畢業(yè)設(shè)計（論文）用S7300PLC設(shè)計一個四層電梯的項目

1、用s7-300plc設(shè)計一個四層電梯的項目 摘要： 電梯作為現(xiàn)代智能建筑內(nèi)的代步工具，越來越顯示出它的重要作用，為了適應(yīng)電梯的迅速發(fā)展。由plc控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制已成為發(fā)展定局plc是集計算機(jī)控制、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動控制裝置。它的編程軟件采用易學(xué)易懂的梯形圖語言，控制靈方便，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。本次設(shè)計介紹了利用西門子s7-300可編程控制器編寫的一個四層電梯的控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：電梯,plc, 繼電器abstract：the elevator took in the modern intelligence construction rides instead o

2、f walking the tool. more and more demonstrates its vital role, in order to adapt the elevator rapid development. replaces the tradition black-white control by the plc control to become the development to settle plc is the collection computer control, the automatic control technology, the communicati

3、on is a body new automatic control device. its programming software uses easily to study the easy to understand trapezoidal chart language! the control works conveniently, anti jamming ability, the movement stable is reliable。the control system of the four-layer elevator is compiled with $7-300 plc。

4、keyword： elvator, plc, rela0緒論隨著變頻技術(shù)和plc控制技術(shù)的發(fā)展，自動化應(yīng)用也越來越多，由于一些行業(yè)的要求或是由于工作和場地的特殊情況，電氣控制部分一般都很簡單，多數(shù)采用人工手動控制或采用繼電器控制方式。這些升降機(jī)械存在一些明顯的問題，如啟動停止和運(yùn)行不平穩(wěn)，升降運(yùn)動過程動作不可靠，自動化程度不高，故障率較高，設(shè)備能耗高，無法應(yīng)急運(yùn)行，存在安全隱患等等?；谶@些問題使得這些升降機(jī)械很難在生產(chǎn)生活中發(fā)揮高效率的作用，同時也使得國內(nèi)這些生產(chǎn)的升降機(jī)械無法與進(jìn)口的自動化生產(chǎn)線配套使用，也無法根據(jù)實際的生產(chǎn)需要轉(zhuǎn)換和調(diào)整升降機(jī)械的動作方式和工作順序。電梯作為現(xiàn)代智能建筑內(nèi)

5、的代步工具，越來越顯示出它的重要作用。為了適應(yīng)電梯的迅速發(fā)展，由plc控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制已成為發(fā)展定局。plc是集計算機(jī)控制、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動控制裝置。它的編程軟件采用易學(xué)易懂的梯形圖語言!控制靈方便，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。本次項目用s7-300plc設(shè)計一個四層電梯。由于本人水平有限，本設(shè)計中難免有不當(dāng)和錯誤之處，以及與真實電梯存在一定的差距，懇請各位老師批評指正。1本程序的設(shè)計思路先把轎廂所在樓層號傳送到一個通道中，再把呼梯樓層號傳送到另一個通道中，然后將這兩個通道的內(nèi)容進(jìn)行比較。若呼梯樓號大于轎廂所在樓號則電梯上行( 若呼梯樓號小于轎廂所在樓號則電梯下行；

6、若兩樓號的內(nèi)容相等則電梯停在該樓層)。對于電梯的這種控制方式是本例程序設(shè)計的主線，為了實現(xiàn)電梯順向優(yōu)先執(zhí)行的功能，即當(dāng)電梯在上行過程中有多個呼梯信號發(fā)出時，先接送轎廂所在樓層以上的乘客，直到轎廂以上樓層無呼梯信號或轎廂已到達(dá)建筑物頂層時，電梯才會往下行駛；當(dāng)電梯在下行過程中有多個呼梯信號發(fā)出時，先接送轎廂所在樓層以下的乘客，直到轎廂以下樓層無呼梯信號或轎廂已到達(dá)建筑物底層時，電梯才會往上行駛；本例各樓層的指示燈一經(jīng)點(diǎn)亮，就將本樓層號碼實時傳送到同一個通道中。 但由于plc是至上而下掃描程序的，而且通道內(nèi)的數(shù)據(jù)隨著程序讀取的進(jìn)度在不斷的改變，因此在所有點(diǎn)亮的指示燈中，只有最靠近程序末尾的指示燈傳

