1、畢業設計(論文)題 目：基于KingView的電梯控制系統設計 學生姓名： xxx 學 號： 200905280106 班 級： xxxxxxxxxx 指導教師： xxxx 完成日期： 2011年10月15號 信息處理與控制工程系畢業設計任務書設計（論文）題 目基于KingView的電梯控制選題時間完成時間論文（設計）字數22000關鍵詞PLC、電梯、組態王、監控設計（論文）題目的來源、理論和實際意義： 隨著計算機技術、信息技術、控制理論及工業自動化技術的發展，人們對生活質量和工作環境的要求不斷提高，對自動化監控系統的要求也越來越高，目前組態軟件作為人機接口的智能軟件包，是一種流行的PC機上建

2、立工控的對象，能夠將現場的信號實時地傳送到控制室，保證現場操作人員和管理人員不需到現場即可得到各種數據以優化控制現場的作業。電梯無論在高層建筑物還是在工礦企業中都有重要的應用，為此，本文介紹了一種基于組態軟件的電梯監控系統，該系統利用組態軟件進行系統設計，不僅能夠實現精確的自動控制，而且構造簡單，具有較好的應用前景。電梯的運行控制 已被廣泛應用，在 監控室的上位機監控上。 設計（論文）的主要內容：電梯監控系統利用PLC實現對電梯的運行控制并采用組態王軟件實現電梯監控系統的設計組態監控系統與PLC控制系統進行實時數據交換,在組態監控畫面上能實時反映電梯的運行狀態并能通過監控畫面控制電梯運行狀態

3、，從而實現對電梯運行狀態的雙向控制。1.首先介紹PLC在電梯中的應用特點2.PLC控制系統的特點3.系統的軟件設計4.做出了電梯梯形圖，程序流程圖5.進行簡單的調試學生簽字： 指導教師簽字： 系負責人簽字： 2011 年 10 月 15 日 成績評定及評語指導教師評語：成績：指導教師簽字: 年 月 日答辯答辯意見：答辯組簽名： 年 月 日 基于KingView的電梯控制論文摘 要在現代社會和科技的不斷發展中，計算機，弱電控制技術已經得到了快速的發展，電梯已經成為了現代城市發展的必要條件和標志。特別是在一些高層建筑中電梯已經成為了一種必不可少的交通運輸工具，而隨著現在高層建筑如雨后春筍般的涌出，

4、電梯行業也進入了一個新的發展高峰期。電梯的控制技術也已經從以前簡單的機械控制發展到了現在的全電子計算機控制，以往的繼電器也已經完全不能滿足現代電梯運行的要求，很多現代的功能都不能實現，所以我們現在用PLC來代替繼電器來實現電梯的邏輯控制。本次設計主要是針對國內電梯行業的現狀，用可編程序控制器（PLC）來實現對電梯的邏輯控制，通過適當的選擇和設計，不但可以提高電梯的安全性、靈活性、維護性及其使用壽命，可以大大的減少對電梯新功能的研發周期，提高了電梯的控制水平，改善了電梯的穩定性，使之達到我們所期待的目標。本設計中的電梯相對于以往的傳統電梯，大大的提高了舒適性及其功耗，在現在社會中有著廣泛的應用。

5、該電梯控制系統具有指層、廳召喚、選層選向、手動和自動等功能，具有集選控制的特點。而對于現在的PLC控制的電梯，在監控室的上位機監控電梯的運行狀態是電梯控制的發展必然趨勢。本設計中我們簡要分析了電梯監控系統的組成，詳細介紹了PLC實現對四層電梯的運行監控，并采用組態王軟件實現電梯監控系統的設計，組態監控系統與PLC控制系統進行實時數據交換，在組態監控畫面上能實時反映電梯的運行狀態，從而實現對電梯運行狀態的雙向監控。本設計在深入介紹電梯的運行狀態的同時介紹可編程序控制器（PLC），并詳細介紹其優點及特點，著重介紹了電梯的軟件及監控狀態，研究并提出了基于PLC電梯控制系統設計的實現方案，最后對本論文

6、的研究內容進行了總結與展望。關鍵詞：PLC，電梯，組態王，監控目 錄摘 要1目 錄2第1章緒論11.1 電梯繼電器控制系統的特點及存在問題1電梯繼電器控制系統的優點：1電梯繼電器控制的缺點：11.2 PLC及在電梯控制中的應用特點11.2.1 PLC簡介及其特點：11.2.2 PLC控制電梯的邏輯關系51.2.3 PLC控制電梯的優點5第二章 PLC控制系統硬件設計72.1 四層電梯主電路7電梯控制系統原理圖7電梯理想運行曲線72.1.3 四層電梯曳引電機及門電機電路圖82.1.4 PLC外部接線圖92.2I/0點數的分配及機型的選擇92.2.1 I/O點數的估算10輸入/輸出的分配如下：10

