四層電梯PLC控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

四層電梯PLC控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)重慶電子工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院2010-2011學(xué)期第二學(xué)期課題名稱:四層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)間:2011.03-2011.05系部:*************系班級(jí):**********姓名:陳柏龍指導(dǎo)教師:***********四層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)陳柏龍【摘要】電梯的電氣系統(tǒng)由拖動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。目前電梯設(shè)計(jì)使用可編程控制器(PLC)，功能變化靈活，編程簡(jiǎn)單，故障少，噪音低。維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強(qiáng)，控制箱占地面積少。當(dāng)乘員進(jìn)入電梯，按下樓層按鈕，電梯門自動(dòng)關(guān)閉后(控制系統(tǒng)進(jìn)行下列運(yùn)作:根據(jù)轎廂所處位置及乘員所處層數(shù)。判定轎廂運(yùn)行方向，保證轎廂平層時(shí)減速。將轎廂停在選定的樓層上;同時(shí)，根據(jù)樓層的呼叫，順路停車，自動(dòng)開(kāi)關(guān)門。另外在轎廂內(nèi)外均要有信號(hào)燈顯示電梯運(yùn)行方向及樓層數(shù)?！娟P(guān)鍵詞】PLC電梯控制系統(tǒng)2目錄第一章前言............................................................................................................1第二章電梯概述....................................................................................................12.1電梯的起源與發(fā)展.........................................................................................22.2國(guó)外電梯的情況.............................................................................................22.3國(guó)內(nèi)電梯的情況.............................................................................................22.4電梯技術(shù)發(fā)展趨勢(shì).........................................................................................3第3章PLC的發(fā)展...................................................................................................43.1PLC的定義.......................................................................................................43.2PLC的發(fā)展階段..............................................................................................63.3PLC發(fā)展趨勢(shì)..................................................................................................63.4PLC基本組成..................................................................................................63.5PLC的工作原理..............................................................................................7第四章電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)........................................................................74.1電梯的控制要求.............................................................................................84.2PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析..........................................................................84.3PLC的選擇..................................................................................................94.4確定輸入輸出設(shè)備.......................................................................................104.5PLC系統(tǒng)控制設(shè)計(jì).........................................................................................104.6系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖...............................................................................................114.7信號(hào)控制系統(tǒng)................................................................................................12第五章電梯流程控制...............................................................................................135.1總流程圖..........................................................................................