PLC控制五層電梯畢業(yè)設(shè)計

第1頁共64頁PLC控制五層電梯畢業(yè)設(shè)計PLCcontrol5-floorelevatorgraduationproject系名：專業(yè)班級：學生姓名：學號：指導教師姓名：指導教師職稱：2010年4月目錄目錄1摘要4引言6第一章電梯的概述71.1電梯的發(fā)展71.2電梯的分類71.2.1按用途分類71.2.2按驅(qū)動方式分類81.2.3按速度分類81.2.4按電梯有無司機分類91.2.5按操縱控制方式分類91.2.6其它分類方式91.2.7特殊電梯91.3電梯的結(jié)構(gòu)101.3.1曳引系統(tǒng)101.3.2導向系統(tǒng)101.3.3轎廂101.3.4門系統(tǒng)101.3.5重量平衡系統(tǒng)101.3.6電力拖動系統(tǒng)101.3.7電氣控制系統(tǒng)111.3.8安全保護系統(tǒng)111.4電梯的工作原理11第二章PLC的概述122.1PLC的定義122.2PLC的特點122.3PLC的應(yīng)用領(lǐng)域132.4PLC的分類152.4.1按I/O點數(shù)分類152.4.2按結(jié)構(gòu)分類152.4.3按功能分類162.5PLC的基本結(jié)構(gòu)172.5.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)172.5.2PLC的軟件結(jié)構(gòu)192.6PLC的工作原理192.6.1基本工作模式192.6.2PLC的工作過程202.6.3PLC的工作方式與特點202.7PLC的發(fā)展趨勢21第三章PLC控制系統(tǒng)抗干擾措施223.1硬件系統(tǒng)抗干擾措施223.2軟件系統(tǒng)抗干擾措施24第四章五層樓電梯可編程序控制器PLC的選型264.1輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算264.2存儲器容量的估算264.3控制功能的選擇264.4機型的選擇29第五章電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計315.1電梯控制的要求315.1.1電梯轎箱的控制要求315.1.2電梯門的控制要求315.2電梯模型結(jié)構(gòu)315.2.1電梯層門315.2.2電梯轎廂內(nèi)控制屏325.3主電路的設(shè)計335.3.1拖動電機電路的設(shè)計335.3.2門電機電路的設(shè)計34第六章電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計356.1PLC單臺電梯控制系統(tǒng)的工作流程356.2PLCI/O地址分配366.2.1輸入信號的確定366.2.2輸出信號的確定366.2.3內(nèi)部輔助繼電器的確定376.3PLCI/O硬件連接圖37第七章PLC單臺電梯控制系統(tǒng)基本功能梯形圖分析397.1外呼信號的登記與消除397.2開門控制417.3關(guān)門控制447.4樓層信號的顯示457.5電梯箱內(nèi)選擇停層與顯示477.6電梯的定向環(huán)節(jié)507.6.1電梯定向（上行）環(huán)節(jié)517.6.2電梯定向（下行）環(huán)節(jié)527.7電梯的起步、穩(wěn)定運行環(huán)節(jié)537.8電梯的制動環(huán)節(jié)55結(jié)論61致謝62參考文獻63PLC控制五層電梯畢業(yè)設(shè)計專業(yè)班級：學生姓名：指導老師：職稱：摘要PLC（可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計算機，它以其編程方便、操作簡單尤其是它的高可靠性等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計算機之間的許多控制領(lǐng)域。隨著社會的不斷發(fā)展，樓房越來越高，而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。電梯從手柄開關(guān)操縱電梯、按鈕控制電梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運輸做出了不可磨滅的貢獻。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，很好的實現(xiàn)了對電梯的控制。本文主要討論研究利用三菱公司的可編程控制器對五層電梯的控制，形成電梯控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：PLC電梯控制系統(tǒng)五層PLCcontrol5-floorelevatorgraduationprojectAbstractPLC(programmablecontroller)asanindustrialcontrolmicrocomputer,whichinitsprogrammingandeasyoperation,especiallyitshigh-reliabilityadvantages,suchasindustrialproductionprocesshasbeenwidelyused.ItappliesLSIITStechnologyandcommunicationtechnologydevelopmentresults,andgraduallyformedavarietyofadvantagesandmicro,medium,large,superandotherspecificationsofproducts,fromtherelaycontrolsystemusedtomonitorinmanyareasbetweenthecontrolcomputers.Withthecontinuousdevelopment,buildingsbecomehigherandhigher,andtheelevatorbecomesnecessaryinthehighbuildings.Liftfromthehandleswitchoperatedtheelevator,thebuttoncontrolelevatorintothecurrentofelevatorgroupcontrol,theseniormadeanindeliblecontributiontothetransport.