7、2.2.3 機型的選擇112.3 編碼器與PLC的連接112.4系統結構框圖11第三章 系統軟件設計143.1 四層電梯梯形圖143.1.1 電梯控制主程序流程圖16外召喚信號登記及消除17內指令信號登記及消除173.1.4 電梯的平層信號處理173.1.5 選層定向及反向截梯173.1.6 內指令外召喚信號的保持173.1.7 各樓層停車信號173.1.8 自動開關門173.2 四層電梯STL語句表17第四章 軟硬件的調試184.1組態王6.53的簡介184.2 組態王的基本操作194.2.1 制作一個工程的一般過程19變量的定義及管理224.2.3 組態王的命令語言304.3圖庫與控件及命

8、令語言程序304.4 四層電梯在組態王中的仿真調試32總結34致謝35參考文獻36第1章緒論1.1 電梯繼電器控制系統的特點及存在問題電梯繼電器控制系統的優點：(1) 所有控制功能及信號處理均有硬件實現，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術人員和技術工人所掌握。 (2) 系統的保養、維修及故障檢查無需較高的技術和特殊的工具、儀器。 (3) 大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價格較便宜。 (4) 多年來我國一直生產這類電梯，技術成熟，已經形成系列化產品，技術資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。電梯繼電器控制的缺點：(1) 系統觸點繁多、接線線路復雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而

9、故障率較高。 (2) 普通控制電器及硬件接線方法難以實現較復雜的控制功能，使系統的控制功能不易增加，技術水平難以提高。 (3)電磁機構及觸點動作速度比較慢，機械和電磁慣性大，系統控制精度難以提高。 (4) 系統結構龐大，能耗較高，機械動作噪音大。 (5) 由于線路復雜，易出現故障，因而保養維修工作量大。費用高；而且檢查故障困難，費時費工。總而言之，電梯繼電器控制系統故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經常造成停梯，給乘客人員帶來不便和驚擾。且電梯一旦發生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機械部件損壞，還可能出現人身事故。所以目前電梯的繼電器控制已經很少使用了。1.2 PLC及在電梯控制中的應用特

10、點 PLC簡介及其特點：可編程序擴及控制器（PLC，Programmable Logic Controller）是上世紀60年代末在美國首次出現的，目的是用來取代繼電器，以執行邏輯判斷、計時、技術等順序控制功能。PLC的基本思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優點和繼電器控制系統的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優點結合起來，控制器的硬件是標準的、通用的。它是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計算和算術運算等操作的指令，并通過數字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC是微機技術與傳統

11、的繼電接觸控制技術相結合的產物，它克服了繼電器控制系統中機械觸點的界限復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用微處理器的優點。可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設備，改變程序即可改變生產工藝，因此可在初步設計階段選用課編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。另一方面，從制造生產可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據用戶的訂貨要求專門設計控制器，適合批量生產。由于這些特點，可編程控制器問世以后很快收到工業控制界的歡迎，并得到迅速的發展。目前，課編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到廣泛應用。PLC的特點：1.抗干擾能力強，可靠性高PLC主要模塊均采用大規模與超大規模

12、集成電路，I/O系統設計有完善的通道保護與信號調理電路；在結構上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮；在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施；對電源部分采取了很好的調整和保護措施，以適應電網電壓波動和過電壓、欠電壓的影響；在軟件上采用數字濾波等抗干擾和故障診斷措施，采用信息保護和恢復技術，實時報警和運行信息顯示等。PLC采用微電子技術，大量的開關動作有無觸點的電子存儲器件來完成，所以PLC控制系統的可靠性大大提高了。2.控制系統結構簡單，通用性強大部分情況下，一個PLC主機就能組成一個控制系統。對于需要擴展的系統，只要選好擴展模塊，經過簡單的連接即可。PLC控制系統的實質性好處是當

13、控制要求改變，需要變更控制系統的功能時，只需對程序驚醒簡單的修改，對硬件部分稍作改動即可，而不像繼電器控制系統那樣，在一個裝配好的控制鍵盤上，對系統進行修改幾乎是不可能的事情。所以說PLC控制系統有極高的柔性，及通用性強。3.編程方便，易于使用PLC是面向底層用戶的智能控制器，因為其最初的目的就是要取代繼電器邏輯，所以，PLC誕生之時，其設計者充分考慮到現場工程技術人員的技能和習慣，其編程語言采用了和傳統控制系統中電氣原理圖類似的梯形圖語言，PLC的內部元件也用過去就熟悉的諸如中間繼電器、定時器、計數器等名稱。這種編程語言形象直觀，容易掌握，不需要專門的計算機知識和語言，只要具有一定的電氣和工

14、藝知識的人員都可在短時間學會。4.功能強大，成本低現在PLC幾乎能滿足所有的工業控制領域的需要。PLC控制系統可大可小，能輕松完成單機控制系統、批量控制系統、制造業自動化中的復雜邏輯順序控制、流程工業中大量的模擬量控制，以及組成通信網絡、進行數據處理和管理等任務。由于其專為工業應用而設計，所以，PLC控制系統中的IO系統、HMI等可以直接和縣城信號連接、使用。系統也不需要進行專門的抗干擾設計。所以和其他控制系統（如DCS、IPC等）相比，其成本較低，而且這種趨勢還將持續下去。5.設計、施工、調試的周期短用PLC控制，由于其硬件軟件齊全，為模擬化積木式結構，且已商品化，谷僅需要按性能、容量（輸入

