2008103016薛發(fā)炯(魯順昌)

/基于PLC的電梯控制系統(tǒng)概述當(dāng)?shù)谝慌_電梯出現(xiàn)在紐約后，它的發(fā)展始終和人類文明的進(jìn)程息息相關(guān)，為了滿足現(xiàn)代人們對電梯的要求不斷更新，電梯控制系統(tǒng)一直被人們不斷提升。進(jìn)入21世紀(jì),伴隨著科技的不斷發(fā)展以及城市現(xiàn)代化的不斷加快，電梯以其獨(dú)特的性能，已成為建筑中不可缺少的設(shè)備?，F(xiàn)代高層建筑中的寫字大樓、住房、大型貨輪、碼頭等都離不開電梯。在我國社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天電梯應(yīng)用數(shù)量逐年增長,城市化進(jìn)程更加加快,人們的生活水平的提高，電梯也越來越融入到我們的生活之中?，F(xiàn)如今，一個城市建筑的現(xiàn)代化程度與電梯的使用密不可分，電梯的自動化程度，也影響著高層建筑的設(shè)計.尤其是城市化的進(jìn)程加快,更多的人進(jìn)入城市,人們物質(zhì)生活水平不斷的提升，城市建設(shè)越來越塊，高層建筑的不斷出現(xiàn)，電梯在我們的日常生活里扮演著越來越重要的角色。所以對電梯的研究意義更加不言而喻。從電梯的出現(xiàn)到今天,電梯的改良就從來沒有廢止.而統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,近年來全國平均每年發(fā)生電梯事故４0起左右,特別是2０１1年以來電梯事故有上升趨勢.上世紀(jì)８0時代電梯開始進(jìn)入中國,按照２0年壽命計算,我國已進(jìn)入電梯老化期。而大量落后的電梯仍在超期服役。還有數(shù)據(jù)顯示,我國無論是電梯產(chǎn)量還是擁有量,高居全球榜首。目前我國正在運(yùn)行的電梯約16３萬臺,且每年以2０％左右的速度在增長,其中扶梯、客梯增長尤為迅速。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展現(xiàn)代電梯的可靠性和舒適感等都不斷的提升，電梯的正常運(yùn)行和安全使用都離不開專業(yè)的維修管理人員的管理。日常電梯的使用正是在他們的保養(yǎng)前提下完成的，他們必須對電梯運(yùn)行和保養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)要全面認(rèn)識和掌握。1電梯的發(fā)展概況1。１電梯的簡介電梯是一項復(fù)雜的機(jī)電組合，電梯的形式多種多樣，但是其最終主要運(yùn)用于高層建筑的人和貨物的運(yùn)送[１]。電梯的結(jié)構(gòu)示意如圖1.1—１所示1.2電梯結(jié)構(gòu)電梯的結(jié)構(gòu)包括四大空間和八大系統(tǒng)。四大空間由機(jī)房、井道、層站、構(gòu)成；八大系統(tǒng)由曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)組成［１］。圖1.1—１電梯結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖2ＰLC的結(jié)構(gòu)和工作原理２。1PLC的定義可編程控制器稱作可編程序邏輯控制器（ＰrogrammablｅLogicContrｏlｌｅr,簡稱PLC），是為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制電子設(shè)備，能夠在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)計數(shù)、算式等一系列的邏輯運(yùn)算，通過數(shù)／模輸入/出量控制工業(yè)生產(chǎn)中的各個過程，易于擴(kuò)展維護(hù)和升級。2。2PLC的特點(diǎn)★具有很高的可靠性和抗干擾能力現(xiàn)代大規(guī)模集成電路的采用和內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾計數(shù)，因此PLC的抗干擾和可靠性很高.★功能完善、擴(kuò)展性強(qiáng)、使用方便ＰLC從誕生到現(xiàn)在在硬件和軟件方面的不斷完善發(fā)展，已經(jīng)形成了很多規(guī)模系列產(chǎn)品，使其具備很強(qiáng)的信息處理能力，可以進(jìn)行定時、計數(shù)、A/Ｄ、D／A轉(zhuǎn)換使用多種場合。