畢業(yè)設(shè)計(jì)論文三層樓電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、三層樓電梯 PLC 控制統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試摘要 電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到廣 泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方 向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。為此，自行設(shè)計(jì)并制作了3層 集選電梯。此電梯所采用的類型為OMRO公司C系列的超小型C20P可編程序控 制器。PLC程序設(shè)計(jì)采用模塊化編程思想，即根據(jù)各功能實(shí)現(xiàn)的條件及原則設(shè)計(jì) 各個(gè)功能模塊。 設(shè)計(jì)的程序完成電梯自動(dòng)運(yùn)行功能如：內(nèi)選外召喚信號(hào)的登記、 消號(hào)、到層開(kāi)門、上下自動(dòng)運(yùn)行等。合理分配轎廂內(nèi)指令的執(zhí)行

2、和廳外召喚的 應(yīng)答。關(guān)于PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及電梯控統(tǒng)的安裝與調(diào)試重點(diǎn)介紹如下。關(guān)鍵詞PLC電梯 邏輯控制 程序設(shè)計(jì)前言.1第一章 總體設(shè)計(jì)方案.11.1總體方案的確定.11.2電梯PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建.21.3可行性論證.41.4設(shè)計(jì)的整體布局及其選型.4第二章可編程序控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理.52.1 PLC的體系結(jié)構(gòu).52.2可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu).72.3開(kāi)關(guān)量I/O模塊.72.4可編程序控制器的工作原理.92.5 PLC的選型.9.2.6 PLC控制程序設(shè)計(jì).10第三章 電梯硬件及軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì).123.1電氣控制系統(tǒng).123.2電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).133.3硬件系統(tǒng)要求及設(shè)計(jì)

3、.153.4軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì).22參考文獻(xiàn).31致謝.321前言隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展， 高層建筑不斷增多， 。目前電梯的控制普遍采用 了兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀 態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器 來(lái)完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來(lái)說(shuō)，這兩種方法并沒(méi)有太大的區(qū)別。國(guó)內(nèi)廠家大多選擇 第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較 高；而PLC可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn) 定可靠等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器

4、來(lái)實(shí)現(xiàn)。電梯是將機(jī)械原理應(yīng)用、電氣技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)、人體工 程學(xué)及空氣動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)集于一體的機(jī)電設(shè)備，它是建筑物中的永久 性垂直交通工具。為滿足和提高人們的生活質(zhì)量，電梯的智能化、自動(dòng)化技術(shù) 迅速發(fā)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展， 現(xiàn)代電梯的技術(shù)含量日益提高。在改善電梯性能的同時(shí)，對(duì)電梯的設(shè)計(jì)、管理 和維護(hù)人員提出了更高的要求。第一章 總體設(shè)計(jì)方案載PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì) 選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是 集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易

5、于擴(kuò)充其功能的 原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序 控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選 型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確 定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容 量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。1.1總體方案的確定目前，電梯行業(yè)在我國(guó)迅速的發(fā)展，在一定程度上占有很大的市場(chǎng)。而在 今天選擇控制電梯運(yùn)動(dòng)的設(shè)備已經(jīng)從傳統(tǒng)的繼電器一接觸器轉(zhuǎn)

6、變成可編程序控 制器（PLC?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC與其他計(jì)算機(jī)控制相比較：2個(gè)人計(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能和圖形顯示功能， 有豐富的軟件支持，但是它們是為辦公室自動(dòng)化和家庭設(shè)計(jì)的，對(duì)環(huán)境要求很高，抗干擾能力不強(qiáng),一般不適合在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用。單片機(jī)只是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O信號(hào)相連。要將它用于 工業(yè)控制，還要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程 序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大，要求設(shè)計(jì)者具有很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的理論知識(shí)和實(shí)踐 經(jīng)驗(yàn)。工業(yè)控制計(jì)算機(jī) （簡(jiǎn)稱工控機(jī)） 也是為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的， 目前比較流行的 是P0總線工控機(jī)，它與個(gè)人計(jì)算機(jī)兼容。工控機(jī)采用總線式結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)

