西門子s7-200系列plc在電梯控制中的應(yīng)用.doc

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西門子 s7 200 系列 plc 在電梯控制中的應(yīng)用 摘 要 本設(shè)計(jì)的主要目的是通過 PLC 控制電梯的運(yùn)行 了解一般 PLC 控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 設(shè)計(jì)要求 應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法 通過設(shè) 計(jì)也有助于復(fù)習(xí) 鞏固以往所學(xué)的知識(shí) 達(dá)到靈活應(yīng)用的目的 PLC 設(shè) 計(jì)必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝的要求 因此 設(shè)計(jì)之前必須了解設(shè)備 的用途 結(jié)構(gòu) 操作要求和工藝過程 在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作的 整體觀念 電梯作為垂直運(yùn)輸工具 承擔(dān)著大量的人流和物流的輸送 其作用 在建筑物中至關(guān)重要 與此同時(shí) 人們對(duì)電梯的性能要求也越來越高 比如可靠性 操作方便 舒適性 低噪音 低能耗等等 隨著人們對(duì)其 要求的提高 電梯得到了快速發(fā)展 其拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓 調(diào)速 其邏輯控制也由 PLC 代替原來的繼電器控制 采用 PLC 對(duì)電梯進(jìn) 行控制 通過合理的選擇和設(shè)計(jì) 能夠有效的提高電梯的控制水平 極 大地改善了電梯運(yùn)行的舒適感 使電梯的控制達(dá)到了比較理想的控制效 果 本設(shè)計(jì)在介紹電梯基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上 闡述了電梯的運(yùn)行原理和控 制原理 重點(diǎn)分析了電梯系統(tǒng)設(shè)計(jì)中如何用 PLC 實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)并編制控 制程序 研究了 PLC 電梯控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案 針對(duì)這些問題對(duì)電梯系 統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì) 采用 PLC 進(jìn)行邏輯控制 設(shè)計(jì)采用了西門子 S7 200 系列的 PLC 控制三層電梯的上下層 包 括對(duì) PLC 硬件的設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 和其他設(shè)備的選擇 還有原理分析等 通過本次設(shè)計(jì)掌握電梯的實(shí)際運(yùn)行以及 PLC 的基本原理和控制過程 并 且完成簡(jiǎn)單的梯形圖設(shè)計(jì) WINCC 組態(tài)軟件的使用等 使電梯能達(dá)到起 動(dòng) 停止運(yùn)行方向 樓層顯示 層站召喚 轎箱內(nèi)操作等指令信號(hào)進(jìn)行 管理和控制功能 設(shè)計(jì)用到了西門子 step7 microwin wincc pcAccess 等軟件 step7 microwin 用來設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制程序完成控制要求 Wincc 軟件是 西門子公司研發(fā)的監(jiān)控軟件 通過監(jiān)控畫面來控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行和監(jiān) 測(cè)設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn) 關(guān)鍵詞 WINCC step7microwin 三層電梯 Abstract The main purpose of the design of production equipment by a PLC control system design practice PLC control system to understand the general design process design requirements should be completed working on and design Review by the design also helps to consolidate the knowledge learned in the past to achieve flexible application of the purpose of PLC must be designed to meet the production requirements of equipment and production technology Thus designers must understand the use of facilities before structure operational requirements and process in this process the whole concept in the design work Plc has many advantages high reliability strong anti interference programming method is simple and intuitive small size low energy consumption light weight Hardware package is complete the user easy to use adaptable system design installation