基于四層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

1、 四層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 常州劉國鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校畢業(yè)論文編號 論文名稱基于四層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 系 部 自動化工程系 專 業(yè) 機(jī)電一體化 班 級 0861班 姓 名 周琦 學(xué) 號 086103 指導(dǎo)教師 袁建春 2013 年 4 月 16 日目錄摘 要.1Abstract .2第一章 緒論3第1.1節(jié) 概述3第1.2節(jié) 拖動系統(tǒng)概論3第1.3節(jié) 電梯的PLC控制系統(tǒng)組成41.3.1 電梯PLC控制系統(tǒng)的概述41.3.2 電梯的信號控制系統(tǒng)41.3.3 電梯的拖動控制系統(tǒng)4第二章 系統(tǒng)的電氣控制要求及控制方案的確定5第2.1節(jié) 系統(tǒng)的電氣控制要求52.1.1 系統(tǒng)對電氣控制的要

2、求52.1.2 設(shè)計要求5第2.2節(jié) 系統(tǒng)的控制方案確定6第三章 系統(tǒng)的總體設(shè)計7第3.1節(jié) 電梯模擬轎廂的簡介7第3.2節(jié) PLC的I/O點(diǎn)數(shù)分配及機(jī)型的選擇73.2.1 PLC的選型及輸入部分接點(diǎn)分配73.2.2 PLC輸出接點(diǎn)分配83.2.3 PLC中使用的中間繼電器和其它軟元件8第3.3節(jié) PLC輸入輸出電氣接線原理圖9第3.4節(jié) 程序流程圖設(shè)計10第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計13第 4.1節(jié) 電梯內(nèi)、外呼梯形圖程序設(shè)計及原理說明13第4.2節(jié) 電梯自動開關(guān)門程序設(shè)計及原理說明13第4.3節(jié) 電梯手動開關(guān)門程序設(shè)計及原理說明14第4.4節(jié) 電梯上電上行程序設(shè)計及原理說明15第4.5節(jié) 電梯上

3、行主程序設(shè)計及原理說明15第4.6節(jié) 電梯上行輔助程序設(shè)計及原理說明16第4.7節(jié) 電梯下行主程序設(shè)計及原理說明17第4.8節(jié) 電梯下行輔助程序設(shè)計及原理說明18第4.9節(jié) 電梯最遠(yuǎn)反向外呼響應(yīng)程序設(shè)計及原理說明19第五章 系統(tǒng)程序調(diào)試21第5.1節(jié) 運(yùn)行調(diào)試21第5.2節(jié) 故障診斷22第5.3節(jié) 調(diào)試過程中出現(xiàn)的故障與解決方案23小結(jié)25致謝26參考文獻(xiàn)27程序總清單27III基于四層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要由于國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和多功能現(xiàn)代化的高層建筑不斷涌現(xiàn)，全社會配備電梯的用戶正在迅速增加，可編程控制器（簡稱PLC）以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到了日益廣泛的應(yīng)用，電梯

4、由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為PLC控制的一個重要方向，成為當(dāng)前電梯控制與技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。本文詳細(xì)介紹了四層電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，講述了PLC控制電梯的原理，給出了電梯PLC控制系統(tǒng)的總體設(shè)計，提供了電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計流程圖，并對主要梯形圖程序設(shè)計進(jìn)行了分析，著重闡述了本系統(tǒng)的各個程序的設(shè)計原理和一些功能的實現(xiàn)。通過對所設(shè)計的程序進(jìn)行調(diào)試，可實現(xiàn)電梯自動定向、順向截梯、反向保號、外呼記憶、自動開關(guān)門、停梯消號等基本功能的控制，并且具有門廳指示層、轎廂內(nèi)指示層、方向指示燈等信號顯示。本系統(tǒng)的功能主要由PLC編程實現(xiàn)，程序中應(yīng)用了多種指令，并且有一些實用的編程思想。在調(diào)試程序時也積累了許

5、多寶貴的經(jīng)驗，遇到的問題及解決方法，在本文系統(tǒng)調(diào)試中作了介紹。關(guān)鍵詞：電梯、功能、PLC、控制、系統(tǒng)設(shè)計 AbstractBecause of the rapid development of national economy and the springing up of multifunctional high-rise buildings, the users who equipped the elevators are increasing rapidly. Programmable controller (PLC) was been made a good use in the el

6、evator control with its reliability and its technical advancement. It is the key direction for the development of the elevator from the traditional relay control into the PLC control, and it turns out to be a focus in the elevator control and the technical reformation.This text introduced the four e

7、levator PLC control system design, and narrated the principle of the PLC controlling elevator, showed the chart and the structure of PLC system, provided its designing thoughts and analyzing ladder program design, and emphasized elaborately the program design principle and the realizations of functi

8、ons in this system. Through the design procedure of debugging ,the system have realized automatic definite direction, follow to hold up steps, reverse to save number, call memory outside, automatic switch door, stop to eliminate number etc basic functions of control , having hall lantern, car positi

9、on indicator and the direction indicator etc.The function of this system was mainly realized by PLC. It applied various instructions in the procedure, and there were some practical programmed thoughts. While debugging procedure, I also accumulated much precious experience. At last the text introduce

10、d the meeting problem and resolving method.Keywords: Elevator Function PLC Control System design第一章 緒論第1.1節(jié) 概述隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和多功能現(xiàn)代化的高層建筑的不斷涌現(xiàn)，全社會配備電梯的用戶正在迅速增加，電梯在工業(yè)生產(chǎn)、建筑、商貿(mào)、樓宇自動化等各行各業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。電梯信號控制系統(tǒng)主要有繼電器控制和計算機(jī)控制兩種控制方式。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種微型計算機(jī)控制系統(tǒng)，尤其是可編程序控制器控制系統(tǒng)逐步取代了傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)，從而大大簡化了控制線路，提高了運(yùn)行可靠性和自動化程度

