畢業(yè)設(shè)計(jì)-高層樓電梯plc自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　abstract2</p><p><b>　　1 緒論3</b></p><p>　　1.1課題研究背景和研究意義3</p><p>

2、　　1.2電梯控制系統(tǒng)的發(fā)展及其現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3課題研究主要內(nèi)容4</p><p>　　2 電梯結(jié)構(gòu)及工作原理5</p><p>　　2.1電梯的結(jié)構(gòu)5</p><p>　　2.1.1四大空間5</p><p>　　2.1.2八大系統(tǒng)7</p><p>　　2.2

3、八層電梯的主要控制功能9</p><p>　　2.3電梯控制系統(tǒng)運(yùn)行流程圖9</p><p>　　3 電梯電氣控制系統(tǒng)的硬件選型11</p><p>　　3.1可編程控制器11</p><p>　　3.2曳引電機(jī)11</p><p><b>　　3.3變頻器11</b></p&

4、gt;<p>　　3.3.1變頻器的基本原理11</p><p>　　3.3.2變頻器的基本構(gòu)成11</p><p>　　3.3.3變頻器型號(hào)12</p><p><b>　　3.4觸摸屏13</b></p><p>　　3.5光電編碼器14</p><p>　　4 西門

5、子S7-200PLC硬件結(jié)構(gòu)及編程軟件15</p><p>　　4.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)15</p><p>　　4.1.1PLC的概念15</p><p>　　4.1.2PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域15</p><p>　　4.1.3PLC的基本結(jié)構(gòu)16</p><p>　　4.2PLC的工作原理17</p

6、><p>　　4.3西門子S7-200編程軟件18</p><p>　　4.3.1PLC的編程語(yǔ)言18</p><p>　　4.3.2 STEP 7編程軟件的編程語(yǔ)言19</p><p>　　4.3.3 STEP 7編程軟件的基本指令20</p><p>　　5 控制系統(tǒng)的程序及電路圖21</p>

7、<p>　　5.1 PLC控制系統(tǒng)工作原理圖21</p><p>　　5.2 I/O分配21</p><p>　　5.2.1 PLC控制系統(tǒng)輸入輸出說(shuō)明21</p><p>　　5.2.2I/O分配表22</p><p>　　5.3程序部分24</p><p>　　5.3.1內(nèi)呼信號(hào)的登記于消除

8、24</p><p>　　5.3.2外呼信號(hào)的登記于消除24</p><p>　　5.3.3樓層的登記與消除25</p><p>　　5.3.4停層信號(hào)的登記與消除25</p><p>　　5.3.5電梯制動(dòng)26</p><p>　　5.3.6開門環(huán)節(jié)27</p><p>　　5.3.

9、7關(guān)門環(huán)節(jié)27</p><p>　　5.3.8電梯運(yùn)行方向控制28</p><p>　　5.4系統(tǒng)外部接線圖29</p><p><b>　　6 總結(jié)30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　致 謝3

10、1</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在現(xiàn)代社會(huì)及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，電梯己成為城市物質(zhì)文明的標(biāo)志。尤其是在高層建筑中，電梯作為一種垂直運(yùn)輸工具，承載著大量人流、物流的輸送。隨著今天高層建筑的迅速發(fā)展，人們對(duì)電梯諸如可靠性、舒適度、低噪音、低能耗等的性能要求也愈來(lái)愈高。這一系列的要求促進(jìn)了如今電梯行業(yè)的快速發(fā)展，其拖動(dòng)技術(shù)發(fā)展到

11、了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速階段，邏輯控制也由可編程控制代替了之前的繼電器控制。</p><p>　　本設(shè)計(jì)針對(duì)目前我國(guó)電梯業(yè)的現(xiàn)狀，采用PLC對(duì)電梯進(jìn)行邏輯控制，考慮了電梯的可靠性、可維護(hù)性、靈活性、使用壽命以及電梯的開發(fā)周期等方面，設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)具備樓層指示、呼梯指令登記、確定運(yùn)行方向等功能。而所設(shè)計(jì)的電梯電動(dòng)機(jī)交流變頻器的調(diào)速技術(shù)是如今節(jié)電、改善工藝流程、提高產(chǎn)品質(zhì)量、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步、改善環(huán)境的一種重要手段。</p&

12、gt;<p>　　本文在介紹了電梯基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還深入分析了電梯的工作原理，闡述</p><p>　　了PLC的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)，其中重點(diǎn)研究了電梯的軟、硬件設(shè)計(jì)并提出了基于PLC</p><p>　　的八層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電梯，控制系統(tǒng)，PLC</p><p><b>　　Abstr

13、act</b></p><p>　　In modern social and economic activities, elevator has become a sign of urban material civilization. Elevator as a vertical transportation, it carries a large number of passenger and c

14、argo especial in the development of high-rise buildings, the high-rise buildings. Along with the rapid higher and higher demands are proposed on the performance of elevator, such as reliability, comfort sensor, low noise

15、 and low-energy consumption, etc. This series of requirements to promote the rapid development o</p><p>　　Based on the real situation of elevator trade in China, the design use PLC to control logically to th

16、e elevator and it considers the reliability of lift, maintainability, flexibility, useful life, development cycle of the lift and so on that the control system designed could include storey story instruction, registratio

17、n of call instruction, layer options, automatic and overhaul operation, also have the characteristics of selective control. AC variable-frequency control technology is an importan</p><p>　　At the same time,

18、on basis of introducing the basic construction of the lift, the operational principle of elevator is analyzed in depth; the paper also describes the advantages and characteristics of PLC, focuses on the elevator hardware

19、 design and software design, studies and proposes a scheme of elevator control system based on PLC.</p><p>　　Keywords: elevator, control system, PLC</p><p><b>　　1 緒論</b></p>

20、<p>　　1.1課題研究背景和研究意義</p><p>　　電梯是垂直運(yùn)行的電梯(通常也簡(jiǎn)稱為電梯)、傾斜方向運(yùn)行的自動(dòng)扶梯、傾斜或水平方向運(yùn)行的自動(dòng)人行道的總稱。垂直運(yùn)行的電梯（該文簡(jiǎn)稱為電梯）是安裝在建筑物內(nèi)的一種交通工具，是為了滿足人們對(duì)于垂直運(yùn)輸?shù)男枰⒌摹?lt;/p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來(lái)越大，樓層越來(lái)越多，電梯對(duì)于高層賓館、商店、住宅、多層廠房