7、品 的兼容性強(qiáng)。工控機(jī)一般是在通用微機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 的支持，因此在要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域占有優(yōu)勢(shì)。工控機(jī)的價(jià) 格較高，將它有與開(kāi)關(guān)量控制以取代繼電器系統(tǒng)有些大材小用。工控機(jī)的外部I/O接線一般都用多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷電路板上引出，不如 可編程序控制器的接線端子那樣方便可靠。以上各種計(jì)算機(jī)用語(yǔ)控制的程序一般都是用匯編語(yǔ)言編寫的， 不像可編程 續(xù)控制器的梯形圖語(yǔ)言那樣易于被工廠的電氣人員掌握。可編程序控制器是專為工廠現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)的， 結(jié)構(gòu)上采取整體密封或 插件組合型， 對(duì)印刷電路板、電源、機(jī)架、插座的制造和安裝，均采用了嚴(yán)密 的措施。可編程序控

8、制器由于具有前述的各種優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有不可 比擬的競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)然在電梯的控制領(lǐng)域也具有重要的地位， 把可編程序控制器用于電梯運(yùn) 動(dòng)的核心部分是很合理的選擇，而且可編程序控制器現(xiàn)在在市場(chǎng)上也是一種成 熟的產(chǎn)品?？傊?，經(jīng)上述比較可得，我確定選用PLC空制電梯的運(yùn)行。1.2電梯PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建1）.機(jī)房機(jī)房用來(lái)安裝曳引機(jī)、 電控屏、 限速器等。 機(jī)房可以設(shè)置在井道頂部， 也 可設(shè)置在井由自部。當(dāng)機(jī)房設(shè)于井道底部時(shí)，即為曳引機(jī)下置式曳引方式。這 種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建筑物承重大，對(duì)井道尺寸要求大，只有在機(jī)房無(wú)法頂置時(shí) 才使用。對(duì)于絕大多數(shù)電梯，橢均設(shè)于井道頂部。機(jī)房必須有足夠的面積，高 度、承重

9、能力及良好的通風(fēng)條件。2).轎廂轎廂是用以運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件。它由轎廂架和轎廂體組成。轎廂 架是轎廂體的承重構(gòu)架。是由上橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成；轎廂體由 轎廂底、轎廂壁、轎廂頂及照明、通風(fēng)裝置、 轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕等組 成； 轎廂體空間的大小由額定載重量和額定載客量決定。3).門廳3每一層電梯門口裝的門，門上帶有機(jī)器鎖及電氣接點(diǎn)?？吞荻酁樽詣?dòng)開(kāi)關(guān) 門，開(kāi)關(guān)門由轎廂門上的開(kāi)門刀帶動(dòng)廳門上的橡皮勒轆來(lái)完成的，而轎廂門是 由轎廂上的開(kāi)關(guān)門裝置驅(qū)動(dòng)的。4).重量平衡系統(tǒng)該系統(tǒng)由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。對(duì)重由對(duì)重架和對(duì)重塊組成，對(duì)重將 平衡轎廂自重和部分的額定載重； 重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)

10、償高層電梯中轎廂與對(duì)重 側(cè)曳引鋼絲繩長(zhǎng)度變化對(duì)電梯設(shè)計(jì)影響的裝置。5).電力拖動(dòng)系統(tǒng)該系統(tǒng)由曳引機(jī)、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置和變頻器等組成。對(duì)電梯實(shí)行速度控制。曳引電動(dòng)機(jī)是電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯的配置可用交流 電動(dòng)機(jī)或直流電動(dòng)機(jī)；供電系統(tǒng)是為電動(dòng)機(jī)提供電源的裝置；速度反饋裝置是 為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號(hào)，一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器，與電動(dòng)機(jī)相連；調(diào)速裝置對(duì)曳引電動(dòng)機(jī)實(shí)行調(diào)速控制；變頻器可以通過(guò)改變頻 率的大小來(lái)控制其運(yùn)行速度的快慢。6).電器控制系統(tǒng)該系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層器等組成，它起著操縱和控制電梯運(yùn)行的作用。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作

