基于三菱PLC的三層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、整體設(shè)計(jì)較完善但有幾點(diǎn)注意:1.對(duì)位置檢測(cè)裝置、防夾傳感器、失速保護(hù)裝置等都沒(méi)有說(shuō)明。2、有PLC外部接線圖，但說(shuō)明不夠清晰，要對(duì)硬件（接觸器、行程開(kāi)關(guān)、保護(hù)開(kāi)關(guān)、使用電機(jī)功率要求等列個(gè)表，包括I/O端口的分配表，3PLC的通用知識(shí)太的太多了，與課題無(wú)關(guān)的編程知識(shí)、PLC結(jié)構(gòu)原理知識(shí)少講4沒(méi)有作過(guò)實(shí)際運(yùn)行，就不要寫(xiě)“經(jīng)實(shí)際運(yùn)行”之類的語(yǔ)言，你最后的一段有此類表達(dá)，有不實(shí)之嫌。5.不要用章節(jié)字眼排版.6注意如果下載太多，就應(yīng)考慮用其他PLC重新編程改寫(xiě)。防止和別人重復(fù)。7以上內(nèi)容修改后,就可以認(rèn)真按格式排版、打印了目 錄摘 要1第1章 電梯概述31.1 引言31.2 電梯的發(fā)展簡(jiǎn)史31.3 電梯

2、的基本結(jié)構(gòu)31.4 電梯的分類5第2章 可編程控制器簡(jiǎn)介62.1 PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用62.2 PLC的工作原理72.3 PLC的編程語(yǔ)言82.4 PLC基本指令82.5 梯形圖設(shè)計(jì)規(guī)則11第3章 三層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)123.1 電梯的控制要求123.2 三層電梯主電路123.3 輸入輸出點(diǎn)數(shù)分配123.4 PLC外圍接線圖133.5 功能指令表概述143.6 程序分析153.7 三層電梯梯形圖程序193.8 三層電梯助記符語(yǔ)句程序213.9 本系統(tǒng)的不足及改進(jìn)27結(jié) 束 語(yǔ)29致 謝30參考文獻(xiàn)31摘 要電梯是高層建筑不可缺少的運(yùn)輸工具，用于垂直運(yùn)送乘客和貨物，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)

3、主要采用繼電器-接觸器進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)是觸點(diǎn)多，故障率高、可靠性差、維修工作量大等，而采用 PLC組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問(wèn)題。本論文通過(guò)討論電梯控制系統(tǒng)的組成，闡述可編程控制器（PLC）在電梯控制中的應(yīng)用，采用三菱PLC編程的程序控制方式，提出了三層電梯的PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)過(guò)程、組成， 列出了具體的主要硬件電路、電梯的控制梯形圖及指令表。并給出了系統(tǒng)組成框圖和程序流程圖，在分析、處理隨機(jī)信號(hào)邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了PLC的編程方法，設(shè)計(jì)了一套完整的電梯控制系統(tǒng)方案。采用本方案實(shí)現(xiàn)電梯控制，能夠解決繼電器接觸器觸點(diǎn)多，故障率高、可靠性差、安裝調(diào)試周期長(zhǎng)、維修工作量大、接線

4、復(fù)雜等缺點(diǎn)。使電梯運(yùn)行更加安全、方便、舒適。關(guān)鍵詞：電梯、PLC、梯形圖 第1章 電梯概述1.1 引言隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市迅速的崛起，高層建筑的不斷增多，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。它是采用電力拖動(dòng)方式，將載有乘客或貨物的轎廂，運(yùn)行于垂直方向的兩根剛性導(dǎo)軌之間，運(yùn)送乘客和貨物的固定式提升設(shè)備。所以，電梯是為高層建筑運(yùn)輸服務(wù)的設(shè)備，它具有運(yùn)送速度快、安全可靠、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器-接觸器進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)是觸點(diǎn)多，故障率高、可靠性差、維修工作量大等，而采用 PLC組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問(wèn)題，使電梯運(yùn)行更加安全、方便

5、、舒適。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來(lái)完成；第二種控制方式用可編程控制器取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)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。PLC可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活。1.2 電梯的發(fā)展簡(jiǎn)史據(jù)國(guó)外有關(guān)資料介紹，公元前2800年在古代埃及，為了建筑當(dāng)時(shí)的金字塔，曾使用過(guò)由人力驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)械。公元1765年瓦特發(fā)明了蒸氣機(jī)之后，1858年美國(guó)研制以蒸氣為動(dòng)力，并通過(guò)皮帶傳動(dòng)和蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)的電梯，1878年英國(guó)的阿姆斯特發(fā)明了水壓梯，并隨著水壓梯的發(fā)展淘汰