PLCApplicationintheelevatorcontrolismainlyreflectedinitslogicswitchcontrol.AsthePLChasthelogicoperation,countingandtiming,anddatainputandoutputfunctions.Intheelevatorcontrolprocess,thevariouslogicswitchcontrolandPLCgoodcombinationtoachievegoodcontroloftheelevator.

Thispaperdiscussesthestudy,Mitsubishiprogrammablecontrollersonthefive-storyelevatorcontrol,elevatorcontrolsystemformed.Keywords:PLCelevatorcontrolsystem5-floor引言隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)得到十分廣泛的應(yīng)用。PLC是一種基于數(shù)字計算機技術(shù)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的電子控制裝置，它采用可編程程序的存儲器，用來存儲用戶指令，通過數(shù)字或模擬的輸入/輸出，完成一系列邏輯、順序、定時、記數(shù)、運算等確定的功能，來控制各種類型的機電一體化設(shè)備和生產(chǎn)過程。本論文是以三菱廣泛應(yīng)用的整體中型機FX2N-128為背景機，詳細介紹其系統(tǒng)配置，兼顧介紹其指令系統(tǒng)、編程方法和控制系統(tǒng)設(shè)計方法，也介紹了模塊式PLC的一些智能單元，從而讓我們能更多了解PLC和更好的使用它。本次畢業(yè)設(shè)計中包括電梯自動運行、消防運行、PLC綜合控制三個系統(tǒng)，主要對PLC的結(jié)構(gòu)、特點、性能以及與現(xiàn)場控制對象的連線進行具體的研究，并通過PLC實現(xiàn)電梯的自動控制以及消防運行。通過此次畢業(yè)設(shè)計,提高了我們運用理論知識，分析、處理和解決實際問題的綜合能力。第一章電梯的概述1.1電梯的發(fā)展電梯進入人們的生活已經(jīng)150多年了。1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙·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上，命令助手將平臺拉升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號，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?！耙磺邪踩?，先生們?！闭驹谏堤萜脚_上的奧的斯先生向周圍觀看的人們揮手致意。誰也不會想到，這就是人類歷史上第一部安全升降梯。奧的斯先生的發(fā)明徹底改寫了人類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，美國奧的斯電梯公司制造出了名副其實的電梯，它采用直流電動機為動力，通過蝸輪減速器帶動卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。1892年，美國奧的斯公司開始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開了先河。生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進步。150多年來，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——手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機對話等等，多臺電梯還出現(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，提升運輸能力的優(yōu)勢；變速式自動人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時間；不同外形——扇形、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，以美國奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風姿，仍在繼續(xù)進行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)。調(diào)頻門控、智能遠程監(jiān)控、主機節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復合鋼帶環(huán)?！豢羁罴{了人類在機械、電子、光學等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競相問世，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。1.2電梯的分類根據(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。1.2.1按用途分類乘客電梯，為運送乘客設(shè)計的電梯，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的轎內(nèi)裝飾。載貨電梯，主要為運送貨物而設(shè)計，通常有人伴隨的電梯。醫(yī)用電梯，為運送病床、擔架、醫(yī)用車而設(shè)計的電梯，轎廂具有長而窄的特點。雜物電梯，供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等設(shè)計的電梯。觀光電梯，轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。車輛電梯，用作裝運車輛的電梯。船舶電梯，船舶上使用的電梯。