電梯PLC控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)書

天津機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院TIANASKSFFFSFSDFJINVOCATIONALCOLLEGEOFMECHANICSANDELECTRICITY天津機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名：專業(yè)：班級：學(xué)號：指導(dǎo)教師：2011年1目錄一總體設(shè)計(jì)方案……………1（一）總體方案的確定…………………1（二）電梯PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建………2（三）可行性論證………………………3（四）實(shí)際運(yùn)行中的控制要求分析……………………3（五）電梯的7項(xiàng)控制要求……………4（六）可行性論證………………………5（七）設(shè)計(jì)的整體布局及其選型………5二可編程序控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理……………………6（一）PLC的體系結(jié)構(gòu)…………………6（二）可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)……………………6（三）開關(guān)量I/O模塊…………………7（四）可編程序控制器的工作原理……………………9（五）PLC的選型………………………9（六）PLC控制程序設(shè)計(jì)………………11三電梯硬件及軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………13（一）硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………13（二）軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………17（三）電梯PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)……………………21四結(jié)論………………22五參考文獻(xiàn)……………23正文一、總體設(shè)計(jì)方案載PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。（一）總體方案的確定目前，電梯行業(yè)在我國迅速的發(fā)展，在一定程度上占有很大的市場。而在今天選擇控制電梯運(yùn)動的設(shè)備已經(jīng)從傳統(tǒng)的繼電器—接觸器轉(zhuǎn)變成可編程序控制器（PLC）?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）與其他計(jì)算機(jī)控制相比較：個人計(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能和圖形顯示功能，有豐富的軟件支持，但是它們是為辦公室自動化和家庭設(shè)計(jì)的，對環(huán)境要求很高，抗干擾能力不強(qiáng)，一般不適合在工業(yè)現(xiàn)場使用。單片機(jī)只是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O信號相連。要將它用于工業(yè)控制，還要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大，要求設(shè)計(jì)者具有很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（簡稱工控機(jī)）也是為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，目前比較流行的是PC總線工控機(jī)，它與個人計(jì)算機(jī)兼容。工控機(jī)采用總線式結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品的兼容性強(qiáng)。工控機(jī)一般是在通用微機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，有實(shí)時操作系統(tǒng)的支持，因此在要求快速、實(shí)時性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域占有優(yōu)勢。工控機(jī)的價格較高，將它有與開關(guān)量控制以取代繼電器系統(tǒng)有些大材小用。工控機(jī)的外部I/O接線一般都用多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷電路板上引出，不如可編程序控制器的接線端子那樣方便可靠。以上各種計(jì)算機(jī)用語控制的程序一般都是用匯編語言編寫的，不像可編程續(xù)控制器的梯形圖語言那樣易于被工廠的電氣人員掌握?？删幊绦蚩刂破魇菍楣S現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)上采取整體密封或插件組合型，對印刷電路板、電源、機(jī)架、插座的制造和安裝，均采用了嚴(yán)密的措施?？删幊绦蚩刂破饔捎诰哂星笆龅母鞣N優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有不可比擬的競爭力。