畢業(yè)設(shè)計(jì)----基于plc交流貨梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　2008年 6月 2 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和固體功率器件的發(fā)展和完善，電梯控已由20世紀(jì)前半葉的直流調(diào)速發(fā)展成為交流變頻調(diào)速的當(dāng)代技術(shù)電梯作為電梯的一種，在我國(guó)，通過(guò)引進(jìn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)達(dá)

2、國(guó)家先進(jìn)技術(shù)，不斷發(fā)展和完善起來(lái)。</p><p>　　本文第一章緒論，介紹了電梯的起源與發(fā)展，載貨電梯的特點(diǎn)現(xiàn)狀，以及本設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容和意義。</p><p>　　第二章本章先對(duì)電梯的定義、種類、組成進(jìn)行闡釋，從而對(duì)電步了解。本章主要介紹的是電梯的拖動(dòng)和控制技術(shù)。本文主要用的調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)。電梯的控制技術(shù)包括繼電器控制技術(shù)和交流變頻變技術(shù)。繼電器控制技術(shù)從功能上把PLC的控制部分看作是由

3、許多</p><p>　　電器”組成的等效電路。交流變頻變壓控制技術(shù)主要介紹的是P制技術(shù)即脈寬調(diào)制和SPWM控制。后者有單極性和雙極性兩種情</p><p>　　頻調(diào)速電梯使用的是異步電動(dòng)機(jī)，電源使用了先進(jìn)的SPWM技SVPWM技術(shù)，明顯改善了電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能.</p><p>　　第三章介紹了可編程序控制器的發(fā)展階段、定義、基本結(jié)構(gòu)、理、PLC的性能指標(biāo)、特點(diǎn)、

4、PLC應(yīng)用、選型；介紹了變頻器的基本本構(gòu)成、變頻器的分類、變頻器的矢量控制原理、電梯變頻調(diào)的特點(diǎn)。貨梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是貨梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯制。此外本章還介紹了PLC工作原理和貨梯變頻調(diào)速的硬件結(jié)</p><p>　　第四章主要介紹的是貨梯變頻調(diào)速的軟件程序設(shè)計(jì)。包括貨梯控制的主要指標(biāo)、輸入信號(hào)與編排、貨梯轎廂內(nèi)、外控制按鈕的動(dòng)控制程序流程圖、梯形圖程序設(shè)計(jì)。</p><p>　　第

5、五章介紹的是貨梯的通訊與監(jiān)控。貨梯的通訊包括通訊協(xié)議和串行通訊兩部分。貨梯監(jiān)控介紹了監(jiān)控的必要性、貨梯監(jiān)控的特成與功能。最后是監(jiān)控的軟件設(shè)計(jì)和主要程序流程圖。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，成功完成三層貨梯的PLC控制和變頻啟時(shí)使用計(jì)算機(jī)與PLC的通訊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)貨梯運(yùn)行狀況的監(jiān)視，也通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)貨梯的間接運(yùn)行控制。由此可以說(shuō)明，用PLC實(shí)現(xiàn)貨梯的自動(dòng)控制以及貨梯、貨梯群的遠(yuǎn)程、集中監(jiān)控的可行性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可

6、編程序控制器，貨梯控制，梯形圖，變頻器，</p><p><b>　　PLC通訊，監(jiān)控</b></p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the development of the economy, microelectronic technology, computer<

7、/p><p>　　technology and the automatic theory are developed rapidly, the AC variable</p><p>　　frequency technology has been in a new state. It's application is becoming more</p><p>

8、　　and more widely. But the elevator as an important traffic in skyscraper，it also has</p><p>　　developed quickly with the improving requirement of the people .It's dragging</p><p>　　technolo

9、gy has developed from DC timing to AC variable frequency timing and</p><p>　　it's logic control- relay control also has been replaced by PLC.</p><p>　　The article is based on the now-being g

10、eneral frequency converter, using</p><p>　　PLC to control the elevator, the reliability is improved and the feeling of comfort</p><p>　　is better through the reasonable selection and design, so

11、the effect of control is</p><p>　　more ideal.</p><p>　　Key word: PLC control frequency conversion timing elevatorfeeling of comfort</p><p><b>　　目錄</b></p><

12、;p>　　第1章 緒論··································&#

13、183;·····················6</p><p>　　1.1電梯的起源與發(fā)展·········&

14、#183;····································

15、;··6</p><p>　　1.2載貨電梯的特點(diǎn)與技術(shù)現(xiàn)狀····························

16、···········8</p><p>　　1.3本文的研究?jī)?nèi)容、目的與意義···················

17、··················8</p><p>　　第2章 電梯的拖動(dòng)與控制技術(shù)············&#

18、183;················7</p><p>　　2.1電梯的定義與種類··············&

19、#183;·································7</p><

20、p>　　2.1.1電梯的定義··································

21、;················7</p><p>　　2.1.2電梯的種類···············

22、;···································7</p&g

23、t;<p>　　2.2電梯的主要組成································

24、83;·················8</p><p>　　2.2.1電梯的空間組成·············&

25、#183;································8</p><p>　

26、　2.2.2電梯的功能組成··································

27、83;···········9</p><p>　　2.3電梯的主要拖動(dòng)技術(shù)···················&

28、#183;··························10</p><p>　　2.3.1單雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)技術(shù)···

29、;·································10</p><p&g

30、t;　　2.3.2交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)······························10</p>&l

31、t;p>　　2.3.3直流發(fā)電機(jī)---電動(dòng)機(jī)可控硅勵(lì)磁拖動(dòng)技術(shù)························10</p><p>　　2.3.4可控硅直接供電拖動(dòng)技術(shù)&