建筑施工電梯，建筑施工與維修用的電梯。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，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。1.2.2按驅(qū)動方式分類交流電梯，用交流感應(yīng)電動機作為驅(qū)動力的電梯。根據(jù)拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。直流電梯，用直流電動機作為驅(qū)動力的電梯。這類電梯的額定速度一般在2.00m/s以上。液壓電梯，一般利用電動泵驅(qū)動液體流動，由柱塞使轎廂升降的電梯。齒輪齒條電梯，將導軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機帶動齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。螺桿式電梯，將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機經(jīng)減速機（或皮帶）帶動螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。直線電機驅(qū)動的電梯，其動力源是直線電機。電梯問世初期，曾用蒸汽機、內(nèi)燃機作為動力直接驅(qū)動電梯，現(xiàn)已基本絕跡。1.2.3按速度分類低速電梯，電梯運行的額定速度在1m/s一下，常用于10層以下的建筑物內(nèi)?？焖匐娞?，電梯運行的額定速度在1-2m/s之間，常用于10層以上的建筑物內(nèi)。高速電梯，電梯運行的額定速度在2-3m/s之間，常用于16層以上的建筑物內(nèi)。超高速電梯，電梯運行的額定速度為3-10m/s，甚至更高，常用于樓高超過100m的建筑物內(nèi)。隨著電梯技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯速度越來越高，以往對別高、中、低速電梯速度限值的劃分也將做相應(yīng)的提高和調(diào)整。1.2.4按電梯有無司機分類有司機電梯，電梯的運行方式由專職司機操縱來完成。無司機電梯，乘客進入電梯轎廂，按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕，電梯自動運行到達目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。有/無司機電梯，這類電梯可變換控制電路，平時由乘客操縱，如遇客流量大或必要時改由司機操縱。1.2.5按操縱控制方式分類手柄開關(guān)操縱，電梯司機在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關(guān)，實現(xiàn)電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運行狀態(tài)。按鈕控制電梯：是一種簡單的自動控制電梯，具有自動平層功能，常見有轎外按鈕控制、轎內(nèi)按鈕控制兩種控制方式。信號控制電梯，這是一種自動控制程度較高的有司機電梯。除具有自動平層，自動開門功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動停層，順向截停和自動換向等功能。集選控制電梯，是一種在信號控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的全自動控制的電梯，與信號控制的主要區(qū)別在于能實現(xiàn)無司機操縱。并聯(lián)控制電梯，2～3臺電梯的控制線路并聯(lián)起來進行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯本身都具有集選功能。群控電梯，是用微機控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。1.2.6其它分類方式按機房位置分類，則有機房在井道頂部的（上機房）電梯、機房在井道底部旁側(cè)的（下機房）電梯，以及有機房在井道內(nèi)部的（無機房）電梯。按轎廂尺寸分類，則經(jīng)常使用“小型”、“超大型”等抽象詞匯表示。此外，還有雙層轎廂電梯等。1.2.7特殊電梯斜行電梯，轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導軌運行，是集觀光和運輸于一體的輸送設(shè)備。特別是由于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后，斜行電梯發(fā)展迅速。立體停車場用電梯，根據(jù)不同的停車場可選配不同類型的電梯。建筑施工電梯，是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷齒傳動與鏈傳動，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運動的機械，用以輸送人員或物料，主要應(yīng)用于建筑施工與維修。它還可以作為倉庫、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長期使用的垂直運輸機械。1.3電梯的結(jié)構(gòu)1.3.1曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機、曳引鋼絲繩，導向輪，反繩輪組成。1.3.2導向系統(tǒng)導向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導軌作升降運動。導向系統(tǒng)主要由導軌，導靴和導軌架組成。1.3.3轎廂轎廂是運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。1.3.4門系統(tǒng)門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機，門鎖裝置組成。1.3.5重量平衡系統(tǒng)系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補償裝置組成。