多电梯群控运行的PLC控制新版专业系统设计.doc

毕 业 设 计
题目：多电梯群控运营PLC控制系统设计

姓　 名：_
学　 号：_
学 院： 机电学院
专 业： 机械工程及自动化
指 导 教 师：_
协助指引教师：___________________

年 月 日

摘 要
随着社会经济发展及科技迅速发展以及人们对社会需求多样化,促使电梯不断发展以满足人们需求。本毕业设计是针对多电梯群控运营进行PLC控制系统设计。本设计采用是德国西门子公司S7-1200系列可编程控制器CPU1214C作为核心控制器，配合扩展模块SM1223来实现三部六层电梯控制，并且采用触摸屏实现上位监控系统设计。本设计电梯控制系统可以实现三部电梯群控智能控制，每部电梯均可实现降压启动、高速运营和低速三级制动。

核心词：电梯群控 PLC 控制系统 上位监控
Abstract
With the development of social economy and the rapid development of science and technology and the diversification of people's demand for the society，which has prompted the development of the elevator to meet people's needs. This graduation design is the design of PLC control system for the operation of the elevator group control. This design uses a series of German company Siemens S7-1200 PLC as the core controller CPU1214C， with expansion module SM1223 to achieve three six storey elevator control，and the touching screen to realize the design of the monitor system. The design of the elevator control system can realize the three elevators intelligent control，each elevator can realize step-down start，high speed and low speed three braking..
核心词：多层电梯控制、PLC、步进电机
Key words：Elevator PLC control system monitor
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1.1老式电梯存在问题 2
1.2中华人民共和国电梯市场前景 2
1.3重要研究内容 2
2 总体方案设计 3
2.1 电梯简介 3
2.2控制工艺规定 3
2.3实现方案 4
2.3.1控制器选取 4
2.3.2曳引电机选型 4
2.3.3上位软件选取 4
2.3.4网络通信 4
3.硬件设计 5
3.1 信号分析 5
3.2 硬件选型 6
3.3 硬件组态 7
3.4 I/O分派 8
3.5硬件原理图 11
3.5.1主电路 11
3.5.2控制电路 13
4 软件设计 16
4.1 程序构造 16
4.2 OB100程序分析 17
4.3主程序分析 18
4.4复位子程序 20
4.5自动运营子程序 21
4.5.1轿厢启停控制及方向控制 22
4.5.2高低速控制 23
4.5.3低速制动子程序 23
4.5.4开关门控制 23
4.6群控子程序 26
5上位设计 27
5.1上位画面构造 27
5.2 新建项目 27
5.3建立变量 28
5.4 运营画面 29
5.5 监控画面 30
5.6 报警画面 30
6调试 31
结 论 34
致 谢 35
参照文献 36