7、送的樓層號，才能最后保持在通道內(nèi)并傳送到輸出，直到電梯到達(dá)該樓層熄滅指示燈后，通道內(nèi)的數(shù)據(jù)才可能在輸出時發(fā)生改變。這樣就確保了plc在讀取呼梯信號時，始終按照程序段的排列順序來讀取。2s7-300plc 的介紹可編程序控制器是二進(jìn)制邏輯運(yùn)算為主的、專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的控制器，后來發(fā)展成為具有各種接口，且通訊功能和 軟件能日趨完善的工業(yè)控制器。為與個人計算機(jī)區(qū)分，可編程序控制器一般簡稱為plc(programmable logical controller)。plc與單片機(jī)等計算機(jī)控制系統(tǒng)相比，具有以下特點(diǎn)：全系統(tǒng)采用模板化標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；針對生產(chǎn)過程的系列化i/o接口模板，能適用于各種電壓等級，

8、越來越豐富的智能接口模板；模塊化軟件和面對普通電氣人員的梯形圖編程語言；系列化產(chǎn)品形成，同系列不同型號間聯(lián)網(wǎng)容易；適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，安裝維護(hù)容易；可靠性高，故障率低；系統(tǒng)組成靈活，易擴(kuò)充，易更新；便于在線調(diào)試修改。 simatic s7-300是一種通用型的plc能適合自動化工程中的各種應(yīng)用場合，尤其是在生產(chǎn)制造工程中的應(yīng)用。模塊化、無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、易于實現(xiàn)分布式的配置以及易掌握等特點(diǎn)，使得s7-300在各種工業(yè)領(lǐng)域中實施各種控制任務(wù)時，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實際的一種解決方法。2.1 基本組成 s7-300（如圖2-2-1所示），由多種模塊部件組成，包括導(dǎo)軌（rack）、電源模塊（ps）、cpu模塊、

9、接口模塊（im）、輸入/輸出模塊（sm）。各種模塊能以不同方式結(jié)合在一起，從而可控制系統(tǒng)設(shè)計更加靈活，滿足不同的應(yīng)用需求。 圖2-2-1 s7-300plc基本結(jié)構(gòu)(1) cpu模塊 cpu是plc系統(tǒng)的運(yùn)算控制核心。它根據(jù)系統(tǒng)程序的要求完成任務(wù)：接受并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)，接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，診斷plc內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤，完成用戶程序規(guī)定的運(yùn)算任務(wù)，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，實現(xiàn)輸出控制或數(shù)據(jù)通信等功能。s7-300的cpu有20種不同的型號，各款都有非常詳盡的性能數(shù)據(jù)表，其中值得關(guān)注的cpu性能有以下5個方面：i/o擴(kuò)展能力；指令執(zhí)行速度；工作

10、內(nèi)存容量；通信能力；cpu上的集成功能。cpu 313c-2dp，本例所用的緊湊型cpu，帶集成的數(shù)字量輸入和輸出以及profibus dp主站/從站接口。操作時也必須用mmc卡擴(kuò)充裝載存儲器。(2) 電源模塊（ps）電源模塊是構(gòu)成plc控制系統(tǒng)的重要組成部分。正對不同系列地cpu，西門子有匹配的電源模塊與之對應(yīng)，用于對plc內(nèi)部電路和外部負(fù)載供電。有多種s7-300電源的模塊可為可編程控制器供電,也可以向需要24v直流的傳感器/執(zhí)行器供電,比如ps 305、ps 307。ps 305電源模塊是直流供電，ps 307電源模塊是交流供電。(3) 輸入/輸出模塊（sm）信號模塊（sm）也叫輸入/輸

11、出模塊，是 cpu模塊與現(xiàn)場輸入/輸出原件和設(shè)備連接得橋梁，用戶可根據(jù)現(xiàn)場輸入/輸出設(shè)備選擇各種用途的i/o模塊。信號模塊包含了數(shù)字量模塊和模擬量模塊。 s7-300的輸入/輸出模塊外部連線在插入式的前連接器的端子上，前連接器 插在前蓋后面的凹槽內(nèi)。無須斷開前連接器上的外部連線，可以迅速的更換模塊。信號模塊面板上的led用來顯示各數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)的信號狀態(tài)，模塊安裝在din標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上，通過總線連接器與相鄰的模塊連接。2.2 數(shù)字量模塊和模擬量模塊（1）s7-300有多種型號的數(shù)字量i/o模塊供選擇。本例主要介紹數(shù)字量模塊i/o sm323。sm323模塊有兩種類型：一種是帶有8個共地輸入端和