11、?？刂葡到y(tǒng)主要是對大量的輸入輸出開關(guān)量進(jìn)行邏輯運(yùn)算和處理?，F(xiàn)在國內(nèi)的電梯產(chǎn)品和正在運(yùn)行的電梯大多采用繼電器組成的控制系統(tǒng)，其缺點(diǎn)是觸點(diǎn)多，故障率高，可靠性差和體積龐大等。微機(jī)控制和PLC控制是解決上述問題的兩個重要途徑。PLC控制更以研制周期短和可靠性高等優(yōu)越性受到了電梯生產(chǎn)廠家的青睞。可編程序控制器的英文為Programmable Controller，簡稱PLC。是以微處理器為核心，綜合了計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用、易于編程、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，近年來在工業(yè)自動控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到了廣泛

12、的應(yīng)用。四層電梯PLC電氣控制系統(tǒng)包括拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分。第1.2節(jié) 拖動系統(tǒng)概論電梯對電力拖動系統(tǒng)的要求是啟停平穩(wěn)，加減速快，調(diào)速性能好。隨著人們對乘坐電梯的舒適性要求越來越高，對電梯的電力拖動系統(tǒng)性能要求也越來越高。目前應(yīng)用于電梯的拖動系統(tǒng)主要有直流電機(jī)拖動系統(tǒng)和交流電機(jī)拖動系統(tǒng)兩類。采用直流電動機(jī)拖動系統(tǒng)，具有調(diào)速性能好，調(diào)速范圍大的特點(diǎn)，因此很早就已應(yīng)用于電梯，但成本高，維護(hù)不方便，不能用于易燃易爆場合；采用交流電機(jī)拖動系統(tǒng)，又可以分為變極對數(shù)交流電機(jī)拖動系統(tǒng)；繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)串級調(diào)速拖動系統(tǒng)，籠式異步電機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速和變頻變壓（VVVF）調(diào)速等拖動系統(tǒng)。隨著電力拖動控制技術(shù)的

13、發(fā)展和交流控制技術(shù)的日益成熟，加之交流異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，價格便宜，采用交流異步電動機(jī)變頻調(diào)速已成為當(dāng)前的主流。1984年，第一臺采用變頻變壓(VVVF)系統(tǒng)控制的電梯問世。它采用交流電動機(jī)驅(qū)動，卻可以和直流電動機(jī)的調(diào)速性能相比美?？刂葡到y(tǒng)的體積小、重量輕、效率高，節(jié)省能源，幾乎包括了以往電梯的所有優(yōu)點(diǎn)，已成為目前最新的電梯拖動系統(tǒng)。交流變極電動機(jī)拖動系統(tǒng)主要應(yīng)用于舒適感較差的客、貨運(yùn)電梯上，但具有結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)簡單的特點(diǎn)，價格低。若采用微處理機(jī)或PLC進(jìn)行控制，并將渦流制動或能耗制動用于交流電梯控制上，也可以獲得滿意的舒適感和平層準(zhǔn)確度，因此也有廣泛的應(yīng)用場合。第1.3節(jié) 電梯的P

14、LC控制系統(tǒng)組成1.3.1 電梯PLC控制系統(tǒng)的概述電梯的運(yùn)行是一個復(fù)雜的過程，為了實現(xiàn)安全、方便、舒適、高效和自動化運(yùn)行，除了需要良好的拖動系統(tǒng)以外，還必須要有一套完善、可靠的控制系統(tǒng)。電梯PLC控制系統(tǒng)與其它類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩大部分組成。下面就詳細(xì)介紹這兩方面。1.3.2 電梯的信號控制系統(tǒng)電梯信號控制基本由PLC編程實現(xiàn)，機(jī)械選層器與絕大部分繼電器已被PLC取代。輸入到PLC的控制信號有:運(yùn)行控制、內(nèi)指令，外召喚、安全保護(hù)、開關(guān)門及限位或平層信號等；輸出控制信號有：樓層顯示、呼梯及選層指示、方向指示、開關(guān)門控制等。信號控制系統(tǒng)的所有功能如召喚信號登記

15、、轎廂位置判斷、選層定向、順向截梯、反向截梯、消號及反向保號、平層、開關(guān)門、電梯優(yōu)先服務(wù)均為程序控制。1.3.3 電梯的拖動控制系統(tǒng)PLC控制的拖動系統(tǒng)的工作狀態(tài)及部分反饋信號可送入PLC，由PLC向拖動系統(tǒng)發(fā)出速度切換、起動、運(yùn)行、換速、平層等控制信號。PLC程序根據(jù)召喚信號定向，通過電動機(jī)實現(xiàn)對轎廂的快車起動運(yùn)行與慢車減速制動，工作原理如圖1-3所示?？紤]到本課題的模型是集成的，因此無法實現(xiàn)快車起動運(yùn)行和慢車減速制動，故不考慮速度切換這方面的問題。圖1-3 四層電梯PLC拖動系統(tǒng)原理圖第二章 系統(tǒng)的電氣控制要求及控制方案的確定第2.1節(jié) 系統(tǒng)的電氣控制要求2.1.1 系統(tǒng)對電氣控制的要求1

