模拟电梯PLC程序说明.docx
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模拟电梯PLC程序说明
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模拟电梯PLC程序说明（总53页）
模拟电梯
PLC程序说明
一、系统软件
模拟电梯PLC是SIEMENS公司的S7-200系列PLC，该系列PLC一般用在小型控制系统上。
S7-200系列PLC的编程软件是Step7-Micro/Win。
在功能和使用上都比STEP7的软件要简单，SIEMENS公司提供了S7-200系统的详细说明书。
这里只简单介绍Step7-Micro/Win的中地址和通讯，这与S7-300/400PLC有较的的不同。
1、变量地址
I/O地址
相比STEP7软件来说，Step7-Micro/Win要简单得多，没有硬件态功能，所有的硬件I/O地址都由模块物理位置确定的，从CPU模块开始，依次往后面排列。
开关量输入/输出地址，分别表示为I和Q，从或开始一直往下排，
I、Q使用的是不同的地址空间，可以相同，如和同时出现是允许的;
模拟量输入/输出地址，分别表示为AIW和AQW，从AIW0或AQW0开始一直往后排，模拟量输入/输出的地址都是16位的字，所以对于AI来说，排列的顺序应该是AIW0、AIW2、AIW4…….，模拟量输出也是如此。
内存地址（M）
顾名思义，这些地址都存放在CPU的内存中，一般情况下，断电后保存在M中的数据会丢失，但在CPU的系统参数中可以将部分M设置成保存，这样在重新上电后，数据可以恢复（后面介绍）。
M地址支持位操作（如）、字节操作（如MB4）、字操作（如MW6）、双字操作（如MD0）。
S7-200PLC中的M地址用法与S7-300/400PLC中的一样。
另外，系统中还有一些特殊的M地址，用在中断、通讯等专用功能上，如后面程序中用到的、、SMB47等。
存储数据区（V）
V数据是可以断电保存，相当于S7-300/400PLC的DB，但比DB的用法要简单，在200PLC的CPU中只有一个连续的V地址空间，使用前也不必要定义。
同M地址一样，V地址也支持位操作（如）、字节操作（如VB4）、字操作（如VW6）、双字操作（如VD0）。
定时器/计数器地址
分别保持定时器和计数器状态的地址。
特别要注意，在S7-200PLC中，各个定时器的时间分辨率是不一样的，同样是200，在T0中表示200MS，而在T5中则表示20S。
分辨率
最大值
定时器号
1MS
s
T0，T32，T64，T96
10ms
s
T1-T4，T65-T68，T33-T36，T97-T100
100MS
s
T5-T31,T69-T95，T37-T63,T101-T255
2、通讯设置
在主画面上可以打开CPU型号的对话框，在S7200PLC中，不同CPU型号，不但地址空间有很大差异，而且支持的系统指令也不一样，这一点在PLC选型时要特别注意。
如果是在线方式，可以用ReadPLC直接从PLC中读出CPU的型号。
在“Communication”可以设置CPU与计算机的通讯协议。
在CPU226上有两个通讯口，一个是RS485通讯口（P0），另一个（P1）用来和计算机或编程器通讯，通讯协议是PPI。
200PLC本身不能直接支持PROFIBUS协议，但通过EMM277转换可以实现与S7300/400的主从通讯。
图中的地址栏上，Local指的是计算机的地址，Remote是PLC的地址；
在右侧的PLC栏目中，显示正与计算机通讯的200PLC的型号和地址（如果在线），双击可以重新扫描查找在线PLC；
SetPG/PCinterface是设定控制面板上的SIEMENSPLC专用的通讯协议。