................145.2電梯運(yùn)行流程.................................................................................................155.3電梯上升模式流程圖.....................................................................................165.4電梯下降模式流程圖.....................................................................................17...................................................................................................185.5停車流程圖第六章展望.............................................................................................................18致謝...........................................................................................................................19參考文獻(xiàn)...................................................................................................................203第一章前言隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。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)取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)則由變頻器來(lái)完成;第二種控制方式用可編程控制器(PLC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來(lái)實(shí)現(xiàn)。第2章電梯概述2.1電梯的起源與發(fā)展203年，法國(guó)的二修道院安裝了一臺(tái)起重機(jī)，所不同者只是該機(jī)器是利用驢作為動(dòng)力，載荷由繞在一個(gè)大滾筒上的繩子進(jìn)行起吊。此種方法一直沿用到近代直到瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，約在1800年，煤礦主才能利用起重機(jī)把礦井中的煤輸送上來(lái)。數(shù)百年來(lái)人們制造過(guò)各種類型的升降梯，它們都具有一個(gè)共同的缺陷:只要起吊繩突然斷裂，升降梯便急速地墜落到底層。1854年奧的斯設(shè)計(jì)了一種制動(dòng)器:在升降梯的平臺(tái)頂部安裝一個(gè)貨車用的彈簧及一個(gè)制動(dòng)桿與升降梯井道兩側(cè)的導(dǎo)軌相連結(jié)，起吊繩與貨車彈簧連結(jié)，這樣僅是起重平臺(tái)的重量就足以拉開(kāi)彈簧，避免與制動(dòng)桿接觸。如果繩子斷裂，貨車彈簧會(huì)將拉力減弱，兩端立該與制動(dòng)桿咬合，即可將平臺(tái)牢固地原地固定免繼續(xù)下墜?！鞍踩纳堤荨卑l(fā)明成功了～一時(shí)間，奧的斯成了眾人注目的中心。第一臺(tái)升降機(jī)并非奧的斯所發(fā)明，但他卻是第一臺(tái)“安全”升降梯的發(fā)明者?！鞍踩边@一概念不僅開(kāi)創(chuàng)了升降梯工業(yè)，而且也為那些想建造更高層建筑物以增加更多可利用空間的設(shè)計(jì)們打開(kāi)了通途。然而真正能夠稱為電梯則應(yīng)該是在20世紀(jì)初才出現(xiàn)的。2.2國(guó)外電梯的情況國(guó)外電梯行業(yè)發(fā)展迅猛，不僅在節(jié)能上做了很大的功夫，現(xiàn)在在智能化，遠(yuǎn)程化，集成化，可視化也已有了先進(jìn)的技術(shù)～例如:(1)集垂直運(yùn)輸與水平運(yùn)輸?shù)膹?fù)合運(yùn)輸系統(tǒng)(2)交流永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)機(jī)房電梯無(wú)機(jī)房電梯由于曳引機(jī)和控制柜置于井道中，省去了獨(dú)立機(jī)房，節(jié)約了建筑成本，增加了大樓的有效面積，提高了大樓建筑美學(xué)的設(shè)計(jì)自由度。(3)彩色大屏幕液晶樓層顯示器。這類顯示器可以以高分辨率的彩色平面或三維圖像顯示電梯的樓層信息(如位置、運(yùn)行方向)，還可以顯示實(shí)時(shí)的載荷、故障狀態(tài)等。通過(guò)控制中心的設(shè)置還可以顯示日期、時(shí)間、問(wèn)候語(yǔ)、樓層指南、廣告等，甚至還可以與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)和尋呼系統(tǒng)聯(lián)接發(fā)布天氣預(yù)報(bào)、新聞等。有的顯示器又增加了觸摸查詢功能。該裝置緩解了陌生乘客在轎廂內(nèi)面對(duì)面對(duì)視時(shí)的尷尬、無(wú)趣的局面，降低了乘客乘梯時(shí)心理等待焦慮感。(4)電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將控制柜中的信號(hào)處理計(jì)算機(jī)獲得的電梯運(yùn)行和故障信息通過(guò)公共電話網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)(都需要使用調(diào)制解調(diào)器)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程的能夠提供可視界面的專業(yè)電梯服務(wù)中心的計(jì)算機(jī)，以便那里的服務(wù)人員掌握電梯運(yùn)行情況，特別是故障情況。該系統(tǒng)一般具有顯示故障、分析故障、故障統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)等功能，還有的可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試與操作，便于維修人員迅速進(jìn)行維修應(yīng)答和采取維修措施。這樣縮短了故障處理時(shí)間，簡(jiǎn)化了人工故障檢查的勞動(dòng)，保證了大樓電梯安全高效地運(yùn)行。2.3國(guó)內(nèi)電梯的情況中國(guó)電梯行業(yè)從市場(chǎng)規(guī)模上已經(jīng)有了很大提高，一些自主品牌也逐步提升了自己的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)含量，我國(guó)政府提出的節(jié)約型社會(huì)正好讓電梯行業(yè)中擁有節(jié)能電梯技術(shù)的企業(yè)有機(jī)會(huì)發(fā)展，另外，國(guó)外用戶比以前更多地青睞中國(guó)產(chǎn)品也為中國(guó)電梯的崛起提供了機(jī)會(huì)。