC 可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修 。 (5)用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。 (6)更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。 3 硬件

29、控制電路分析 3.1 主控PLC的介紹 3.1.1本課題電梯模型中使用的PLC類型 本課題使用的是西門子S7-200系列，型號(hào)為CPU 226的PLC。 SIMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。 本課題使用的是西門子S7-200系列，型號(hào)為CPU 226的PLC，S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。 西門子S7-200系列，型號(hào)為CPU 226的PLC介紹： 本機(jī)集成24輸入/16輸

30、出共40個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 3.1.2 微機(jī)與S7-200 PLC的通訊方式 連接S7-200與編程設(shè)備的方式有兩種：一種是直接

31、使用PC/PPI電纜；另一種是用通訊卡和MPI電纜。 PPI電纜比較常用，而且成本較低。它將S7-200的編程口與計(jì)算機(jī)的RS-232端口相連。PPI電纜也可用于其它設(shè)備與S7-200的連接。 如果使用MPI電纜，就必須先在計(jì)算機(jī)上安裝通訊卡。這種通訊方式可以用較高的波特率進(jìn)行通訊。 本次設(shè)計(jì)考慮到實(shí)際情況，選擇PPI電纜連接方式作為實(shí)際調(diào)試時(shí)的通訊連接方式。 3.2 PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.2.1 PLC電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 （1）開、關(guān)門環(huán)節(jié) j 電梯響應(yīng)開關(guān)門呼叫或到目標(biāo)層停車自動(dòng)開門； k 開門延遲時(shí)間到后，自動(dòng)關(guān)門，

32、延遲時(shí)間未到可以手動(dòng)關(guān)門； l 在電梯關(guān)門過程中，需開門時(shí)，可以通過手動(dòng)開門實(shí)施重新開門； （2）內(nèi)、外信號(hào)的保持 電梯有內(nèi)、外信號(hào)時(shí)，呼梯信號(hào)應(yīng)被記憶，即響應(yīng)按鈕的指示燈亮，呼梯信號(hào)被響應(yīng)后，呼梯信號(hào)應(yīng)被消除，即響應(yīng)按鈕的指示燈滅； （3）由一臺(tái)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來控制電梯的上升和下降； （4）自動(dòng)定向 當(dāng)有梯內(nèi)請(qǐng)求信號(hào)時(shí)或選層指令相對(duì)于電梯位置具有不同方向時(shí)，電梯應(yīng)能按先入為主的原則，自動(dòng)確定方向。 （5）順向截停 當(dāng)電梯在運(yùn)行中，可以響應(yīng)梯外或梯內(nèi)的請(qǐng)求信號(hào)，若符合運(yùn)行方向，則能逐一停靠應(yīng)答，即當(dāng)電梯向上運(yùn)行的時(shí)候，不會(huì)響應(yīng)所有樓層向下的請(qǐng)求和低于當(dāng)前層的樓層向上的請(qǐng)求；同理，

33、當(dāng)電梯向下運(yùn)行時(shí)，也不會(huì)響應(yīng)所有樓層向上的請(qǐng)求和高于當(dāng)前層的樓層向下的請(qǐng)求。 （6）自動(dòng)換向 當(dāng)電梯完成全部順向指令后，應(yīng)能自動(dòng)換向，應(yīng)答相反方向的信號(hào)。 3.2.2 PLC電梯信號(hào)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 電梯信號(hào)控制基本由 PLC軟件實(shí)現(xiàn)。電梯信號(hào)控制系統(tǒng)如圖3-2所示，輸入到 PLC的控制信號(hào)有: 內(nèi)指令信號(hào)（電梯內(nèi)請(qǐng)求）、外指令信號(hào)（電梯外請(qǐng)求）、門層信號(hào)（限位信號(hào)）、開門和關(guān)門信號(hào)。 圖3-2 電梯PLC信號(hào)控制系統(tǒng)框圖 3.3 本設(shè)計(jì)中PLC的I/O接口及內(nèi)存分配 本設(shè)計(jì)是以八層電梯為例，需要的控制開關(guān)包括：電梯樓層的限位開關(guān)、梯內(nèi)的請(qǐng)求開關(guān)、梯外的請(qǐng)求開關(guān)，開門和關(guān)門