引 言
随着国内经济迅速发展和城乡化进程不断进一步发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛应用。国内电梯行业正经历着一种高速发展期，当前，国内在电梯产量、电梯保有量、电梯增长率方面均为世界第一。中华人民共和国产业调研网发布-中华人民共和国电梯行业现状研究分析及市场前景预测报告以为：随着国内二三线都市迅速发展以及城乡化进程不断推动，带动经济建设迅速发展。特别是国家在此后几年对保障房市场投入，将使得包括保障性住房在内住宅建设总量依然呈增长趋势，将带动电梯需求量进一步增长。因而，国内在此后相称长时间内还将是全球最大电梯市场，仍有巨大潜力。
电梯技术发展水平体现了社会科学进步限度，因而有效地改进电梯客流调度及运送效果始终是国际电梯业所注重课题之一。电梯群组合理控制不但要对电梯当前运营状况做出分析评价，还要对电梯将来运营需求做出推理预测，更要对电梯如何调度、如何控制做出决策。从电梯运营控制智能化角度讲，规定电梯有优质服务质量。控制程序中应采用先进调度规则，使群控治理有最佳派梯模式。当前群控算法中已不是单一地依托“乘客等待时间最短”为目的，而是采用模糊理论、神经网络、专家系统办法，将要综合考虑因素（即专家知识）吸取到群控系统中往。
现今国内多台电梯控制水平还不抱负，有待进一步发展，当前国内使用电梯群控系统大多数由国外电梯公司提供，其核心技术不公开，而国内电梯群控系统研究起步较晚，尚有相称大差距不容乐观。
因而对电梯群控系统核心技术研究和掌握这些先进控制技术对国内电梯行业发展有极大增进作用。1绪论
1.1老式电梯存在问题
老式继电器控制电梯存在发生故障率较高、控制可靠性能差、接线复杂等缺陷；一旦某个触点接触不良就会引起故障，对于后期维修比较困难。因而开发一种安全、高效控制电梯方式呼之欲出。
1.2中华人民共和国电梯市场前景
在经济大发展前提下，高楼建筑如雨后春笋越来越多，楼层也不断增高，电梯作为高楼大厦必不可少工具。正变化着人们生活水平，以便人们出行，电梯应用逐年增高，市民们对电梯舒服度，电梯安全和对电梯速度规定更加严苛。通过对电梯控制系统改造设计，以 PLC 控制系统设计更能满足人们对物质生活追求。 随着 可编程逻辑控制技术不断发展，PLC体积在减小，功能越来越强大，对被控对象过程控制更平稳。因而，PLC已经成为电梯控制系统设计核心技术之一。因而应用 PLC 设计稳定、可靠电梯系统具备较大意义。
1.3重要研究内容
本毕业设计重要研究多电梯群控运营PLC控制系统设计，详细以实现三部六层电梯集群控制控制为目。详细任务涉及电梯初始化功能，开关门控制，轿厢启停控制，错误指令消除，待载休眠功能。以及对电梯整个运营系统进行上位监控并在异常状态做出相应报警。在满足单部电梯基本上将三部电梯构成一组进行集中控制，合理分派；从而缩短乘客平均候梯和乘梯时间；减少系统整体能耗提高经济效益。
2 总体方案设计
2.1 电梯简介
本毕业设计电梯采用常用曳引式电梯构造。一共有三部电梯，每部电梯均有六层，电梯重要由梯井，轿厢，曳引电机及各传感器构成。考虑到安全因素，在梯井上下端分别安装上下端限位开关。轿厢重要由轿厢门及门电机，控制面板和某些有关传感器构成。详细单部电梯构造示意图如图2-1所示。

图2-1 电梯构造示意图
2.2控制工艺规定
要实现对三部六层电梯集群控制，一方面应实现单部电梯基本功能；其中涉及电梯初始化功能，开关门控制，轿厢启停控制，轿厢选层信号错误指令消除功能，电梯无任务时进入待载休眠状态。另一方面规定可以实现对整个电梯系统当前运营状态及运营状况进行实时监控并对单部电梯运营（异常）状态做出相应报警；第三，满足前2步基本上实现集群电梯控制。进入群控运营必要可以满足单部电梯正常运营，即进入轿厢内可以依照乘客呼梯需求，在此基本上必要可以发挥电梯集群控制长处，实现电梯之间协调运作能力。
2.3实现方案
本毕设针对实现三部六层电梯集群控制,涉及硬件设计，软件设计和上位设计。
2.3.1控制器选取
当今电梯普遍采用单片机和PLC方式控制，在功能上，PLC控制器优于单片机、PLC扩展性及可靠性好，功能更加强大，生产效率更高，程序设计相对以便，看干扰能力比单片机强，能为公司创造利润更高。PLC品牌众多，而相对于其她品牌PLC，因西门子PLC控制器价位中档，联网能力强，而本设计属于小型控制任务，在满足控制任务需求同步考虑到经济简便因素。故本设选用西门子小型PLC作为核心控制器。
2.3.2曳引电机选型
电梯行业中，电梯种类繁多，有如下几种：交流双速电梯、变频调速电梯、调压调速电梯；现今以交流双速电梯在社会生活中应用较多。因其制作成本相对较低并可以适应频繁起动和制动场景，并且交流双速电梯起动时电流小、力矩大，具备启动时机械特性硬、噪声较小等特点。因而选用交流双速电动机作为本毕业设计曳引电机。
2.3.3上位软件选取
就当前而言上位监控软件有组态王、F-BOX、WinCC等等。组态王特点是上位简洁，应用性强；F-BOX设立简朴，在获取数据上没什么限制，但在下载数据时会受某些厂商限制，相较与其她品牌在大型应用上较弱；因本项目中使用TIA 博图 V13编程软件集成了SIMATIC STEP 7 Professional V13软件 及SIMATIC WinCC Professional V13软件 ，因而可以通过SIMATIC WinCC Professional V13在TIA PORTAL V13编程软件中进行上位机组态，以实现对项目监控。
2.3.4网络通信
由于西门子S7-1200有集成以太网口，且工业以太网有较高数据传播速率,其功能特别强大，使用非常以便等特性。因而其操作站与S7-1200控制器之间采用以太网通讯方式。结合本毕业设计本课题系统构造绘制框图如图2-2所示。