15、輸出點數、內存大小）等選用組裝，而大量具體的程序編制工作也了在PLC到貨前進行因而縮短了設計周期，是設計和施工可同時進行。由于軟件編程取代了硬接線實現控制任務的，大大減輕了繁重的安裝接線工作，縮短了施工周期。因為PLC是通過程序完成控制任務的，采用了方便用戶的工業編程語言，且都具有強制和方針的功能，故程序的設計、修改和調試都很方便，這樣可大大縮短設計和投運周期。6.維護方便PLC的輸入輸出端子能夠直觀反映現場信號的變化狀態，通過編程工具（裝有編程軟件的電腦等）可以直觀的觀察控制程序和控制系統的運動狀態，如內部工作狀態、通信狀態、IO點狀態、異常狀態和電源狀態等，極大地方便了維護人員差債故障，縮

16、短了對系統的維護時間。PLC的應用領域目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、采礦、石油、化工、制藥、電力、建材、機械制造、汽車、批量控制、裝卸、造紙紙漿、食品糧食加工、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，使用情況大致可歸納為如下幾類：1.開關量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。2.模擬量控制在工業生產過程當中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必

17、須實現模擬量（Analog）和數字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3.運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執行機構，現在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。4.過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。作為工業控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。PI

18、D調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。5.數據處理現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。數據處理一般用于大型控制系統，如無人控制的柔性制造系統； 6.通信及聯網PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間

19、的通信。隨著計算機控制的發展，工廠自動化網絡發展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網絡系統。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。1.2.2 PLC控制電梯的邏輯關系電梯控制邏輯關系如下: 1)行車方向由內選信號決定,順向優先執行; 2)行車途中如遇呼梯信號時,順向截車,反向不截車; 3)內選信號、呼梯信號具有記憶功能,執行后解除。 4)內選信號、呼梯信號、行車方向、行車樓層位置均由信號燈指示5)停層時可延時自動開門、手動開門、(關門過程中)本層順向呼梯開門; 6)有內選信號時延時自動關門,關門后延時自動行車; 7)無內選時延時5s自動關門，但不能自動行車;

20、 8)行車時不能手動開門或本層呼梯開門,開門不能行車。9)自動關門待客。當完成全部轎廂內指令，又無層外呼梯信號時電梯應自動關門在調定時間內自動關閉轎廂照明。10)自動換向。當電梯完成全部順向指令后，應能自動換向，應答相反方向的信號。1.2.3 PLC控制電梯的優點（1）在電梯控制中采用了PLC，用軟件實現對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高。（2）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統結構簡單，外部線路簡化。（3）PLC可實現各種復雜的控制系統，方便地增加或改變控制功能。（4）PLC可進行故障自動檢測報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。（5）用于群控調配和管理，并提高電梯運行效率。（6）更改控

21、制方案是不需要改動硬件接線。此外，微機控制系統雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差，系統設計復雜，一般維修人員難以掌握其維修技術等缺陷而沒被廣泛采用。PLC控制由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強，設計和調試周期短等優點，倍受人們重視等優點，已成為目前在電梯控制系統中使用最多的控制方式。本文主要討論研究利用西門子公司可編程控制器對四層電梯的控制，形成電梯控制系統。第二章 PLC控制系統硬件設計2.1 四層電梯主電路電梯控制系統原理圖圖21電梯系統原理圖電梯理想運行曲線根據大量的研究和實驗表明，人可接受的最大加速度為am1.5m/s2，加速度變化率m3m/s3,電梯的理想運行曲線

22、按加速度可劃分為三角形、梯形和正弦波形，由于正弦波形加速度曲線實現較為困難，而三角形曲線最大加速度和在啟動及制動段的轉折點處的加速度變化率均大于梯形曲線，即 m跳變到-m或由-m跳變到 m的加速度變化率，故很少采用，因梯形曲線容易實現并且有良好加速度變化率頻繁指標，故被廣泛采用。變頻器構成的電梯系統，當變頻器接收到控制器發出的呼梯方向信號，變頻器依據設定的速度及加速度值，啟動電動機，達到最大速度后，勻速運行，在到達目的層的減速點時，控制器發出切斷高速度信號，變頻器以設定的減速度將最大速度減至爬行速度，在減速運行過程中，變頻器的能夠自動計算出減速點到平層點之間的距離，并計算出優化曲線，從而能夠按

23、優化曲線運行，使低速爬行時間縮短至0.3s,在電梯的平層過程中變頻器通過調整平層速度或制動斜坡來調整平層精度。即當電梯停得太早時，變頻器增大低速度值或減少制動斜坡值，反之則減少低速度值或增大制動斜坡值，在電梯到距平層位置410cm時，有平層開關自動斷開低速信號，系統按優化曲線實現高精度的平層，從而達到平層的準確可靠。圖22拋物線直線綜合速度曲線2.1.3 四層電梯曳引電機及門電機電路圖根據設計要求，本次設計的電氣控制系統主回路原理圖如圖所示。圖中M1，M2為曳引電機和門電機，交流接觸器KM1KM4通過控制兩臺電動機的運行來控制轎廂和廳門，從而進行對電梯的控制。FR1，FR2為起過載保護作用的熱

