畢業(yè)論文--基于plc與mcgs五層電梯的控制實現(xiàn)

1、<p>　　基于PLC和MCGS五層電梯的控制實現(xiàn)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　采用西門子PLC S7—200系列CPU型號為224CN的可編程控制器，增加一個I/O擴展模塊，以西門子MM440CN變頻器作為電機拖動驅(qū)動，通過曳引機方式輸出，實現(xiàn)了電梯的自動控制。電梯的主要功能有：響應(yīng)廳外和廳內(nèi)召喚信號，手動開門和自動開

2、關(guān)門，實時顯示轎廂所在樓層等。運用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計模擬運行界面。根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置對應(yīng)元件屬性，建立MCGS與PLC的通信，對整個電梯系統(tǒng)的各個功能進行模擬運行，實現(xiàn)對整個電梯控制系統(tǒng)的優(yōu)化。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電梯 PLC 系統(tǒng)</p><p>　　Achieve the elevator control of five floors based on PLC and M

3、CGS</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With CPU-224CN of Siemens PLC S7-200 series as a Programmable Controller center. Expand an extension module of I/O. Siemens MM440CN as a motor d

4、rive inverter. Control of the elevator by the tractor automatically. The main function of the lift：Responding the signals inside and outside which the elevator call. Switch the door automatically. Leveling displays the c

5、ar position automatically and so on. Simulate the entire system base on MCGS configuration software .According to the design requirement</p><p>　　Keywords：elevator；PLC；system</p><p><b>　　目

6、 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第一章 緒 論1</p><p>　　1.1課題的研究意義1</p><p>　　1.2可編程控制器的發(fā)展狀況1</p><p&

7、gt;　　1.3可編程控制的基本結(jié)構(gòu)1</p><p>　　第二章 可編程控制器簡介4</p><p>　　2.1 PLC的輸入方式4</p><p>　　2.2 PLC的工作過程5</p><p>　　2.3可編程控制器的性能指標6</p><p>　　2.4 PLC的主要特點7</p>

8、<p>　　第三章 電梯的主要控制技術(shù)9</p><p>　　3.1電梯的主要拖動技術(shù)9</p><p>　　3.2電梯的主要控制技術(shù)9</p><p>　　3.3 PLC控制電梯的優(yōu)點10</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計11</p><p>　　4.1廳外召喚信號登記及消除11<

9、/p><p>　　4.2內(nèi)指令信號登記及消除12</p><p>　　4.3電梯的平層信號處理13</p><p>　　4.4選層定向14</p><p>　　4.5轎廂上下行14</p><p>　　4.6轎廂外呼信號保持18</p><p>　　4.7轎廂內(nèi)呼信號保持19</p

10、><p>　　4.8各樓層停車信號及自動開關(guān)門20</p><p>　　第五章 組態(tài)監(jiān)控23</p><p>　　5.1 MCGS組態(tài)過程以及相關(guān)畫面23</p><p>　　5.1.1設(shè)計監(jiān)控界面23</p><p>　　5.1.2定義數(shù)據(jù)變量23</p><p>　　5.1.3屬性設(shè)置

11、24</p><p>　　5.1.4 MCGS中定義的實時數(shù)據(jù)庫24</p><p>　　5.2動畫連接25</p><p>　　5.2.1指示燈的屬性設(shè)置25</p><p>　　5.2.2轎廂屬性設(shè)置26</p><p>　　5.2.3數(shù)值型變量的設(shè)置27</p><p>　　5

12、.3 MCGS與PLC的連接27</p><p>　　5.4 編制循環(huán)策略28</p><p><b>　　結(jié) 論31</b></p><p><b>　　參考文獻32</b></p><p><b>　　致 謝33</b></p><p>

13、;<b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1課題的研究意義</p><p>　　在PLC之前，工業(yè)控制設(shè)備的主流品種是以繼電器、接觸器為主體的控制裝置。繼電器、接觸器是一些電磁開關(guān)，后來隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，使用繼電器電路構(gòu)成工業(yè)控制系統(tǒng)的缺陷不斷地暴露出來，在20世紀60～70年代，社會的進步要求制造出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本、高

14、質(zhì)量的產(chǎn)品以滿足市場需要，不斷的提出改善生產(chǎn)機械功能的要求。加上當(dāng)時電子技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，于是人們開始尋求一種以存儲邏輯代替接線邏輯的新型工業(yè)控制設(shè)備，這就是我們現(xiàn)在所說的PLC。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采用了嚴格的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性，從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點以減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低

15、，此外，PLC帶有故障電路的自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出報警信息，這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不足為怪了。</p><p>　　1.2 可編程控制器的發(fā)展狀況</p><p>　　PLC的過程控制應(yīng)用已被廣泛應(yīng)用于連續(xù)過程控制領(lǐng)域，而且基于連續(xù)過程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢正在進一步得到增長。在以改變幾何形狀和機械性能為特征的制造工業(yè)和以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征的過程工