21、和倉(cāng)庫(kù)等高層建筑越來(lái)越不可或缺。</p><p>　　電梯是集機(jī)電于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，涉及到了機(jī)械傳動(dòng)、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域。隨著技術(shù)發(fā)展，人們對(duì)于電梯的舒適性以及安全性提出了更高的要求。對(duì)現(xiàn)代電梯而言，高的安全性以及舒適性顯得尤為重要。因此，目前的電梯設(shè)計(jì)都采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)機(jī)械零部件和電器元件都采用了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)，以確保安全性。另外，電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性在不

22、斷的提高，以滿足乘坐的舒適性和高效性。</p><p>　　對(duì)該課題的研究將能推動(dòng)其控制技術(shù)的發(fā)展，使得電梯能更好地滿足人們的生活需求。</p><p>　　1.2電梯控制系統(tǒng)的發(fā)展及其現(xiàn)狀</p><p>　　電梯的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:</p><p>　　1、電梯控制技術(shù)方面</p><p>　　

23、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化;采用高位數(shù)CPU，增強(qiáng)電梯信號(hào)的處理和速度;電梯群控系統(tǒng)中應(yīng)用模糊邏輯和專家控制，以提高效率和精度;不斷增加和擴(kuò)展電梯的各種選擇并與建筑物和諧的融為一體。</p><p>　　2、電梯拖動(dòng)技術(shù)方面</p><p>　　直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點(diǎn)，逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)房位置靈活等特點(diǎn)，使得在低樓層場(chǎng)合得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。交流拖動(dòng)電梯

24、更是得到迅速的發(fā)展，已由變極調(diào)速發(fā)展為調(diào)壓調(diào)速及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，使得電梯的速度、加速度更加符合人們的生理要求，電梯的舒適感大為改善。</p><p><b>　　3、曳引機(jī)技術(shù)方面</b></p><p>　　我國(guó)曳引機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了直流驅(qū)動(dòng)有齒式，交流雙速有齒式，交流調(diào)壓有齒式，交流調(diào)頻調(diào)壓有齒式，到今天的永磁同步無(wú)齒式。由于永磁同步無(wú)齒曳引機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、效率

25、高、節(jié)能效果顯著，無(wú)需齒輪潤(rùn)滑油等突出的節(jié)能環(huán)保特點(diǎn)，因此，在短短的幾年時(shí)間己占了曳引機(jī)總產(chǎn)量的55%左右，并且還有加速發(fā)展的趨勢(shì)。高速曳引機(jī)在高層建筑、超高層建筑拉動(dòng)下己成為行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。</p><p><b>　　4、速度要求方面</b></p><p>　　多用途、全功能的塔式建筑成為潮流，超高速電梯在2012年繼續(xù)成為研究方向。曳引式超高速電梯的研究

26、正在向超大容量電動(dòng)機(jī)、高性能的微處理器、減振技術(shù)、新式滾輪導(dǎo)靴、安全鉗、永磁同步電動(dòng)機(jī)、轎廂氣壓緩解和噪聲抑制系統(tǒng)等方面推進(jìn)。</p><p><b>　　5、節(jié)能高效方面</b></p><p>　　電梯作為高層建筑最大能耗設(shè)備之一，節(jié)能將成為行業(yè)發(fā)展方向。要求電梯功耗小、磁兼容性強(qiáng)、噪聲低、壽命長(zhǎng)、采用綠色裝潢材料、與建筑物協(xié)調(diào)等。</p><

27、p>　　1.3課題研究主要內(nèi)容</p><p>　　第一章主要介紹了課題研究的背景，當(dāng)前電梯發(fā)展現(xiàn)狀。第二章、三章詳細(xì)介紹了電梯的結(jié)構(gòu)和工作原理以及硬件結(jié)構(gòu)的選型。涉及到硬件PLC的選型，輸入輸出接口模塊、變頻器、觸摸屏等的選擇。第四章詳細(xì)介紹了西門子S7-200系列PLC的基本結(jié)構(gòu)及工作原理，編程軟件V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6的編程特點(diǎn)。第五章介紹了控制系統(tǒng)的流程圖，并分模塊對(duì)電梯控

28、制系統(tǒng)的程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪出梯形圖以及外部接線圖。</p><p>　　2 電梯結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p><b>　　2.1電梯的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　電梯是機(jī)電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品，機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體，電器部分相當(dāng)于人的神經(jīng)。機(jī)與電的高度合一，使電梯成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜合產(chǎn)品。電梯的結(jié)構(gòu)包括四大空間和八大系統(tǒng)，下面簡(jiǎn)單介紹

29、電梯機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)，如圖2-1所示。</p><p><b>　　2.1.1四大空間</b></p><p><b>　　1、機(jī)房部分</b></p><p>　　電梯控制間，一般設(shè)置在電梯井道的頂部。包括曳引機(jī)、電源控制盒等設(shè)備。</p><p><b>　　2、井道部分</b&g

30、t;</p><p>　　包括導(dǎo)軌、導(dǎo)軌支架、對(duì)重、緩沖器、限速器張緊裝置、導(dǎo)向輪、控制柜、限速器、總補(bǔ)償鏈、隨行電纜、底坑、井道照明等設(shè)備。</p><p><b>　　3、層站部分</b></p><p>　　位于電梯的各層廳外，該部分包括電梯層門(廳門)、呼梯裝置（召喚盒）、門鎖裝置、樓層顯示裝置、層站開關(guān)門裝置及消防按鈕等。</p

31、><p><b>　　4、轎廂部分</b></p><p>　　該部分主要由轎廂、轎廂門、平層裝置、安全鉗裝置、開門機(jī)、轎內(nèi)操縱箱、指示燈以及通訊報(bào)警裝置等組成。</p><p>　　圖2-1電梯的結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　2.1.2八大系統(tǒng)</b></p><p>&

32、lt;b>　　1、曳引系統(tǒng)</b></p><p>　　曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪、反繩輪等組成。其作用是電梯轎廂升降的主拖動(dòng)機(jī)械，是電梯中的核心部分之一。曳引機(jī)分為有齒輪曳引機(jī)和無(wú)齒輪曳引機(jī)。有齒輪曳引機(jī)用于低速電梯(小于2.Om/s )，有減速箱、常用蝸輪蝸桿傳動(dòng)、傳動(dòng)比大、運(yùn)行平穩(wěn)、噪音較低、體積小。無(wú)齒輪曳引機(jī)用于高速和超高速