34、的開關(guān)。設(shè)備需要有34個(gè)輸入點(diǎn)、有18個(gè)輸出點(diǎn)需要控制，故選擇S7-200系列CUP226的PLC（24入/16出）和S7-200系列PLC的擴(kuò)展模塊EM223（4入/4出）、EM221（8入）。 設(shè)計(jì)中包含的PLC內(nèi)存類型和屬性如表3-1所示： 表3-1設(shè)計(jì)中包含的PLC內(nèi)存類型和屬性 區(qū)域 說明 位存取 字節(jié)存取 字存取 雙字存取 可保留 可強(qiáng)迫 I 離散輸入 讀/寫 讀/寫 讀/寫 讀/寫 否 是 Q 離散輸出 讀/寫 讀/寫 讀/寫 讀/寫 否 是 M 內(nèi)部內(nèi)存位 讀/寫 讀/寫 讀/寫 讀/寫 是 是 SM 特殊

35、內(nèi)存位 （SM0-SM29為只讀內(nèi)存區(qū)） 讀/寫 讀/寫 讀/寫 讀/寫 否 否 V 變量內(nèi)存 讀/寫 讀/寫 讀/寫 讀/寫 是 是 欲存取位，指定位址，位址包含區(qū)域標(biāo)識(shí)符和字節(jié)位號(hào)。零是所有數(shù)據(jù)區(qū)的第一個(gè)地址。字節(jié)號(hào)后面的小數(shù)點(diǎn)用于區(qū)別字節(jié)號(hào)和位號(hào)。位址是從0至7的十進(jìn)制數(shù)字。 例如: I0.0 或 M2.7 本設(shè)計(jì)中PLC I/O端口及內(nèi)存分配如下所示： 輸入部分： 表3-2 輸入端口分配表 I0.0 電梯一層限位 I1.6 梯外一層向上請(qǐng)求按鈕 I0.1 電梯二層限位 I1.7 梯外二層向上請(qǐng)求按鈕 I0.2 電梯三層

36、限位 I2.0 梯外二層向下請(qǐng)求按鈕 I0.3 電梯四層限位 I2.1 梯外三層向上請(qǐng)求按鈕 I0.4 電梯五層限位 I2.2 梯外三層向下請(qǐng)求按鈕 I0.5 電梯六層限位 I2.3 梯外四層向上請(qǐng)求按鈕 I3.2 電梯七層限位 I2.4 梯外四層向下請(qǐng)求按鈕 I3.3 電梯八層限位 I2.5 梯外五層向上請(qǐng)求按鈕 I3.4 電梯上極限 I2.6 梯外五層向下請(qǐng)求按鈕 I3.5 電梯下極限 I4.0 梯外六層向上請(qǐng)求按鈕 I0.6 梯內(nèi)一層請(qǐng)求按鈕 I2.7 梯外六層向下請(qǐng)求按鈕 I0.7 梯內(nèi)二層請(qǐng)求按鈕

37、 I4.1 梯外七層向上請(qǐng)求按鈕 I1.0 梯內(nèi)三層請(qǐng)求按鈕 I4.2 梯外七層向下請(qǐng)求按鈕 I1.1 梯內(nèi)四層請(qǐng)求按鈕 I4.3 梯外八層向下請(qǐng)求按鈕 I1.2 梯內(nèi)五層請(qǐng)求按鈕 I1.3 梯內(nèi)六層請(qǐng)求按鈕 I3.0 梯內(nèi)七層請(qǐng)求按鈕 I3.1 梯內(nèi)八層請(qǐng)求按鈕 I1.4 梯內(nèi)開門按鈕 I1.5 梯內(nèi)關(guān)門按鈕 輸出部分： 表3-3 輸出端口分配表 Q0.0 一層向上指示 Q1.2 六層向上指示 Q0.1 二層向上指示 Q1.1 六層向下指示 Q0.2 二層向下指示 Q

38、1.3 七層向上指示 Q0.3 三層向上指示 Q1.4 七層向下指示 Q0.4 三層向下指示 Q1.5 八層向下指示 Q0.5 四層向上指示 Q1.6 電梯開門 Q0.6 四層向下指示 Q1.7 電提關(guān)門 Q0.7 五層向上指示 Q2.0 啟/停 Q1.0 五層向下指示 Q2.1 正/反轉(zhuǎn) 中間繼電器部分： 表3-4 中間繼電器分配表 M0.0 梯內(nèi)一層請(qǐng)求信號(hào) M1.0 梯外一層向上請(qǐng)求信號(hào) M0.1 梯內(nèi)二層請(qǐng)求信號(hào) M1.1 梯外二層向上請(qǐng)求信號(hào) M0.2 梯內(nèi)三層請(qǐng)求信號(hào) M2.1 梯外二層向下請(qǐng)