11、箱或手柄 開(kāi)關(guān)箱、層站召喚按鈕、轎頂和機(jī)房中的檢修或應(yīng)急；位置顯示裝置是指轎內(nèi) 和層站的指層燈；層站上一般能顯示電梯運(yùn)行方向或轎廂所在的層站；控制屏 安裝在機(jī)房中，由各類電氣控制元件(或板)組成，是電梯實(shí)行電氣控制的集 中組件；選層器能起到指示和反饋轎廂位置、決定運(yùn)行方向、發(fā)出加減速信號(hào) 等作用。它可由機(jī)械式、繼電器式或電子式組成。7).安全保護(hù)系統(tǒng)電梯上設(shè)有機(jī)械和電氣的各類保護(hù)系統(tǒng)， 以保證電梯安全使用。 機(jī)械方面 的有限速器和安全鉗，起超速保護(hù)作用；緩沖器，起沖頂和撞底保護(hù)作用；切 斷總電源的極限保護(hù)。1.3可行性論證可編程序控制器是由繼電器邏輯控制而來(lái)的， 所以它在開(kāi)關(guān)量處理、 順序 控

12、制方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展初期主要側(cè)重于開(kāi)關(guān)量順序控制。隨著計(jì)算機(jī) 技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器增加了數(shù)值運(yùn)算、PID閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，并開(kāi)始與個(gè)人計(jì)算機(jī)或小型計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，它本身也可以構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破鞯膽?yīng)用領(lǐng)域， 在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家， 可編程序控制器已經(jīng)廣 泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著可編程序控制器的性能價(jià)格比的不斷提高，過(guò)去許多使用專用計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合也可以使用可編程序控制器。比如用在開(kāi)關(guān)量 的控制，這是可編程序控制器最基本最廣泛的應(yīng)用，它的輸入和輸出信號(hào)都是 只有通、斷狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，這種控制與繼電器控制最為接近，可以用4價(jià)格 較低，僅有開(kāi)關(guān)量控制的功能的可編程序控制器作為繼電器控制系

13、統(tǒng)的替代物。 開(kāi)關(guān)量邏輯控制可以用于單臺(tái)設(shè)備，也可以用于自動(dòng)線生產(chǎn)線，如機(jī)床控制、 沖壓、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)械的控制，同樣也可以用于電梯的控制。通過(guò)上述的簡(jiǎn)述，我希望在控制系統(tǒng)中能夠達(dá)到如下要求：乘坐舒適感根據(jù)人們生活中的經(jīng)驗(yàn)證明， 在運(yùn)動(dòng)速度不變的情況下， 速度值的大小對(duì) 人們的器官基本上沒(méi)有什么影響，這只是指人們沿地面或空中的沿與地面平行 的任意方向運(yùn)動(dòng)的情況而言的。高速的升降運(yùn)動(dòng)就和上述運(yùn)動(dòng)有所不同。這是 由于在升降運(yùn)動(dòng)中，人體周圍氣壓的迅速變化，對(duì)人們的器官產(chǎn)生影響。例如 耳膜會(huì)感到壓力而嗡嗡響等等。只要采取一定措施，這些影響是可以消除的。 所以目前電梯的運(yùn)行速度雖已高達(dá)10m/

14、s。仍能使乘客無(wú)大的不適感。1.4設(shè)計(jì)的整體布局及其選型通過(guò)上述的分析可知，我所選擇的電梯載重量為1000kg，速度為1m/s,七層七站。PLC勺型號(hào)為 FX2N-128MR 通過(guò)其繼電器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)出梯形圖，通過(guò)PLC的選型連接其PLC接線圖。電動(dòng)機(jī)選用交流三相異步電動(dòng)機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 維護(hù)和操作簡(jiǎn)便、價(jià)格便宜、 堅(jiān)固耐用、 工作可靠等優(yōu)點(diǎn)； 其缺點(diǎn)是調(diào)速性差、 概率因數(shù)低。 變頻器選用安川變頻器 （616G5,它作為通用變頻器適合任何應(yīng) 用場(chǎng)合,在低速下能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)（1%額定轉(zhuǎn)速），并且極其精確地運(yùn)行。它的自動(dòng)調(diào)整功能可使世界各地生產(chǎn)的電動(dòng)機(jī)達(dá)到高性能運(yùn)行。具有如下優(yōu)點(diǎn)： 低速大轉(zhuǎn)