6、了蒸氣梯，后來(lái)又出現(xiàn)了采用液壓泵的控制閥以及直接柱塞式和側(cè)柱塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯，這種液壓梯至今仍為人們所采用。18世紀(jì)末發(fā)明了電機(jī)，特別是交流雙速電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，顯著改善了電梯的工作性能。在20世紀(jì)初，美國(guó)OTIS電梯公司首先使用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動(dòng)的直流電梯。從此以后，電梯這個(gè)產(chǎn)品，一直在日新月異的發(fā)展著。目前的電梯產(chǎn)品，不但規(guī)格品種多，自動(dòng)化程度高，而且安全可靠，乘坐舒適。1.3 電梯的基本結(jié)構(gòu)電梯一般由五部分組成：井道和機(jī)房、傳動(dòng)部分、升降部分、安全裝置、控制部分。1. 井道和機(jī)房井道和機(jī)房是電梯正常運(yùn)行所要求的房屋建筑部分。井道由圍壁、頂板及底坑圍成一個(gè)容納電梯轎廂和對(duì)重

7、的有限空間，在每個(gè)層站開(kāi)有出、入口。機(jī)房用來(lái)安裝曳引機(jī)、電控屏、限速器等。機(jī)房可以設(shè)置在井道的頂部，也可設(shè)置在井道底部。設(shè)置在井道底部時(shí)稱為曳引機(jī)下置式，該方式的電梯結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)井道尺寸要求大，所以只有在機(jī)房無(wú)法頂置時(shí)采用。機(jī)房必須有足夠的面積、高度、承重能力及良好的通風(fēng)條件。頂板上是機(jī)房的情況下，它是值班工人工作的地方。所以頂板都是封閉型的，將井道與機(jī)房完全隔離。底坑一般深入地面，用于安裝緩沖器、限速器鋼絲繩張緊裝置。因?yàn)樯钊氲孛嬉笥信潘O(shè)施。2. 傳動(dòng)部分傳動(dòng)部分即曳引機(jī)，主要由電動(dòng)機(jī)和鋼索組成。一般安裝在機(jī)房的頂部，它通過(guò)鋼絲繩牽引轎廂及對(duì)重。曳引機(jī)由蝸輪減速箱、繩輪、電機(jī)、靠背輪、

8、抱閘、底座等組成。高速無(wú)齒輪直流電梯曳引機(jī)，由電機(jī)直接帶動(dòng)繩輪，無(wú)減速箱裝置，其余部件相同。3. 升降設(shè)備部分升降設(shè)備部分包括轎廂、對(duì)重、門廳和導(dǎo)軌。轎廂是容納物體和乘客的箱體，對(duì)重是用來(lái)平衡轎廂重量的。門廳是每一層樓的電梯門口裝的門，門上有機(jī)械鎖和電氣接點(diǎn)?？吞荻嗖捎米詣?dòng)開(kāi)關(guān)門，是由轎廂門上的開(kāi)門刀帶動(dòng)廳門上橡皮轱轆來(lái)完成的，而轎廂門是由轎廂門上的開(kāi)關(guān)門裝置驅(qū)動(dòng)的。導(dǎo)軌是轎廂上下移動(dòng)所走的軌道。4. 安全裝置安全裝置由降速裝置和電氣安全設(shè)備組成。降速裝置主要有限速器和緩沖器。限速器是控制轎廂速度的設(shè)備。當(dāng)轎廂達(dá)到極限速度時(shí)，轎廂限速器開(kāi)始動(dòng)作，并作用于安全鉗上迫使它夾住導(dǎo)軌，剎住轎廂。緩沖器

9、是電梯的最后安全保護(hù)。它安裝在電梯井道底坑內(nèi)，位于轎廂和對(duì)重的正下方。當(dāng)電梯向上或向下運(yùn)動(dòng)中，由于鋼絲斷裂、抱閘制動(dòng)力不足或者控制系統(tǒng)失靈而使轎廂超越終端層站時(shí)，緩沖器則起到緩沖作用，避免電梯撞底或沖頂，確保乘客的安全。電氣安全設(shè)備是指電梯控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)的電氣元件。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)7588和10058中的規(guī)定，對(duì)電梯供電電源、轎廂超速、轎廂上下端站及極限位置、廳門鎖與轎廂門的電氣連鎖以及所有電氣設(shè)備外殼接地等方面必須實(shí)行電氣保護(hù)。電氣安全裝置通常包括：設(shè)置在機(jī)房?jī)?nèi)的電梯主開(kāi)關(guān)，可切斷轎廂照明及通風(fēng)、轎頂電源插座、火災(zāi)報(bào)警、機(jī)房和滑輪間照明以及井道照明等全部供電電路。熔斷器和熱繼電器用作曳引

