基于plc的四層電梯控制設(shè)計

1、基于PLC的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計安徽工商職業(yè)學(xué)院2014屆畢業(yè)論文（設(shè)計）PAGE 28PAGE 27畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文）課題名稱： 指導(dǎo)教師： 系 別： 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 二一三年十一月三日畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書課題名稱 基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 課題性質(zhì) 工程應(yīng)用 專業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) 班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 教研室主任 系部主任 發(fā)放日期 2013年 6月 課題條件：PLC在電梯控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能，由于PLC具有邏輯運(yùn)算，計數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能，在電梯控制過程中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，便可實(shí)現(xiàn)對電梯的控制。畢業(yè)

2、論文（設(shè)計）主要內(nèi)容：1、電梯電氣控制流程框圖設(shè)計；2、PLC電梯控制系統(tǒng)I/O地址分配；3、PLC電梯控制系統(tǒng)外圍接線圖設(shè)計；4、PLC電梯控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計，包括：外呼信號、開門、關(guān)門、樓層信號顯示等。計劃進(jìn)度：1、7-8月 查閱組織材料，可能的情況下利用便利條件和指導(dǎo)教師通過網(wǎng)絡(luò)交流。2、9月份 硬件系統(tǒng)設(shè)計3、10月份 軟件系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試4、11月中旬 答辯。主要參考文獻(xiàn)：1 汪道輝，可編程控制器原理及應(yīng)用，電子工業(yè)出版社，2011 2 許翏，電氣控制與PLC應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，20093 陳恒亮，可編程控制器控制電梯技術(shù)及應(yīng)用，國防工業(yè)出版社，20084 朱堅兒,電梯控制及維護(hù)技術(shù)

3、，電子工業(yè)出版社，2011指導(dǎo)教師 （系）教研室主任 2013 年 6 月 14 日 2013 年 6 月 14 日說明：畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書由指導(dǎo)老師根據(jù)課題的具體情況填寫，經(jīng)系部審查，系主任簽字后生效。此任務(wù)書在畢業(yè)設(shè)計開始前一周內(nèi)填寫并發(fā)給學(xué)生。摘 要隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，電梯也已成為人類現(xiàn)代生活中廣泛使用的運(yùn)輸工具。同時人們對電梯運(yùn)行的安全性、舒適性等要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制?？删幊炭刂破鳎≒LC）因?yàn)榉€(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、簡單易學(xué)、功能

4、強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要支柱之一。電梯控制要求接入設(shè)備使用簡便，對應(yīng)系統(tǒng)組態(tài)的編程簡單，具有人性化的人機(jī)界面，配備應(yīng)用程序庫，加快編程和調(diào)試速度。本文通過對PLC的程序設(shè)計，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行時的舒適感，使其達(dá)到了比較理想的控制效果。關(guān)鍵詞：PLC 電梯 控制系統(tǒng) 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc371619052 摘 要 PAGEREF _Toc371619052 h III HYPERLINK l _Toc371619053 引 言 PAGEREF _Toc371619053 h

5、 1 HYPERLINK l _Toc371619054 第一章 可編程控制器概述 PAGEREF _Toc371619054 h 3 HYPERLINK l _Toc371619055 1.1、可編程控制器的介紹 PAGEREF _Toc371619055 h 3 HYPERLINK l _Toc371619056 1.1.1 定義 PAGEREF _Toc371619056 h 3 HYPERLINK l _Toc371619057 1.1.2 PLC的構(gòu)成 PAGEREF _Toc371619057 h 3 HYPERLINK l _Toc371619058 1.1.3 CPU的構(gòu)成 P

6、AGEREF _Toc371619058 h 3 HYPERLINK l _Toc371619059 1.1.4 I/O模塊 PAGEREF _Toc371619059 h 4 HYPERLINK l _Toc371619060 1.1.5 電源模塊以及底板或機(jī)架 PAGEREF _Toc371619060 h 4 HYPERLINK l _Toc371619061 1.1.6 PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備以及PLC的通信聯(lián)網(wǎng) PAGEREF _Toc371619061 h 4 HYPERLINK l _Toc371619062 1.2 可編程控制器的選用 PAGEREF _Toc371619062

