基于PLC的五层电梯控制系统的设计样本.doc

摘 要 随着大型和巨型楼宇兴建,电梯得到了迅速发展。在电梯逻辑控制方面,由于可编程控制器(PLC)具备编程软件采用易学易懂梯形图语言、控制灵活以便、抗干扰能力强、运营稳定可靠、易操作、维修以便等特点,使可编程控制器(PLC)已全面代替本来继电器控制。 将可编程序控制器(PLC)应用于电梯进行逻辑控制，大大提高了电梯可 靠性、可维护性以及灵活性，延长了使用寿命.，同步缩短了电梯开发周期。这种电梯控制系统较原有电梯控制系统可以更容易完毕更为复杂控制任务，其许多功能是老式继电器无法实现。编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它是一种专用于工业控制计算机，其硬件构造基本上与微型计算机相似， 它采用一类可编程存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定期、计数与算术操作等面向顾客指令，并通过数字或模仿式输入/输出控制各种类型机械或生产过程。 环绕这个目的，本文一方面简介了电梯基本构造，接着阐述了各重要环节控制某些以及控制规定，然后着重简介了基于西门子S7-200 CPU224 PLC电梯控制系统程序开发过程，最后通过实验装置重复调试运营以及仿真。经测试仿真调试，该基于PLC电梯控制系统实现了预期功能，圆满完毕了本次毕业设计任务。通过这次锻炼，我积累了宝贵经验，为后来工作打下了良好基本。核心词：可编程控制器； 电梯控制； s7-200AbstractWith the construction of large and giant buildings，elevators have been rapid developed. In the elevator logic control，programmable logic controller (PLC) whose programming software ladder language is easy to learn and easy to understand，with its feature of control flexibility，anti-interference ability，stable and reliable，easy to operate，easy to maintain ，programmable controller (PLC) has been fully replace the original relay control. Its applied to the elevator logic control，greatly improved the elevator reliability，maintainability，and flexibility to extend the service life，while reducing the development cycle of the elevator. Compared with the original elevator control system ，the elevator control system can complete more complex control tasks more easily，many of its functions can not be achieved by conventional relays. PLC，which is dedicated to the industrial control computer，the hardware structure is the same as microcomputer，it uses a programmable memory for its internally stored program，which can perform the logical，sequential control，timing，counting and arithmetic operations which are user-oriented ，and control various types of machinery or production processes through digital or analog input / output control. Around this goal，this design first introduces the basic structure of the elevator，and then discusses the major aspects of