10、電機(jī)的短路及過(guò)負(fù)荷保護(hù)。相序繼電器作斷相和錯(cuò)相保護(hù)。稱重裝置可作電梯的超重保護(hù)。行程開(kāi)關(guān)是電梯運(yùn)行端站減速及端站限位保護(hù)。電梯門安全觸板帶動(dòng)連鎖開(kāi)關(guān)或光電傳感器、感應(yīng)式近門傳感器，控制開(kāi)關(guān)門電機(jī)，防止電梯夾人、夾物。電梯所有金屬設(shè)備外殼接地，以防觸電事故。5. 控制部分控制部分主要指電氣控制設(shè)備和必要的線路。電梯的操縱控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其控制方式標(biāo)志著我國(guó)電梯的發(fā)展水平，我國(guó)目前使用的電梯按其操縱方式分類有按鈕控制電梯、信號(hào)控制電梯、集選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、程序控制電梯及智能控制電梯等。按鈕控制電梯。其操縱箱內(nèi)裝有啟動(dòng)按鈕、應(yīng)急按鈕、開(kāi)關(guān)門按鈕、警鈴按鈕等按鈕組和照明開(kāi)關(guān)、鑰匙開(kāi)關(guān)、通風(fēng)開(kāi)關(guān)、

11、檢修開(kāi)關(guān)和顯示樓層與方向的指示燈。信號(hào)控制電梯。除具有自動(dòng)平層自動(dòng)開(kāi)門動(dòng)作外，還具有內(nèi)外選層、自動(dòng)定向、順向截車等控制能力。該類電梯有司機(jī)操作。集選控制電梯。目前物業(yè)部門管理的客梯主要采用集選控制方式。集選控制方式的電梯具有自動(dòng)平層、自動(dòng)開(kāi)門、自動(dòng)掌握停站時(shí)間、內(nèi)選外呼信號(hào)的登記與消除、順向截梯以及自動(dòng)換向等功能。下集選控制電梯用于無(wú)司機(jī)交、直流電梯，基本工作狀態(tài)與集選控制電梯相同，只是廳外向下招呼信號(hào)才予答應(yīng)。并聯(lián)控制電梯。該種電梯是電梯群中的最簡(jiǎn)單方式，只適合于兩臺(tái)電梯的協(xié)調(diào)控制管理。它是按預(yù)先設(shè)定的調(diào)配原則，自動(dòng)的調(diào)配某臺(tái)電梯去答應(yīng)某層的廳外召喚信號(hào)。程序控制電梯。使用于同一建筑物內(nèi)有三

12、臺(tái)以上電梯，而且位置比較集中的電梯群的控制和管理。為了提高電梯的運(yùn)行效率和充分滿足樓內(nèi)客流量的需要，盡可能的縮短乘客的候梯時(shí)間，對(duì)電梯群的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)程序控制。智能群梯。該種電梯采用先進(jìn)的控制理論、先進(jìn)的傳動(dòng)和控制技術(shù)，使電梯在運(yùn)行過(guò)程中具有安全、快速、準(zhǔn)確、平穩(wěn)的特性，使乘客具有舒適感和享受感。全微機(jī)化電梯的開(kāi)發(fā)和使用是電梯的發(fā)展趨勢(shì)。全微機(jī)化電梯是指電梯的傳動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)微機(jī)化控制的電梯，必將滿足人們對(duì)電梯的高質(zhì)量、高水平、高標(biāo)準(zhǔn)的要求。1.4 電梯的分類按用途分類：乘客電梯、載貨電梯、客貨電梯、病床電梯、住宅電梯、雜物電梯、觀光電梯、車輛電梯、船舶電梯、建筑使用電梯、自動(dòng)扶梯、

13、其它按驅(qū)動(dòng)方式分類：交流電梯、直流電梯、液壓電梯、螺桿式電梯、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯按速度分類：低速電梯（V1.0m/s）、快速電梯（1.0m/s<V<2.0m/s）、高速電梯（V2.0m/ s）按控制方式分類：手柄操縱控制電梯；按鈕控制電梯、信號(hào)控制電梯、集選控制電梯、下集選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、梯群程序控制電梯、梯群智能控制電梯。 第2章 可編程控制器簡(jiǎn)介可編程控制器是60年代末在美國(guó)首先出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)叫可編程控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用來(lái)取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。PLC的基本設(shè)計(jì)思想是反映計(jì)算機(jī)功能

14、完善、靈活、通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)象，將控制內(nèi)容編成軟件寫(xiě)入控制器的用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)?？刂破骱捅豢貙?duì)象連接方便。隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，到70年代中期以后，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時(shí)的PLC已不再是邏輯判斷功能，還同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控

