基于PLC和MCGS的四层电梯毕业论文.doc

目 录摘 要：2Abstract：2前言31 PLC及MCGS的简介41.1 可编程控制器的概念41.2 PLC的应用领域51.3 PLC的结构及工作原理61.3.1 PLC的结构61.3.2 PLC的工作原理71.4 PLC的特点81.5 电梯的概述101.6 电梯的分类101.7 电梯的组成及工作原理111.8 关于MCGS的简介122 控制系统方案设计142.1 控制系统的工作流程142.2 控制系统的功能要求152.3 I/O点分配152.4 PLC编程梯形图162.5 MCGS组态过程设计242.5.1设计监控界面242.5.2数据变量的定义252.5.3 MCGS与PLC的连接272.5.4循环策略编写28致 谢32参考文献33基于PLC和MCGS的四层电梯控制系统设计学生：指导老师：摘 要：随着经济的发展，现代城市中的高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。PLC（Programmable logic controller）因其简单易用、可靠性高、维修养护方便和抗干扰能力强等优点，在电梯控制领域应用极为广泛。本文采用西门子PLC S7200系列的可编程控制器，电梯的主要功能有：响应厅外和厅内召唤信号，自动开关门，实时显示轿厢所在楼层等。运用MCGS组态软件设计模拟运行界面。根据设计要求设置对应元件属性，建立MCGS与PLC的通信，对整个电梯系统的各个功能进行模拟运行，实现对整个电梯控制系统的优化。关键词：电梯；PLC；MCGSAbstract：With the development of economy, an increasing number of high-rise building in modern cities, elevator become an indispensable means of transport of daily life. PLC（Programmable logic controller）have wide use for its many advantages,such as convenience, high reliability and antijamming.With Siemens PLC S7-200 series as a Programmable Controller center. The main function of the lift：Responding the signals inside and outside which the elevator call. Switch the door automatically. Leveling displays the car position automatically and so on. Simulate the entire system base on MCGS configuration software .According to the design requirements set corresponds to the component properties Establish communication with the PLC MCGS so the entire elevator system to simulate the operation of various functions Realize the optimization of the elevator control system.Keywords：elevator；PLC；MCGS前言现代电子技术传统继电器式电梯控制方式发展为计算机控制的形式，是当下电梯控制和技术改造的热点之一。本次设计的目的在于利用PLC代替传统的控制逻辑电路（继电器接触式），以充分利用PLC的优点。本设计通过远程监控使电梯实际的运行更加可靠、高效。设计内容主要由电梯的控制技术，电梯控制系统的软件设计（梯形图程序设计）和电梯的监控（MCGS组态系统设计）等部分组成。在发达的工业国家，可编程序控制器已经广泛地应用在所有的工业部门，随着可编程序控制器的性能价格比不断提高，过去许多使用计算机控制的场合也可以使用可编程序控制器，可编程控制器的应用范围不断扩大，正在成为工业控制领域的关键设备。自1889年美国奥梯斯升降机公司推出世界第一部以电动机为动力的升降机以来，电梯在驱动方式上经历了卷筒式驱动、牵引式驱动等历程，逐渐形成了直流电机拖动和交流电机拖动两种不同的拖动方式。如今电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的代步工具；而且作为载人工具，人们在运行的平滑性、高速性、准确性、高效性等一系列静、动态性能方面对它提出了更高的要求。由于早期的电梯继电器控制方式存在故障率较高、可靠性差、接线复杂、一旦接收完成不易更改等缺点，所以需要开发一种安全、高效的控制方式。