commissioning work less maintenance workload is small easy maintenance interface module features a strong variety Elevator as a vertical transport take a large number of passengers and cargo transport its role is crucial in the building At the same time people on the elevator s performance requirements have become more sophisticated such as reliability easy operation comfort low noise low power and so on As people increase their demands the lift has been rapid development its technology has been developed to drag frequency speed regulator the logic control also replace the relays by the PLC control With PLC control of the elevator through the rational selection and design can effectively improve the level of control elevator elevator operation has greatly improved the comfort so that the elevator control to achieve a more satisfactory control effect This design introduces the basic structure of the lift based on the principles described elevator operation and control theory focusing on analysis of how the lift system design and preparation of the control system PLC control program of the PLC Elevator Control System program for these issues on the elevator system is designed using PLC logic control Designed by s7200 control on the lower three lifts including the PLC hardware design software design and other equipment selection as well as principles of analysis Through this design the actual operation of the lift control and the basic principles of PLC and control process and complete a simple ladder design WINCC configuration software and so on An elevator to reach start stop running direction floor display floor stand call sedan chair box manipulation commands to manage and control signal Design used in the Siemens step7 microwin wincc pcAccess other software step7 microwin control procedures used to design the system to complete control requirements Wincc software is monitoring software developed by Siemens by monitoring the screen to control the operation of field devices and monitoring equipment are operating properly Keywords WINCC step7microwin three lifts 目 錄 緒 論 1 第一章 電梯工藝情況介紹 2 1 1 控制要求 2 1 2 I O 分配 3 第二章 控制系統(tǒng)的硬件與軟件介紹 4 2 1 組成 PLC 硬件的模塊 4 2 2 各個(gè)模塊的功能 4 2 3 硬件電路圖的連接 5 2 4 PLC 下位機(jī)編程軟件 6 2 5 PLC 的上位機(jī)編程 7 第三章 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 8 3 1 模塊外形結(jié)構(gòu)及各型號(hào) CPU 模塊的基本功能 8 3 2 主控模塊的選擇 10 3 3 本次設(shè)計(jì)的流程圖為 11 3 4 PLC 的程序設(shè)計(jì)方法 12 3 5 軟件的具體設(shè)計(jì) 13 3 6 具體的程序 14 第四章 組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì) 18 4 1 WINCC 模擬組態(tài)畫面設(shè)計(jì) 18 4 2 使用 PC ACCESS 完成變量導(dǎo)入 18 4 3 變量連接及運(yùn)行 23 總 結(jié) 26 致 謝 27 附 錄 29 緒 論 以三層電梯的運(yùn)行為背景 利用 PLC 控制技術(shù) 對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行了自動(dòng)控 