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文章來源：《世紀(jì)星月刊》第18期 作者：劉月新



摘要：本文介紹了利用西門子S7-200可編程控制器編寫的一個四層電梯的控制系統(tǒng)，利用世紀(jì)星組態(tài)軟件制作人機(jī)對話界面，檢驗(yàn)電梯PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況。實(shí)踐證明，PLC可編程控制器和世紀(jì)星組態(tài)軟件結(jié)合有利于PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、檢測，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：可編程控制器 電梯控制 組態(tài)模擬



1 前言

　　電梯的電氣系統(tǒng)由拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)采用的繼電器邏輯控制由于觸點(diǎn)多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點(diǎn)，正逐漸被淘汰。目前電梯設(shè)計(jì)使用可編程控制器(PLC)，要求功能變化靈活，編程簡單，故障少，噪音低，維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強(qiáng)，控制箱占地面積少。當(dāng)乘員進(jìn)入電梯，按下樓層按鈕，電梯門自動關(guān)閉后控制系統(tǒng)進(jìn)行下列運(yùn)作：根據(jù)轎廂所處位置及乘員所處層數(shù)，判定轎廂運(yùn)行方向，保證轎廂平層時減速。將轎廂停在選定的樓層上，同時，根據(jù)樓層的呼叫，順路停車，自動開關(guān)門。另外在轎廂內(nèi)外均要有信號燈顯示電梯運(yùn)行方向及樓層數(shù)。

　　世紀(jì)星組態(tài)軟件是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，能夠在Windows平臺上運(yùn)行。通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理。以動畫顯示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時曲線、歷史曲線和報(bào)表輸出等多種方式。向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案。充分利用windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點(diǎn)。比以往使用專用機(jī)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具通用性．在自動化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。本文利用世紀(jì)星組態(tài)軟件檢驗(yàn)電梯PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況。



2 電梯PLC控制系統(tǒng)

　　S7-200可編程控制器是德國西門子公司研制的一種新型可編程控制器。它工作可靠，功能強(qiáng)，存儲容量大，編程方便，輸出端可直接驅(qū)動2A的繼電器或接觸器的線圈，抗干擾能力強(qiáng)。因此，能夠滿足電梯對電氣控制系統(tǒng)的要求。S7-200系列小型PLC(Micro PLC)可應(yīng)用于各種自動化系統(tǒng)。緊湊的結(jié)構(gòu)、低廉的成本、功能強(qiáng)大的指令集使得S7-200 PLC成為各種小型控制任務(wù)理想的解決方案。利用西門子S7-200可編程序控制器編寫一個四層電梯的控制系統(tǒng)。分別完成轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示、平層換速控制、開門控制等控制任務(wù)。

　　STEP 7-Micro／WIN 32是S7-200系列的PLC的編程軟件。可以對S7-200的所有功能進(jìn)行編程。該軟件在Windows平臺上運(yùn)行。基本操作標(biāo)準(zhǔn)Windows軟件相類似，簡單、易學(xué)。其基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件任務(wù)。例如創(chuàng)建用戶程序、修改和編輯過程中編輯器具有簡單語法檢查功能。還可以直接用軟件設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控。

2.1 電氣控制系統(tǒng)

圖l為本系統(tǒng)的組成框圖。



　　圖中輸出為：l、電動機(jī)；2、上下行接觸器；3、快慢速接觸器；4、位置指示；5、門鎖。輸入為：6、轎內(nèi)指令；7、廳外指令；8、門區(qū)感應(yīng)；9、手動開關(guān)門；10、樓層感應(yīng)。

2.2 PLC系統(tǒng)部分

　　完成所設(shè)定的控制任務(wù)所需要的PLC規(guī)模主要取決于控制系統(tǒng)對輸入，{禽出點(diǎn)的需求量和控制過程的難易程度。

(1) I/O點(diǎn)的估算：

　　系統(tǒng)的輸入點(diǎn)有：門廳召喚按鈕6個輸入點(diǎn)；轎內(nèi)指令按鈕4個點(diǎn)；樓層感應(yīng)器4個點(diǎn)；門區(qū)感應(yīng)l點(diǎn)；手動開門l點(diǎn)：共計(jì)輸入點(diǎn)16點(diǎn)。而輸出點(diǎn)有：快慢速接觸器2點(diǎn)；上下行接觸器2點(diǎn)；樓層指示燈4點(diǎn)；門鎖1個點(diǎn)；共計(jì)輸出點(diǎn)9點(diǎn)。總計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)為16/9；

(2)可編程控制器S7-200的CPU226輸入，輸出點(diǎn)數(shù)為24/16，足以滿足要求。



3 電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 樓層狀態(tài)指示設(shè)計(jì)
3.2、電梯下行程序設(shè)計(jì)
3.3、電梯上行程序設(shè)計(jì)
3.4、電梯到達(dá)時程序設(shè)計(jì)



4 組態(tài)軟件模擬電梯PLC控制系統(tǒng)顯示設(shè)計(jì)

　　世紀(jì)星組態(tài)軟件具有全中文、面向窗口的可視化操作界面。實(shí)時性強(qiáng)，有良好的并行處理性能和豐富生動的多媒體畫面。世紀(jì)星組態(tài)軟件的開放式結(jié)構(gòu)擁有廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。同時提供良好的安全機(jī)制，為多個不同級別用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。世紀(jì)星組態(tài)軟件支持多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備無關(guān)”，用戶不必因外部設(shè)備的局部改動，而影響整個系統(tǒng)。世紀(jì)星組態(tài)軟件由“世紀(jì)星開發(fā)系統(tǒng)”和“世紀(jì)星運(yùn)行系統(tǒng)”兩個部分組成，兩部分互相獨(dú)立。又緊密相關(guān)。
　　
　　本文利用世紀(jì)星組態(tài)軟件設(shè)計(jì)。在設(shè)備安裝向?qū)Т翱谥羞x擇適當(dāng)硬件設(shè)備。添加西門子S7-200PLC。正確設(shè)置其串口屬性。正確設(shè)置組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量寄存器的連接，即可實(shí)現(xiàn)PLC與組態(tài)軟件的通訊。將PLC中的串口驅(qū)動程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，使電腦對PLC發(fā)出的信號有響應(yīng)。在世紀(jì)星組態(tài)軟件的用戶窗口中，制作一個窗口界面。在界面上設(shè)置各個控件的屬性，使設(shè)置的控件按照真實(shí)的情況動作，檢驗(yàn)和測試電梯PLC控制系統(tǒng)對電梯的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。世紀(jì)星用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來構(gòu)成一個應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面。組態(tài)配置各種不同類型和功能的對象。可以對實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。



5 結(jié)語

　　針對這個四層電梯的控制系統(tǒng)。本文采用西門子S7-200可編程控制器控制電梯的運(yùn)行。利用世紀(jì)星組態(tài)軟模擬顯示電梯PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。將PLC中的串口驅(qū)動程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，加載驅(qū)動。使設(shè)置的控件能夠按照真實(shí)的情況動作。檢驗(yàn)和測試電梯PLC控制系統(tǒng)對電梯的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。實(shí)踐證明。將PLC可編程控制器和世紀(jì)星組態(tài)軟件結(jié)合可以非常好地模擬電梯控制系統(tǒng)的測試運(yùn)行。