33、電梯(大于2.Om/s )，傳動(dòng)效率高、噪音小、傳動(dòng)平穩(wěn)、但能耗大、造價(jià)高、維修不便。</p><p><b>　　2、導(dǎo)向系統(tǒng)</b></p><p>　　導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重活動(dòng)的自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。導(dǎo)軌不允許采用焊接和螺栓連接，需要用專門的連接板連接。導(dǎo)軌的材料、表面粗糙度、安裝精度都有專

34、門的要求。導(dǎo)靴一般分為固定式滑動(dòng)導(dǎo)靴和彈性滑動(dòng)導(dǎo)靴。</p><p><b>　　3、轎廂</b></p><p>　　轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂山轎廂架、轎廂壁、轎廂底、轎廂頂、轎廂門組成。轎廂高度不小于2m，寬度和深度由實(shí)際載重量而定。國(guó)家規(guī)定，梯轎廂額定載重量約為350kg/m2(其他電梯有不同規(guī)定)。轎廂載客人數(shù)按每人75kg計(jì)算。

35、</p><p><b>　　4、門系統(tǒng)</b></p><p>　　門系統(tǒng)對(duì)于電梯特別是客梯來(lái)講，是不可或缺的安全保護(hù)設(shè)施，它可有效地防止候梯人員和物品墜入井道或是轎廂內(nèi)人員和物品與井道相碰撞而發(fā)生危險(xiǎn)。 門系統(tǒng)可分為兩種，分別是裝在井道入口層站處的層門以及裝在轎廂入口處的轎廂門。無(wú)論轎廂門還是層門都由門、導(dǎo)靴、門框、滑輪、滑塊、地坎等部分構(gòu)成。</p&

36、gt;<p><b>　　5、重量平衡系統(tǒng)</b></p><p>　　重量平衡系統(tǒng)主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動(dòng)正常。系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。圖2-2為對(duì)重裝置示意圖。對(duì)重:減小電梯曳引機(jī)的輸出功率。其計(jì)算公式為:P=G+KQ ( P為對(duì)重側(cè)總重量;G為轎廂自重;Q為電梯額定載重;K一般取0.45-

37、0.55之間。</p><p><b>　　6、電力拖動(dòng)系統(tǒng)</b></p><p>　　電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力，實(shí)行電梯速度控制。它由曳引電動(dòng)機(jī)、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成。</p><p><b>　　7、電氣控制系統(tǒng)</b></p><p>　　電氣控制系統(tǒng)的主要功能是

38、對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置、位置顯示裝置、控制柜、平層裝置、選層器等組成?？刂葡到y(tǒng)的功能及性能直接決定了電梯的自動(dòng)化程度及運(yùn)行性能。</p><p><b>　　圖2-2對(duì)重裝置</b></p><p>　　圖2-3電梯故障處理</p><p><b>　　8、安全保護(hù)系統(tǒng)</b></p&

39、gt;<p>　　電梯的安全保護(hù)系統(tǒng)包括了機(jī)械的和電子的各類保護(hù)系統(tǒng)，例如緩沖裝置、機(jī)械限速裝置、終端保護(hù)裝置，以確保電梯的安全使用，防止危險(xiǎn)事故的發(fā)生。緩沖裝置起沖頂和撞底保護(hù)的作用，限速裝置起到超速保護(hù)的作用，而安全保護(hù)則在電梯運(yùn)行的各個(gè)方面都有體現(xiàn)。當(dāng)電梯運(yùn)行過(guò)程中，最重要的問題就是安全問題，因此讓電梯無(wú)故障的運(yùn)行是電梯的根本要求。圖2-3中列出了電梯常見故障的事故處理方法。</p><p>

40、　　2.2八層電梯的主要控制功能</p><p>　　1、開始時(shí)，電梯處于任意一層。</p><p>　　2、當(dāng)有外呼梯信號(hào)時(shí)，電梯響應(yīng)該外呼信號(hào)，到達(dá)該樓層時(shí)，電梯停止運(yùn)行，電梯門打開，延時(shí)10秒后自動(dòng)關(guān)門;當(dāng)有內(nèi)呼梯信號(hào)時(shí)，電梯響應(yīng)該內(nèi)呼信號(hào)，到達(dá)該樓層時(shí)，電梯停止運(yùn)行，電梯門打開，延時(shí)10秒后自動(dòng)關(guān)門。行車方向主要由內(nèi)呼信號(hào)決定，同一順序優(yōu)先行車。</p><p&

41、gt;　　3、在電梯運(yùn)行過(guò)程，即電梯上升或下降的途中，對(duì)任何反方向的下降或上升的外呼信號(hào)都不響應(yīng)。但是如果收到反向外呼信號(hào)前沒有其它內(nèi)、外呼梯信號(hào)時(shí)，則電梯響應(yīng)該外呼信;行車途中如果遇到的呼梯信號(hào)是與行車方向相同的，則響應(yīng)該信號(hào)并截車，反之不截車。</p><p>　　4、具有最遠(yuǎn)反向外呼信號(hào)響應(yīng)功能。例如:電梯在一樓，四層向下外呼信號(hào)、五層向下外呼信號(hào)、六層向下外呼信號(hào)、七層向下外呼信號(hào)、八層向下外呼信號(hào)同時(shí)發(fā)

42、出，則電梯先去八樓響應(yīng)八層向下外呼信號(hào)。</p><p>　　5、內(nèi)呼信號(hào)和外呼信號(hào)都具有記憶功能，在任務(wù)執(zhí)行后該記憶自動(dòng)消除。</p><p>　　6、內(nèi)呼信號(hào)、外呼信號(hào)、行車方向、行車所達(dá)樓層位置均由信號(hào)燈指示。</p><p>　　7、停層時(shí)可以對(duì)自動(dòng)開門和手動(dòng)開門進(jìn)行延時(shí)，在關(guān)門過(guò)程中，如果有外呼信號(hào)，則該外呼信號(hào)和本層同向時(shí)電梯開門，反之不開;關(guān)門動(dòng)作執(zhí)行

43、完畢，遇到任何外呼信號(hào)都不開。</p><p>　　8、有內(nèi)呼信號(hào)時(shí)自動(dòng)關(guān)門延時(shí)，關(guān)門后延時(shí)自動(dòng)行車。</p><p>　　9、無(wú)內(nèi)呼信號(hào)時(shí)延時(shí)10秒自動(dòng)關(guān)門，但不能自動(dòng)行車，只有內(nèi)呼信號(hào)響應(yīng)時(shí)才可行車。</p><p>　　10、電梯未平層或運(yùn)行時(shí)，不能手動(dòng)開門或本層呼梯開門，開門按鈕和關(guān)門按鈕也都不起作用。只有電梯平層且停止運(yùn)行后，開關(guān)門按鈕才起作用。</