32、#183;····································

33、;·10</p><p>　　2.3.5交流調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)·····························&

34、#183;··············12</p><p>　　2.4電梯的主要控制技術(shù)···············

35、3;······························13</p><p>　　2.4.1繼電器控制技術(shù)&

36、#183;····································

37、;·········13</p><p>　　2.4.2交流變頻變壓控制技術(shù)·····················

38、;···················15</p><p>　　2.5本章小結(jié)············&

39、#183;····································

40、;········16</p><p>　　第3章 貨梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)······················

41、;·····17</p><p>　　3.1可編程控制器（PLC）·························

42、·····················17</p><p>　　3.1.1可編程控制器（PLC）的發(fā)展········&#

43、183;··························17</p><p>　　3.1.2可編程控制器（PLC）的定義··

44、3;································17</p><p>　　3

45、.1.3可編程控制器（PLC）的基本結(jié)構(gòu)·······························18</p>

46、<p>　　3.1.4可編程控制器（PLC）的工作原理·······························18

47、</p><p>　　3.1.5可編程控制器（PLC）的性能指標(biāo)·····························&#

48、183;·19</p><p>　　3.1.6可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)與應(yīng)用···························&

49、#183;·20</p><p>　　3.1.7可編程控制器（PLC）的選擇···························

50、83;·······21</p><p>　　3.2變頻器························

51、····································22&l

52、t;/p><p>　　3.2.1變頻器的基本構(gòu)成·······························

53、··············22</p><p>　　3.2.2變頻器的分類················

54、3;································22</p><p>　　3

55、.2.3變頻器的工作原理··································

56、3;··········23</p><p>　　3.2.4電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn)···················

57、83;···················27</p><p>　　3.2.5變頻器的選擇···········&

58、#183;····································

59、;·28</p><p>　　3.3貨梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想·····························

60、··············29</p><p>　　3.3.1控制對(duì)象·················

61、····································29&l

62、t;/p><p>　　3.3.2控制要求·······························

63、3;·····················29</p><p>　　3.3.3工作原理·········

64、3;····································&#

65、183;······30</p><p>　　3.3.4硬件構(gòu)設(shè)計(jì)························&

66、#183;··························30</p><p>　　3.4本章小結(jié)····

67、83;····································&

68、#183;················30</p><p>　　第4章 貨梯控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)·············&

69、#183;········31</p><p>　　4.1貨梯運(yùn)行時(shí)控制的主要指標(biāo)·····················&

70、#183;··············31</p><p>　　4.2輸入信號(hào)與編排················

71、·····························31</p><p>　　4.3貨梯轎廂內(nèi)、外控制按鈕的動(dòng)作要求&#

72、183;···························32</p><p>　　4.4控制程序流程圖···&

73、#183;····································

74、;·····33</p><p>　　4.5梯形圖程序設(shè)計(jì)·························

75、3;·························34</p><p>　　4.6本章小結(jié)······

76、····································

77、3;··············45</p><p>　　第5章 貨梯的通訊與監(jiān)控················&

78、#183;·····················46</p><p>　　5.1貨梯的通訊·········&#

79、183;····································

80、·········46</p><p>　　5.1.1通訊協(xié)議的選擇·····················

81、83;························50</p><p>　　5.1.2串行通訊······

82、83;····································&

83、#183;········50</p><p>　　5.2貨梯的監(jiān)控······················&#

84、183;································52</p><p>　

85、　5.2.1貨梯監(jiān)控的必要性··································&#

86、183;·········52</p><p>　　5.2.2貨梯監(jiān)控的特點(diǎn).組成與功能····················

87、;···············52</p><p>　　5.3貨梯監(jiān)控的軟件設(shè)計(jì)···············&#

88、183;······························53</p><p>　　5.3.1監(jiān)控軟件概述

89、····································

90、3;··········53</p><p>　　5.3.2主要程序流程圖····················&

91、#183;························53</p><p>　　結(jié)論·······&#

92、183;····································

93、·······················59</p><p>　　參考文獻(xiàn)·········

94、;····································

95、83;·················60</p><p>　　中文摘要··············&#

96、183;····································

97、············1</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 電梯的起源與發(fā)展</p><p>　　電梯在漢語(yǔ)詞典中的解釋為：建筑物中用電作動(dòng)力的升降機(jī),代替步行上下的樓梯

98、。 說(shuō)到電梯的起源要從公元前2600年埃及人在建造金字塔時(shí)使用了最原始的提升系統(tǒng)說(shuō)起，但這一類起重機(jī)的能源均為人力。到了1203年，法國(guó)的修道院安裝了一臺(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

99、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。 “安全的升降梯”發(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)

100、“安全”升降梯的發(fā)明者?！鞍踩边@一概念不僅開(kāi)創(chuàng)</p><p>　　1.2 載貨電梯的特點(diǎn)與技術(shù)現(xiàn)狀</p><p>　　為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)的電梯，轎廂的有效面積和載重量較大。因裝卸人員常常需要隨梯上下，故要求安全性好，結(jié)構(gòu)牢固。</p><p>　　1.3 本文的研究?jī)?nèi)容、目的與意義</p><p>　　本文主要研究PLC在現(xiàn)在貨梯

101、上面的應(yīng)用，使大家對(duì)于PLC的應(yīng)用更加熟悉。電梯在我們生產(chǎn)生活中是重要的交通工具，廣泛地運(yùn)用到了各個(gè)工廠、商廈等高層建筑中，所以研究電梯的運(yùn)作方式極為重要。</p><p>　　第2章 電梯的拖動(dòng)與控制技術(shù)</p><p>　　2.1電梯的定義與種類</p><p>　　2.1.1電梯的定義</p><p>　　電梯的定義為：用電力拖動(dòng)的轎

