四層電梯畢業(yè)論文

1、<p><b>　　鄭 重 聲 明</b></p><p>　　本人呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。</p>

2、<p>　　本人簽名： 日期： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　電梯在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯已成為重要的運(yùn)輸設(shè)備之一。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的電梯控制是由繼電器、接觸器構(gòu)成的。它不僅存在著可靠性差、成本高、故障率高等缺點(diǎn),而且在層數(shù)增加時(shí),配線變化給制造及

3、安裝帶來(lái)諸多不便。用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯電氣系統(tǒng)的控制，大大的提高了系統(tǒng)控制的優(yōu)越性，降低了成本，減小電氣控制系統(tǒng)的的故障率。</p><p>　　該課題的設(shè)計(jì)任務(wù)利用可編程控制器（PLC）進(jìn)行電梯的電氣系統(tǒng)的控制，該課題的設(shè)計(jì)思路是采用邏輯控制原理，根據(jù)控制的要求和電梯自身的運(yùn)輸規(guī)律，響應(yīng)隨機(jī)的外部呼叫信號(hào)。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)分析，選用三菱FX2N型PLC實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)電梯電氣控制系統(tǒng)的整個(gè)程序設(shè)計(jì)的過(guò)程,并主要闡述了三個(gè)方面：系

4、統(tǒng)的控制要求、系統(tǒng)配置、軟件設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的核心控制部分采用的是軟件程序控制，從而在保證電梯正常運(yùn)行這個(gè)要求的情況下，大大的提高了電梯故障檢查與維修的方便性和容易性，同時(shí)還克服了手動(dòng)操作所帶來(lái)的一些人為干擾因素，取得了良好的預(yù)期效果。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電梯；PLC；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì) </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p>

5、<p>　　Elevator is widely applied in the national economy and life. The elevator has become one of the important transport equipment. Traditional domestic elevator control is composed of a relay, contactor. It is n

6、ot only the existence of poor reliability, high cost, high failure rate and shortcomings, but also in layers increases, changes to the wiring and installation of manufacturing has brought a lot of inconvenience. To achie

7、ve control of the elevator electrical system with PLC. Greatly improve th</p><p>　　The subject of design tasks using the programmable controller (PLC) for electrical control freight elevator, the subject of

8、design thinking is the logic control principle, according to the transport rule control requirements and its own elevator, in response to random external call signal. Through the design analysis, selection of Mitsubishi

9、FX2N type PLC electric control system offreight elevators throughout the design process, and mainly discusses three aspects: the requirements of the control</p><p>　　Key words：elevator ;PLC ;control system ;

10、 design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 電梯的發(fā)展背景1</p><p>　　1.2 電梯的基本結(jié)構(gòu)2</p><p>　　1.3 電梯的工作原理3</

11、p><p>　　第2章 可編程控制器的簡(jiǎn)介5</p><p>　　2.1 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展5</p><p>　　2.2 PLC的特點(diǎn)6</p><p>　　2.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)8</p><p>　　第3章 可編程控制器的機(jī)型選用12</p><p>　　3.1 基于P

12、LC的電梯電氣控制系統(tǒng)的分析12</p><p>　　3.2 輸入輸出分配13</p><p>　　3.3 機(jī)型的確定13</p><p>　　第4章 硬件和軟件設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.1 電梯的曳引電機(jī)及門(mén)電機(jī)電路圖14</p><p>　　4.2 PLC接線圖15</p>

13、<p>　　4.3 程序流程圖16</p><p>　　4.4 程序語(yǔ)句17</p><p>　　第5章 程序運(yùn)行28</p><p>　　5.1 電梯安裝調(diào)試28</p><p>　　5.2 程序的調(diào)試與運(yùn)行監(jiān)控28</p><p>　　5.3 PLC運(yùn)用注意事項(xiàng)29</p

14、><p>　　5.4 PLC控制系統(tǒng)的外部干擾30</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　致謝34</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 電梯的發(fā)展背景<

15、;/p><p>　　電梯進(jìn)入人們的生活已經(jīng)150年了。一個(gè)半世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨，翻天覆地的是歷史的變遷，永恒不變的是電梯提升人類(lèi)生活質(zhì)量的承諾。</p><p>　　1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，美國(guó)人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明。他站在裝滿(mǎn)貨物的升降梯平臺(tái)上，命令助手將平臺(tái)拉升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號(hào)，令助手用利斧砍斷了升降梯的

16、提拉纜繩。令人驚訝的是，升降梯并沒(méi)有墜毀，而是牢牢地固定在半空中——奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用?！耙磺邪踩壬鷤?。”站在升降梯平臺(tái)上的奧的斯先生向周?chē)^看的人們揮手致意。誰(shuí)也不會(huì)想到，這就是人類(lèi)歷史上第一部安全升降梯[1]。</p><p>　　人類(lèi)利用升降工具運(yùn)輸貨物、人員的歷史非常悠久。早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔時(shí)就使用了最原始的升降系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的基本原理至今仍無(wú)變化,即一個(gè)平