16、業(yè)中，特別在制造工業(yè)中存在了大量的開關(guān)量為主的開環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作;另外還有與順序、時序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制;以及大量的開關(guān)量、脈沖量、計時、計數(shù)器、模擬量的越限報警等狀態(tài)量為主的—離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產(chǎn)品。</p><p>　　近年來，可編程序控制器的發(fā)展與計算機技術(shù)、半導(dǎo)體集

17、成技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。這些高新技術(shù)的發(fā)展推動了可編程序控制器的發(fā)展，而可編程序控制器的發(fā)展又對這些高新技術(shù)提出了更高更新的要求，促進了它們的發(fā)展。</p><p>　　1.3可編程控制的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　從廣義上講，PLC實質(zhì)上是一種以數(shù)字控制為主要特征的工藝控制計算機，由硬件和軟件兩部分組成。因此，在硬件結(jié)構(gòu)上，PLC與計算機的組成

18、十分相似，組要包括中央處理去（CPU）、I/O接口、存儲器、電源等。</p><p>　　1、中央處理器（CPU）</p><p>　　CPU是PLC的核心，它按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能指揮PLC有條不紊地進行工作，其主要任務(wù)如下：</p><p>　?。?）當(dāng)PLC處于編程狀態(tài)時，控制從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接受與存儲。</p><p&

19、gt;　?。?）當(dāng)PLC處于運行狀態(tài)時，用掃描的方式通過I/O部件接受現(xiàn)場的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并存入輸入映像存儲或數(shù)據(jù)存儲器中。</p><p>　?。?）監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)，診斷PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等。不同型號的PLC的CPU芯片也是不同的，CPU芯片的吸能關(guān)系到PLC處理控制信號的能力和速度，通常CPU位數(shù)越高，系統(tǒng)處理的信息量越大，運算速度也越快。PLC中常用的通用微處理器有8位和16位。

20、隨著芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC所用的CPU芯片檔次也越來越高。</p><p><b>　　2、 I/O模塊</b></p><p>　　I/O模塊一般包括：數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊。I/O模塊類型還可以按照操作電平、驅(qū)動能力和各種用途區(qū)分。如按照用途來分，I/O模塊還包括：數(shù)據(jù)傳送/校驗、串/并行轉(zhuǎn)換、電平轉(zhuǎn)換、電氣隔離、A/D

21、轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換以及其他功能模塊等。輸出模塊通常有3種形式：繼電器式、晶體管式和晶閘管式。</p><p>　　I/O接口是PLC與外界連接的接口。PLC通過輸入模塊把控制現(xiàn)場的狀態(tài)、信息讀入主機，通過輸出模塊把經(jīng)用戶程序的運算與決策所得的操作結(jié)果輸出執(zhí)行機構(gòu)。</p><p>　　輸入模塊用于將控制現(xiàn)場輸入信號變換成CPU能接受的信號，并對其進行濾波、電平轉(zhuǎn)換、隔離、放大等。輸出模塊用于

22、將CPU的決策輸出信號變換成驅(qū)動控制對象執(zhí)行機構(gòu)的控制信號，并對輸出信號進行功率放大，隔離PLC內(nèi)部電路和外部執(zhí)行元件。</p><p><b>　　3、電源模</b></p><p>　　PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源、直流電源。PLC內(nèi)部還有一個開關(guān)是穩(wěn)壓電源。</p>

23、<p><b>　　4、存儲器</b></p><p>　　PLC存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。</p><p>　　系統(tǒng)存儲器用來存放由PLC生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，并固化在ROM中，用戶不可以訪問和修改。</p><p>　　用戶存儲器包括用戶程序存儲器、功能存儲器和參數(shù)區(qū)。用戶存儲器的容量大小，關(guān)系到用戶程序容量的大小和內(nèi)部器件

24、的多少，是反映PLC性能的重要指標。</p><p>　　第二章 可編程控制器簡介</p><p>　　2.1 PLC的輸入方式</p><p>　　與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC的工作原理是建立在計算機工作原理基礎(chǔ)上的，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)的。CPU是以分時操作方式來處理各項任務(wù)的，計算機在每一酸堿只能做一件事情，所以，程序的執(zhí)行是按程序順序依次

25、完成相應(yīng)各電器方式，每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。用PLC實現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)的功能，CPU從第一條指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。PLC就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上述循環(huán)掃描的。由于CPU運算速度極高，各電器的動作似乎是同時完成的，但實際I/O的響應(yīng)是有滯后的。</p><p>　　PLC采集輸入信號有兩種方式：</p><p&

26、gt;　　1、集中采樣輸入方式</p><p>　　一般在掃描周期的開始或結(jié)束將所有輸入信號（輸入元件的通/斷狀態(tài)）采集并放到輸入映象寄存器中。當(dāng)外接的輸入電路閉合時，對應(yīng)的輸入映像寄存器為“1”狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的常開觸點閉合。反之，外接電路斷開時，對應(yīng)的輸入映像寄存器為“0”狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的常開觸點斷開，常閉觸點接通。執(zhí)行用戶程序所需輸入狀態(tài)均在輸入映像寄存器中取用，而不是實際的I/O點。</p&g