102、廂運(yùn)行于鉛垂的或傾斜不大于15°的兩列剛性導(dǎo)軌之間運(yùn)送乘客或貨物的固定設(shè)備。習(xí)慣上不論其驅(qū)動(dòng)方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具的總稱。</p><p>　　2.1.2電梯的種類 根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設(shè)置不同類型的電梯。目前電梯的基本分類方法大致如下。 </p><p>　　（1）按用途分類 1） 乘客電梯, 為運(yùn)送乘客

103、設(shè)計(jì)的電梯，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的轎內(nèi)裝飾。 2） 載貨電梯, 主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì), 通常有人伴隨的電梯。 3） 醫(yī)用電梯, 為運(yùn)送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車而設(shè)計(jì)的電梯，轎廂具有長(zhǎng)而窄的特點(diǎn)。 4）雜物電梯, 供圖書館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書、文件、食品等設(shè)計(jì)的電梯。 5) 觀光電梯, 轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。 6) 車輛電梯, 用作裝運(yùn)車輛的電梯。 7) 船舶電梯,

104、 船舶上使用的電梯。 8) 建筑施工電梯, 建筑施工與維修用的電梯。 9) 其它類型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫(kù)電梯、防爆 電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。 (2) 按驅(qū)動(dòng)方式分類 1) 交流電梯，用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。根據(jù)拖動(dòng)方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流

105、變壓變頻調(diào)速等。 2) 直流電梯，用直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)</p><p>　　2.2電梯的主要組成</p><p>　　2.2.1電梯的空間組成電梯的組成</p><p>　　電梯是“機(jī)”與“電”緊密結(jié)合的復(fù)雜產(chǎn)品，其基本結(jié)構(gòu)包括機(jī)械部分與電氣部分，但是從空間上考慮一般劃分為一下幾個(gè)部分。</p><p><b>　　機(jī)房部

106、分</b></p><p>　　包括電源開(kāi)關(guān)、曳引機(jī)、控制柜（屏）、選層器、導(dǎo)向輪、減速器、極限開(kāi)關(guān)、制動(dòng)抱閘裝置、機(jī)座等。</p><p><b>　　井道部分</b></p><p>　　包括導(dǎo)軌、導(dǎo)軌支架、對(duì)重裝置、緩沖器、限速緊張裝置、補(bǔ)償鏈、隨行電纜、底坑及井道照明等。</p><p><b&

107、gt;　　層站部分</b></p><p>　　包括層門（廳門）、呼梯裝置（召喚盒）、門鎖裝置、層站開(kāi)門裝置、層樓顯示裝置等。</p><p><b>　　轎廂部分</b></p><p>　　包括轎廂、轎廂門、安全鉗裝置、平層裝置、安全窗、導(dǎo)靴、開(kāi)門機(jī)、轎內(nèi)操縱箱、指層燈、通信機(jī)報(bào)警裝置。</p><p>

108、　　2.2.2.電梯的功能組成曳引系統(tǒng)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>　　導(dǎo)向系統(tǒng)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)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。轎廂轎廂是運(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。門系統(tǒng)門系統(tǒng)的主要功能

109、是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開(kāi)門機(jī)，門鎖裝置組成。重量平衡系統(tǒng)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。電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力，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。電氣控制系統(tǒng)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

110、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。安全保護(hù)系統(tǒng)保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。由限速器，安全鉗，緩沖器，端站保護(hù)裝置組成。</p><p>　　2.3電梯的主要拖動(dòng)技術(shù)</p><p>　　2.3.1單雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)技術(shù)</p><p>　　大家都知道交流電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊,維修簡(jiǎn)單等

111、特點(diǎn).單雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)方式控制,線路簡(jiǎn)單,價(jià)格較低,因此目前仍在電梯上廣泛應(yīng)用.但它的缺點(diǎn)是舒適感較差,所以一般被用于載貨電梯上.這種系統(tǒng)控制的電梯速度在1米/秒以下.　 交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)國(guó)外已大量應(yīng)用于電梯.這種系統(tǒng)采用可控硅閉環(huán)調(diào)速,加上能耗或渦流等制動(dòng)方式,使得它所控制的電梯能在中低速范圍內(nèi)大量 取代直流快速和交流雙速電梯.它的舒適感好,平層準(zhǔn)確度高,而造價(jià)卻比直流電梯低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于維護(hù),多用于

112、2米/秒以下的電梯.</p><p>　　2.3.2交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)</p><p>　　當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓時(shí)，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多，其調(diào)速范圍較 小，使一般籠型電動(dòng)機(jī)難以應(yīng)用。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動(dòng)機(jī)，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動(dòng)機(jī)，或者在繞線式電動(dòng)機(jī)上串聯(lián)

113、頻 敏電阻。為了擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行范圍，當(dāng)調(diào)速在2：1以上的場(chǎng)合應(yīng)采用反饋控制以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。 調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。晶閘管調(diào)壓方式為最佳。調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)： 1、調(diào)壓調(diào)速線路簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制； 2、調(diào)壓過(guò)程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低。 3、調(diào)壓調(diào)速一般適用于100KW以下的生產(chǎn)機(jī)械。</p>