制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 針對(duì)本工程的特點(diǎn)和性能要求 采用了西門子 S7 200 系列的 PLC 作為 系統(tǒng)控制器 該型號(hào)的 PLC 有良好性價(jià)比 同時(shí)提供了良好的開發(fā)平臺(tái)以及大量的 相關(guān)參考資料 在小型 PLC 控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用 對(duì)于電梯的整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的控制是這樣實(shí)現(xiàn)的 如要使停于 1 層或 2 層的轎廂上升至 3 層停 則需按 SB7 或 SB3 按鈕 如要使停于 3 層或 2 層的廂下降至 1 層停 則需按 SB4 或 SB1 按鈕 如要使停于 1 層的轎廂上升至 2 層停 則需按 SB5 或 SB6 或 SB2 按鈕 如要使停于 3 層的轎廂下降至 2 層停 則同樣需按 SB5 或 SB6 或 SB2 按鈕 如要使停于 1 層的轎廂上升至 2 層暫停 繼續(xù)上升至 3 層停 則需按 SB6 或 SB2 同時(shí)按 SB7 或 SB3 來實(shí)現(xiàn) 如要使停于 1 層的轎廂上升至 3 層暫停 轉(zhuǎn)而下降至 2 層停 則需按 SB5 同 時(shí)按 SB7 或 SB3 如要使停于 3 層的廂下降至 2 層停 繼續(xù)下降至 1 層停 則需按 SB5 或 SB2 同時(shí)按 SB7 或 SB3 如要使停于 2 層的轎廂上升至 3 層停 則需按先按 SB7 或 SB3 接著按 SB4 或 SB1 如要使停于 2 層的轎廂下降至 1 層停 則需按先按 SB4 或 SB1 接著按 SB7 或 SB3 本設(shè)計(jì)用到的編程軟件有 STEP7 MICROWIN PC ACCESS WINCC 其中 STEP7 MICROWIN 是下位機(jī)編程軟件 它編好的控制程序需要下載到 PLC 中運(yùn)行的 也就是 所說的用戶控制程序 STEP7 MICROWIN 這款軟件為可編程控制器的功能編程實(shí)現(xiàn)提 供了非常簡(jiǎn)單的編程方法 尤其它提供的梯形圖變成方法與實(shí)際的繼電器控制電路 及其的相似 這可以將實(shí)際與編程結(jié)合起來 很容易掌握它的編程方法 PC ACCESS 提供了變量的連接方法 它可以將 STEP7 MICROWIN 中的變量通過變量的建立 導(dǎo)入 到 WINCC 中用 這樣就可以實(shí)現(xiàn)在 WINCC 中對(duì)工藝過程的一些信號(hào)的控制 WINCC 是西門子公司一項(xiàng)最成功軟件 它提供給用戶編輯用戶界面的許多的組態(tài)畫面 而 且還提供了一些函數(shù)來對(duì)一些按鈕的操作 最終實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝過程的集中監(jiān)控與控制 的功能 E1SB45SB627E3SB3Q12E456KM1SQ72 第一章 電梯工藝情況介紹 1 1 控制要求 當(dāng)轎廂停于 1 層或 2 層時(shí) 按 SB7 或 SB3 則轎廂上升至 3 層停 當(dāng)轎廂停于 3 層或 2 層時(shí) 按 SB4 或 SB1 則轎廂下降至 1 層停 當(dāng)轎廂停于 1 層時(shí) 若按 SB5 或 SB6 或 SB2 則轎廂上升至 2 層停 當(dāng)轎廂停于 3 層時(shí) 若按 SB5 或 SB6 或 SB2 則轎廂下降至 2 層停 當(dāng)轎廂停于 1 層時(shí) 若按 SB6 或 SB2 同時(shí)按 SB7 或 SB3 則轎廂上升至 2 層 暫停 繼續(xù)上升至 3 層停 當(dāng)轎廂停于 1 層時(shí) 若按 SB5 同時(shí)按 SB7 或 SB3 則轎廂上升至 3 層暫停 轉(zhuǎn)而下降至 2 層停 當(dāng)轎廂停于 3 層時(shí) 若按 SB5 或 SB2 同時(shí)按 SB7 或 SB3 則轎廂下降至 2 層 暫停 繼續(xù)下降至 1 層停 當(dāng)轎廂停于 2 層時(shí) 若先按 SB7 或 SB3 接著按 SB4 或 SB1 則轎廂上升至 3 層停 當(dāng)轎廂停于 2 層時(shí) 若先按 SB4 或 SB1 接著按 SB7 或 SB3 則轎廂下降 至 1 層停 圖 1 電梯控制示意圖 1 2 I O 分配 輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配情況見表 1 表 1 輸入輸出點(diǎn)數(shù)分配 輸入 WINCC 中的控制變量 內(nèi)呼一層 SB1 I0 1 M15 0 內(nèi)呼二層 SB2 I0 2 M15 1 內(nèi)呼三層 SB3 I0 3 M15 2 一層上呼 SB4 I0 4 M15 3 二層下呼 SB5 I0 5 M15 4 二層上呼 SB6 I0 6 M15 5 三層下呼 SB7 I0 7 M15 6 一層到位開關(guān) SQ1 I1 0 M15 7 二層到位開關(guān) SQ2 I1 1 M16 1 三層到位開關(guān) SQ3 I1 2 M16 0 輸出 一層指示燈 E1 Q0 1 二層指示燈 E2 Q0 2 三層指示燈 E3 Q0 3 一層呼叫燈 E4 Q0 4 二層向下呼叫燈 E5 Q0 5 二層向上呼叫燈 E6 Q0 6 三層呼叫燈 E7 Q0 7 轎廂下降 KM1 Q1 0 轎廂上升 KM2 Q1 1 第二章 控制系統(tǒng)的硬件與軟件介紹 2 1 組成 PLC 硬件的模塊 主控模塊 CPU 存儲(chǔ)器 通信接口 輸入 輸出模塊 開關(guān)量輸入 輸出模塊 模擬量輸入 輸出模塊等 電源模塊 將交流電源轉(zhuǎn)換成 CPU 等需要的直流電源 是整個(gè) PLC 系統(tǒng)的能 源供給中心 圖 2 CPU 模塊 2 2 各個(gè)模塊的功能 電源模塊 PLC 電源單元包括系統(tǒng)的電源及備用電池 電源單元的作用是把外 部電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓 PLC 