24、繼電器，用于電梯運行過載時斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護作用。圖23 電梯曳引電機及門電機電路圖2.1.4 PLC外部接線圖本設計的PLC外部接線圖如圖所示.CPU226CN的傳感器電源24V(DC)可以輸出600mA電流，通過核算在本設計中PLC容量完全滿足要求，CPU226CN的輸出繼電器觸點容量為2A，電壓范圍為530V（DC）或5250V（AC）。圖24 PLC外部接線圖2.2I/0點數的分配及機型的選擇 I/O點數的估算本設計采用PLC控制這個簡易的四層電梯系統電梯的上、下行由一臺電動機拖動，電動機正轉為電梯上升，反轉為下降。一層有上升呼叫按鈕K1和指示燈H1，二層有上升呼

25、叫按鈕K2和指示燈H2以及下降呼叫按鈕K4和指示燈H4，三層有上升呼叫按鈕K3和指示燈H3以及下降呼叫按鈕K5和指示燈H5，四層有下降呼叫按鈕K6和指示燈H6。一至四層有到位行程開關SQ1SQ4。電梯內有一至四層呼叫按鈕K10K7和指示燈H10H7；電梯開門和關門按鈕SB5和SB6，電梯開門和關門分別通過電磁鐵KM3和KM4控制，關門到位由行程開關ST1檢測，開門到位由行程開關ST2檢測。轎廂上行和下行由接觸器KM1和KM2控制，并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。綜上所述，輸入點共有14個，輸出點共有16個。可編程控制器S7200的CPU226輸入，輸出點數為2416。足以滿足要求輸入/輸出的

26、分配如下：該系統占用PLC的30個I/O口，14個輸入點，16個輸出點，具體的I/O分配如下圖所示：序號名 稱輸入點序號名 稱輸出點0一層平層I0.00電梯上行記憶Q0.01二層平層I0.11電梯下行記憶Q0.12三層平層I0.22電機正轉Q0.23四層平層I0.33電機反轉Q0.34內呼一樓I0.44內呼一樓指示Q0.45內呼二樓I0.55內呼二樓指示Q0.56內呼三樓I0.66內呼三樓指示Q0.67內呼四樓I0.77內呼四樓指示Q0.78一層外呼上行I1.08一層外呼上行指示Q1.09二層外呼上行I1.19二層外呼上行指示Q1.110三樓外呼上行I1.210三樓外呼上行指示Q1.211二樓

27、外呼下行I1.311二樓外呼下行指示Q1.312三樓外呼下行I1.412三樓外呼下行指示Q1.413四樓外呼下行I1.513四樓外呼下行指示Q1.514手動開門I2.014門電機正轉Q1.615手動關門I2.115門電機反轉Q1.716開門限位I2.2 17關門限位I2.318電梯上升極限位I2.419電梯下降極限位I2.5 機型的選擇SIMATIC S7-200系列PLC及其編程軟件STEP 7-Micro/WIN 32。SIMATIC 小型S7-200系列PLC適用于各行各業，各種場合中的檢測、監測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現復雜控制

28、功能。S7-200系列出色表現在以下幾個方面：極高的可靠性；極豐富的指令集；易于掌握；便捷的操作；豐富的內置集成功能；實時特性；強勁的通訊能力；豐富的擴展模塊等。S7-200系列在集散自動化系統中充分發揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環境保護設備等等。 STEP 7-Micro/WIN 32是西門子公司專門為S7-200系列PLC設計在個人計算機Windows操作系統下運行的編程軟件，它的功能強大，使用方便，簡單易學，可用梯形圖（LAD）、語句表

29、（STL）和功能塊圖三種編程語言編制程序，不同的編程語言編制的程序可以相互轉換。STEP 7-Micro/WIN 32提供兩套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和國際標準指令集（IEC1131-3方式）。程序編制完成之后，利用PLC與計算機專用的PC/PPI電纜傳送程序至PLC。2.3 編碼器與PLC的連接 1、THPLC-DT型四層電梯實驗教學模型一臺 2、安裝了V3.2 STEP 7 MicroWIN編程軟件的計算機一臺 3、PC/PPI編程電纜一根 4、PLC主機一臺（西門子自配），應選用40點機型（輸入口大于20點、輸出口大于14點）。2.4系統結構框圖圖25電梯開關門

30、流程圖圖26電梯上升下降流程圖第三章 系統軟件設計3.1 四層電梯梯形圖PLC的編程語言PLC程序是PLC指令的有序集合，PLC運行程序就是按一定的順序，執行這集合中的一條條指令。指令是指示PLC動作的文字代碼或圖形符號。使用的編程語言不同，這些文字代碼和圖形符號就不相同。但從本質上來講，指令的實質都是二進制機器碼。同普通的計算機一樣，PLC的編程軟件通過編譯系統把PLC程序編譯成機器代碼。PLC提供了功能較為完整的編程語言，以適應PLC在工業環境中的應用。利用PLC的編程語言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當于設計和改變繼電器控制的硬件接線，也就是所謂的“可編程序”。國際電工委員