16、、控制方式：手動、自動、自動門、自平層。2、信號顯示：門外指層燈、轎廂內(nèi)指層燈、方向指示燈、電梯運(yùn)行指示燈等。2.1.2 設(shè)計要求1、系統(tǒng)的硬件設(shè)計：（1）主電路設(shè)計；（2）輸入部分接點(diǎn)分配：手動關(guān)門、開/關(guān)門到位、上下限位開關(guān)、外呼、內(nèi)選；（3）輸出部分接點(diǎn)分配；（4）PLC機(jī)型的選擇。2、系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計內(nèi)容：根據(jù)四層電梯系統(tǒng)的運(yùn)行要求,對下述要求進(jìn)行研究與實現(xiàn)其PLC控制:（1）開始時，電梯處于任意一層。（2）當(dāng)有外呼梯信號到來時，電梯響應(yīng)該呼梯信號，到達(dá)該樓層時，電梯停止運(yùn)行，電梯門打開，延時3S后自動關(guān)門。（3）當(dāng)有內(nèi)呼梯信號到來時，電梯響應(yīng)該呼梯信號，到達(dá)該樓層時，電梯停止運(yùn)行

17、，電梯門打開，延時3S后自動關(guān)門。（4）在電梯運(yùn)行過程中，電梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信號均不響應(yīng)，但如果反向外呼梯信號前方向無其它內(nèi)、外呼梯信號時，則電梯響應(yīng)該外號，但不響應(yīng)二層向下外呼梯信號。同時，如果電梯到達(dá)三層，如果四層沒有任何呼梯信號，則電梯可以響應(yīng)三層向下外呼梯信號。（5）電梯應(yīng)具有最遠(yuǎn)反向外呼梯響應(yīng)功能。例如：電梯在一樓，而同時有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯先去四樓響應(yīng)四層向下外呼梯信號。（6）電梯未平層或運(yùn)行時，開門按鈕和關(guān)門按鈕均不起作用。平層且電梯停止運(yùn)行后，按開門按鈕電梯門打開，按關(guān)門電梯門關(guān)閉。3、電梯設(shè)計的基本步驟

18、：（1）深入了解和分析電梯的工藝條件和控制要求。（2）確定I/O設(shè)備。根據(jù)四層電梯控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。（3）根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類型。（4）分配I/O點(diǎn)，分配PLC的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。（5）設(shè)計電梯系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖程序，這是整個電梯系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。（6）將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。（7）電梯整體調(diào)試，在PLC軟硬件設(shè)計和現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行整

19、個系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題要逐一排除，直至調(diào)試成功。第2.2節(jié) 系統(tǒng)的控制方案確定一般乘客電梯根據(jù)乘客的要求設(shè)有自動工作狀態(tài)和故障檢修狀態(tài)兩種。故障檢修狀態(tài)以滿足電梯管理人員進(jìn)行檢修。下面以電梯自動運(yùn)行狀態(tài)為例，討論其運(yùn)行特點(diǎn)。工作中的電梯PLC控制系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)乘客的各種呼梯信號和電梯的當(dāng)前運(yùn)行要求，根據(jù)省時、高效的原則，自動進(jìn)行綜合分析，確定下一步運(yùn)行工作狀況。為此，電梯要滿足具有自動定向、順向截梯、反向保號、外呼記憶、自動開關(guān)門、停梯消號、自動到層等各種功能。例如，電梯停在頂層，當(dāng)?shù)谝?、第二層同時有人呼上時，電梯將按最佳的順序運(yùn)行，先到一層，然后到二層停，再上行到三層，這叫反向呼梯，

20、優(yōu)先為最遠(yuǎn)距離服務(wù)。電梯運(yùn)行過程控制是，當(dāng)電梯PLC控制系統(tǒng)掃描到內(nèi)、外呼信號，梯門關(guān)閉時，PLC接通電機(jī)的快速接觸器，電梯加速運(yùn)行，當(dāng)電梯運(yùn)行到距每層位置1.6 m處時，雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)發(fā)出換速信號，PLC切斷快速接觸器，接通慢速接觸器，電梯進(jìn)行減速過程，一定時間后進(jìn)入爬行階段，然后由平層干簧管感應(yīng)器發(fā)出平層信號，PLC發(fā)出停梯抱閘信號，停穩(wěn)后開門，完成一次電梯運(yùn)行服務(wù)。電梯PLC控制系統(tǒng)還應(yīng)具有對以下信號的處理功能：最遠(yuǎn)反向外呼響應(yīng)程序：設(shè)置此程序是為了讓電梯節(jié)省行程，即當(dāng)電梯需要執(zhí)行最遠(yuǎn)反向外呼響應(yīng)程序時，其它層的內(nèi)呼和外呼（不在最遠(yuǎn)反向外呼信號內(nèi)）均不響應(yīng)，只做記憶處理，當(dāng)最遠(yuǎn)反向外呼響應(yīng)程

21、序執(zhí)行完成后，再執(zhí)行其它的響應(yīng)。第三章 系統(tǒng)的總體設(shè)計第3.1節(jié) 電梯模擬轎廂的簡介為了能將本系統(tǒng)的四層電梯PLC控制系統(tǒng)得到模擬仿真,借助于PLC實驗室中的四層電梯模型來完成調(diào)試任務(wù)。電梯模型正面面板如圖3-1所示，該裝置是TVT90HC-10四層電梯控制的模型，本裝置電源為交流24V 50Hz。轎廂在模型的左側(cè)，由內(nèi)部集成電路來控制它的上升和下降以及廂門開門和關(guān)門控制。 面板上的輸入信號端子有內(nèi)選按鈕信號、外選按鈕信號、平層、限位信號、廂門限位信號及公共端等共計21個，控制時應(yīng)分別與PLC主機(jī)輸入端連接，公共端與主機(jī)輸入COM點(diǎn)連接。面板上的輸出信號端子有轎廂上升下降控制、廂門控制，公共端