27、t;<p><b>　　2、立即輸入方式</b></p><p>　　隨程序的執(zhí)行需要哪一個輸入信號就直接從輸入端或輸入模塊取用這個輸入狀態(tài)，如“立即輸入指令”就是這樣。此時，輸入映像寄存器的值未被更新，到下一次集中采樣輸入時才變化。</p><p>　　PLC的兩種工作模式：RUN模式、STOP模式</p><p>　　在RUN

28、模式下，通過執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)控制功能；在STOP模式，CPU不執(zhí)行用戶程序，可以用編程軟件創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置PLC的硬件功能，并將用戶程序和硬件設(shè)置信息下載到PLC。如果有致命錯誤，在消除他之前不允許從STOP模式進入RUN模式。PLC操作系統(tǒng)存儲非致命錯誤，供用戶檢查，但不會從RUN模式自動進入STOP模式[1]。</p><p>　　PLC工作模式的掃描過程：</p><p>

29、　　RUN模式 STOP模式</p><p>　　圖2-1 PLC工作模式的掃描過程</p><p>　　2.2 PLC的工作過程</p><p>　?。?）上電處理 PLC 上電后對系統(tǒng)進行一次初始化工作，包括：硬件初始化，I/O模塊配置檢查，停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理等。</p><p>　?。?/p>

30、2）掃描過程 PLC 完成與其他外設(shè)的通信處理，再次進行時鐘、特殊寄存器更新。當(dāng)CPU處于STOP模式時，轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。當(dāng)CPU處于RUN模式時，還要完成用戶程序的執(zhí)行和輸出處理，再轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。</p><p>　　（3）出錯處理 PLC每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定PLC自身的動作是否正常，例如，CPU、電池電壓、程序存儲器、I/O、通信等是否異?；虺鲥e。如果檢查出異常時，CPU面板上的LE

31、D及異常繼電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯代碼。當(dāng)出現(xiàn)致命錯誤時，CPU被強制為STOP模式，所有的掃描停止。</p><p>　　圖2-2 PLC工作過程</p><p>　　2.3可編程控制器的性能指標</p><p><b>　?。ㄒ唬㊣/O點數(shù)</b></p><p>　　指PLC主機的輸入、輸出端子數(shù)。在選

32、用PLC時，要根據(jù)控制對象需要的I/O點數(shù)來選定PLC的機型。當(dāng)主機的I/O點數(shù)不夠時，可通過接擴展單元來擴展I/O點數(shù)。但因為一般的擴展單元只有接口和驅(qū)動電路而沒有CPU，它是由主機的CPU來尋址的，所以最大擴展點數(shù)受CPU尋址能力的限制。</p><p><b>　?。ǘ﹥?nèi)存容量</b></p><p>　　PLC中程序指令是按“步”存放的（一條指令往往不止一步

33、），“步”占用一個地址單元，一個地址單元占兩個字節(jié)。內(nèi)存容量和最大I/O點數(shù)大體成正比。 </p><p><b>　?。ㄈ┲噶罟δ?lt;/b></p><p>　　可以從兩個方面來衡量PLC指令功能的強弱：一是指令條數(shù)的多少；二是在指令中有多少綜合性指令，因為一條綜合性指令一般就能完成一項專門操作（如查表、排序、PID控制等），相當(dāng)于一個子程序。</p>

34、<p><b>　?。ㄋ模呙杷俣?lt;/b></p><p>　　一般指執(zhí)行一步指令所需的時間，單位為us/步。有時也用執(zhí)行1000步指令的時間計算，則單位為ms/千步。</p><p>　　2.4 PLC的主要特點</p><p>　　PLC是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的，具有以下主要特點。</p><p>

35、　?。?）可靠性高、抗干擾性能力強</p><p>　　PLC在惡劣的工業(yè)環(huán)境下能可靠地工作，具有很強的抗干擾能力。例如，能夠抗擊電噪聲、電源波動、震動、電池干擾等，能抵抗1000V、1μs脈沖的干擾：能在高溫、高濕以及空氣中存有各種強腐蝕物質(zhì)粒子的惡劣環(huán)境下可靠地的工作：能承受電網(wǎng)電壓的變化，可直接由交流市電供電，允許電壓波動范圍大。一般由直流24V供電的機型，電源電壓允許為16V~32V；由交流供電的機型，允

36、許電壓為115V/230V、47Hz~63Hz的電源供電。即使在電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作。</p><p>　?。?）通用性強、靈活性好、功能齊全</p><p>　　PLC是通過軟件實現(xiàn)控制的，其控制程序編在軟件中，實現(xiàn)程序軟件化，因而對于不同的控制對象都可以采用相同的硬件進行配置。</p><p>　?。?）編程簡單、使用方便</p>&

37、lt;p>　　PLC在基本控制方面采用梯形圖語言進行編程，其電路符號和表達式與繼電器電路原理圖相似，形式簡練、直觀，容易被廣大電器工程人員接受。用梯形圖編程出錯率比匯編語言低的多。PLC還可以采用面向控制過程的控制系統(tǒng)流程圖編程和語句表達方程式編程。梯形圖、流程圖、語句表之間可有條件地相互轉(zhuǎn)換，使用極其方便。這是PLC能夠迅速普及和推廣的重要原因之一。</p><p><b>　?。?）模塊化結(jié)構(gòu)