可编程控制器（PLC）既保留了继电器控制系统的简单易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺改变、易于与计算机接口、维修方便等诸多高品质性能。因此，PLC在电梯控制领域得到了广泛而深入的应用。电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和多层仓库需要有货梯;高层住宅需要有住宅梯;百货大楼和宾馆需要有客梯,自动扶梯。在现代社会,电梯已像汽车、轮船一样,成为人类不可缺少的交通运输工具。据统计,美国每天乘电梯的人次多于乘载其它交通工具的人数。当今世界,电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。追溯电梯这种升降设备的历史,据说它起源于公元前236年的古希腊。当时有个叫阿基米德的人设计出-人力驱动的卷筒式卷扬机。1858年以蒸汽机为动力的客梯，在美国出现,继而有在英国出现水压梯。1889年美国的奥梯斯电梯公司首先使用电动机作为电梯动力,这才出现名副其实的电梯,并使电梯趋于实用化。1900年还出现了第一台自动扶梯。1949年出现了群控电梯,首批46台群控电梯在纽约的联合国大厦被使用。1955年出现了小型计算机(真空管)控制电梯。1962年美国出现了速度达8米/秒的超高速电梯。1963年一些先进工业国只成了无触点半导体逻辑控制电梯。1967年可控硅应用于电梯，使电梯的拖动系统筒化，性能提高。1971年集成电路被应用于电梯。第二年又出现了数控电梯。1976年微处理机开始用于电梯，使电梯的电气控制进入了一个新的发展时期。中国最早的一部电梯出现在上海，是由美国奥的斯公司于1901年安装的。1951年，党中央提出要在天安门安装一台由我国自行制造的电梯，天津从庆生电机厂荣接此任。目前国内，电梯技术己趋成熟，微机控制电梯是电梯技术的方向，一些生产企业与科研单位相结合，相继推出了微机控制的电梯新机型。使控制功能得到增强，电梯的性能得到改善，明显提高了可靠性。另外，用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对电梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、放火厅们、地震控制、自检测以及语言合成等电梯新功能；对机械系统采用了新结构、新材料、新技术和新工艺。国内电梯技术迅猛的发展速度使其达到世界先进水平。1 PLC及MCGS的简介1.1 可编程控制器的概念可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC或PC，在计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）， 简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制，随着技术的发展PLC的功能已经超过了逻辑控制的范围，当下的这种装置称作可编程控制器，其简称为PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器的简称依然叫做PLC。国际电工委员会（IEC）先后颁布了PLC 标准的草案第一稿，第二稿，而且在1987 年2 月通过了对它的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。” PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展统一化，美国电气制造商协会NEMA经过四年的调查工作，将其正命名PC（Programmable Controller），并给PC 作了如下定义:“PC 是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC 之功能着，亦被视为PC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。” 随着微处理器（CPU）、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经扩展到了几乎所有的工业领域。当前用于工业控制的计算机可以分为几类，类如可编程序控制器、基于PC总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、用于模拟量闭环控制的可编程调节器、集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）等。PLC的应用广、功能强大、使用方便，是现代工业自动化的主要设备之一。PLC已经广泛地应用在各种设备和生产过程的自动控制系统中，PLC在其他领域，自动化的应用也得到了迅速的发展。1.2 PLC的应用领域在发达的工业国家，PLC已经广泛应用于所有的工业部门，随着其性能价格比的不断提高，应用范围也不断扩大。PLC主要用于以下方面。