31、會(IEC）制定了一個關于PLC的國際標準IEC61131，其中在IEC61131-3中提供了5種PLC的標準語言，其中有三種圖形語言，即梯形圖（LD，Ladder Diagram）、功能塊圖（FBD，Function Block Diagram）和順序功能圖（SFC，Sequential Function Chart）；兩種文本語言，即結構化文本（ST，Structured Text）和指令表（IL，Instruction List）。其中梯形圖（LD）是最早使用的一種PLC的編程語言，也是現在最常用的編程語言。它是從繼電器控制系統的原理圖的基礎上演變而來的，它繼承了繼電器控制系統中的基本工

32、作原理和電氣邏輯關系的表示方法，梯形圖與繼電器控制系統梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號和表達方式上有一定的區別。它最大的特點就是直觀、清晰，比較易于掌握、程序表達清楚。本系統PLC程序的編制采用梯形圖語言，編程軟件為STEP 7。該軟件能夠完成制作程序、對可編程控制器CPU的寫入/讀出、監控程序運行、調試程序、PLC錯誤診斷等一系列功能。STEP 7概述西門子STEP 7是用于SIMATIC可編程邏輯控制器組態和編程的標準軟件包，可使用梯形圖邏輯、功能塊圖和語句表進行編程操作。它是SIMATIC工業軟件的組成部分。有下列版本的STEP 7標準軟件包：用于SIMATIC S7-200上簡

33、單單站應用的STEP 7 Micro/DOS和STEP 7 Micro/WIN。用于使用帶有各種功能的SIMATIC S7-300/ST-400、SIMATIC M7-300/M7-400和SIMATIC C 7的STEP 7：- 可通過選擇SIMATIC工業軟件中的軟件產品進行擴展- 為功能模板和通訊處理器賦值參數- 強制和多處理器模式- 全局數據通訊- 使用通訊功能塊的事件驅動數據傳送- 組態連接STEP7編程軟件允許結構化用戶程序，可以將程序分解為單個的自成體系的程序部分從而使大規模的程序更容易理解，可以對單個的程序部分進行標準化程序組織簡化，修改更容易系統的調試也容易了許多在7s用戶程

34、序中可以使用如下幾種不同類型的塊:組織塊(OB)是操作系統和用戶程序的接口它們由操作系統調用，并控制循環和中斷驅動程序的執行，以及可編程控制器如何啟動。它們還處理對錯誤的響應組織塊決定各個程序部分執行的順序用于循環程序處理的組織塊OB1的優先級最高。操作系統循環調用OB1并用這個調用啟動用戶程序的循環執行。功能（FC）屬于用戶自己編程的塊功能是“無存儲區”的邏輯塊FC的臨時變量存儲在局域數據堆棧中，當FC執行結束后，這些數據就丟失了。功能塊（FB）屬于用戶自己編程的塊功能塊是具有“存儲功能”的塊，用數據塊作為功能塊的存儲器(背景數據塊)傳遞給FB的參數和靜態變量存在背景數據塊中，背景數據塊(背

35、景DB)在每次功能塊調用時都要分配一塊給這次調用，用于傳遞參數。系統功能塊(SFB)和系統功能(SFC)是STEP7為用戶提供的己編程好的程序的塊，經過測試集成在CPU中的功能程序庫SFB作為操作系統的一部分并不占用程序空間，是具有存儲能力的塊，它需要一個背景數據塊，并須將此塊作為程序的一部分安裝到CPU中。PLC程序設計常用方法在工業控制中根據不同的系統及控制要求，我們要設計出不同的PLC控制程序，而程序設計的方法根據設計者的習慣，喜好的不同又分為許多種。而一般常用的幾種PLC程序設計方法有：1.經驗設計法經驗設計法即在一些典型的控制電路程序的基礎上，根據被控制對象的具體要求，進行選擇組合，

36、并進行多次反復調試和修改梯形圖，有時需增加一些輔助觸點和中間編程環節，才能達到控制要求。這種方法沒有規律可遵循，與設計質量和設計者的經驗有很大的關系，所以稱之為經驗設計法。這種方法對于一些簡單的控制系統的設計是比較湊效的，可以收到快速、簡單的效果。經驗設計法的具體步驟如下：（1）確定輸入/輸出電器；（2）確定輸入和輸出點的個數、選擇PLC機型、進行I/O分配；（3）做出系統動作工程流程圖；（4）選擇PLC指令并編寫程序； （5）編寫其它控制控制要求的程序；（6）將各個環節編寫的程序合理地聯系起來，即得到一個滿足控制要求的程序。2.順序控制設計法：順序控制設計法根據功能流程圖，從起始開始一步一步