图2-2 系统构造框图
3.硬件设计
依照控制工艺规定，选取相应控制驱动设备以及所需其她设备，进行信号分析，硬件选型，硬件组态进而进行I/O分派及硬件原理图和接线图设计。
3.1 信号分析
依照项目需求及本设计控制工艺分析，并结合所需要控制驱动设备。在分析相应控制任务和需实现对三部电梯各个功能功能状况下总结记录出，本设计共需要呼梯信号28个，内选和外呼信号28个，楼层显示信号27个，控制信号输入60个，控制信号输出39个，记录共需要数字量输入信号88个及输出信号94个。详细输入信号如下表3-1，输出信号如表3-2所示。
表3-1 数字量输入信号点数
分类
变量阐明
单部数量
三部数量
呼梯信号
1-6层站轿内指令登记按钮
6
18
1-5层站上行呼喊按钮
5
5
2-6层站下行呼喊按钮
5
5
控制信号
轿厢内开、关门按钮
2
6
开、关门到位传感器
2
6
红外光幕信号
1
3
超重感应器
1
3
轿门锁开关
1
3
1-6层站门锁开关
6
18
平层传感器（上，下）
2
6
端站逼迫换速开关（上，下）
2
6
上端站越位控制开关（上，下）
2
6
检修开关
1
3
共计
-
36
88
表3-2数字量输出信号
分类
变量阐明
单部数量
三部数量
内选、外呼唤批示信号
1-6层站轿内指令登记灯
6
18
1-5层站上行呼喊按钮登记灯
5
5
2-6层站上行呼喊按钮登记灯
5
5
层楼信号显示
七段数码管输出信号
7
21
上、下行批示信号
2
6
控制信号
曳引电机启动信号
1
3
上、下行方向接触器
2
6
开、关门继电器
2
6
电梯高速运营
1
3
电梯低速运营
1
3
制动减速接触器
3
9
故障批示灯
1
3
轿内照明
1
3
电扇
1
3
共计
-
38
94
3.2 硬件选型
依照总体方案设计，本毕业设计选用S7-1200PLC作为控制器。因本毕设未用到高速输出功能，因而西门子1200系列PLC均可作为备选控制器。本设计选用CPU型号为6ES7 214-1AG40-0XB0。依照信号分析可知本设计共需数字量输入信号88个；数字量输出信号94个；因自带I/O仅有14个输入10个输出点，因此还需要配备扩展模块，本毕设选用SM1223作为扩展模块。所需要材料与元器件型号详细清单如下表3-3。
表3-3 重要硬件清单表
序号
材料/器件
型号/规格/订货号
1
西门子机架
6ES7-390-1AE80-0AA0
2
西门子CPU
6ES7 214-1AG40-0XB0
3
数字量输入输出模块（16位）
SM1223
4
西门子PROF I BUS-6XV1 屏蔽线
830-0AH10
5
空气开关（低压断路器）
5SJ62 MCB
6
按钮（不带自锁）（54个）
ABW111EG101ec
7
熔断器（2个）
RT18-32 330V 32A GB 13539
8
保险丝（1匝）
Φ10*38 500W3A GB 13539
9
端子排（4盒）
SAK-2 5EN
10
自锁开关（6个）
ABW111EG
11
三相笼型异步电动机
YYTD系列4/16极
12
门电机
YVP90-6S4系列电机
3.3 硬件组态
依照本设计课题任务，本项目使用博途软件V13(TIA Portal V13)进行硬件组态和程序设计。一方面，打开博途软件，创立新项目，切换至项目视图，添加新设备，选取控制器类型及相应订货号，如图3-1所示。

图3-1添加硬件设备
然后在项目树中找到所添加设备，默认名称为“PLC_1”。双击项目树中该设备下“设备组态”，进入设备视图，依照项目信号分析，I/O口数量较多，S7-1200原配I/O点数不可以满足项目I/O需求，经分析需要扩展6个16入16出SM1223I/O扩展模块才干满足项目需求。现将扩展模块SM1223添加至该设备中，设立好网络端口，选取PCPC/PG端口，设为一致如本机PC/PG接口如图3-2 所示。CPUIP地址如图所示为192.168.0.1。