114、<p>　　2.3.3直流發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)可控硅勵(lì)磁拖動(dòng)技術(shù)</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好,調(diào)速范圍大的特點(diǎn),因此很早就應(yīng)用于電梯,采用發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)組形式驅(qū)動(dòng).它控制的電梯速度達(dá)4米/秒,但是,機(jī)組結(jié)構(gòu)體積大,耗電大,維護(hù)工作量較大,造價(jià)高,因此常用于對(duì)對(duì)速度,舒適感要求較高的建筑物中。可控硅直接供電拖動(dòng)系統(tǒng)在工業(yè)上早有應(yīng)用,但用于電梯上卻要解決舒適感問(wèn)題.(尤其是低速段)應(yīng)此應(yīng)用較晚

115、,它幾乎與微機(jī)同時(shí)應(yīng)用,比起電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組形式的直流電梯,它有很多優(yōu)點(diǎn).如:機(jī)房占地節(jié)省35%,重量減輕40%,節(jié)能25%到35%.世界上最高速度的10米/秒電梯就是采用這種系統(tǒng),其調(diào)速比達(dá)1:1200?！?80代初,VVVF變頻變壓系統(tǒng)控制的電梯問(wèn)世.它采用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),卻可以達(dá)到直流電動(dòng)機(jī)的水平,目前控制速度已達(dá)6米/秒.它的體積小,重量輕,效率高,節(jié)省能源等幾乎包括了以往電梯的所有優(yōu)點(diǎn).是目前最新的電梯拖動(dòng)系統(tǒng)。</

116、p><p>　　2.3.4可控硅直流供電拖動(dòng)技術(shù)</p><p>　　由電源變壓器T、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如下。各部分的作用：</p><p>　　電源變壓器T的作用是將電網(wǎng)22</p><p>　　0V （1）電源變壓器T的作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。變壓器副邊與原邊的功率比為P2

117、/ P1=η，式中η是變壓器的效率。 （2）整流濾波電路：整流電路將交流電壓Ui變換成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。的交流電壓成整流濾波電路所需要</p><p>　　各濾波各濾波電容C滿足RL-C＝（3~5）T/2，或中T為輸入交流信號(hào)周期，RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。電容C滿足RL-C＝（3~5）T/2，

118、或中T為輸入交流信號(hào)周期，RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。</p><p>　　三端集成穩(wěn)壓器：常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器（3）三端集成穩(wěn)壓器：常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式正壓集成穩(wěn)壓器 有CW317（LM317）系列，它們的輸出電壓從1.25V－37伏可調(diào)，最簡(jiǎn)的電路外接元件只需一個(gè)固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過(guò)渡、過(guò)熱和安 全工作區(qū)保護(hù)，最大

119、輸出電流為1.5A。其典型電路如圖2，其中電阻R1與電位器R2組成輸出電壓調(diào)節(jié)器，輸出電壓Uo的表達(dá)式 為：Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240歐姆，輸出端與調(diào)整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓（典型值為1.25V）。。常用可調(diào)式正壓集成穩(wěn)壓器有CW317（LM317）系列，它們的輸出電壓從 1.25V－37伏可調(diào)，最簡(jiǎn)的電路外接元件只需一個(gè)固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過(guò)渡、過(guò)熱和安全工作區(qū)保護(hù)，最大輸出電流為1.

120、5A。其典型電路 如圖2，其中電阻R1與電位器R2組成輸出電壓調(diào)節(jié)器，輸出電壓Uo的表達(dá)式為：Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240歐姆，輸出端與調(diào)整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓（典型值為1.25V）。</p><p>　　2．穩(wěn)壓電流的性能指標(biāo)及測(cè)試方法 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)分為兩種：一種是特性指標(biāo)，包括允許輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調(diào)節(jié)范圍等；另一種是質(zhì)量指標(biāo)，用來(lái)衡量輸出直流

121、電壓的穩(wěn) 定程度，包括穩(wěn)壓系數(shù)（或電壓調(diào)整率）、輸出電阻（或電流調(diào)整率）、紋波電壓（紋波系數(shù)）及溫度系數(shù)。測(cè)試電路如圖3。</p><p>　　穩(wěn)壓電流的性能指標(biāo)及測(cè)試方法 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)分為兩種：一種是特性指標(biāo)，包括允許輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調(diào)節(jié)范圍等；另一種是質(zhì)量指標(biāo)，用來(lái)衡量輸出直流電壓的穩(wěn) 定程度，包括穩(wěn)壓系數(shù)（或電壓調(diào)整率）、輸出電阻（或電流調(diào)整率）、紋波電壓（紋波系數(shù)）及溫度系數(shù)

122、。測(cè)試電路如下圖。</p><p>　　穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)測(cè)試電路</p><p><b>　　主要性能特點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）控制電路實(shí)現(xiàn)了集成化，可靠性高；</p><p>　?。?）本可控硅電源屬于低電壓、大電流電源，輸出為連續(xù)可調(diào)、穩(wěn)壓、穩(wěn)流的</p><p>　　輸出電壓

123、，電流連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)壓、穩(wěn)流特性好；</p><p>　　（3）設(shè)備能滿足用戶對(duì)穩(wěn)壓，穩(wěn)流的要求：機(jī)柜上設(shè)有電壓、電流表指示</p><p><b>　　出工作狀態(tài)；</b></p><p>　?。?）采用干式大功率變壓器并裝在柜內(nèi)，電源設(shè)備結(jié)湊，效率高</p><p>　　2.3.5交流調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)</p>

