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西门子PLC控制四层电梯

专 业:电气自动化
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摘要
本文利用MCGS组态软件检验电梯PLC控制系统的运行情况。MCGS(Monitor and Control Generated System,通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，能够在Windows平台上运行。通过对现场数据的采集处理。以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式。向用户提供解决实际工程问题的方案.充分利用windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点。比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性．在自动化领域有着更广泛的应用。

关键词:PLC MCDS 电气控制

目录
第一章 前言.。..。.。。。..。。.。..。。。..。..。.。..。..。....。。..1
1.1 前言。..。.。.。。。。。.。。。.。。。..。。.。。.。..。。.。。。。。。.。...。1
第二章 电梯PLC控制系统..。。。...。。。。。。...。。。。。.。。。...。1
2.1 电梯PLC控制系统。........。..。。。。.。。.。...。。。。.。.。。.1
2.2 电气控制系统..。.。。.。。...。.。。...。...。.。。...。。。.。...2
2.3 PLC系统部分.。....。.。.。。.。..。。.。....。。.。。..。。。。。.。。2
第三章 电梯PLC控制系统设计
3.1　电梯PLC控制系统设计。。.。.。。。.。.。.....。....。。..。.。。2
3.2楼层状态指示设计.。.。.。.。...。.。..。。。.。.。...。。。..。。。.3
3.3电梯下行程序设计。..。.....。.。。.。.。...。.。。。....。...。.4
3.4电梯上行程序设计.。。。..。。..。。。。.。..。。.。。。.。.。.。。..。。4
3。5电梯到达时程序设计。。.。.。.。.。......。。....。。。..。..。。.4
第四章 组态软件模拟电梯PLC控制系统显示设计
4.1　组态软件模拟电梯PLC控制系统显示设计.。.。。。。。..。.。.5
设计总结。.。。.。..。...。...........。...。。。。...。。。...。。。..6
致谢.。。.。..。。。。。。.。。。。.。..。。.。.....。.。。....。。.。.。。。.。.7
参考文献。。..。。。.....。。。.。。.........。。。。..。。.。.。....。.。8

1。1　前言
　电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成.传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。目前电梯设计使用可编程控制器（PLC），要求功能变化灵活，编程简单，故障少,噪音低。维修保养方便，节能省工,抗干扰能力强，控制箱占地面积少。当乘员进入电梯，按下楼层按钮,电梯门自动关闭后．控制系统进行下列运作：根据轿厢所处位置及乘员所处层数．判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速。将轿厢停在选定的楼层上;同时,根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。
MCGS(Monitor and Control Generated System，通用监控系统）是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，能够在Windows平台上运行。通过对现场数据的采集处理。以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式。向用户提供解决实际工程问题的方案.充分利用windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点.比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性．在自动化领域有着更广泛的应用.本文利用MCGS组态软件检验电梯PLC控制系统的运行情况。
2。1　电梯PLC控制系统
　S7—200可编程控制器是德国西门子公司研制的一种新型可编程控制器.它工作可靠,功能强,存储容量大，编程方便，输出端可直接驱动2A的继电器或接触器的线圈，抗干扰能力强.因此，能够满足电梯对电气控制系统的要求。S7-200系列小型PLC(Micro PLC)可应用于各种自动化系统。紧凑的结构.低廉的成本12．b～功能强大的指令集使得S7—200 PLC成为各种小型控制任务理想的解决方案。利用西门子S7—200可编程序控制器编写一个四层电梯的控制系统.分别完成轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。
　STEP 7—Micro／WIN 32是S7-200系列的PLC的编程软件．可以对S7-200的所有功能进行编程。该软件在WindOW8平台上运行。基本操作与omce等标准WindOWS软件相类似，简单、易学。其基本功能是协助用户完成应用软件任务。例如创建用户程序、修改和编辑过程中编辑器具有简单语法检查功能.还可以直接用软件设置PLC的工作方式、参数和运行监控。
2．2 电气控制系统
图l为本系统的组成框图。