44、p><p>　　2.3電梯控制系統(tǒng)運(yùn)行流程圖</p><p>　　圖2.4電梯控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　3 電梯電氣控制系統(tǒng)的硬件選型</p><p><b>　　3.1可編程控制器</b></p><p>　　八層電梯控制單元采用西門子S7-200CPU226型可編程控制器。它的本機(jī)數(shù)字

45、量I/O口：24入/16出。另外加上1個(gè)EM233擴(kuò)展模塊（16入/16出）和1個(gè)EM222（八出）擴(kuò)展模塊。</p><p><b>　　3.2曳引電機(jī)</b></p><p>　　系統(tǒng)采用的是交流永磁低速同步電動(dòng)機(jī)作為曳引系統(tǒng)的動(dòng)力源。交流永磁式同步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、損耗小、效率高的特點(diǎn)。和直流電動(dòng)機(jī)相比，它沒有換向器和電刷。相對(duì)異步電動(dòng)機(jī)而言，

46、同步電動(dòng)機(jī)比較簡(jiǎn)單，定子電流和定子電阻損耗減小，且轉(zhuǎn)子參數(shù)可測(cè)，控制性能好。交流永磁同步電動(dòng)機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)電源頻率來(lái)改變轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　3.3變頻器</b></p><p>　　3.3.1變頻器的基本原理</p><p>　　在交流異步電動(dòng)機(jī)的諸多調(diào)速方法中，變頻調(diào)速的性能最好，調(diào)速范圍大，靜態(tài)穩(wěn)定性好，運(yùn)行效率高。采用通用變頻

47、器對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，由于使用方便，可靠性高，并且經(jīng)濟(jì)效益顯著，所以這種方案逐步得到推廣。</p><p>　　由電動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)可知，異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為</p><p>　　該部分的性能對(duì)電梯運(yùn)行時(shí)乘客的舒適感有著重要影響。變頻器通過(guò)改變電機(jī)的電源頻</p><p>　　率來(lái)實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。</p><p>

48、　　原理公式: n=60 f(1-s)/p (3-1) </p><p>　　式中 n——異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速;</p><p>　　F——異步電動(dòng)機(jī)的頻率;</p><p>　　S——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率;</p><p>　　P——電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù);</p

49、><p>　　由式(3-1)可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在0-50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。</p><p>　　3.3.2變頻器的基本構(gòu)成</p><p>　　變頻器的發(fā)展已有數(shù)十年的歷史，在變頻器的發(fā)展過(guò)程中曾出現(xiàn)過(guò)多種類型的變頻器。變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式可以分為電壓型變頻器和電流型

50、變頻器，按照開關(guān)方式可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高頻PWM變頻器。按照工作原理可以分為V/F控制變頻器、磚茶頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等，按照用途可以分為通用變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。</p><p>　　目前，市場(chǎng)上主流的通用變頻器主要由主電路（包括驅(qū)動(dòng)電路）、控制電路、信號(hào)處理與故障保護(hù)電路、外圍接口電路與電源電路組成。變頻器采用了矢量控制方式，由于進(jìn)行矢量控制時(shí)需要進(jìn)行大量的運(yùn)算

51、，故其運(yùn)算電路中有一個(gè)一DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）為主的用于轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU，以及相應(yīng)的檢測(cè)和控制電路。</p><p><b>　　1、主電路</b></p><p>　　整流電路。一般的三相變頻器的整流電路由三相全波整流橋組成。它的主要作用 是對(duì)工頻的外部電源進(jìn)行整流，給逆變電路和控制電路提供所需的直流電源。</p><p>　　直流

52、中間電路。直流中間電路的作用是對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑，以保證逆變電路和控制電源能夠得到質(zhì)量較高的直流電源。</p><p>　　逆變電路。逆變電路是變頻器最主要的部分之一，他的主要作用是在控制電路的控制下將平滑電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓任意可調(diào)的交流電源。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，被用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制。</p><p><b>　　2、控制電路<

53、/b></p><p>　　變頻器的控制電路包括主控制電路、信號(hào)檢測(cè)電路、門極驅(qū)動(dòng)電路、外部接口電路以及保護(hù)電路等幾個(gè)部分，是變頻器的核心部分?？刂齐娐返闹饕饔檬菍z測(cè)電路得到的各種信號(hào)送至運(yùn)算電路，使運(yùn)算電路能夠根據(jù)要求為變頻器主電路提供必要的門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并對(duì)變頻器以及異步電動(dòng)機(jī)提供必要的保護(hù)。此外，控制電路還通過(guò)A/D、D/A等外部接口電路接收/發(fā)送多種形式的外部信號(hào)以及給出系統(tǒng)的內(nèi)部工作狀態(tài)，以便

54、使變頻器能夠與外部設(shè)備配合，進(jìn)行各種高性能的控制。</p><p><b>　　3、其他電路</b></p><p>　　在變頻器中除了主電路和控制電路外，還包括其他電路。</p><p>　　信號(hào)采樣電路。主要用于采集變頻器的輸入電壓和輸入電流，中間直流電壓、直流電流，逆變器輸出電壓、輸出電流，溫升以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等信號(hào)。</p>

55、<p>　　信號(hào)處理和故障保護(hù)電路。</p><p>　　外部接口電路。主要是指從外部電路輸入控制信號(hào)，或?qū)⒆冾l器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)、故障信號(hào)輸出，供外部電路使用。經(jīng)采樣電路取得的電壓、電流和溫度等信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路進(jìn)行分壓、光電隔離、濾波、放大處理，然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換值作為控制的反饋信號(hào)輸入CPU，作為控制算法計(jì)算的依據(jù)或進(jìn)行顯示。</p><p>　　3.3.3變頻器型號(hào)

56、</p><p>　　隨著變頻器性價(jià)比的逐漸提高，許多領(lǐng)域都應(yīng)用到交流變頻器，而日益豐富的軟件功能使變頻器的多功能化和高性能化為用戶提供了一種可能，即可以把原有生產(chǎn)機(jī)械的工藝水平“升級(jí)”，達(dá)到以往無(wú)法達(dá)到的境界，使其變成一種具有高度軟件控制功能的新機(jī)種。有的廠家稱，以RISC(精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))為核心的數(shù)字控制，可以支持無(wú)速度傳感器矢量控制變頻器的矢量控制算法、轉(zhuǎn)速估計(jì)運(yùn)算、PID調(diào)節(jié)器在線實(shí)時(shí)運(yùn)算[。變頻調(diào)速以