124、<p>　　通過(guò)改變交流電動(dòng)機(jī)的有關(guān)電氣參數(shù)，使交流電動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的技術(shù)。簡(jiǎn)稱交流調(diào)速。由于直流電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，維修困難，而交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，幾乎不需維修等優(yōu)點(diǎn)，因而在各工礦企業(yè)中都希望采用交流電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)電機(jī)。 　 交流調(diào)壓調(diào)速 　改變定子電源電壓的調(diào)速方法。交流異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓成平方正比關(guān)系。調(diào)節(jié)定子電壓使電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生變化，在一定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩下可使電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速改變。根據(jù)電機(jī)設(shè)計(jì)，一般都

125、采用低于銘牌規(guī)定的定子額定電壓進(jìn)行調(diào)壓調(diào)速。交流調(diào)壓一般采用定子繞組串接可調(diào)阻抗、串接自耦變壓器和串接晶閘管調(diào)壓 器的方法。交流調(diào)壓調(diào)速方法調(diào)速范圍不大，調(diào)速引起的損耗隨轉(zhuǎn)速的降低而增大。適用于調(diào)速要求不高、不經(jīng)常在低速下運(yùn)行的負(fù)載。 　　</p><p>　　2.4電梯的主要控制系統(tǒng)</p><p>　　2.4.1繼電器控制系統(tǒng)</p><p>　　繼電器的工作

126、原理和特性 </p><p>　　當(dāng)輸入量(如電壓、電流、溫度等)達(dá)到規(guī)定值時(shí)，使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開(kāi)的電器?？煞譃殡姎饬?如電流、電壓、頻率、功率等)繼電器及非電量(如溫度、壓力、速度等)繼電器兩大類。具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測(cè)量和通信等裝置中。繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自

127、動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。</p><p>　　1)電磁繼電器的工作原理和特性電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、 銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力 吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷

128、電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原 來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。 2)熱敏干簧繼電器的工作原理和特性熱敏干簧繼電器是一種利用熱敏磁性材料檢測(cè)和控制溫度的新型熱敏開(kāi)關(guān)。它由感溫磁環(huán)、恒磁環(huán)、干

129、簧管、導(dǎo)熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件組成。熱敏干簧繼電器不用線圈勵(lì)磁，而由恒磁環(huán)產(chǎn)生的磁力驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。恒磁環(huán)能否向干簧管提供磁力是由感溫磁環(huán)的溫控特性決定的。 3)固態(tài)繼電器（SSR）的工作原理和特性固態(tài)繼電器是一種兩個(gè)接線端為輸入端，另兩個(gè)接線端為輸出端的四端器件，中間</p><p>　　(4)繼電器的選用　1)先了解必要的條件　?、倏刂齐娐返碾娫措妷?，能提供的最大電流；　?、诒豢刂齐娐分?/p>

130、的電壓和電流；　?、郾豢仉娐沸枰獛捉M、什么形式的觸點(diǎn)。選用繼電器時(shí)，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據(jù)?？刂齐娐窇?yīng)能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩(wěn)定的。 2)查閱有關(guān)資料確定使用條件后，可查找相關(guān)資料，找出需要的繼電器的型號(hào)和規(guī)格號(hào)。若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對(duì)是否可以利用。最后考慮尺寸是否合適。　3)注意器具的容積。若是用于一般用電器，除考慮機(jī)箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。對(duì)于小型電器，

131、如玩具、遙控裝置則應(yīng)選用超小型繼電器產(chǎn)品。 </p><p><b>　　繼電器技術(shù)的發(fā)展</b></p><p>　　微電子技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、光電子技術(shù)以及空間技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)繼電器技術(shù)提出了新的要求，新工藝、新技術(shù)的發(fā)展無(wú)疑對(duì)繼電器技術(shù)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。　　微電子技術(shù)和超大規(guī)模IC的飛速發(fā)展對(duì)繼電器也提出了新的要求。第一是小型化和片狀化。如

132、IC封裝的軍用TO－5(8.5×8.5×7.0mm)繼電 器，它具有很高的抗振性，可使設(shè)備更加可靠；第二是組合化和多功能化，能與IC兼容、可內(nèi)置放大器，要求靈敏度提高到微瓦級(jí)；第三是全固體化。固體繼電器 靈敏度高，可防電磁干擾和射頻干擾?！　∮?jì)算機(jī)技術(shù)的普及使得微機(jī)用繼電器的需求量顯著增加，帶微處理器的繼電器將迅速發(fā)展。80年代初，美國(guó)生產(chǎn)的數(shù)字式時(shí)間繼電器就可用指令對(duì)繼電器進(jìn)行 控制，繼電器與微處理器的組合發(fā)展，

133、可形成一個(gè)小巧完善的控制系統(tǒng)。由計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人目前以每年3.5％的速度增長(zhǎng)，現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)體制 已能在一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)多種低成本的繼電器，并可自動(dòng)完成多種操作及測(cè)試工作?！　⊥ㄓ嵓夹g(shù)的發(fā)展對(duì)繼電器的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。一方面是由于通訊技術(shù)的迅速發(fā)展使整個(gè)繼電器的應(yīng)用增加。另一方面，由于光纖將是未來(lái)信息社會(huì)傳輸?shù)?lt;/p><p>　　2.4.2交流變頻變壓控制技術(shù)</p><p

134、>　　對(duì)于可調(diào)速的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，工程上往往根據(jù)電動(dòng)機(jī)電流形式分為直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)兩類。它們最大的不同之出主要在于交流電力拖動(dòng)免除了改變直流電機(jī)電流流向變化的機(jī)械向器——整流子。20世紀(jì)70年代后，大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，以及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，使得交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)逐步具備了寬的調(diào)速范圍、高的穩(wěn)速范圍、高的 穩(wěn)速精度、快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及在四象限作可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面可以與直流電力拖動(dòng)媲美。在