38、</b></p><p>　　PLC各個部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化設(shè)計，由機架和電纜將各模塊連接起來。系統(tǒng)的功能和規(guī)模可根據(jù)用戶的實際需求自行配置，從而實現(xiàn)最佳性能價格比。由于配置靈活，使擴展、維護更加方便。</p><p>　　（5）安裝簡便、調(diào)試方便</p><p>　　PLC安裝簡便，只要吧現(xiàn)場的I/O設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端子

39、相連就完成了全部的接線任務(wù)，縮短了安裝時間。</p><p>　　PLC的調(diào)試工作氛圍室內(nèi)調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試。室內(nèi)調(diào)試時，用模擬開關(guān)模擬輸入信號，其輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)可以觀察PLC上的相應(yīng)的發(fā)光二級管和編程器提供的信息方便地進行測試、排錯和修改。室內(nèi)跳模擬調(diào)試后，即可到現(xiàn)場進行聯(lián)機調(diào)試。</p><p>　?。?）維修工作量小、維護方便</p><p>　　PLC的故障

40、率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和，執(zhí)行結(jié)構(gòu)發(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，更換相應(yīng)的故障模塊。</p><p>　?。?）體積小、耗能低</p><p>　　對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和實踐繼電器，小型PLC的體積僅相當(dāng)于幾個繼電器的大小，極大地減小了開關(guān)柜的體積。另外，PLC的配線

41、比繼電器控制系統(tǒng)的配線少的多，節(jié)省了大量的配線和附件，因此，可以節(jié)省大量的費用。PLC體積小、耗能低，便于設(shè)備的機電一體化控制[1]。</p><p><b>　　小結(jié)：</b></p><p>　　PLC在電梯控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運算，計數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯控制過程中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，巧

42、妙的實現(xiàn)了對電梯的控制，同時由于它的可靠性好、占地面積小等特點更將順應(yīng)PLC應(yīng)用于電梯控制的趨勢。</p><p>　　第三章 電梯的主要控制技術(shù)</p><p>　　3.1電梯的主要拖動技術(shù)</p><p>　　目前用于電梯的拖動系統(tǒng)主要有：單、雙速交流電動機拖動系統(tǒng)，交流電動機定子調(diào)壓調(diào)速拖動系統(tǒng)，交流調(diào)速拖動技術(shù)系統(tǒng)，直流發(fā)電機—電動機可控硅勵磁拖動系統(tǒng)。&l

43、t;/p><p>　?。ㄒ唬﹩巍㈦p速交流電動機拖動技術(shù)</p><p>　　正如大家都知道交流電動機具有結(jié)構(gòu)緊湊，維修簡單等特點。當(dāng)電動機是單速時，稱為交流單速電梯，其速度一般不高于0.5m/s。當(dāng)電動機是雙速時，稱為交流雙速電梯，其速度一般不高于1m/s。單、雙速交流電動機拖動系統(tǒng)采用開環(huán)方式控制，線路簡單，價格較低，因此目前仍然電梯上被廣泛應(yīng)用。但它的缺點是舒適感較差，所以一般被用于載貨電

44、梯上。</p><p>　?。ǘ┙涣麟妱訖C定子調(diào)壓調(diào)速拖動技術(shù)</p><p>　　交流電動機定子調(diào)壓調(diào)速拖動技術(shù)這種系統(tǒng)采用可控硅閉環(huán)調(diào)速，加上能耗或渦流等制動方式，使得它所控制的電梯能在中低速范圍內(nèi)大量取代直流快速和交流雙速電梯。它的舒適感好，平層準確度高，而造價卻比直流電梯低，易于維護，多用于2m/s以下的電梯。</p><p>　　（三）交流調(diào)速拖動技術(shù)&

45、lt;/p><p>　　80年代初，VVVF變頻變壓系統(tǒng)控制的電梯問世。當(dāng)電動機具有調(diào)壓（variable voltage縮寫為VV）調(diào)速裝置時稱為交流調(diào)速電梯，它采用交流電動機驅(qū)動，卻可以達到直流電動機的水平，其速度一般不高于1.75m/s。當(dāng)電動機具有調(diào)壓調(diào)頻（variable voltage variable frequency，縮寫為VVVF）調(diào)速裝置時稱為交流調(diào)頻調(diào)壓電梯，簡稱VVVF控制電梯，目前控制速度

46、已達6m/s。它的體積小，重量輕，效率高，節(jié)省能源等幾乎包括了以往電梯的所有優(yōu)點。是目前最新的電梯拖動系統(tǒng)。本設(shè)計應(yīng)用的就是這種拖動技術(shù)。</p><p>　　（四）直流發(fā)電機—電動機可控硅勵磁拖動技術(shù)</p><p>　　直流電動機具有調(diào)速性能好，調(diào)速范圍大的特點，因此很早就應(yīng)用于電梯，采用發(fā)電機—電動機組形式驅(qū)動。它控制的電梯速度達4m/s，但是，機組結(jié)構(gòu)體積大，耗電大，維護工作量較大