the control section，and control requirements，and then puts the emphasis on the elevator system based on Siemens S7-200 CPU224 PLC program development process，the final run is to through repeated testing experimental setup as well as simulation.Through the tested simulation run，the elevator system in the PLC program has achieved the desired function，I finished the graduation project tasks successfully. Through this exercise，I have accumulated valuable experience for future work and laid a good foundation for the future.Keywords： programmable logic controller ； s7-200 ； elevator control目 录1. 绪 论61.1课题研究背景61.2电梯控制系统研究现状71.3 论文重要内容82. 电梯物理模型设计92.1电梯构造92.2 电梯运营特点112.3拖动电机及其门电机接线控制电路142.4 电梯控制方案拟定152.4.1 电梯继电器控制系统存在问题152.4.2 PLC控制系统特点及其优越性163. 硬件电路设计193.1 电梯控制系统设计思路193.2 五层电梯控制规定分析203.3 PLC选型213.3.1 PLC控制系统I/O点数计算213.3.2 CPU及其扩展模块选取233.3.3 CPU及其扩展模块简介及安装253.4 I/O点数扩展和编址363.5 PLC输入输出点分派383.6 PLC和电梯模型接线图394. 电梯控制系统软件设计404.1电梯控制系统软件开发流程图404.2 STEP 7编程软件编程语言及基本指令414.2.1 STEP 7编程软件编程语言414.2.2 STEP 7编程软件基本指令424.3 轿厢开关门程序及仿真434.4 轿厢开门复位程序及仿真474.5 门电机关门、复位程序及仿真494.6 电梯自动选向程序设计及仿真524.6.1 电梯轿厢下行条件524.6.2 电梯轿厢上行条件604.7 轿厢内呼及轿厢外呼批示与复位675. 系统调试725.1 硬件调试725.2 软件调试725.3 综合调试73设计总结74参照文献76道谢771. 绪 论1.1 课题研究背景 电梯是将机械原理应用、电气技术、微解决器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体机电设备，它是建筑物中永久性垂直交通工具。电梯作为一种较为复杂机电一全化设备，它由多许机械构件和电子、电气、大规模集成电路构成微型计算系统及声、光控制部件所构成。那么电梯究竟有哪些功能呢？咱们从按下电梯按钮到完毕电梯运营并走出电梯轿厢，事实上已包括了电梯许多功能，如：电梯定向选层、电梯起动、加速、稳速运营、到站减速、平层停车、开关门。尚有检修功能、安全保护功能、消防功能、楼层显示等。从电梯控制系统实现办法分，电梯控制系统经历了继电器控制、可编程序控制（PLC）、单片微机控制、多微机控制各种形式。继电器控制系统是80年代最广泛一种电梯控制方式，有控制逻辑线路简朴、直接、易于理解和掌握长处，但由于该类系统是由众多继电器、接触器构成，使用一段时间后其接触点往往接触不良，因此电梯故障高，众多继电器、接触器动作噪声较大，整个控制柜体积大。随着多微机系统在电梯控制系统中应用，电梯控制发生了限大变化，由于微机在电梯中应用不但取代了大某些继电器和选层器，并且使整个系统更加可靠，灵活性更加提高，功能大增强了。但微机集成度高，功能项目固化，普通维修人员及工程人员不能修改或增长其功能,只能回生厂家或用专用工具。可编程控制器取代继电器构成电梯控制系统，可以实现由继电器实现逻辑控制功能，并且触点少、可靠高、故障率低、维修以便、噪声小。最重要是它可编程功能，使得当变化电梯控制功能时，只要更改程序即可。虽然PLC编程语言需不尽相似，但均有通俗易懂，便于自学长处普通维修及工程人员都能掌握,PLC电梯控制系统比较合用于小高层楼房.1.2电梯控制系统研究现状随着都市建设不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有越来越广泛应用，电梯作为高层建筑中垂直运营交通工具已与人们寻常生活密不可分。