當(dāng)然在電梯的控制領(lǐng)域也具有重要的地位，把可編程序控制器用于電梯運(yùn)動的核心部分是很合理的選擇，而且可編程序控制器現(xiàn)在在市場上也是一種成熟的產(chǎn)品?？傊?，經(jīng)上述比較可得，我確定選用PLC控制電梯的運(yùn)行。（二）電梯PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建1、機(jī)房機(jī)房用來安裝曳引機(jī)、電控屏、限速器等。機(jī)房可以設(shè)置在井道頂部，也可設(shè)置在井由自部。當(dāng)機(jī)房設(shè)于井道底部時，即為曳引機(jī)下置式曳引方式。這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建筑物承重大，對井道尺寸要求大，只有在機(jī)房無法頂置時才使用。對于絕大多數(shù)電梯，橢均設(shè)于井道頂部。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。2、轎廂轎廂是用以運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件。它由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是轎廂體的承重構(gòu)架。是由上橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成；轎廂體由轎廂底、轎廂壁、轎廂頂及照明、通風(fēng)裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕等組成；轎廂體空間的大小由額定載重量和額定載客量決定。3、門廳每一層電梯門口裝的門，門上帶有機(jī)器鎖及電氣接點(diǎn)?？吞荻酁樽詣娱_關(guān)門，開關(guān)門由轎廂門上的開門刀帶動廳門上的橡皮勒轆來完成的，而轎廂門是由轎廂上的開關(guān)門裝置驅(qū)動的。4、重量平衡系統(tǒng)該系統(tǒng)由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。對重由對重架和對重塊組成，對重將平衡轎廂自重和部分的額定載重；重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對重側(cè)曳引鋼絲繩長度變化對電梯設(shè)計(jì)影響的裝置。5、電力拖動系統(tǒng)該系統(tǒng)由曳引機(jī)、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置和變頻器等組成。對電梯實(shí)行速度控制。曳引電動機(jī)是電梯的動力源，根據(jù)電梯的配置可用交流電動機(jī)或直流電動機(jī)；供電系統(tǒng)是為電動機(jī)提供電源的裝置；速度反饋裝置是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號，一般采用測速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器，與電動機(jī)相連；調(diào)速裝置對曳引電動機(jī)實(shí)行調(diào)速控制；變頻器可以通過改變頻率的大小來控制其運(yùn)行速度的快慢。6、電器控制系統(tǒng)該系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層器等組成，它起著操縱和控制電梯運(yùn)行的作用。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作箱或手柄開關(guān)箱、層站召喚按鈕、轎頂和機(jī)房中的檢修或應(yīng)急；位置顯示裝置是指轎內(nèi)和層站的指層燈；層站上一般能顯示電梯運(yùn)行方向或轎廂所在的層站；控制屏安裝在機(jī)房中，由各類電氣控制元件（或板）組成，是電梯實(shí)行電氣控制的集中組件；選層器能起到指示和反饋轎廂位置、決定運(yùn)行方向、發(fā)出加減速信號等作用。它可由機(jī)械式、繼電器式或電子式組成。7、安全保護(hù)系統(tǒng)電梯上設(shè)有機(jī)械和電氣的各類保護(hù)系統(tǒng)，以保證電梯安全使用。機(jī)械方面的有限速器和安全鉗，起超速保護(hù)作用；緩沖器，起沖頂和撞底保護(hù)作用；切斷總電源的極限保護(hù)。（三）電梯的初始狀態(tài)、運(yùn)行中狀態(tài)和運(yùn)行后狀態(tài)分析1、電梯的初始狀態(tài)假設(shè)電梯開始時處于第1層待命、各層顯示器都被初始化,電梯處于以下狀態(tài):各層呼叫燈均不亮。電梯內(nèi)部及外部各樓層顯示器顯示均為“1”。電梯內(nèi)部及外部各樓電梯門均關(guān)閉。2、電梯運(yùn)行過程中按下某層呼叫按鈕(1～3層)后,該層呼叫燈亮,電梯響應(yīng)該層呼叫。電梯上行或下行直至該層。各樓層顯示隨電梯移動而改變,各層指示燈也隨之而變運(yùn)行中電梯門始終關(guān)閉,到過指定層時,門才打開。在電梯運(yùn)行過程中,支持其他呼叫。3、電梯運(yùn)行后狀態(tài)在到達(dá)指定樓層后,電梯會繼續(xù)待命,直到新命令產(chǎn)生。電梯在到達(dá)指定樓層后,電梯門會自動打開,經(jīng)過一段時間自動關(guān)閉,在過程中,支持手動開門或關(guān)門。（四）實(shí)際運(yùn)行中的控制要求分析實(shí)際中,電梯服務(wù)的對象是許多乘客,乘客乘坐電梯的目的地是不完全一樣的,而且,每一個乘客呼叫電梯的時間有前有后。