基于plc的五层电梯控制系统设计【字数：8161】
本课题以五层电梯控制系统作为研究对象，选用了西门子公司研发的S7-200型号的可编程控制器作为主控核心,设计了一款能够实现楼层呼叫相应、楼层优先判断、自动开关门以及检修报警等功能的智能电梯控制系统。在硬件系统设计方面，本课题通过模块构建方法将整个电梯控制系统划分为多个不同功能模块，其中S7-200可编程控制器作为主控部分，外部还配置了按键电路模块、升降电机、开关门驱动电机、指示灯电路模块以及变频器等部分，通过这些功能模块的连接实现了电梯控制系统的硬件电路框架，而在软件上则通过S7-200可编程控制器专用的编程软件，结合梯形图语言构建底层驱动代码程序，实现了对各个功能电路的驱动。经过了长时间对这款控制系统的测试，结果表明本课题设计的这款系统具有很高的稳定性和实用性。
目录
一、 引言 1
（一） 可编程控制器内部结构或工作原理 1
（二） 可编程控制器的功能特点 1
二、 功能需求分析 4
三、 五层电梯控制系统实现方案设计 5
（一） 结构框图设计 5
（二） 功能流程设计 5
四、 系统硬件设计 7
五、 系统软件设计 9
（一） 外召唤信号登记及消除 9
（二） 内指令信号登记及消除 11
（三） 电梯的平层信号处理 12
（四） 选层定向及反向截梯 13
1. 电梯上行 14
2. 电梯下行 16
（五） 内指令外召唤信号的保持 19
（六） 各楼层停车信号 24
（七） 自动开关门 25
总 结 29
致 谢 30
参考文献 31
附录 程序代码 32
引言
可编程控制器内部结构或工作原理
可编程控制器的程序代码执行方式采用顺序执行，即按照从上到下、从左到右的顺序一条一条执行程序代码中的指令，可编程控制器在工作期间的整个工作过程可以分为多个相同的周期，每个周期中可编程控制器所要完成的工作分为三个阶段，分别是输入采样阶段、程序执行阶段以及输出刷新阶段，可编程控制器正是通过对这三个阶段的循环执行来完成控 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
制任务的。
程序执行阶段的主要任务是对用户编写的程序代码进行执行并且根据输入采样阶段采集到的数据信号，执行相应的程序功能，系统的工作状态处于这个阶段时输入输出接口将被锁定，信号状态无法改变，只有这个阶段执行完成后才可以，与单片机等微处理器的程序执行方式相同的是，可编程控制器也是按照串行方式工作，系统将按照从上到下、从左到右的顺序进行程序指令的执行。
输入采样阶段是可编程控制器工作周期中的第一个阶段，在这个阶段所要完成的工作主要是对输入管脚所连接的设备进行数据读取，通过输入管脚进行输入后，数据将被保存在IO管脚的存储区，采集的数据类型主要由程序来进行控制，主要有数字开关信号和模拟电压信号两种，这个阶段完成后将为后续的程序工作提供运算数据，在硬件电路方面输入IO管脚和内部的主控器之间有一个开关连接性质的结构，当处于输入采样阶段时该开关导通，使得数据能够直接进入内部主控部分，而该阶段结束后开关将被断开，并且IO管脚的数据将被锁存，电平状态无法被改变，只有等到下一个周期的输入采样阶段再次来临时才可以。
输出刷新阶段是可编程控制器工作周期的最后一个阶段，在程序执行完毕后，输出数据将被产生，随后通过主控器的控制作用，将待输出的数据传送到输出接口上，随后将该数据进行输出，对机器外部的驱动设备进行驱动控制，按照程序设计的方式进行工作。
可编程控制器的功能特点