7、h 5 HYPERLINK l _Toc371619063 1.2.1 PLC的工作原理 PAGEREF _Toc371619063 h 5 HYPERLINK l _Toc371619064 1.2.2 PLC控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)計算 PAGEREF _Toc371619064 h 6 HYPERLINK l _Toc371619065 1.2.3 PLC的型號選擇 PAGEREF _Toc371619065 h 7 HYPERLINK l _Toc371619066 第二章 硬件系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc371619066 h 8 HYPERLINK l _Toc371619067

8、 2.1 外部接線圖 PAGEREF _Toc371619067 h 8 HYPERLINK l _Toc371619068 2.2 I/O分配表 PAGEREF _Toc371619068 h 9 HYPERLINK l _Toc371619069 2.3 四層電梯模擬控制面板 PAGEREF _Toc371619069 h 10 HYPERLINK l _Toc371619070 第三章 軟件系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc371619070 h 12 HYPERLINK l _Toc371619071 3.1 PLC梯形圖概述 PAGEREF _Toc371619071 h 12 HY

9、PERLINK l _Toc371619072 3.2系統(tǒng)工作過程分析 PAGEREF _Toc371619072 h 12 HYPERLINK l _Toc371619073 3.3 控制要求 PAGEREF _Toc371619073 h 13 HYPERLINK l _Toc371619074 3.4 過程分析 PAGEREF _Toc371619074 h 14 HYPERLINK l _Toc371619075 3.5 調(diào)試過程 PAGEREF _Toc371619075 h 16 HYPERLINK l _Toc371619076 3.5.1準(zhǔn)備工作 PAGEREF _Toc371

10、619076 h 16 HYPERLINK l _Toc371619077 3.5.2調(diào)試程序 PAGEREF _Toc371619077 h 16 HYPERLINK l _Toc371619078 結(jié) 論 PAGEREF _Toc371619078 h 18 HYPERLINK l _Toc371619079 致謝 PAGEREF _Toc371619079 h 20 HYPERLINK l _Toc371619080 參 考 文 獻(xiàn) PAGEREF _Toc371619080 h 21 HYPERLINK l _Toc371619081 附錄一：梯形圖 PAGEREF _Toc37161

11、9081 h 22引 言20世紀(jì)60年代末，隨著市場的轉(zhuǎn)變，工業(yè)生產(chǎn)開始由大批量、少品種的生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨?、多品種的生產(chǎn)方式，而當(dāng)時這類大規(guī)模生產(chǎn)線的控制裝置大都是由繼電器控制盤構(gòu)成的。這種控制裝置體積大、耗電多、可靠性低，尤其是改變生產(chǎn)程序很困難。1968年美國通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，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)計和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。 1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司根據(jù)美國通用汽車公司的要求，研制出第一臺可編程控制器PDD-14，并在GM公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成果。7

12、0年代后期，隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)的迅猛發(fā)展，使PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制領(lǐng)域，真正成為一種電子計算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡稱PC（programmable controller）。但由于PC容易與個人計算機(jī)（programmable computer）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程控制器的縮寫。國際電工委員會（IEC）于1987年頒布了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿。在草案中對可編程控制器定義如下：“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)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算

13、術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計”。可編程控制系統(tǒng)(PLC)是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破魇怯嬎銠C(jī)技術(shù)與自動化控制技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動控制裝置，是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器更

14、多地具有了計算機(jī)的功能，不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，還具有了數(shù)據(jù)處理、通信、網(wǎng)絡(luò)等功能。由于它可通過軟件來改變控制過程，而且具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，大大推進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程。可編程控制器(PLC)既保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)性能。因此，PLC在電梯控制領(lǐng)域得到了廣泛而深入的應(yīng)用。 我國從1974年也開始研制PLC。如今，PLC已經(jīng)大量應(yīng)用在進(jìn)口和國產(chǎn)設(shè)備中，各行各業(yè)也涌現(xiàn)了大批應(yīng)用PLC改造設(shè)備的成果，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了PLC的國產(chǎn)化，現(xiàn)在生產(chǎn)

15、的設(shè)備越來越多地采用PLC作為控制裝置。因此，了解PLC的工作原理，具備設(shè)計、調(diào)試和維修PLC控制系統(tǒng)的能力，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)對工作人員和工科學(xué)生的基本要求；同時，進(jìn)行電梯的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，可以推動電梯行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動化控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價值。第一章 可編程控制器概述1.1、可編程控制器的介紹1.1.1 定義PLC可編程序控制器：PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是: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)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算

