四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

摘要電梯在國(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。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。關(guān)鍵詞：電梯；PLC；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

ABSTRACTElevatoriswidelyappliedinthenationaleconomyandlife.Theelevatorhasbecomeoneoftheimportanttransportequipment.Traditionaldomesticelevatorcontroliscomposedofarelay,contactor.Itisnotonlytheexistenceofpoorreliability,highcost,highfailurerateandshortcomings,butalsoinlayersincreases,changestothewiringandinstallationofmanufacturinghasbroughtalotofinconvenience.ToachievecontroloftheelevatorelectricalsystemwithPLC.Greatlyimprovethesuperiorityofsystemcontrol,reducecost,reducethefaultrateofelectriccontrolsystem.Thesubjectofdesigntasksusingtheprogrammablecontroller(PLC)forelectricalcontrolfreightelevator,thesubjectofdesignthinkingisthelogiccontrolprinciple,accordingtothetransportrulecontrolrequirementsanditsownelevator,inresponsetorandomexternalcallsignal.Throughthedesignanalysis,selectionofMitsubishiFX2NtypePLCelectriccontrolsystemoffreightelevatorsthroughoutthedesignprocess,andmainlydiscussesthreeaspects:therequirementsofthecontrolsystem,configuration,systemsoftwaredesign.Thecorecontrolpartoftheuseofthesoftwareprogramcontrol,inordertoensurethenormaloperationoftheelevator,therequirementsofthesituation,greatlyimprovetheelevatorfaultinspectionandrepairconvenienceandeasy,butalsoovercomessomebroughtbymanualoperationofhumandisturbancefactors,theexpectedresultshadagoodeffect.Keywords：elevator;PLC;controlsystem;design

目錄TOC\o"2-3"\f\h\z\t"標(biāo)題1,1,樣式1,1,樣式2,1,樣式11,1,樣式標(biāo)題1+小三,1,樣式4,1"第1章緒論 11.1電梯的發(fā)展背景 11.2電梯的基本結(jié)構(gòu) 21.3電梯的工作原理 3第2章可編程控制器的簡(jiǎn)介 52.1PLC的產(chǎn)生與發(fā)展 52.2PLC的特點(diǎn) 62.3PLC的基本結(jié)構(gòu) 8第3章可編程控制器的機(jī)型選用 123.1基于PLC的電梯電氣控制系統(tǒng)的分析 123.2輸入輸出分配 133.3機(jī)型的確定 13第4章硬件和軟件設(shè)計(jì) 144.1電梯的曳引電機(jī)及門(mén)電機(jī)電路圖 144.2PLC接線圖 154.3程序流程圖 164.4程序語(yǔ)句 17第5章程序運(yùn)行 285.1電梯安裝調(diào)試 285.2程序的調(diào)試與運(yùn)行監(jiān)控 285.3PLC運(yùn)用注意事項(xiàng) 295.4PLC控制系統(tǒng)的外部干擾 30參考文獻(xiàn) 32致謝 34第1章緒論1.1電梯的發(fā)展背景電梯進(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。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。“一切安全，先生們?！闭驹谏堤萜脚_(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]。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]。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，為操縱方式現(xiàn)代化開(kāi)了先河。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]。中國(guó)最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，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。1.2電梯的基本結(jié)構(gòu)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]。(1)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。(2)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。(3)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。(4)門(mén)系統(tǒng)門(mén)系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。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。(5)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。(6)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。(7)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。(8)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]。1.3電梯的工作原理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。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?？?。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)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]。(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。(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)扇的關(guān)閉，勿在層門(mén)口與轎廂門(mén)口對(duì)接處逗留。(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)。