39、求信號(hào) M0.3 梯內(nèi)四層請(qǐng)求信號(hào) M1.2 梯外三層向上請(qǐng)求信號(hào) M0.4 梯內(nèi)五層請(qǐng)求信號(hào) M2.2 梯外三層向下請(qǐng)求信號(hào) M0.5 梯內(nèi)六層請(qǐng)求信號(hào) M1.3 梯外四層向上請(qǐng)求信號(hào) M0.6 梯內(nèi)七層請(qǐng)求信號(hào) M2.3 梯外四層向下請(qǐng)求信號(hào) M0.7 梯內(nèi)八層請(qǐng)求信號(hào) M1.4 梯外五層向上請(qǐng)求信號(hào) M2.0 脈沖信號(hào) M2.4 梯外五層向下請(qǐng)求信號(hào) M4.0 正轉(zhuǎn)信號(hào)（上升） M1.5 梯外六層向上請(qǐng)求信號(hào) M4.1 反轉(zhuǎn)信號(hào)（下降） M2.5 梯外六層向下請(qǐng)求信號(hào) M1.6 梯外七層向上請(qǐng)求信號(hào) M

40、2.6 梯外七層向下請(qǐng)求信號(hào) M1.7 梯外八層向下請(qǐng)求信號(hào) 變量存儲(chǔ)器部分: 表3-5 變量存儲(chǔ)器分配表 VB0 存放當(dāng)前層數(shù)據(jù) VB4 存放目標(biāo)請(qǐng)求層數(shù)據(jù) V是區(qū)域標(biāo)識(shí)符，用V存儲(chǔ)器存儲(chǔ)程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果，也可以用它來保存與工作或任務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，是PLC進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)變換的中間環(huán)節(jié)。PLC取代繼電器的內(nèi)部變換主要在這里進(jìn)行。一般的PLC都提供了容量較大的變量存儲(chǔ)區(qū)。按位、字節(jié)、字、雙字來存取V存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)中采用的是字節(jié)訪問標(biāo)識(shí)： V [長度] [起始字節(jié)] 4 PLC電梯控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 由于硬件系

41、統(tǒng)的外部連接設(shè)備是固有的，并不能加以改動(dòng)。所以在分配好PLC的I/O接口及內(nèi)存后，為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，就需要用西門子STEP 7專業(yè)編程軟件對(duì)電梯控制程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于電梯控制系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，因此單純采用順序控制或邏輯控制是不能夠滿足要求的，而應(yīng)該在設(shè)計(jì)中采用隨機(jī)邏輯控制方式。同時(shí)，由于梯形圖之間的相互關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，程序設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，因此在電梯控制系統(tǒng)的軟件部分時(shí)，主要采用模塊化的編程思想來進(jìn)行設(shè)計(jì)。 4.1 本設(shè)計(jì)編程遵循的控制規(guī)律 電梯的運(yùn)行規(guī)律：主要有上升、下降、開轎門、關(guān)轎門這四種工作方式。 其編制的程序主要遵循以下控制規(guī)律: （1）電梯遵守集選規(guī)則，即將呼叫

42、信號(hào)先進(jìn)行登記，對(duì)與電梯運(yùn)行同向的呼叫信號(hào)逐一應(yīng)答，當(dāng)同向指令和召喚應(yīng)答完畢后電梯可以自動(dòng)換向。 （2）電梯還遵循相應(yīng)的調(diào)度原則：正常情況下，當(dāng)電梯首次開機(jī)使用時(shí)，電梯將會(huì)自動(dòng)下降到一層，在第一層樓待命。當(dāng)某層站有門廳呼叫信號(hào)時(shí)，電梯立即啟動(dòng)并定向運(yùn)行去接該層站的乘客。 （3）當(dāng)電梯因轎廂內(nèi)指令而到達(dá)基站后關(guān)門待命時(shí)，電梯停留在最后?？康膶诱敬?。 （4）當(dāng)電梯正在上行時(shí) j若是當(dāng)前層上方出現(xiàn)上行方向的門廳呼叫信號(hào)，電梯按照由低層到高層的優(yōu)先順序進(jìn)行響應(yīng)。 k若是當(dāng)前層上方出現(xiàn)下行方向的門廳呼叫信號(hào)，電梯暫時(shí)不響應(yīng)，待執(zhí)行完本周期內(nèi)最高層上行目標(biāo)請(qǐng)求后再響應(yīng)該請(qǐng)求信號(hào)。 l若是當(dāng)前