57、其優(yōu)異的調(diào)速和起制動(dòng)性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。目前，有為電梯控制而設(shè)計(jì)的專用變頻器早己?jiǎn)柺溃涔δ茌^強(qiáng)，使用靈活，但價(jià)格相對(duì)較貴。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)電梯控制系統(tǒng)采用安川L1000電梯專用變頻器，其對(duì)高性能電流矢量控制和絕對(duì)值編碼器的應(yīng)用發(fā)揮的淋漓盡致，實(shí)現(xiàn)高性能無(wú)傳感器的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能，能使電梯乘坐更加舒適。驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電機(jī)或同

58、步電機(jī)都能進(jìn)行停止型自學(xué)習(xí)，內(nèi)置電梯專用時(shí)序，可拆卸式端子盤，使得調(diào)試、維護(hù)更加簡(jiǎn)單方便。同時(shí)具有自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升功能，滿足電梯各種過(guò)負(fù)載試驗(yàn)，多種安全功能及長(zhǎng)壽命的設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品更具安全、高可靠性。</p><p><b>　　3.4觸摸屏</b></p><p>　　轎廂內(nèi)選控制器設(shè)在電梯模型側(cè)面的框架上，由具有遠(yuǎn)程I/O通信功能的觸摸屏構(gòu)成，故又稱為遠(yuǎn)程I/O智能模塊

59、，負(fù)責(zé)收集轎廂內(nèi)選信號(hào)及內(nèi)選指示。并通過(guò)串口將數(shù)據(jù)傳送給PLC。</p><p>　　觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備，是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。它富裕了多媒體咱新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。觸摸屏在我國(guó)的應(yīng)用非常廣闊。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛普及，觸摸屏一易于使用、堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們?cè)絹?lái)越多地感到使用觸摸屏具有相當(dāng)大的優(yōu)越性。觸摸屏配備有COM端口和T

60、OOL端口。COM端口用于與PLC、上位機(jī)、單片機(jī)等進(jìn)行連接的RS-232端口；TOOL端口用于與安裝有畫面制作工具軟件GTWIN的計(jì)算機(jī)，是通過(guò)專用電纜（AFC8503）連接的端口。</p><p>　　觸摸屏采用松下GT10型單色觸摸屏，如圖3-1所示。由液晶顯示器和觸摸面板組成，在屏幕上可以顯示各種畫面和圖案，通過(guò)RS-232通信接口與PC/PPI電纜實(shí)現(xiàn)與PLC的連接。當(dāng)需要改變樓層時(shí)，只需用軟件重置觸摸

61、屏的開關(guān)部件就可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)選鍵盤硬件的替換。</p><p>　　圖3-1松下GT10型單色觸摸屏</p><p><b>　　3.5光電編碼器</b></p><p>　　通過(guò)編碼器與變頻器連接可以準(zhǔn)確的獲得電梯實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度以提高控制精度。旋轉(zhuǎn)編碼器是用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，可將輸出軸的角位移、角速度等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相

62、應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出。編碼器可分為:增量脈沖編碼器((SPC)，絕對(duì)脈沖編碼器(APC)。</p><p>　　本系統(tǒng)采用增量脈沖編碼器和PG矢量控制方式，配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器，控制精度可達(dá)0. 01-0. 02，使得電梯運(yùn)行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。</p><p>　　4 西門子S7-200PLC硬件結(jié)構(gòu)及編程軟件</p><p>　　4.1PLC的

63、硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　4.1.1PLC的概念</p><p>　　可編程控制器簡(jiǎn)稱PC（英文全稱：Programmable Controller），它經(jīng)歷了可編程序矩陣控制器PMC、可編程序順序控制器PSC、可編程序邏輯控制器PLC（英文全稱：Programmable Logic Controller）和可編程序控制器PC幾個(gè)不同時(shí)期。為與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）相區(qū)別，現(xiàn)在仍然沿用可編

64、程邏輯控制器這個(gè)老名字。</p><p>　　國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）又先后頒布了PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿，并在1987 年2 月通過(guò)了對(duì)它的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(guān)外

65、部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！?lt;/p><p>　　隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)擴(kuò)展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)前用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)可以分為幾類，類如可編程序控制器、基于PC總線的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、基于單片機(jī)的測(cè)控裝置、用于模擬量閉環(huán)控制的可編程調(diào)節(jié)器、集散控制系統(tǒng)（DCS）和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）等。</p><p&

66、gt;　　PLC的應(yīng)用廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLC在其他領(lǐng)域，例如民用和家庭自動(dòng)化的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。</p><p>　　4.1.2PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域</p><p><b>　　1、PLC的特點(diǎn)</b></p><p>　　1）編程方法

67、簡(jiǎn)單易學(xué)。</p><p>　　2）功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高。</p><p>　　3）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。</p><p>　　4）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。</p><p>　　5）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。</p><p>　　6）維修工量少，維修方便。</p><p>

68、　　7）體積小，能耗低。</p><p>　　2、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p><b>　　1）數(shù)字邏輯控制。</b></p><p><b>　　2）運(yùn)動(dòng)控制。</b></p><p><b>　　3）閉環(huán)過(guò)程控制。</b></p><p><

69、;b>　　4）數(shù)據(jù)處理。</b></p><p><b>　　5）通信連網(wǎng)。</b></p><p>　　4.1.3PLC的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-1所示，其實(shí)物圖如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-1 PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　

70、　圖4-2西門子S7-200CPU226PLC實(shí)物圖</p><p>　　1、中央處理單元CPU</p><p>　　CPU是PLC的核心部件，由運(yùn)算器和控制器組成。主要用于：接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序；檢查編程過(guò)程是否出錯(cuò)；進(jìn)行系統(tǒng)診斷；解釋并執(zhí)行用戶程序；完成通信及外設(shè)的某些功能。</p><p><b>　　2、存儲(chǔ)器</b><

71、;/p><p>　　包括系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。</p><p><b>　　3、I/O模塊</b></p><p>　　I/O接口是PLC 與外界連接的接口。輸入接口用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)，輸出接口用來(lái)連接被控對(duì)象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)速裝置（模擬量）等。</p>&l