37、地設計下去。對那些按動作的先后順序進行控制的系統，非常適合使用順序控制設計法進行編程。順序控制法規律性很強，雖然編程相當長，但程序結構清晰、可讀性。在用順序控制設計法編程時，功能圖是很重要的工具。功能圖能夠清楚地表現出系統各工作步的功能、步與步之間的轉換順序及其轉換條件。此法的關鍵是畫出功能流程圖。功能圖由流程步、有向線段、轉移和動作組成，在使用時它有一些使用規則，具體如下：（1）步于步之間必須用轉移隔開；（2）轉移與轉移之間必須用步隔開；（3）轉移和步之間用有向線段連接，正常畫順序功能圖的方向是從上向下或則從左向右。按照正常順序畫圖時，有向線段可以不加箭頭，否則必須加箭頭。（4）一個順序功能

38、圖中至少有一個出初始步。 電梯控制主程序流程圖圖31電梯控制主程序流程圖外召喚信號登記及消除廳外召喚指令具有登記指示，到層取消。內指令信號登記及消除點動內呼按鈕，信號登記顯示。到層信號取消。本系統設一樓為基站，兩分鐘內無任何操作，電梯自動返回一樓。 電梯的平層信號處理 選層定向及反向截梯轎廂上行轎廂下行 內指令外召喚信號的保持轎廂的內呼指令與外召喚指令保持信號，用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動或手動執行開關門操作。開關門執行一次之后，信號取消。使電梯能夠繼續響應其他乘坐信號。 各樓層停車信號 自動開關門如梯形圖所示，電梯到層停車后，延時2s開門，5s后自動關門。并設有手動開門按扭和關門按鈕。

39、可實現即時開關門。3.2 四層電梯STL語句表第四章 軟硬件的調試4.1組態王6.53的簡介組態王是北京亞控科技發展有限公司開發的一個集成人機界面（HMI）系統和監控管理系統的工業上位監控軟件，可與可編程控制器（PLC）、智能模塊、板卡智能儀表、遠程數據采集裝置（RTV）等多種外部設備進行通訊。組態王6.53是亞控科技根據目前的自動化技術發展趨勢，面向高端自動化市場及應用，以實現企業一體化為目標開發的一套產品。該產品以搭建戰略性工業應用服務平臺為目標，集成了對亞控科技自主研發的工業實時數據庫（KingHistorian）的支持，可以為企業提供一個對整個生產流程進行數據總匯、分析及管理的有效平臺

40、，使企業能夠及時有效的獲取信息，及時的做出反應，一伙的最優化的結果。組態王6.53保持了組態王早期版本運行穩定、使用方便的特點。并根據國內眾多用戶的反饋及意見，對一些功能進行了完善和擴充。該款產品的歷史曲線、溫控曲線以及配方功能進行了大幅提升和改進，軟件的功能和可用性有了很大的提高。畫面1.支持大畫面、導航圖：用戶可以制作任意大小的畫面，利用滾動條和導航圖控制畫面顯示內容；繪制、移動、選擇圖素時，畫面自動跟蹤滾動。2.方便的變量替換：可以單獨替換某個畫面中的變量，也可以在畫面中任意選中的圖素范圍內進行變量替換。3.自定義菜單：支持二級子菜單。4.豐富的提示文本：系統提供豐富的圖素提示條文本，包

41、括簡單圖素和組合圖素。5.任意選擇畫面中的圖素：在畫面中使用鍵盤和鼠標結合可以任意選擇多個圖素進行組合、排列等操作。變量1.定義結構成員時可以定義基本屬性，例如變量屬性、報警屬性和記錄屬性等。2.定義結構變量時自動繼承結構成員的屬性。3.結構變量可整體賦值。4.結構變量可作為自定義函數的參數。5.在數據詞典中可以任意選擇多個變量集中修改變量共有屬性。主要技術亮點1.可以獲得更加強大的數據存儲能力。2.連接與采集。3.強大無比的通訊能力。4.全新的溫控曲線控件。5.新增數據詞典變量的導入導出功能和變量名替換功能。6.新增配方管理功能。7.新增組態王工程打包工具。8.歷史庫的優化。9組態王集成的報

42、表系統。4.2 組態王的基本操作 制作一個工程的一般過程建立新組態王工程的一般過程是：1.設計圖形界面（定義畫面）2.定義設備3.構造數據庫（定義變量）4.建立動畫連接5.運行和調試建立組態王新工程創建工程路徑啟動“組態王”工程管理器（ProjManager），選擇菜單“文件新建工程”或單擊“新建”按鈕單擊“下一步”繼續。彈出“新建工程向導之二對話框”在工程路徑文本框中輸入一個有效的工程路徑，或單擊“瀏覽”按鈕，在彈出的路徑選擇對話框中選擇一個有效的路徑。單擊“下一步”繼續。彈出“新建工程向導之三對話框”圖4-1新建工程創建組態畫面第一步：定義新畫面進入新建的組態王工程，選擇工程瀏覽器左側大綱

43、項“文件畫面”，在工程瀏覽器右側用鼠標左鍵雙擊“新建”圖標在“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱，如“Test”，其它屬性目前不用更改，（關于其它屬性的設置請參見“第四章 組態王開發環境工程瀏覽器”）。點擊“確定”按鈕進入內嵌的組態王畫面開發系統第二步：在組態王開發系統中從“工具箱”中分別選擇“矩形”和“文本”圖標，繪制一個矩形對象和一個文本對象定義IO設備繼續上節的工程。選擇工程瀏覽器左側大綱項“設備COM1”，在工程瀏覽器右側用鼠標左鍵雙擊“新建”圖標，運行“設備配置向導”， 選擇“仿真PLC”的“串行”項，單擊“下一步”，彈出“設備配置向導”，為外部設備取一個名稱，輸入PLC，單擊“下一步”，