22、等共計5個，控制時應(yīng)分別與PLC主機(jī)輸出端連接，公共端與主機(jī)輸出COM點(diǎn)連接。使用時首先將模型與PLC主機(jī)輸入、輸出端口的連接好，檢查無誤后，接通電源，模型處于待機(jī)狀態(tài)，啟動PLC運(yùn)行程序，按動模型選層的內(nèi)呼或外呼按鈕，若PLC運(yùn)行程序編制正確的話，電梯模型將按內(nèi)、外呼按鈕指令正常運(yùn)行。 圖3-1 電梯模型 第3.2節(jié) PLC的I/O點(diǎn)數(shù)分配及機(jī)型的選擇3.2.1 PLC的選型及輸入部分接點(diǎn)分配本課題為四層電梯，根據(jù)控制開關(guān)、設(shè)備的需要，要求PLC有20個輸入點(diǎn)，4個輸出點(diǎn)才能滿足控制要求，考慮輸入/輸出點(diǎn)留有一定的裕量，故選擇FX2N-48型PLC可滿足要求，其輸入點(diǎn)為20個，其分配情況如表

23、3-1。表3-1 PLC輸入接點(diǎn)分配PLC輸入點(diǎn)分配輸入信號設(shè)備PLC輸入點(diǎn)分配輸入信號設(shè)備X000一層外呼向上按鈕SB1X012內(nèi)呼開門SB11X001二層外呼向下按鈕SB2X013內(nèi)呼關(guān)門SB12X002二層外呼向上按鈕SB3X014一層到位SQ1X003三層外呼向下按鈕SB4X015二層到位SQ2X004三層外呼向上按鈕SB5X016三層到位SQ3X005四層外呼向下按鈕SB6X017四層到位SQ4X006內(nèi)呼一層按鈕SB7X020上升極限SQ5X007內(nèi)呼二層按鈕SB8X021下降極限SQ6X010內(nèi)呼三層按鈕SB9X022開門到位SQ7X011內(nèi)呼四層按鈕SB10X023關(guān)門到位SQ

24、83.2.2 PLC輸出接點(diǎn)分配本課題要求輸出點(diǎn)為4個，PLC的輸出點(diǎn)分配情況如表3-2。表3-2 PLC的輸出接點(diǎn)分配PLC輸出接點(diǎn)分配驅(qū)動外設(shè)名稱PLC輸出接點(diǎn)分配驅(qū)動外設(shè)名稱Y000電梯上行接觸器KM1Y002電梯開門接觸器KM3Y001電梯下行接觸器KM2Y003電梯關(guān)門接觸器KM43.2.3 PLC中使用的中間繼電器和其它軟元件本課題需要使用PLC中一些內(nèi)部中間繼電器及其它軟元件，其分配如如表3-3和表3-4所示。表3-3 PLC內(nèi)部中間繼電器的分配代號名稱中間繼電器名稱代號名稱中間繼電器名稱M0電梯上升輔助繼電器M70確保電梯動作時關(guān)門繼電器M1電梯下降輔助繼電器M71上升輔助繼電

25、器M30定時輔助繼電器M72下降輔助繼電器M33內(nèi)呼開門輔助繼電器M73上升輔助繼電器M34上升沿輸出開門到位M74上升輔助繼電器M35上升沿驅(qū)動電梯靜止M80促使電梯不靜止輔助繼電器M36電梯靜止輔助繼電器M91到一樓停止動作繼電器M40上電上升輔助繼電器M92到二樓停止動作繼電器M42上電驅(qū)動開門M93到三樓停止動作繼電器M44內(nèi)呼開門輔助繼電器M94到四樓停止動作繼電器M50上升沿輸出到一樓開門（內(nèi)呼）M104一層內(nèi)呼輔助繼電器M51上升沿輸出到二樓開門（內(nèi)呼）M105二層內(nèi)呼輔助繼電器M52上升沿輸出到三樓開門（內(nèi)呼）M106三層內(nèi)呼輔助繼電器M53上升沿輸出到四樓開門（內(nèi)呼）M107

26、四層內(nèi)呼輔助繼電器M54上升沿輸出到一樓開門（外上）M110外呼一樓上升輔助繼電器M55上升沿輸出到二樓開門（外上）M111外呼二樓下降輔助繼電器M56上升沿輸出到三樓開門（外上）M112外呼二樓上升輔助繼電器M57上升沿輸出到二樓開門（外下）M113外呼三樓下降輔助繼電器M58上升沿輸出到三樓開門（外下）M114外呼三樓上升輔助繼電器M59上升沿輸出到四樓開門（外下）M115外呼四樓下降輔助繼電器M60電梯關(guān)門輔助繼電器M300同時到1、2輔助繼電器（向上）表3-4 PLC內(nèi)部其它軟組件的分配PLC軟組件名稱代號名稱功能特殊功能繼電器M8002初始脈沖定時器T0電梯開門延時30S關(guān)門第3.3

27、節(jié) PLC輸入輸出電氣接線原理圖根據(jù)表3-1、表3-2的PLC輸入/輸出接點(diǎn)分配，可以畫出PLC外部接點(diǎn)的電氣接線如圖3-3所示。圖中的KM1KM4是驅(qū)動電梯上行、電梯下行、電梯開門以及電梯關(guān)門的直流接觸器，在實驗室程序調(diào)試時分別由數(shù)碼顯示管和LED指示燈表示出來，對于按鈕開關(guān)及限位開關(guān)動作時，也由LED指示燈指示表示通斷。圖3-2 PLC輸入輸出線路圖第3.4節(jié) 程序流程圖設(shè)計根據(jù)本課題的控制要求設(shè)計的程序流程圖如圖3-3所示；圖3-3 程序流程圖簡要說明一下流程圖中主要程序段的功能：（1）電梯上電初始化程序段此段程序是在其上電的后使電梯回到一層處于等待工作狀態(tài)。（2）用戶輸入程序段用戶的輸