72、t;p><b>　　4、電源模塊</b></p><p>　　用來(lái)將外部供電電源轉(zhuǎn)變成供PLC內(nèi)部的CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口等電路工作所需要的直流電源。</p><p><b>　　5、編程器</b></p><p>　　編程器是PLC最重要的外圍設(shè)備，是PLC不可缺少的部分。編程器的作用是輸入和編輯用戶程序、調(diào)試

73、程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過(guò)程。</p><p>　　4.2PLC的工作原理</p><p>　　PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式,如圖4-3所示1、每次掃描過(guò)程，集中采集輸入信號(hào)，集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。2、輸入刷新過(guò)程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。3、一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸

74、出刷新。4、元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。5、掃描周期的長(zhǎng)短由三條決定。（1）CPU執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的時(shí)間（3）指令條數(shù)，現(xiàn)在的PLC掃描速度都是非?？斓摹?、由于采用集中采樣、輸出的方式，存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。</p><p>　　圖4-3PLC的順序掃描循環(huán)工作過(guò)程</p><p>　　最初研制生產(chǎn)的PLC 主要用于代

75、替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運(yùn)行方式是不相同的： 繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果這個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(diǎn)（包括其常開或常閉觸點(diǎn)）在繼電器控制線路的哪個(gè)位置上都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。 PLC 的CPU 則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)（包括其常開或常閉觸點(diǎn)）不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。

76、 為了消除二者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms 以上，而PLC 掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式—掃描技術(shù)。這樣在對(duì)于I/O 響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合，PLC 與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。</p><p><b>　　1、輸入采樣階段</b></p>

77、;<p>　　在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。</p><p>　　2、用戶程序執(zhí)行

78、階段</p><p>　　在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程

79、序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。</p><p>　　4.3西門子S7-200編程軟件</p>

80、<p>　　4.3.1PLC的編程語(yǔ)言</p><p>　　PLC程序是PLC指令的有序集合，PLC運(yùn)行程序就是按一定的順序，執(zhí)行這集合中的一條條指令。指令是指示PLC動(dòng)作的文字代碼或圖形符號(hào)。使用的編程語(yǔ)言不同，這些文字代碼和圖形符號(hào)就不相同。但從本質(zhì)上來(lái)講，指令的實(shí)質(zhì)都是二進(jìn)制機(jī)器碼。同普通的計(jì)算機(jī)一樣，PLC的編程軟件通過(guò)編譯系統(tǒng)把PLC程序編譯成機(jī)器代碼。</p><p&

81、gt;　　PLC提供了功能較為完整的編程語(yǔ)言，以適應(yīng)PLC在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。利用PLC的編程語(yǔ)言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當(dāng)于設(shè)計(jì)和改變繼電器控制的硬件接線，也就是所謂的“可編程序”。</p><p>　　PLC的編程語(yǔ)言一般有五種：順序功能圖(Sequential Function Chart)、梯形圖(Ladder Diagram)、功能塊圖(Function Block Diagram)

82、、指令表(Instruction List)和結(jié)構(gòu)文本(Structured Text)。其中，順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能塊圖(FBD)是圖形編程語(yǔ)言，指令表(IL)和結(jié)構(gòu)文本(ST)是文字語(yǔ)言。梯形圖(LD)是目前使用最廣泛的PLC圖形編程語(yǔ)言，梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖相似，比較易于掌握、程序表達(dá)清楚。</p><p>　　本系統(tǒng)PLC程序的編制采用梯形圖語(yǔ)言，編程軟件為V4.0 STEP

83、 7 MicroWIN SP6。該軟件能夠完成制作程序、對(duì)可編程控制器CPU的寫入/讀出、監(jiān)控程序運(yùn)行、調(diào)試程序、PLC錯(cuò)誤診斷等一系列功能。</p><p>　　4.3.2 STEP 7編程軟件的編程語(yǔ)言</p><p>　　1、STEP 7的概述</p><p>　　STEP 7是用于西門子可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，也就是用戶程序。它是西門子工業(yè)軟

84、件的組成部分。STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包有下列版本</p><p>　　(I)、用于西門子S7-200上簡(jiǎn)單單站應(yīng)用的STEP 7 Micro/DOS和STEP 7 Micro/WIN;</p><p>　　(2)、用于使用帶有各種功能的西門子S7-300/ST 400、西門子M7-300/M7-400和西門子的STEP 7:</p><p>　?、?、可通過(guò)選擇SIMA

85、TIC工業(yè)軟件中的軟件產(chǎn)品進(jìn)行擴(kuò)展;</p><p>　　②、為功能模板和通訊處理器賦值參數(shù);</p><p>　?、邸?qiáng)制和多處理器模式;</p><p><b>　?、?、全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊;</b></p><p>　　⑤、使用通訊功能塊的事件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳送;</p><p><b>　?、?/p>

86、、組態(tài)連接;</b></p><p>　　2、STEP 7編程軟件的編程語(yǔ)言</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)的STEP 7軟件包配3種基本編程語(yǔ)言，即梯形圖（LAD）、功能塊圖（FBD）、語(yǔ)言表（STL）和順序功能圖編程語(yǔ)言，它們?cè)赟TEP 7中可以相互轉(zhuǎn)換。本實(shí)驗(yàn)采用梯形圖這種編程語(yǔ)言。</p><p>　　梯形圖結(jié)構(gòu)形式類似地傳統(tǒng)的繼電器控制電路，它是由圖

87、形符號(hào)連接而成，這些符號(hào)分別代表常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、并聯(lián)接線、串聯(lián)接線及繼電器線圈等，每個(gè)觸點(diǎn)和線圈都有一個(gè)編碼。梯形圖具有如下特點(diǎn)：</p><p>　　① 梯形圖按自上而下，從左到右的順序排列，也是程序的執(zhí)行順序。通常每個(gè)繼電器線圈為一邏輯行，即一層階梯。每一邏輯起始于母線，然后是觸點(diǎn)的各種連接，最后經(jīng)過(guò)繼電器線圈終止于母線，整個(gè)梯形圖呈現(xiàn)梯形。</p><p>　?、?梯形圖中的繼電

88、器不同于傳統(tǒng)繼電器控制線路中的物理繼電器，它實(shí)質(zhì)上是內(nèi)部存儲(chǔ)中的位觸發(fā)器，因此稱為“軟繼電器”或“軟元件”。這些軟元件輸出繼電器，輔助繼電器，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器及狀態(tài)器等，它們均有無(wú)限常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。在PLC內(nèi)部可以自由選取使用。如果某個(gè)位觸發(fā)為“1”，表示對(duì)應(yīng)的繼電器線圈接通，相應(yīng)的常開觸點(diǎn)都閉合，而常閉觸點(diǎn)都斷開。</p><p>　?、?梯形圖是一種形象化的編程語(yǔ)言，其兩端的母線是沒有電源連接。因此核彈頭形