随着经济高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，这使得交流变频调速电梯控制系统已经进入一种崭新时代。事实上电梯是依照外部呼喊信号以及自身控制规律等运营，而呼喊是随机，电梯事实上是一种人机交互式控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制规定，因而，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。当前电梯控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完毕电梯信号采集、运营状态和功能设定，实现电梯自动调度和集选运营功能，拖动控制则由变频器来完毕；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种办法并没有太大区别。国内厂家大多选取第二种方式，其因素在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC具备可靠性高，程序设计以便灵活，抗干扰能力强、运营稳定可靠等特点，因此当前电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。随着人们生活水平不断提高,对电梯规定也相应提高，为满足和提高人们生活质量，电梯智能化、自动化技术迅速发展。特别是随着技术、微电子和电力电子技术飞速发展，当代电梯技术含量日益提高。在改进电梯性能同步，对电梯设计、管理和维护人员提出了更高规定。1.3 论文重要内容本篇课程设计所选取是西门子 SIMATIC S7-200系列PLC。所采用CPU模板是CPU 22X系列CPU 224。CPU224本机集成了14点输入/10点输出，共有24个数字量I/O。它可连接7个扩展模块，最大扩展至168点数字量I/O点或35路模仿量I/O点。CPU224有13K字节程序和数据存贮空间，6个独立30KHZ高速计数器，2路独立20KHZ高速脉冲输出，具备PID控制器。CPU224配有1个RS-485通讯/编程口，具备PPI通讯、MPI通讯和自由方式通讯能力，是具备较强控制能力小型控制器。 在设计过程中，运用了西门子S7-200编程软件和仿真软件，并将这两种软件结合起来，达到了较好效果。此篇毕业设计总共分为五个章节：第一章为绪论,把握整体着重简介PLC电梯控制系统研究背景及其发呈现状以及论文构造和重要内容；第二章重要简介了整体构造、电梯物理模型设计以及电梯控制方案拟定；第三章又详细简介了电梯控制系统硬件电路设计；第四章进行软件设计；第五章为软、硬件以及综合调试过程。2. 电梯物理模型设计2.1 电梯构造电梯是一种以电动机为动力垂直升降机，由轿厢及配重、拖动电机及减速传动机械、井道及其井道设备、召唤装置及其安全防护装置等构成。轿厢是搭载乘客或者装货部位，配重是为了变化电梯电动机负载特性以提高电梯安全性而设立。电梯重要用于多层建筑乘人或载运货品。它服务于规定楼层固定式升降设备，它具备一种轿厢，运营在至少两列垂直或倾斜角不大于15刚性导轨之间。轿厢尺寸与构造形式便于乘客出入或装卸货品。如图2.1所示为电梯拖动系统示意图,电梯轿厢及其配重分居钢丝绳两端,钢丝绳挂在曳引轮上,曳引轮经减速机构由电动机拖动,从而实现了轿厢上下运动。图 2.1 电梯拖动系统示意图井道是指建筑物中用于安装电梯并提供电梯运营通道，轿厢及配重都是在井道中运营。井道在各楼层都设有门厅及其呼梯设备。门厅有门厅门，厅门顶部有楼层批示器，用于批示电梯运营方向及其电梯所在位置。门厅内部还设有呼梯盒，用于在每层站召唤电梯，呼梯盒经常安装在厅门外距地面1m高左右墙壁上,基站与顶站只有一种按钮,中间层站有上呼和下呼两个按钮,按钮下面带有呼梯批示灯记忆灯,基站呼梯盒上还设有钥匙开关,供司机开关电梯。为了实现轿厢正常运营及其精确停车,井道中往往要安装许多定位装置及其安全设备,井道顶部和底部还设有冲顶及蹲底缓冲装置。轿厢内自动门用来实现电梯开门及其关门。电梯门分门厅门及轿厢门，当电梯停靠在某层时，此层厅门在轿厢门带动下启动及关闭。电梯操纵箱也安装在轿厢内，供司机及乘客对电梯发布操作指令，上面设有与电梯层站数目相似内选层按钮（带有内选记忆批示灯），上下行启动按钮（带有上下行记忆批示灯），开关门按钮，急停按钮，电扇、照明、楼层批示灯控制开关，电梯运营状态选取钥匙开关（选取电梯运营状态为自动运营、司机状态或者检修状态）等。电梯安全设备有：安全窗及其开关，安全钳及其开关，限速器及其开关，安全窗位于轿厢顶部，供应紧急状况下迅速疏散乘客，当安全窗打开时，电梯不准运营。