17、衡物下降的同時(shí)，負(fù)載平臺(tái)上升。早期的升降工具基本以人力為動(dòng)力。1203年，在法國(guó)海岸邊的一個(gè)修道院里安裝了一臺(tái)以驢子為動(dòng)力的起重機(jī)，這才結(jié)束了用人力運(yùn)送重物的歷史。英國(guó)科學(xué)家瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)后，起重機(jī)裝置開(kāi)始采用蒸汽為動(dòng)力。緊隨其后，威廉·湯姆遜研制出用液壓驅(qū)動(dòng)的升降梯，液壓的介質(zhì)是水。在這些升降梯的基礎(chǔ)上，一代又一代富有創(chuàng)新精神的工程師們?cè)诓粩喔倪M(jìn)升降梯的技術(shù)。然而，一個(gè)關(guān)鍵的安全問(wèn)題始終沒(méi)有得到解決，那就是一旦升降梯拉升纜繩

18、發(fā)生斷裂時(shí)，負(fù)載平臺(tái)就一定會(huì)發(fā)生墜毀事故[2]。</p><p>　　奧的斯先生的發(fā)明徹底改寫(xiě)了人類(lèi)使用升降工具的歷史。從那以后，搭乘升降梯不再是“勇敢者的游戲”了，升降梯在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。1889年12月，美國(guó)奧的斯電梯公司制造出了名副其實(shí)的電梯，它采用直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)蝸輪減速器帶動(dòng)卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。1892年，美國(guó)奧的斯公司開(kāi)始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動(dòng)繩索的操縱方式

19、，為操縱方式現(xiàn)代化開(kāi)了先河。</p><p>　　生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。150多年來(lái)，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新——手柄開(kāi)關(guān)操縱、按鈕控制、信號(hào)控制、集選控制、人機(jī)對(duì)話(huà)等等，多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢(shì)；變速式自動(dòng)人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時(shí)間；不同外形——三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光

20、電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。如今，以美國(guó)奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風(fēng)姿，仍在繼續(xù)進(jìn)行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)。調(diào)頻門(mén)控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機(jī)節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)?！豢羁罴{了人類(lèi)在機(jī)械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競(jìng)相問(wèn)世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好[3]。</p><p>　　中國(guó)最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，

21、是美國(guó)奧的斯公司于1901年安裝的。1932年由美國(guó)奧的斯公司安裝在天津利順德酒店的電梯至今還在安全運(yùn)轉(zhuǎn)著。1951年，黨中央提出要在天安門(mén)安裝一臺(tái)由我國(guó)自行制造的電梯，天津從慶生電機(jī)廠榮接此任，四個(gè)月后不辱使命，順利地完成了任務(wù)。十一屆三中全會(huì)后，沐浴著改革開(kāi)放的春風(fēng)，我國(guó)電梯業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。如今，在我國(guó)任何一個(gè)城市，電梯都在被廣泛應(yīng)用著。電梯給人們的生活帶來(lái)了便利，也為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強(qiáng)大的保障。</p&

22、gt;<p>　　1.2 電梯的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　電梯是機(jī)電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品,機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體,電器部分相當(dāng)于人的神經(jīng)。機(jī)與電的高度合一,使電梯成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜和產(chǎn)品。對(duì)于電梯的結(jié)構(gòu)而言,傳統(tǒng)的方法是分為機(jī)械部分和電氣部分,但以功能系統(tǒng)來(lái)描述,則更能反映電梯的特點(diǎn)。下面簡(jiǎn)單介紹電梯機(jī)械部分的結(jié)構(gòu),而我們的主要目的是怎樣來(lái)控制它[4]。</p><p>

23、;<b>　　(1) 曳引系統(tǒng)</b></p><p>　　曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。</p><p><b>　　(2) 導(dǎo)向系統(tǒng)</b></p><p>　　導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)

24、向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。</p><p><b>　　(3) 轎廂</b></p><p>　　轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。</p><p><b>　　(4) 門(mén)系統(tǒng)</b></p><p>　　門(mén)系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。

25、門(mén)系統(tǒng)由轎廂門(mén)，層門(mén)，開(kāi)門(mén)機(jī)，門(mén)鎖裝置組成。</p><p>　　(5) 重量平衡系統(tǒng)</p><p>　　系統(tǒng)的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動(dòng)正常。系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。</p><p>　　(6) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力

26、，實(shí)行電梯速度控制。電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成。</p><p>　　(7) 電氣控制系統(tǒng)</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜)，平層裝置，選層器等組成。</p><p>　　(8) 安全保護(hù)系統(tǒng)</p><p&g

27、t;　　保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。由電梯限速器、安全鉗、緩沖器、安全觸板、層門(mén)門(mén)鎖、限位開(kāi)關(guān)裝置組成[5]。</p><p>　　1.3 電梯的工作原理 </p><p>　　電梯的工作原理是由曳引繩兩端分別連著轎廂和對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到運(yùn)輸目的。

28、固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動(dòng)。常閉塊式制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動(dòng)，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，對(duì)重用來(lái)平衡轎廂載荷、減少電動(dòng)機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來(lái)補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動(dòng)中的張力和重量變化，使曳引電動(dòng)機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確停靠。電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)完成選層、平層、測(cè)

29、速。指示呼叫系統(tǒng)隨時(shí)顯示轎廂的運(yùn)動(dòng)方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全[6]。</p><p>　　(1) 電梯在各服務(wù)層站設(shè)有層門(mén)、轎廂運(yùn)行方向指示燈、數(shù)學(xué)顯示轎廂、運(yùn)行位置指層器和召喚電梯按鈕。電梯召喚按鈕使用時(shí)，上樓按上方向按鈕，下樓掀按下方向按鈕。</p><p>　　(2) 轎廂到達(dá)時(shí)，層樓方向指示即顯示轎廂的運(yùn)動(dòng)方向，乘客判斷欲往方向和確定電梯正常后進(jìn)入轎廂，注意門(mén)扇的