15、制、定時(shí)、計(jì)算和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電器接觸控制系統(tǒng)中機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)?？删幊炭刂破鲗?duì)用戶來(lái)說(shuō)，是一種無(wú)觸點(diǎn)設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此可在初步設(shè)計(jì)階段選用可編程控制器，在實(shí)施階段再確定工藝過(guò)程。另一方面，從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據(jù)用戶的訂貨要求專門設(shè)計(jì)控制器，適合批量生產(chǎn)。由于這些特點(diǎn)，可編程控制器問(wèn)世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展。目前，可編程

16、控制器已成為工廠自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的應(yīng)用。2.1 PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用可編程控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器為核心的結(jié)構(gòu)。通常由中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、輸出輸出單元（I/O）、電源和編程器等幾個(gè)部分組成。1. 中央處理單元（CPU）CPU作為整個(gè)PLC的核心，起著總指揮的作用。CPU一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個(gè)集成電路的芯片上。CPU通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入輸出接口電路連接。CPU的功能有以下一些：從存儲(chǔ)器中讀取指令，執(zhí)行指令，取下一條指令，處理中斷。2. 存儲(chǔ)

17、器（RAM、ROM）存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器；存放工作數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。常用的存儲(chǔ)器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一種可進(jìn)行讀寫(xiě)操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器存放用戶程序，生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)，存放在RAM中的用戶程序可方便地修改。RAM存儲(chǔ)器是一種高密度、低功耗、價(jià)格便宜的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可用鋰電池做備用電源。掉電時(shí)，可有效地保持存儲(chǔ)的信息。EPROM、EEPROM都是只讀存儲(chǔ)器。用這些類型存儲(chǔ)器固化系統(tǒng)管理程序和應(yīng)用程序。3. 輸入輸出單元（I/O單元）I/O單元實(shí)際上是PLC與被控對(duì)象

18、間傳遞輸入輸出信號(hào)的接口部件。I/O單元有良好的電隔離和濾波作用。接到PLC輸入接口的輸入器件是各種開(kāi)關(guān)、按鈕、傳感器等。PLC的各輸出控制器往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流和直流型，高電壓型和低電壓型，電壓型和電流型。4. 電源PLC電源單元包括系統(tǒng)的電源及備用電池，電源單元的作用是把外部電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。PLC內(nèi)有一個(gè)穩(wěn)壓電源用于對(duì)PLC的CPU單元和I/O單元供電。5. 編程器編程器是PLC的最重要外圍設(shè)備。利用編輯器將用戶程序送入PLC的存儲(chǔ)器，還可以有用編輯器檢查程序，修改程序，監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。除此以外，在個(gè)人計(jì)算機(jī)上添加適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖?，即可用個(gè)人計(jì)算

19、機(jī)對(duì)PLC編程。利用微機(jī)作為編程器，可以直接編制并顯示梯形圖。2.2 PLC的工作原理PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，在PLC中用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回到第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。PLC的掃描過(guò)程分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個(gè)階段。全過(guò)程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。當(dāng)PLC處于停狀態(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。在PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。1. 輸入處理輸入處理也叫輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息

20、存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)的映像寄存器與外界隔離， 即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，其映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)發(fā)生變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。2. 程序執(zhí)行根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映象寄存器讀出對(duì)應(yīng)映象寄存器，根據(jù)用戶程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，存入有關(guān)器件寄存器中。對(duì)每個(gè)器件來(lái)說(shuō)，器件映象寄存器中所寄存的內(nèi)容，會(huì)隨著程序執(zhí)行過(guò)程而變化。3. 輸出處理程序執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器，即器件

21、映象寄存器中的Y寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。2.3 PLC的編程語(yǔ)言2.3.1 梯形圖編程語(yǔ)言梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，它是在電路控制系統(tǒng)中常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了符號(hào)演變來(lái)的，形象、直觀、實(shí)用。梯形圖的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：（一）梯形圖按從左到右、從上到下的順序排列。每一邏輯行起始于左母線，然后是觸點(diǎn)的串、并聯(lián)接，最后是線圈與右母線相聯(lián)。（二）梯形圖中每個(gè)梯級(jí)流過(guò)的不是物理電流，而是“概念電流”，從左流向右，其兩端沒(méi)有電源。這個(gè)“概念電流”只是形象地描述用戶程序執(zhí)行中應(yīng)滿足線圈