135、交流調(diào)速技術(shù)中，變頻調(diào)速具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善，價(jià)格不斷降低，特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯，而且易于實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化，深受工業(yè)行業(yè)的青睞。</p><p>　?。?） 交流變頻調(diào)速的優(yōu)異特性 </p><p>　　1) 調(diào)速時(shí)平滑性好，效率高。低速時(shí)，特性靜關(guān)率較高，相對(duì)穩(wěn)定性好。</p><p>　　2) 調(diào)速范圍較大，精度高。 </p&

136、gt;<p>　　3) 起動(dòng)電流低，對(duì)系統(tǒng)及電網(wǎng)無(wú)沖擊，節(jié)電效果明顯。 </p><p>　　4) 變頻器體積小，便于安裝、調(diào)試、維修簡(jiǎn)便。 </p><p>　　5) 易于實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化。 </p><p>　　6) 必須有專用的變頻電源，目前造價(jià)較高。</p><p>　　7) 在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，低速段電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力大為降低

137、。</p><p>　?。?） 與其它調(diào)速方法的比較交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有三種：變極調(diào)速、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速和變頻調(diào)速。其中，變頻調(diào)速最具優(yōu)勢(shì)。這里僅就交流變頻調(diào)速系統(tǒng)與直流調(diào)速系統(tǒng)做一比較。在直流調(diào)速系統(tǒng)中，由于直流電動(dòng)機(jī)具有電刷和整流子，因而必須對(duì)其進(jìn)行檢查，電機(jī)安裝環(huán)境受到限制。例如：不能在有易爆氣體及塵埃多的場(chǎng)合使用。此外，也限制了電 機(jī)向高轉(zhuǎn)速、大容量發(fā)展。而交流電機(jī)就不存在這些問(wèn)題，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：第

138、一，直流電機(jī)的單機(jī)容量一般為12 - 14MW，還常制成雙電樞形式，而交流電機(jī)單機(jī)容量卻可以數(shù)倍于它。 第二，直流電機(jī)由于受換向限制，其電樞電壓最高只能做到一千多伏，而交流電機(jī)可做到6 - 10kV。 第三，直流電機(jī)受換向器部分機(jī)械強(qiáng)度的約束，其額定轉(zhuǎn)速隨電機(jī)額定功率而減小，一般僅為每分鐘數(shù)百轉(zhuǎn)到一千多轉(zhuǎn)，而交流電機(jī)的達(dá)到每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)。第四，直 流電機(jī)的體積、重量、價(jià)格要比同等容量的交流電機(jī)大。最后，特別要指出的是交流調(diào)速系統(tǒng)在節(jié)約能源

139、方面有著很大的優(yōu)勢(shì)。一方面，交流拖動(dòng)的負(fù)荷在總用電量中占一半或一半以上的比重，這類負(fù)荷實(shí)現(xiàn)節(jié)能，可以獲得十分可觀的節(jié)電效益。另一方面，交流拖動(dòng)本身存在可以挖掘的節(jié)電潛力</p><p>　　（3）合理應(yīng)用 交流變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)已得到廣泛應(yīng)用。美國(guó)有60% - 65%的發(fā)電量用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于有效地利用了變頻調(diào)速技術(shù)，僅工業(yè)傳動(dòng)用電就節(jié)約了15% - 20%的電量。 采用變頻調(diào)速，一是根據(jù)要求調(diào)速用，二是節(jié)

140、能。它主要基于下面幾個(gè)因素： </p><p>　　1) 變頻調(diào)速系統(tǒng)自身?yè)p耗小，工作效率高。 </p><p>　　2) 電機(jī)總是保持在低轉(zhuǎn)差率運(yùn)行狀態(tài)，減小轉(zhuǎn)子損耗。 </p><p>　　3) 可實(shí)現(xiàn)軟啟、制動(dòng)功能，減小啟動(dòng)電流沖擊。 在采用變頻調(diào)速時(shí)，需從工藝要求、節(jié)約效益、投資回收期等各方面考慮。如果僅從工藝要求、節(jié)約效益考慮，下面幾種情況選用變頻調(diào)速較有

141、利：</p><p>　　a、根據(jù)工藝要求，生產(chǎn)線或單臺(tái)設(shè)備需要按程序或按要求調(diào)整電機(jī)速度的。如：包裝機(jī)傳送系統(tǒng)，根據(jù)不同品種的產(chǎn)品，需要改變系統(tǒng)傳送速度，使用變頻調(diào)速可 使調(diào)速控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制準(zhǔn)確，并易于實(shí)現(xiàn)程序控制。 </p><p>　　b、用變頻調(diào)速代替機(jī)械變速。如：機(jī)床，不僅可以省去復(fù)雜的齒輪變速箱，還能提高精度、滿足程序控制要求。 </p><p>

142、;　　c、用變頻調(diào)速代替用閘門或擋板調(diào)整流量適于風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等。例如：鍋爐上水泵、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)實(shí)行了變頻調(diào)速控制，不僅省去了伺服放大器、電動(dòng)操 作器、電動(dòng)執(zhí)行器和給水閥門（或擋風(fēng)板），而且使得整個(gè)鍋爐鍋爐控制系統(tǒng)得到了快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、高的控制精度和穩(wěn)定性。 </p><p>　?。?） 變頻器容量的確定 變頻調(diào)速是通過(guò)變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于變頻器的容量確定至關(guān)重要。合理的容量選擇本身就是一種節(jié)能降耗措施。根