12、8個共地輸出端；另一種是帶有16個共地輸入端和16個共地輸出端。兩種特性相同。i/o額定負(fù)載電壓24vdc，輸入電壓“1”信號電平為1130v,“0”信號電平為-3+5v,i/o通過光耦與背板總線隔離。在額定輸入電壓下，輸入延遲為1.24.8ms。輸出具有電子短路保護(hù)功能（2）s7-300模擬量輸入模塊的輸入測量范圍很寬，它可以直接輸入電壓、電流、電阻、熱電偶等信號，而s7-300模擬量輸出模塊可以輸出010v、115v、-1010v、020ma、420ma、-2020ma 等模擬信號。以下簡單介紹模擬量i/o模塊sm334。模擬量i/o模塊sm334有兩種規(guī)格：一種是4模擬量輸入/2模擬量輸

13、出，其輸入、輸出精度為8位；另一種也是有4模擬量輸入/2模擬量輸出，其輸入/輸出精度為12位。sm334模塊輸入測量范圍為010v或020ma，輸出范圍為010v或020ma。它的i/o測量范圍的選擇是通過恰當(dāng)?shù)慕泳€而不是通過組態(tài)軟件編程設(shè)計的。與其他模擬量模塊不同，sm334沒有負(fù)的測量范圍，且精度較低。sm33的通道地址（如圖2-2-2所示）。通道地址輸入通道0模塊的起始輸入通道1模塊的起始+2b的地址偏移量輸入通道2模塊的起始+4b的地址偏移量輸入通道3模塊的起始+6b的地址偏移量輸出通道0模塊的起始輸出通道1模塊的起始+2b的地址偏移量圖2-2-2 sm334 的通道地址 2.3 fm

14、(功能模塊)、通信處理器模塊（cp）以及通訊接口（1）功能模塊主要用于對實時性和存儲容量要求較高的控制任務(wù)，例如計算器模塊、伺服電動機(jī)定位模塊、高速計算器、閉環(huán)控制模塊、電子凸輪控制器模塊、工業(yè)表示系統(tǒng)的接口模塊、稱重模塊、位置輸入模塊、超聲波位置解碼器等。（2）s7-300系列plc有多種用途的通信處理器模塊，如 cp340、cp 342-5 dp、cp 342-fms等，其中既有為裝置進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信設(shè)計的 模塊，也有為plc上網(wǎng)到西門子的低速現(xiàn)場總線 sinec l2 和高速 sinec hi 網(wǎng)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)接口模塊。（3）cpu模塊上有以下3種通訊接口：mpi接口。多點(diǎn)接口mpi(mult

15、ipoint interface)是用于連接cpu和pg/op的接口或用于mpi子網(wǎng)中的通訊接口。profibus-dp接口。profibus-dp接口主要用于連接分布式i/o。profibus-dp用于創(chuàng)建大型擴(kuò)展子網(wǎng)。例如， profibus-dp接口既可組態(tài)為主站，也可組態(tài)為從站。ptp接口?？稍赾pu上使用ptp（點(diǎn)帶點(diǎn)）接口，來連接外部設(shè)備至串口，如條形媽閱讀器、打印機(jī)等。在cpu ptp的接口中安裝有以下通信驅(qū)動程序，其報文格式是公開的：ascii驅(qū)動；協(xié)議；只適用于cpu 314c-2。 2.4 plc的工作過程plc有比計算機(jī)更強(qiáng)的工業(yè)過程接口，可視為一種特殊的工業(yè)控制計算機(jī)。

16、但編程語言和工作原理于計算機(jī)相比有一定的差別，于繼電器控制邏輯的工作過程也有很大的差別plc的工作過程一般可分為3個主要階段：輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，如圖2-2-3所示。 圖2-2-3 plc的工作過程輸入采樣階段。plc以掃描工作方式，按順序?qū)⑺行盘栕x入到寄存輸入狀態(tài)的輸入映像區(qū)中存儲，這一過程稱為采樣。在整個工作周期內(nèi)，這個采樣結(jié)果的內(nèi)容不會改變，而且這個采樣結(jié)果將在plc執(zhí)行時被使用。程序執(zhí)行階段。plc按順序進(jìn)行掃描，及從上到下、從左到右地掃描每條指令并分別從輸入映像區(qū)和輸出映像區(qū)中獲得所需地數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、處理，再將程序執(zhí)行結(jié)果寫入寄存執(zhí)行結(jié)果的輸出映像區(qū)中保存。這