　图中。输出为：l、电动机；2、上下行接触器；3、快慢速接触器；4、位置指示;5、门锁。输入为：6、轿内指令;7、厅外指令；8、门区感应;9、手动开关门；10、楼层感应.
2．3 PLC系统部分
　完成所设定的控制任务所需要的PLC规模主要取决于控制系统对输入,｛禽出点的需求量和控制过程的难易程度.
(1)I／O点的估算:
　系统的输入点有:门厅召唤按钮6个输入点；轿内指令按钮4个点；楼层感应器4个点；门区感应l点；手动开门l点：共计输入点16点。而输出点有：快慢速接触器2点;上下行接触器2点；楼层指示灯4点；门锁1个点;共计输出点9点。总计I／O点数为16／9；
(2）可编程控制器S7—200的CPU226输入,输出点数为24／16.足以满足要求。
3。1　电梯PLC控制系统设计
  具有AS—Interface总线功能的西门子S7-200CN PLC性能较好，功能强大,支持三角函数、开方、对数运算等功能;可在线编辑和监视;通过调制解调器支持远程监控;可以故障诊断，执行单次扫描，强制输出;可以编辑变量状态表,使用多个可同时打开的窗口可同时显示信号状态和状态表。所以基于S7-200CN PLC的电梯控制系统是一个网络化、智能化、性价比极高的控制系统。
在系统的硬件实现上，经过仔细调查和论证发现:电梯控制系统的传感器和执行器基本上集中在井道和轿厢，机房仅只有一个执行器即调速器，而无传感器。所以将机房作为控制中心不尽合理，为了使系统的硬件布置达到最优,项目对传统的电梯控制系统做了如下调整：电梯的控制系统和拖动系统从物理上分开，改变了传统电梯系统控制、拖动不分家的状态。这样做的好处是真正实现了强弱电分开，大大提高了系统的抗干扰性，进一步保证了电梯系统的安全和可靠；由于电梯的大部分信号在轿厢和井道,如果将控制中心置于机房,即使应用AS-Interface总线技术，那么它所需要的AS-I从站是十分可观的(以10层10站的电梯为例，轿厢和井道的信号大约有100个，一个AS-I从站的的I/O数最多为8，也就是说需13个从站才能满足要求),这种即使有了先进性而无经济性的系统难以被工程所接受。项目的做法就是将控制中心转移到轿厢顶，这种转移在不降低其先进性的同时大大降低了控制系统的成本(同样以10层10站的电梯为例，井道和机房的信号大约有48个，所需要的从站仅为6个）。
  图2为根据以上思想采用AS-I总线技术的电梯控制系统,控制中心位于轿顶，由CPU226CN（PLC)、EM223(PLC扩展）、AS—I主站三部分组成,轿厢上的信号均直接接到PLC的I/O上，井道和机房的信号通过AS-I从站传输到AS—I主站上，现场安装十分简单.文档为个人收集整理，来源于网络文档为个人收集整理，来源于网络
3．2楼层状态指示设计
　当电梯运行至某层有指令发出时．指示位置及指令。以二层为例:
LD twoselet
二层内选掸
S twoseletq，1
二层内选择指示
LD twoup
二层上呼
S twoupq,1
二层上呼指示
LJ)twodown
二层下呼
S twodownq，1
二层下呼指示
LD twoseat
二层位置
= twoeeatq
二层位置指示
3．3电梯下行程序设计
　以电梯在三层下行情况为例。当电梯的一或二层有指令时,将三层下行位置1，同时无上行,驱动电梯下行。程序说明如下：
电棒在三晨时下行情况
LDoneseletq
一层内选择
0 twmeletq
或二层内选择
Ooneupq
或一层上呼
0 twodownq
或二层下呼
O tWoup_q
或二层上呼
A畦I州eseatq
在三层位置时
SV0.1.1
置三层下行位
电椿下行
LDV0.0
有四层下行位
OV0.1
或有三层下行位
OV0。2
或有二层下行位
AN up
同时无上行
=down
电梯下行
3．4电梯上行程序设计
　 以电梯在二层上行情况为例。程序说明如下:

3．5电梯到达时程序设计
　电梯到达某层时。将已完成的指令信号复位.以电梯到达三层为例.程序ig明如下：

4。1　组态软件模拟电梯PLC控制系统显示设计
　MCGsm态软件具有全中文、面向窗口的可视化操作界面.实时性强,有良好的并行处理性能和丰富生动的多媒体画面。MCGSm态软件的开放式结构拥有广泛的数据获取和强大的数据处理功能。同时.提供良好的安全机制，为多个不同级别用户设定不同的操作权限。MCGS组态软件支持多种硬件设备，实现“设备无关”，用户不必因外部设备的局部改动，而影响整个系统。MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立。又紧密相关。
　本文利用MCGS组态软件设计。在设备组态窗口中选择适当的串口通讯设备．添加西门子S7—200PLC。正确设置其属性。正确设置组态软件中数据变量设备通道的连接，即可实现PLC与组态软件的通讯。将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合，使电脑对PLC发出的信号有响应.在MCGS组态软件的用户窗口中，制作一个动画界面。在界面上设置各个控件的属性，使设置的控件按照真实的情况动作，检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。MCGS用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面．组态配置各种不同类型和功能的对象或构构。可以对实时数据进行可视化处理。组态过程如图2所示：

设计总结
针对这个四层电梯的控制系统．本文采用西门子S7—200可编程控制器设-H-电梯的控制系统完成电梯的轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。利用MCGS组态软减设计模拟电梯PLC控制系统的运行。将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合，加载驱动。使设置的控件能够按照真实的情况动作。检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。实践证明。将PLC可编程控制器和MCGS组态软件结合可以非常好地模拟电梯控制系统的测试运行．有利于PLC控制系统的设—H—、检测，具有良好的应用价值。

致 谢

伴随着本文的撰写结束，我在长春职业技术学院三年的学习也即将圆满完成。三年多的学习过程中,得到了长春职业技术学院工程技术分院授课老师的精心教导，获得了多方面的知识，改善了自己的知识层次,提高了在学习过程中发现问题、分析问题、解决问题的能力，获益匪浅。在此，对长春职业技术学院所有给予我关心、教育和培养的领导、老师们表示深深的谢意。
在论文的撰写过程中，长春职业技术学院工程技术分院史晶老师给予了精心指导，老师从我论文的选题到撰写整个过程都提出了宝贵的修改意见，在我论文遇到的困难时，史老师细心周到的指导使我树立起完成论文的信心和决心,在此对史老师表示衷心的感谢！

参考文献
【l】陈立定、吴玉香、苏开才编．电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社．200l
【2】刘载文、李毫升、钟亚林编。电梯控制技术．北京：电子工业出版社．1996
【31 SIMATIC s7—200可编程序控制器系统手册，西门子公司
【4】STEP 7—Miert／WIN 32 V3．1 sPl编程帮助手册,西门子自动化设备公司
【5】MCGs参考手册、MCGs用户指南、MCGS嵌人版说明书，北京昆仑通态自动化软件科技有限公司
【6】王平崔纳新，PLC在电梯控制中的应用．微计算机信息．1999．（2）