15、矩和全頻域平穩(wěn)加、減速；驅(qū)動(dòng)普通電機(jī)能達(dá)到最佳的控制效果；操 作簡(jiǎn)單靈活；具有擴(kuò)展功能，既可單機(jī)使用也可聯(lián)網(wǎng)使用；設(shè)計(jì)平均無(wú)故障時(shí) 間：250 000小時(shí)。把50HZ的工頻交流電經(jīng)過(guò)處理后輸出頻率可調(diào)的交流電的電氣裝置叫變頻 器。 它由整流電路、濾波電路、再生制動(dòng)電路、逆變電路和控制電路組成。第二章可編程序控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理2.1PLC的體系結(jié)構(gòu)PLC實(shí)質(zhì)上是一種被專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)和微 機(jī)是基本一致的。如下圖所示：町編和序控制器選擇葉關(guān)限位開(kāi)關(guān)輸入模塊CPU模塊接觸器電磁閥指示燈電源PLCK制系統(tǒng)示意圖6模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。（如下圖所示）可編程序控制器實(shí)

16、際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī) 控制系統(tǒng)相似，甚至與之無(wú)異。可編程序控制器主要由CPU（中央處理單元）、存儲(chǔ)器（RAM和EPRQM輸入/輸出模塊（簡(jiǎn)稱I/O模塊）、編程器和電源五大 部分組成。 CPU模塊CPU模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器（CPU和存儲(chǔ) 器組成。CPU的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作，每一次掃 描要完成以下工作：1）輸入處理：將現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器 和數(shù)據(jù)寄存器。2）程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制有 關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄

17、存器的內(nèi)容。3）輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。（2）I/O模塊I/O模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和CPU莫塊的橋梁。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)。輸入信號(hào)有兩類：一類是從按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、 數(shù)字開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接收開(kāi)關(guān)、關(guān)電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等來(lái)的開(kāi)關(guān)量輸入信 號(hào)；另一類是由電位器、熱電偶、測(cè)速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的連續(xù)變化的 模擬量輸入信號(hào)?？删幊绦蚩刂破魍ㄟ^(guò)輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào) 速裝置等執(zhí)行器，可編程序控制器控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示 裝置和報(bào)警裝置等。CPU莫塊的工作電壓一般是5V,而可編程序控制器的輸入

18、/輸出信號(hào)電壓一 般較高，如直流24V和交流220乂從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞CPU莫塊中的元器件，或使可編程序控制器不能正常工作，所以CPU莫塊不能直 接與外部輸入/輸出裝置相連。I/O模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲 隔離的作用。（3）編程器編程器除了用來(lái)輸入和編輯程序外，還可以用來(lái)監(jiān)視可編程序控制器運(yùn)行 時(shí)梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。編程器可以永久地連續(xù)在可編程序控制器上，將它取下來(lái)后可編程序控制 器也可以運(yùn)行。一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時(shí)使用，一臺(tái)編程器可供 多臺(tái)可編程序控制器公用。2.3開(kāi)關(guān)量I/O模塊開(kāi)關(guān)量模塊的輸入輸出信號(hào)僅有接通和斷開(kāi)兩種狀態(tài)。電壓等

19、級(jí)有直流5V,712V, 24V, 48V和交流110V, 220V等。輸入輸出電壓的允許范圍很寬，如某交 流220V輸入模塊的允許低電壓為070V,高電壓為70256V,頻率為4763HZ各I/O點(diǎn)的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元件顯示在面板上，外部I/O接線一般接在模塊的接線端子上，某些模塊使用可拆除的插座型端子板，在不拆 去端子的外部連線的情況下，可以迅速地更換模。開(kāi)關(guān)量I/O模塊可能4,8,16,32,64點(diǎn)。2.3.1 a直流輸入電路2.3.1輸入模塊輸入電路中設(shè)有RC濾波電路，以防止由于輸入點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈沖引起 的錯(cuò)誤的輸入信號(hào)。濾波電路延遲時(shí)間的典型值為1020ms（信號(hào)上升