因此,我們將電梯在實(shí)際中的各種具體情況加以分類,做出分析,以便于編制程序。1、電梯上行分析若電梯在上行過程中,某樓層有呼叫產(chǎn)生時,可分以下兩種情況:(1)若呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行層之上、目標(biāo)運(yùn)行層之下,則電梯應(yīng)在完成前一指令之前先上行至該層,完成該層呼叫后再由近至遠(yuǎn)的完成其他各個呼叫動作。(2)呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行層之下,則電梯在完成前一指令之前不響應(yīng)該指令,直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。2、電梯下行分析若電梯在下行過程中,某樓層有呼叫產(chǎn)生時,可分以下兩種情況:(1)若呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行層之下、目標(biāo)運(yùn)行層之上,則電梯應(yīng)在完成前一指令之前先下行至該層,完成該層呼叫后再由近至遠(yuǎn)的完成其他各個呼叫動作。(2)呼叫層處于電梯當(dāng)前運(yùn)行層之上,則電梯在完成前一指令之前不響應(yīng)該指令,直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。（五）電梯的7項(xiàng)控制要求1、呼叫接收控制接受每個呼叫按鈕(包括內(nèi)部和外部的呼叫)的呼叫命令,并做出相應(yīng)的響應(yīng)。2、樓層呼叫控制電梯停在某一層(例如2層)時,此時按動該層的呼叫按鈕(上呼叫或下呼叫),則相當(dāng)于發(fā)出打開梯的門命令,進(jìn)行開門的動作過程。若此時電梯的轎箱不在該層(在1、3層),則等到電梯關(guān)門后,按照不換向原則控制電梯向上或向下運(yùn)行。3、運(yùn)行方向控制電梯運(yùn)行的不換向原則是指電梯優(yōu)先響應(yīng)不改變現(xiàn)在電梯運(yùn)行方向的呼叫,直到這此命令全部響應(yīng)完畢后才響應(yīng)使電梯反向運(yùn)行的呼叫。4、樓層到達(dá)控制電梯在每一層都有1個行程開關(guān),當(dāng)電梯碰到某層的行程開關(guān)時,表示電梯已經(jīng)到達(dá)該層。5、呼叫按鈕控制當(dāng)按動某個呼叫按鈕后,相應(yīng)的呼叫指示燈亮并保持,直到電梯響應(yīng)該呼叫為止。6、電梯門控制當(dāng)電梯停在某層時,在電梯內(nèi)部揮動開門按鈕,則電梯門打開,按動電梯內(nèi)部的關(guān)門按鈕,則電梯門關(guān)閉。但在電梯運(yùn)行期間電梯門是不能打開的。7、樓層指示燈控制當(dāng)電梯運(yùn)行到某層后,相應(yīng)的樓層指示燈亮,直到電梯運(yùn)行到前方一層時樓層指示燈改變。（六）可行性論證可編程序控制器是由繼電器邏輯控制而來的，所以它在開關(guān)量處理、順序控制方面具有一定的優(yōu)勢，發(fā)展初期主要側(cè)重于開關(guān)量順序控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器增加了數(shù)值運(yùn)算、PID閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，并開始與個人計(jì)算機(jī)或小型計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，它本身也可以構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域，在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著可編程序控制器的性能價格比的不斷提高，過去許多使用專用計(jì)算機(jī)的場合也可以使用可編程序控制器。比如用在開關(guān)量的控制，這是可編程序控制器最基本最廣泛的應(yīng)用，它的輸入和輸出信號都是只有通、斷狀態(tài)的開關(guān)量信號，這種控制與繼電器控制最為接近，可以用價格較低，僅有開關(guān)量控制的功能的可編程序控制器作為繼電器控制系統(tǒng)的替代物。開關(guān)量邏輯控制可以用于單臺設(shè)備，也可以用于自動線生產(chǎn)線，如機(jī)床控制、沖壓、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)械的控制，同樣也可以用于電梯的控制。（七）設(shè)計(jì)的整體布局及其選型通過上述的分析可知，我所選擇的電梯載重量為1000kg,速度為1m/s,七層七站。PLC的型號為FX2N-128MR，通過其繼電器電路圖來設(shè)計(jì)出梯形圖，通過PLC的選型連接其PLC接線圖。電動機(jī)選用交流三相異步電動機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)和操作簡便、價格便宜、堅(jiān)固耐用、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)是調(diào)速性差、概率因數(shù)低。變頻器選用安川變頻器（616G5），它作為通用變頻器適合任何應(yīng)用場合,在低速下能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)啟動（1%額定轉(zhuǎn)速），并且極其精確地運(yùn)行。