30、關(guān)閉，勿在層門(mén)口與轎廂門(mén)口對(duì)接處逗留。</p><p>　　(3) 轎廂內(nèi)有位置顯示器、操縱盤(pán)及開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕和層樓選層按鈕。進(jìn)入轎廂后，先按欲往層樓的選層按鈕。若要轎廂門(mén)立即關(guān)閉，可先按關(guān)門(mén)按鈕。轎廂層樓位置指示燈顯示抵達(dá)層樓并待轎廂門(mén)開(kāi)啟后即可離開(kāi)。</p><p>　　第2章 可編程控制器的簡(jiǎn)介</p><p>　　2.1 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展</p>

31、;<p>　　在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點(diǎn)，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。</p><p>　　1968年美國(guó)通用汽車(chē)公司（G.M）為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換

32、電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。于是就設(shè)想將計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性好等優(yōu)點(diǎn)與電器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。</p><p>　　1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國(guó)通用汽車(chē)公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺(tái)可編程控制器，并在通用汽車(chē)公司的自動(dòng)裝配線上試

33、用，取得很好的效果。從此這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)[7]。</p><p>　　早期的可編程控制器僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，只是用來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱(chēng)為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ）。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。<

34、/p><p>　　20世紀(jì)80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強(qiáng)，同時(shí)可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測(cè)更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使PLC真正成為具有邏輯控制、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實(shí)的多功能控制器[8]。</p>

35、<p>　　自從第一臺(tái)PLC出現(xiàn)以后，日本、德國(guó)、法國(guó)等也相繼開(kāi)始研制PLC，并得到了迅速的發(fā)展。目前，世界上有200多家PLC廠商，400多品種的PLC產(chǎn)品，按地域可分成美國(guó)、歐洲、和日本等三個(gè)流派產(chǎn)品，各流派PLC產(chǎn)品都各具特色，如日本主要發(fā)展中小型PLC，其小型PLC性能先進(jìn)，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格便宜，在世界市場(chǎng)上占用重要地位。著名的PLC生產(chǎn)廠家主要有美國(guó)的A-B（Allen-Bradly）公司、GE（General El

36、ectric）公司，日本的三菱電機(jī)（Mitsubishi Electric）公司、歐姆龍（OMRON）公司，德國(guó)的AEG公司、西門(mén)子（Siemens）公司，法國(guó)的TE（Telemecanique）公司等[9]。</p><p>　　我國(guó)的PLC研制、生產(chǎn)和應(yīng)用也發(fā)展很快，尤其在應(yīng)用方面更為突出。在20世紀(jì)70年代末和80年代初，我國(guó)隨國(guó)外成套設(shè)備、專(zhuān)用設(shè)備引進(jìn)了不少?lài)?guó)外的PLC。此后，在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中

37、，PLC的應(yīng)用逐年增多，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，PLC 在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平起到了巨大的作用。目前，我國(guó)不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC，如遼寧無(wú)線電二廠、無(wú)錫華光電子公司、上海香島電機(jī)制造公司、廈門(mén)A-B公司等。</p><p>　　從近年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，在世界范圍內(nèi)PLC產(chǎn)品的產(chǎn)量、銷(xiāo)量、用量高居工業(yè)控制裝置榜首，而且市場(chǎng)需求量一直以每年15%的比率上升。PLC已成為工業(yè)自動(dòng)化控制

38、領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的通用工業(yè)控制裝置[10]。</p><p>　　2.2 PLC的特點(diǎn)</p><p>　　PLC技術(shù)之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動(dòng)化的客觀需要外，主要是因?yàn)樗哂性S多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它較好地解決了工業(yè)領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。主要有以下特點(diǎn)：</p><p>　　(1) 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)</p><p

39、>　　傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。</p><p>　　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)，

40、具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。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

41、障自診斷保護(hù)?？煽啃愿?、抗干擾能力強(qiáng)是PLC最重要的特點(diǎn)之一。PLC的平均無(wú)故障時(shí)間可達(dá)幾十萬(wàn)個(gè)小時(shí) ，之所以有這么高的可靠性，是由于它采用了一系列的硬件和軟件的抗干擾措施：</p><p>　　硬件方面：I/O通道采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源對(duì)PLC的影響；對(duì)供電電源及線路采用多種形式的濾波，從而消除或抑制了高頻干擾；對(duì)CPU等重要部件采用良好的導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽，以減少空間電磁干擾；對(duì)有些模塊設(shè)置

42、了聯(lián)鎖保護(hù)、自診斷電路等。</p><p>　　軟件方面：PLC采用掃描工作方式，減少了由于外界環(huán)境干擾引起故障；在PLC系統(tǒng)程序中設(shè)有故障檢測(cè)和自診斷程序，能對(duì)系統(tǒng)硬件電路等故障實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和判斷；當(dāng)由外界干擾引起故障時(shí)，能立即將當(dāng)前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定的讀寫(xiě)操作，一旦外界環(huán)境正常后，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來(lái)的工作[11]。</p><p>　　(2) 編程簡(jiǎn)單、使用

43、方便</p><p>　　目前，大多數(shù)PLC采用的編程語(yǔ)言是梯形圖語(yǔ)言，它是一種面向生產(chǎn)、面向用戶(hù)的編程語(yǔ)言。梯形圖與電器控制線路圖相似，形象、直觀，不需要掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)，很容易讓廣大工程技術(shù)人員掌握。當(dāng)生產(chǎn)流程需要改變時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)改變程序，使用方便、靈活。同時(shí)，PLC編程器的操作和使用也很簡(jiǎn)單。這也是PLC獲得普及和推廣的主要原因之一。</p><p>　　(3) 硬件配套齊全，功能完善