44、彈出“設備配置向導”為設備選擇連接串口，假設為COM1，單擊“下一步”，彈出“設備配置向導”，填寫設備地址，假設為1，單擊“下一步”，彈出“設備配置向導”設置通信故障恢復參數(一般情況下使用系統默認設置即可)，單擊“下一步”，彈出“設備配置向導”，請檢查各項設置是否正確，確認無誤后，單擊“完成”。 設備定義完成后，可以在工程瀏覽器的右側看到新建的外部設備“PLC”。在定義數據庫變量時，只要把IO變量連結到這臺設備上，它就可以和組態王交換數據了。構造數據庫繼續上節的工程。選擇工程瀏覽器左側大綱項“數據庫數據詞典”，在工程瀏覽器右側用鼠標左鍵雙擊“新建”圖標，彈出“變量屬性”對話框在“變量名”處輸

45、入變量名，如：a；在“變量類型”處選擇變量類型如：內存實數，其它屬性目前不用更改，單擊“確定”即可。下面繼續定義一個IO變量，在“變量名”處輸入變量名，如：b；在“變量類型”處選擇變量類型如：IO整數；在“連接設備”中選擇先前定義好的IO設備：PLC；在“寄存器”中定義為：I0.0；在“數據類型”中定義為：bit類型。其它屬性目前不用更改，單擊“確定”即可。創建動畫連接繼續上節的工程。雙擊圖形對象即矩形，可彈出“動畫連接”對話框，用鼠標單擊“填充”按鈕。在“表達式”處輸入“a”，“缺省填充刷”的顏色改為黃色，其余屬性目前不用更改。單擊“確定”，再單擊“確定”返回組態王開發系統。為了讓矩形動起來

46、，需要使變量即a能夠動態變化，選擇“編輯畫面屬性”菜單命令，彈出對話框單擊“命令語言”按鈕，彈出畫面命令語言對話框，在編輯框處輸入命令語言：if(a100)a=a+10;else a=0;可將“每3000毫秒”改為“每100毫秒”，此為畫面執行命令語言的執行周期。單擊“確認”，及“確定”回到開發系統。雙擊文本對象“#”，可彈出“動畫連接”對話框，用鼠標單擊“模擬值輸出”按鈕，彈出對話框在“表達式”處輸入“b”，其余屬性目前不用更改。單擊“確定”，再單擊“確定”返回組態王開發系統。運行和調試組態王工程已經初步建立起來，進入到運行和調試階段。在組態王開發系統中選擇“文件切換到 View”菜單命令，

47、進入組態王運行系統。在運行系統中選擇“畫面打開”命令，從“打開畫面”窗口選擇“Test”畫面。顯示出組態王運行系統畫面，即可看到矩形框和文本在動態變化。變量的定義及管理（一）變量的類型組態王系統中定義的變量與一般程序設計語言，比如BASIC、PASCAL、C語言，定義的變量有很大的不同，既能滿足程序設計的一般需要，又考慮到工控軟件的特殊需要。基本變量類型變量的基本類型共有兩類：內存變量、I/O變量。IO變量是指可與外部數據采集程序直接進行數據交換的變量，如下位機數據采集設備（如PLC、儀表等）或其它應用程序（如DDE、OPC服務器等）。內存變量是指那些不需要和其它應用程序交換數據、也不需要從下

48、位機得到數據、只在“組態王”內需要的變量，比如計算過程的中間變量，就可以設置成“內存變量”。變量的數據類型組態王中變量的數據類型與一般程序設計語言中的變量比較類似，主要有以下幾種：u 實型變量類似一般程序設計語言中的浮點型變量，用于表示浮點（float）型數據，取值范圍10E-3810E+38，有效值7位。u 離散變量類似一般程序設計語言中的布爾（BOOL）變量，只有0，1兩種取值，用于表示一些開關量。u 字符串型變量類似一般程序設計語言中的字符串變量，可用于記錄一些有特定含義的字符串，如名稱，密碼等。u 整數變量類似一般程序設計語言中的有符號長整數型變量，用于表示帶符號的整型數據，取值范圍（

49、2147483648)2147483647。u 結構變量當組態王工程中定義了結構變量時，在變量類型的下拉列表框中會自動列出已定義的結構變量，一個結構變量做為一種變量類型，結構變量下可包含多個成員（基本變量），成員類型可以為：內存離散、內存整型、內存實型、內存字符串、IO離散、IO整型、IO實型、IO字符串。基本變量的定義內存離散、內存實型、內存長整數、內存字符串、I/O離散、I/O實型、I/O長整數、I/O字符串，這八種基本類型的變量是通過 “變量屬性”對話框定義的，同時在“變量屬性”對話框的屬性卡片中設置它們的部分屬性。變量及變量屬性的定義在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中選擇“數據詞典”項，右側