图3-2 IP地址及扩展模块组态设立
系统中如需用到系统存储器和时钟存储器时，可先将容许组态系统存储器字节和时钟存储器字节。在分派系统存储器字节和时钟存储器字节地址前，先查看分派列表避免重赋值状况发生。在左侧项目树右键可查看分派列表。

3.4 I/O分派
依照本设计信号分析及对输入输出设备分析，本项目为三部电梯，外呼信号共用以实现三部电梯联系；其中公共输入10个如表3-4所示，公共输出共10个如表3-5所示；其中1部电梯需要36个输入，38个输出因而经分析三部电梯共需要89个输入端口，95个输出端口，所有I/O信号依次顺序排列；详细I/O分派如下表3-6，表3-7所示。
表3-4 公共外呼输入信号
序号
变量名称
符号（1号梯/2号梯/3号梯）
地址（1号梯/2号梯/3号梯）
1
六层下行按钮
1SB1/2SB1/3SB1
I3.0
2
五层下行按钮
1SB2/2SB2/3SB2
I3.1
3
五层上行按钮
1SB3/2SB3/3SB3
I3.2
4
四层下行按钮
1SB4/2SB4/3SB4
I3.3
5
四层上行按钮
1SB5/2SB5/3SB5
I3.4
6
三层下行按钮
1SB6/2SB6/3SB6
I3.5
7
三层上行按钮
1SB7/2SB73SB7
I3.6
8
二层下行按钮
1SB8/2SB8/3SB8
I3.7
9
二层上行按钮
1SB9/2SB9/3SB9
I4.0
10
一层上行按钮
1SB10/2SB10/3SB10
I4.1
表3-5公共外呼输出信号
序号
变量名称
符号（1号梯/2号梯/3号梯）
地址（1号梯/2号梯/3号梯）
1
六层外呼批示灯（下）
1HL1/2HL1/3HL1
Q4.0
2
五层外呼批示灯（下）
1HL2/2HL2/3HL2
Q4.1
3
五层外呼批示灯（上）
1HL3/2HL3/3HL3
Q4.2
4
四层外呼批示灯（下）
1HL4/2HL4/3HL4
Q4.3
5
四层外呼批示灯（上）
1HL5/2HL5/3HL5
Q4.4
6
三层外呼批示灯（下）
1HL6/2HL6/3HL6
Q4.5
7
三层外呼批示灯（上）
1HL7/2HL7/3HL7
Q4.6
8
二层外呼批示灯（下）
1HL8/2HL8/3HL8
Q4.7
9
二层外呼批示灯（上）
1HL9/2HL9/3HL9
Q5.0
10
一层外呼批示灯（上）
1HL10/2HL10/3HL10
Q5.1
表3-6 电梯输入信号
序号
变量名称
符号（1号梯/2号梯/3号梯）
地址（1号梯/2号梯/3号梯）
11
轿厢内按钮6
1SB11/2SB11/3SB11
I4.2/I7.4/I10.6
12
轿厢内按钮5
1SB12/2SB12/3SB12
I4.3/I7.5/I10.7
13
轿厢内按钮4
1SB13/2SB13/3SB13
I4.4/I7.6/I11.0
14
轿厢内按钮3
1SB14/2SB14/3SB14
I4.5/I7.7/I11.1
15
轿厢内按钮2
1SB15/2SB15/3SB15
I4.6/I8.0/I11.2
16
轿厢内按钮1
1SB16/2SB16/3SB16
I4.7/I8.1/I11.3
表3-6 电梯输入信号(续)
序号
变量名称
符号（1号梯/2号梯/3号梯）
地址（1号梯/2号梯/3号梯）
17
轿厢门开按钮
1SB17/2SB17/3SB17
I5.0/I8.2/I11/4
18
轿厢门关按钮
1SB18/2SB18/3SB18
I5.1/I8.3/I11.5
19
红外光幕信号
1ST1/2ST1/3ST1
I5.2/I8.4/I11.6
20
超重信号
1ST2/2ST2/3ST2
I5.3/I8.5/I11.7
21
检修开关
1SA1/2SA1/3SA1
I5.4/I8.6/I12.0
22
轿厢门锁信号
1ST3/2ST3/3ST3
I5.5/I8.7/I12.1
23
一层楼层门锁信号
1ST4/2ST4/3ST4
I5.6/I9.0/I12.2
24
二层楼层门锁信号
1ST5/2ST5/3ST5
I5.7/I9.1/I12.3
25
三层楼层门锁信号
1ST6/2ST6/3ST6
I6.0/I9.2/I12.4
26
四层楼层门锁信号
1ST7/2ST7/3ST7
I6.1/I9.3/I12.5
27
五层楼层门锁信号
1ST8/2ST8/3ST8
I6.2/I9.4/I12.6
28
六层楼层门锁信号
1ST9/2ST9/3ST9
I6.3/I9.5/I12.7
29
电梯门开到位信号
1ST10/2ST10/3ST10
I6.4/I9.6/I13.0
30
电梯门关到位信号
1ST11/2ST11/3ST11
I6.5/I9.7/I13.1