16、,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。1.1.2 PLC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為整體式和組合式（模塊式）兩種。整體式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素構(gòu)成一個不可拆卸的整體，組成PLC的一個基本單元（主機(jī)）?；締卧显O(shè)有擴(kuò)展接口，通過擴(kuò)展電纜與擴(kuò)展單元相連。整體式PLC一般配有許多專用的特殊功能模塊。整體式PLC的體積小、成本低、安裝方便。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，各模塊功能是獨(dú)立的，外形尺寸是統(tǒng)一的，可根據(jù)需要靈活配置。目前，中、大型PLC多采

17、用這種結(jié)構(gòu)形式。模塊式PLC的硬件配置方便靈活，因此，較復(fù)雜的系統(tǒng)和要求較高的系統(tǒng)一般選用模塊式PLC，而小型控制系統(tǒng)中，一般采用整體式結(jié)構(gòu)的PLC。1.1.3 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)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。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，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

18、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)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。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，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。1.1.4 I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（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狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映

19、輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信號，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I/O分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用I/O外，還有特殊I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模

20、塊。按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。1.1.5 電源模塊以及底板或機(jī)架 PLC的供電電源一般是市電，有的也用DC24V的電源供電。PLC對電源穩(wěn)定性要求不高，一般允許電源電壓在-15%-+10%波動。PLC內(nèi)部含有一個穩(wěn)壓電源，用于對CPU和I/O單元供電。有些PLC還有DC24V輸出，用于對外部傳感器供電，但輸出電流往往只是毫安級。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)成一個整體。1.1.6 PL

21、C系統(tǒng)的其它設(shè)備以及PLC的通信聯(lián)網(wǎng) 1、編程設(shè)備：目前，PLC常用的編程工具有3種：一種是便攜式（即手持式）編程器，一種是圖形編程器，另一種是安裝了編程軟件的計算機(jī)。它們的作用都是通過編程語言，把用戶程序送到PLC的用戶程序存儲器中去，即寫入程序。除此之外，還能對程序進(jìn)行讀出、插入、刪除、修改、檢查，也能對PLC的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。2、人機(jī)界面：最簡單的人機(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)用越來越廣泛，由計算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。3、輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印

22、機(jī)依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點(diǎn)說法。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，PLC的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/O之間的通信、多臺PLC之間的通信、PLC與其他智能控制設(shè)備（如計算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。PLC與其他智能設(shè)備一起，可以組成“分散控制、集中管理”的分布式控制系統(tǒng)，以滿足工廠自動化系統(tǒng)發(fā)展的需要。PLC的通信，還未實(shí)現(xiàn)互操作性，IEC規(guī)定了多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，PLC各廠家均有采用。對于一個自動化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))來講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。首先，網(wǎng)絡(luò)必須是開放的，以方

23、便不同設(shè)備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展；其次，針對不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求，選擇網(wǎng)絡(luò)的形式，這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、機(jī)制的前提下進(jìn)行；再次綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場環(huán)境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。1.2 可編程控制器的選用1.2.1 PLC的工作原理PLC的工作原理與計算機(jī)的工作原理基本上是一致的，可以簡單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運(yùn)行用戶程序完成控制任務(wù)。但是，計算機(jī)與PLC的工作方式有所不同，計算機(jī)一般采用等待命令的工作方式，而PLC則采用循環(huán)掃描的工作方式。PLC有RUN（運(yùn)行）與STOP（編程）兩種基本的工作模式。當(dāng)處于STOP模式時，P

24、LC只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)等內(nèi)容，一般用于程序的寫入與修改。當(dāng)處于RUN模式時，PLC除了要進(jìn)行內(nèi)部處理、通信服務(wù)之外，還要執(zhí)行反映控制要求的用戶程序，即執(zhí)行輸入處理、程序處理、輸出處理。由于PLC執(zhí)行指令的速度極高，從外部輸入/輸出關(guān)系來看，處理過程似乎是同時完成的，現(xiàn)就其循環(huán)掃描過程敘述如下。內(nèi)部處理階段在內(nèi)部處理階段，PLC首先診斷自身硬件是否正常，然后將監(jiān)控定時器復(fù)位，并完成一些其他內(nèi)部工作。通信服務(wù)階段在通信服務(wù)階段，PLC要與其他的智能裝置進(jìn)行通信，如響應(yīng)編程器鍵入的命令、更新編程器的顯示內(nèi)容。輸入處理階段輸入處理又叫輸入采樣。在輸入處理階段，PLC順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)