它的自動調(diào)整功能可使世界各地生產(chǎn)的電動機(jī)達(dá)到高性能運(yùn)行。具有如下優(yōu)點(diǎn)：低速大轉(zhuǎn)矩和全頻域平穩(wěn)加、減速；驅(qū)動普通電機(jī)能達(dá)到最佳的控制效果；操作簡單靈活；具有擴(kuò)展功能，既可單機(jī)使用也可聯(lián)網(wǎng)使用；設(shè)計(jì)平均無故障時間：250000小時。把50Hz的工頻交流電經(jīng)過處理后輸出頻率可調(diào)的交流電的電氣裝置叫變頻器。它整流電路、濾波電路、再生制動電路、逆變電路和控制電路組成。二、可編程序控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理（一）PLC的體系結(jié)構(gòu)PLC實(shí)質(zhì)上是一種被專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)和微機(jī)是基本一致的。如下圖一所示：編程器編程器中央處理單元（CPU）輸入電路輸出電路系統(tǒng)程序存儲區(qū)用戶程序存儲區(qū)電源圖一PLC硬件的基本結(jié)構(gòu)（二）可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)可編程序控制器簡稱為PLC（ProgrammableLogicController）主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。（如下圖圖二所示）圖二可編程序控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU（中央處理單元）、存儲器（RAM和EPROM）、輸入/輸出模塊（簡稱I/O模塊）、編程器和電源五大部分組成。1CPU模塊CPU模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器（CPU）和存儲器組成。CPU的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作：輸入處理：將現(xiàn)場的開關(guān)量輸入信號和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號去控制有關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。2I/O模塊I/O模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。輸入信號有兩類：一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字開關(guān)、限位開關(guān)、接收開關(guān)、關(guān)電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號；另一類是由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號?？删幊绦蚩刂破魍ㄟ^輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，可編程序控制器控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。CPU模塊的工作電壓一般是5V，而可編程序控制器的輸入/輸出信號電壓一般較高，如直流24V和交流220V。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件，或使可編程序控制器不能正常工作，所以CPU模塊不能直接與外部輸入/輸出裝置相連。I/O模塊除了傳遞信號外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。3編程器編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運(yùn)行時梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。編程器可以永久地連續(xù)在可編程序控制器上，將它取下來后可編程序控制器也可以運(yùn)行。一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時使用，一臺編程器可供多臺可編程序控制器公用。（三）開關(guān)量I/O模塊開關(guān)量模塊的輸入輸出信號僅有接通和斷開兩種狀態(tài)。電壓等級有直流5V，12V，24V，48V和交流110V，220V等。輸入輸出電壓的允許范圍很寬，如某交流220V輸入模塊的允許低電壓為0~70V，高電壓為70~256V，頻率為47~63HZ。各I/O點(diǎn)的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元件顯示在面板上，外部I/O接線一般接在模塊的接線端子上，某些模塊使用可拆除的插座型端子板，在不拆去端子的外部連線的情況下，可以迅速地更換模。開關(guān)量I/O模塊可能4，8，16，32，64點(diǎn)。1輸入模塊圖三直流輸入電路輸入電路中設(shè)有RC濾波電路，以防止由于輸入點(diǎn)抖動或外部干擾脈沖引起的錯誤的輸入信號。濾波電路延遲時間的典型值為10~20ms（信號上升沿）和20~50ms（信號下降沿），輸入電流約為10mA，上圖圖三是某直流輸入模塊的內(nèi)部電路和外部接線圖。