31
上平层信号
1ST12/2ST12/3ST12
I6.6/I10.0/I13.2
32
下平层信号
1ST13/2ST13/3ST13
I6.7/I10.1/I13.3
33
上端站第1限位
1SQ1/2SQ1/3SQ1
I7.0/I10.2/I13.4
34
上端站第2限位
1SQ2/2SQ2/3SQ2
I7.1/I10.3/I13.5
35
下端站第1限位
1SQ3/2SQ3/3SQ3
I7.2/I10.4/I13.6
36
下端站第2限位
1SQ4/2SQ4/3SQ4
I7.3/I10.5/I13.7
表3-7 输出信号
序号
变量名称
符号（1号梯/2号梯/3号梯）
地址（1号梯/2号梯/3号梯）
11
六层内呼批示灯
1HL11/2HL11/3HL11
Q5.2/Q8.6/Q12.2
12
五层内呼批示灯
1HL12/2HL12/3HL12
Q5.3/Q8.7/Q12.3
13
四层内呼批示灯
1HL13/2HL13/3HL13
Q5.4/Q9.0/Q12.4
14
三层内呼批示灯
1HL14/2HL14/3HL14
Q5.5/Q9.1/Q12.5
15
二层内呼批示灯
1HL15/2HL15/3HL15
Q5.6/Q9.2/Q12.6
16
一层内呼批示灯
1HL16/2HL16/3HL16
Q5.7/Q9.3/Q12.7
17
七段数码显示a
1LED1/2LED1/3LED1
Q6.0/Q9.4/Q13.0
18
七段数码显示b
1LED2/2LED2/3LED2
Q6.1/Q9.5/Q13.1
表3-7 输出信号（续）
序号
变量名称
符号（1号梯/2号梯/3号梯）
地址（1号梯/2号梯/3号梯）
19
七段数码显示c
1LED3/2LED3/3LED3
Q6.2/Q9.6/Q13.2
20
七段数码显示d
1LED4/2LED4/3LED4
Q6.3/Q9.7/Q13.3
21
七段数码显示e
1LED5/2LED5/3LED5
Q6.4/Q10.0/Q13.4
22
七段数码显示f
1LED6/2LED6/3LED6
Q6.5/Q10.1/Q13.5
23
七段数码显示g
1LED7/2LED7/3LED7
Q6.6/Q10.2/Q13.6
24
上行批示
1LED8/2LED8/3LED8
Q6.7/Q10.3/Q13.7
25
下行批示
1LED9/2LED9/3LED9
Q7.0/Q10.4/Q14.0
26
电机启动信号
1HL17/2HL17/3HL17
Q7.1/Q10.5/Q14.1
27
故障批示
1HL18/2HL18/3HL18
Q7.2/Q10.6/Q14.2
28
照明
1HL19/2HL19/3HL19
Q7.3/Q10.7/Q14.3
29
电扇
1KM10/2KM10/3KM10
Q7.4/Q11.0/Q14.4
30
上行
1KM1/2KM1/3KM1
Q7.5/Q11.1/Q14.5
31
下行
1KM2/2KM2/3KM2
Q7.6/Q11.2/Q14.6
32
开门
1KM3/2KM3/3KM3
Q7.7/Q11.3/Q14.7
33
关门
1KM4/2KM4/3KM4
Q8.0/Q11.4/Q15.0
34
高速运营
1KM5/2KM5/3KM5
Q8.1/Q11.5/Q15.1
35
低速运营
1KM6/2KM6/3KM6
Q8.2/Q11.6/Q15.2
36
一级制动
1KM7/2KM7/3KM7
Q8.3/Q11.7/Q15.3
37
二级制动
1KM8/2KM8/3KM8
Q8.4/Q12.0/Q15.4
38
三级制动
1KM9/2KM9/3KM9
Q8.5/Q12.1/Q15.5
3.5硬件原理图
3.5.1主电路
依照I/O分派及总体方案设计，绘制硬件接线原理图，如图3-4所示，图中，QF1连接为交流双速曳引电机主电路图。图中三相异步电机M1为轿厢曳引电机；KMI、KM2相应三相异步电机M1正/反转接触器，对电梯进行上升/下降控制；KM5/KM6用于实现为电梯高低速运营；KM11为电梯启动加速接触器；KM7、KM8、KM9相应电梯减速制动接触器；分别相应I/O分派中一级，二级，三级制动，L1、L2与R1、R2为电路中电抗与电阻，与KM7 ，KM8， KM9配合实现对电机加、减速控制。当轿厢获取到平层指令后，KM5接触器断电释放，KM6接触器通电闭合，三相异步电机转为低速运营接法，串人阻抗实现制动功能，实现电梯启停低速运营功能，且KM7 ，KM8,KM9顺序接通，控制了制动减速强度，提高停车制动平稳性及舒服度；
QF1连接为门电机主电路图（1号梯）。图中KM3为开门继电器，KM4为关门继电器，通过控制辅助触点可以实现开关门互锁。