可编程控制器之所以能够在国内外一些重要的工业场合被委以重任，如铁道、冶金、航空航天等，与它强大的稳定性特点有着紧密关系，可编程控制器的设计人员在对其内部控制电路的研发方面费足了功夫，在软硬件等多个方面进行着手使得可编程控制器能够应对一切干扰因素而保持稳定工作，不过这也带来了高成本的问题，目前市面上的可编程控制器成本普遍是单片机等微处理器的几十倍，但这能够换回开发人员的信赖，使其能够在一些重要场合发挥巨大功效。
可编程控制器的高稳定性主要从它的硬件电路和软件程序的工作方式两个方面说起，可编程控制器内部主控电路板的设计采用了整块PCB板进行线路布局，通过合理的空间划分将中央处理器、电源处理模块、输入输出接口以及卡槽等重要部分进行集成，线路之间的空间间隔充分考虑到了信号的相互串扰和耦合等影响，并且各个功能模块之间通过一定的屏蔽措施进行保护，使得外部的干扰信号几乎无法对内部工作电路产生影响。另一方面当今的可编程控制器研发技术受到大规模集成电路技术所带来的便利，使得内部硬件电路全部由集成芯片构成，在单面积上集成数百万颗半导体器件，通过简单的电路配置即可实现复杂的控制功能。可编程控制器为了降低内部各个功能模块之间的相互影响，通常采用光耦器件或者电磁器件进行数据交互，通过信号形式的转变使得过载、短路等会严重损坏电路元器件的现象不会发生，并且在系统工作期间，各个模块之间的数据交互通常通过自锁等保护机制实现对数据的保护，使得外界干扰不会对数据进行扰动。可编程控制器在软件方面对稳定性同样起到了重要作用，相比于单片机等微处理器对程序的执行方式来说，虽然都是串行执行，但是可编程控制器采用的是周期扫描形式，即它的工作过程分为多个周期，每个周期一开始首先对输入输出管脚的电平信号进行采集，采集完毕后将其送入中央处理器进行使用，与此同时将输入输出管脚进行锁定，此时管脚数据无法改变，只有到下一个周期来临时管脚数据才可再次变化，这种程序代码执行方式保证了系统在工作期间受影响的概率大大降低。
目前大多数可编程控制器都能够对梯形图语言、指令表语言、功能模块图语言、顺序功能流程图语言以及结构化文本语言等五种语言进行支持，当然不同的机器能够同时支持的语言是其中两三种，本课题拟将采用梯形图语言来对S7200可编程控制器来进行控制，从而实现预期功能指标，梯形图语言是可编程控制器中最简单的一种，采用图形化的代码来对逻辑关系进行控制，非常容易理解。
目录
一、 引言 1
（一） 可编程控制器内部结构或工作原理 1
（二） 可编程控制器的功能特点 1
二、 功能需求分析 4
三、 五层电梯控制系统实现方案设计 5
（一） 结构框图设计 5
（二） 功能流程设计 5
四、 系统硬件设计 7
五、 系统软件设计 9
（一） 外召唤信号登记及消除 9
（二） 内指令信号登记及消除 11
（三） 电梯的平层信号处理 12
（四） 选层定向及反向截梯 13
1. 电梯上行 14
2. 电梯下行 16
（五） 内指令外召唤信号的保持 19
（六） 各楼层停车信号 24
（七） 自动开关门 25
总 结 29
致 谢 30
参考文献 31
附录 程序代码 32
引言
可编程控制器内部结构或工作原理
可编程控制器的程序代码执行方式采用顺序执行，即按照从上到下、从左到右的顺序一条一条执行程序代码中的指令，可编程控制器在工作期间的整个工作过程可以分为多个相同的周期，每个周期中可编程控制器所要完成的工作分为三个阶段，分别是输入采样阶段、程序执行阶段以及输出刷新阶段，可编程控制器正是通过对这三个阶段的循环执行来完成控 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
制任务的。
程序执行阶段的主要任务是对用户编写的程序代码进行执行并且根据输入采样阶段采集到的数据信号，执行相应的程序功能，系统的工作状态处于这个阶段时输入输出接口将被锁定，信号状态无法改变，只有这个阶段执行完成后才可以，与单片机等微处理器的程序执行方式相同的是，可编程控制器也是按照串行方式工作，系统将按照从上到下、从左到右的顺序进行程序指令的执行。