本節(jié)的輸入電路和輸出電路都只畫出了一路，COM是各路的公共點(diǎn)。圖中的輸入觸點(diǎn)直接接在公共點(diǎn)和輸入端（400是梯形圖中輸入繼電器的編號）之間，不需要外接電源。有的可編程序控制器還可以為接近開關(guān)、光電開關(guān)之類的傳感器提供24V電源。（如圖圖四）圖四輸入電路當(dāng)圖圖四中的外接觸點(diǎn)接通時，光電耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導(dǎo)通，信號經(jīng)內(nèi)部電路傳送給CPU模塊。圖五是交流輸入電路。光電耦合器中有兩個反并聯(lián)的發(fā)光二極管，顯示用的兩個發(fā)光二極管也是反并聯(lián)的，因此這個電路可以接收外部的交流輸入電壓。圖五交流輸入電路2輸出模塊輸出模塊的功率放大元件有大功率晶體管和磁效應(yīng)管（驅(qū)動直流負(fù)載）、雙向可控硅（驅(qū)動內(nèi)交流負(fù)載）和小型繼電器，后者可以驅(qū)動交流負(fù)載或直流負(fù)載。輸出電流的典型值為0.5~2A，負(fù)載電源由外部現(xiàn)場提供。輸出電流的額定值與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)，但是只能驅(qū)動100VA/22V的電感性負(fù)載和100W的白熾燈。額定負(fù)載電流還與溫度有關(guān)，溫度升高時額定負(fù)載電流減小，有的可編程序控制器提供了有關(guān)曲線。輸出模塊內(nèi)可能設(shè)置有熔斷器，并在模塊面板上用發(fā)光二極管顯示熔斷器的狀態(tài)。某些新式的模塊用非破壞性的電子保護(hù)電路代替熔斷器。（四）可編程序控制器的工作原理可編程序控制器是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸入、輸出繼電器等。這種計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的“軟繼電器”，與繼電器系統(tǒng)中的物理結(jié)構(gòu)在功能上某些相似之處。（五）PLC的選型為了能夠更好的選型，工程設(shè)計(jì)選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。1輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%～20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。2存儲器容量的估算存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用工程使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。。為了設(shè)計(jì)選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。3控制功能的選擇該選擇包括控制功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。（1）控制功能控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。（2）編程功能PLC的編程有離線編程和在線編程兩種，設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求合理選用。離線編程方式：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。（3）診斷功能PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。（4）處理速度PLC采用掃描方式工作。從實(shí)時性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，則PLC將掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的丟失。處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前，PLC接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時間約0.2～0.4Ls，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：小型PLC的掃描時間不大于0.5ms/K；大中型PLC的掃描時間不大于0.2ms/K。（六）PLC控制程序設(shè)計(jì)1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則（1）最大限度的滿足被控對象的控制要求。（2）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便。（3）保證控制系統(tǒng)安全可靠。（4）考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時應(yīng)適當(dāng)留有余量。2PLC編程步驟具體編制一個PLC控制程序的基本步驟如下(其流程圖見圖六)。