28、入包括外呼按鈕和轎廂內(nèi)的內(nèi)呼按鈕，用戶輸入程序段完成在用戶輸入以后，馬上保持用戶選擇的狀態(tài)，以便后面的程序判斷。（3）系統(tǒng)狀態(tài)確定程序段系統(tǒng)運(yùn)行用戶輸入程序段中，對用戶選擇的狀態(tài)進(jìn)行分析和處理，確定程序應(yīng)該執(zhí)行哪一部分的代碼，以及更改電梯本身的狀態(tài)。（4）轎廂開關(guān)門程序段轎廂開關(guān)門程序段時用來控制轎廂的開關(guān)門，包括電梯到層自動開門、延時關(guān)門、防夾處理等。（5）設(shè)定上行目標(biāo)此段程序是用來確定上行過程中的下一個目標(biāo)的，只有在上行以及電梯處在等待狀態(tài)時才會調(diào)用，如果沒有下一個目標(biāo)，就會設(shè)定電梯為等待狀態(tài)。（6）設(shè)定下行目標(biāo)此段程序是用來確定下行過程中的下一個目標(biāo)的，只有在下行以及電梯處在等待狀態(tài)時才

29、會調(diào)用，如果沒有下一個目標(biāo)，就會設(shè)定電梯為等待狀態(tài)。（7）執(zhí)行上行程序此段程序包括控制電梯上行，檢測電梯是上行還是下行并且執(zhí)行。（8）執(zhí)行下行程序此段程序包括控制電梯下行，檢測電梯是上行還是下行并且執(zhí)行。第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計第 4.1節(jié) 電梯內(nèi)、外呼梯形圖程序設(shè)計及原理說明電梯內(nèi)、外呼要求對用戶外呼按鈕和廂內(nèi)按鈕信號進(jìn)行判斷并進(jìn)行操作，例如：當(dāng)電梯不在一樓時，用戶按下1層內(nèi)呼的按鈕（X006閉合）時，M104得電，記憶該信號，驅(qū)動Y001使電梯下行，到一層時（X014常閉觸點(diǎn)斷開），電梯停止運(yùn)行，電梯內(nèi)呼到一層的程序如圖4-1，程序中M0和M91對Y001進(jìn)行互鎖。電梯外呼的程序與內(nèi)呼程序相

30、類似。圖4-1電梯內(nèi)呼到一層的程序同理其它按鈕信號的記憶、消除，由各自對應(yīng)的邏輯線圈和各層對應(yīng)的層樓信號來實現(xiàn)，具體程序見總程序清單。每個觸點(diǎn)所對應(yīng)的輔助繼電器如表4-1所示。表4-1輸入出點(diǎn)對應(yīng)的輔助繼電器對照表輸入觸點(diǎn)對應(yīng)的輔助繼電器1層外呼向上 X000M1102層外呼向下 X001M1112層外呼向上 X002M1123層外呼向下 X003M1143層外呼向上 X004M1144層外呼向下 X005M1151層內(nèi)呼 X006M1042層內(nèi)呼 X007M1053層內(nèi)呼 X010M1064層內(nèi)呼 X011M107第4.2節(jié) 電梯自動開關(guān)門程序設(shè)計及原理說明電梯自動開門程序如圖4-2。當(dāng)電梯

31、開門標(biāo)志（M50）滿足條件ON時，且此時X020（開門限位開關(guān)，門打開時為邏輯1）常閉觸點(diǎn)閉合，此時Y002線圈得電，使電梯開門，當(dāng)開門到位限位開關(guān)（X022）得電斷開時，此時電梯停止開門，開始用T0來計時，計時3s完畢后，開始關(guān)門程序。此時Y003（對電梯關(guān)門）進(jìn)行互鎖，即只要關(guān)門動作在執(zhí)行時，Y002即失電停止動作。圖4-2 電梯自動開門程序電梯自動關(guān)門程序如圖4-3所示，當(dāng)T0接通后，此時關(guān)門輸出Y003得電，進(jìn)行關(guān)門操作，當(dāng)關(guān)門到達(dá)位置（X023動作）后，關(guān)門限位開關(guān)的指示燈亮，此時停止關(guān)門，而Y002是和Y003進(jìn)行互鎖。實現(xiàn)開門、關(guān)門不可同時進(jìn)行。 圖4-3電梯自動關(guān)門程序第4.3

32、節(jié) 電梯手動開關(guān)門程序設(shè)計及原理說明為了方便乘客在電梯到站時還有人在規(guī)定時間內(nèi)未上或者未下，在電梯中設(shè)置了手動開關(guān)門的功能。手動開關(guān)門只有當(dāng)電梯到站停梯時,才允許手動開關(guān)門,在運(yùn)行過程中嚴(yán)禁手動開關(guān)門,以確保乘客乘坐電梯的安全。程序梯形圖如圖4-4、4-5所示。圖4-4 手動內(nèi)呼開門程序?qū)τ谑謩娱_門的按鈕是設(shè)置在電梯的轎廂內(nèi)的，當(dāng)電梯停于樓層的平層限位處(一層X014、二層X015、三層X016、四層X017)時，按下手動開門按鈕（X012）便啟動手動開門程序，此時內(nèi)呼開門輔助繼電器(M33)得電并驅(qū)動開門線圈Y002，當(dāng)開門到達(dá)開門限位開關(guān)(X022)處時，電梯停止開門；在開門的時候，電梯禁