20、沿）和2050ms（信號(hào)下降沿），輸入電流約為10mA上圖2.3.1a是某直流輸入模塊的 內(nèi)部電路和外部接線圖。本節(jié)的輸入電路和輸出電路都只畫出了一路，COM!各8路的公共點(diǎn)。圖中的輸入觸點(diǎn)直接接在公共點(diǎn)和輸入端 （400是梯形圖中輸入繼 電器的編號(hào)）之間，不需要外接電源。有的可編程序控制器還可以為接近開(kāi)關(guān)、當(dāng)圖2.3.1b中的外接觸點(diǎn)接通時(shí)，光電耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)光，光敏 三極管導(dǎo)通，信號(hào)經(jīng)內(nèi)部電路傳送給CPU莫塊。圖2.3.1 c是交流輸入電路。光電耦合器中有兩個(gè)反并聯(lián)的發(fā)光二極管， 顯示用的兩個(gè)發(fā)光二極管也是反并聯(lián)的，因此這個(gè)電路可以接收外部的交流輸 入電壓。PLC圖 2.3.1 c

21、 交流輸入電路92.3.2輸出模塊輸出模塊的功率放大元件有大功率晶體管和磁效應(yīng)管（驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載） 、雙 向可控硅（驅(qū)動(dòng)內(nèi)交流負(fù)載）和小型繼電器，后者可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載或直流負(fù) 載。輸出電流的典型值為0.52A，負(fù)載電源由外部現(xiàn)場(chǎng)提供。輸出電流的額定值與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)， 但是只能驅(qū)動(dòng)100VA/22V的電感性 負(fù)載和100W的白熾燈。額定負(fù)載電流還與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)額定負(fù)載電流 減小，有的可編程序控制器提供了有關(guān)曲線。輸出模塊內(nèi)可能設(shè)置有熔斷器，并在模塊面板上用發(fā)光二極管顯示熔斷器 的狀態(tài)。某些新式的模塊用非破壞性的電子保護(hù)電路代替熔斷器。2.4可編程序控制器的工作原理可編程序控制器是從繼電器

22、控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的，它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸 入、輸出繼電器等。這種計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的“軟繼電器” ，與繼電器系統(tǒng)中的物 理結(jié)構(gòu)在功能上某些相似之處。2.5PLC的選型為了能夠更好的選型，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要 求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等， 最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。2.5.1輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚?通常根據(jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)， 再增

23、加10%- 20%勺可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根 據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。2.5.2存儲(chǔ)器容量的估算存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容 量。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算 來(lái)替代。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式， 大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10-15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此 數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。102.5.3控制

24、功能的選擇該選擇包括控制功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。（一）控制功能控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng) 合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸 入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例 如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。（三）編程功能PLC的編程有離線編程和在線編程兩種，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)應(yīng) 用要求合理選用。離線編程方式：PLC和編程器公用一個(gè)CPU編程器在編程模式時(shí)，CPL只 為編程器提供服

25、務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行 模式，CPl對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制， 不能進(jìn)行編程。 離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。 在線編程方式：CPUS編程器有各自的CPU主機(jī)CPL負(fù) 責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制 的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這 種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。（四）診斷功能PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置， 軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。 通過(guò)軟件對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過(guò)軟件

26、對(duì)PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影 響平均維修時(shí)間。（五）處理速度PLC采用掃描方式工作。從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng) 越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則PLC將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。處理速度與用戶程序的長(zhǎng)度、CPL處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。 目前，PLC接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約0.20.4LS，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期（處理器掃描周期） 應(yīng)滿足：小型PLC的掃描時(shí)間不大于0.5ms/K;大中型PLC的掃描時(shí)間不大于0.2m