89、圖中不存真實(shí)的物理電流，而具有“概念”電流，是用戶程序運(yùn)算過(guò)程中滿足輸出執(zhí)行條件的形象化表示方式?！案拍睢彪娏髦荒軓淖蟮接伊鲃?dòng)，層次的改變是從上到下。</p><p>　?、?輸入繼電器只能從外部輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)，而不能由內(nèi)部其他觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。因此在梯形圖中只能出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)而不出現(xiàn)線圈，輸入繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)即表示相對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)的變化。</p><p>　?、?輸出繼電器用于PLC的輸出控

90、制，它是通過(guò)外輸出觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行器。因此，在梯形圖中的某個(gè)輸出繼電器的線圈接能時(shí)，表示在對(duì)應(yīng)的輸出端子上有輸出信號(hào)。</p><p>　?、轕LC內(nèi)部其他軟元件的觸點(diǎn)不能驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行器，它們只供PLC內(nèi)部使用。</p><p>　　⑦PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，CPU接梯形圖中元件排列順序從上而下，從左到右逐行處理。</p><p>　　4.3.3 STEP 7編程軟件

91、的基本指令</p><p>　　STEP 7編程軟件的基本指令有位邏輯指令、計(jì)數(shù)器與計(jì)時(shí)器指令、傳送與比較指令、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令、算術(shù)運(yùn)算指令、移位與循環(huán)指令、程序控制指令等。</p><p>　　5 控制系統(tǒng)的程序及電路圖</p><p>　　5.1 PLC控制系統(tǒng)工作原理圖</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)工作原理圖如圖5-1所示。<

92、;/p><p>　　圖5-1PLC控制系統(tǒng)工作原理圖</p><p><b>　　5.2 I/O分配</b></p><p>　　5.2.1 PLC控制系統(tǒng)輸入輸出說(shuō)明</p><p>　　PLC是按編號(hào)來(lái)區(qū)分操作元件的，所以在編寫梯形圖程序時(shí)，首先必須確定所使用編程元件的編號(hào)。使用時(shí)一定要明確，每個(gè)元件在任何時(shí)刻決不能同時(shí)

93、擔(dān)任幾個(gè)角色，一般來(lái)講，選定的PLC，其輸入點(diǎn)數(shù)與控制對(duì)象的輸入信號(hào)數(shù)總是相對(duì)應(yīng)的，輸出點(diǎn)數(shù)與輸出控制回路數(shù)也是相對(duì)應(yīng)的。所以I/O地址的分配實(shí)際上是對(duì)PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)給實(shí)際I/O電路的分配。編程時(shí)按點(diǎn)號(hào)建立邏輯與控制關(guān)系，接線時(shí)按點(diǎn)號(hào)對(duì)號(hào)入座進(jìn)行接線。根據(jù)電梯的運(yùn)行特點(diǎn)，輸入輸出應(yīng)該包括以下幾部分：</p><p><b>　　1、輸入部分</b></p><p>

94、;<b>　　1）各層門廳按鈕</b></p><p><b>　　2）轎廂內(nèi)按鈕</b></p><p><b>　　3）平層檢測(cè)</b></p><p>　　4）轎廂門、廳門限位開關(guān)</p><p><b>　　2、輸出部分</b></p>

95、<p><b>　　1）數(shù)碼管各段顯示</b></p><p>　　2）數(shù)碼管上下箭頭顯示</p><p><b>　　3）各樓層內(nèi)呼指示</b></p><p><b>　　4）各樓層外呼指示</b></p><p><b>　　5）電機(jī)正反轉(zhuǎn)<

96、/b></p><p><b>　　6）開關(guān)門控制</b></p><p>　　5.2.2I/O分配表</p><p>　　表5-1 PLCI/O分配</p><p><b>　　5.3程序部分</b></p><p>　　5.3.1內(nèi)呼信號(hào)的登記于消除</p&g

97、t;<p>　　內(nèi)呼信號(hào)由轎廂內(nèi)的選層按鈕產(chǎn)生，內(nèi)呼信號(hào)被登記后，要由程序完成保持，直至電梯到達(dá)內(nèi)選確定的樓層并發(fā)出了開門信號(hào)指示信號(hào)才被消除。程序如圖5-2所示。</p><p>　　圖5-2外呼信號(hào)的登記與消除</p><p>　　5.3.2外呼信號(hào)的登記于消除</p><p>　　只要某一層有外呼信號(hào)，那么該呼梯信號(hào)就需要被鎖定。當(dāng)電梯運(yùn)行方向與

98、呼梯方向相同，那么就需要響應(yīng)該信號(hào)；如果電梯的運(yùn)行方向與呼梯信號(hào)方向相反，那么就需要等待電梯轎廂運(yùn)行回來(lái)后再響應(yīng)該呼梯信號(hào)，響應(yīng)的標(biāo)識(shí)為達(dá)到該樓層電梯停止運(yùn)行并打開轎廂門。梯形圖程序如圖5-3所示。</p><p>　　圖5-3內(nèi)呼信號(hào)的登記與消除</p><p>　　5.3.3樓層的登記與消除</p><p>　　電梯要判斷當(dāng)前所在樓層，則首先讀取要到達(dá)樓層的平層

99、開關(guān)狀態(tài)，若滿足要求，則說(shuō)明電梯已在該層或者已經(jīng)通過(guò)該層；其次，判斷電梯是否也通過(guò)了當(dāng)前樓層的上一層或者下一層，若平層開關(guān)判斷為否，則確定，此時(shí)電梯正在當(dāng)前樓層。程序如圖5-4所示。</p><p>　　圖5-4樓層的登記與消除</p><p>　　5.3.4停層信號(hào)的登記與消除</p><p>　　為判斷電梯是否要在某層停車，首先要判斷某一樓層的上下行信息，是否要

100、到達(dá)該樓層，若樓層的上下行信息與電梯定向方向相同，則給出停層登記，否則沒有停層登記。內(nèi)呼信號(hào)樓層必進(jìn)行停層登記。停層登記信號(hào)在當(dāng)關(guān)門到位后消除，程序如圖5-5所示。</p><p>　　圖5-5 停層信號(hào)的登記與消除</p><p><b>　　5.3.5電梯制動(dòng)</b></p><p>　　某一樓層停層信號(hào)登記后，在該層平層開關(guān)接通后即發(fā)出制