由于采用集成電路，ＰLC體積不大質(zhì)量輕，運(yùn)行時消耗的很低的能量［3］?！锞幊虒W(xué)習(xí)簡單、易于維護(hù)為了給工礦企業(yè)提供工業(yè)控制設(shè)備,PＬC應(yīng)運(yùn)而生.PＬC的編程語言不復(fù)雜、能夠很快的被使用人員理解,接口容易等特點(diǎn).由于軟件編程取代硬件接線實(shí)現(xiàn)控制功能,大大減少了安裝接線工作，而且采用梯形圖,與繼電器電路圖相當(dāng)接近,更加易于被技術(shù)員接受和掌握。2。3ＰLＣ的結(jié)構(gòu)體系PＬC本質(zhì)是一種小型的計算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)和微型計算機(jī)是大致一樣的。PLC硬件結(jié)構(gòu)圖如圖２。３-1所示：圖2.3—1PＬC硬件結(jié)構(gòu)圖2．4ＰＬＣ各部分的作用及其工作原理2.4.1中央處理器CPU是由控制器和運(yùn)算器組成的。運(yùn)算器也稱為算術(shù)邏輯單元,它的功能就是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算［3].控制器的作用是控制整個計算機(jī)的各個部件有條不紊地工作，其基本功能是從內(nèi)存中取指令和執(zhí)行指令。中央處理器的重要功能如下：★自我發(fā)現(xiàn)PLC運(yùn)行時內(nèi)部電路可能出現(xiàn)故障的地方及在編程序過程中的錯誤?！飶拇鎯ζ髦写娣诺南群箜樞蛑饤l讀取用戶指令,進(jìn)行編譯解釋后,按指令規(guī)定的任務(wù)完成各種運(yùn)算和操作.★將存于寄存器中的處理結(jié)果送至輸出端?！飸?yīng)各種外部設(shè)備的工作請求。２．4.２存儲器ＰLC的存儲器是用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序和運(yùn)算數(shù)據(jù)的存儲單元。PLC與一般的計算機(jī)相似,它的存儲器也有只讀存儲器（ROM）和隨機(jī)讀寫存儲器(RAM)兩大類。存儲器的區(qū)域按用途不同,可分為程序區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū).2。4.3輸入/輸出模塊生產(chǎn)過程是PLＣ的控制對象，主要通過I/Ｏ模塊來實(shí)現(xiàn)PLC對工業(yè)生產(chǎn)過程的控制。工業(yè)生產(chǎn)過程有許多需要控制的變量，如速度，電壓，壓力，液位，溫度，開關(guān)量等等。因此,需要有相應(yīng)的I/O模塊來作為CＰU與工業(yè)生產(chǎn)過程控制的橋梁，并且這些模塊必須具有較好的穩(wěn)定性?，F(xiàn)在對于輸入/輸出模塊的類型有:數(shù)字量的輸入/輸出模塊,開關(guān)量的輸入／輸出模塊，模擬量的輸入／輸出模塊，220V交流輸入/輸出模塊等,同時還有智能型模塊，它的特點(diǎn)是本身自帶ＣPＵ,存儲器和監(jiān)控系統(tǒng),可獨(dú)立完成各種運(yùn)算。智能型的模塊種類很多,如智能I/O模塊,ＰIＤ調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊，閥門控制模塊,智能存儲模塊和高速計數(shù)模塊等。。2.4.4編程器編程器是PLC工作中不可缺少的重要設(shè)備，有便攜式和ＣRT智能式兩大類編程器，前者只有在聯(lián)機(jī)的條件下才能進(jìn)行編程，而后者既可以在聯(lián)機(jī)條件下編程，也可以在脫機(jī)條件下進(jìn)行編程.便攜式編程器的特點(diǎn)是體積小、重量輕,可以隨身攜帶，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行編程使用。一般的小型PLC主要采用便攜式編程器。編程器與PＬC的型號是相互對應(yīng)的，不同型號的PLC有自己專用的編程器，編程器相互之間不能通用.PLC在正常工作時，編程器可根據(jù)需要進(jìn)行工作.所以幾個相同型號的PLC工作時,可以只為它們集中配一個編程器.