143、據(jù)現(xiàn)有資料和經(jīng)驗(yàn)，比較簡(jiǎn)便的方法有三種：</p><p>　　1) 電機(jī)實(shí)際功率確定：首先測(cè)定電機(jī)的實(shí)際功率，以此來(lái)選用變頻器的容量。 </p><p>　　2) 公式法：設(shè)安全系數(shù)取1.05，則變頻器的容量Pb為Pb = 1.05Pm/hm×cosy (kW) 式中，Pm為電機(jī)負(fù)載；hm為電機(jī)功率。 計(jì)算出Pb后，按變頻器產(chǎn)品目錄可選出具體規(guī)格。</p><

144、p>　　3) 電機(jī)額定電流法：變頻器容量選定過(guò)程，實(shí)際上是一個(gè)變頻器與電機(jī)的最佳匹配過(guò)程，最常見(jiàn)、也較安全的是使變頻器的容量大于或等于電機(jī)的額定功率，但實(shí)際匹 配中要考慮電機(jī)的實(shí)際功率與額定功率相差多少，通常都是設(shè)備所選能力偏大，而實(shí)際需要的能力小，因此按電機(jī)的實(shí)際功率選擇變頻器是合理的，避免選用的變頻 器過(guò)大，使投資增大。 雖然變頻調(diào)速有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也有其不利因素，主要問(wèn)題是電流中含高次諧波較多，除對(duì)電網(wǎng)有污染外，也使電機(jī)自身增

145、加損耗，引起電機(jī)發(fā)熱。再有，變頻器價(jià)格 貴、投資回收期長(zhǎng)、技術(shù)復(fù)雜、尤其在實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制時(shí)，還需進(jìn)行技術(shù)處理，但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器的價(jià)格已經(jīng)下降到比較合理的程度。 此外，不是任何情況下變頻器都節(jié)電，如果電機(jī)負(fù)載變化不大，或深井泵配有水塔，節(jié)電、節(jié)水效果都不大，就不宜使用變頻調(diào)速。 </p><p><b>　　2.5本章小結(jié)</b></p><p>　　

146、評(píng)價(jià)交流變頻調(diào)速的方法是異步電機(jī)最有發(fā)展前途的調(diào)速方法。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，性能可靠、匹配完善、價(jià)格便宜的變頻器會(huì)不斷出現(xiàn)，這一技術(shù)會(huì)得到更 為廣泛、普遍的應(yīng)用。目前，國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的變頻技術(shù)正向小型化、高可靠性、抗公害、多功能、高性能等方向發(fā)展，我國(guó)也在加快發(fā)展步伐。</p><p>　　第3章 貨梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 可編程控制器（PLC）<

147、/p><p>　　3.1.1可編程控制器的發(fā)展</p><p>　　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：</p><p>　　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

148、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

149、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。</p><p>　　2、中期的PLC（70年代中期—80年代中，后期）</p><p>　　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

150、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。</p><p>　　3、近期的PLC（80年代中、后期至今）</p><p>　　進(jìn)入80 年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電

151、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。</p><p>　　3.1.2可編程控制器（PLC）的定義</p><p>　　PC是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲(chǔ)存指令。用來(lái)執(zhí)行諸如邏輯，順序

152、，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過(guò)數(shù)字或類似的輸入/輸出 模塊，以控制各種機(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行PC之功能著，亦被視為PC，但不包括鼓式或類似的機(jī)械式順序控制器。”　　以后國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)又先后頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿,并在1987年2月通過(guò)了對(duì)它的定義： “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,

153、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)?！?lt;/p><p>　　3.1.3可編程控制器（PLC）的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC主要有CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置組成。PLC的特殊功能模塊用來(lái)完成某些特殊的任務(wù)。

154、</p><p><b>　　CPU模塊</b></p><p>　　CPU模塊主要由微處理器和存儲(chǔ)器組成。在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來(lái)儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　I/O模塊</b></p><p&g

155、t;　　輸入模塊和輸出模塊簡(jiǎn)稱為I/O模塊，它們是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和CPU模塊的橋梁。</p><p><b>　　編程器</b></p><p>　　編程器用來(lái)生成用戶程序，并用它進(jìn)行編輯、檢查、修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。它的體積小，價(jià)格便宜，一般用來(lái)給

156、小型PLC編程，或者用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)。</p><p><b>　　電源</b></p><p>　　PLC一般使用AC 220V電源或DC 24V的開(kāi)關(guān)電源為各模塊提供不同電壓等級(jí)的直流電源。小型PLC可以為輸入電路和外部的電子傳感器（例如接近開(kāi)關(guān)）提供DC24V電源，驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的直流電源一般有用戶提供。</p><p>　　3.1.4

157、可編程控制器（PLC）的工作原理</p><p><b>　　掃描工作原理</b></p><p>　　當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，是通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)完成控制任務(wù)的，需要執(zhí)行眾多的操作，但CPU不可能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作，它只能按分時(shí)操作（串行工作）方式，每一次執(zhí)行一個(gè)操作，按順序逐個(gè)執(zhí)行。由于CPU的運(yùn)算處理速度很快，所以從宏觀上來(lái)看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同

158、時(shí)（并行）完成的。這種串行工作過(guò)程稱為PLC的掃描工作方式。</p><p>　　用掃描工作方式執(zhí)行用戶程序時(shí)，掃描是從第一條程序開(kāi)始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)順序的先后，逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描執(zhí)行，周而復(fù)始重復(fù)運(yùn)行。</p><p>　　PLC的掃描工作方式與電器控制的工作原理明顯不同。電器控制裝置采用硬邏輯的并行工作方式，如果某個(gè)繼電器的線圈通