1.3.6電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實行電梯速度控制。電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機調(diào)速裝置等組成。1.3.7電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。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。1.3.8安全保護系統(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，端站保護裝置組成。1.4電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在運行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘，使電梯運轉(zhuǎn)，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止狀態(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以準確?？?。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運行安全。第二章PLC的概述2.1PLC的定義可編程序控制器，簡稱PLC（ProgrammablelogicController），是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（InternationalElectricalCommittee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：“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)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計?！?.2PLC的特點1.編程簡單，容易掌握目前，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語言的編程元件的符號和表達方式與繼電器控制電路原理圖相當接近。通過閱讀PLC的用戶手冊或短期培訓，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學會用梯形圖編制控制程序。同時還提供了功能圖、語句表等編程語言。PLC在執(zhí)行梯形圖程序時，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言然后執(zhí)行（PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。與直接執(zhí)行匯編語言編寫的用戶程序相比，執(zhí)行梯形圖程序的時間要長一些，但對于大多數(shù)機電控制設(shè)備來說，是微不足道的，完全可以滿足控制要求。2.功能強，適應(yīng)面廣現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運算、計時、計數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動、通信、人機對話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺生產(chǎn)機械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個生產(chǎn)過程3.通用性強，控制程序可變，使用方便PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變PLC的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求。因此，PLC除應(yīng)用于單機控制外，在工廠自動化中也被大量采用。4.可靠性高，抗干擾能力強傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸電接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸電接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。5.減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計及施工的工作量由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計安裝接線工作量大為減少。同時，PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場的調(diào)試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。6.體積小、重量輕、功耗低、維護方便PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于PLC的強抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。以三菱公司的F1-40M型PLC為例：其外型尺寸僅為305×110×110mm，重量2.3kg，功耗小于25VA；而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫、濕度變化的能力?，F(xiàn)在三菱公司又有FX系列PLC，與其超小型品種F1系列相比：面積為47%,體積為36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達24～128點。2.3PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。1.