編程器除了編程功能以外，同時還具有一定的調(diào)試及監(jiān)視程序的功能，也可以通過外在的鍵盤進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)取以及顯示PＬC的狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等等。我們還可以通過PＬＣ上的相關(guān)接口與處理器連接起來，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)的對話操作2.4．5PＬＣ采用周期性循環(huán)掃描的工作方式。在一個掃描周期中,PLC一般將完成部分或者全部操作。首先CPU讀取輸入指令，然后處理通信請求，執(zhí)行邏輯控制程序，然后輸出并執(zhí)行CPU自診斷［4］。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或者工作周期。PLC的掃描全過程如圖2.４.5-1所示。圖2．４。5-1PLC的掃描全過程２。4．5。１輸入采樣階段在ＰＬC在執(zhí)行輸入刷新的階段時，CＰＵ將會掃描ＰLC的全部輸入端口，同時讀取每個輸入口的狀態(tài)并寫入到輸入狀態(tài)寄存器中。當(dāng)整個過程完成后，程序關(guān)閉輸入端口,從而轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行的階段［４］。2.4．5.2程序執(zhí)行階段PLＣ在程序執(zhí)行階段過程中，會根據(jù)用戶輸入的程序指令，系統(tǒng)會自動的從指令第一條開始一一檢測,最終將相應(yīng)的結(jié)果存儲在寄存器中[5］。2。4.５。3輸出刷新階段當(dāng)PLC將所有的指令執(zhí)行完畢后，將會輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容,然后依次送到輸出鎖存電路中,并通過相應(yīng)的輸出方式進(jìn)行輸出，同時驅(qū)動外部相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作,整個過程便形成了PLＣ的實(shí)際輸出。由于程序的長短不一，會導(dǎo)致程序的掃描周期也各有差異，它們之間滿足掃描周期越長,那么響應(yīng)速度越慢這一原則。因?yàn)槊恳粋€掃描周期只能進(jìn)行一次I／O口的刷新，即每一個掃描周期ＰLC只對輸入和輸出狀態(tài)寄存器進(jìn)行一次更新，從而導(dǎo)致系統(tǒng)存在輸入與輸出的滯后現(xiàn)象,這在一定程度上會降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度[４]。3ＰLC控制系統(tǒng)和繼電器控制系統(tǒng)的比較3。１電梯繼電器控制的優(yōu)缺點(diǎn)３.1。１電梯繼電器控制的優(yōu)點(diǎn)★硬件完成了大部分信號處理和全部的控制功能，線路清晰,有利于讀懂和理解,容易被使用人掌握[5]；★維護(hù)和包養(yǎng)以及檢修等不需要太高的技術(shù)要求，對工具盒儀器要求也不高;★繼電器控制系列產(chǎn)品技術(shù)成熟，后期保養(yǎng)維修費(fèi)用低，各項技術(shù)掌握人員很多。３.1．2電梯繼電器控制的缺點(diǎn)★系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功耗大、不易于后期改裝升級、運(yùn)行產(chǎn)生噪音大、能耗高。★電氣線路錯綜復(fù)雜、出現(xiàn)故障率很高并且維修時花費(fèi)時間很長、安全性和可靠性非常低。3。２電梯ＰLC控制優(yōu)點(diǎn)PLC控制很大程度上提高了電梯運(yùn)行時乘客的舒適感以及安全性和可靠性,由于PＬＣ的擴(kuò)展性能便于以后的改造和升級,系統(tǒng)的性能穩(wěn)定，性價比很高。在電梯運(yùn)行時能夠利用自身的邏輯控制參與電梯的控制［6］.4控制系統(tǒng)的總體方案4．1電梯控制原理圖電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計是一項紛繁復(fù)雜的項目,首先我們要確定電梯的需求，然后在確選用的PLC的型號，在確定好這些后還會涉及到更多問題，電梯控制原理圖如圖4.1－1所示[7］.4。1．