3PLC提供的編程語言（1）標(biāo)準(zhǔn)語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言，它有以下特點(diǎn)；eq\o\ac(○,1)是一種圖形語言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語和一些圖形符號構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。eq\o\ac(○,2)梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開和常閉，接點(diǎn)可以是PLC輸入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。eq\o\ac(○,3)梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。eq\o\ac(○,4)PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)條件使用。（2）語句表語言，類似于匯編語言。（3）邏輯功能圖語言，沿用半導(dǎo)體邏輯框圖來表達(dá)，一般一個運(yùn)算框表示一個功能，左邊畫輸入、右邊畫輸出。確定系統(tǒng)必須完成的各項(xiàng)任務(wù)及其順序確定系統(tǒng)必須完成的各項(xiàng)任務(wù)及其順序?qū)LC的I/O位分配給輸入輸出設(shè)備編制編制PLC程序（梯形圖或指令代碼）通過通過PC機(jī)、GPC或FIT輸入程序至PLC檢查程序有無錯誤檢查程序有無錯誤修改程序YES修改程序運(yùn)行程序有無錯誤NO運(yùn)行程序有無錯誤調(diào)整程序YES調(diào)整程序NO程序投入使用程序投入使用圖六PLC編程步驟三、電梯硬件及軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)1安全、門鎖回路、制動器械、門機(jī)回路（圖七）圖七2主回路圖（圖八）圖八3PLC結(jié)構(gòu)圖（圖九）圖九4PLC接線圖（圖十）圖十（二）軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)（三）電梯PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語句表以下是電梯向上運(yùn)行控制LDI1.3OI1.4OI1.5OI0.1OI0.2OI0.5OI0.3OI0.4AQ0.5=M1.1NETWORK2//NETWORKTITLE(singleline)////NETWORKCOMMENTS//LDI1.4OI1.5OI0.2OI0.5OI0.4AQ0.6AQ0.0=M1.2NETWORK3LDI1.5OI0.5AQ0.7AQ0.0=M1.3NETWORK4LDM1.1OM1.2OM1.3=Q0.0NETWORK5//以下是電梯向下運(yùn)行控制////NETWORKCOMMENTS//LDI1.2OI1.3OI1.4OI0.3OI0.4OI0.0OI0.1OI0.2AQ1.0=M2.4NETWORK6//NETWORKTITLE(singleline)////NETWORKCOMMENTS//LDI1.2OI1.3OI0.3OI0.0OI0.1AQ0.7AQ0.1=M2.3NETWORK7LDI1.2OI0.0AQ0.6AQ0.1=M2.2NETWORK8LDM2.2OM2.3OM2.4=Q0.0DI點(diǎn)：I0.0一層請求上樓；I0.1二層請求上樓；I0.2三層請求上樓；I0.3二層請求下樓；I0.4三層請求下樓；I0.5四層請求下樓；I0.6廂體到達(dá)一層；I0.7廂體到達(dá)二層；I1.0廂體到達(dá)三層；I1.1廂體到達(dá)四層；I1.2電梯內(nèi)呼一層；I1.3電梯內(nèi)呼二層；I1.4電梯內(nèi)呼三層；I1.5電梯內(nèi)呼四層；I1.6開廂門按鈕；I1.7關(guān)廂門按鈕；I2.0廂門開到位；I2.1廂門關(guān)到位；DO點(diǎn)：O0.0廂體向上運(yùn)行；O0.1廂體向下運(yùn)行；O0.2廂體停；O0.3開廂門；O0.4關(guān)廂門；O0.5當(dāng)前廂體在一層；O0.6當(dāng)前廂體在二層；O0.7當(dāng)前廂體在三層；O1.0當(dāng)前廂體在四層；補(bǔ)充：M0.1電梯在一層時停止指令；M0.2電梯在二層時停止指令；M0.3電梯在三層時停止指令；M0.4電梯在四層時停止指令；M1.1電梯在一層時向上運(yùn)行指令；M1.2電梯在二層時向上運(yùn)行指令；M1.3電梯在三層時向上運(yùn)行指令；四、結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)是?？茖W(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，通過這次比較完整的設(shè)計(jì)出電梯PLC控制，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，通過實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合，鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，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(jì)手冊、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，通過PLC控制電梯，實(shí)現(xiàn)電梯的運(yùn)行速度