17、個結(jié)果在程序執(zhí)行期間可能發(fā)生變化，但在整個程序未執(zhí)行完畢之前不會到輸出端口。輸出刷新階段。在執(zhí)行完用戶所有程序后，plc將輸出映像區(qū)中的內(nèi)容送到寄存輸出狀態(tài)的輸出鎖存器，再去驅(qū)動用戶設(shè)備。plc重復(fù)執(zhí)行上述三個階段，每重復(fù)一次的時間稱為一個掃描周期。plc在一個工作周期中，輸入采樣和輸出刷新的時間一般為毫秒級，而程序執(zhí)行時間因程序的長度不同而不同。plc投入運(yùn)行后，重復(fù)完成以上3個階段工作，即采用循環(huán)掃描工作過程。plc工作主要特點(diǎn)是輸入/輸出采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新的“串行”工作方式，這樣既可以避免繼電器、接觸器控制系統(tǒng)中的觸電競爭和時序混亂，又可提高plc的運(yùn)算速度，這是plc系統(tǒng)可靠性高

18、、響應(yīng)快的原因。但是也導(dǎo)致對輸入在時間上的滯后。 2.5編程語言plc的主要應(yīng)用場合是工業(yè)控制過程，主要使用對象是工程技術(shù)人員。因此，plc的編程語言要滿足易于調(diào)試兩方面的要求?？刂乒こ碳夹g(shù)人員熟悉控制線路圖，而plc的圖形化指令結(jié)構(gòu)很適合工程技術(shù)人員使用。plc通常以內(nèi)部數(shù)據(jù)儲存器單元作為變量，以一些具體參數(shù)或具體單元的地址作為常數(shù)，所以有明確的變量和常數(shù)。plc的程序結(jié)構(gòu)為典型的塊式結(jié)構(gòu)，應(yīng)用軟件的形成只需要編輯這個過程，其余由系統(tǒng)軟件自動完成。利用編程器的按鍵、顯示和內(nèi)部編輯、監(jiān)控等軟件的支持，可使plc程序的調(diào)試變的容易。因此，一般plc編程語言的主要特點(diǎn)有：圖形化指令結(jié)構(gòu)；明確的變量

19、和常數(shù)；簡化的程序結(jié)構(gòu)；應(yīng)用軟件形成過程簡便；程序調(diào)試容易等。step 7 的標(biāo)準(zhǔn)軟件包支持3種語言：梯形圖編程語言 lad(ladder logic programming language);語句表編程語言 stl(statement list programming language );功能圖編程語言 fbd(function block diagram programming language)梯形圖（lad）梯形圖語言采用的圖形與實際繼電接觸器控制系統(tǒng)的梯形圖（控制線路圖）相似，具有很強(qiáng)的直觀性和形象感。簡單的plc邏輯控制、系統(tǒng)的梯形圖與有觸點(diǎn)的電氣原理圖的比較，其中圖3-2-4

20、所示電氣原理圖與plc梯形圖的比較，圖（a）是帶有自鎖觸點(diǎn)的線圈控制原理圖，圖（b）則是相應(yīng)的plc梯形圖。s1s2kki0.0q0.0i0.1q0.0（a）電氣原理圖（b）plc梯形圖圖3-3-4 電氣原理圖與plc梯圖形土22由圖可見，在電氣原路圖中，線圈k通電與否（數(shù)據(jù)邏輯通電為“1”，斷電為“0”）取決于開關(guān)s1、s2及觸點(diǎn)k的接通或斷開（邏輯關(guān)系）。要使線圈k通電（為“1”），必須使s1或k動作閉合（為“1”），且s2復(fù)位，其常閉觸點(diǎn)閉合（復(fù)位為“0”，但常閉觸點(diǎn)表示為邏輯非，即“0”的非為“1”，表示閉合）。在plc中，要使輸出端子q0.0的值輸出高電平，則內(nèi)部存儲單元i0.0儲存