第2章可編程控制器的簡(jiǎn)介2.1PLC的產(chǎn)生與發(fā)展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。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。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]。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（ProgrammableLogicController）。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。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]。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（GeneralElectric）公司，日本的三菱電機(jī)（MitsubishiElectric）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]。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，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。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)化控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的通用工業(yè)控制裝置[10]。2.2PLC的特點(diǎn)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)：(1)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)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。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。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：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)置了聯(lián)鎖保護(hù)、自診斷電路等。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]。(2)編程簡(jiǎn)單、使用方便目前，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。(3)硬件配套齊全，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，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選用，用戶能靈活方便地進(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。(4)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(mén)。(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。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]。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。(6)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，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]。2.3PLC的基本結(jié)構(gòu)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。(1)CPU的構(gòu)成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)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。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。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。(2)存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶程序存儲(chǔ)器。(3)I/O模塊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），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。(4)電源模塊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）。(5)底板或機(jī)架大多數(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。(6)PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備編程設(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)。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]。2.4PLC的工作原理PLC工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(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。(1)輸入處理階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入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。(2)程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(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。即在用戶程序執(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)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。(3)輸出處理階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。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]。

第3章可編程控制器的機(jī)型選用3.1基于PLC的電梯電氣控制系統(tǒng)的分析 在PLC運(yùn)行過(guò)程中，其CPU與各設(shè)備之間的信息交換、用戶程序的執(zhí)行、信號(hào)采集、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]。起動(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，在不滿足運(yùn)行條件時(shí)，中斷即返回。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)行條件不再滿足，每次中斷后，不再執(zhí)行加速程序，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]。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。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)。為便于觀察，對(duì)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)。3.2輸入輸出分配輸入信號(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)。輸出信號(hào)有：內(nèi)呼信號(hào)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)。3.3機(jī)型的確定三菱FX2N-48MR-001技術(shù)指標(biāo)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。FX2N-48MR-001系列PLC的功能。(1)集成型,高性能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)。(2)高速運(yùn)算內(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。(3)豐富的軟元件范圍輔助繼電器：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]。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。第4章硬件和軟件設(shè)計(jì)4.1電梯的曳引電機(jī)及門(mén)電機(jī)電路圖圖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)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。圖4.1電梯的主電路圖4.2PLC接線圖表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。