27、s/K。2.6PLC控制程序設(shè)計(jì)261 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則1）最大限度的滿足被控對(duì)象的控制要求。2）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便。113）保證控制系統(tǒng)安全可靠。4）考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量。2.6.2PLC編程步驟具體編制一個(gè)PLC控制程序的基本步驟如下（其流程圖見(jiàn)2.7）。2.6.3PLC提供的編程語(yǔ)言1）標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言也是我們最常用的一種語(yǔ)言，它有以下特點(diǎn)；(23) 它是一種圖形語(yǔ)言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、 串聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和一些圖形符號(hào)構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。(24) 梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）

28、只有常開(kāi)和常閉，接點(diǎn)可以是PLC輸入 點(diǎn)接的開(kāi)關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器 等的狀態(tài)。(25) 梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做 中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。(26)PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描 周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中 可以當(dāng)條件使用。2）語(yǔ)句表語(yǔ)言，類似于匯編語(yǔ)言。3）邏輯功能圖語(yǔ)言，沿用半導(dǎo)體邏輯框圖來(lái)表達(dá)，一般一個(gè)運(yùn)算 框表示一個(gè)功能，左邊畫輸入、右邊畫輸出。12通過(guò) PC 機(jī)、GPC 或 FIT 輸入程序至 PLC第三章

29、電梯硬件及軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1電氣控制系統(tǒng)圖I為本系統(tǒng)的組成框圖_FLTj子37*200 AJi44r4*71丨1_圖中。輸出為：l、電動(dòng)機(jī)；2、上下行接觸器；3、快慢速接觸器；4、位置指 示；5、門鎖。輸入為：6、轎內(nèi)指令；7、廳外指令；8、門區(qū)感應(yīng)；9、手動(dòng)開(kāi) 關(guān)門；10、樓層感應(yīng)。PLC系統(tǒng)部分13完成所設(shè)定的控制任務(wù)所需要的PLC規(guī)模主要取決于控制系統(tǒng)對(duì)輸入，禽出點(diǎn)的需求量和控制過(guò)程的難易程度。(1)1/0點(diǎn)的估算：系統(tǒng)的輸入點(diǎn)有：門廳召喚按鈕6個(gè)輸入點(diǎn)；轎內(nèi)指令按鈕4個(gè)點(diǎn)；樓層感 應(yīng)器4個(gè)點(diǎn)；門區(qū)感應(yīng)l點(diǎn)；手動(dòng)開(kāi)門l點(diǎn)：共計(jì)輸入點(diǎn)16點(diǎn)。而輸出點(diǎn)有： 快慢速接觸器2點(diǎn)；上下行接觸器2點(diǎn)

30、；樓層指示燈4點(diǎn)；門鎖1個(gè)點(diǎn)；共計(jì) 輸出點(diǎn)9點(diǎn)?？傆?jì)I0點(diǎn)數(shù)為169；可編程控制器S7200的CPU226俞入，輸出點(diǎn)數(shù)為24/16。足以滿足要求。3.2梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1,狀態(tài)指示設(shè)計(jì)當(dāng)電梯運(yùn)行至某層有指令發(fā)出時(shí)指示位置及指令。以二層為例：LD twoselet二層內(nèi)選撣S twoseletq，1二層內(nèi)選擇指示LD twoup二層上呼S twoupq，1二層上呼指示LJ)twodown二層下呼S twodownq，1二層下呼指示LD twoseat二層位置= twoeeatq二層位置指示2,程序設(shè)計(jì)以電梯在三層下行情況為例。當(dāng)電梯的一或二層有指令時(shí)，將三層下行位置1，同時(shí)無(wú)上行，驅(qū)動(dòng)電梯

31、下行。程序說(shuō)明如下：電棒在三晨時(shí)下行情況LDon eseletq一層內(nèi)選擇0 twmeletq或二層內(nèi)選擇Ooneupq或一層上呼0 twodow nq或二層下呼O tWoup_q或二層上呼A畦I州eseatq在三層位置時(shí)SV0.1.1置三層下行位電椿下行LDV0.0有四層下行位OV0.1或有三層下行位OV0.2或有二層下行位AN up同時(shí)無(wú)上行=dow n電梯下行3.2.3程序設(shè)計(jì)以電梯在二層上行情況為例。程序說(shuō)明如下:衣二時(shí)上庁1*段_;_一一 - 二一 -一_ 一_JLDjO戒三涇&存Q戎四廈下耳1ohrwciiwiiqA ZM F*I Othrerupq比a i A1-twrr