47、，造價高，因此，常用于對速度，舒適感要求較高的建筑物中[2]。</p><p>　　3.2電梯的主要控制技術(shù)</p><p>　?。ㄒ唬├^電器控制技術(shù)</p><p>　　對使用者來說，在編制程序時，可以不考慮微處理器及存儲器內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，也不</p><p>　　必用各種計算機使用的語言，而是把PLC看成內(nèi)部由許多“軟繼電器”組成的控制器

48、，以便于提供使用者按設(shè)計繼電器控制線路的形式進行編程。這樣，從功能上來講，可以把PLC的控制部分看作是由許多“軟繼電器”組成的等效電路。</p><p>　　PLC為用戶提供的繼電器一般是：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、特殊功能繼電器、移位寄存器、計時器、計數(shù)器等。這些繼電器統(tǒng)稱為PLC的元素。其中，輸入、輸出繼電器與外部用戶輸入，輸出設(shè)備連接，而其他繼電器與外部用戶設(shè)備沒有聯(lián)系，因此統(tǒng)稱為內(nèi)部繼電器。&l

49、t;/p><p>　?。ǘ┙涣髯冾l變壓控制技術(shù)</p><p>　　PWM控制技術(shù)是通用型變頻器中應(yīng)用十分廣泛的一種電壓和頻率控制方法，它可以極為有效地抑制輸出電壓的諧波，而且動態(tài)響應(yīng)較好。在頻率控制、效率等諸方面都有著十分顯著的優(yōu)點。</p><p>　　3.3 PLC控制電梯的優(yōu)點</p><p>　　目前，電梯在生活中的地位越來越重要，尤

50、其是用于樓層運輸以及工業(yè)運輸。PLC在電梯控制中的運用越來越廣泛，以其可靠性高、抗干擾能力強、通用性好等等受到廣大用戶的好評。因此，PLC被廣泛運用于電梯控制系統(tǒng)，成為目前電梯控制的主流趨勢。</p><p>　　PLC是由繼電器、接觸器、半導(dǎo)體邏輯元件，甚至加上微處理器等器件組成的，能完成邏輯控制任務(wù)的裝置具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、設(shè)計配置靈活等特點。電梯的邏輯控制部分是電梯安全可靠運行的關(guān)鍵，而PLC正滿足

51、這些要求，所以PLC運用于電梯控制系統(tǒng)大大提高了電梯的性能。</p><p><b>　　小結(jié)：</b></p><p>　　對于電梯的結(jié)構(gòu)而言，傳統(tǒng)的將它分為機械部分和電器部分，但以功能系統(tǒng)來描述則更能反映電梯的特點，這也符合我們對于電梯控制最優(yōu)的宗旨，因此，對于電梯控制技術(shù)的了解必不可少。</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計</

52、p><p>　　4.1廳外召喚信號登記及消除</p><p>　　廳內(nèi)指令和廳外召喚指令的記憶和消除功能如同繼電器線路的記憶功能可以一直保持，直到接收到取消指令。將廳內(nèi)指令、廳外召喚指令的啟動保持信號端置1，消除信號端復(fù)位。再實現(xiàn)廳內(nèi)指令和廳外召喚指令的記憶和消除功能是必須滿足其記憶和消除條件。當(dāng)按下一個指令按鈕或召喚按鈕，且電梯不在本樓層時， PLC內(nèi)部繼電器應(yīng)保持該信號，而且通過PLC的輸

53、出點亮相應(yīng)的按鈕指示燈。當(dāng)電梯正常到達該樓層時，如果滿足該指令或召喚信號的停車條件時，電梯在該層停車，并且消除對應(yīng)的指令或召喚信號。如果電梯處于檢修或故障時所有的指令和召喚不能記憶[3]。</p><p>　　圖 4-1廳外召喚程序</p><p>　　圖 4-2廳外召喚程序 </p><p>　　4.2內(nèi)指令信號登記及消除

54、</p><p>　　信號登記顯示，到層信號取消。如果電梯在兩分鐘內(nèi)無任何操作，電梯自動返回一樓。</p><p>　　圖 4-3內(nèi)指令信號登記及消除程序</p><p>　　圖 4-4內(nèi)指令信號登記及消除程序</p><p>　　4.3 電梯的平層信號處理</p><p>　　要實現(xiàn)對電梯的控制，首先要知道電梯實際所

55、在的樓層，這些數(shù)據(jù)都是由傳感器獲取并上傳。樓層信號的作用有兩個，一是指示樓層，顯示轎廂所在的層站；二是參與定向與選層，是電梯判斷運行方向和停靠位置的主要因素之一。</p><p>　　圖 4-5電梯平層信號處理程序</p><p>　　圖 4-6電梯平層信號處理程序</p><p><b>　　4.4 選層定向</b></p>&