25、，并將讀入的信息存入內(nèi)存所對應(yīng)的輸入元件映象寄存器中。程序處理階段程序處理又叫程序執(zhí)行，根據(jù)PLC梯形圖掃描原則，按先上后下、先左后右的順序，逐行逐句掃描，執(zhí)行程序。輸出處理階段輸出處理階段又叫輸出刷新，在輸出處理階段，CPU將輸入映象寄存器的0/1狀態(tài)傳送到輸出鎖存器，再經(jīng)輸出單元隔離和功率放大后送到輸出端子。掃描周期PLC在RUN工作模式時，執(zhí)行1次掃描操作所需的時間稱為掃描周期。循環(huán)掃描的工作方式是PLC的一大特點(diǎn)，也可以說PLC是“串行”工作的，這和傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的區(qū)別，PLC的串行工作方式避免了繼電控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競爭和時序失配的問題。1.2.2 PLC控制系統(tǒng)的I

26、/O點(diǎn)數(shù)計算根據(jù)電梯控制的特點(diǎn)，輸入信號應(yīng)該包括以下兩個部分：轎廂內(nèi)及各層門廳外呼按鈕主要是轎廂內(nèi)的樓層選擇數(shù)字鍵1-4，各層門廳外呼按鈕，除一層只設(shè)置上升按鈕，四層只設(shè)置下降按鈕外，其他層均設(shè)置上升和下降兩個按鈕。一共需要6個輸入。模擬電梯到位按鈕 由于條件有限，所以本文海設(shè)置了到位按鈕。電梯一共四層，所以設(shè)置了4個到位按鈕，一共需要4個輸入。綜上所述，共需要輸入點(diǎn)10個。輸出信號應(yīng)該包括：1、電梯向上運(yùn)行和向下運(yùn)行兩個信號。2、轎廂內(nèi)及各層門廳外呼信號指示，共需6個輸出信號。3、電梯在各層的指示，所以七段數(shù)碼管需7個輸出信號。綜上所述，共需要輸出點(diǎn)15個。1.2.3 PLC的型號選擇綜合輸

27、入、輸出點(diǎn)的計算以及要實(shí)現(xiàn)的電梯控制功能，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的三菱FX2N型號的PLC完全能實(shí)現(xiàn)設(shè)計要求。因?yàn)镕X2N型號的PLC是一款面對大中型工業(yè)應(yīng)用的PLC，輸入輸出點(diǎn)，內(nèi)存容量以及響應(yīng)時間均符合條件。并且，三菱PLC具有穩(wěn)定性高，功能強(qiáng)大，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，編程軟件簡單完善，價格適中等優(yōu)點(diǎn)。所以我采用了FX2N-48MR型號的可編程控制器。第二章 硬件系統(tǒng)設(shè)計2.1 外部接線圖系統(tǒng)的硬件連接圖即PLC和系統(tǒng)中各個硬件的連線。具體如圖2-1：圖2-1 外部接線圖圖2-2 七段數(shù)碼管顯示2.2 I/O分配表如表2-1表2-1 I/O分配表輸入信號輸出信號名 稱代號輸入點(diǎn)編號名 稱代號輸入點(diǎn)編號一層到層

28、開關(guān)ST1X0數(shù)碼管A段顯示AY0二層到層開關(guān)ST2X1數(shù)碼管B段顯示BY1三層到層開關(guān)ST3X2數(shù)碼管C段顯示CY2四層到層開關(guān)ST4X3數(shù)碼管D段顯示DY3一層向上呼叫按鈕SB1X4數(shù)碼管E段顯示EY4二層向上呼叫按鈕SB2X5數(shù)碼管F段顯示FY5三層向上呼叫按鈕SB3X6數(shù)碼管G段顯示GY6四層向下呼叫按鈕SB4X7電梯向上運(yùn)行KM1Y10三層向下呼叫按鈕SB5X10電梯向下運(yùn)行KM2Y11二層向下呼叫按鈕SB6X11一層向上呼叫指示HL1Y12二層向上呼叫指示HL2Y13三層向上呼叫指示HL3Y14四層向下呼叫指示HL4Y15三層向下呼叫指示HL5Y16二層向下呼叫指示HL6Y172.