表4.1輸入輸出分配表輸入輸出01層內(nèi)呼X00001層內(nèi)呼指示Y00012層內(nèi)呼X00112層內(nèi)呼指示Y00123層內(nèi)呼X00223層內(nèi)呼指示Y00234層內(nèi)呼X00334層內(nèi)呼指示Y00341層外呼上X00441層外呼上指示Y00452層外呼下X00552層外呼下指示Y00562層外呼上X00662層外呼上指示Y00673層外呼下X00773層外呼下指示Y00783層外呼上X01083層外呼上指示Y01094層外呼下X01194層外呼下指示Y01110開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān)X01210電梯上行Y012/KM111關(guān)門(mén)開(kāi)關(guān)X01311電梯下行Y013/KM2121層平層X(jué)01412門(mén)電機(jī)開(kāi)Y014/KM3132層平層X(jué)01513門(mén)電機(jī)關(guān)Y015/KM4143層平層X(jué)01614電梯上行指示Y016154層平層X(jué)01715電梯下行指示Y01716開(kāi)門(mén)限位X02016樓層指示Y020～Y02617關(guān)門(mén)限位X02117警報(bào)指示Y02718上極限位X0221819下極限位X0231920緊急呼叫X02420圖4.2PLC輸入輸出接線圖4.3程序流程圖圖4.3為電氣控制系統(tǒng)的程序流程圖。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。轎廂停于最后響應(yīng)的信號(hào)所在的樓層外部信號(hào)輸入轎廂停于某一層存儲(chǔ)在D1～D10中存儲(chǔ)在D0中在D1～D10中，將第一個(gè)得到值的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的值與D0中的值進(jìn)行比較，從而判斷上行還是下行。D1～D10大于D0？上行下行首先響應(yīng)同向向上外呼信號(hào)或內(nèi)呼信號(hào)，響應(yīng)完畢后或在轎廂前方再無(wú)同向向上信號(hào)，若有反向外呼信號(hào)，則轎廂上行至最遠(yuǎn)反向外呼信號(hào)所在樓層。首先響應(yīng)同向向下外呼信號(hào)或內(nèi)呼信號(hào)，響應(yīng)完畢后或在轎廂前方再無(wú)同向向下信號(hào)，若有反向外呼信號(hào)，則轎廂下行至最遠(yuǎn)反向外呼信號(hào)所在樓層。所有輸入信已響應(yīng)完畢？YNYN轎廂停于最后響應(yīng)的信號(hào)所在的樓層外部信號(hào)輸入轎廂停于某一層存儲(chǔ)在D1～D10中存儲(chǔ)在D0中在D1～D10中，將第一個(gè)得到值的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的值與D0中的值進(jìn)行比較，從而判斷上行還是下行。D1～D10大于D0？上行下行首先響應(yīng)同向向上外呼信號(hào)或內(nèi)呼信號(hào)，響應(yīng)完畢后或在轎廂前方再無(wú)同向向上信號(hào)，若有反向外呼信號(hào)，則轎廂上行至最遠(yuǎn)反向外呼信號(hào)所在樓層。首先響應(yīng)同向向下外呼信號(hào)或內(nèi)呼信號(hào)，響應(yīng)完畢后或在轎廂前方再無(wú)同向向下信號(hào)，若有反向外呼信號(hào)，則轎廂下行至最遠(yuǎn)反向外呼信號(hào)所在樓層。所有輸入信已響應(yīng)完畢？YNYN圖4.3程序流程圖4.4程序語(yǔ)句1.內(nèi)呼信號(hào)輸入及存儲(chǔ)程序編程思路：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。梯形圖如圖4.4所示。圖4.4內(nèi)呼信號(hào)輸入及存儲(chǔ)程序梯形圖2.外呼信號(hào)輸入及存儲(chǔ)程序編程思路：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。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。梯形圖如圖4.5所示。圖4.5外呼信號(hào)輸入及存儲(chǔ)程序梯形圖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。梯形圖如圖4.6所示。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4.比較判斷轎廂上下行程序（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。（2）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。梯形圖如圖4.7所示。圖4.7比較判斷轎廂上下行程序梯形圖5.補(bǔ)充程序編程思路：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。梯形圖如圖4.8所示。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6.開(kāi)關(guān)門(mén)程序編程思路：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。程序中C0、C1的重要作用：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)。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。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。梯形圖如圖4.9所示。圖4.9開(kāi)關(guān)門(mén)程序梯形圖7.電梯轎廂上行程序編程思路：在比較判斷出轎廂上行以后，執(zhí)行以下程序。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。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。梯形圖如圖4.10所示。圖4.10轎廂上行程序梯形圖8.轎廂下行程序編程思路和轎廂上行程序一樣，梯形圖如圖4.11所示。圖4.11轎廂下行程序梯形圖第5章程序運(yùn)行電梯PLC程序應(yīng)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。5.1電梯安裝調(diào)試安裝調(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，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。5.2程序的調(diào)試與運(yùn)行監(jiān)控程序的調(diào)試及運(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。圖5.1程序的調(diào)試及監(jiān)控圖5.2程序的調(diào)試及監(jiān)控5.3PLC運(yùn)用注意事項(xiàng)

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：

（1）溫度

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。

（2）濕度

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）。

（3）震動(dòng)

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。

（4）空氣

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。

（5）電源

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]。5.4PLC控制系統(tǒng)的外部干擾（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。（2）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。（3）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。（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]。

總結(jié)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。互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)具有大量資源的信息寶庫(kù)，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中如果沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)也許我多花一倍的時(shí)間也完不成任務(wù)。所以一定要會(huì)并善于運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)工具。

完成這次設(shè)計(jì)后回過(guò)頭來(lái)看，我的這項(xiàng)作業(yè)完成得并不完美。還有很多需要提高和改進(jìn)的地方。

首先，是系統(tǒng)的功能還太單一，有一些實(shí)際工作中需要用到的功能在分析時(shí)沒(méi)有考慮進(jìn)去，也沒(méi)能實(shí)現(xiàn)。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)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。

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致謝四年的大學(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)我的關(guān)心和支持！基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開(kāi)發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開(kāi)發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門(mén)傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專(zhuān)用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門(mén)機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)\t"_blank