101、動(dòng)信號(hào)，并一直保持，直到該層的停層信號(hào)消除。程序如圖5-6所示。</p><p><b>　　圖5-6電梯制動(dòng)</b></p><p><b>　　5.3.6開門環(huán)節(jié)</b></p><p>　　1、電梯制動(dòng)2S后按下開門按鈕電梯開門</p><p>　　2、若沒有按開門按鈕，電梯制動(dòng)后4S自動(dòng)開門

102、</p><p>　　3、當(dāng)開門限位開關(guān)接通，開門驅(qū)動(dòng)停止</p><p>　　4、按下關(guān)門按鈕，開門驅(qū)動(dòng)停止。</p><p>　　5、當(dāng)電梯在一樓或者在7樓停車待客時(shí)按下外呼按鈕電梯即開門。程序如圖5-7所示。</p><p>　　圖5-7電梯開門環(huán)節(jié)</p><p><b>　　5.3.7關(guān)門環(huán)節(jié)<

103、;/b></p><p>　　1、轎廂內(nèi)按下手動(dòng)關(guān)門按鈕，電梯開門。</p><p>　　2、開門到位10S后自動(dòng)關(guān)門。</p><p>　　3、關(guān)門限位開關(guān)接通后，關(guān)門驅(qū)動(dòng)停止。</p><p>　　4、按下開門按鈕，關(guān)門驅(qū)動(dòng)停止。程序如圖5-8所示。</p><p>　　圖5-8電梯關(guān)門環(huán)節(jié)</p>

104、;<p>　　5.3.8電梯運(yùn)行方向控制</p><p>　　電梯運(yùn)行前，首先要判斷運(yùn)行趨勢(shì)，即下一步轎廂是要向上運(yùn)行還是向下運(yùn)行。確定好運(yùn)行趨勢(shì)即顯示運(yùn)行方向，并控制曳引電機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)以控制電梯的上行與下行。</p><p>　　1）定上行。任何高于電梯當(dāng)前所在樓層的呼梯信號(hào)將使得電梯有上行趨勢(shì)。當(dāng)電梯制動(dòng)信號(hào)消除，且關(guān)門到位后，確定了上行趨勢(shì)，電梯將接通上行驅(qū)動(dòng)，直到產(chǎn)生制

105、動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)停止。程序如圖5-9所示。</p><p>　　圖5-9定上行及上行驅(qū)動(dòng)</p><p>　　2）定下行。任何低于電梯當(dāng)前所在樓層的呼梯信號(hào)將使得電梯有向下的運(yùn)行趨勢(shì)。確定下行趨勢(shì)，制動(dòng)信號(hào)消除以及關(guān)門到位后，電梯接通下行驅(qū)動(dòng)，直到產(chǎn)生制動(dòng)信號(hào)，下行驅(qū)動(dòng)停止。其程序如圖5-10所示。</p><p>　　圖5-10定下行及下行驅(qū)動(dòng)</p>

106、<p>　?。ㄗⅲ和暾绦蚰K見附件1）</p><p>　　5.4系統(tǒng)外部接線圖</p><p>　　系統(tǒng)外部接線圖見附件2</p><p><b>　　6 總結(jié)</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是帶有研究性質(zhì)的專題研究分析、設(shè)計(jì)報(bào)告，是完成教學(xué)任務(wù)、培養(yǎng)合格人才的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。它能夠有效提高

107、學(xué)生獨(dú)立思考能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)，提高學(xué)生利用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，促進(jìn)學(xué)生建立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。通過(guò)運(yùn)用西門子PLCS7-200系列的產(chǎn)品CPU226對(duì)八層電梯的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，我了解了PLC的工作原理，并掌握了西門子S7-200系列PLC的應(yīng)用。同時(shí)也對(duì)平常很熟悉的電梯的工作原理有了更為深入的了解。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我遇到過(guò)不少的問題，這些問題讓我學(xué)會(huì)了更加高效地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書館、以及問老師以及同學(xué)等多種不同的途徑來(lái)獲

108、取自己所需要的信息。對(duì)自己理論聯(lián)系實(shí)際的能力的提高有很大幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 廖常初. PLC編程及應(yīng)用.第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[2] 王曙光，魏秋月，張高記. S7-200PLC應(yīng)用基礎(chǔ)與實(shí)例.北京：人民郵電出版社，2007.</p>

109、;<p>　　[3] 常斗南.PLC運(yùn)動(dòng)控制實(shí)例及解析（西門子）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[4] 程安宇，趙蘭濤倪紅霞，等.快速學(xué)通西門子PLCS7-200/300.北京：人民郵電出版社，</p><p>　　2011. </p><p>　　[5] 李全利。PLC運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)踐（西門子）.

110、北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[6] 張麗珂，李冰，葛亞明.S7系列PLC基礎(chǔ)教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[7] 秦曾煌.電工學(xué).北京：高等教育出版社，2004.</p><p>　　[8] 陳佳龍. 基于PLC的八層電梯模型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論 </p><p&

111、gt;　　文，2010. </p><p>　　[9] Siemens AG.SIMATIC S7-200 Programmable Controller System Manual.2004.</p><p>　　[10] SIEMENS AG. SIMATIC MicroComputing User Manual.2000.</p><p&g

112、t;　　[11] SIEMENS AG.SIMATIC NET CP 243-2 AS Interface Master Manual.1999.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本課題是在指導(dǎo)老師xx老師的嚴(yán)格要求和耐心指導(dǎo)下完成的。在十六周的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，xx老師給了我悉心指導(dǎo)和熱心關(guān)懷。xx老師平易近人的性格、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和實(shí)

113、事求是的科學(xué)作風(fēng)，使我受益匪淺。在論文即將完成之際，謹(jǐn)向尊敬的xx老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。</p><p>　　同時(shí)也感謝測(cè)控專業(yè)的王同學(xué)，他對(duì)PLC比較熟悉，編程學(xué)得也很好，對(duì)我在PLC的自學(xué)中給了很大的幫助，幫助我解決了在學(xué)習(xí)中遇到的各種疑問。此外在硬件選型方面，班里的一些同學(xué)也給了我很大幫助，為我提供了一些硬件如變頻器的參數(shù)信息，大大地加快了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度，在此向他們表示衷心的感謝。</p&