图3-4 1号梯硬件原理图主电路图（曳引电机和门电机）
3.5.2控制电路
依照I/O分派及项目规定，曳引电机需要配合老式逻辑控制电路实现电机启停控制，其中YA为抱闸装置。与图3-4联合分析，当KM1或KM2与KM5通电闭合时，电梯将启动上升或下降运营，触发KT通电延时时间继电器，KT延时继电器延时后与接触器KM11通电吸合，切断R1、L1，电梯转为上升或下降稳速运营；轿厢到平层时，接触器KM1，KM2所有断电释放，同步因YA失电进行抱闸，电梯将停止运营。

图3-5 曳引电机控制电路
依照I/O分派及项目需求绘制如下图3-7所示控制电路接线图；详细扩展模块见图3-8至图3-14所示。所有扩展模块外接电源均为直流24V。

图3-6 PLC控制电路接线图

图3-7 扩展模块SM1223-1

图3-8 扩展模块SM1223-2

图3-9 扩展模块SM1223-3

图3-10 扩展模块SM1223-4

图3-11 扩展模块SM1223-5

图3-12 扩展模块SM1223-6

图3-13 扩展模块SM1223-7

4 软件设计
本毕设计重要采用梯形图语言编程其中群控程序有STL语言编写，梯形图具备于程序编写简朴、逻辑清晰易懂特点，依照工艺规定实现对电梯逻辑控制。
4.1 程序构造
依照项目任务与规定，要实现对三部电梯集群控制，一方面应当实现对单部电梯基本功能控制，再将1号梯引申至2号梯，3号梯实现部电梯联动控制。电梯基本功能重要包括：初始化功能，开关门控制，轿厢启停控制，轿厢选层信号错误指令消除功能，电梯无任务时进入待载休眠状态。
软件设计将电梯在任何状况下复位至最底层，并将所有之前信号清零，从下限位升到第一种楼层时记忆为第一层。程序中楼层显示以上下平层为信号源，上下对齐则记忆为楼层到位，再借助加减计数器，对楼层进行记忆。考虑到电梯浮现故障时需要点动和复位操作，因而设立手动运营程序，在手动模式下可以调用复位程序和点动程序。楼层到位后需要进行开关门信号解决。因而设立了开关门到位状态解决开关门信号。为了实现减少乘客乘梯时间，在自动运营程序中进行高低速解决，将所有内选及外呼信号集中设立一种子程序进行集中解决并对设备进行监控。程序基本构造模块如图4-1所示。

图4-1 程序构造图
4.2 OB100程序分析
电梯运营前，需要对之前所有信号进行清零和复位操作。OB100程序重要是对程序运营前一种状态复位，保证程序开始不会被之前状态标记影响，因而要对3个电梯进行清零操作，依次将各标记位信号清零。如图4-2所示程序，对1号梯状态标志位，1号梯状态批示标志位，1号梯内部状态批示，1号梯复位标记步以及1号梯上行批示；2号梯和3号梯运营程序同样在此不赘述。