1轎廂內(nèi)的運(yùn)行命令和門廳的控制信號當(dāng)乘客按下選層按鈕確定想要到達(dá)的樓層時,樓層信息即刻被存儲且相應(yīng)的樓層指示燈點(diǎn)亮；在電梯外等候的乘客可以按門廳的上行或者下行的按鈕作為外呼信號,告知電梯在對應(yīng)的層可以停下，這個信號被存儲且相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮，這些保持信號在要求得到滿足是應(yīng)能自動消失。圖４。1—1電梯控制原理圖４.1。２上下行控制電梯在運(yùn)行方向確定,電梯門、層門都關(guān)好時啟動運(yùn)行，運(yùn)行時上下的指示燈不能同時亮，對于不同的呼叫請求，系統(tǒng)要予以判定是否停車,電梯上下行流程圖如圖4．１。２-１所示.4.1．３轎廂的平層和停車乘客按下按鈕后系統(tǒng)判定停車的樓層,當(dāng)停車后轎廂的“地平面”和門廳“地平面”大致在同一水平面,對于平層誤差也是有規(guī)定:兩平面相差不得超過5mｍ，電梯的平層開始信號由門感應(yīng)器發(fā)出。4.1。4安全保護(hù)電梯的安全保護(hù)很多,除了滿足一些控制要求以外,還有涉及到運(yùn)行時對乘客舒適度的高層性能指標(biāo)，常見的如電梯的拖動設(shè)備及拖動控制方式,為了滿足對乘客數(shù)量變化的掌握和電梯停車時平層精度的要求,還要涉及到如電機(jī)速度的控制和平層控制要求（精度高且準(zhǔn)確)。設(shè)計方法設(shè)計電梯的控制系統(tǒng),必須掌握使用方對電梯的要求、然后分析選用合適可編程序控制器，而且在設(shè)計時要按一定的設(shè)計規(guī)則進(jìn)行［７]。４.2．1系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容和步驟★了解功能和需求全面仔細(xì)的分析電梯需要滿足控制以及安全等各方面的因素，對電梯的硬件系統(tǒng)進(jìn)行總體配置.★計算I/O點(diǎn)數(shù)在完成對需求的掌握后，由所確定的電梯樓層數(shù)等各個方面來算出電梯系統(tǒng)所需要的Ｉ/Ｏ的數(shù)量,對不同種類的信號要分類在一起，為了后期的維護(hù)和升級,設(shè)計時還必須留足一定量的I/Ｏ接口.★選型在完成I／O的計算后，根據(jù)接口數(shù)量以及性價比選擇最適合的ＰLC機(jī)型以及擴(kuò)展模塊等。圖４。1.2—1電梯上下行流程圖4.３電梯響應(yīng)原理電梯在運(yùn)行過程中，對任何反方向的外呼叫信號都將不作響應(yīng)。但如果在本次運(yùn)行過程中，遇到前方向無其它內(nèi)、外呼叫信號而有反向外呼叫信號時,則電梯響應(yīng)這一外呼叫信號。同時電梯還應(yīng)該具有最遠(yuǎn)反向外呼叫信號響應(yīng)功能。例如:當(dāng)電梯停在一樓時,如果二層、三層、四層同時出現(xiàn)向下外呼叫信號,那么電梯將先上行到四樓,響應(yīng)四層的向下外呼叫信號,然后依次向下響應(yīng)其他樓層的呼叫信號。電梯響應(yīng)流程圖如圖4．3-1所示。圖４。3-1電梯響應(yīng)流程圖4.4電梯的開關(guān)門控制當(dāng)電梯到達(dá)控制系統(tǒng)所呼叫的目標(biāo)樓層后，電梯控制系統(tǒng)將發(fā)出開門信號,電梯門打開,當(dāng)電梯門開到左右開門限位距離時,定時器定時2秒鐘，時間到后電梯控制系統(tǒng)發(fā)出關(guān)門信號，當(dāng)電梯門關(guān)到關(guān)門限位時，發(fā)出關(guān)門停止信號。同時在此過程期間，當(dāng)按下開門按鈕時，電梯門打開;當(dāng)按下關(guān)門按鈕時，電梯門關(guān)閉.并且當(dāng)電梯在進(jìn)行關(guān)門動作時，如果電梯門間有來人,則會使光電傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的信號，然后控制系統(tǒng)發(fā)出開門信號。5硬件部分設(shè)計S7—２00PLC是德國西門子公司生產(chǎn)的一種小型PLC，其性價比高，最近幾年成為了主流產(chǎn)品。最新版S７—200系列PLC的主要特點(diǎn)是：具有穩(wěn)定的可靠性、強(qiáng)大的指令集、內(nèi)置集成功能更加完善、有很強(qiáng)大的實(shí)時通信功能。