29、3 四層電梯模擬控制面板本文采用了THPLC-DT型四層電梯實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型，利用面板上的按鈕來模擬實(shí)現(xiàn)四層電梯運(yùn)行的狀態(tài)。它設(shè)置了電梯門，電梯內(nèi)按鈕指示，電梯內(nèi)按鈕信號，電梯外按鈕信號，電梯平層、限位信號，電梯門限信號，電梯外部呼叫指示燈，電梯行控，電梯內(nèi)部選擇指示燈，電梯門控已及層數(shù)標(biāo)志。如圖2-3：四層電梯模擬控制面板。圖2-3 四層電梯模擬控制面板第三章 軟件系統(tǒng)設(shè)計3.1 PLC梯形圖概述梯形圖（LD）是一種以圖形符號及其在圖中的相互關(guān)系來表示控制關(guān)系的編程語言，是從繼電控制電路圖演變過來的，是使用最多的PLC圖形編程語言。梯形圖由觸點(diǎn)、線圈或功能指令等組成，觸點(diǎn)代表邏輯輸入條件，如外部

30、的開關(guān)、按鈕和內(nèi)部條件等；線圈和功能指令通常代表邏輯輸出結(jié)果，用來控制外部的負(fù)載（如指示燈、交流接觸器、電磁閥等）或內(nèi)部的中間結(jié)果。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計稱為編程。根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來進(jìn)行的。3.2系統(tǒng)工作過程分析1.初始化2.確認(rèn)本層與目標(biāo)層，并檢測是否有廂內(nèi)或廂外呼叫，無則結(jié)束。3.若有呼叫分辨本層與目標(biāo)層是否一致，是則開門。 4.

31、確認(rèn)電梯啟動方向。5.電梯啟動。6.電梯加速。7.電梯高速運(yùn)行。8.樓層檢測。9.是否是目標(biāo)層，不是則繼續(xù)高速運(yùn)行。 10.到目標(biāo)層，電梯減速。11.到層檢測。12.電梯制動。13.開門。14.延時后再關(guān)門。15.是否停止運(yùn)動，不是則原地等待。16.確認(rèn)運(yùn)行結(jié)束則停止運(yùn)行。如圖3-1：電梯運(yùn)動流程圖 圖3-1 電梯運(yùn)動流程圖 3.3 控制要求所設(shè)計的電梯模型共有四層。電梯的每一層面均有升降及轎廂所在樓層的指示燈顯示； 14所對應(yīng)的指示燈表示樓層號，每層的樓廳均有輸入（分上行和下行）按鈕召喚電梯。工作中的電梯主要對各種呼梯信號和當(dāng)時的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合分析，再確定下一個工作狀態(tài)，為此它要求具有自動

32、選向，順向截梯和反向保號，外呼記憶，自動開、關(guān)門，停梯信號，自動達(dá)層等功能。如圖3-2：電梯模型PLC 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖3-2 電梯模型PLC 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖分析以上控制要求，將電梯控制要實(shí)現(xiàn)的功能羅列如下：1. 開始時，電梯處于任意一層。2. 當(dāng)有外呼梯信號到來時，電梯響應(yīng)該呼梯信號，到達(dá)該樓層時，電梯停止運(yùn)行，電梯門自動打開，延時3秒后自動關(guān)門。3. 當(dāng)有外呼梯信號到來時，電梯響應(yīng)該呼梯信號，到達(dá)該樓層時，電梯停止運(yùn)行，電梯門自動打開，延時3秒后自動關(guān)門。4. 在電梯運(yùn)行過程中，轎廂上升（或下降）途中，任何反向下降（或上升）的呼梯信號均不響應(yīng)；如果某反向呼梯信號前方再無其他呼梯信號，則電

33、梯響應(yīng)該呼梯信號。5. 電梯應(yīng)具有最遠(yuǎn)反向呼梯功能。6. 電梯未平層或運(yùn)行時，開門按鈕和關(guān)門按鈕軍不起作用。平層且電梯停止運(yùn)行后，按開門按鈕可使電梯門打開，按關(guān)門按鈕可使電梯門關(guān)閉。3.4 過程分析1、電梯上行設(shè)計要求1）當(dāng)電梯停于1樓或2樓，3樓呼叫時，則上行，當(dāng)3樓的行程開關(guān)控制停止，同時轎廂門與廳門打開，3秒后，轎廂門與廳門關(guān)閉。2）當(dāng)電梯停于1樓，2樓呼叫，則上行，到2樓的行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后，轎廂門與廳門關(guān)閉。3）當(dāng)電梯停于1樓，2樓、3樓同時呼叫，電梯上行到2樓，行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后，轎廂門與廳門關(guān)閉，繼續(xù)上行到3樓行程開關(guān)控

