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1、用S7-300PLC设计一个四层电梯的项目 摘要： 电梯作为现代智能建筑内的代步工具，越来越显示出它的重要作用，为了适应电梯的迅速发展。由PLC控制代替传统继电器控制已成为发展定局PLC是集计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。它的编程软件采用易学易懂的梯形图语言，控制灵方便，抗干扰能力强，运行稳定可靠。本次设计介绍了利用西门子S7-300可编程控制器编写的一个四层电梯的控制系统。关键词：电梯,PLC, 继电器ABSTRACT：The elevator took in the modern intelligence construction rides instead o
2、f walking the tool. More and more demonstrates its vital role, in order to adapt the elevator rapid development. Replaces the tradition black-white control by the PLC control to become the development to settle PLC is the collection computer control, the automatic control technology, the communicati
3、on is a body new automatic control device. Its programming software uses easily to study the easy to understand trapezoidal chart language! The control works conveniently, anti jamming ability, the movement stable is reliable。The control system of the four-layer elevator is compiled with $7-300 PLC。
4、Keyword： ELVATOR, PLC, RELA0绪论随着变频技术和PLC控制技术的发展，自动化应用也越来越多，由于一些行业的要求或是由于工作和场地的特殊情况，电气控制部分一般都很简单，多数采用人工手动控制或采用继电器控制方式。这些升降机械存在一些明显的问题，如启动停止和运行不平稳，升降运动过程动作不可靠，自动化程度不高，故障率较高，设备能耗高，无法应急运行，存在安全隐患等等。基于这些问题使得这些升降机械很难在生产生活中发挥高效率的作用，同时也使得国内这些生产的升降机械无法与进口的自动化生产线配套使用，也无法根据实际的生产需要转换和调整升降机械的动作方式和工作顺序。电梯作为现代智能建筑内
5、的代步工具，越来越显示出它的重要作用。为了适应电梯的迅速发展，由PLC控制代替传统继电器控制已成为发展定局。PLC是集计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。它的编程软件采用易学易懂的梯形图语言!控制灵方便，抗干扰能力强，运行稳定可靠。本次项目用S7-300PLC设计一个四层电梯。由于本人水平有限，本设计中难免有不当和错误之处，以及与真实电梯存在一定的差距，恳请各位老师批评指正。1本程序的设计思路先把轿厢所在楼层号传送到一个通道中，再把呼梯楼层号传送到另一个通道中，然后将这两个通道的内容进行比较。若呼梯楼号大于轿厢所在楼号则电梯上行( 若呼梯楼号小于轿厢所在楼号则电梯下行；
6、若两楼号的内容相等则电梯停在该楼层)。对于电梯的这种控制方式是本例程序设计的主线，为了实现电梯顺向优先执行的功能，即当电梯在上行过程中有多个呼梯信号发出时，先接送轿厢所在楼层以上的乘客，直到轿厢以上楼层无呼梯信号或轿厢已到达建筑物顶层时，电梯才会往下行驶；当电梯在下行过程中有多个呼梯信号发出时，先接送轿厢所在楼层以下的乘客，直到轿厢以下楼层无呼梯信号或轿厢已到达建筑物底层时，电梯才会往上行驶；本例各楼层的指示灯一经点亮，就将本楼层号码实时传送到同一个通道中。 但由于PLC是至上而下扫描程序的，而且通道内的数据随着程序读取的进度在不断的改变，因此在所有点亮的指示灯中，只有最靠近程序末尾的指示灯传
7、送的楼层号，才能最后保持在通道内并传送到输出，直到电梯到达该楼层熄灭指示灯后，通道内的数据才可能在输出时发生改变。这样就确保了PLC在读取呼梯信号时，始终按照程序段的排列顺序来读取。2S7-300PLC 的介绍可编程序控制器是二进制逻辑运算为主的、专为工业环境应用而设计的控制器，后来发展成为具有各种接口，且通讯功能和 软件能日趋完善的工业控制器。为与个人计算机区分，可编程序控制器一般简称为PLC(Programmable Logical Controller)。PLC与单片机等计算机控制系统相比，具有以下特点：全系统采用模板化标准结构；针对生产过程的系列化I/O接口模板，能适用于各种电压等级，
8、越来越丰富的智能接口模板；模块化软件和面对普通电气人员的梯形图编程语言；系列化产品形成，同系列不同型号间联网容易；适应工业环境，安装维护容易；可靠性高，故障率低；系统组成灵活，易扩充，易更新；便于在线调试修改。 SIMATIC S7-300是一种通用型的PLC能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用。模块化、无风扇结构、易于实现分布式的配置以及易掌握等特点，使得S7-300在各种工业领域中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的一种解决方法。2.1 基本组成 S7-300（如图2-2-1所示），由多种模块部件组成，包括导轨（RACK）、电源模块（PS）、CPU模块、