安全钳是为了防止住拽引钢绳断裂及其超速运营安全装置，用以在上述状况下将轿厢夹持在轨道上。限速器是检测电梯运营速度装置，当电梯超速运营时，限速器动作，带动安全钳使电梯停止运营。极限开关，逼迫换速开关是电梯位置安全装置，当电梯运营至上下极限位置时仍不断车，上下限开关动作，发出停车信号，若仍不能停车，降压下逼迫停车开关，强制电梯停止运营，若还不能停车，将通过机械装置带动极限开关切断拽引电动机电源，以达到停车目。2.2 电梯运营特点1. 电梯位置拟定与显示轿厢中乘客及其门厅中档待乘坐电梯人都需要懂得电梯当前所处位置，因而在轿厢及其门厅都设有显示显示楼层标志电梯位置显示装置，此外，电梯运营还需要更加精确电梯位置信号，以满足制动停车等控制需要。老式电梯位置信号普通设在井道位置开关，如磁感应器提供，当轿厢上设立隔磁板插入感应器时，发出位置信号，并启动楼层批示，如图2.2图 2.2 电梯停层 、平层装置2. 轿厢内运营命令及门厅召唤信号司机及乘客可按下轿厢内操控盘上选层按钮选定电梯运营目楼层，此为内选信号。按键按下后，该信号应当被记忆并使相应批示灯点亮。在门厅等待电梯乘客可以按门厅上行或下行召唤信号，此为外唤信号。该信号也需记忆并点亮门厅上行或下行召唤批示灯，这些保持信号在规定得到满足时应自动取消信号。3. 电梯自动运营时信号响应电梯自动运营应依照内选及外唤信号，决定电梯决定电梯运动方向及其在那些站点停站,普通状况下,电梯按照先上后下原则安排运送乘客顺序,并且规定在运送顺序拟定后来不响应半途反向呼唤规定,直到到达本方向最远站点才开始返程。4. 轿厢启动与运营 轿厢在运营方向拟定，轿厢门已将关好时自动启动并运营。5. 轿厢平层与停车轿厢运营后需要拟定在那一层站停车，平层是指停车时,轿厢底与门厅 “地平面”应互相平齐，普通规定有详细平层误差，如平层时两平面之间相差不超过5mm。老式电梯平层信号由平层感应器发出。（6）安全保护电梯安全保护有诸多,如冲顶与蹲底,断钢丝绳,轿厢内人员跌落,逃生等保护,尚有消防运营等多项办法。2.3拖动电机及其门电机接线控制电路电机及其门电机接线控制电路如图2.3图2.3 拖动电机及其门电机接线控制电路图2.3.1为轿厢拖动电机及其门电机接线控制图,KM1为轿厢拖动电机上行接触器常开触点,KM2为轿厢拖动电机下行接触器常开触点，当SB1闭合时，KM1线圈得电,轿厢拖动电机开始正转,同步拖动轿厢上行,实现电梯上行,同步与KM2辅助常闭触点实现互锁;当SB2闭合时,KM2线圈得电,同步KM2辅助常闭触点断开，电机正转停止，电机开始反转,同步与KM1辅助常闭触点实现互锁。当闭合SB3时,KM3线圈得电,门电机开始正转,同步轿厢门开始打开,当达到开门限位时,开门限位开关SQ1常闭触点断开,开门动作停止，同步实现了与KM4互锁；当闭合SB4时，KM4线圈得电，门电机开始反转，同步轿厢门开始关闭，当达到关门限位时，关门限位开关SB2常闭触点断开，关门动作停止同步实现了与KM3互锁。2.4 电梯控制方案拟定2.4.1 电梯继电器控制系统存在问题（1）系统触点繁多接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，导致接触不良，因而故障率较高。（2）普通控制电器及硬件接线办法难以实现较复杂控制功能，使系统控制功能不易增长，技术水平难以提高。（3）电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。（4）系统构造庞大，能耗较高，机械动作噪音大。（5）由于线路复杂，易浮现故障，因而保养维修工作量大，费用高；并且检查故障困难，费时费工。电梯继电器控制系统故障率高，大大减少了电梯可靠性和安全性，经常导致停梯，给乘用人员带来不便和惊扰。且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会导致电梯机械部件损坏，还也许浮现人身事故。2.4.2 PLC控制系统特点及其优越性(一) PLC控制系统特点PLC是一种用于工业自动化控制专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机同样。以通用或专用CPU作为字解决器，实现字运算和数据存储，此外尚有位解决器（布尔解决器），进行点（位）运算与控制。PLC控制普通具备可靠性高、易操作、维修。编程简朴、灵活性强等特点。1. 可靠性对可维修产品，可靠性涉及产品有效性和可维修性。（1）PLC不需要大量活动元件和接线电子元件，它接线大大减少，与此同步，系统维修简朴，维修时间短。（2）PLC采用了一系列可靠性设计办法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTTF（平均无端障时间），使可靠性提高。