西門子小型Ｓ7-２0０系列具有很多功能模塊和ＨMI可以選擇，同時還具有各種編程和組態(tài)軟件，使得在完成各種工業(yè)控制時更加簡，由于緊湊的設(shè)計、良好的擴(kuò)展性,豐富的模塊和強(qiáng)大的指令集，使得Ｓ7-２00足以勝任小規(guī)模的控制要求［8］。西門子公司專門為自己的系列PLＣ設(shè)計開發(fā)了STEP7—Ｍicro/WIN編程軟件，可在全漢化的界面下操作。它基于Windows操作系統(tǒng)，為用戶提供了良好的軟件編程平臺，豐富的編程向?qū)Ъ訌?qiáng)了軟件的可操作性和實(shí)用性,編程可使用ＬCD(梯形圖）、ＳTL（語句表）和功能塊圖三種編程語言編制,它們之間可以進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換.5.１硬件系統(tǒng)基本構(gòu)成S7—200ＰLＣ屬于小型ＰLC，其主機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是整體式，主機(jī)上有一定數(shù)量的輸入／輸出(Ｉ/Ｏ）點(diǎn),一個主機(jī)單元就是一個系統(tǒng)。它還可以進(jìn)行靈活的擴(kuò)展，如果I/O點(diǎn)不夠，則可增加I／Ｏ擴(kuò)展模塊；如果需要其他特殊功能，如特殊通信或定位控制等,則可以增加相應(yīng)的功能模塊,S7-200PLC系統(tǒng)組成如圖５.1－1所示[５].主機(jī)單元：又稱基本單元或CＰU模塊。由CＰU主機(jī)模塊、存儲器、I/O接口和電源等組成，是ＰＬＣ的核心部分。特殊功能模塊:它們是完成某種特殊控制任務(wù)的一些裝置,如運(yùn)動控制模塊、特殊通信模塊等。擴(kuò)展擴(kuò)展模塊CPU主機(jī)模塊編程工具HMI人機(jī)界面功能模塊通信模塊工業(yè)現(xiàn)場總線圖5。1－1Ｓ7-2０0ＰLＣ系統(tǒng)組圖擴(kuò)展單元：又稱擴(kuò)展模塊.根據(jù)I／O點(diǎn)數(shù)的數(shù)量不同、性質(zhì)不同、供電電壓不同,I/O擴(kuò)展模塊有多種類型.每個CPＵ所能連接的擴(kuò)展單元的多少和最終能使用的I／O點(diǎn)數(shù)是不確定的，要以實(shí)際情況為準(zhǔn)［6］。軟件:軟件是為了管理和使用這些設(shè)備所使用的程序，S7—200PLＣ的編程軟件有SＴEP７—Mｉcro/WIN和HMI編程軟件.5．２主機(jī)結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)S7-20０PLC的主機(jī)模塊模塊包括一個中央處理單元、電源以及I／O點(diǎn)，這些都被集成在一個結(jié)構(gòu)合理相對獨(dú)立的設(shè)備中[7].CPＵ224PＬC主機(jī)（CPU模塊）的外形如圖5。２-1所示：圖５.2-１CＰＵ224PLＣ主機(jī)(CPU模塊）CＰＵ模塊的主要特點(diǎn)和技術(shù)規(guī)范CＰU的主要特點(diǎn)：★供電電壓：ＡD24Ｖ和AC22０V兩種電源?！镙敵龇绞?輸出類型有晶體管(DC)和繼電器（DC／AC）兩種輸出方式?！锛呻娫矗褐鳈C(jī)自身提供24V直流電源，能夠自身提供給傳感器電源?！锔咚儆嫈?shù)：它可以進(jìn)行高速計數(shù),能夠用普通輸入端子捕捉脈沖信號頻率可達(dá)200KＨZ.存儲系統(tǒng)采用了新的存儲技術(shù),現(xiàn)在的PLC不再需要電池來保護(hù)用戶程序,對于一些需要臨時保存的數(shù)據(jù)，也可以由超級電容保護(hù).Ｓ7—20０系列PLＣ提供了三種方式來保存用戶程序、程序數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)（ROM，RAM，SDROM）。5.3I/O的擴(kuò)展及功能的擴(kuò)展有時CPU為了進(jìn)行額外的控制或者I/O不足，就涉及到了擴(kuò)展，不同廠家的CPU和相同廠家的CPU擴(kuò)展范圍都不盡相同?！颕／O擴(kuò)展模塊S７—200系列的ＰＬC的主機(jī)提供一定數(shù)量的A/D量的輸入/出接口,當(dāng)出現(xiàn)接口不足時，就要對I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行擴(kuò)充了.S7—２00PLC的I／Ｏ擴(kuò)展模塊有很多種,例如輸入擴(kuò)展模塊EＭ2２1共有3種產(chǎn)品，包括8、1６點(diǎn)直流和8點(diǎn)交流,還包括其他擴(kuò)展模，這里就不一一列舉了.