34、制停止。4）當(dāng)電梯停于1樓，3樓、4樓同時呼叫時，電梯上行到3樓，行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門打開，3秒后，轎廂門與廳門關(guān)閉，繼續(xù)上行到4樓行程控制停止。5）當(dāng)電梯停于1樓，2樓、4樓同時呼叫時，電梯上行到2樓，行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門打開，3秒后，轎廂門與廳門關(guān)閉，繼續(xù)上行到4樓行程控制停止。6）當(dāng)電梯停于1樓，2樓、3樓、4樓同時呼叫，電梯上行到2樓，行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后，轎廂門與廳門關(guān)閉，繼續(xù)上行到3樓行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門打開，3秒后，轎廂門與廳門關(guān)閉，繼續(xù)上行到4樓行程控制停止。7）當(dāng)電梯停于2樓，3樓和4樓同時呼叫，電梯上行到3樓，行程開

35、關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后，轎廂門與廳門關(guān)閉。8) 當(dāng)電梯停于1樓或2樓或3樓，4樓呼叫，電梯上行到4樓，行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后，轎廂門與廳門關(guān)閉。2、電梯下行設(shè)計要求1）當(dāng)電梯停于4樓，2樓呼叫時，則下行，到2樓的行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后轎廂門與廳門關(guān)閉。2) 當(dāng)電梯停于4樓，3樓呼叫時，則下行，到3樓的行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后轎廂門與廳門關(guān)閉。3) 當(dāng)電梯停于4樓，2樓、3樓同時呼叫時，則下行，到3樓的行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后轎廂門與廳門關(guān)閉，繼續(xù)下行到2樓行程開關(guān)控制停止。4

36、）當(dāng)電梯停于4樓，1樓、3樓同時呼叫時，則下行，到3樓的行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后轎廂門與廳門關(guān)閉，繼續(xù)下行到1樓行程開關(guān)控制停止。5）當(dāng)電梯停于4樓，1樓、2樓同時呼叫時，則下行，到2樓的行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后轎廂門與廳門關(guān)閉，繼續(xù)下行到1樓行程開關(guān)控制停止。6）當(dāng)電梯停于4樓，1樓、2樓、3樓同時呼叫時，則下行，到3樓的行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后轎廂門與廳門關(guān)閉，繼續(xù)下行到2樓行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后轎廂門與廳門關(guān)閉，繼續(xù)下行到1樓行程開關(guān)控制停止。7）當(dāng)電梯停于4樓或2樓或3樓，1樓呼叫時，則下

37、行，到1樓的行程開關(guān)控制停止，同時，轎廂門與廳門打開，3秒后轎廂門與廳門關(guān)閉。3、電梯呼叫、上行或下行均需信號指示。4、在電梯運(yùn)行過程中，轎廂上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的呼叫信號均不響應(yīng)；如果某反向呼梯信號前方再無其它呼梯信號，則電梯響應(yīng)該呼梯信號。5、電梯具有最遠(yuǎn)反向呼梯響應(yīng)功能。 3.5 調(diào)試過程 3.5.1準(zhǔn)備工作按照圖2-1將所有的設(shè)備連接起來，并接通電源，觀察PLC的指示燈，PLC上的RUN和RDY指示燈正常亮起，則PLC正常工作，觀察電梯模型上，電源指示燈正常亮起，則電梯模型正常工作。打開GX Developer編程軟件，并打開已繪制的電梯PLC控制程序，單擊菜單

38、欄中“在線”，然后單擊子菜單欄中的“PLC寫入（W）”，成功連接PLC。設(shè)定好步數(shù)，單擊“執(zhí)行”按鈕，即可將程序傳送到PLC中去。3.5.2調(diào)試程序因?yàn)闂l件有限，調(diào)試程序時用按鈕來表示輸入，用指示燈來模擬程序運(yùn)行后的輸出。如圖3-1.。此處舉幾個具有代表性的調(diào)試?yán)印? 轎廂在一層時有二層內(nèi)呼首先按住一層平層按鈕，然后按下二層內(nèi)呼按鈕，此時二層內(nèi)呼指示燈亮起。松開一層平層按鈕，電梯上行指示燈亮起，按下二層平層按鈕，則電梯開門指示燈亮起，二層內(nèi)呼指示燈熄滅。再按下開門限位按鈕，電梯開門指示燈熄滅，3秒之后電梯關(guān)門指示燈自動亮起。再按下關(guān)門限位按鈕，整個運(yùn)動過程結(jié)束。2 電梯在一層時（此時電梯門關(guān)