內(nèi)有一個(gè)穩(wěn)壓電源用于對(duì) PLC 的 CPU 單元和 I O 單元供電 CPU CPU 作為整個(gè) PLC 的核心 起著總指揮的作用 CPU 一般由控制電 路 運(yùn)算器和寄存器組成 這些電路通常都被封裝在一個(gè)集成電路 的芯片上 CPU 通過地址總線 數(shù)據(jù)總線 控制總線與存儲(chǔ)單元 輸入輸出接口電路連接 CPU 的功能有以下一些 從存儲(chǔ)器中讀取 指令 執(zhí)行指令 取下一條指令 處理中斷 具體作用 執(zhí)行 接收 存儲(chǔ)用戶程序的操作指令 以掃描方式接收來自輸入單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息 并存入相應(yīng)數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)區(qū) 執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序 相應(yīng)外部設(shè)備 編程器 打印機(jī)等 的請(qǐng)求 輸入 輸出模塊 CPU 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的橋梁 工業(yè)生產(chǎn)過程的控制變量 溫 度 壓力 液位 速度 電壓 開關(guān)量 繼電器狀態(tài)等 開關(guān)量通常是指 TTL 標(biāo)準(zhǔn) 電平的二進(jìn)制信號(hào) I O 單元實(shí)際上是 PLC 與被控對(duì)象間傳遞輸入輸出信號(hào)的接口 部件 I O 單元有良好的電隔離和濾波作用 接到 PLC 輸入接口的輸入器件是各種 開關(guān) 按鈕 傳感器等 PLC 的各輸出控制器件往往是電磁閥 接觸器 繼電器 而繼電器有交流和直流型 高電壓型和低電壓型 電壓型和電流型 2 3 硬件電路圖的連接 在 PLC 控制中分為輸入電路和輸出電路 這兩個(gè)電路分別起著不同的作用 輸入電路 I 對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行檢測(cè) 采集 轉(zhuǎn)換和輸入 輸出電路 O 接受 PLC 輸出的控制信號(hào) 對(duì)被控對(duì)象執(zhí)行控制任務(wù) 在 PLC 控制中硬件的輸入 輸出連接有兩種變量分別是數(shù)字量模擬量 其中數(shù)字 量又叫做開關(guān)量 下面分別是它們硬件連接的電路圖 圖 3 開關(guān)量電路圖 圖 4 模擬量電路圖 2 4 PLC 下位機(jī)編程軟件 PLC 下位機(jī)編程軟件是 STEP7 MICROWIN V4 0 在它里面編程是可以用梯形圖 LAD 語句表 STL 功能塊 FBD 本設(shè)計(jì)中采用的是梯形圖編程設(shè)計(jì) 其中梯 形圖的設(shè)計(jì)概念和電氣控制原理中的繼電器控制原理是比較相近的 在 PLC 編程中 的常開觸點(diǎn)與 PLC 中的常開觸點(diǎn)的意義是一樣的 所以很容易理解與掌握 2 5 PLC 的上位機(jī)編程 PLC 上位機(jī)編程采用的是 WINCC 編程 WINCC 是西門子公司出產(chǎn)的一項(xiàng)功能強(qiáng)大 的用戶界面設(shè)計(jì)軟件 能夠?qū)τ脩艚缑娴募性O(shè)計(jì)與集中管理 WinCC 使用最新的 32 位技術(shù)的過程監(jiān)視系統(tǒng) 具有良好的開放性和靈活性 無論是單用戶系統(tǒng) 還是 冗余多服務(wù)器 多用戶系統(tǒng) WinCC 均是最佳選擇 通過 ActiveX OPC SQL 等標(biāo)準(zhǔn) 接口 WinCC 可以非常方便地與其它軟件進(jìn)行通訊 第三章 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 3 1 模塊外形結(jié)構(gòu)及各型號(hào) CPU 模塊的基本功能 S7 200 系列的 CPU 模塊外形結(jié)構(gòu)如圖 5 所示 圖 5 CPU 模塊外形結(jié)構(gòu) CPU 模塊結(jié)構(gòu)緊湊 布局合理 使用方便 上端子排包括輸出和電源接口 下 端子排為輸入接口 在面板上有 I O 指示燈指示 I O 的接通或關(guān)斷狀態(tài) S7 22X 系列 PLC 有 5 種 CPU 模塊 各個(gè)模塊的技術(shù)指標(biāo)和各個(gè) CPU 特有的技術(shù)指標(biāo) 見表 2 表 2 各個(gè)模塊及 CPU 特有的技術(shù)指標(biāo) 特 性 CPU221 CPU222 CPU224 CPU224XP CPU226 外形尺寸 mm 90 80 62 90 80 62 120 5 80 62 140 80 62 190 80 62 功耗 W 4W 4W 8W 8W 11W 本機(jī)數(shù)字量 I O 數(shù)量 6 4 8 6 14 10 14 10 24 16 本機(jī)模擬量 I O 數(shù)量 0 0 0 2 1 0 允許擴(kuò)展模 塊數(shù)量 0 2 7 7 7 允許擴(kuò)展智 能模塊數(shù)量 0 2 7 7 7 高速計(jì)數(shù)器 數(shù)量 單相頻率 兩相頻率 4 4 個(gè) 30kHz 2 個(gè) 20kHz 4 4 個(gè) 30kHz 2 個(gè) 20kHz 6 6 個(gè) 30kHz 4 個(gè) 20kHz 6 4 個(gè) 30kHz 2 個(gè) 200kHz 3 個(gè) 20kHz 1 個(gè) 100kHz 6 6 個(gè) 30kHz 4 個(gè) 20kHz 脈沖輸出頻 率 2 個(gè) 20kHz DC 2 個(gè) 20kHz DC 2 個(gè) 20kHz DC 2 個(gè) 100kHz DC 2 個(gè) 20kHz DC 模擬電位器 個(gè)數(shù) 1 個(gè) 8 位分辨 率 1 個(gè) 8 位分辨 率 1 個(gè) 8 位分辨 率 2 個(gè) 8 位分辨率 2 個(gè) 8 位分辨 