★特殊功能擴(kuò)展模塊比較常見的特殊功能模塊有:以太網(wǎng)模塊CP2４3—1、PＲOFIＢUS—DP模塊ＥM２77、以太網(wǎng)模塊CP２4３—1ＩT、AS—ｉ接口模塊ＣP24３—２、調(diào)制解調(diào)器模塊EM２4１、STWAREXMＳ稱重模塊?！锶藱C(jī)界面ＨMＩ人機(jī)界面(HMI，HuｍａnMacｈineIｎterｆａcｅ)最大的作用就是架起操作人員和機(jī)器之間的一條紐帶。不僅能夠大量節(jié)省I／O點(diǎn)外,還能完成各種參數(shù)的設(shè)定,畫面顯示等任務(wù)，使得工業(yè)控制變得更加舒適。價格低廉、功能強(qiáng)大、使用便捷的HMI現(xiàn)在各種單色、彩色的觸摸屏、顯示設(shè)定單元、覆膜鍵盤等應(yīng)有盡有,它們不但能完成大量數(shù)據(jù)的設(shè)定和顯示，還能直觀地顯示動態(tài)圖形畫面，并且還能完成數(shù)據(jù)處理功能.S7-200系統(tǒng)擴(kuò)展對輸入／輸出的地址空間分配原則為:同類型輸入或輸出點(diǎn)的模塊進(jìn)行順序編址，對于數(shù)字量，輸入/輸出映像寄存器的單位長度為8位(１Ｂ），對于模擬量，輸入/輸出以2點(diǎn)或2個通道(2個字）遞增方式來分配空間。6系統(tǒng)軟件設(shè)計６。1PLC的編程語言指示PLＣ各種工作的文字符號以及圖像代碼，通常稱作指令，而在不同的編程語言環(huán)境下,其指令就會有較大差異。將這些指令根據(jù)某些固定的順序執(zhí)行，就成為了我們所用的PLC指令[8］。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)編制用戶程序的需要。由于ＰLＣ生產(chǎn)廠家眾多，國際電工委員會制定了一個關(guān)于PLC的國際標(biāo)準(zhǔn),其中的第三部分，即IEC611３1—３是PＬＣ編程語言的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)提供了5種PLC的標(biāo)準(zhǔn)語言，其中三種圖形語言,梯形圖(Laddｅr），功能塊圖(FunｃtｉonBlockDiagrm)和順序功能圖(SeqｕentialFuｎｃtiｏnChaｒt）；兩種文本語言，結(jié)構(gòu)文本（StruｃtureｄＴext）及指令表(InstruｃｔionＬist）。在我國，大家對ＬD、IＬ、及SFC比較熟悉，很少人使用FBD.本文釆用梯形圖語言,編程軟件為SEＴＰ7［7]。6。2基本指令簡介本文講解最基本的邏輯指令系統(tǒng)及其使用的方法,具體指令如表6。2—１所示:表6.２—１S7－200的SIMAＴIC基本指令簡表助記符節(jié)點(diǎn)命令功能說明LDLDNNＮ裝載(開始的常開觸點(diǎn)）取反后裝載（開始的常閉觸點(diǎn)）ＡＡNNＮ與（串聯(lián)的常開觸點(diǎn)）取反后與(串聯(lián)的常閉觸點(diǎn))ＯＯＮNN或(并聯(lián)的常開觸點(diǎn))取反后或(并聯(lián)的常閉觸點(diǎn))EUED上升沿檢測下降沿檢測＝賦值SRS_BIT,NＳ_BIT，N置位一個區(qū)域復(fù)位一個區(qū)域ＳRBSLBＯUT，NOUT，Ｎ字節(jié)右移N位字節(jié)左移N位RRBRＬＢOUＴ，NOＵT,N字節(jié)循環(huán)右移N位字節(jié)循環(huán)左移Ｎ位ＴO(shè)NTOFTXＸX,PＶTＸXX,PV通電延時定時器斷電延時定時器CTUCTDCXXX，PVCXＸX，PV加計數(shù)器減計數(shù)器END程序的條件結(jié)束SＴO(shè)P切換到SＴO(shè)Ｐ模式JＭPN跳到指定的標(biāo)號ALDLOD電路塊串聯(lián)電路塊并聯(lián)6。3SＥTP７的概述西門子公司專門為自身系列的PLC設(shè)計開發(fā)的一系列編程軟件,它是西門子公司為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制軟件的其中一部分［９］,S7-200PLC的指令包括最基本的邏輯控制類指令盒完成特殊任務(wù)的功能指令[７］。