44、，適用性強(qiáng)</p><p>　　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，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶(hù)選用，用戶(hù)能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(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

45、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。</p><p>　　(4) 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎</p><p>　　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

46、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(mén)。</p><p>　　(5) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造</p><p>　　PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。

47、對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多[12]。</p><p>　　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。PLC的用戶(hù)程序大部分可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試，縮短了應(yīng)用設(shè)計(jì)和調(diào)試周期。在維修方面，由于PLC的故障率極

48、低，維修工作量很??；而且PLC具有很強(qiáng)的自診斷功能，如果出現(xiàn)故障，可根據(jù)PLC上指示或編程器上提供的故障信息，迅速查明原因，維修極為方便。</p><p>　　(6) 體積小，重量輕，能耗低</p><p>　　以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的1/2~1/10。它的重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很

49、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[13]。</p><p>　　2.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。</p&

50、gt;<p>　　(1) CPU的構(gòu)成</p><p>　　CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶(hù)程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控

51、制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。</p><p>　　CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。</p><p>　　在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指

52、令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，I/O數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。</p><p><b>　　(2) 存儲(chǔ)器</b></p><p>　　存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程

53、序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。</p><p><b>　　(3) I/O模塊</b></p><p>　　PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（DI），

54、開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。</p><p><b>　　(4) 電源模塊</b></p><p>　　PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類(lèi)型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。</p><p>&

55、lt;b>　　(5) 底板或機(jī)架</b></p><p>　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。</p><p>　　(6) PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備</p><p>　　編程設(shè)備：編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的

56、器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。</p><p>　　人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及[14]。</p><p

57、>　　2.4 PLC的工作原理</p><p>　　PLC工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。</p><p>　　(1) 輸入處理階段</p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以?huà)呙璺绞揭来蔚刈x入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將

58、它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。</p><p>　　(2) 程序執(zhí)行階段</p><p>　　在用戶(hù)程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順

59、序依次地掃描用戶(hù)程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。</p><p>　　即在用戶(hù)程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)

60、據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。</p><p>　　(3) 輸出處理階段</p><p>　　當(dāng)掃描用戶(hù)程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸

61、出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出[15]。</p><p>　　第3章 可編程控制器的機(jī)型選用</p><p>　　3.1 基于PLC的電梯電氣控制系統(tǒng)的分析</p><p>　　在PLC運(yùn)行過(guò)程中，其CPU與各設(shè)備之間的信息交換、用戶(hù)程序的執(zhí)行、信號(hào)采集、

62、控制量的輸出等操作都是按照固定的順序以循環(huán)掃描的方式進(jìn)行的，每個(gè)循環(huán)都要對(duì)所有功能進(jìn)行查詢(xún)、判斷和操作。這種順序和格式不能人為改變。通常一個(gè)掃描周期，基本要完成六個(gè)步驟的工作，包括運(yùn)行監(jiān)視、與編程器交換信息、與數(shù)字處理器交換信息、與通訊處理器交換信息、執(zhí)行用戶(hù)程序和輸入輸出接口服務(wù)等。在一個(gè)周期內(nèi)，CPU對(duì)整個(gè)用戶(hù)程序只執(zhí)行一遍。這種機(jī)制有其方便的一面，但實(shí)時(shí)性差。過(guò)長(zhǎng)的掃描時(shí)間，直接影響系統(tǒng)對(duì)信號(hào)響應(yīng)的效果，在保證控制功能的前提下，最

63、大限度地縮短CPU的周期掃描時(shí)間是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題。一般只能從用戶(hù)程序執(zhí)行時(shí)間最短采取方法。電梯邏輯控制部分的程序掃描時(shí)間已超過(guò)10ms，盡管采取了一些減少程序掃描時(shí)間的辦法，但仍無(wú)法將掃描時(shí)間降到10ms以下。同時(shí)，制動(dòng)段曲線采用按距離原則，每段距離到的響應(yīng)時(shí)間也不宜超過(guò)10ms。為滿(mǎn)足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，在速度曲線的產(chǎn)生方式中，采用中斷方法，從而有效地克服了PLC掃描機(jī)制的限制[16]。</p><p>　　起

64、動(dòng)加速運(yùn)行由定周期中斷服務(wù)程序完成。這種中斷不能由程序進(jìn)行開(kāi)關(guān)，一旦設(shè)定，就一直按設(shè)定時(shí)間間隔循環(huán)中斷，所以，起動(dòng)運(yùn)行條件需放在中斷服務(wù)程序中，在不滿(mǎn)足運(yùn)行條件時(shí)，中斷即返回。</p><p>　　為保證制動(dòng)過(guò)程的完成，需在主程序中進(jìn)行制動(dòng)條件判斷和減速點(diǎn)確定。在減速點(diǎn)確定之前，電梯一直處于加速或穩(wěn)速運(yùn)行過(guò)程中。加速過(guò)程由固定周期中斷完成，加速到對(duì)應(yīng)模式的最大值之后，加速程序運(yùn)行條件不再滿(mǎn)足，每次中斷后，不再執(zhí)行