22、接通的條件。（三）輸入繼電器用于接收外部的輸入信號(hào)，而不能由PLC內(nèi)部其它繼電器的觸點(diǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不出現(xiàn)其線圈。輸出繼電器輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備，當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈得電時(shí),就有信號(hào)輸出，但不是直接驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備，而要通過(guò)輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實(shí)現(xiàn)。輸出繼電器的觸點(diǎn)可供內(nèi)部編程使用。2.3.2 語(yǔ)句表編程語(yǔ)言指令語(yǔ)句表示一種與計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言相類似的助記符編程方式，但比匯編語(yǔ)言易懂易學(xué)。一條指令語(yǔ)句是由步序、指令語(yǔ)和作用器件編號(hào)三部分組成。2.4 PLC基本指令2.4.1 線圈驅(qū)動(dòng)指令LD、LDI、OUTLD：取指令。表示一個(gè)與輸入母

23、線相連的常開(kāi)接點(diǎn)指令，即常開(kāi)接點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始。LDI：取反指令。表示一個(gè)與輸入母線相連的常閉接點(diǎn)指令，即常閉接點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始。、OUT：線圈驅(qū)動(dòng)指令，也叫輸出指令。LD、LDI兩條指令的目標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、C，用于將接點(diǎn)接到母線上。也可以與ANB指令、ORB指令配合使用，在分支起點(diǎn)也可使用。OUT是驅(qū)動(dòng)線圈的輸出指令，它的目標(biāo)元件是Y、M、S、T、C。對(duì)輸入繼電器X不能使用。OUT指令可以連續(xù)使用多次。LD、LDI是一個(gè)程序步指令，這里的一個(gè)程序步即是一個(gè)字。OUT是多程序步指令，要視目標(biāo)元件而定。OUT指令的目標(biāo)元件是定時(shí)器T和計(jì)數(shù)器C時(shí)，必須設(shè)置常數(shù)K。2.4.2 接點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)

24、ND、ANIAND，與指令。用于單個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)的串聯(lián)。ANI，與非指令。用于單個(gè)常閉接點(diǎn)的串聯(lián)。AND與ANI都是一個(gè)程序步指令，它們串聯(lián)接點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，也就是說(shuō)這兩條指令可以多次重復(fù)使用。OUT指令后，通過(guò)接點(diǎn)對(duì)其它線圈使用OUT指令稱為縱接輸出或連續(xù)輸出，連續(xù)輸出如果順序不錯(cuò)可以多次重復(fù)。2.4.3 接點(diǎn)并聯(lián)指令OR、ORIOR：或指令。用于單個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)的并聯(lián)。ORI：或非指令。用于單個(gè)常閉接點(diǎn)的并聯(lián)。OR與ORI指令都是一個(gè)程序步指令，它們的目標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、C。這兩條指令都是并聯(lián)一個(gè)接點(diǎn)。需要兩個(gè)以上接點(diǎn)串聯(lián)連接電路塊的并聯(lián)連接時(shí)，要用ORB指令。2.4.4 串聯(lián)電路塊的

25、并聯(lián)連接指令ORB兩個(gè)或兩個(gè)以上的接點(diǎn)串聯(lián)連接的電路叫串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，分支開(kāi)始用LD、LDI指令，分支結(jié)果用ORB指令。ORB指定與ANB指令均為無(wú)目標(biāo)元件指定,而兩條無(wú)目標(biāo)元件指定的步長(zhǎng)都為一個(gè)程序步。ORB有時(shí)也簡(jiǎn)稱或塊指令。ORB指令的使用方法有兩種：一種是在要并聯(lián)的每個(gè)串聯(lián)電路塊后加ORB指令；另一種是集中使用ORB指令。對(duì)于前者分散使用ORB指令時(shí)，并聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，但對(duì)于后者集中使用ORB指令時(shí)，這種電路塊并聯(lián)的個(gè)數(shù)不能超過(guò)8個(gè)。2.4.5 并聯(lián)電路的串聯(lián)連接指令A(yù)NB兩個(gè)或兩個(gè)以上的接點(diǎn)并聯(lián)的電路稱為并聯(lián)電路塊。分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時(shí)，使

26、用ANB指令。分支的起點(diǎn)用LD、LDI指令，并聯(lián)電路快結(jié)束后，使用ANB指令與前面電路串聯(lián)。ANB指令也簡(jiǎn)稱與塊指令，ANB也是無(wú)操作目標(biāo)元件，是一個(gè)程序步指令。2.4.6 主控及主控復(fù)位指令MC、MCRMC為主控指令，用于公共串聯(lián)接點(diǎn)的連接，MCR叫主控復(fù)位指令，即MC的復(fù)位指令。在編程時(shí)，經(jīng)常遇到多個(gè)線圈同時(shí)受一個(gè)或一組接點(diǎn)控制。如果在每個(gè)線圈的控制電路中都串入同樣的接點(diǎn)，將多占用存儲(chǔ)單元，應(yīng)用主控指令可以解決這一問(wèn)題。使用主控指令的接點(diǎn)稱為主控接點(diǎn)，它在梯形圖中與一般的接點(diǎn)垂直。它們是與母線相連的常開(kāi)接點(diǎn)，是控制一組電路的總開(kāi)關(guān)。MC指令是3程序步，MCR指令是2程序步，兩條指令的操作目