43、層下方出現(xiàn)向下或向上的門廳呼叫信號(hào)，電梯暫時(shí)不響應(yīng)，待執(zhí)行完本周期內(nèi)最高層上行目標(biāo)請(qǐng)求后再按照一定的優(yōu)先順序響應(yīng)請(qǐng)求信號(hào)。 （5）當(dāng)電梯正在下行時(shí) j若是當(dāng)前層下方出現(xiàn)下行方向的門廳呼叫信號(hào)，電梯按照由高層到低層的優(yōu)先順序進(jìn)行響應(yīng)。 k若是當(dāng)前層下方出現(xiàn)上行方向的門廳呼叫信號(hào)，電梯暫時(shí)不響應(yīng)，待執(zhí)行完本周期內(nèi)最低層下行目標(biāo)請(qǐng)求后再響應(yīng)該請(qǐng)求信號(hào)。 l若是當(dāng)前層上方出現(xiàn)向下或向上的門廳呼叫信號(hào)，電梯暫時(shí)不響應(yīng)，待執(zhí)行完本周期內(nèi)最低層下行目標(biāo)請(qǐng)求后再按照一定的優(yōu)先順序響應(yīng)請(qǐng)求信號(hào)。 （6）開、關(guān)門控制規(guī)律 j 電梯響應(yīng)開關(guān)門呼叫或到目標(biāo)層停車自動(dòng)開門； k 開門延遲時(shí)

44、間到后，自動(dòng)關(guān)門，延遲時(shí)間未到可以手動(dòng)關(guān)門； l 在電梯關(guān)門過程中，需開門時(shí)，可以通過手動(dòng)開門實(shí)施重新開門； 4.2 PLC電梯控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)電梯的運(yùn)行控制規(guī)律，和PLC程序掃描運(yùn)行的特點(diǎn)。我在本次設(shè)計(jì)中按照所要完成的不同功能，將程序分為八個(gè)模塊，即： 主程序： 啟動(dòng) 子程序：shangsheng（上升） xiajiang（下降） yunxing（運(yùn)行） tineiqingqiu（梯內(nèi)請(qǐng)求） tiwaiqingqiu（梯外請(qǐng)求）、 dangqianceng（當(dāng)前層） kaiguanmeng（開關(guān)門） 下面將對(duì)每個(gè)子程序的具體內(nèi)容逐一詳細(xì)介紹。 4.3.

45、1 主程序——啟動(dòng) 主程序所要完成的功能是按掃描順序調(diào)用每個(gè)子程序，達(dá)到程序正常啟動(dòng)的目的。主程序——啟動(dòng)具體程序設(shè)計(jì)內(nèi)容如圖4-3 所示： 圖4-3 主程序——啟動(dòng) 4.3.2 子程序——shangsheng（上升） 圖4-4 shangsheng（上升）子程序的部分程序（2層） shangsheng（上升）子程序中判斷電梯是否上升的部分程序如圖4-5所示： 圖4-5 shangsheng（上升）子程序中判斷電梯是否上升的部分程序 4.3.3 子程序——xiajiang（下降） xiajiang（下降）子程序中判斷是否將發(fā)生請(qǐng)求的層

46、數(shù)作為目標(biāo)層的部分程序內(nèi)容如圖4-6所示： 圖4-6 xiajiang（下降）子程序的部分程序（7層） xiajiang（下降）子程序中判斷電梯是否上升的部分程序如圖4-7所示： 圖4-7 xiajiang（下降）子程序中判斷電梯是否下降的部分程序 4.3.4 子程序——yunxing（運(yùn)行） yunxing（運(yùn)行）子程序的程序設(shè)計(jì)如圖4.8所示： 圖4.8 yunxing（運(yùn)行）子程序梯形圖 4.3.5 子程序——tineiqingqiu（梯內(nèi)請(qǐng)求） tineiqingqiu（梯內(nèi)請(qǐng)求）子程序的部分程序如圖4-9所示： 圖4-9 tineiq