33、止上行和下行操作，即Y000和Y001與M33形成互鎖。圖4-5 手動內(nèi)呼關(guān)門程序?qū)τ谑謩雨P(guān)門的程序和開門的程序基本一致，當(dāng)電梯停于樓層的平層限位處(一層X014、二層X015、三層X016、四層X017)時,按下手動關(guān)門按鈕（X013）便啟動手動關(guān)門程序，此時內(nèi)呼關(guān)門輔助繼電器（M44）得電并驅(qū)動開門線圈Y003，當(dāng)關(guān)門到達(dá)關(guān)門限位開關(guān)（X023）處時，電梯停止關(guān)門，關(guān)門操作完成。第4.5節(jié) 電梯上行主程序設(shè)計及原理說明根據(jù)電梯的實際運(yùn)行情況，在電梯上升的過程中有以下的情況：（1）當(dāng)電梯停于一樓或二樓、三樓時，四樓呼叫，則上行，到四樓碰行程開關(guān)后停止；（2）電梯停于一樓或二樓，三樓呼叫時，則

34、上行，到三樓行程開關(guān)控制停止；（3）電梯停于一樓，二樓呼叫，則上行，到二樓行程開關(guān)控制停止；（4）電梯停于一樓，二樓向上、三樓向上（外呼）或者二樓、三樓同時內(nèi)呼時，電梯上行到二樓，停3秒，繼續(xù)上行到三樓停止；（5）電梯停于一樓，三樓向上、四樓向下（外呼）或者三樓、四樓同時內(nèi)呼時，電梯上行到三樓，停3秒，繼續(xù)上行到四樓停止；（6）電梯停于一樓，二樓向上、四樓向下（外呼）或者二樓、四樓同時內(nèi)呼時，電梯上行到二樓，停3秒，繼續(xù)上行到三樓停止；（7）電梯停于二樓，三樓向上、四樓向下（外呼）或者三樓、四樓同時內(nèi)呼時，電梯上行到三樓，停3秒，繼續(xù)上行到四樓停止；（8）電梯停于一樓，二樓向上、三樓向上、四樓

35、向下（外呼）或者二樓、三樓、四樓同時內(nèi)呼時，電梯上行到二樓，停3秒，繼續(xù)上行到三樓，停3秒，繼續(xù)上行到四樓。其電梯上行主程序梯形圖如圖4-7。當(dāng)電梯上升輔助繼電器（M0）得電時，電梯上行線圈Y000得電，電梯上行，到達(dá)相應(yīng)的程序指定層時，電梯不在上升。這里電梯設(shè)計最高到達(dá)四層，也就是當(dāng)平層限位開關(guān)X017得電時，Y000失電不能在繼續(xù)上升，Y001與Y000形成互鎖。圖4-7 電梯上行主程序第4.6節(jié) 電梯上行輔助程序設(shè)計及原理說明電梯上行的輔助程序梯形圖如圖4-8。圖4-8 電梯上行輔助程序當(dāng)電梯接收到樓層信號時開始動作并驅(qū)動相應(yīng)的樓層繼電器動作得電，使得二樓、三樓或是四樓相應(yīng)的繼電器得電，

36、此時便可驅(qū)動電梯上行輔助繼電器得電并執(zhí)行相應(yīng)的程序命令。如當(dāng)電梯到達(dá)二樓時，此時二樓的平層限位開關(guān)X015得電，驅(qū)動線圈M92得電動作，而X014、X016、X017是為了達(dá)到與X015互鎖的效果，而到達(dá)二樓時上升輔助程序中的M92失電，所以上升輔助繼電器MO失電，電梯停止上升。M1起到了與M0互鎖的作用。其它的層呼叫與此類似。第4.7節(jié) 電梯下行主程序設(shè)計及原理說明根據(jù)電梯的實際運(yùn)行情況，在電梯下降的過程中有以下的情況：（1） 當(dāng)電梯停于四樓或一樓、二樓時，三樓呼叫，則下行，到一樓碰行程開關(guān)后停止；（2）電梯停于四樓或三樓，二樓呼叫時，則下行，到二樓行程開關(guān)控制停止；（3）電梯停于四樓，三樓

37、呼叫，則下行，到三樓行程開關(guān)控制停止；（4）電梯停于四樓，二樓向下、三樓向下（外呼）或者二樓、三樓同時內(nèi)呼時，電梯上行到三樓，停3秒，繼續(xù)下行到二樓停止；（5）電梯停于四樓，一樓向上、二樓向下（外呼）或者一樓、二樓同時內(nèi)呼時，電梯下行到二樓，停3秒，繼續(xù)下行到一樓停止；（6）電梯停于四樓，一樓向上、三樓向下（外呼）或者一樓、三樓同時內(nèi)呼時，電梯下行到三樓，停3秒，繼續(xù)下行到一樓停止；（7）電梯停于三樓，一樓向上、二樓向下（外呼）或者一樓、二樓同時內(nèi)呼時，電梯下行到二樓，停3秒，繼續(xù)下行到一樓停止；（8）電梯停于四樓，一樓向上、二樓向下、三樓向下（外呼）或者一樓、二樓、三樓同時內(nèi)呼時，電梯下行到