21、的值應(yīng)為“1”或q0.0存儲的值為“1”，且i0.1儲存的值則應(yīng)為“0”，才能繼續(xù)保持q0.0的值為“1”。q0.0的值為“1”，則可以通過輸出接口輸出高電平，從而實現(xiàn)原理圖中需要硬件開關(guān)、觸點(diǎn)才能實現(xiàn)的控制功能。在plc梯形圖中，內(nèi)部存儲器單元也形象地稱為元件，但這是一個軟元件。實際上，一個元件的線圈或觸點(diǎn)是內(nèi)部存儲器單元中的一個位來儲存其狀態(tài)。儲存值為“1”，表示該元器件的線圈處于通電狀態(tài)，元件的常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。由于內(nèi)部存儲單元中的內(nèi)容可被無限次調(diào)用（讀?。虼嗽趐lc中“線圈元件”的“觸點(diǎn)個數(shù)”從理論上講有無窮多個。由次可見，plc梯形圖表示的邏輯控制，實際上是采用程序軟件

22、取代實際硬件的控制。plc梯形圖中元件和連接線中實際并沒有電流流過，編寫程序時必須清楚這一點(diǎn)，它僅代表“線圈元件”與各“觸點(diǎn)”間的邏輯關(guān)系。語言表(stl)plc的語句表語言采用助記符來表示，一般由操作碼和操作數(shù)組成。操作碼表示的是指令需要完成的操作功能，操作數(shù)為變量或常數(shù)。變量指數(shù)據(jù)存儲單元在plc工作時其存儲內(nèi)容是變化的?？勺鳛樽兞繉ぶ返膒lc元件（數(shù)據(jù)存儲器單元）主要有：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、專用輔助繼電器、定時/計數(shù)器、狀態(tài)寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。不同的plc作為變量的單元地址范圍通常也不同，但對于確定的機(jī)型，變量的地址范圍是有明確規(guī)定的。除了變量外，常數(shù)也是語句表語言中操作

23、數(shù)的主要形式之一。使用常數(shù)的場合主要有：算術(shù)運(yùn)算等指令需要進(jìn)行賦值時；需要通過兩個或以上參數(shù)才能確定指令的操作功能時。例如，對定時器或計數(shù)器的設(shè)定，第一個操作數(shù)選擇變量（定時器或計數(shù)器單元）的地址，第二個操作數(shù)確定定時/計數(shù)器的定時/記數(shù)值。有些plc對某些特定操作功能采用 專門的子程序來實現(xiàn)，著些子程序則以編號的形式存放在plc的系統(tǒng)程序中。此時，操作數(shù)除了指定完成操作所需要的參數(shù)外，還用來指定具體調(diào)用的子程序的編號。功能圖（fbd） 功能圖語言類似數(shù)字電路里的邏輯功能圖；指令是不同的功能盒，根據(jù)一定的邏輯關(guān)系連接功能盒，實現(xiàn)一定的控制功能。圖3-3-4中的梯形圖程序?qū)?yīng)的fbd的程序如圖3

24、-3-5所示。梯形圖和功能圖兩種語言都是圖形化的編程語言，容易理解、便于掌握、易于使用，但靈活性相對較差。圖3-3-5 功能圖語言2.6指令系統(tǒng)plc指令的常見類型1、plc指令的類型主要有：基本邏輯指令、定時/計數(shù)器指令、數(shù)值運(yùn)算指令、數(shù)據(jù)變換處理指令、程序控制指令以及其他功能指令等。 （1）基本邏輯指令?；具壿嬛噶钍莗lc最基本的指令，用來完成對繼電器邏輯變量的布爾運(yùn)算。主要的基本邏輯指令有：裝入指令（又稱“取”指令、連接指令、輸入指令）、賦值指令（又稱輸出指令）、邏輯與指令（又稱觸點(diǎn)串聯(lián)指令）、邏輯或指令（又稱觸點(diǎn)并聯(lián)指令）、復(fù)位置位指令、脈沖指令等。裝入指令（“取”指令）用于一段程序

25、的開始，表示將某一單元的內(nèi)容取出來準(zhǔn)備用于運(yùn)算操作；賦值指令是將一段程序的計算結(jié)果賦值給某一數(shù)據(jù)儲存單元的操作指令，在梯形圖中相當(dāng)于是一個線圈通電或斷電的輸出，所以又稱為輸指令；（2）定時器指令。step 7 定時器指令相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中時間繼電器的功能。step 7 定時器指令較為豐富，共有5種不同的定時器指令。脈沖定時器（sp）；擴(kuò)展脈沖定時器（se）；開通延時定時器（sd）；保持型開通延時定時器（ss）；關(guān)斷延時定時器（sf）。（3）數(shù)據(jù)裝載和傳送指令（move）。使用賦值指令能夠為變量指定特定值。允許輸入en端的狀態(tài)為“1”時啟動賦值指令，plc將執(zhí)行move指令，即將in端指定的