在此选择PC/PPI电缆，确定串口的端口号就可以了。
二、用户软件
Step7-Micro/Win在程序由主程序和子程序组成，从使用上和STEP7差不多，电梯系统较小，只有两个程序段：
主程序（OB1）：
控制电梯系统的所有逻辑；
子程序（SBR0）：
用来与S7-400PLC通讯。
1、OB1
N1是调用DP通讯子程序（SBR0），在200PLC中，子程序只能是条件调用，所以要加个，是系统标志位，在PLC运行时一直是ON；
N2是清除急停信号，该信号是按下急停按钮时产生的标志位，每次上电时自动清除，这句程序用到了系统标志位，在PLC开始运行时，设为1，在保留一个扫描周期后又自动设为0，一般用来实现初始化的功能。
这段程序作用是复位高速计数器。
模拟电梯的上下位置是用旋转编码器检测的，S7200PLC接收编码器的信号要使用高速计数指令。
可以使用向导程序调用向导程序使用下列信息：
计数器的类型和模式、计数器的预置值、计数器的初始值和计数的初始方向。
要启动HSC指令向导，可以在命令菜单窗口中选择Tools>InstructionWizard，然后在向导窗口中选择HSC指令。
使用高速计数指令，首先要定义计数器号和运行模式。
电梯的位置编码器的A、B项分别接到了开关量输入点和，所以选择的输入计数器号是HSC1，模式是9；
接着就要定义设置控制字、设置初始值和预置值，这些值都存在特殊存储器字节MB36-SMD62中。
见下表：
本段程序第1句是用字节传送指令MOV_B传送16进制数#FC到SMB47中，SBB47就是高速计数器HSC1的控制字。
16进制数#FC转换2进制格式就是，相当于给SMB47中每一位设定如下：
=0HSC1复位信号为高电平有效；
=0HSC1启动信号为高电平有效；
=1HSC1正交计数频率为1倍速；
=1HSC1为增计数；
=1HSC1为更新方向（电梯有上行/下行）；
=1向HSC1写新的预置值；
=1向HSC1写新的初始值；
=1HSC1有效（允许计数）；
第2句是用高速计数器定义指令设置HSC1的模式：
计数器号为1，模式为9；
3、4两句是给计数器的设定值和初始值清0。
这里要注意：
在200PLC中，数据传送指令要严格区分数据类型，如字节传送用MOV_B
字传送用MOV_W等。
第5句将控制字清0，实际上就是禁止计数，
最后面的HSC指令，用来启动高速计数器HSC1。
在急停状态下清除所有的输出信号和运行标志位。
QD0开关量输出的双字，包括，具体是哪些输出可以在符号表中找到：
MD5中包括了电梯的各楼层的平层标志（电梯到了可以开门的高度）；
MD9中包含了各层的上行和下行信号。
急停信号需要保存，所以用了（S）指令，指令下面的“1”标志只给1位置位；（END）指令是跳转到程序结束。
电梯变频器的速度给定没有用模拟量端口，是通过PLC的开关量端口发脉冲的方式实现的，PLC上电时要将该端口复位为0。
S7-200集成有高速冲输出功能，其输出点和可形成高速脉冲串输出（PTO）或脉宽调制（PWM）。
PTO输出方波（占空比50%），并可指定所输出的脉冲数量（从1到4,294,967,295）和周期（以微秒或毫秒为单位）。
脉冲序列输出（PTO）功能可以编程为产生一列脉冲或产生由多个脉冲序列组成的脉冲包络。
在脉冲包络操作方式中，PTO功能被编程为控制一个步进电机运行一个简单的斜坡上升、运行和斜坡下降操作序列或更复杂的操作序列。
PWM可变占空比的固定周期的输出脉冲，周期和脉宽既可以用微秒又可以用毫秒为单位。
当脉宽等于周期时，占空比为100％，输出恒定为1；当脉宽等于0时，占空比为0，输出恒定为0。
电梯调速是PWM方式，输出口是。
有关脉冲输出的指令可以使用向导程序编程。
PLS指令从特殊存储器SM读取数据，程序按照其存储值控制PTO/PWM发生器。