（3）PLC有较高易操作性，它具备编程简朴，操作以便，维修容易等特点，普通不易发生操作错误。（4）PLC是为工业生产过程控制而专门设计控制装置，它具备比通用计算机更简朴编程语言和更可靠硬件。采用了精简化编程语言，编程错误率大大减少，而为工业恶劣操作环境设计硬件使可靠性大大提高。（5）在PLC硬件方面，采用了一系列提高可靠性办法。例如，采用可靠性元件；采用先进工艺制造流水线制造；对干扰屏蔽、隔离和滤波等；对电源断电保护；对存储器内容保护等。（6）PLC软件方面，也采用了一系列提高系统可靠性办法。例如，采用软件滤波等；软件自诊断；简化编程语言等。2. 易操作性PLC易操作性体当前下列几种方面：（1）操作以便PLC操作涉及程序输入和程序更改操作。大多数PLC采用编程器进行输入和更改操作。编程器至少提供了输入信息显示，对大中型PLC，编程器采用了CRT屏幕显示，因而，程序输入直接可以显示。更改程序操作也可直接依照所需要地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。更改信息可在液晶屏或CRT上显示。（2）编程以便PLC有各种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握和理解。采用布尔助记符编程语言，十分有助于编程人员编程。（3）维修以便PLC具备自诊断功能对维修人员维修技能规定减低。当系统发生故障时，通过硬件和软件自诊断，维修人员可以不久找到故障部位，以便维修。3.灵活性PLC灵活性体当前如下几种方面：（1）编程灵活性。PLC采用编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程办法多样性使编程以便、应用面拓展。（2）扩展灵活性。PLC扩展灵活性是它一种重要特点。它可依照应用规模不同，即可进行容量扩展、功能扩展、应用和控制范畴扩展。（3）操作灵活性。操作十分灵活以便，监视和控制变得十分容易(二)PLC控制系统优越性（1）在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运营自动控制，可靠性大大提高。（2）去掉了选层器及大某些继电器，控制系统构造简朴，外部线路简化。（3）PLC可实现各种复杂控制系统，以便地增长或变化控制功能。（4）PLC可进行故障自动检测报警显示，提高运营安全性，并便于检修。（5）用于群控调配和管理，并提高电梯运营效率。（6）更改控制方案时不需改动硬件接线。此外，微机控制系统虽在智能控制方面有较强功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，普通维修人员难以掌握其维修技术等缺陷而没被广泛采用。PLC控制系统由于运营可靠性高，使用维修以便，抗干扰性强，设计和调试周期短等长处，通过度析控制需求，本设计选取了西门子S7-200 PLC作为控制器。3. 硬件电路设计3.1 电梯控制系统设计思路本设计以PLC为工具对五层电梯各种操作进行控制。PLC控制系统设计普通可以分为如下几种环节： （1）熟悉被控对象，制定控制方案 （2）拟定所设计系统I/O点数 （3）选取PLC机型 （4）选取输入、输出设备，分派PLCI/O地址 （5）系统调试 （6）编写有关技术文献 电梯控制系统总体设计流程图如图3.1图3.1 电梯控制系统总体设计流程图3.2 五层电梯控制规定分析所涉及电梯模型共有五层，电梯每一层面均有升降及轿厢所在楼层批示灯显示；每层楼厅均有输入（分上行和下行）按钮召唤电梯。工作中电梯重要对各种呼梯信号和当时运营状态进行综合分析，再拟定下一种工作状态，为此它规定具备自动选向、顺向截梯、反向保号，外呼记忆，自动开/关门状态，停梯消号，自动达层等功能。分析以上控制规定，将电梯控制要实现功能罗列如下：开始时，电梯处在任意一层。当有外呼梯信号到来时电梯响应当呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运营，电梯门打开，延时三秒后自动关门。当有内呼梯信号到来时，电梯应当响应当呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运营，电梯门打开，延时三秒后自动关门。在电梯运营过程中电梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）呼梯信号均不响应，但如果反向呼梯信号前方无其他内、外呼梯信号时，则电梯相应当外呼信号，但不响应三层向下外呼梯信号。同步，如果电梯达到四层，五层没有任何呼梯信号，测电梯可以响应四层向下外呼梯信号。电梯应具备最远反向外呼梯响应功能。例如电梯在一楼，而同步有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。