26、數(shù)值送到out輸出端指定的目的地地址中。en和eno有相同的信號狀態(tài)。使用move指令可以傳送直接數(shù)，也可以將某個地址中存儲的數(shù)據(jù)傳遞到指定的目的地地址。（4）移位指令和循環(huán)指令。a、setp 7 移位指令能夠?qū)⒗奂悠?低字的內(nèi)容或整個累加器的內(nèi)容逐位向左或向右移動。移動位數(shù)由輸入值n決定?？墒褂玫囊莆恢噶钣校鹤肿笠浦噶顂hlw；字右移指令shrrw；雙字左移指令shldw；雙字右移指令shrdw；整數(shù)右移指令shri；雙整數(shù)右移指令shrdi。b、循環(huán)指令能夠?qū)⒗奂悠?整個內(nèi)容逐位向左或向右循環(huán)移動位。可使用的循環(huán)指令有：雙字左循環(huán)指令roldw；雙字右循環(huán)指令rordw。（5）控制轉(zhuǎn)移指令

27、。使用邏輯控制指令能夠有條件或無條件地轉(zhuǎn)移至某一標(biāo)號。控制轉(zhuǎn)移指令沒有參數(shù)，只有一個地址標(biāo)號。（6）比較指令。setp 7 提供了豐富的比較指令，可以對下列數(shù)值進(jìn)行比較：兩個整數(shù)的比較；兩個雙整數(shù)的比較；兩個實數(shù)的比較。比較指令觸發(fā)比較操作，在程序中可以像用節(jié)點(diǎn)指令一樣使用比較指令，即比較指令可以放在所有結(jié)節(jié)點(diǎn)指令可以放的位置。比較指令對in1和in2兩個進(jìn)行比較，如果比較結(jié)果是真則比較邏輯運(yùn)算結(jié)果為“1”，反之則為“0”。如果比較指令使用在串聯(lián)中，則比較結(jié)果根據(jù)“與”關(guān)系和邏輯位相組合；如果比較指令使用在并聯(lián)中，則比較結(jié)果根據(jù)“或”關(guān)系和邏輯位相組合。（7）算術(shù)運(yùn)算指令。plc數(shù)值運(yùn)算的基本

28、指令是四則運(yùn)算指令。操作功能為：對兩個操作書實施運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果存放到另一個操作數(shù)指令的單元。加、減、乘、除運(yùn)算由操作碼指定。通常加減法指令的三個操作數(shù)的字長相同；而乘法指令中結(jié)果操作數(shù)的字長一般需要增加一倍。例如，參加運(yùn)算的操作數(shù)為單字節(jié)數(shù)時，運(yùn)算結(jié)果則為雙字節(jié)數(shù)，占用兩個相鄰的數(shù)據(jù)寄存器。（8）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令。轉(zhuǎn)換指令是將一種格式的整數(shù)轉(zhuǎn)化為另一種格式進(jìn)行存儲。例如，想讓一個整數(shù)數(shù)據(jù)跟一個實數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，首先需要將它們的格式統(tǒng)一成實數(shù)才能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算。有時候?qū)崝?shù)也需要進(jìn)行取整運(yùn)算。s7指令系統(tǒng)就提供各種轉(zhuǎn)換指令。（9）字邏輯指令。字邏輯指令按照布爾邏輯將成對的字（16）位和雙字（32）位逐位

29、進(jìn)行比較。下列指令用于執(zhí)行字邏輯指令：字與字相“與”指令wandw；雙字與雙字相“與”指令wanddw；字與字相“或”指令worw；雙字與雙字相“或”指令wordw；字與字相“異或”指令wxorw；雙字與雙字相“異或”指令wxordw。（10）計數(shù)器指令。計數(shù)器是plc提供的一個基本功能，s7系列plc的cpu中有專門的計數(shù)存儲區(qū)，計數(shù)器存儲區(qū)的大小由cpu型號決定。每個計數(shù)器有一個16位的字和一個二進(jìn)制的位，計數(shù)器的字用來存放它的當(dāng)前值，計數(shù)器觸點(diǎn)的狀態(tài)由它的位的狀態(tài)決定。計數(shù)器指令包括計數(shù)器線圈指令和計數(shù)器方框指令，可實現(xiàn)相同的功能。計數(shù)器線圈指令包括以下3條：計數(shù)器置初值指令（sc）；加