開關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2.模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3.運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。4.過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。5.數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。6.通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。2.4PLC的分類PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對PLC的分類可以根據(jù)結(jié)構(gòu)、功能的差異等進行大致分類。2.4.1按I/O點數(shù)分類PLC按其I/O點數(shù)多少一般可分為以下4類。1)微型PLC：I/O點數(shù)小于64點的PLC為超小型或微型PLC。2)小型PLC：I/O點數(shù)為256點以下，用戶程序存儲容量小于8KB的為小型PLC。它可以連接開關(guān)量和模擬量I/O模塊以及其他各種特殊功能模塊，能執(zhí)行包括邏輯運算、計時、計數(shù)、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。如西門子公司的S7-200PLC，三菱公司的F1、F2和FX0系列PLC都屬于小型機。3)中型PLC：I/O點數(shù)在512～2048點之間的為中型PLC。它除了具有小型機所能實現(xiàn)的功能外，還具有更強大的通信聯(lián)網(wǎng)功能、更豐富的指令系統(tǒng)、更大的內(nèi)存容量和更快的掃描速度。如西門子公司的S7-300PLC、三菱公司的A1S系列PLC都屬于中型機.4)大型PLC：I/O點數(shù)為2048點以上的為大型PLC。它具有極強的軟件和硬件功能、自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能，它可以構(gòu)成三級通信網(wǎng)，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化。另外大型PLC還可以采用三個CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機器具有更高的可靠性。如西門子公司的S7-400系列PLC、三菱公司的A3M、A3N系列PLC都屬于大型機。2.4.2按結(jié)構(gòu)分類PLC按其結(jié)構(gòu)可分為整體式、模塊式及疊裝式3種。1)整體式PLC將CPU、I/O單元、電源、通信等部件集成到一個機殼內(nèi)的稱為整體式PLC。整體式PLC由不同I/O點數(shù)的基本單元(又稱主機)和擴展單元組成?；締卧獌?nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴展單元相連的擴展口以及與編程器相連的接口。擴展單元內(nèi)只有I/O接口和電源等，沒有CPU?；締卧蛿U展單元之間一般用扁平電纜連接。它還配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴展。整體式PLC一般都是小型機。2)模塊式PLC模塊式PLC是將PLC的每個工作單元都制成獨立的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊(有的含在CPU模塊中)以及各種功能模塊。模塊式PLC由母板(或框架)以及各種模塊組成。把這些模塊按控制系統(tǒng)需要選取后，安插到母板上，就構(gòu)成了一個完整的PLC系統(tǒng)。這種模塊式PLC的特點是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。例如，西門子公司的S7-300系列、S7-400系列PLC都采用模塊式結(jié)構(gòu)形式。3)疊裝式PLC將整體式和模塊式的特點結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC將CPU模塊、電源模塊、通信模塊和一定數(shù)量的I/O單元集成到一個機殼內(nèi)，如果集成的I/O模塊不夠使用，可以進行模塊擴展。其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間要靠電纜進行連接，并且各模塊可以一層層地疊裝。疊裝式PLC集整體式PLC與模塊式PLC優(yōu)點于一身，它不但系統(tǒng)配置靈活，而且體積較小，安裝方便。西門子公司的S7-200系列PLC就是疊裝式的結(jié)構(gòu)形式。2.4.3按功能分類根據(jù)PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔3類。1)低檔PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量的模擬量I/O、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統(tǒng)。2)中檔PLC除具有低檔PLC的功能外，還具有較強的模擬量I/O、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、PID(比例、積分、微分控制)控制等功能，以適用于復雜控制系統(tǒng)。3)高檔PLC除具有中檔PLC的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運算、矩陣運算、函數(shù)、表格、CRT可編程控制器原理與應(yīng)用顯示、打印和更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),實現(xiàn)工廠自動化。