65、加速程序，直接從中斷返回。電梯以對(duì)應(yīng)模式的最大值運(yùn)行，在該模式減速點(diǎn)到后，產(chǎn)生高速計(jì)數(shù)中斷，執(zhí)行減速服務(wù)程序。在該中斷服務(wù)程序中修改計(jì)數(shù)器設(shè)定值的條件，保證下次中斷執(zhí)行[17]。</p><p>　　在PLC的內(nèi)部寄存器中，減速曲線表的數(shù)值由大到小排列，每次中斷都執(zhí)行一次“表指針加1操作，則下一次中斷的查表值將小于本次中斷的查表值。門(mén)區(qū)和平層區(qū)的判斷均由外部信號(hào)給出，以保證減速過(guò)程的可靠性。</p>

66、<p>　　由于電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)、行程信號(hào)進(jìn)行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機(jī)的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機(jī)邏輯控制。即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號(hào)，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)的控制電梯的運(yùn)行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送PLC的計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行控制。同時(shí)，每層樓設(shè)置一個(gè)接近開(kāi)關(guān)用于檢測(cè)系統(tǒng)的樓層信號(hào)。</p><p>　　為便于觀察，對(duì)

67、電梯的運(yùn)行方向以及電梯所在的樓層進(jìn)行顯示，采用LED和發(fā)光管顯示，而對(duì)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)以指示燈顯示(開(kāi)關(guān)上帶有指示燈)。</p><p>　　3.2 輸入輸出分配</p><p>　　輸入信號(hào)有：內(nèi)呼信號(hào)4個(gè)，外呼信號(hào)6個(gè)，開(kāi)關(guān)門(mén)信號(hào)2個(gè)，轎廂平層信號(hào)4個(gè)，開(kāi)關(guān)門(mén)限位2個(gè)，上下極限位2個(gè)，緊急呼叫信號(hào)1個(gè)，共計(jì)21個(gè)。</p><p>　　輸出信號(hào)有：內(nèi)呼信號(hào)

68、指示4個(gè)，外呼信號(hào)指示6個(gè)，轎廂上下行2個(gè)，轎廂上下行指示2個(gè)，門(mén)電機(jī)開(kāi)關(guān)2個(gè)，轎廂所在樓層指示6個(gè)，報(bào)警顯示1個(gè)，共計(jì)24個(gè)。</p><p>　　3.3 機(jī)型的確定</p><p>　　三菱FX2N-48MR-001技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　合計(jì)總數(shù)48點(diǎn)－24點(diǎn)輸入，DC24V，24點(diǎn)繼電器輸出；尺寸（mm）：182×87×90。&l

69、t;/p><p>　　FX2N-48MR-001系列PLC的功能。</p><p>　　(1) 集成型,高性能</p><p>　　CPU,電源,輸入,輸出四為一體。對(duì)6種基本單元，可以以最小8點(diǎn)為單位連接輸入輸出擴(kuò)展設(shè)備，最大可以擴(kuò)展輸入輸出256點(diǎn)。</p><p><b>　　(2) 高速運(yùn)算</b></p>

70、;<p>　　內(nèi)置8000步RAM存儲(chǔ)器。安裝存儲(chǔ)盒后，最大可以擴(kuò)展到16000步。</p><p>　　(3) 豐富的軟元件范圍</p><p>　　輔助繼電器：3072點(diǎn)；定時(shí)器：256點(diǎn)；計(jì)數(shù)器：235點(diǎn)，數(shù)據(jù)寄存器：8000點(diǎn)[18]。</p><p>　　根據(jù)PLC機(jī)型選擇的基本原則，本設(shè)計(jì)選擇了三菱公司FX2N-48-MR-001系列PLC

71、。</p><p>　　第4章 硬件和軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 電梯的曳引電機(jī)及門(mén)電機(jī)電路圖</p><p>　　圖4.1是交流雙速電梯的主電路圖。KM1、KM2為電梯上下行電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯上、下行控制；KM3、KM4為開(kāi)關(guān)門(mén)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯開(kāi)關(guān)門(mén)；QS為電動(dòng)機(jī)接線總開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)QS開(kāi)關(guān)，電梯停止運(yùn)行；FU為電梯安全保險(xiǎn)

72、盒，當(dāng)電梯超重運(yùn)行時(shí)，F(xiàn)U1就會(huì)斷開(kāi)，確保電梯安全運(yùn)行。當(dāng)KM1或者KM2通電吸合時(shí)，電梯將進(jìn)行上行或下行啟動(dòng)，當(dāng)KM3或KM4通電吸合時(shí)，門(mén)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)動(dòng)作；在軟件的設(shè)置當(dāng)中，必須嚴(yán)格考慮電梯上下行電機(jī)和開(kāi)關(guān)門(mén)電機(jī)的互鎖，也就是當(dāng)電梯上下行動(dòng)作時(shí)必須斷開(kāi)開(kāi)門(mén)電機(jī)的動(dòng)作，當(dāng)電梯平層時(shí)，門(mén)電機(jī)開(kāi)啟的過(guò)程中電梯上下行電機(jī)必須被斷開(kāi)，保證乘客安全進(jìn)出轎廂。</p><p>　　圖4.1 電梯的主電路圖&

73、lt;/p><p>　　4.2 PLC接線圖</p><p>　　表4.1為PLC輸入輸出分配表，圖4.2為PLC接線圖。X000～X024為輸入信號(hào)，Y000～Y027為輸出信號(hào)，其中Y020～Y027分別按順序接數(shù)碼管的A～G顯示轎廂所在樓層。輸入端的公共端COMI接地，輸出端的公共端COMⅡ接+24V電源。</p><p>　　表4.1 輸入輸出分配表<