38、三樓，停3秒，繼續(xù)下行到二樓，停3秒，繼續(xù)下行到一樓。其電梯下行主程序梯形圖如圖4-9。圖4-9 電梯下行主程序當(dāng)電梯下行輔助繼電器M1得電時，電梯下行線圈Y001得電，電梯下行，到達(dá)相應(yīng)的程序指定層時，電梯不在下降。這里電梯的設(shè)計與上行設(shè)計是一致的，即電梯下行最終只能到達(dá)一層，當(dāng)無內(nèi)外呼到其它層時，電梯直達(dá)一層，使一層限位開關(guān)X014得電時，Y001失電不在下行，Y000在這里起到與Y001互鎖的作用。第4.8節(jié) 電梯下行輔助程序設(shè)計及原理說明電梯下行輔助程序梯形圖如圖4-10所示。當(dāng)電梯接收到有內(nèi)呼樓層信號時，相應(yīng)樓層的輔助繼電器得電，PLC執(zhí)行下行到某層的程序。例如，當(dāng)電梯接收到到達(dá)二樓

39、的信號時，電樓往下運(yùn)行到二樓，碰到二樓平層限位開關(guān)X015得電，驅(qū)動輔助繼電器線圈M92得電，它的常閉觸點(diǎn)斷開，不執(zhí)行驅(qū)動M1的下降輔助程序，M1線圈失電，使下行輸出線圈Y001失電，電梯停在二樓。上行輔助繼電器M0與下行輔助繼電器M1形成互鎖。其它的層呼叫與此類似。圖4-10 電梯下行輔助程序第4.9節(jié) 電梯最遠(yuǎn)反向外呼響應(yīng)程序設(shè)計及原理說明電梯在設(shè)計時，經(jīng)常要考慮到省電這一因素，因此電梯必須具有最遠(yuǎn)反向外呼響應(yīng)程序，基于此因素有以下幾種情況來分析考慮；（1）電梯停于一樓，二樓向下、三樓向下（外呼）同時呼叫時，電梯先上行到三樓，停3秒，然后再下行到二樓停止；（2）電梯停于一樓，三樓向下、四樓

40、向下（外呼）同時呼叫時，電梯先上行到四樓，停3秒，然后再下行到三樓停止；（3）電梯停于一樓，二樓向下、四樓向下（外呼）同時呼叫時，電梯先上行到四樓，停3秒，然后再下行到二樓停止；（4）電梯停于二樓，三樓向下、四樓向下（外呼）同時呼叫時，電梯先上行到四樓，停3秒，然后在下行到三樓停止；（5）電梯停于一樓，二樓向下、三樓向下、四樓向下（外呼）同時呼叫時，電梯先上行到四樓，停3秒，然后再下行到三樓，停3秒，然后再下行到二樓停止；（6）電梯停于四樓，二樓向上、三樓向上（外呼）同時呼叫時，電梯先下行到二樓，停3秒，然后再上行到三樓停止；（7）電梯停于四樓，一樓向上、二樓向上（外呼）同時呼叫時，電梯先下行

41、到一樓，停3秒，然后再上行到二樓停止；（8）電梯停于四樓，一樓向上、三樓向上（外呼）同時呼叫時，電梯先下行到一樓，停3秒，然后再上行到三樓停止；（9）電梯停于三樓，一樓向上、二樓向上（外呼）同時呼叫時，電梯先下行到一樓，停3秒，然后再上行到二樓停止；（10）電梯停于四樓，一樓向上、二樓向上、三樓向上（外呼）同時呼叫時，電梯先下行到一樓，停3秒，然后再上行到二樓，停3秒，然后再上行到三樓停止；其程序梯形圖如圖4-11。電梯在執(zhí)行最遠(yuǎn)反向外呼響應(yīng)程序時，若同時按下多個外呼按鈕，PLC根據(jù)編程的內(nèi)容判斷電梯是先下行還是上行，此程序具有信號保持的功能，直到該信號執(zhí)行之后才能被切斷信號。例如：電梯在一樓

42、或者二樓，此時四樓外呼向下按鈕（X005）被按下，同時三樓外呼向下按鈕（X003）也被按下，由第4.6節(jié)可知，上升輔助繼電器M0得電，當(dāng)電梯上行到三樓時，由于輔助繼電器M58未得電，所以電梯繼續(xù)上行，當(dāng)電梯到四樓到達(dá)平層限位（X017），所以輔助繼電器（M59）得電，四層外呼向下輔助繼電器（M115）失電，故電梯不再上行，停在四樓執(zhí)行開關(guān)門程序；當(dāng)電梯門關(guān)閉后，由第4.8節(jié)可知下降繼電器（M1）得電，電梯開始下降，當(dāng)電梯下降到三樓到達(dá)三層的平層限位開關(guān)（X016）時，此時輔助繼電器（M58）得電，使得電梯不再下行，并停在三樓執(zhí)行開關(guān)門程序。然后根據(jù)用戶到達(dá)某樓層的指令，電梯執(zhí)行下到二或一樓的程

43、序。圖4-11 電梯最遠(yuǎn)反向外呼響應(yīng)程序第五章 系統(tǒng)程序調(diào)試第5.1節(jié) 運(yùn)行調(diào)試一、初始檢查電源端子的錯誤連接，直流輸入端和電源端子之間的短路,輸出導(dǎo)線之間的短路都會嚴(yán)重地?fù)p壞PLC。因此,在接通電源之前，應(yīng)檢查電源、接地及輸入/輸出導(dǎo)線的連接情況；如圖5-1、圖5-2；斷開PLC的輸入/輸出導(dǎo)線和電源電纜，并通過各接線端和接地端中的公共點(diǎn)進(jìn)行測試等。圖5-1 電梯模型接線圖 （1）圖5-2 電梯模型接線圖（2）二、程序?qū)懭爰皺z查接通電源，將編程軟件編好的PLC程序，傳送到可編程控制器中。傳送功能包括“讀入”及“校驗”?！白x入”是將PLC中的程序傳送到計算機(jī)中?！靶ｒ灐笔菍⒃谟嬎銠C(jī)及可編程器中