27、標(biāo)元件是Y、M，但不允許使用特殊輔助繼電器M。與主控接點(diǎn)相連的接點(diǎn)必須用LD或LDI指令。使用MC指令后，母線移到主控接點(diǎn)的后面，MCR使母線回到原來(lái)的位置。在MC指令內(nèi)再使用MC指令是時(shí)嵌套級(jí)N的編號(hào)（07）順序增大，返回時(shí)用MCR指令，從大的嵌套級(jí)開(kāi)始解除。2.4.7 置位與復(fù)位指令SET、RST SET為置位指令，使動(dòng)作保持；RST為復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位。SET指令的操作目標(biāo)元件為Y、M、S。RST指令的操作目標(biāo)元件為Y、M、S、D、V、Z、T、C。這兩條指令是13個(gè)程序步。用RST指令可以對(duì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、變址寄存器的內(nèi)容清零。2.4.8 脈沖輸出指令PLS、PLFPL

28、S指令在輸入信號(hào)上升沿產(chǎn)生脈沖輸出，而PLF在輸入信號(hào)下降沿產(chǎn)生脈沖輸出，這兩條指令都是2程序步，它們的目標(biāo)元件是Y和M，但特殊輔助繼電器不能作目標(biāo)元件。使用PLS指令，元件Y、M僅在驅(qū)動(dòng)輸入接通后的一個(gè)掃描周期內(nèi)動(dòng)作。而使用PLF指令，元件Y、M僅在驅(qū)動(dòng)輸入斷開(kāi)后的一個(gè)掃描周期內(nèi)動(dòng)作。2.4.9 空操作指令NOPNOP指令是一條無(wú)動(dòng)作、無(wú)目標(biāo)元件的一程序步指令?？詹僮髦噶钍窃摬叫蜃骺詹僮鳌Ｓ肗OP指令替代已寫(xiě)入指令，可以改變電路。在程序中加入NOP指令，在改動(dòng)或追加程序是可以減少步序號(hào)的改變。2.4.10 程序結(jié)束指令ENDEND是一條無(wú)目標(biāo)元件的1程序步指令。PLC反復(fù)進(jìn)入輸入處理、程序運(yùn)

29、算、輸出處理，若在程序最后寫(xiě)入END指令，則END以后的程序步就不再執(zhí)行，直接進(jìn)行輸出處理。在程序調(diào)試過(guò)程中，按端插入END指令，可以順序擴(kuò)大對(duì)各程序段的檢查。采用END指令將程序劃分為若干段，在確認(rèn)處理前面電路塊的動(dòng)作正確無(wú)誤之后，依次刪去END指令。基本指令表2.5 梯形圖設(shè)計(jì)規(guī)則1. 觸點(diǎn)的安排梯形圖的觸點(diǎn)應(yīng)畫(huà)在水平線上，不能畫(huà)在垂直分支上。2. 串、并聯(lián)的處理在有幾個(gè)串聯(lián)回路相并聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的那個(gè)串聯(lián)回路放在梯形圖最上面。在有幾個(gè)并聯(lián)圖回路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。3. 線圈的安排不能將觸點(diǎn)畫(huà)在線圈右邊，只能在觸點(diǎn)的右邊接線圈。4. 不準(zhǔn)雙線圈輸出如果在

30、同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時(shí)前面的輸出無(wú)效，只有最后一次才有效，所以不應(yīng)出現(xiàn)雙線圈輸出。5. 重新編排電路如果電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可重復(fù)使用一些觸點(diǎn)畫(huà)出它的等效電路，然后再進(jìn)行編程就比較容易。6. 編程順序?qū)?fù)雜的程序可先將程序分成幾個(gè)簡(jiǎn)單的程序段，每一段從最左邊觸點(diǎn)開(kāi)始，由上之下向右進(jìn)行編程，再把程序逐段連接起來(lái)。第3章 三層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 電梯的控制要求電梯由安裝在各樓層廳門口的呼叫按鈕進(jìn)行呼叫操縱和電梯轎廂內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕進(jìn)行控制，用以選擇需停靠的樓層。樓層指示燈有三個(gè)，分別指示電梯當(dāng)前位置。運(yùn)行狀態(tài)指示燈有兩個(gè)，分別指示當(dāng)前電梯運(yùn)行的狀態(tài)