30、法計數(shù)器線圈指令（cu）；減法計數(shù)器線圈指令（cd）。 3 硬件部分電路設(shè)計3.1 硬件電路設(shè)計硬件電路是系統(tǒng)用于驅(qū)動外部設(shè)備執(zhí)行工作的部分，它可分為主電路和輔助電路，主電路（見圖3-3-1）采用380 伏的三相電源!經(jīng)交流接觸器、熱繼電器等常用低壓電器直接驅(qū)動三相電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。輔助電路以plc器件為主!結(jié)合開關(guān)按鈕等用于控制主電路中各接觸器、繼電器的通斷，從而控制主電路的運(yùn)行狀態(tài)。 它采用交流220 伏和直流24伏兩路電源供電，其中24伏電源聯(lián)結(jié)按鈕和開關(guān)，可以確保乘客的操作安全。 圖3-3-1 電梯主電路 3.2 主電路的設(shè)計電梯的運(yùn)行狀態(tài)有四種：開門和關(guān)門，上升和下降。 開門和關(guān)門可由一臺

31、開門電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)!電機(jī)正轉(zhuǎn)時電梯開門，電機(jī)反轉(zhuǎn)時電梯關(guān)門。門開到位或門關(guān)緊時壓下行程開關(guān)qs5或qs6以切斷電源，使開門電機(jī)停轉(zhuǎn)。電梯上升和電梯下降也可由一臺升降電機(jī)來實現(xiàn)!電機(jī)正轉(zhuǎn)時電梯上升!反轉(zhuǎn)時電梯下降!并在每層樓中設(shè)有雙向行程開關(guān)qs1qs4，電梯每到達(dá)一個樓層時，壓下該樓層的平層開關(guān)，從而切斷升降電機(jī)的電源使電梯停轉(zhuǎn)。電梯就停在該樓層，為了防止電機(jī)長期過載運(yùn)行或缺相運(yùn)行，而發(fā)熱以至燒壞，在主電路中設(shè)有熱繼電器加以保護(hù)。同時設(shè)有熔斷器加以短路保護(hù)，一旦電機(jī)發(fā)生短路或過載運(yùn)行和缺相運(yùn)行，這些電器就會動作!從而及時切斷電源。此外，在三相電源的入端設(shè)有組合開關(guān)qs1，在主電路出現(xiàn)故障時

32、，可以切斷并隔離電源!給檢修帶來安全和方便。硬件電路的主電路圖如圖3-3-1所示，與之對應(yīng)的電器布局圖如圖3-3-2所示。 圖3-3-2 主電路電器布局4輔助電路的設(shè)計4.1 確定輸入輸出電路電梯的運(yùn)行狀態(tài)由內(nèi)選信號、呼梯信號、行車方向，行車樓層位置綜合plc內(nèi)部程序控制規(guī)律決定。其中內(nèi)選信號即轎廂內(nèi)的召喚指示燈的狀態(tài)（由召喚按鈕是否按下過來決定），呼梯信號即各樓層的上、下行指示燈的狀態(tài)（由上、下行按鈕是否按下過來決定）， 行車方向即升降電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)的狀態(tài)（由交流接觸器km1、km2的通斷狀態(tài)來決定），行車樓層位置由各樓行限位開關(guān)是否壓下來決定，整座電梯的外部結(jié)構(gòu)如圖4-4-1所示 圖4-4

33、-1 電梯外部結(jié)構(gòu)圖4-4-1 電梯的外部結(jié)構(gòu)4.2輸入和輸出點(diǎn)資源的分配表和plc硬件配置表。表格4-4-2 電梯輸入輸出點(diǎn)的資源分配序號輸入信號名稱地址序號輸出信號名稱地址1一樓上呼梯按鈕sb1i0.01一樓上呼記憶燈hl1q0.02二樓上呼梯按鈕sb2i0.12二樓上呼記憶燈hl2q0.13二樓下呼梯按鈕sb3i0.23二樓下呼記憶燈hl3q0.24三樓上呼梯按鈕sb4i0.34三樓上呼記憶燈hl4q0.35三樓下呼梯按鈕sb5i0.45三樓下呼記憶燈hl5q0.46四樓下呼梯按鈕sb6i0.56四樓下呼記憶燈hl6q0.57一層限位開關(guān)sb7i1.07一樓停層指示燈去hl7q1.08二