159、電或斷電，那么該繼電器的所有常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)不論處在控制線路的哪個(gè)位置上，都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作；而PLC采用掃描工作方式（串行工作方式），如果某個(gè)軟繼電器的線圈被接通或斷開(kāi)，其所有的觸點(diǎn)不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該時(shí)才會(huì)動(dòng)作。但由于PLC的掃描速度快，通常PLC與電器控制裝置在I/O的處理結(jié)果上并沒(méi)有什么差別。</p><p><b>　　PLC掃描工作過(guò)程</b></p><

160、p>　　PLC的掃描工作過(guò)程除了執(zhí)行用戶程序外，在每次掃描工作過(guò)程中還要完成內(nèi)部處理、通信服務(wù)工作。如圖2-11所示，整個(gè)掃描工作過(guò)程包括內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新五個(gè)階段。整個(gè)過(guò)程掃描執(zhí)行一遍所需的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期與CPU運(yùn)行速度、PLC硬件配置及用戶程序長(zhǎng)短有關(guān)，典型值為1～100ms。</p><p>　　在內(nèi)部處理階段，進(jìn)行PLC自檢，檢查內(nèi)部硬件是否正常，對(duì)監(jiān)視定時(shí)

161、器（WDT）復(fù)位以及完成其它一些內(nèi)部處理工作。</p><p>　　在通信服務(wù)階段，PLC與其它智能裝置實(shí)現(xiàn)通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等。</p><p>　　當(dāng)PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時(shí)，只完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作。當(dāng)PLC處于運(yùn)行（RUN）狀態(tài)時(shí)，除完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作外，還要完成輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新工作。</p><p&

162、gt;　　PLC的掃描工作方式簡(jiǎn)單直觀，便于程序的設(shè)計(jì)，并為可靠運(yùn)行提供了保障。當(dāng)PLC掃描到的指令被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就被后面將要掃描到的指令所利用， 而且還可通過(guò)CPU內(nèi)部設(shè)置的監(jiān)視定時(shí)器來(lái)監(jiān)視每次掃描是否超過(guò)規(guī)定時(shí)間，避免由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)。</p><p>　　PLC執(zhí)行程序的過(guò)程及特點(diǎn)</p><p>　　PLC執(zhí)行程序的過(guò)程分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序

163、執(zhí)行階段、輸出刷新階段，如圖4-12所示。</p><p><b>　　1）輸入采樣階段 </b></p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以 掃描工作方式按順序?qū)λ休斎攵说妮斎霠顟B(tài)進(jìn)行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時(shí)輸入映象寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序處理階段，在程序執(zhí)行階段或其它階 段，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，輸入狀態(tài)的變化只有在

164、下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被采樣到。</p><p><b>　　2）程序執(zhí)行階段</b></p><p>　　在程序執(zhí)行階段，PLC對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來(lái)表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進(jìn)行。當(dāng)遇到程序跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程序是否跳轉(zhuǎn)。當(dāng)指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映像寄存器和元件映象寄存器中讀出，根

165、據(jù)用戶程序進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果再存入元件映象寄存器中。對(duì)于元件映象寄存器來(lái)說(shuō)，其內(nèi)容會(huì)隨程序執(zhí)行的過(guò)程而變化。</p><p><b>　　3）輸出刷新階段</b></p><p>　　當(dāng)所有程序執(zhí)行完畢后，進(jìn)入輸出處理階段。在這一階段里，PLC將輸出映象寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)）轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，并通過(guò)一定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。</p>

166、;<p>　　因此，PLC在一個(gè)掃描周期內(nèi)，對(duì)輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進(jìn)行。當(dāng)PLC進(jìn)入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行重新采樣。這方式稱為集中采樣，即在一個(gè)掃描周期內(nèi)，集中一段時(shí)間對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行采樣。</p><p>　　在用戶程序中如果對(duì)輸出結(jié)果多次賦值，則最后一次有效。在一個(gè)掃描周期內(nèi)，只在輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)從輸出映象寄存器中輸出，對(duì)輸

167、出接口進(jìn)行刷新。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中。這種方式稱為集中輸出。</p><p>　　對(duì)于小型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)較少，用戶程序較短，一般采用集中采樣、集中輸出的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但使PLC工作時(shí)大多數(shù)時(shí)間與外部輸入/輸出設(shè)備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　而對(duì)于大中型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)較

168、多，控制功能強(qiáng)，用戶程序較長(zhǎng)，為提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，可以采用定期采樣、定期輸出方式，或中斷輸入、輸出方式以及采用智能I/O接口等多種方式。</p><p>　　從上述分析可知，當(dāng)PLC的輸入端輸入信號(hào)發(fā)生變化到PLC輸出端對(duì)該輸入變化作出反應(yīng)，需要一段時(shí)間，這種現(xiàn)象稱為PLC輸入／輸出響應(yīng)滯后。對(duì)一般的工業(yè)控制，這種滯后是完全允許的。應(yīng)該注意的是，這種響應(yīng)滯后不僅是由于PLC掃描工作方式造成，更主要是PLC輸入接口

169、的濾波環(huán)節(jié)帶來(lái)的輸入延遲，以及輸出接口中驅(qū)動(dòng)器件的動(dòng)作時(shí)間帶來(lái)輸出延遲，同時(shí)還與程序設(shè)計(jì)有關(guān)。滯后時(shí)間是設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意把握的一個(gè)參數(shù)。</p><p>　　3.1.5可編程控制器（PLC）的性能指標(biāo)</p><p><b>　　(1)存儲(chǔ)容量</b></p><p>　　存儲(chǔ)容量是指用戶程序存儲(chǔ)器的容量。用戶程序存儲(chǔ)器的容量大，可以