39、著），一層外呼上（四層內(nèi)呼），未到二層時，同時收到四層外呼下指令（一層內(nèi)呼），二層外呼下指令，三層外呼上指令（四層內(nèi)呼）。這是一個非常復(fù)雜的運(yùn)動過程，包含了設(shè)計中要求的自動定向，順向截梯，反向記憶，自動開門等所有功能。首先按住一層平層按鈕，然后按下一層外呼按鈕，一層上指示燈亮起，此時電梯開門指示燈亮起，一層外呼指示燈熄滅，接著按下開門限位按鈕，電梯開門指示燈熄滅，過3秒后，電梯關(guān)門指示燈自動亮起，按下關(guān)門限位按鈕，電梯關(guān)門指示燈熄滅。電梯上行指示燈亮起來。按下四層內(nèi)呼按鈕，四層內(nèi)呼指示燈來亮起。然后連接按下四層外呼下，二層外呼下，三層外呼上按鈕，相應(yīng)指示燈亮起。接著按下二層平層按鈕，電梯不做反

40、應(yīng)，按下三層平層按鈕，電梯做開關(guān)門運(yùn)動，并繼續(xù)上行。按下四層平層按鈕，電梯再次做開關(guān)門運(yùn)動，四層內(nèi)呼指示燈熄滅，上行指示燈熄滅。之后電梯自動下行，下行指示燈亮起，按下一層內(nèi)呼按鈕，一層內(nèi)呼指示燈亮起，按下三層平層，電梯沒有反應(yīng)，按下二層平層，電梯做開關(guān)門，然后繼續(xù)下行，到一層平層按鈕按下，電梯最后做開關(guān)門運(yùn)動，所有指示燈熄滅。整個運(yùn)動過程結(jié)束。由以上調(diào)試結(jié)果證明這個電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計是成功的，可以實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行的基本功能。結(jié) 論通過研究電梯系統(tǒng)控制方面的研究我學(xué)到了很多關(guān)于電梯是如何運(yùn)行的知識，同時也使我認(rèn)識到還有很多不足的地方。下面是我對PLC控制電梯運(yùn)行的總結(jié)，既有我認(rèn)識比較深的方面也

41、有大家在以后需要注意的地方。本設(shè)計主要以PLC為核心，利用PLC強(qiáng)大的控制功能，實(shí)現(xiàn)了利用可編程控制器控制電梯的功能。梯形圖程序在模擬調(diào)試時可以非常直觀的展現(xiàn)出4層電梯的運(yùn)行過程。在調(diào)試過程中，本設(shè)計充分發(fā)揮了PLC接線簡單、編程直觀等特點(diǎn)。當(dāng)建筑物的樓層增加時，硬件接線上只需要增加行程開關(guān)輸入信號。原來的接線不需改變，軟件上只需要增加相應(yīng)程序以及輸出的功能，要改動的地方也比較少。調(diào)試結(jié)果表明，在適應(yīng)性、精確性和可靠性方面，達(dá)到了設(shè)計的要求，表明該設(shè)計方案是可行的。但是在學(xué)到了很多知識的同時也讓我發(fā)現(xiàn)了很多不足和以后需要學(xué)習(xí)的地方。例如：硬件方面電路板中的電子器件是如何那樣有邏輯的組合在一起，軟件方面PLC編制的梯形圖要進(jìn)一步弄明白每一條語句的意思與作用。畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會，通過這次完整的電梯PLC控制程序設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)的狀態(tài)。通過與實(shí)際設(shè)計相結(jié)合，鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識來解決實(shí)際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他的專業(yè)能力水平。通過PLC控制電梯，實(shí)現(xiàn)電梯的運(yùn)行速度、反映時間和停層的準(zhǔn)確度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，而對電梯的速度、運(yùn)行狀態(tài)、安全、可靠、消防等進(jìn)行合理的設(shè)計。綜合考慮電梯PLC控制系統(tǒng)，能夠達(dá)到“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”的要求，這就要求我們的設(shè)計必須嚴(yán)密、可靠。通過這次