34、層限位開關(guān)sb8i1.18二樓停層指示燈去hl8q1.19三層限位開關(guān)sb9i1.29三樓停層指示燈去hl9q1.210四層限位開關(guān)sb10i1.310四樓停層指示燈去hl10q1.311一樓內(nèi)選按鈕sb11i1.411一樓內(nèi)選指示燈hl11q1.412二樓內(nèi)選按鈕sb12i1.512二樓內(nèi)選指示燈hl12q1.513三樓內(nèi)選按鈕sb13i1.613三樓內(nèi)選指示燈hl13q1.614四樓內(nèi)選按鈕sb14i1.714四樓內(nèi)選指示燈hl14q1.715電梯開門按鈕sb15i0.615電梯開門指示燈hl15q0.616電梯關(guān)門按鈕sb16i0.716電梯關(guān)門指示燈hl16q0.717電梯開門到位開關(guān)

35、sb17i2.017電梯上行指示燈hl17q2.o18電梯關(guān)門到位開關(guān)sb18i2.118電梯下行指示燈hl18q2.1表格4-4-3四層電梯plc硬件配置表序號名稱型號說明數(shù)量1cpucpu313-2dp12電源模塊ps30713開關(guān)量輸入模塊sm32114開關(guān)量輸出模塊sm32215程序的設(shè)計5.1 本設(shè)計要達(dá)到的具體目的和控制要求（1）上下行選擇由上電梯的人選擇信號決定，順向優(yōu)先執(zhí)行；（2）行車途中如遇呼梯信號時，順向截車反向不截車；（3）選擇信號（呼梯信號具有記憶功能）執(zhí)行后清除；（4）內(nèi)選信號（呼梯信號）行車方向行車樓層位置均有信號指示燈；（5）停層時自動開門,若本層有順向呼梯也開門

36、；（6）停站結(jié)束時間到自動關(guān)門,也可以手動提前關(guān)門,關(guān)門后自動行車;（7）無選擇信號時不能自動開門；（8）行車時不能手動開門或本層呼梯開門不能行車；5.2 本次四層電梯的梯形圖5-5-2 電梯plc梯形圖 5.3 本程序的目標(biāo)針對上述控制要求,先把轎廂所在樓層號傳送到一個通道中，再把呼梯樓層號傳送到另一個通道中，然后將這兩個通道的內(nèi)容進(jìn)行比較。若呼梯樓號大于轎廂所在樓號則電梯上行( 若呼梯樓號小于轎廂所在樓號則電梯下行(若兩樓號的內(nèi)容相等則電梯停在該樓層。為了實現(xiàn)電梯順向優(yōu)先執(zhí)行的功能，即當(dāng)電梯在上行過程中有多個呼梯信號發(fā)出時，先接送轎廂所在樓層以上的乘客，直到轎廂以上樓層無呼梯信號或轎廂已到

37、達(dá)建筑物頂層時，電梯才會往下行駛；當(dāng)電梯在下行過程中有多個呼梯信號發(fā)出時，先接送轎廂所在樓層以下的乘客，直到轎廂以下樓層無呼梯信號或轎廂已到達(dá)建筑物底層時，電梯才會往上行駛。本例各樓層的指示燈一經(jīng)點(diǎn)亮，就將本樓層號碼實時傳送到同一個通道中。呼梯信號應(yīng)被接受記憶,當(dāng)電梯達(dá)到該樓層,且定向方向與目的地方向一致(基層和頂層除外),呼梯要求滿足,戶梯信號才被消除。6plc程序的調(diào)試 為了方便調(diào)試,用s7-300plc自帶的sm374模塊,進(jìn)行仿真調(diào)試。這必須要在硬件組態(tài)中添加一個16輸入/輸出的sm模塊，如sm 300di16/do16xdc24v/o,5a。因為本次程序的輸入/輸出點(diǎn)分別為18、18，超過了自帶模塊的范圍，可以先減少幾個輸入輸出點(diǎn)。所有的輸入點(diǎn)的狀態(tài)用自帶的sm374模塊的開關(guān)的撥動來表示，輸出點(diǎn)的狀態(tài)用sm374模塊的燈亮是否亮來表示。（1）按下二樓上行開關(guān)，二樓上行指示點(diǎn)亮電梯接通上行，松開一樓限位開關(guān)，電梯到達(dá)二樓壓下二樓限位開關(guān)，此時，電梯上行切斷并且熄滅二樓上行指示燈，轎廂開門，門開到位時壓下限位開關(guān)（以下簡稱“開到位”開關(guān)），轎廂停止開門乘客可