56、lt;p>　　在電梯運行過程中，電梯該在第幾層停車，什么位置開始減速，什么位置停車，主要的問題在于對選層功能的處理。在得到電梯的樓層信號和召喚信號后，判斷要停車的樓層。當(dāng)電梯上行進入某樓層時，電梯轎廂上安裝的上行換速傳感器通過井道內(nèi)的限位設(shè)置，確定電梯上行進入該層。同時，電梯如果在該層停車，該點就是電梯開始減速的位置。同樣，電梯下行進入某樓層時，電梯轎廂上安裝的下行換速感應(yīng)器通過井道內(nèi)的限位設(shè)置，確定電梯下行進入該層。同時若電梯在

57、該層停車，該點就是電梯開始減速的位置。電梯在該層是否停車，就看有沒有轎內(nèi)指令或符合條件的廳外召喚。該停車條件是在非檢修狀態(tài)和故障、非直駛狀態(tài)下執(zhí)行的[4]。</p><p><b>　　4.5 轎廂上下行</b></p><p>　　圖 4-7選層信號處理程序</p><p>　　圖 4-8選層信號處理程序</p><p&g

58、t;　　圖 4-9轎廂下行程序</p><p>　　圖 4-10轎廂下行程序</p><p>　　4.6轎廂外呼信號保持</p><p>　　圖 4-11轎廂外呼信號保持程序</p><p>　　4.7轎廂內(nèi)呼信號保持</p><p>　　圖 4-12轎廂內(nèi)呼信號保持程序</p><p>　　4

59、.8各樓層停車信號及自動開關(guān)門</p><p>　　開關(guān)門系統(tǒng)是電梯控制系統(tǒng)中的一個獨立單元。一般情況下，當(dāng)轎廂到達某一樓層停車后，對應(yīng)層的限位開關(guān)打開，PLC根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)執(zhí)行對應(yīng)的操作，如果有異常情況，則電梯門不能打開，主要出于對電梯以及乘客的安全考慮。電梯開關(guān)門是通過開門繼電器和關(guān)門繼電器控制門電機的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)的。</p><p>　　開門方式包括：上行開門、手動開門、自動開門、和超

60、載開門。</p><p>　　關(guān)門方式包括：下行關(guān)門、手動關(guān)門、自動延時關(guān)門[5]。</p><p>　　圖 4-13停車處理及自動開關(guān)門程序</p><p>　　圖 4-14停車處理及自動開關(guān)門程序</p><p><b>　　小結(jié)：</b></p><p>　　梯形圖程序設(shè)計語言是目前比較常用

61、的一種程序設(shè)計語言，具有容易理解和掌握以及程序編寫簡單等特點。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，實際控制中對繼電器邏輯控制的應(yīng)用非常廣泛。因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎。 </p><p><b>　　第五章 組態(tài)監(jiān)控</b></p><p>　　5.1 MCGS組態(tài)過程以及相關(guān)畫面</p><p>　　5.1.1設(shè)計監(jiān)控界面</p

62、><p>　　在組態(tài)軟件上，創(chuàng)建“五層電梯組態(tài)設(shè)計”用戶窗口，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫制作窗口。利用組態(tài)工具，繪制五層電梯監(jiān)控界面。</p><p>　　圖 5-1 組態(tài)監(jiān)控界面</p><p>　　5.1.2定義數(shù)據(jù)變量</p><p>　　實時數(shù)據(jù)庫是工程的數(shù)據(jù)交換和處理中心。數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實時數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實時數(shù)據(jù)庫的過程也就是定

63、義數(shù)據(jù)變量的過程。定義數(shù)據(jù)變量的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型，確定數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。</p><p>　　表 5-1 I/O分配</p><p>　　5.1.3 屬性設(shè)置</p><p>　　將開關(guān)型變量的基本屬性中的對象初值設(shè)置為0,數(shù)值型變量的屬性設(shè)置：以F1LEFT 為例，基本屬性中的對象初值設(shè)置為10

64、0，最小值為0，最大值為100，其它變量的設(shè)置與其相似[6]。</p><p>　　5.1.4 MCGS中定義的實時數(shù)據(jù)庫</p><p>　　表 5-2 實時數(shù)據(jù)庫對象</p><p><b>　　5.2動畫連接</b></p><p>　　由對象搭制而成的圖像界面是靜止不動的，需要對這些對象元件進行動畫設(shè)計，實時地描

65、述外界對象的狀態(tài)變化，達到實時監(jiān)控的目的。實現(xiàn)圖像動畫設(shè)計的主要方法是將用戶窗口中元件對象與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的屬性。在系統(tǒng)運行過程中，元件對象的外觀和運動特性，由數(shù)據(jù)對象的實時采集數(shù)據(jù)驅(qū)動，從而實現(xiàn)了圖像的動態(tài)效果。</p><p>　　5.2.1指示燈的屬性設(shè)置</p><p>　　在用戶窗口中，雙擊五層電梯組態(tài)設(shè)計窗口進入，選中一層內(nèi)選指示圖標并雙擊，彈