率 脈沖捕捉輸 入 個(gè) 6 8 14 14 24 程序空間 B 2048 2048 4096 6144 4096 數(shù)據(jù)空間 B 1024 1024 2560 5120 2560 RS 485 通信 接口數(shù) 個(gè) 1 1 1 2 2 每網(wǎng)絡(luò)最大 連接站數(shù) 個(gè) 126 126 126 126 126 實(shí)數(shù)運(yùn)算時(shí) 間 指令 u 100 400 100 400 100 400 100 400 100 400 指令執(zhí)行速 度 us 0 37 0 37 0 37 0 37 0 37 5V 擴(kuò)展 I O 模塊 電源 mA 0 340 660 660 1000 其中 CPU221 無拓展功能 使用于小點(diǎn)數(shù)的微型控制器 CPU222 有擴(kuò)展功能 CPU224 是具有較強(qiáng)的功能的控制器 CPU224XP 和 CPU226 使用于復(fù)雜的中小行控制 系統(tǒng) S7 200CPU 的指令功能強(qiáng)大 有傳送 比較 移位 循環(huán)移位 產(chǎn)生補(bǔ)碼 調(diào)用子程序 脈沖寬度調(diào)制 脈沖序列輸出 跳轉(zhuǎn) 數(shù)字轉(zhuǎn)換 算數(shù)運(yùn)算 字邏輯 運(yùn)算 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算 開平方 三角函數(shù)和 PID 控制指令等 采用主控程序最多 8 級(jí) 子程序和中斷程序的程序結(jié)構(gòu) 用戶可使用 1 255ms 的定時(shí)中斷 用戶程序可設(shè)三 級(jí)口令保護(hù) 監(jiān)控定時(shí)器 看門狗 的定時(shí)時(shí)間為 300ms CPU 能力是 PLC 重要的性能質(zhì)變 也是機(jī)型選擇時(shí)首要考慮的問題 實(shí)際上 I O 點(diǎn)數(shù) 響應(yīng)速度 軟件功能都屬于 CPU 的能力 PLC 的 CPU 還包括 處理器的個(gè)數(shù) CPU 儲(chǔ)存器的性能 中間標(biāo)志 計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器的能力 其他的性能參數(shù) 擴(kuò)展能力 3 2 主控模塊的選擇 表 3 主控模塊的選擇 主控模塊的選擇 I O 點(diǎn)數(shù) 是 PLC 的一個(gè)簡(jiǎn)單明了的性能參數(shù) 也是應(yīng)用設(shè)計(jì)的最直接的參數(shù) 響應(yīng)速度 一是 PLC 程序的語句處理時(shí)間 二是 PLC 的掃描周期 指令系統(tǒng) 是面向工程技術(shù)人員的語言 其差異主要表現(xiàn)在指令的表達(dá)方式和指令的完整 性上 機(jī)型選擇的其他考慮 性能價(jià)格比 設(shè)備的統(tǒng)一考慮 技術(shù)支持等 處理器的個(gè)數(shù) CPU 存儲(chǔ)器的性能 中間標(biāo)志 計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器的能力 擴(kuò)展能力 這里選擇的 CPU 模塊是 CPU226 這是目前性能最好的模塊 多使用于復(fù)雜的中 小型控制系統(tǒng) 數(shù)字量模塊的參數(shù)見表 4 表 4 數(shù)字量模塊參數(shù) 數(shù)字量模塊型號(hào) EM221 EM222 EM223 輸入點(diǎn)數(shù) 8 點(diǎn) 無 4 8 16 點(diǎn) 輸出點(diǎn)數(shù) 無 8 點(diǎn) 4 8 16 點(diǎn) 隔離組點(diǎn)數(shù) 4 點(diǎn) 4 點(diǎn) 4 點(diǎn) 輸入電壓 24V DC 30V DC 最大 輸出電壓 20 4V 28 8V DC 或 20V 250V AC 20 4V 28 8V DC 或 5V 30V DC 5V 250V AC 電纜長(zhǎng)度 隔離 不隔離 300 500m 150 500m 300 500m 數(shù)字量模塊型號(hào) EM221 EM222 EM223 輸出類型 DC 輸出 繼電器輸出 DC 輸出 繼電器輸出 電能消耗 5V DC 30mA 50mA 40 mA 100 mA 160 mA 這里選擇數(shù)字量模塊型號(hào)為 EM223 本次設(shè)計(jì)沒有用到模擬量 I O 模塊 3 3 本次設(shè)計(jì)的流程圖為 編程前的準(zhǔn)備工作 程序框圖設(shè)計(jì) 編寫程序 程序輸入 PLC 在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試 現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試 編寫程序說明 交付使用 若是軟件問題則修改程序 否則檢查現(xiàn)場(chǎng)連線和設(shè)備 滿需要求 滿需要求 修改 圖 6 流程圖 3 4 PLC 的程序設(shè)計(jì)方法 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 在 PLC 發(fā)展的初期 沿用了設(shè)計(jì)繼電器電路圖的方法來設(shè)計(jì)梯 形圖 即在一些典型電路的基礎(chǔ)上 根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng) 的具體要求 不斷地修改和完善梯形圖 有時(shí)需要多次反復(fù)地 調(diào)試和修改梯形圖 不斷地增加中間編程元件和輔助觸點(diǎn) 最 后才能得到一個(gè)較為滿意的結(jié)果 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法也叫試湊法 邏輯設(shè)計(jì)法 邏輯設(shè)計(jì)方法是根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)中的邏輯設(shè)計(jì)方法進(jìn)行 PLC 程序的設(shè)計(jì) 該方法使用邏輯表達(dá)式描述實(shí)際問題 在得出邏 輯表達(dá)式后根據(jù)邏輯表達(dá)畫梯形圖 或者直接用邏輯表達(dá)式寫 助記符程序 該方法在純粹的條件控制系統(tǒng)中 非常好用 因 為純粹的條件控制系統(tǒng)相當(dāng)于組合邏輯電路 邏輯表達(dá)式書寫 單 但是在和時(shí)間有關(guān)的控制系統(tǒng)中 就顯得復(fù)雜 因?yàn)?