32、wig血二腹忡附f -V0.4, 1上懺LDQ3看二皮E ti Q_IOVQi4 x威科二口上和位tovffsdkrnm時(shí)4*Ffi1up電樺h ti151硬件系統(tǒng)要求及設(shè)計(jì)一、 控制要求：1系統(tǒng)應(yīng)具備：有司機(jī)、無(wú)司機(jī)、消防三種工作模式2系統(tǒng)應(yīng)具備下列幾項(xiàng)控制功能:1）自動(dòng)響應(yīng)層樓召喚信號(hào)（含上召喚和下召喚）。2）自動(dòng)響應(yīng)轎廂服務(wù)指令信號(hào)。3）自動(dòng)完成轎廂層樓位置顯示（二進(jìn)制方式）。4）自動(dòng)顯示電梯運(yùn)行方向。5）具有電梯直達(dá)功能和反向最遠(yuǎn)停站功能。3系統(tǒng)提供的輸入控制信號(hào):AYS向上行駛按鈕AYX向下行駛按鈕YSJ有/無(wú)司機(jī)選擇開(kāi)關(guān)1YC一樓行程開(kāi)關(guān)2YC二樓行程開(kāi)關(guān)3YC三樓行程開(kāi)關(guān)A1J一

33、樓指令按鈕A2J二樓指令按鈕A3J三樓指令按鈕AJ指令專用開(kāi)關(guān)（直駛）ZXF置消防開(kāi)關(guān)A1S一樓上召喚按鈕A2S二樓上召喚按鈕A2X二樓下召喚按鈕A3S三樓上召喚按鈕A3X三樓下召喚按鈕4系統(tǒng)需要輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)：16KM開(kāi)門顯示GM關(guān)門顯示MGB門關(guān)閉顯示DCS上行顯示DCX下行顯示S上行繼電器（控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）X下行繼電器（控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）2DJA二樓指令信號(hào)登記顯示3DJA三樓指令信號(hào)登記顯示IDAS一樓上召喚信號(hào)登記顯示2DAS二樓上召喚信號(hào)登記顯示2DAX二樓下召喚信號(hào)登記顯示3DAS三樓上召喚信號(hào)登記顯示3DAX三樓下召喚信號(hào)登記顯示具體的控制要求序號(hào)輸入輸出原?？繉诱賳緲菍舆\(yùn)行

34、方向運(yùn)行情況YX運(yùn)行顯示A LED七段顯示器BLED七段顯示器CLED七段顯示器DLED七 段 顯 示 器ELED七 段 顯 示 器FLED七段顯示器GLED七段顯示器a段發(fā)光二極管b段發(fā)光二極管c段發(fā)光二極管d段發(fā)光二極管e段發(fā)光二極管 段發(fā)光二極管 段發(fā)光二極管g1DJA一樓指令信號(hào)登記顯示171 2F或3F 1F呼 下行 電梯下行至1F停2仆2F上呼或2F下呼上行電梯上行至2F停3F 2F上呼或2F下呼 下行 電梯下行至2F停1F或2F 3F呼 上行 電梯上行至3F停3F 1F呼、2F同時(shí)下呼 下行 電梯下行至2F停10S后繼續(xù)下行至1F停6仆2F上、3F同時(shí)呼 上行 電梯下行至2F停1