74、/p><p>　　圖4.2 PLC輸入輸出接線圖</p><p>　　4.3 程序流程圖</p><p>　　圖4.3為電氣控制系統(tǒng)的程序流程圖。</p><p>　　假設(shè)電梯停于一樓，則D0中的值為1。此時(shí)如果按下三樓向上按鈕，則D9中賦值為3。然后就將D9中的值與D0中的值相比較，顯然D9大于D0，電梯上行。如果在上行過(guò)程中如果按下二樓向

75、上按鈕，則先停于二樓，再上行至三樓。如果在上行過(guò)程中按下二樓向下按鈕，由于是反向信號(hào)，所以電梯先去三樓，所有的上行信號(hào)均響應(yīng)以后再響應(yīng)下行信號(hào)。如果按下四樓向下按鈕，則電梯完成其他外呼向上信號(hào)以后就上行至四樓。電梯到達(dá)四樓后，如果同時(shí)按下一樓向上按鈕、二樓向上按鈕、三樓向上按鈕，則轎廂首先下行至一樓響應(yīng)最遠(yuǎn)反向呼信號(hào)。然后再上行至二樓、三樓。</p><p>　　圖4.3 程序流程圖</p>&l

76、t;p><b>　　4.4 程序語(yǔ)句</b></p><p>　　1.內(nèi)呼信號(hào)輸入及存儲(chǔ)程序</p><p>　　編程思路：以一樓內(nèi)呼為例，按下X000按鈕，則Y000被接通并保持，直到電梯到達(dá)一樓時(shí)利用X014常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)Y000。在按下X000的同時(shí)D1賦值為1，從而實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能。當(dāng)Y000失電時(shí)，D1和M0、M1、M2被清零。</p>&l

77、t;p>　　梯形圖如圖4.4所示。</p><p>　　圖4.4 內(nèi)呼信號(hào)輸入及存儲(chǔ)程序梯形圖</p><p>　　2.外呼信號(hào)輸入及存儲(chǔ)程序</p><p>　　編程思路：以二樓向上外呼信號(hào)為例，如果電梯不在二樓，此時(shí)按下X006，D7賦值為2，M106得電并保持。如果此時(shí)電梯為下行，則M106、Y017常開(kāi)閉合，Y006得電并且在電梯下降過(guò)程中一直保持。

78、如果電梯處于上行階段，則M106、Y016常開(kāi)閉合，Y006得電并保持，直到電梯上行到二樓時(shí)失電。Y006失電時(shí)，D7和M18、M19、M20被清零。</p><p>　　梯形圖如圖4.5所示。</p><p>　　圖4.5 外呼信號(hào)輸入及存儲(chǔ)程序梯形圖</p><p>　　3.轎廂停于某層時(shí)，所在樓層存于D0并用數(shù)碼管顯示程序</p><p&

79、gt;　　編程思路：轎廂停于某層時(shí)，該樓層平層開(kāi)關(guān)被接通，為D0賦予對(duì)應(yīng)的值。</p><p>　　梯形圖如圖4.6所示。</p><p>　　圖4.6 轎廂停于某層時(shí)，所在樓層存于D0并用數(shù)碼管顯示程序梯形圖</p><p>　　4.比較判斷轎廂上下行程序</p><p>　　（1）比較程序：下某樓層按鈕則將該按鈕所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中的值

80、與轎廂所在樓層數(shù)據(jù)寄存器D0中的值進(jìn)行比較，從而可以判斷上下行。</p><p>　?。?）判斷上下行程序：當(dāng)D1到D10中任一數(shù)據(jù)寄存器中的值大于D0中的值，則轎廂上行；當(dāng)D1到D10中任一數(shù)據(jù)寄存器中的值小于D0中的值，則轎廂下行。如果當(dāng)D1到D10中任一數(shù)據(jù)寄存器中的值既有大于D0的，又有小于D0的，則轎廂上下行以第一次按下按鈕所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中的值與D0的比較結(jié)果而得。</p><p

81、>　　梯形圖如圖4.7所示。</p><p>　　圖4.7 比較判斷轎廂上下行程序梯形圖</p><p><b>　　5.補(bǔ)充程序</b></p><p>　　編程思路：電梯停于某層時(shí)，按下當(dāng)前層外呼信號(hào)啟動(dòng)開(kāi)門(mén)程序。否則一旦轎廂停止上下行，電梯外面的人就無(wú)法進(jìn)入轎廂。</p><p>　　梯形圖如圖4.8所示。

82、</p><p>　　圖4.8 電梯停于某層時(shí)，按下當(dāng)前層外呼信號(hào)啟動(dòng)開(kāi)門(mén)程序梯形圖</p><p><b>　　6.開(kāi)關(guān)門(mén)程序</b></p><p>　　編程思路：電梯未平層時(shí)，M30得電，此時(shí)手動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕X012和X013按下均無(wú)效，M31和M32不得電。電梯平層時(shí)，M33得電，轎廂門(mén)打開(kāi)，延時(shí)3S后，自動(dòng)關(guān)閉。</p>

83、<p>　　程序中C0、C1的重要作用：</p><p>　　在程序中C0、C1的作用是保證每次平層時(shí)只有一次開(kāi)關(guān)門(mén)，防止轎廂一直上升或下降而不執(zhí)行平層開(kāi)關(guān)門(mén)程序，同時(shí)也防止電梯一直處于開(kāi)關(guān)門(mén)狀態(tài)。</p><p>　　電梯平層以后，按下開(kāi)門(mén)按鈕或者開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)被觸發(fā)則C0得電；按下關(guān)門(mén)按鈕或者關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)被觸發(fā)并且C0得電時(shí)，C1得電。</p><p>