這 時(shí)的控制問題就相當(dāng)于順序邏輯問題 不僅要考慮條件 還要 考慮時(shí)間 時(shí)序圖設(shè)計(jì)法 如果 PLC 各輸出信號(hào)的狀態(tài)變化有一定的時(shí)間順序 可用時(shí)序 法設(shè)計(jì)程序 因?yàn)樵诋嫵龈鬏敵鲂盘?hào)的時(shí)序圖后 容易理順各 狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)刻和轉(zhuǎn)換的條件 從而建立清晰的設(shè)計(jì)思路 順序控制設(shè)計(jì)法 所謂順序控制 就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序 在各個(gè) 輸入信號(hào)的作用下 根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序 在生產(chǎn)過 程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有秩序地進(jìn)行操作 順序控制設(shè)計(jì) 法又稱步進(jìn)控制設(shè)計(jì)法 綜合對(duì)比了這四種方法 因?yàn)槲覀冊(cè)?jīng)學(xué)習(xí)過繼電器 所以選擇經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 3 5 軟件的具體設(shè)計(jì) 雙擊桌面上的 圖標(biāo)就會(huì)出現(xiàn) STEP7 MICROWIN 編程軟件的主界面 如下圖 所示 圖 7 STEP7 MICROWIN 編程軟件的主界面 在出現(xiàn)的界面上右鍵單擊 CPU 選項(xiàng) 在出現(xiàn)的選項(xiàng)中選擇 類型 選項(xiàng) 這里 選擇的 CPU 為 CPU226 如圖所示 圖 8 CPU 選型 在菜單欄中選擇 梯形圖 選項(xiàng) 這樣就可以用梯形圖在 STEP7 V4 0 中編程了 根據(jù)設(shè)計(jì)好的設(shè)計(jì)要求 在 STEP7 V4 0 中編程 利用工具欄中的 就可以在編程軟件中編程了 下面的是一段在 STEP7 V4 0 編寫的三層電梯程序 圖 9 完成的梯形圖 在符號(hào)表中可以編輯變量的管理 單擊編程軟件中的符號(hào)表 會(huì)出現(xiàn)下面圖形 雙擊 USR1 圖標(biāo)會(huì)在編程軟件中出現(xiàn)下面的界面 圖 10 變量編輯 在這里編輯變量 這里我編輯了幾個(gè)變量 圖 11 編輯完成的變量 用同樣的方法 就可以對(duì)變量進(jìn)行管理 3 6 具體的程序 Network1 和 Network2 為一層二層的內(nèi)呼程序 當(dāng) I0 1 和 I0 2 閉合 Q0 1 Q1 1 Q0 2 滿足條件的情況下 M0 1 和 M0 2 得電并自鎖 Network3 同樣為三層內(nèi)呼程序 I0 3 閉合條件允許時(shí) M0 3 得電并自鎖 Network4 為一層外呼程序 I0 4 閉合時(shí) M0 4 得電并自鎖 同時(shí) Q0 4 得電 一層呼 叫燈亮 Network7 和 Network8 為二層上呼程序 I0 6 閉合時(shí) M0 6 得電并自鎖 Q0 6 得電時(shí)二層上呼燈亮 Network10 中當(dāng) I1 0 閉合 Q0 2 M0 1 Q0 4 滿足條件的情況下 Q0 4 得電并置 位 到位指示燈亮 Network13 中當(dāng) I1 0 閉合 M0 1 Q0 4 滿足條件的情況下 Q0 2 復(fù)位 到位 第四章 組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì) 4 1 WINCC 模擬組態(tài)畫面設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)使用的上位機(jī)編程軟件是 WINCC 新建一個(gè) WINCC 項(xiàng)目取名為 123 在 WINCC 中 雙擊圖形管理器 在圖形管理器中 應(yīng)用畫圖工具畫出 電 梯的模擬圖形 及其所需的控制部件 如圖 12 所示 圖 12 電梯的模擬圖形 下一步 將 PLC 中的變量連接到 WINCC 中的組態(tài)畫面上 以實(shí)現(xiàn) WINCC 對(duì) PLC 的控制 4 2 使用 PC ACCESS 完成變量導(dǎo)入 首先 雙擊 圖標(biāo)會(huì)出現(xiàn)如圖 13 所示的啟動(dòng)界面 圖 14 啟動(dòng)界面 新建一個(gè)項(xiàng)目 把項(xiàng)目取名為 PLC 在電梯控制上的應(yīng)用 右鍵點(diǎn)擊 Microwin COM1 再出現(xiàn)額復(fù)選菜單中選擇新建 PLC 選項(xiàng) 如圖 13 所示 圖 15 復(fù)選菜單 取名為 PLC 在電梯控制上的應(yīng)用 在新添加的 PLC 項(xiàng)目上點(diǎn)擊右鍵 在出現(xiàn)的 復(fù)選菜單上選擇新建項(xiàng)目 在出現(xiàn)的對(duì)話框中 名稱項(xiàng)中鍵入所需變量名 例如 一層到位開關(guān) 地址輸入為 M15 0 如 15 圖所示 圖 16 添加變量 用同樣的方法依次將 內(nèi)呼一層 一層指示燈 內(nèi)呼二層 二層指示燈 內(nèi)呼 三層 三層指示燈 一層上呼 一層呼叫燈 二層下呼 二層向下呼叫燈 二層上 呼 二層向上呼叫燈 三層下呼 三層呼叫燈 轎廂下降 二層到位開關(guān) 轎廂上 升 三層到位開關(guān) 