目前我國(guó)節(jié)能電梯技術(shù)在某些方面已經(jīng)達(dá)到了國(guó)2際領(lǐng)先水平，但是節(jié)能電梯的普及率還很低，可節(jié)電30%以上的無(wú)齒輪電梯普及率不及10%，可以能源再生的造能電梯普及率不及2%。近年來(lái)，我國(guó)電梯的出口年均增長(zhǎng)率將保持在,,,以上，電梯行業(yè)也逐步成為國(guó)內(nèi)比較重要的行業(yè)。中國(guó)電梯協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，未來(lái)五年內(nèi)我國(guó)垂直電梯和扶梯市場(chǎng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和出口市場(chǎng)將分別占整個(gè)全球市場(chǎng)的,,,和,,,，我國(guó)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍將是全球最大的電梯市場(chǎng)，年產(chǎn)值超千億元，電梯市場(chǎng)可謂前景廣闊。,,,,年，我國(guó)電梯產(chǎn)量超過(guò),,萬(wàn)臺(tái)，年增幅超過(guò),,,，產(chǎn)量超過(guò)了全世界電梯年產(chǎn)量的,,,。國(guó)務(wù)院《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定，特種設(shè)備的強(qiáng)制報(bào)廢制度也為我國(guó)電梯改造市場(chǎng)帶來(lái)了新的機(jī)遇。按國(guó)外電梯使用壽命慣例，一般日本系列電梯設(shè)計(jì)壽命為,,年，歐美電梯設(shè)計(jì)壽命為,,年，中國(guó)電梯的保有量已經(jīng)超過(guò),,,萬(wàn)臺(tái)，專家預(yù)計(jì)今后每年大修改造以及已有建筑加裝電梯的市場(chǎng)容量將保持在,,萬(wàn)臺(tái)以上。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化建設(shè)的加速和房地產(chǎn)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，城市軌道交通、機(jī)場(chǎng)、大型商場(chǎng)等城市建設(shè)投入的增加，電梯市場(chǎng)需求量因多方面需求得到迅速增長(zhǎng)。目前市場(chǎng)份額中，外資品牌占國(guó)內(nèi)電梯市場(chǎng)的,,,左右的份額，民族自主品牌約占,,,的市場(chǎng)份額。但我國(guó)民族自主品牌與外資品牌在資金和品牌上仍存在一定差距，自主品牌企業(yè)的發(fā)展還任重道遠(yuǎn)。2.4電梯技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)(1)環(huán)保:綠色理念是電梯發(fā)展總趨勢(shì)。發(fā)展趨勢(shì)主要有:不斷改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)環(huán)保型低能耗、低噪聲、無(wú)漏油、無(wú)漏水、無(wú)電磁干擾、無(wú)井道導(dǎo)軌油漬污染的電梯。電梯曳引采用尼龍合成纖維曳引繩，鋼皮帶等無(wú)潤(rùn)滑油污染曳引方式。電梯裝璜將采用無(wú)(少)環(huán)境污染材料。電梯空載上升和滿載下行電機(jī)再生發(fā)電回收技術(shù)。安裝電梯將無(wú)需安裝手腳架。電梯零件在生產(chǎn)和使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境沒(méi)有影響(如剎車皮一定不能使用石棉)并且材料是可以回收的。(2)藍(lán)牙技術(shù)在電梯上應(yīng)用。安裝過(guò)電梯的人都知道放線、對(duì)線是費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、極容易錯(cuò)的工作。如果控制屏與召喚系統(tǒng)通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線召喚將會(huì)是電梯控制的另一場(chǎng)革命同時(shí)為我們帶來(lái)巨大好處。A安裝期將減少30,以上，其直接好處是降低安裝成本，客戶也因從訂梯到使用電梯周期費(fèi)用減少和提高現(xiàn)金3周轉(zhuǎn)率。B在電梯上使用藍(lán)牙技術(shù)一定會(huì)使電梯控制系統(tǒng)大量使用最新最快微機(jī)，這將會(huì)進(jìn)一步提高電梯整機(jī)可靠性，故障率大大降低，控制精度也進(jìn)一步提高，帶來(lái)的結(jié)果是電梯更加舒適，平層更加準(zhǔn)確。C很好地解決了電梯控制與外圍設(shè)備的兼容和聯(lián)系。特別是可以把電梯和扶梯歸納到大樓管理系統(tǒng)或智能化管理小區(qū)系統(tǒng)中。第3章PLC的發(fā)展3.1PLC的定義可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?？傊删幊炭刂破魇且慌_(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。PLC的特點(diǎn):一、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。二、配套齊全，功能完善適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力4的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。三、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。四、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。五、體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。3.2PLC的發(fā)展階段雖然PLC問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC也迅速發(fā)展，其發(fā)展過(guò)程大致可分三個(gè)階段:1、早期的PLC(60年代末—70年代中期)早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時(shí)的PLC多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時(shí)等。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在I/O接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。因此，早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。其中PLC特有的編程語(yǔ)言—梯形圖一直沿用至今。52、中期的PLC(70年代中期—80年代中，后期)在70年代，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。美國(guó)，日本，德國(guó)等一些廠家先后開(kāi)始采用微處理器作為PLC的中央處理單元(CPU)。