50、的內容顯示區會顯示當前工程中所定義的變量。雙擊“新建”圖標，彈出“定義變量”屬性對話框。組態王的變量屬性由基本屬性、報警配置、記錄配置三個屬性頁組成。采用這種卡片式管理方式，用戶只要用鼠標單擊卡片頂部的屬性標簽，則該屬性卡片有效，用戶可以定義相應的屬性。“變量屬性”對話框如下所示：單擊“確定”按鈕，則工程人員定義的變量有效時保存新建的變量名到數據庫的數據詞典中。若變量名不合法，會彈出提示對話框提醒工程人員修改變量名。單擊“取消”按鈕，則工程人員定義的變量無效，并返回“數據詞典”界面。I/O設備管理與動畫連接設備管理組態王的設備管理結構列出已配置的與組態王通訊的各種I/O設備名，每個設備名實際上

51、是具體設備的邏輯名稱（簡稱邏輯設備名，以此區別I/O設備生產廠家提供的實際設備名），每一個邏輯設備名對應一個相應的驅動程序, 以此與實際設備相對應。組態王的設備管理增加了驅動設備的配置向導，工程人員只要按照配置向導的提示進行相應的參數設置，選擇I/O設備的生產廠家、設備名稱、通訊方式，指定設備的邏輯名稱和通訊地址，則組態王自動完成驅動程序的啟動和通信，不再需要工程人員人工進行。定義串口類設備以及設置串口參數如何定義串口類設備工程人員根據設備配置向導就可以完成串口設備的配置，組態王最多支持128個串口。操作步驟如下：1.在工程瀏覽器的目錄顯示區，用鼠標左鍵單擊大綱項設備下的成員COM1或COM2

52、，則在目錄內容顯示區出現“新建”圖標，選中“新建”圖標后用左鍵雙擊，彈出“設備配置向導”對話框；或者用右鍵單擊，則彈出浮動式菜單，選擇菜單命令“新建邏輯設備”，也彈出“設備配置向導”對話框，2.工程人員從樹形設備列表區中可選擇PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等節點中的一個。然后選擇要配置串口設備的生產廠家、設備名稱、通訊方式；PLC、智能儀表、智能模塊、變頻器等設備通常與計算機的串口相連進行數據通訊。3.單擊“下一步”按鈕，則彈出如下設備配置向導“設備名稱”對話框，工程人員給要配置的串口設備指定一個邏輯名稱。單擊“上一步”按鈕，則可返回上一個對話框。4.繼續單擊“下一步”按鈕，則彈出如

53、下設備配置向導“選擇串口號”對話框，5.繼續單擊“下一步”按鈕，則彈出如下設備配置向導“設備地址設置”對話框，6.繼續單擊“下一步”按鈕，則彈出如下設備配置向導“設備地址設置”對話框。如何設置串口參數對于不同的串口設備，其串口通訊的參數是不一樣的，如波特率、數據位、校驗位等。所以在定義完設備之后，還需要對計算機通訊時串口的參數進行設置。如上節中定義設備時，選擇了COM1口，則在工程瀏覽器的目錄顯示區，選擇“設備”，雙擊“COM1”圖標，彈出“設置串口COM1”對話框。仿真PLC使用程序在實際運行中是通過I/O設備和下位機交換數據的，當程序在調試時，可以使用仿真I/O設備模擬下位機向畫面程序提供

54、數據，為畫面程序的調試提供方便。組態王提供一個仿真PLC設備，用來模擬實際設備向程序提供數據，供用調試。仿真PLC的定義在使用仿真PLC設備前，首先要定義它，實際PLC設備都是通過計算機的串口向組態王提供數據，所以仿真PLC設備也是模擬安裝到串口COM上，定義過程和步驟為：1. 在組態王的工程瀏覽器中，從左邊的工程目錄顯示區中選擇大綱項設備下的成員名COM1或COM2，然后在右邊的目錄內容顯示區中用左鍵雙擊“新建”圖標，則彈出“設備配置向導”對話框，I/O設備列表顯示區中，選中PLC設備，單擊符號“+”將該節點展開，再選中“亞控”，單擊符號“+”將該節點展開，選中“仿真PLC”設備，再單擊符號

55、“+”將該節點展開，選中“串行”。2.單擊“下一步”按鈕，則彈出“設備配置向導邏輯名稱”對話框，在編輯框輸入一個仿真PLC設備的邏輯名稱，例如設定為“simu”。3.繼續單擊“下一步”按鈕，則彈出“設備配置向導選擇串口號”。4.繼續單擊“下一步”按鈕，則彈出“設備配置向導設備地址設置指南”對話框在編輯框中輸入仿真PLC設備的地址。5.繼續單擊“下一步”按鈕，則彈出“設備配置向導通訊參數”：6.繼續單擊“下一步”按鈕，則彈出“設備配置向導信息總結”7.單擊“完成”按鈕，則設備安裝完畢，單擊“上一步”，可返回上一次操作進行修改。仿真PLC設備安裝完畢后，可在工程瀏覽器進行查看，選擇大綱項設備下的成員名COM1，則