47、ingqiu（梯內(nèi)請(qǐng)求）子程序的部分程序梯形圖 4.3.6子程序——tiwaiqingqiu（梯外請(qǐng)求） 圖4-10 tiwaiqingqiu（梯外請(qǐng)求）子程序的部分程序（6層） 4.3.7子程序——dangqianceng（當(dāng)前層） dangqianceng（當(dāng)前層）子程序的部分程序如圖4-11所示： 圖4-11 dangqianceng（當(dāng)前層）子程序的部分程序（1層） 4.3.7子程序——kaiguanmeng（開關(guān)門） 電梯到達(dá)目標(biāo)層停車后產(chǎn)生的開門脈沖信號(hào)程序圖如圖4-12所示： 圖4-12 kaiguanmeng（開關(guān)門）子程序中開門脈

48、沖信號(hào)梯形圖 電梯的開門定時(shí)程序如圖4-13所示： 圖4-13 kaiguanmeng（開關(guān)門）子程序中開門定時(shí)程序梯形圖 電梯的關(guān)門定時(shí)程序如圖4-14所示： 圖4-14 kaiguanmeng（開關(guān)門）子程序中關(guān)門定時(shí)程序梯形圖 電梯的開門程序如圖4-14所示： 圖4-14 kaiguanmeng（開關(guān)門）子程序中電梯的開門程序梯形圖 電梯的關(guān)門程序如圖4-15所示： 圖4-15 kaiguanmeng（開關(guān)門）子程序中電梯的關(guān)門程序梯形圖 5 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)是按照外部實(shí)驗(yàn)設(shè)備的硬件條件所進(jìn)行的程序設(shè)計(jì)，通過與外部實(shí)驗(yàn)設(shè)備的連

49、接、調(diào)試。使電梯在功能上基本達(dá)到控制要求，所以本設(shè)計(jì)也基本完成了設(shè)計(jì)的任務(wù)和目標(biāo)。設(shè)計(jì)時(shí)，在通過實(shí)際調(diào)試的過程中，會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)中存在的問題，并可以及時(shí)加以調(diào)整和修正。在調(diào)試中出現(xiàn)過的部分問題及解決方法簡要介紹如下： 電梯在上行或下行運(yùn)行狀態(tài)中時(shí)能按任務(wù)的優(yōu)先級(jí)順序響應(yīng)，但在允許有連續(xù)的多個(gè)請(qǐng)求的條件下，無法正確執(zhí)行完前面的請(qǐng)求，只會(huì)完整執(zhí)行最后的一個(gè)請(qǐng)求。例如：梯內(nèi)有2、3、4層的請(qǐng)求信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，當(dāng)電梯到達(dá)2、3層時(shí)并不停車開門，到第四層時(shí)才會(huì)停車開門，之后又按優(yōu)先順序先后返回到2、3層。 解決方法：問題出現(xiàn)在，當(dāng)電梯出現(xiàn)多個(gè)請(qǐng)求時(shí)，最低優(yōu)先級(jí)的請(qǐng)求所在的目標(biāo)層數(shù)在到達(dá)該

50、層時(shí)無法保持，會(huì)被后來的請(qǐng)求目標(biāo)層覆蓋。所以程序無法正確判斷停車。我在上升和下降子程序中都添加了，電梯到達(dá)限位后如果還在運(yùn)行中時(shí)仍允許將請(qǐng)求目標(biāo)層放入目標(biāo)層單元存儲(chǔ)器中的判斷條件。通過調(diào)試，證明程序修改后便可以準(zhǔn)確完成請(qǐng)求任務(wù)。 參考文獻(xiàn) [1] 靳文濤,李桂蓮編,電氣控制與可編程序控制器,煤炭工業(yè)出版社,2005年8月 [2]《STEP 7-Miert／WIN 32編程幫助手冊》,西門子自動(dòng)化設(shè)備公司 [3]《SIMATIC S7-200 可編程序控制器使用手冊》,西門子自動(dòng)化設(shè)備公司 [4]《組態(tài)王6.5使用手冊》,北京亞控科技發(fā)展有限公司 [5] 唐永奇，趙葵銀 ，PLC在電梯調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，電工技術(shù)，2001年9期，26-27 [6] 江秀漢，可編程序控制器原理及應(yīng)用，西安電子科技大學(xué)出版社，1996 [7] 皮壯行，可編程序控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例，機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [8] 王也平，可編程序控制器原理及應(yīng)用，西南交通大學(xué)出版社，1994 [9] 陳海雄，電梯產(chǎn)品的綠色呼喚，中國電梯，2001,(10) [10]姚秋霞,現(xiàn)代電梯淺析與展望,陜西廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2002,4(3) 第 23 頁 / 共 23 頁