這樣，使PLC得功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使PLC得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。3、近期的PLC(80年代中、后期至今)進(jìn)入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開(kāi)發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化.3.3PLC發(fā)展趨勢(shì)1(向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。2(向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展當(dāng)前中小型PLC比較多，為了適應(yīng)市場(chǎng)的多種需要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展?，F(xiàn)已有I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。3(PLC大力開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力為滿足各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求，近年來(lái)不斷開(kāi)發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶CPU和存儲(chǔ)器的智能I/O模塊，既擴(kuò)展了PLC功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了PLC應(yīng)用范圍。4(增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明:在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設(shè)備占45%，輸出設(shè)備占30%，線路占5%。前二項(xiàng)共20%故障屬于PLC的內(nèi)部故障，它6可通過(guò)PLC本身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理;而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。因此，PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外部故障的專用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。5(編程語(yǔ)言多樣化在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，PLC的編程語(yǔ)言也越來(lái)越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語(yǔ)言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語(yǔ)言、面向過(guò)程控制的流程圖語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言(BASIC、C語(yǔ)言等)等。多種編程語(yǔ)言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。3.4PLC基本組成CPU模塊:中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。用戶程序存儲(chǔ)區(qū):用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放用戶編制的用戶程序。不同類型的PLC，其存儲(chǔ)容量各不相同。電源:PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。3.5PLC的工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)(或地址7號(hào))作周期性循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開(kāi)始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。PLC在輸入采樣階段:首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段:按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段:當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過(guò)一定的方式(繼電器、晶體管或晶閘管)輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。第4章電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1電梯的控制要求(1)電梯停在1F時(shí)，按2F或者3F、4F按鈕呼叫，電梯上升到指定樓層(2)電梯停在2F或者3樓、4樓時(shí)，按1樓按鈕，電梯到1樓才停(3)電梯停在3或者4樓下面樓層有按鈕呼叫則到指定樓層(4)電梯停在1樓與4樓之間時(shí)，如果樓上和樓下同時(shí)有人按呼叫按鈕時(shí)，電梯首先到達(dá)較上層樓層在到下面樓層(5)當(dāng)電梯上升或者下降途中，任何反方向的呼叫均無(wú)效(6)電梯內(nèi)有安全警報(bào)呼叫按鈕(7)各樓層?？繒r(shí)間為5秒4.2PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則:1.最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前8就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題。2.保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統(tǒng)安全可靠。例如:應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下(如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等)，也能正常工作。3.力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。4.3PLC的選擇電梯的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電梯的起動(dòng)加速、穩(wěn)速運(yùn)行、制動(dòng)減速起著決定性作用。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響電梯的起動(dòng)、制動(dòng)、加減速度、平層精度、乘座的舒適感等指標(biāo)。由于學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，只能用學(xué)校配套的S7200西門子PLC進(jìn)行模擬。