图4-2 OB100程序（1号梯）
4.3主程序分析
主程序OB1重要是程序运营时对各子程序条件调用，当功能需要时，相应条件满足后可以调用相应子程序，或者无条件某些公共程序如图4-3所示楼层显示FC28、楼层门区鉴别FC5、开门到位状态FC23等无条件执行程序，用以实现相应控制需求。如图4-4所示，有且仅有当三部电梯所有完毕初始化复位返回自动运营信号，若初始化未完毕则初始化状态置零继续初始化动作。

图4-3 OB1流程图

图4-4 OB1主程序（某些）
4.4复位子程序
电梯初始化清零后无论轿厢当前在哪一层将电梯复位至一层待命，并返回初始化完毕信号以确认初始化结束。电梯模型会收到准备就绪信号后即发出自动运营信号，再进行其她操作控制。以1号梯为例电梯先关门-->下行至下限位-->上升至一层。流程图如图4-5所示，详细程序如图4-6图4-7所示。

图4-5 复位子程序流程图
有且只有三部电梯所有初始化完毕复位至1层后后才干初始化结束，如图4-6所示。

图4-6初始化程序 2
4.5自动运营子程序
自动运营程序是在电梯完毕初始化后，进入载客运营程序。重要功能：电梯通过接受到内选及外呼信号来响应信号需求，从而控制电梯升降启停和开关门等操作；同步返回相应批示信号如上下行信号批示，楼层当前状态及楼层位置。进入自动运营程序一方面应在主程序中初始化完毕后，接受到准备就绪信号调用自动运营程序；详细如图4-7 所示

图4-7 主程序中调用自动运营模式
进入自动运营程序后因程序功能需要，如图4-8所示，需要调用外呼状态信号登记，内选信号登记等信号指令，为实现提高运营效率目，需要对电梯高低速进行判断解决，实现隔层高速及接近楼层是低速功能调用高低速判断子程序。依照项目规定，为乘客提供便利要实现错误指令消除功能，需要调用错误指令消除子程序，为保障电梯安全运营调用故障报警批示子程序。

图4-8 自动运营子程序流程图
4.5.1轿厢启停控制及方向控制
由于程序较多且复杂，如下仅以1号梯某些程序进行阐明，一方面应当明确若要电梯上升或下降则需要3个条件：电机启动，拟定方向，给定高速或低速；另一方面需要考虑轿厢与否正在开关门，若正在开关门则不能升降，只有电梯门锁所有关闭才干升降运动；再判断轿厢位置是不是在两端极限位置，若在上端限位则电梯不能上行，在下端位置电梯不能下行；然后对3个条件进行分析解决；详细如4-9 图所示；

图4-9 1号梯方向及电机启动控制
4.5.2高低速控制
附件4中图 4-11是轿厢在1层时高低速分析。本项目以高速条件作为切入点，判断低速条件，当轿厢处在隔层呼喊时必为高速，即在1层时如有电机启动信号和上行信号时，且呼喊信号为隔层呼喊则电梯高速运营，否则电梯低速运营。
4.5.3低速制动子程序
为实现电梯平稳启降，提高乘客乘坐电梯舒服度，轿厢在启动时应平稳启动，到达目的层时应逐渐减少电梯运营速度以实现项目初步设想。
4.5.4开关门控制
1号梯开关门控制，依照项目规定，电梯需要在轿厢上升到指定楼层后开门，通过定期器延时后如无关门信号轿厢将启动关门接触器使轿厢关门，当轿厢正在关门时按下开门按钮或所在外呼按钮时轿厢应当停止关门动作执行开门动作后再延时一段时间执行关门动作，为保证乘客安全，轿厢门隙出设有红外传感器信号，若信号为1信号阐明有乘客在门缝处则轿厢应停止关门并开门延时后再关门；轿厢超重信号为1阐明电梯超载，超载时电梯不容许上下行且必要开门。详细逻辑如图 4-12、图4-13、图4-14、图4-15所示。