输入采样阶段是可编程控制器工作周期中的第一个阶段，在这个阶段所要完成的工作主要是对输入管脚所连接的设备进行数据读取，通过输入管脚进行输入后，数据将被保存在IO管脚的存储区，采集的数据类型主要由程序来进行控制，主要有数字开关信号和模拟电压信号两种，这个阶段完成后将为后续的程序工作提供运算数据，在硬件电路方面输入IO管脚和内部的主控器之间有一个开关连接性质的结构，当处于输入采样阶段时该开关导通，使得数据能够直接进入内部主控部分，而该阶段结束后开关将被断开，并且IO管脚的数据将被锁存，电平状态无法被改变，只有等到下一个周期的输入采样阶段再次来临时才可以。
输出刷新阶段是可编程控制器工作周期的最后一个阶段，在程序执行完毕后，输出数据将被产生，随后通过主控器的控制作用，将待输出的数据传送到输出接口上，随后将该数据进行输出，对机器外部的驱动设备进行驱动控制，按照程序设计的方式进行工作。
可编程控制器的功能特点
可编程控制器之所以能够在国内外一些重要的工业场合被委以重任，如铁道、冶金、航空航天等，与它强大的稳定性特点有着紧密关系，可编程控制器的设计人员在对其内部控制电路的研发方面费足了功夫，在软硬件等多个方面进行着手使得可编程控制器能够应对一切干扰因素而保持稳定工作，不过这也带来了高成本的问题，目前市面上的可编程控制器成本普遍是单片机等微处理器的几十倍，但这能够换回开发人员的信赖，使其能够在一些重要场合发挥巨大功效。
可编程控制器的高稳定性主要从它的硬件电路和软件程序的工作方式两个方面说起，可编程控制器内部主控电路板的设计采用了整块PCB板进行线路布局，通过合理的空间划分将中央处理器、电源处理模块、输入输出接口以及卡槽等重要部分进行集成，线路之间的空间间隔充分考虑到了信号的相互串扰和耦合等影响，并且各个功能模块之间通过一定的屏蔽措施进行保护，使得外部的干扰信号几乎无法对内部工作电路产生影响。另一方面当今的可编程控制器研发技术受到大规模集成电路技术所带来的便利，使得内部硬件电路全部由集成芯片构成，在单面积上集成数百万颗半导体器件，通过简单的电路配置即可实现复杂的控制功能。可编程控制器为了降低内部各个功能模块之间的相互影响，通常采用光耦器件或者电磁器件进行数据交互，通过信号形式的转变使得过载、短路等会严重损坏电路元器件的现象不会发生，并且在系统工作期间，各个模块之间的数据交互通常通过自锁等保护机制实现对数据的保护，使得外界干扰不会对数据进行扰动。可编程控制器在软件方面对稳定性同样起到了重要作用，相比于单片机等微处理器对程序的执行方式来说，虽然都是串行执行，但是可编程控制器采用的是周期扫描形式，即它的工作过程分为多个周期，每个周期一开始首先对输入输出管脚的电平信号进行采集，采集完毕后将其送入中央处理器进行使用，与此同时将输入输出管脚进行锁定，此时管脚数据无法改变，只有到下一个周期来临时管脚数据才可再次变化，这种程序代码执行方式保证了系统在工作期间受影响的概率大大降低。
目前大多数可编程控制器都能够对梯形图语言、指令表语言、功能模块图语言、顺序功能流程图语言以及结构化文本语言等五种语言进行支持，当然不同的机器能够同时支持的语言是其中两三种，本课题拟将采用梯形图语言来对S7200可编程控制器来进行控制，从而实现预期功能指标，梯形图语言是可编程控制器中最简单的一种，采用图形化的代码来对逻辑关系进行控制，非常容易理解。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/247.html