电梯具备同向截车功能。电梯未平层或运营时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运营后，按开门按钮可使门打开，按关门按钮可使门关闭。3.3 PLC选型3.3.1 PLC控制系统I/O点数计算依照电梯控制特点，计算输入输出信号如下:（一）输入信号应当涉及如下几种某些：(1)轿厢内及各层门厅外呼按钮轿厢内楼层选取按钮共有数字键1至5，各层门厅外呼按钮除第一层只有上升按钮，第五层只有下降按钮外，别的三层均设有上升、下降两个按钮，故一共需要13个输入。(2)位置信号位置信号由安装于各楼层电梯停靠位置四个传感器产生。平时为常开，当电梯运营到平层时关闭，此外尚有一组开关门限位，故位置信号一共需要7个输入(3)电梯门控制信号大某些电梯都具备开门按钮以及关门按钮，以以便手动开门，故电梯门控制信号一共需要2个输入。综上所述，共需要输入点22个。（二）输出信号应当涉及：(1)内呼批示信号 内呼批示信号有5个，分别表达1至5层内呼被接受，并在内呼指令完毕后，信号消失。(2)外呼批示信号 外呼信号共有8个，分别表达1至5层外呼被接受，并在外呼指令完毕后，信号消失。(3)电梯轿厢上下行2个，电梯上下行批示信号2个，门电机开关批示2个，共计6个。综上所述，共需输出点19个。输入输出点数计算记录如表3.13.3.2 CPU及其扩展模块选取1.S7-200系列CPU简介 西门子S7-200系列PLCCPU模块涉及一种中央解决单元，电源以及I/O点，这些都被集成在一种紧凑独立设备中。CPU负责执行程序，输入某些从现场设备中采集信号,输出某些则输出控制信号,驱动外部负载.最新一代CPU模块按I/O点数多少和效能不同可分为CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP以及CPU226五种不同构造配备品种,S7-200系列技术指标对例如表3.2表3.1 输入输出点数计算记录信号类型点数输入信号（22）电梯内呼及其外呼信号13位置信号7电梯门控制信号2输出信号（共19个）内呼批示信号5外呼批示信号8轿厢上下行及其开关门批示6 表3.2 S7-200系列CPU技术指标对比特性CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226外形尺寸(mm)908062908062120.5806214080621908062数据存储器2048字节2048字节8192字节10240字节10240字节本机I/O数字量模仿量6入/4出-8入/6出-14入/10出-14入/10出2入/1出24入/16出-扩展模块数量0个模块2个模块7个模块7个模块7个模块脉冲输出(DC)2路20KHZ2路20KHZ2路20KHZ2路100KHZ2路20KHZ模仿电位器11222实时时钟配时钟卡配时钟卡内置内置内置通讯口1 RS-4851 RS-4851 RS-4852 RS-4852 RS-485CPU估价(元)晶体管型继电器型1103117815681688231824383713386341704347 2.西门子S7-200系列扩展模块简介当CPUI/O点数不够时,就需要对CPUI/O端口进行扩展,典型输入/输出扩展模块有:输入扩展模块EM221有两种:8点DC输入、8点AC输入输出扩展模块EM222有三种：8点DC晶体管输出，8点AC输出，8点继电器输出。输入/输出混合扩展模块EM223有六种：分别为4点（8点、16点）DC输入/4点（8点、16点）DC输出，4点（8点、16点）DC输入/4点（8点、16点）继电器输出。3. CPU及其扩展模块选取综合经济因素、输入输出点计算以及所要实现电梯控制功能，选用西门子s7-200PLC（CPU224）加一种扩展模块EM223(16I/16Q)，由于时间仓促及CPU224自身资源不够,本设计没有综合考虑资源优化,遂舍弃了CPU自身自带I1.0至I1.7及其Q1.0至Q1.1这一组I/O点,改用扩展模块EM223(16I/16Q),这样就能完全可以满足设计规定。S7-200 PLC是一种小型可编程逻辑控制器（Micro PLC），可应用于各种小型自动化控制系统。高集成度设计、低廉成本使得s7-200成为各种小型控制任务抱负解决方案，合用于各行各业，各种场合中检测、监测及控制自动化。并且，西门子s7-200PLC具备：极高可靠性、丰富指令集、极快浮点运算速度、丰富扩展模块、强大内部集成功能等几种方面出众体现。3.3.3 CPU及其扩展模块简介及安装1. 西门子S7-200 CPU224简介CPU224本机集成了14点输入/10点输出，共有24个数字量I/O。