图4-12 1号梯开门条件（前某些）

图4-13 1号梯开门条件续（后某些）

图4-14 1号梯开门继电器

图4-15 1号梯关门继电器
4.6群控子程序
本项目为三部电梯集群控制，通过外呼共用信号将三部电梯联系在一起；实现电梯联和控制。一方面明确电梯是以进入自动运营程序为前提；将所有外呼批示集中解决，当外呼信号为1阐明有一种外呼，外呼个数加1 ；那么将所得到外呼个数作为三部电梯联合驱动条件；即若10个外呼信号中仅有少数信号驱动则阐明电梯处在闲时状态，若电梯外呼信号个数高达7个以上则阐明电梯需求量大。此时电梯为高峰时段，必要三部电梯同步工作疏散客流。为以便编程群控程序采用STL语言编写，详细如图4-16所示。

图4-16 群控流程图
5上位设计
依照本毕设总体方案,需要为系统设计上位监控系统，实现对整个控制系统监督和控制。
5.1上位画面构造
本毕设上位系统是通过SIMATIC WinCC Professional V13在TIA PORTAL V13编程软件中进行上位机组态。需要组态初始画面，运营画面，监控画面，报警画面。其中初始画面是对整个项目整体简介，对项目初步理解，设立画面之间切换按钮。运营画面是对项目中电梯运营详细显示，监控其运营状态。监控画面重要是对项目中各个信号进行监控。报警画面是对电梯安全隐患进行监督，当出既有安全隐患时弹出报警文本对话框。上位画面构造如图5-1 所示。

图5-1 画面构造图
5.2 新建项目
一方面新建项目，在项目树中双击添加新设备，将弹出添加新设备框，选取HMI--->选取适当尺寸--->按下右下角确认按钮即可；如图5-2所示。

图5-2创立HMI上位画面
下一步，点击“浏览”选取PLC1与CPU建立通信连接-->点击完毕则通信完毕；此时CPUIP地址与上位地址一致，如图5-3 所示。

图5-3 HMI与CPU建立通信连接
创立项目HMI1后就可以在“画面”下添加各种画面，如本项目中需要添加4个画面，分别是初始画面，运营画面，监控画面和报警画面。画面添加后即可编辑画面如图5-4所示在初始画面中添加了画面切换按钮和初始画面整体样式。初始画面是电梯进入上位画面第一种画面，可以自由切换到其她三个画面。

图5-4 添加新画面（初始画面）
5.3建立变量
本毕设使用TIA PORTAL V13软件集成了SIMATIC STEP 7 Professional V13 及SIMATIC WinCC Professional V13 ，因而SIMATIC WinCC Professional V13 在HMI与CPU建立通信连接后可以直接引用PLC中变量，减少再次新建变量工作。应用前检查CPU IP地址如本机地址为192.168.0.1，站地址与PC地址一致则可以直接选PLC变量进行上位系统操作。如图5-5 所示中例举1号梯上位变量。

图5-5 上位变量（1号梯）
5.4 运营画面
项目中如需对画面进行画面编辑。将所有需要变量进行上位组态画面连接，将程序下载至CPU，使CPU进入RUN模式，选中HMI项目，点击开始，连接成功后进入运营画面，点击“调试启动”按钮,电梯进入初始化程序将所有信号清零并将电梯复位至一层待命，初始化完毕后则可以进入自动运营程序，正如图5-7所示，当前电梯运营至5层,其轿箱内数码显示为5,且有去往4,层，3层，1层内选信号,内选按钮批示灯亮,电梯运营批示电梯将向下运营；

图5-6运营画面图
5.5 监控画面
依照项目规定，在电梯运营过程中需要对电梯所应用传感器进行状态监控并实时显示；如图5-7 所示，1号梯和3号梯正在运营，1号梯轿厢接触到下平层信号因而电梯进入低速状态，一级制动正在生效。

图5-7 监控画面显示
5.6 报警画面
依照项目规定，当电梯浮现超载，越位，关门超时等信号时,规定电梯做出相应批示报警批示灯呈现2HZ红色信号闪烁并弹出响应报警文本；本项目中设定如无报警任务时报警灯呈浅色,若有报警信号则报警灯为深红色；如图5-8所示画面1号梯浮现超载故障。

图5-8报警文本批示
6调试
本毕设调试分为软件调试和上位调试，前者重要是进行程序调试，测试程序逻辑与否对的。上位调试即通过上位界面进行调试并监测整个电梯运营状态。调试过程中遇到如下