66、出單元屬性設(shè)置窗口。</p><p>　　圖 5-2 指示燈屬性設(shè)置</p><p>　　其它指示燈的屬性設(shè)置和上面基本相同，根據(jù)不同的對象設(shè)置相應(yīng)的屬性，這邊只做部分的設(shè)置示例[7]。</p><p>　　5.2.2轎廂屬性設(shè)置</p><p>　　雙擊界面中表示電梯上升下降的轎廂，彈出屬性設(shè)置窗口，屬性設(shè)置如下：</p>&

67、lt;p>　　圖 5-3 轎廂屬性設(shè)置</p><p>　　圖 5-4 轎廂屬性設(shè)置</p><p>　　5.2.3數(shù)值型變量的設(shè)置</p><p>　　數(shù)值型變量一共有六個，以變量F1LEFT 為例：一層左門的屬性設(shè)置如下圖所示。</p><p>　　圖 5-5 數(shù)值型變量屬性設(shè)置</p><p>　　其他層的

68、屬性依次設(shè)置，同時對應(yīng)的開門方向根據(jù)具體情況設(shè)置。</p><p>　　5.3 MCGS與PLC的連接</p><p>　　設(shè)備窗口是MCGS組態(tài)設(shè)計的重要組成部分，負責(zé)建立系統(tǒng)與外部硬件設(shè)備的連接，使得MCGS 能從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對工業(yè)過程的實時監(jiān)控。</p><p>　　在MCGS組態(tài)軟件開發(fā)平臺上，單擊“設(shè)備窗口”，再單擊“設(shè)備

69、組態(tài)”按鈕進入設(shè)備</p><p>　　組態(tài)。在“設(shè)備工具箱”中，選中“串口通訊父設(shè)備”和“西門子_S7200PPI”， 添加到右面已選設(shè)備并對應(yīng)設(shè)置兩者的屬性,保持與PLC的I/O設(shè)置一致[8]。</p><p>　　部分基本設(shè)置如下圖：</p><p>　　圖 5-6 MCGS與PLC連接設(shè)置</p><p>　　5.4 編制循環(huán)策略&l

70、t;/p><p>　　在“運行策略”中，雙擊“循環(huán)策略”進入設(shè)置界面，雙擊圖標進入“策略屬性設(shè)置”，把“循環(huán)時間”設(shè)為：100ms。</p><p>　　進入腳本程序編輯環(huán)境，程序如下：</p><p>　　if L1=1 and UP=0 and F1flag=1 and F1LEFT>0 then F1LEFT=F1LEFT-3</p><

71、p>　　if UP=1 and L1=1 and F1LEFT<100 then F1LEFT=F1LEFT+3</p><p>　　if F1LEFT=100 then F1flag=1</p><p>　　if F1LEFT=0 then F1flag=0 //一層開關(guān)門控制</p><p>　　if L2=1 and UP=0 and DOW

72、N=0 and F2flag=1 and F2LEFT>0 then F2LEFT=F2LEFT-3</p><p>　　if ((UP=1 and L2=1) or (DOWN=1 and L2=1)) and F2LEFT<100 then F2LEFT=F2LEFT+3</p><p>　　if F2LEFT=100 then F2flag=1</p>&l

73、t;p>　　if F2LEFT=0 then F2flag=0 //二層開關(guān)門控制</p><p>　　if L3=1 and UP=0 and DOWN=0 and F3flag=1 and F3LEFT>0 then F3LEFT=F3LEFT-3</p><p>　　if((UP=1 and L3=1) or (DOWN=1 and L3=1)) and F3LEF

74、T<100 then F3LEFT=F3LEFT+3</p><p>　　if F3LEFT=100 then F3flag=1</p><p>　　if F3LEFT=0 then F3flag=0 //三層開關(guān)門控制</p><p>　　if L3=1 and UP=0 and L5=0 and DOWN=0 and F4flag=1 and F4

75、LEFT>0 then F4LEFT=F4LEFT-3</p><p>　　if((UP=1 and L4=1) or (DOWN=1 and L4=1)) and F4LEFT<100 then F4LEFT=F4LEFT+3</p><p>　　if F4LEFT=100 then F4flag=1</p><p>　　if F4LEFT=0 the

76、n F4flag=0 //四層開關(guān)門控制</p><p>　　if L5=1 and DOWN=0 and F5flag=1 and F5LEFT>0 then F5LEFT=F5LEFT-3</p><p>　　if DOWN=1 and L5=1 and F5LEFT<100 then F5LEFT=F5LEFT+3</p><p>　　i

77、f F5LEFT=100 then F5flag=1</p><p>　　if F5LEFT=0 then F5flag=0 //五層開關(guān)門控制</p><p>　　if (((SL2=1) and jiaoxiang>-150) or ((SL3=1) and jiaoxiang>-300) or ((SL4=1) and jiaoxiang>-450)

78、or ((SL5=1) and jiaoxiang>-500) and (F1LEFT>=100 and F2LEFT>=100 and F3LEFT>=100 and F4LEFT>=100) and UP=1) then jiaoxiang=jiaoxiang-2 </p><p><b>　　// 轎廂上升控制</b></p><p&