（一）开关量逻辑控制PLC用“与”、“或”、“非”等逻辑指令来实现触点和电路的串、并联，代替继电器进行组合逻辑控制、定时控制与顺序逻辑控制。开关量逻辑控制可以用于单台设备，也可以用于自动生产线，其应用领域已遍及各行各业，甚至深入到家庭中。（二）运动控制PLC使用专用的指令或运动控制模块，对直线运动或圆周运动的位置、速度和加速度进行控制，使运动控制与顺序控制功能有机结合在一起，有的可以实现单轴、双轴、3轴和多轴位置控制。PLC的运动控制功能广泛应用于各种机械，例如金属切削机床、金属成形机械、装配机械、机器人、电梯等场合。（三）闭环过程控制闭环过程控制是指对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。PLC通过模拟量I/O模块，实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换与D/A转换，并对模拟量实行闭环PID（比例积分微分）控制。现代的PLC一般都有PID闭环控制功能，这一功能可以用PID子程序或专用的PID模块来实现。其PID闭环控制功能已经广泛应用于塑料挤压成形机、加热炉、热处理炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。（四）数据处理现代的PLC具有数学运算（包括四则运算、矩阵运算、函数运算、字逻辑运算、求反、循环、移位和浮点数运算等）和数据传送、转换、排序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以与储存在存储器中的参考值比较，也可以用通信功能传送到别的智能装置，或者将它们打印制表。（五）通信联网PLC的通信包括主机与远程I/O之间的通信、多台PLC之间的通信、PLC与其他智能控制设备（例如计算机、变频器、数控装置）之间的通信。PLC与其他智能控制设备一起，可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。1.3 PLC的结构及工作原理1.3.1 PLC的结构 PLC的内部结构如图1所示：图1 PLC的内部结构1、中央处理单元CPUCPU是PLC的核心部件，由运算器和控制器组成。主要用于：接收并存储从编程器输入的用户程序；检查编程过程是否出错；进行系统诊断；解释并执行用户程序；完成通信及外设的某些功能。2、存储器包括系统程序存储器、用户程序存储器和工作数据存储器。3、I/O模块I/O接口是PLC 与外界连接的接口。输入接口用来接收和采集输入信号，输出接口用来连接被控对象中各种执行元件，如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀（模拟量）、调速装置（模拟量）等。4、电源模块用来将外部供电电源转变成供PLC内部的CPU、存储器和I/O接口等电路工作所需要的直流电源。5、编程器编程器是PLC最重要的外围设备，是PLC不可缺少的部分。编程器的作用是输入和编辑用户程序、调试程序和监控程序的执行过程。1.3.2 PLC的工作原理工作方式：图2 PLC的扫描过程PLC有两种工作状态，即运行（RUN）状态和停止（STOP）状态。在运行状态，PLC通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直到PLC停机或切换到STOP工作状态。除了执行用户程序外，每次循环过程中，PLC不还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段，如图2所示。PLC的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。在工作状态下，执行一次上图所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期。其典型值为1-100ms。扫描周期：在工作状态下，执行一次图2所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期。其典型值为1-100ms。当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 (1)输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 (2)用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 (3)输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。