35、0S后繼續(xù)下行至1F停3F先2F上呼后1F呼 先下行后上行 電梯上行至2F停10S后繼續(xù)上行至3F停1F先2F下呼后3F呼 先上行后下行 電梯下行至1F停10S后繼續(xù)上行至2F停3F先仆呼后2F上呼停反向召喚無(wú)效1F先3F呼后2F下呼停反向召喚無(wú)效確定I/O接口點(diǎn)數(shù)、輸入接口：2、輸出接口(1)安全回路(1) 上行接觸器(2)門鎖(2)下行接觸器(3)檢修開(kāi)關(guān)(3)快車接觸器(4)上平層感應(yīng)器(4)慢車接觸器(5)下平層感應(yīng)器(5) 一級(jí)加速接觸器(6)向上按鈕(6) 一級(jí)減速接觸器(7)向下按鈕(7) 二級(jí)減速接觸器(8)關(guān)門按鈕(8)三級(jí)減速接觸器乂上為一組：選用交流220V電壓的接觸器(

36、9)開(kāi)門按鈕(9)開(kāi)門繼電器(10)上強(qiáng)迫減速限位(10)關(guān)門繼電器(11)下強(qiáng)迫減速限位(11)JK繼電器(12)消號(hào)按鈕(12)蜂鳴器(13)鎖梯鑰匙(13)向上方向顯示(14) 一樓樓層感應(yīng)器(14)向下方向顯示(15)二樓樓層感應(yīng)器(15) 一樓樓層顯示(16)三樓樓層感應(yīng)器(16)二樓樓層顯示(17) 樓指令按鈕(17)三樓樓層顯示18(18)二樓指令按鈕(18) 一樓指令顯示(19)三樓指令按鈕(19)二樓指令顯示(20) 樓向上召喚按鈕(20)三樓指令顯示(21)二樓向上召喚按鈕(21) 一樓上召喚顯示19二樓向下召喚按鈕三樓向下召喚按鈕(22)二樓上召喚顯示二樓下召喚顯示三樓下

37、召喚顯示、線路部分安全、門鎖回路、制動(dòng)器械、門機(jī)回路主回路圖20Z1 I IE2L-rt21o220VI AYSAYXoDYX22QZ1DYS宀聲全回腔/JY仃 門鎖”腫斷頂Z1機(jī)房乃轎內(nèi)Z3彳 F-2*0 .r-0oQM 平層N= YPS F平層N =SYP&剤亍七折川下強(qiáng)減1KW-Q -上強(qiáng)減二一2K甲消號(hào)號(hào)AC- -05-S LYG二樓總應(yīng)器仆 三櫻感應(yīng)器樸攢捋卷q卜二 樓 指 令 仆三摟措令仆一樓上召“ 二樓上召仆二蝶下召0i_ A1Jo -A2J-L A3JO O-一1 A1SO O-A2SC 0-.-L . A2XO 0-J一A3Kr.N24V-24V+mCOMSOXIX2

38、X3X4xsjX6E7K10 xiiX12K13X14SIGK16X17X20X21X22X23X24X25X26FX211吃XU223.4軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)Network &M2.2Q0.0M2.3M2.423Network2NETWORK TITLE (single FinII 400.6QG 010.210.5I0JNetwork事Network 4M1.1QO 0T HW )M1.2M1 2()11.5Q0.7QQ.OM1.324Ml.325N Gtwork樂(lè)NETVORK TITLE (smgiB linej11.311.410.310410010 1M .201.02610227

39、Network 7Q0.1M2.2I()語(yǔ)句表以下是電梯向上運(yùn)行控制LD 11.3O 11.4O 11.5O 10.1O I0.2O I0.5O I0.3O I0.4A Q0.5=M1.1NETWORK 2 /NETWORK TITLE (si ngle line)Metwor k 6Nfivo尺K TITLE (s ingle line)11.2Q06II_I-128/NETWORK COMMENTS/LD 11.4O 11.5O 10.2O I0.5O I0.4A Q0.6A Q0.0=M1.2NETWORK 3LD I1.5O I0.5A Q0.7A Q0.0M1.3NETWORK 4LD M1.1O M1.2O M1.3=Q0.0NETWORK 5/以下是電梯向下運(yùn)行控制/NETWORK COMMENTS/LD 11.2O 11.3O I1.429O I0.3O I0.4O I0.0O I0.1O I0.2A Q1.0=M2.4NETWO