31、。電梯每次運(yùn)行只響應(yīng)單一呼叫，例如，電梯停在一層，在三層轎廂外呼叫時(shí)，必須按三層呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫（從一層運(yùn)行到三層），在電梯停止運(yùn)行前按其他層呼叫按鈕均無(wú)效，依此類推。 3.2 三層電梯主電路圖中L1、L2、L3為三相電源，三相電動(dòng)機(jī)M3為電梯轎廂上行和下行電動(dòng)機(jī)，由KM7和KM8分別控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)從而控制轎廂的上行和下行；M1、M2、M3為電梯開(kāi)關(guān)門控制的直流電動(dòng)機(jī)，分別由接觸器KM1KM6的觸點(diǎn)控制；QS1為總開(kāi)關(guān)（刀開(kāi)關(guān)），起隔離電源作用；FU為熔斷器，起短路和嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)；FR為熱繼電器，起過(guò)載和斷相保護(hù)作用。3.3 輸入輸出點(diǎn)數(shù)分配 1. 輸入部分:2. 輸出部分: 3.4

32、 PLC外圍接線圖3.5 功能指令表概述 由于PLC是由取代繼電器開(kāi)始產(chǎn)生并發(fā)展起來(lái)的，且早期的PLC絕大部分用于順序控制，于是許多人習(xí)慣把PLC看作是繼電器 、定時(shí)器、 計(jì)數(shù)器的集合把PLC的作用局限地等同于繼電控制系統(tǒng)順控器等， 其實(shí)PLC就是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PLC系統(tǒng)具有一切計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能，大型的PLC系統(tǒng)就是當(dāng)代最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)小型的PLC由于運(yùn)算速度及存貯容量的限制功能自然稍弱。但為了使PLC在其基本邏輯功能 順序步進(jìn)功能之外具有更進(jìn)一步的特殊功能以盡可能多地滿足PLC用戶的特殊要求，從80年代開(kāi)始PLC制造商就逐步地在小型PLC中加入一些功能指令或稱為應(yīng)用指令。這些功能指

33、令實(shí)際上就是一個(gè)個(gè)功能不同的子程序 。隨著芯片技術(shù)的進(jìn)步，小型PLC的運(yùn)算速度、存貯容量不斷增加，其功能指令的功能也越來(lái)越強(qiáng)。 許多技術(shù)人員夢(mèng)寐以求甚至以前不敢想象的功能，通過(guò)功能指令就成為極容易實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)從而大大提高了PLC的實(shí)用價(jià)值。3.5.1 傳送指令當(dāng)觸發(fā)條件被觸發(fā)時(shí)，傳送源數(shù)據(jù)到指定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，如上圖，當(dāng)X000觸發(fā)時(shí)，把K100移動(dòng)到D10中去。3.5.2 比較指令比較S1和S2里面的數(shù)據(jù)，然后去控制D包含的連續(xù)三個(gè)對(duì)象的接通，上例中：S1>S2 M0 導(dǎo)通S1=S2 M1 導(dǎo)通S1<S2 M2 導(dǎo)通即K100大于C20的當(dāng)前值時(shí)，M0接通；K100等于C20的當(dāng)前值時(shí)

34、，M1接通；K100小于C20的當(dāng)前值時(shí)，M2接通。3.6 程序分析3.6.1 程序總體結(jié)構(gòu)3.6.2 電梯上下控制程序分析比較呼叫信號(hào)D1、樓層限位 D2里面的數(shù)值，以比較結(jié)果指揮電梯動(dòng)作。D1<D2：電梯在上，呼叫在下，電梯此時(shí)應(yīng)該下降。D1>D2：電梯在下，呼叫在上，電梯此時(shí)應(yīng)該上升。D1=D2：電梯與呼叫在同一位置，可根據(jù)不同的樓層 位置驅(qū)動(dòng)不同的門進(jìn)行開(kāi)關(guān)。3.6.3 電梯呼叫信號(hào)分析根據(jù)不同的按鈕動(dòng)作把呼叫信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)值存入寄存器D1里面當(dāng)?shù)谝粚雍艚袝r(shí)，就把常數(shù)1放在D1里面當(dāng)?shù)诙雍艚袝r(shí)，就把常數(shù)2放在D1里面當(dāng)?shù)谌龑雍艚袝r(shí)，就把常數(shù)3放在D1里面. 電梯呼叫信號(hào)程序