SMB67控制PTO0或者PWM0，SMB77控制PTO1或者PWM1。
表6-36对用于控制PTO/PWM操作的存储器给出了描述。
可以使用表6-37作为一个快速参考，用其中的数值作为PTO/PWM控制寄存器的值来实现需要的操作。
电梯在手动运行时，运行是不按电梯的运行的逻辑进行的，一般仅在调试中使用，所以在切换到手动模式时，为安全起见，首先将PLC所有的输出都设为0，程序中用的是8为复位信号，一次复位1个字节，与急停中的功能基本一样。
N7中第1句是设定PWM输出的控制字，设定值为16进制数#D3，转换为2进制为，即：
=1更新周期值，因为变频器的速度要求是可变的，在PWM方式下，PWM的脉冲频率就是变频器的给定速度；
=1更新脉冲宽度值；
=0是PTO方式的参数，在PWM方式下不用，可设为0；
=0时间基准（分辨率）选择1μs；
=1更新方法为同步更新；
=0是PTO方式的参数，在PWM方式下不用，可设为0；
=1模式选择为PWM；
=1PWM允许；
第2句设定PWM的周期值为1000（μs）；
第3句设定PWM的脉冲宽度为500（μs）；
第4句用PLS指令启动PWM输出一个脉冲输出到（变频器给定脉冲），脉冲的周期是1000μs，占空比是50%。
N7只完成了变频器手动操作时的速度给定，但电梯的运行还需要一个启动信号。
这段程序是控制电梯变频器在手动运行（调试状态下）时的启动信号，逻辑是：
在手动运行模式下，按下手动上/下行按钮时，电梯上行或下行，在松开按钮或碰到限位开关（上下基准限位和上下限位）时，停止运行。
这段程序是控制电梯在手动运行（调试状态下）时的开门和关门动作，逻辑是：
在手动运行模式下，按下手动开门按钮时，电梯开门，这是带保持回路的按钮，电梯开门信号接通后，信号由轿厢安全开关保持，直到碰到开门限位（开到最大位）或者碰到轿厢安全开关；按下手动关门按钮时，关门信号接通并保持，直到碰到关门限位（关到位）；
除了系统调试外，一般情况下，电梯应运行在自动方式下，即按照真正的电梯逻辑运行，所以在系统上电时，要进入自动方式，同时手动取消也可进入自动。
在手动方式下，程序跳转到最后，跳过电梯自动运行程序。
这段程序用来判断和显示楼层，首先要明确几个概念：
A、楼层高度是以编码器的脉冲数计量的，电梯在上下运行中，旋转编码器随着电梯电机一道旋转，产生一个脉冲序列，脉冲的数量直接反应了电梯的运行距离，如果电梯从一楼运行到二楼产生的脉冲数为700，那么楼层的高度就是700。
B、楼层下平层就是电梯在各楼层正常停稳后的高度，如电梯正常停在地一层，此时旋转编码器的数值就是一层下平层的值。
C、楼层范围楼层的半高度；各层的楼层范围等于平层高度加上半层楼的高度。
电梯运行到某一楼层的范围之内，相应楼层的指示灯亮。
这里要注意的是楼层越高，旋转编码器的数值越大，这一点对于理解后面的程序至关重要。
下面的N13-N18都是楼层显示的程序。
楼层的显示是以二进制编码的方式实现，如101表示楼层为5，在程序中，电梯的楼层表示为1-6层，这是为了避免0层显示和PLC无输出分不清的情况，
以N13为例：
HC1是高速计数器HSC1的当前值，是旋转编码器反馈来的电梯高度，如果高度小于五层楼层范围（相当于上行到“四层半”的高度，因为楼层越高，编码器的值越小）将显示驱动分别设置成如下值：
=0
=1
=1
=0
表示为二进制数就是0110（十进制数6）；
这四个输出都接到数码管的驱动电路上，用数码管显示楼层；同时也以字节（QB4）的方式送到S7-400PLC中供计算机和触摸屏使用。
自动运行时的PWM输出设定与上面介绍过的N7方法一样。
这里设定的是电梯复位时的速度。
电梯在每次上电时
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