79、gt;　　if (((SL4=1) and jiaoxiang<-450) or ((SL3=1) and jiaoxiang<-300) or ((SL2=1) and jiaoxiang<-150) or ((SL1=1) and jiaoxiang<0) and (F2LEFT>=100 and F3LEFT>=100 and </p><p>　　F4LEFT>

80、=100 and F5LEFT>=100) and DOWN=1) then jiaoxiang=jiaoxiang+2</p><p><b>　　// 轎廂下降控制</b></p><p>　　按“確認”退出，完成腳本程序編寫。在菜單項“文件”中選“進入運行環(huán)境”或直接按“F5”或直接按工具條中圖標，進入運行環(huán)境。</p><p>&

81、lt;b>　　小結(jié)：</b></p><p>　　本次對MCGS組態(tài)的設(shè)計以及腳本編輯，我對這個軟件的使用更加熟練，對于PLC與MCGS的組態(tài)模擬以及接口連接有了更深刻的認識。</p><p>　　在這次設(shè)計中應(yīng)當(dāng)注意一下幾個問題：1.對于組態(tài)變量的類型定義要清晰。 2.腳本編輯的語法及邏輯要嚴謹。3.熟悉并掌握MCGS與PLC接口的連接及設(shè)置。</p>&

82、lt;p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　可編程控制器是新一代的控制工具，因其核心是微處理器，接口電路、電源電路等而且具有很強的抗干擾能力、可靠性好，而且編程語言較為簡單容、易與理解、便于掌握等特點，被稱為真正的工業(yè)控制計算機。尤其是隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器的功能已經(jīng)遠遠超過繼電器控制系統(tǒng)的初衷而廣泛應(yīng)用于開關(guān)量控制、模擬量控制等各種工業(yè)控制場合

83、。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是一次對各學(xué)科知識融會貫通能力的考察，從多方面、多角度考察我們的知識掌握程度，從總體方案的策劃來檢驗我們學(xué)生整體布局的能力。對我而言，這次畢業(yè)設(shè)計不僅僅是一次學(xué)習(xí)、鍛煉的機會，更是一個提高自身能力的質(zhì)的飛躍。由僅僅懂得可編程控制器一般原理到了解它的應(yīng)用。通過理論和實踐相結(jié)合，才真正把知識運用到日常生活和生產(chǎn)中去。</p><p><b>　　參考文

84、獻</b></p><p>　　[1]張廣明,李果,朱煒.機電系統(tǒng)PLC控制技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[2]高勤.電器及PLC控制技術(shù)[M].北京：高等教育出版社, 2002.</p><p>　　[3]陳家盛.電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修[M].北京：機械工業(yè)出版社, 1990.</p><p>

85、;　　[4]魏艷君.多功能屋面SP板切割機 [J] .機電一體化, 2002,（4）：47－48.</p><p>　　[5]張漢杰,王錫仲.現(xiàn)代電梯控制技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 2001.</p><p>　　[6]郭宗仁等.可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社, 2002.</p><p>　　[7]李惠升.電梯控

86、制技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社, 2003.</p><p>　　[9]王紅,王艷玲.可編程控制器使用教程[M].北京：電子工業(yè)出版社, 2002.</p><p>　　[8]陳宇,段鑫.可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社, 2002.</p><p>　　[10]汪曉光,孫曉瑛,王艷丹等.可編程控制器原理及應(yīng)用（下冊）[M].北京：機械

87、工業(yè)出版社, 2002.</p><p>　　[11]杜金城.電氣變頻調(diào)速設(shè)計技術(shù)[M].北京：中國電力出版社, 2001.</p><p>　　[12]Hugh0 Donnell . The 1ife of wire ropes in elevator installations[M].E1evatorWorld . 2007, 55(3)：</p><p>　　

88、132—134, 136. </p><p>　　[13]Lee Gray . Elevatori shaft design[J]：1880—1920, Elevator World . 2007，55(2)：70, 72—74 .</p><p>　　[14]Richard D . Peters . Green lifts[J] . Elevator World, 1998, 46(11

89、)：96—102．</p><p>　　[15]毛懷新.電梯與自動扶梯技術(shù)檢驗[M] .北京：學(xué)苑出版社，2001．</p><p>　　[16]趙明等.工廠電器控制設(shè)備（第二版）[M].北京：機械工業(yè)出版社, 2002.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　整個畢業(yè)設(shè)計過程很快過去了，我學(xué)

90、到了很多可編程控制器的知識，以及許多的課外知識。尤其是在導(dǎo)師指導(dǎo)和同學(xué)協(xié)助下，才會順利完成這次畢業(yè)設(shè)計。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計中，我也發(fā)現(xiàn)了自己很多不足之處，例如：知識面較窄，思考問題過于狹隘，思路過于陳舊。因此，在以后的學(xué)習(xí)生活中，應(yīng)廣泛的學(xué)習(xí)各種知識，并把它們與自己所學(xué)的專業(yè)聯(lián)系在一起，大膽地放開思路，勇于創(chuàng)新求實。</p><p>　　本文是在指導(dǎo)教師的悉心指導(dǎo)下完成的