35、（第一層）3.6.4 電梯位置判斷程序分析通過(guò)傳感器把電梯位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號(hào)送到寄存器D2里面去如果在第一層，把常數(shù)1 賦給D2；如果在第二層，把常數(shù)2 賦給D2；如果在第三層，把常數(shù)3 賦給D2。3.6.5 電梯樓層顯示程序分析1. 電梯樓層顯示程序：利用三個(gè)層限開(kāi)關(guān)進(jìn)行判斷：當(dāng)一層層限開(kāi)關(guān)觸發(fā)時(shí) 一層指示燈亮；當(dāng)二層層限開(kāi)關(guān)觸發(fā)時(shí) 二層指示燈亮；當(dāng)三層層限開(kāi)關(guān)觸發(fā)時(shí) 三層指示燈亮。2. 電梯上下顯示程序分析上下顯示完全按照電機(jī)當(dāng)前狀態(tài)來(lái)確定當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)顯示上升狀態(tài)當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)顯示下降狀態(tài)電梯上下顯示程序：3.6.6 電梯開(kāi)關(guān)門程序分析當(dāng)電梯到位后，延時(shí)0.5秒， 根據(jù)當(dāng)前的樓層驅(qū)動(dòng)相

36、應(yīng)的門進(jìn)行開(kāi)門動(dòng)作。開(kāi)門到位后再延時(shí)1秒進(jìn)行關(guān)門。如果在關(guān)門過(guò)程中檢測(cè)到有障礙，立即停止關(guān)門動(dòng)作，繼續(xù)重新開(kāi)門。1. 電梯開(kāi)關(guān)門程序（第一層）：3.7 三層電梯梯形圖程序3.8 三層電梯助記符語(yǔ)句程序3.9 本系統(tǒng)的不足及改進(jìn)本系統(tǒng)使用三菱 FX1N-40MR PLC實(shí)現(xiàn)三層電梯的控制,在實(shí)際運(yùn)用中，由于電梯使用的樓層比較高，為了在運(yùn)行過(guò)程中節(jié)省時(shí)間，可采用變頻調(diào)速。例：用樓層限位開(kāi)關(guān)進(jìn)行感應(yīng)，啟動(dòng)時(shí)，若電梯離起點(diǎn)距離為一層以下時(shí)，進(jìn)行低速運(yùn)轉(zhuǎn)；若電梯離起點(diǎn)為一層以上時(shí)，轉(zhuǎn)為高速。停止時(shí)，若電梯當(dāng)前位置離目的地有兩層以上距離時(shí)，用高速進(jìn)行運(yùn)行；若電梯當(dāng)前位置離目的地在兩層以下距離時(shí)，用低速運(yùn)行

37、； 本設(shè)計(jì)的三層電梯為相應(yīng)單一呼叫的電梯，即在一個(gè)動(dòng)作沒(méi)有完成前不響應(yīng)其他呼叫，在現(xiàn)實(shí)生活中，通?？梢韵鄳?yīng)多個(gè)呼叫，這就需要用到另外兩條條功能指令SFWR、SFRD。用SFWR來(lái)依次存儲(chǔ)呼叫信號(hào)，用SFRD來(lái)依次讀取呼叫信號(hào)。以達(dá)到按呼叫順序來(lái)控制電梯運(yùn)動(dòng)的效果。 SFWR 使用：利用這條指令，可以把先后采集到的呼叫信號(hào)存儲(chǔ)起來(lái)，在后面進(jìn)行調(diào)用。可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)呼叫依次存儲(chǔ)的功能。 初始狀態(tài)下，D2D10數(shù)據(jù)都為0，D1數(shù)據(jù)為0，當(dāng)X0被觸發(fā)時(shí)，D0的數(shù)據(jù)移動(dòng)到D2，隨即D1里面數(shù)據(jù)變?yōu)?，當(dāng)X0再次被觸發(fā)時(shí)，D0數(shù)據(jù)移動(dòng)到D3，D1里面數(shù)據(jù)變?yōu)?，以此類推。 SFRD 使用：在電梯中可以利用關(guān)門信號(hào)的上升沿進(jìn)行動(dòng)作，依次把用SFWR存儲(chǔ)的呼叫信號(hào)讀取出來(lái)，進(jìn)行相關(guān)的動(dòng)作。 當(dāng)X1沒(méi)有觸發(fā)時(shí)，D20數(shù)據(jù)為0，D1也為0；當(dāng)X1第一次觸發(fā)時(shí)，D2的數(shù)據(jù)被移動(dòng)到D20，D1的數(shù)據(jù)變?yōu)?，表示當(dāng)前指針為1；當(dāng)X1再次觸發(fā)時(shí)，D3的數(shù)據(jù)移動(dòng)到D20，D1的數(shù)據(jù)變?yōu)?，表示當(dāng)前指針為2。以此類推 。結(jié) 束 語(yǔ)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)到的一些松下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PL