84、;　　在電梯上升或降價(jià)過(guò)程中即電梯未平層時(shí)C0清零。當(dāng)電梯平層并且C0被清零時(shí)，C1清零。程序運(yùn)行時(shí)，首先開(kāi)關(guān)門(mén)一次，所以C0、C1得電。</p><p>　　梯形圖如圖4.9所示。</p><p>　　圖4.9 開(kāi)關(guān)門(mén)程序梯形圖</p><p>　　7.電梯轎廂上行程序</p><p>　　編程思路：在比較判斷出轎廂上行以后，執(zhí)行以下程序

85、。首先是內(nèi)呼信號(hào)，如果電梯在一樓，按下X001則M3接通，此時(shí)C1是接通的，所以M40得電并自鎖直到轎廂在二樓平層時(shí)失電。如果電梯在一樓或二樓，按下X002則M6接通，M41得電并自鎖直到轎廂到達(dá)三樓時(shí)失電。如果電梯在一樓、二樓或三樓，按下X003則M9接通，M42得電并自鎖直到轎廂到達(dá)四樓時(shí)失電。外呼信號(hào)上行與內(nèi)呼信號(hào)上行原理相同，只是加上外呼信號(hào)之后，需要給外呼信號(hào)和內(nèi)呼信號(hào)之間加上互鎖。至于最遠(yuǎn)反向呼功能：如果電梯在一樓，按下二樓

86、向下X005，則M72得電，電梯上行；如果再按下X007，則M72失電，M71得電，電梯到二樓不停下繼續(xù)上行；如果再按下X011，則M71失電，M70得電，電梯直接運(yùn)行至四樓。</p><p>　　需要注意的是：在最遠(yuǎn)反向呼程序里需要加入內(nèi)呼信號(hào)和外呼信號(hào)的互鎖。</p><p>　　梯形圖如圖4.10所示。</p><p>　　圖4.10 轎廂上行程序梯形圖&l

87、t;/p><p><b>　　8.轎廂下行程序</b></p><p>　　編程思路和轎廂上行程序一樣，梯形圖如圖4.11所示。</p><p>　　圖4.11 轎廂下行程序梯形圖</p><p><b>　　第5章 程序運(yùn)行</b></p><p>　　電梯 PLC 程序應(yīng)

88、在未帶載情況下模擬調(diào)試好，在接觸器等輸出狀態(tài)正確后，再將電機(jī)接上，調(diào)試完成后，則進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝，并進(jìn)行運(yùn)行運(yùn)行調(diào)試，確定參數(shù)，完善程序，最后交付運(yùn)行使用。</p><p>　　5.1 電梯安裝調(diào)試</p><p>　　安裝調(diào)試過(guò)程是一個(gè)比較復(fù)雜且耗時(shí)間的過(guò)程，首先要確定器件型號(hào)，選擇器件型號(hào)除了要考慮機(jī)械設(shè)備、電壓、電流外，還要考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用及美觀問(wèn)題 。所有的器件都備好后，接下來(lái)就是安裝，

89、主電路及 PLC 都裝在控制柜內(nèi)，這就要考慮互相干擾的問(wèn)題，按鈕、指示燈或數(shù)碼顯示也按照同樣原則接線，所有的元器件都按照一定的編號(hào)安裝好后，確保無(wú)誤后，就可以調(diào)試了，由于調(diào)試過(guò)程中，輸入輸出點(diǎn)比較多，且完成一個(gè)動(dòng)作所涉及的開(kāi)關(guān)、按鈕、輸出顯示也比較多，所以這里不一一說(shuō)明，只對(duì)程序的運(yùn)行調(diào)試和監(jiān)控加以說(shuō)明。</p><p>　　5.2 程序的調(diào)試與運(yùn)行監(jiān)控</p><p>　　程序的調(diào)試及

90、運(yùn)行監(jiān)控是程序開(kāi)發(fā)的重要環(huán)節(jié)，很少有程序一經(jīng)編制就是完善的，只有經(jīng)過(guò)試運(yùn)行甚至現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行才能發(fā)現(xiàn)程序中不合理的地方并且進(jìn)行修改。GX-DeveloperV7.0具有監(jiān)控功能，可用于程序的調(diào)試及監(jiān)控。如圖5.1，圖5.2。</p><p>　　圖5.1 程序的調(diào)試及監(jiān)控</p><p>　　圖5.2 程序的調(diào)試及監(jiān)控</p><p>　　5.3 PLC運(yùn)用注意事項(xiàng)

91、</p><p>　　PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設(shè)備，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，盡管有如上所述的可靠性較高，抗干擾能力較強(qiáng)，但當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，就可能造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作，從而不能保證PLC的正常運(yùn)行，提高PLC控制系統(tǒng)可靠性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，安裝和使用維護(hù)中必須引起高度重視，多

92、方配合才能完善解決問(wèn)題，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。因此在使用中應(yīng)注意以下工作環(huán)境： </p><p><b>　?。?）溫度 </b></p><p>　　PLC要求環(huán)境溫度在0～55℃，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。 </p><p><b>　　（2）濕度 

93、</b></p><p>　　為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%（無(wú)凝露）。 </p><p><b>　　（3）震動(dòng) </b></p><p>　　應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為10～55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如采用減震膠等。 