7電梯電力系統(tǒng)7.1電動機(jī)拖動系統(tǒng)電能是一種具有重要經(jīng)濟(jì)效益的能源，而電機(jī)拖動系統(tǒng)便能大大節(jié)約電能的使用，它節(jié)約電能的途徑主要有兩大類：一是提高電機(jī)拖動系統(tǒng)的運(yùn)行效率；二是將運(yùn)動中負(fù)載上的機(jī)械能通過電梯專用的能量回饋器將其變換成電能，同時把它回送到交流電網(wǎng)，達(dá)到供附近其它用電設(shè)備的使用，從而使電機(jī)拖動系統(tǒng)在單位時間內(nèi)消耗電網(wǎng)的電能得到較大的下降,以此達(dá)到節(jié)約電能的目的[10］.７．２變壓變頻式技術(shù)的應(yīng)用電梯是一種恒轉(zhuǎn)矩拖動系統(tǒng)，為了是用戶得到最佳的舒適感，在電梯的拖動系統(tǒng)中一般都采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的方式.其中電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式為M=Ｋ（U／F)２，K為常數(shù).通過公式可以看出，要想得到恒定轉(zhuǎn)矩的調(diào)速特點(diǎn)和最佳的舒適感，就得保證Ｕ／F的比值不發(fā)生變化，即在變頻的同時要按照一定比例供給電動機(jī)電壓。這種控制方式就是變壓變頻控制。在變壓變頻控制方式下,電梯的啟動和制動過程通過均勻地改變電動機(jī)供電的頻率和電壓來達(dá)到平滑調(diào)節(jié)電梯速度的目的,從而可以獲得較好的舒適感。7。３電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)依據(jù)本次設(shè)計的要求,對于電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)采用變頻調(diào)速,通過變頻器調(diào)速后的電梯啟動運(yùn)行達(dá)到最高運(yùn)行速度后具有最大的機(jī)械功能，電梯達(dá)到目標(biāo)層前要慢慢減速直到電梯停止運(yùn)動為止，這一過程是電梯曳引機(jī)釋放機(jī)械能量的過程［7］。電梯運(yùn)行過程中多余的機(jī)械能，會通過電動機(jī)和變頻器轉(zhuǎn)換成直流電能儲存在變頻器的直流回路的電容中。電氣系統(tǒng)由電力驅(qū)動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)系統(tǒng)組成。電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)如圖7.1-1所示。圖7。1－１電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)圖8軟件的調(diào)試本次電梯控制系統(tǒng)，涉及到多個I/O接口的優(yōu)化及其分配，數(shù)據(jù)量大，容易出錯.在編寫實(shí)際模塊軟件時，掃描周期內(nèi)，各個模塊的相互兼容問題不好處理。由于實(shí)際客觀條件的限制，軟件及其硬件調(diào)試只能在實(shí)驗(yàn)室模擬完成,用指示燈代替層站顯示，開關(guān)代替樓層按鈕。依次輸入控制信號，觀察指示燈的情況來判定,系統(tǒng)是夠運(yùn)行正常,達(dá)到理想的效果。完成該設(shè)計的流程圖后，就得開始編寫相應(yīng)的程序了。本次編寫程序所選用的軟件是西門子的S7-200仿真軟件，它能夠?qū)帉懙某绦蜻M(jìn)行仿真,步驟如下:首先把程序?qū)С霰４鏋椤盎赑LC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計.awl"文件。緊接著打開仿真軟件,選擇選擇合適的CPU,本次選用的是ＣPＵ2２4及擴(kuò)展模塊EM2２3。然后將“基于PLＣ的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計．a(chǎn)wl”文件進(jìn)行裝載,并監(jiān)控該梯形圖，開始運(yùn)行PＬC。接下來點(diǎn)擊輸入點(diǎn),使相應(yīng)的輸入點(diǎn)閉合,查看梯形圖的輸出情況。根據(jù)仿真情況對本程序進(jìn)行相應(yīng)的修改和調(diào)試。在通過仿真與調(diào)試后，最終得到符合本次設(shè)計的各