1.4 PLC的特点 PLC有许多优点，其可概括为以下五点：（一）可靠性高，抗干扰能力强 PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 （二）硬件配套齐全，功能完善，适用性强 PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 （三）易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 （四）系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造 PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。 （五）体积小，重量轻，能耗低 以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/21/10。它的重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。1.5 电梯的概述电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。在乘梯楼层电梯入口处，根据自己上行或下行的需要，按上方向或下方向箭头按钮，只要按钮上的灯亮，就说明你的呼叫已被记录，只要等待电梯到来即可。电梯到达开门后，先让轿厢内人员走出电梯，然后呼梯者再进入电梯轿厢。进入轿厢后，根据你需要到达的楼层，按下轿厢内操纵盘上相应的数字按钮。同样，只要该按钮灯亮，则说明你的选层已被记录；此时不用进行其他任何操作，只要等电梯到达你的目的层停靠即可。电梯行驶到你的目的层后会自动开门，此时按顺序走出电梯即结束了一个乘梯过程。1.6 电梯的分类 一般根据建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而设置不同类型的电梯。目前电梯的基本分类方法大致如下。按用途分类乘客电梯，为运送乘客设计的电梯，要求有完善的安全设施。载货电梯，主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。医用电梯，为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢长而窄。杂物电梯，供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。观光电梯，轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。车辆电梯，用作装运车辆的电梯。船舶电梯，船舶上使用的电梯。建筑施工电梯，建筑施工与维修用的电梯。其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。按驱动方式分类交流电梯，用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等。 直流电梯，用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在2.00m/s以上。液压电梯，一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。 齿轮齿条电梯，将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。 螺杆式电梯，将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。按速度分类电梯无严格的速度分类，我国习惯上按下述方法分类： 低速梯，常指低于1.00m/s速度的电梯。 中速梯，常指速度在1.002.00m/s的电梯。 高速梯，常指速度大于2.00m/s的电梯。 超高速梯，速度超过5.00m/s的电梯。其它分类方式按电梯有无司机分类可分为有司机电梯和无司机电梯；按操纵控制方式分类课分为手柄开关操纵、按钮控制电梯、信号控制电梯和集选控制电梯等；按机房位置分类，则有机房在井道顶部的（上机房）电梯、机房在井道底部旁侧的（下机房）电梯，以及有机房在井道内部的（无机房）电梯；按轿厢尺寸分类，则经常使用“小型”、“超大型”等抽象词汇表示。1.7 电梯的组成及工作原理电梯结构包括：曳引系统、轿厢、门系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统。安全保护系统保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。电梯的结构如图3所示。图3 电梯的结构曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。1.8 关于MCGS的简介MCGS(Monitor and Control Generated System，监视与控制通用系统)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。 MCGS组态软件包括三个版本，分别是网络版、通用版、嵌入版。其具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。