導(dǎo)入 PC Access 中 如圖 16 所示 圖 17 所需全部變量 保存項(xiàng)目 然后 雙擊桌面上的 圖標(biāo) 打開 WINCC 在建好的項(xiàng)目 中 右鍵單機(jī)變量管理 再出現(xiàn)的復(fù)選框中選擇 添加新的驅(qū)動(dòng)程序 再出現(xiàn)的 對(duì)話框中選擇 OPC chn 如圖 17 所示 圖 18 添加變量連接驅(qū)動(dòng) 點(diǎn)擊打開按鈕 會(huì)將這個(gè)驅(qū)動(dòng)添加到變量管理中 雙擊 OPC 這個(gè)驅(qū)動(dòng) 會(huì)出現(xiàn) OPC Groups OPCHN Unit 1 選項(xiàng) 用右鍵點(diǎn)擊 會(huì)出現(xiàn)一個(gè)復(fù)選框 選擇系統(tǒng)參 數(shù)選項(xiàng) 如圖 18 所示 圖 19 添加變量 會(huì)出現(xiàn)這樣的對(duì)話框 圖 20 系統(tǒng)參數(shù) 雙擊 LOCAL 在出現(xiàn)的選項(xiàng)中選擇第一個(gè)選項(xiàng) 點(diǎn)擊右側(cè)的 瀏覽服務(wù)器 按 鈕 再出現(xiàn)的對(duì)話框中點(diǎn)擊 下一步 在出現(xiàn)的對(duì)話框中 點(diǎn)擊 S7200 OPCServer 在下方會(huì)出現(xiàn) MicpoWin 選項(xiàng) 選中需要的所有變量 再點(diǎn)擊右 側(cè)的 添加新條目 按鈕 就可以將所有的變量導(dǎo)入 WINCC 中 就可以在 WINCC 中 使用了 如圖 20 圖 21 導(dǎo)入變量 4 3 變量連接及運(yùn)行 在 WINCC 的組態(tài)畫面中用右鍵點(diǎn)擊一個(gè)指示燈 選擇屬性 在顏色中雙擊背景 顏色將 背景顏色 和 填充背景顏色 變?yōu)椴煌念伾?如紅色和綠色 如圖 21 所示 圖 22 指示燈顏色與變量的連接 用同樣的方法改變按鈕的顏色 然后在按鈕的屬性對(duì)話框中選擇事件選項(xiàng) 可 以在按鈕選項(xiàng)的下方找到鼠標(biāo)這一選項(xiàng)并單擊該選項(xiàng) 右鍵單機(jī) 按左鍵 后面的 動(dòng)作欄 選擇 C 動(dòng)作 會(huì)出現(xiàn)編輯動(dòng)作的對(duì)話框 在左側(cè)的內(nèi)部函數(shù)中調(diào)用 SetTagBit 函數(shù) 在程序的最后一行 Return Type BOOL 之前鍵入 例如 SetTagBit 一層內(nèi)呼 1 目的是當(dāng)按此按鈕時(shí) 轎廂下降到一層 如圖 22 所示 圖 23 按鈕與變量的連接 調(diào)解好后 點(diǎn)擊釋放左鍵選項(xiàng) 在程序的最后一行 Return Type BOOL 之前 鍵入 SetTagBit 一層內(nèi)呼 0 用同樣的方法 將組態(tài)畫面中所有的器件定義完 點(diǎn)擊 WINCC 畫面上的運(yùn)行系統(tǒng) 將其激活 便可以看到監(jiān)控畫面 如圖 23 所示 圖 24 監(jiān)控畫面 總 結(jié) 在本次設(shè)計(jì)中學(xué)會(huì)了使用 S7 200PLC 在本次設(shè)計(jì)中通過楊忠君老師的指導(dǎo) 我對(duì)梯形圖編程得到了鞏固與加深 但是由于在這半個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中 開 始的時(shí)候一直忙于找工作 沒有把所有的時(shí)間全部用在學(xué)習(xí)上 對(duì)于 V4 0 STEP 7 MicroWIN SP6 的編程也只是簡(jiǎn)單層次的了解與使用 所以在實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)的功能上 沒有做的那么完整 例如 現(xiàn)在沒有實(shí)現(xiàn)開關(guān)門和報(bào)警的功能 這個(gè)是我現(xiàn)在不能 做到了 所以在以后的學(xué)習(xí)中還要加強(qiáng)這部分知識(shí) 對(duì)于組態(tài)軟件的使用在原來的基礎(chǔ)上得到了加深 明白了對(duì)于不同的控制要求 進(jìn)行不同的組態(tài) 對(duì)于圖形的設(shè)計(jì)等都有了新的理解 但是由于對(duì)組態(tài)軟件了解不 是很深 在以后的學(xué)習(xí)中還會(huì)有很多的問題出現(xiàn) 有待于加強(qiáng) 致 謝 本人能夠完成學(xué)士士階段的學(xué)業(yè) 并能完成學(xué)士學(xué)位論文 是與許多人的幫助 分不開的 在此 我對(duì)那些曾經(jīng)幫助我的老師 家人 同事 同學(xué)和朋友表示最衷 心的感謝 本設(shè)計(jì)選題 結(jié)構(gòu) 直到整理 最后定稿得到了楊忠君老師的悉心教導(dǎo) 自始 至終都傾注著他的心血 在此 我要深深地感謝我的導(dǎo)師 他高深的學(xué)術(shù)造詣 深 入鉆研的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度是我終身學(xué)習(xí)的楷模 感謝化工大學(xué)為我提供的良好學(xué)習(xí)環(huán)境 讓我完成了四年的學(xué)習(xí) 并順利畢業(yè) 四年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束 我將迎來一個(gè)新的開始 四年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng) 親友 的大力支持下 走得辛苦卻也收獲滿囊 在論文即將付梓之際 我思緒萬千 心情 久久不能平靜我為我?guī)讉€(gè)月來靜心學(xué)習(xí) 并取得較好成績(jī)而感到欣慰 欣慰之余 我要感謝母校 向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的所有老師和同學(xué)們表示真摯的謝意 參考文獻(xiàn) 1 劉鍇 周海 深入淺出西門子 S7 