它可连接7个扩展模块，最大扩展至168点数字量I/O点或35路模仿量I/O点。CPU224有13K字节程序和数据存贮空间，6个独立30KHZ高速计数器，2路独立20KHZ高速脉冲输出，具备PID控制器。CPU224配有1个RS485通讯/编程口，具备PPI通讯、MPI通讯和自由方式通讯能力，是具备较强控制能力小型控制器。其详细参数如表3.3，其外观图如图3.2图3.2 西门子S7-200 CPU224 外观图表3.3 西门子S7-200 CPU224技术参数续表3.32. 扩展模块EM223 16I/16Q简介经查阅资料，当前EM223 16I/16Q按照输出类型可以分为两种，一种是固态-MOSFET型，另一种是继电器型，外观如图3.3，,扩展模块尺寸如图3.4 ,详细参数如表3.4：端子连接如图3.5图3.3EM223外观图图3.4 S7-200 CN系列PLC扩展模块尺寸图表3.4 EM223技术参数续表3.4图3.5 EM223 CN端子连接图3.扩展模块安装（1）扩展模块具备与基本单元相似设计特点，S7-200 CN PLC扩展模块种类诸多，固定方式与CPU相似。如果需要扩展模块较多时，模块连接起来如果需要扩展模块较多时,模块连接起来会很长,这时可以使用扩展转接电缆重叠排布。在原则导轨上安装模块卡装在紧挨CPU右侧导轨上,通过总线连接电缆与CPU互相连接。SIEMENS+EM 223 CN 数字量混合输入输出模块(16路)安装方式如图3.6图 3.6 SIEMENS+EM 223 CN安装方式3.4 I/O点数扩展和编址CPU 22* 系列每种主机所提供本机I/O点I/O地址是固定,进行扩展时,可以在CPU右边连接各种扩展模块,编址办法是同种类型输入或输出点模块在链中按与主机位置而递增,其她类型模块有无以及所处位置不影响本类型模块编号。S7-200系统扩展对输入/输出地址空间分派规则为：（1）同类型输入或输出点模块进行顺序编址。（2）对于数字量，输入/输出映像寄存器单位长度为8位（1B），本模块高位实际位数未满8位，未用位不能分派给I/O链后续模块，后续同类地址编排须重新从一种新持续字节开始。（3）对于模仿量，输入/输出以2点或两个通道（2个字）递增方式来分派空间，本模块中未使用通道地址不能被后续同类模块继续使用，后续地址编排须重新从新两个字后来地址开始。本系统CPU与扩展模块连接方式如图3.7图3.7 CPU与扩展模块连接方式CPU与扩展模块编址如表3.5主机I/O模块一EM223I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I1.6I1.7Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5Q1.6Q1.7I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.6I2.7I3.0I3.1I3.2I3.3I3.4I3.5I3.6I3.7Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2.6Q2.7Q3.0Q3.1Q3.2Q3.3Q3.4Q3.5Q3.6Q3.7表3.5 CPU与扩展模块编址3.5 PLC输入输出点分派分析系统需求，拟定PLC五层电梯控制系统输入、输出点分派如表3.6表3.6 电梯控制系统输入、输出点分派表输入点名称输出点名称I0.0一层内呼Q0.0一层内呼批示I0.1二层内呼Q0.1二层内呼批示I0.2三层内呼Q0.2三层内呼批示I0.3四层内呼Q0.3四层内呼批示I0.4五层内呼Q0.4五层内呼批示I0.5一层外呼上Q0.5一层外呼上批示I0.6二层外呼下Q0.6二层外呼下批示I0.7二层外呼上Q0.7二层外呼上批示I3.0三层外呼下Q3.0三层外呼下批示I3.1三层外呼上Q3.1三层外呼上批示I3.2四层外呼下Q3.2四层外呼下批示I3.3四层外呼上Q3.3四层外呼上批示I3.4五层外呼下Q3.4五层外呼下批示I3.5开门按钮Q3.5电梯上行批示I3.6关门按钮Q3.6电梯下行批示I3.7一层平层Q3.7门电机开门I2.0二层平层Q2.0门电机关门I2.1三层平层Q2.1电梯轿厢上行I2.2四层平层Q2.2电梯轿厢下行I2.3五层平层I2.4开门限位I2.5关门限位3.6 PLC和电梯模型接线图PLCI/O端口与电梯模型接线如图3.8图3.8 PLCI/O端口与电梯模型接线 4. 电梯控制系统软件设计 4.1电梯控制系统软件开发流程图依照系统控制规定，设计电梯系统程序流程图如图4.1所示图4.1 电梯系统程序设计流程图4.2 STEP 7编程软件编程语言及基本指令4.2.1 STEP 7编程软件编程语言原则STEP 7软件包配3种基本编程语言，即梯形图（LA