本次设计采用的是通用版，MCGS6.2通用版是北京昆仑通态数十位软件开发精英，历时整整一年时间，辛勤耕耘的结晶，MCGS6.2通用版无论在界面的友好性、内部功能的强大性、系统的可扩充性、用户的使用性以及设计理念上都有一个质的飞跃，是国内组态软件行业划时代的产品，必将带领国内的组态软件上一个新的台阶。 功能特点 全中文可视化组态软件，简洁、大方，使用方便灵活 完善的中文在线帮助系统和多媒体教程 真正的32位程序，支持多任务、多线程，运行于Win95/98/NT/2000平台 提供近百种绘图工具和基本图符，快速构造图形界面 支持数据采集板卡、智能模块、智能仪表、PLC、变频器、网络设备等700多种国内外众多常用设备 支持温控曲线、计划曲线、实时曲线、历史曲线、XY曲线等多种工控曲线 支持ODBC接口，可与SQL Server、Oracle、Access等关系型数据库互联 支持OPC接口、DDE接口和OLE技术，可方便的与其他各种程序和设备互联 提供渐进色、旋转动画、透明位图、流动块等多种动画方式，可以达到良好的动画效果 上千个精美的图库元件，保证快速的构建精美的动画效果 功能强大的网络数据同步、网络数据库同步构建，保证多个系统完美结合 完善的网络体系结构，可以支持最新流行的各种通讯方式，包括电话通讯网，宽带通讯网，ISDN通讯网，GPRS通讯网和无线通讯网 支持设备 采集板： 康拓、研华、中泰、研祥、同维、华控、艾迅、华远、科日新、双诺 PLC： 富士、三菱、松下、GE、LG、AB、莫迪康、欧姆龙、西门子、台达、和利时 2 控制系统方案设计2.1 控制系统的工作流程根据电梯的工作流程可以将电梯的工作过程画成如下的流程图如图4。图中展示了电梯运行时的三种状态，即初始状态、运行中状态和运行后状态。直观的展示了电梯的工作流程。图4 电梯运行的流程图根据电梯运行流程图，大致可将软件的设计分为以下几个大部分：开关门环节、轿内呼叫信号的登记与消除环节、厅外呼叫信号的登记与消除环节、定向环节、启动环节、制动环节。2.2 控制系统的功能要求 （1）开始时电梯处于任意一层。 （2）当有外呼电梯信号到来时，轿厢相应该信号，到达该楼层时轿厢停止运行。 （3）当有内呼电梯信号到来时，轿厢想应该呼梯信号，达到该楼层时，轿厢体制运行。 （4）在电梯上升或下降途中，任何反方向呼叫信号均不响应，但如果反方向外呼信号前再无其他内、外呼信号时，则电梯响应该外呼信号。 （5）电梯为平层或运行时，开门关门按钮均不起作用。 （6）电梯具有最远反向外呼梯功能。如电梯在一楼，而同时有二楼向下、三楼向下、四楼向下的呼叫时，则电梯优先相应四楼的向下呼叫。2.3 I/O点分配输入点：名称代号编号厢体内四层呼叫按钮SB1M1.0厢体内三层呼叫按钮SB2M1.1厢体内二层呼叫按钮SB3M1.2厢体内一层呼叫按钮SB4M1.3开门按钮SB5M2.0关门按钮SB6M2.1四层平层开关SQ1M1.4三层平层开关SQ2M1.5二层平层开关SQ3M1.6一层平层开关SQ4M1.7开门行程开关SQ5M2.2关门行程开关SQ6M2.3红外传感器左SL1M2.4红外传感器右SL2M3.0四层外呼叫按钮SB7M3.1三层外呼叫按钮SB8M3.2二层外呼叫按钮SB9M3.3一层外呼叫按钮SB10M3.4因为 PLC只能从硬件设备中读取输入信号，但MCGS只能对M和Q进行写操作，并不能对I进行写操作。要使MCGS对PLC进行写操作，只能把PLC中的I改成M，使MCGS能对其进行写操作。输出点：名称代号编号电梯下降KM3Q0.0电梯上升KM4Q0.5内呼一层按钮指示灯L1Q0.1内呼二层按钮指示灯L2Q0.2内呼三层按钮指示灯L3Q0.3内呼四层按钮指示灯L4Q0.4开门接触器KM1Q0.6关门接触器KM2Q0.7电梯下行指示灯L0Q1.0电梯上行指示灯L5Q1.1电梯在4楼指示L6Q1.2电梯在3楼指示L7Q1.3电梯在2楼指示L8Q1.4电梯在1楼指示L9Q1.52.4 PLC编程梯形图网络1、2为平层延时部分。当电梯平层时延时5S，此时为电梯的开关门及乘客出入所需是全部时间。自动关门时发生发生故障时即（卡住乘客时）通过中间继电器M0.1的动合触点使M0.0继续延时2S故障解除后电梯再执行升降运动。网络3、4、5、6为呼叫楼层指示记忆部分。当按下楼层呼叫按钮时，指示灯亮，电梯到达乘客要去的楼层后指示灯灭。网络7可以实现以下功能：1、电梯停于4F或3F或2F，1F呼叫，电梯下行到1F停止。2、电梯停于4F或3F，2F呼叫，电梯下行到2F停止。3、电梯停于4F，3F呼叫，电梯下行到3F停止。4、电梯停于4F，3F、2F同时呼叫，电梯下行到3F，停5秒，继续下行到2楼停止。5、电梯停于4F，2F、1F同时呼叫，电梯下行到2F，停5秒，继续下行到1 F停止。6、电梯停于4F，3F、2F、1F同时呼叫，电梯下行到3F，停5秒，继续下行到2F，停5秒，再到1F停止。网络8可以实现以下功能：1、当电梯停于1F或2F、3F时，4F呼叫，则上行到4F碰到行程开关后停止。2、电梯停于1F或2F，3F呼叫，则上行，碰到3F行程开关后停止。3、电梯停于1F，2F呼叫，则上行，碰到2F行程开关后停止。