300PLC J 北京 北京航空航天大學(xué)出版 社 2004 2 弭洪濤 王忠禮 PLC 實(shí)用技術(shù) 北京 科學(xué)出版社 2005 3 王永華 現(xiàn)代電氣控制及可編程控制技術(shù) M 北京 北京航空航天出版社 2002 15 一 17 4 何平 蘭生海一種編制復(fù)雜 PLC 程序的新方法 M 自動(dòng)化儀表 2004 25 12 50 一 52 5 張萬忠 劉明芹 電器與 PLC 控制技術(shù) M 化學(xué)化工出版社 2003 242 一 248 6 李景學(xué) 金廣業(yè) 可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 M 北京 電子工業(yè)出版 社 1995 122 一 127 8 廖常初 PLC 應(yīng)用技術(shù)問答 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 1 67 附 錄 三層電梯語句表 1 LD I0 1 78 LD I1 0 155 O Q0 5 2 O M0 1 79 O M15 7 156 LD M0 1 3 O M15 0 80 A M0 1 157 O Q0 4 4 AN Q1 1 81 LD I1 0 158 ALD 5 AN Q0 1 82 O M1 57 159 ED 6 M0 1 83 A Q0 4 160 M2 1 7 LD I0 2 84 OLD 161 LD M2 1 8 O M0 2 85 AN M2 2 162 S M2 2 1 9 O M15 1 86 R Q0 2 1 163 LD M0 1 10 AN Q0 2 87 LD M0 2 164 O Q0 4 11 M0 2 88 O M0 3 165 A M2 2 12 LD I0 3 89 O M0 1 166 TON T37 20 13 O M0 3 90 O Q0 4 167 R Q1 0 1 14 O M15 2 91 O Q0 7 168 LD M0 2 15 AN Q1 0 92 O Q0 6 169 O Q0 6 16 AN Q0 3 93 O Q0 5 170 LD M0 3 17 M0 3 94 A M16 1 171 O Q0 7 18 LD I0 4 95 LPS 172 ALD 19 O M0 4 96 AN M12 2 173 ED 20 O M15 3 97 R Q0 1 1 174 M2 3 21 AN Q0 1 98 LRD 175 LD M2 3 22 M0 4 99 AN M12 4 176 S M2 4 1 23 A M10 0 100 R Q0 3 1 177 LD M0 3 24 AN M2 4 101 LPP 178 O Q0 7 25 Q0 4 102 AN Q0 1 179 A M2 4 26 LD I0 5 103 AN Q0 3 180 TON T38 20 27 O M0 5 104 AN M12 4 181 R Q1 1 1 28 O M15 4 105 AN M12 2 182 LD Q0 5 29 AN Q0 2 106 S Q0 2 1 183 A Q0 7 30 M0 5 107 LD I1 2 184 LD Q0 5 31 LD Q0 7 108 O M16 0 185 A M0 3 32 O M0 3 109 A M0 3 186 OLD 33 ON Q0 2 110 LD I1 2 187 ED 34 LD M0 5 111 O M16 0 188 M12 3 35 O Q0 5 112 A Q0 7 189 LD M12 3 36 ALD 113 OLD 190 S M12 4 1 37 A M10 0 114 LSP 191 LD Q0 3 38 Q0 5 115 AN M2 4 192 A M12 4 39 LD I0 6 116 AN Q0 1 193 TON T40 20 40 O M0 6 117 AN Q0 3 194 LD Q0 6 41 O M15 5 118 AN M12 4 195 A Q0 4 42 AN Q0 2 119 R Q0 2 1 196 LD Q0 6 43 M0 6 120 LPP 197 A M0 1 44 LD Q0 4 121 AN Q0 1 198 OLD 45 O M0 1 122 AN M2 4 199 ED 46 ON Q0 2 123 S Q0 3 1 200 M12 1 47 LD M0 6 124 LD T39 201 LD M12 1 48 O Q0 6 125 O Q1 1 202 S M12 2 1 49 ALD 126 AN Q0 2 203 LD Q0 1 50 A M10 0 127 LD M0 2 204 A M12 2 51 Q0 6 128 O M0 3 205 TON T39 20 52 LD I0 7 129 O M0 7 206 LD T37 53 O M0 7 130 O M0 6 207 R M2 2 1 54 O M15 6 131 O M0 5 208 LD T38 55 AN Q1 0 132 OLD 209 R M2 4 1 56 AN Q0 3 133 AN Q0 3 210 LD T39 57 M0 7 134 AN Q1 0 211 R M12 2 1 58 A M10 0 135 A M10 0 212 LD T40 59 AN M2 2 136 AN M2 2 213 R M12 4 1 60 Q0 7 137 AN M12 2 61 LD I1 0 138 Q1 1 62 O M15 7 139 LD T40 63 AN Q0 2 140 O Q0 1 64 LD I1 0 141 AN Q0 2 65 O M15 7 142 LD M0 2 66 A M0 1 143 O M0 1 67 OLD 144 O M0 4 68 LD I1 0 145 O M0 5 69 A Q0 4 146 O M0 6 70 OLD 147 OLD 71 AN Q0 3 148 AN Q0 1 72 AN M2 2 149 AN Q1 1 73 S Q0 1 1 150 A M10 0 74 LD Q0 1 151 AN M2 4 75 S M10 0 1 152 AN M12 4 76 LDN M10 0 153 Q1 0 77 R M0 1 7 154 LD M0 2