94、</p><p><b>　?。?）空氣 </b></p><p>　　避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。 </p><p><b>　　（5）電源 </b></p><p&g

95、t;　　PLC對(duì)于電源線帶來(lái)的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。一般PLC都有直流24V輸出提供給輸入端，當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯(cuò)誤信息[19]。</p><p>　　5.4 PLC控制系統(tǒng)的外部干擾</p><p

96、>　　（1）控制系統(tǒng)供電電源的波動(dòng)以及電源電壓中高次諧波產(chǎn)生的干擾。</p><p>　?。?）其他設(shè)備或空中強(qiáng)電場(chǎng)通過(guò)分布電容的耦合竄入控制系統(tǒng)引起的干擾。</p><p>　?。?）鄰近的大容量電氣設(shè)備起動(dòng)和停機(jī)時(shí)，因電磁感應(yīng)引起的干擾。</p><p>　　（4）相鄰信號(hào)線絕緣降低，通過(guò)導(dǎo)線絕緣電阻引起的干擾[20]。 </p><

97、p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)之初，我的三菱PLC編程語(yǔ)言知識(shí)幾乎為空白，特別是編程，除了在上課時(shí)學(xué)到的一些PLC基本指令外，我對(duì)三菱PLC基本指令、功能指令及應(yīng)用幾乎沒(méi)有什么接觸。在老師和同學(xué)的幫助下，我首先用了將近一個(gè)月的時(shí)間對(duì)三菱PLC的知識(shí)進(jìn)行了強(qiáng)化補(bǔ)習(xí)，然后再根據(jù)所學(xué)的編程知識(shí)，進(jìn)行了基于PLC的電梯電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)編程。 在完成本

98、設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我既感受到了面對(duì)自己無(wú)法解決的問(wèn)題時(shí)的苦惱，也體會(huì)到問(wèn)題最終得以解決時(shí)的快樂(lè)。同時(shí)，也總結(jié)了以下一些經(jīng)驗(yàn)： 1.一個(gè)詳細(xì)周密的計(jì)劃對(duì)于完成一項(xiàng)任務(wù)的重要性。實(shí)際上，我對(duì)這次作業(yè)著手較早。但由于剛開(kāi)始時(shí)間較松，在學(xué)習(xí)時(shí)就想到哪學(xué)到哪，沒(méi)有認(rèn)真計(jì)劃。到后來(lái)發(fā)現(xiàn)同學(xué)們的進(jìn)度都已經(jīng)趕上甚至超過(guò)我，這才又著急起來(lái)，趕緊找經(jīng)驗(yàn)豐富的同學(xué)出主意，制定出詳細(xì)的計(jì)劃，這才按時(shí)完成了任務(wù)。 2.學(xué)習(xí)一門(mén)程序語(yǔ)言，實(shí)踐是最好的方

99、法。我對(duì)PLC的學(xué)習(xí)實(shí)際上分為兩個(gè)階段。前一階段為學(xué)習(xí)語(yǔ)言而學(xué)習(xí)語(yǔ)言。在這一階段中，我總有隔霧觀花的感覺(jué)，學(xué)得似是而非。后一階段邊實(shí)踐邊學(xué)習(xí)，很多前一階段不甚了了的問(wèn)題迎刃而解。 3.要學(xué)會(huì)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)工具?；ヂ?lián)網(wǎng)是</p><p>　　其次，是設(shè)計(jì)過(guò)程中時(shí)間分配不合理，后期緊張的時(shí)間給我的工作帶來(lái)很大的被動(dòng)。 總之，經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深刻認(rèn)識(shí)到要完成一項(xiàng)任務(wù)首先必須有一個(gè)詳細(xì)周密的計(jì)劃，要有系統(tǒng)

100、的思維方式和方法，對(duì)待一個(gè)新的問(wèn)題，要耐心、要善于運(yùn)用已有的資源來(lái)解決；要勇于實(shí)踐，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，要相信自己有解決問(wèn)題的能力和勇氣。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003.</p><p>　　[2] 張萬(wàn)忠,劉明芹.電器與PLC控制技

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105、].電力自動(dòng)化設(shè)備,2004.</p><p>　　[16] 王麗華,周鋒,揚(yáng)世鳳.基于PLC的電梯實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[M].電氣傳動(dòng),2004.</p><p>　　[17] 羅雪蓮.交流雙速電梯PLC控制[J].電氣時(shí)代,2001.</p><p>　　[18] 宮淑貞.控制器原理及應(yīng)用[M].人民郵電出版社,2000.</p><p>　

106、　[19] 方承遠(yuǎn).電氣控制原理與設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2000.</p><p>　　[20] 席曉慧.PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)試研究[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1999.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，四年中，在各科老師的精心指導(dǎo)下，我掌握了不少的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說(shuō)是四年

107、學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)和體現(xiàn)。在指導(dǎo)老師的熱心指導(dǎo)和幫助下，我順利的完成了這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)。她熱心的幫助和認(rèn)真指導(dǎo)深深地感動(dòng)了我。這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)和四年中所有教育過(guò)我的老師也是分不開(kāi)的，沒(méi)有他們傳授的知識(shí)，我也不可能順利地完成這個(gè)課題。我無(wú)論是在課程學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題，資料查詢(xún)和撰寫(xiě)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無(wú)不得到指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和幫助。對(duì)于較好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)而感到欣慰之余，我要感謝母校，向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的所有老師和同學(xué)們表示真摯的謝意！感謝他們對(duì)我