4.4確定輸入輸出設(shè)備9I/O分配如圖4-1輸入地址:內(nèi)呼一層SB1I0.0一層指示燈E1Q0.0內(nèi)呼二層SB2I0.1二層指示燈E2Q0.1內(nèi)呼三層SB3I0.2三層指示燈E3Q0.2內(nèi)呼四層SB4I0.3四層指示燈E4Q0.3一層上行請(qǐng)求開(kāi)關(guān)SB5I0.4一層上呼燈E5Q0.4二層下行請(qǐng)求開(kāi)關(guān)SB6I0.5二層下呼燈E6Q0.5二層上行請(qǐng)求開(kāi)關(guān)SB7I0.6二層上呼燈E7Q0.6三層下行請(qǐng)求開(kāi)關(guān)SB8I0.7三層下呼燈E8Q0.7三層上行請(qǐng)求開(kāi)關(guān)SB9I2.0三層上呼燈E9Q2.0四層下行請(qǐng)求開(kāi)關(guān)SB10I2.1四層下呼燈E10Q2.1一層到位行程開(kāi)關(guān)SQ1I2.2轎廂下降KM1Q2.2二層到位行程開(kāi)關(guān)SQ2I2.3轎廂上升KM2Q2.3三層到位行程開(kāi)關(guān)SQ3I2.4四層到位行程開(kāi)關(guān)SQ4I2.54-1I/O地址分配24V24V1MGNDCOM24V2MGND4-5PLC系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣，主要是由信號(hào)控制系統(tǒng)和為電梯的PLc控制系統(tǒng)的基本圖，主要硬件包括拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖4.1PLC主機(jī)及拓展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操作縱盤、廳外呼梯盤指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動(dòng)系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī)、操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)信號(hào)通過(guò)。PLC輸入接口送入PLC，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器幾召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向拖動(dòng)和門機(jī)控制系統(tǒng)法發(fā)出系統(tǒng)控制信號(hào)。廳外呼叫梯轎廂操作盤指揮層輸安全裝置輸PLC主機(jī)出入調(diào)整器口口CPU存儲(chǔ)器井道裝置拖動(dòng)控制門機(jī)控制10圖4.2電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖4.6系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)有轎廂、開(kāi)關(guān)門機(jī)構(gòu)、曳引機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等組成，如圖4-2拽引機(jī)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)門機(jī)顯示PLC變頻器PG電源圖4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖114.7信號(hào)控制系統(tǒng)梯信號(hào)控制主要是有PLC軟件實(shí)現(xiàn)的。電梯信號(hào)控制如圖4.4:輸入到PLC的控制信號(hào)有運(yùn)行方式選擇、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器光電脈沖、開(kāi)關(guān)門及限位信號(hào)、門區(qū)和平層信號(hào)等。安全保護(hù)信號(hào)運(yùn)行控制信號(hào)運(yùn)行方式選擇呼樓信號(hào)指示內(nèi)指令信號(hào)輸輸出PLC入樓層顯示接接口口外指令信號(hào)運(yùn)行方向指示光電脈沖呼樓鈴開(kāi)關(guān)門控制開(kāi)關(guān)門門區(qū)或平層信號(hào)信號(hào)拖動(dòng)控制系統(tǒng)圖4.3信號(hào)控制框圖12第5章電梯流程控制5.1總流程圖外部按鈕信號(hào)請(qǐng)求寄存器狀態(tài)積存器內(nèi)部軟件執(zhí)行機(jī)構(gòu)外部軟件執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖5.1總流程圖135.2電梯運(yùn)行流程初始化N等待請(qǐng)求有無(wú)平層信號(hào)Y顯示請(qǐng)平層信號(hào)N是否到達(dá)目的層上/下運(yùn)行Y上下行判斷停車消該層信號(hào)有無(wú)同向選層信號(hào)停車消同向選層信號(hào)掃描電梯位置目的層到否下行控制上行控制14返回圖5.2電梯運(yùn)行流程圖5.3電梯上升模式流程圖初始化一層開(kāi)門等待上升請(qǐng)求NY上升Y到最高層下降模式N到目的層停車圖5.3電梯上升運(yùn)行圖155.4電梯下降模式流程圖掃描當(dāng)前層N下降請(qǐng)求Y下降Y到最低層N上升模式目的層NY停車圖5.4電梯下降模式流程圖165.5停車流程圖停車控制程序到站開(kāi)門等待5秒清該層對(duì)應(yīng)指示燈等待5秒關(guān)門返回5.5停車流程圖圖17第六章展望在現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展中,一幢幢高樓拔地而起。電梯是樓房里上下運(yùn)送乘客或貨物的垂直運(yùn)輸設(shè)備。綠色化從減少環(huán)境污染的角度講，“綠色”新概念將成為21世紀(jì)的主流色調(diào)，一個(gè)全球性的綠色市場(chǎng)為企業(yè)的世紀(jì)誰(shuí)先推出綠色產(chǎn)品，搶發(fā)展提供了廣闊的空間，占綠色營(yíng)銷市場(chǎng)，就能掌握競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。綠色理念是電梯發(fā)展總趨勢(shì)。發(fā)展趨勢(shì)主要有如下:不斷改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)環(huán)保型低能耗、低噪聲、無(wú)漏油、無(wú)漏水、無(wú)電磁干擾、無(wú)井道導(dǎo)軌油漬污染的電梯。電梯曳引采用尼龍合成纖維曳引繩、鋼皮帶等無(wú)潤(rùn)滑油污染曳引方式。電梯裝璜將采用無(wú)(少)環(huán)境污染材料、電梯空載上升和滿載下行電機(jī)再生發(fā)電回收技術(shù)，安裝電梯將無(wú)需安裝腳手架，電梯零件在生產(chǎn)和使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境沒(méi)有影響(如剎車皮一定不能使用石棉)并且材料是可以回收的降低能耗減少電梯能耗的措施是多方面的。主要包括:選擇減小電梯機(jī)械系統(tǒng)的慣性和磨擦阻力;合理運(yùn)用對(duì)重和平衡重。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)從永磁同步電機(jī)工作原理可知其勵(lì)磁