44、的程序加以比較校驗。 三、運(yùn)行及調(diào)試首先接通電源，將程序運(yùn)行在掃描監(jiān)視狀態(tài)，運(yùn)行調(diào)試程序。第5.2節(jié) 故障診斷如果在PLC 運(yùn)行時出現(xiàn)故障,LED 指示燈將會幫助你確認(rèn)PLC 故障類別及是否由外部設(shè)備引起。1、POWER LED 指示燈診斷FX2N系列PLC 面板左側(cè)的POWER LED 由程控器內(nèi)部的5V 電源供電。當(dāng)接通電源后,該LED 指示燈不亮,請卸下PLC 的+ 24V 端子。如果此時該指示燈閃亮，表明由于傳感器電源的負(fù)載短路或過大負(fù)載電流的緣故，在這種情況下,應(yīng)使用外接直流24V 電源供電。如果外部的導(dǎo)電性異物掉入PLC 內(nèi)或者產(chǎn)生其他故障,則PLC 內(nèi)的保險絲往往會熔斷。2、BA

45、TT .V 指示燈診斷通常若電池電壓下降，那么該指示燈就亮燈，特殊輔助繼電器M8006就工作。電池電壓下降約1個月之后，程序內(nèi)容（使用RAM存儲器時），電池后備方面的各種存儲器則沒有了停電保持。3、PROG.E LED指示燈診斷在定時器、計數(shù)器的常數(shù)沒有設(shè)定;電路聯(lián)接不優(yōu)化;負(fù)載聯(lián)接不正確等情況下,系統(tǒng)會引誘出程序出錯或者程序存貯器的內(nèi)容不當(dāng),此時ERROR LED 指示燈將閃爍。在這種情況下,應(yīng)再次校驗程序，檢查有無導(dǎo)電性異物混入，有無嚴(yán)重的噪聲源，檢查電池電壓的指示值，然后再重新寫入正確的程序。當(dāng)CPU 運(yùn)行失控或者運(yùn)算周期超過在D8000 中所設(shè)定的警戒定時器常數(shù)時,該LED 指示燈將常

46、亮。4、 RUN LED 指示燈診斷當(dāng)PLC運(yùn)行時，RUN LED 指示燈應(yīng)該亮，若出現(xiàn)故障則燈不亮。5、CPU.E LED 指示燈診斷當(dāng)PLC內(nèi)部混入導(dǎo)電性異物、外部異常噪聲傳入而導(dǎo)致CPU失控時，或者當(dāng)運(yùn)算周期超過200ms時，監(jiān)視定時器就出錯，該LED亮燈。這種情況下，重新查看起始程序，或者用程序改變特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000的內(nèi)容。6、OUT LED 指示燈診斷如果輸出指示LED 的狀態(tài)與實際的輸出狀態(tài)不一致,那么應(yīng)檢查輸出繼電器的電接觸是否不良或者觸點(diǎn)是否已經(jīng)粘滯。對于晶體管輸出,可用相同的方法檢查元件是否燒毀等。7、切斷電源再重新接通,再一次檢查該LED 指示燈。若長亮,則檢查掃描時

47、間是否過長;若閃爍,說明程序存貯器的內(nèi)容已發(fā)生錯誤,應(yīng)寫入正確的程序;若熄燈,則為CPU 一時失控。第5.3節(jié) 調(diào)試過程中出現(xiàn)的故障與解決方案本系統(tǒng)的重點(diǎn)在軟件編程上，系統(tǒng)程序很多，所以按照上行、下行的很多種情況來一一調(diào)試，在調(diào)試時利用監(jiān)控系統(tǒng)對程序的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)程序運(yùn)行處于監(jiān)控狀態(tài)時，若梯形圖程序中的某個接點(diǎn)接通，則該接點(diǎn)處的顏色變?yōu)樗{(lán)色。當(dāng)然在調(diào)試的過程中也遇到了很多的問題，具體如下：1、脈沖指令以及微分輸出指令程序中有很多的脈沖指令和微分輸出指令，其都是在滿足條件時執(zhí)行一個掃描周期，因此在其得電后若要使其輸出長期得電，需要加自鎖保持。2、輸出線圈在同一個程序中，某個線圈的輸出條件可能

48、非常的復(fù)雜，但應(yīng)是唯一且可集中表達(dá)的。由PLC的操作系統(tǒng)引出的梯形圖編繪法則規(guī)定，一個線圈在梯形圖中只能出現(xiàn)一次，如果在同一程序中同一組件的線圈使用兩次或多次，那么對輸出線圈就會有一定的影響，因此這方面可以用中間繼電器來代替，最后匯總到一起。3、重復(fù)使用中間繼電器由于程序比較多，期間用到的中間繼電器也比較多，如果沒有把用過的中間繼電器做好標(biāo)號的話，很容易造成重復(fù)使用中間繼電器，這樣的話，中間繼電器之間會相互影響，該接通的沒接通，不該接通的接通了。4、程序順序掃描過程PLC采用循環(huán)掃描工作方式，循環(huán)掃描的工作方式是PLC的一大特點(diǎn)，也可以說是“串行”工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的區(qū)別。在PLC中，用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。在程序執(zhí)行階段根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右，先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。所以在調(diào)試程序時會