4、电梯停于1F，2F，3F同时呼叫，则电梯上行到2F后，停5S，继续上行到3F后停止。5、电梯停于1F，3F、4F同时呼叫，电梯上行到3F，停5秒，继续上行到4F停止。6、电梯停于1F，2F、4F同时呼叫电梯上行到2F，停5秒，继续上行到4F停止。7、电梯停于1F，2F、3F、4F同时呼叫电梯上行到2F，停5秒，继续上行到3楼，停5秒，再继续上行到4楼停止。网络9、10电梯在运行中运行15S后，厢体没有碰到1F、2F、3F、4F中的任意一行程开关时电梯自动停止。 网络11当电梯达到乘客要去楼层时，乘客可以通过按SB5（M2.0）按钮开关，门开到最到大时碰到开门行程开关SQ9（M2.2）此时Q0.6线圈断电，乘客即可出入电梯。在设计时若电梯在运行过程中，乘客按下了开门按钮电梯不执行该操作。网络12当电梯到达乘客要去的楼层时M0.0线圈得电即M0.0触点闭合，即自动开门，手动开门时不能自动开门。网络13当乘客出入厢体完毕后，可以按关门按钮SB6（Q0.7线圈得电）关门。当碰到关门行程开关SQ10（M2.3动断触点）断开，KM2线圈失电。网络14、15、16开门后延时4S后自动关门时容易卡住客人，在门的两侧装有红外传感器SL1、SL2关门有客人出入时红外传感器M2.4、M3.0动合触点闭合使中间继电器（M0.1触点）使KM1线圈得电开门，同时使M2.4，M3.0动断开，使关门接触器KM2线圈断电停止关门。M0.1的动合触点得电延时2S后自动关门。网络17-网络20电梯轿厢到达各楼层后的楼层显示。2.5 MCGS组态过程设计2.5.1设计监控界面在组态系统软件中，创建“四层电梯”用户窗口，单机动画组态进入动画窗口。利用组态工具，绘制四层电梯监控界面如下图所示。图5 MCGS四层电梯监控界面 2.5.2数据变量的定义在MCGS设计中，采用了许多数据变量，但基本与PLC的输入输出点一样。下图是主要数据变量及注释。 图6 MCGS数据变量的定义2.5.3 MCGS与PLC的连接设备窗口是MCGS系统的重要组成部分，负责建立系统与外部硬件设备的连接，使得MCGS 能从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对工业过程的实时监控。其连接状态如图6所示。 图7 MCGS与PLC连接设置图2.5.4循环策略编写在“运行策略”中设置脚本程序，脚本程序分为主体部分和开关门部分，主体部分主要是用来实现轿厢上升下降，而开关门部分则实现的是每一楼层电梯的箱门开关的。主体部分脚本程序如下：IF MOVE=0 THENXD=1ENDIFIF MOVE-556 THENXUP=0ENDIFIF MOVE-20 THENY12=1ELSEY12=0ENDIFIF MOVE-150 THENY13=1ELSEY13=0ENDIFIF MOVE-300 THENY14=1ELSEY14=0ENDIFIF MOVE-440 THENY15=1ELSEY15=0ENDIFIF UP=1 THENMOVE=MOVE-1ENDIFIF DOWN=1 THENMOVE=MOVE+1ENDIF开关门部分脚本程序如下：IF (guanmen=1 AND F1LEFT=0 ) OR ( x11=1 AND F1LEFT=0 ) THENF1LEFT=F1LEFT-1ENDIFIF (kaimen=1 AND F1LEFT=0 ) OR ( x10=1 AND F1LEFT=0 ) THENF1LEFT=F1LEFT+1ENDIFIF (guanmen=1 AND F2LEFT=0 ) OR ( x11=1 AND F2LEFT=0 ) THENF2LEFT=F2LEFT-1ENDIFIF (kaimen=1 AND F2LEFT=0 ) OR ( x10=1 AND F2LEFT=0 ) THENF2LEFT=F2LEFT+1ENDIFIF (guanmen=1 AND F3LEFT=0 ) OR ( x11=1 AND F3LEFT=0 ) THENF3LEFT=F3LEFT-1ENDIFIF (kaimen=1 AND F3LEFT=0 ) OR ( x10=1 AND F3LEFT=0 ) THENF3LEFT=F3LEFT+1ENDIFIF (guanmen=1 AND F4LEFT=0 ) OR ( x11=1 AND F4LEFT=0 ) THENF4LEFT=F4LEFT-1ENDIFIF (kaimen=1 AND F4LEFT=0 ) OR ( x10=1 AND F4LEFT=0 ) THENF4LEFT=F4LEFT+1ENDIF致 谢毕业设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过本次电梯控制系统设计，理论知识学习和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、等其他能力水平，并且通过整体的掌控，局部的取舍，以及细节的处理，都使自身的能力得到了锻炼