9、接口模块（IM）、输入/输出模块（SM）。各种模块能以不同方式结合在一起，从而可控制系统设计更加灵活，满足不同的应用需求。 图2-2-1 S7-300PLC基本结构(1) CPU模块 CPU是PLC系统的运算控制核心。它根据系统程序的要求完成任务：接受并存储用户程序和数据，接收现场输入设备的状态和数据，诊断PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误，完成用户程序规定的运算任务，更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容，实现输出控制或数据通信等功能。S7-300的CPU有20种不同的型号，各款都有非常详尽的性能数据表，其中值得关注的CPU性能有以下5个方面：I/O扩展能力；指令执行速度；工作
10、内存容量；通信能力；CPU上的集成功能。CPU 313C-2DP，本例所用的紧凑型CPU，带集成的数字量输入和输出以及PROFIBUS DP主站/从站接口。操作时也必须用MMC卡扩充装载存储器。(2) 电源模块（PS）电源模块是构成PLC控制系统的重要组成部分。正对不同系列地CPU，西门子有匹配的电源模块与之对应，用于对PLC内部电路和外部负载供电。有多种S7-300电源的模块可为可编程控制器供电,也可以向需要24V直流的传感器/执行器供电,比如PS 305、PS 307。PS 305电源模块是直流供电，PS 307电源模块是交流供电。(3) 输入/输出模块（SM）信号模块（SM）也叫输入/输
11、出模块，是 CPU模块与现场输入/输出原件和设备连接得桥梁，用户可根据现场输入/输出设备选择各种用途的I/O模块。信号模块包含了数字量模块和模拟量模块。 S7-300的输入/输出模块外部连线在插入式的前连接器的端子上，前连接器 插在前盖后面的凹槽内。无须断开前连接器上的外部连线，可以迅速的更换模块。信号模块面板上的LED用来显示各数字量输入/输出点的信号状态，模块安装在DIN标准导轨上，通过总线连接器与相邻的模块连接。2.2 数字量模块和模拟量模块（1）S7-300有多种型号的数字量I/O模块供选择。本例主要介绍数字量模块I/O SM323。SM323模块有两种类型：一种是带有8个共地输入端和
12、8个共地输出端；另一种是带有16个共地输入端和16个共地输出端。两种特性相同。I/O额定负载电压24VDC，输入电压“1”信号电平为1130V,“0”信号电平为-3+5V,I/O通过光耦与背板总线隔离。在额定输入电压下，输入延迟为1.24.8ms。输出具有电子短路保护功能（2）S7-300模拟量输入模块的输入测量范围很宽，它可以直接输入电压、电流、电阻、热电偶等信号，而S7-300模拟量输出模块可以输出010V、115V、-1010V、020mA、420mA、-2020mA 等模拟信号。以下简单介绍模拟量I/O模块SM334。模拟量I/O模块SM334有两种规格：一种是4模拟量输入/2模拟量输
13、出，其输入、输出精度为8位；另一种也是有4模拟量输入/2模拟量输出，其输入/输出精度为12位。SM334模块输入测量范围为010V或020mA，输出范围为010V或020mA。它的I/O测量范围的选择是通过恰当的接线而不是通过组态软件编程设计的。与其他模拟量模块不同，SM334没有负的测量范围，且精度较低。SM33的通道地址（如图2-2-2所示）。通道地址输入通道0模块的起始输入通道1模块的起始+2B的地址偏移量输入通道2模块的起始+4B的地址偏移量输入通道3模块的起始+6B的地址偏移量输出通道0模块的起始输出通道1模块的起始+2B的地址偏移量图2-2-2 SM334 的通道地址 - 16 -
14、2.3 FM(功能模块)、通信处理器模块（CP）以及通讯接口（1）功能模块主要用于对实时性和存储容量要求较高的控制任务，例如计算器模块、伺服电动机定位模块、高速计算器、闭环控制模块、电子凸轮控制器模块、工业表示系统的接口模块、称重模块、位置输入模块、超声波位置解码器等。（2）S7-300系列PLC有多种用途的通信处理器模块，如 CP340、CP 342-5 DP、CP 342-FMS等，其中既有为装置进行点对点通信设计的 模块，也有为PLC上网到西门子的低速现场总线 SINEC L2 和高速 SINEC HI 网设计的网络接口模块。（3）CPU模块上有以下3种通讯接口：MPI接口。多点接口MP
15、I(MultiPoint Interface)是用于连接CPU和PG/OP的接口或用于MPI子网中的通讯接口。PROFIBUS-DP接口。PROFIBUS-DP接口主要用于连接分布式I/O。PROFIBUS-DP用于创建大型扩展子网。例如， PROFIBUS-DP接口既可组态为主站，也可组态为从站。PtP接口。可在CPU上使用PtP（点带点）接口，来连接外部设备至串口，如条形妈阅读器、打印机等。在CPU PtP的接口中安装有以下通信驱动程序，其报文格式是公开的：ASCII驱动；协议；只适用于CPU 314C-2。 12.4 PLC的工作过程PLC有比计算机更强的工业过程接口，可视为一种特殊的工业控制计算机。但编程语言和工作原理于计算机相比有一定的差别，于继电器控制逻辑的工作过程也有很大的差别PLC的工作过程一般可分为3个主要阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，如图2-2-3所示。