一般低檔機多為小型PLC，采用整體式結(jié)構(gòu)；中檔機可為大、中、小型PLC，其中小型PLC多采用整體式結(jié)構(gòu)，中型和大型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)。2.5PLC的基本結(jié)構(gòu)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)，其功能的實現(xiàn)不僅基于硬件的作用，更要靠軟件的支持，實際上可編程控制器就是一種新型的工業(yè)控制計算機。2.5.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)主機微處理器（CPU）——控制器的核心主機存儲器(RAM、ROM）輸入、輸出部件（I/O部件）——連接現(xiàn)場設(shè)備與CPU之間的接口電路電源部件——為PLC內(nèi)部電路提供能源整體結(jié)構(gòu)的PLC——四部分裝在同一機殼內(nèi)模塊式結(jié)構(gòu)的PLC——各部件獨立封裝，稱為模塊，通過機架和總線連接而成I/O的能力可按用戶的需要進行擴展和組合（擴展機）另外，還必須有編程器——將用戶程序?qū)戇M規(guī)定的存儲器內(nèi)（詳見圖1）圖1PLC硬件結(jié)構(gòu)1)中央控制處理單元(CPU)可編程控制器中常用的CPU主要采用通用微處理器、單片機和雙極型位片式微處理器三種類型。通用微處理器有8080、8086、80286、80386等；單片機有8031、8096等；位片式微處理器的AM2900、AM2903等。FX2可編程控制器使用的微處理器是16位的8096單片機。2)存儲器可編程控制器配有兩種存儲器：系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器：存放系統(tǒng)管理程序，用只讀存儲器實現(xiàn)。用戶存儲器：存放用戶編制的控制程序，一般用RAM實現(xiàn)或固化到只讀存儲器中。3)輸入輸出接口作用：連接用戶輸入輸出設(shè)備和PLC控制器，將各輸入信號轉(zhuǎn)換成PLC標準電平供PLC處理，再將處理好的輸出信號轉(zhuǎn)換成用戶設(shè)備所要求的信號驅(qū)動外部負載。對輸入輸出接口的要求：良好的抗干擾能力；對各類輸入輸出信號（開關(guān)量、模擬量、直流量、交流量）的匹配能力。PLC輸入輸出接口的類型：模擬量輸入輸出接口、開關(guān)量輸入輸出接口（直流、交流及交直流）。用戶應(yīng)根據(jù)輸入輸出信號的類型選擇合適的輸入輸出接口。=1\*GB3①、開關(guān)量輸入接口電路各種輸入接口均采取了抗干擾措施。如帶有光耦合器隔離使PLC與外部輸入信號進行隔離；并設(shè)有RC濾波器，用以消除輸入觸點的抖動和外部噪聲干擾。通常有三種類型：直流(12∽24)V輸入、交流(100∽120)V輸入與交流(200∽240)V輸入和交直流(12∽24)V輸入。直流輸入模塊的電源一般由機內(nèi)24v電源提供，輸入信號接通時輸入電流一般小于10mA；交流輸入模塊的電源一般由用戶提供。（詳見圖2）圖2直流輸入借口=2\*GB3②、開關(guān)量輸出接口電路有三種形式，即繼電器輸出（見圖3）、晶體管輸出和晶閘管輸出。開關(guān)量輸出端的負載電源一般由用戶提供，輸出電流一般不超過2A。開關(guān)量輸出端的負載電源一般由用戶提供，輸出電流一般不超過2A。圖3交直流輸出接口（繼電器輸出型）輸出端子的兩種接法：=1\*GB3①、隔離式：輸出各自獨立，無公共點：各輸出端子各自形成獨立回路。=2\*GB3②、匯點式：全部輸入點（輸出點）共用一個公共點?；蛘邔⑤斎朦c（輸出點）分成幾組，組內(nèi)各點共用一個公共點。各組的公共點之間相互隔離。組內(nèi)的各點必須使用同一電壓類型和同一電壓等級，各組可使用不同電壓類型和等級的負載。4)電源PLC的供電電源一般是市電，也有用直流24V電源供電的。5)外圍設(shè)備：編程器、打印機、演示板等利用編程器可將用戶程序輸入PLC的存儲器，還可以用編程器檢查程序、修改程序；利用編程器還可以監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。6)用戶輸入輸出設(shè)備用戶輸入器件有控制開關(guān)和檢測元件，即各種開關(guān)、按鈕、傳感器等；用戶輸出設(shè)備主要有接觸器、電磁閥、指示燈等。2.5.2PLC的軟件結(jié)構(gòu)在可編程控制器中，PLC的軟件分為兩大部分：1)系統(tǒng)監(jiān)控程序：用于控制可編程控制器本身的運行。主要由管理程序、用戶指令解釋程序和標準程序模塊，系統(tǒng)調(diào)用。2)用戶程序：它是由可編程控制器的使用者編制的，用于控制被控裝置的運行。2.6PLC的工作原理2.6.1基本工作模式PLC有運行模式和停止模式。1)運行模式：分為內(nèi)部處理、通信操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理五個階段。2)停止模式：當處于停止工作模式時，PLC只進行內(nèi)部處理和通信服務(wù)等內(nèi)容。2.6.2PLC工作過程1)內(nèi)部處理階段：在此階段，PLC檢查CPU模塊的硬件是否正常，復位監(jiān)視定時器，以及完成一些其它內(nèi)部工作。2)通信服務(wù)階段在此階段，PLC與一些智能模塊通信、響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等，當PLC處于停狀態(tài)時，只進行內(nèi)容處理和通信操作等內(nèi)容。3)輸入處理階段輸入處理也叫輸入采樣。在此階段順序讀取所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將所讀取的信息存到輸入映象寄存器中，此時，輸入映像寄存器被刷新。4)程序處理階段按先上后下，先左后右的步序，對梯形圖程序進行逐句掃描并根據(jù)采樣到輸入映像寄存器中的結(jié)果進行邏輯運算，運算結(jié)果再存入有關(guān)映像寄存器中。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。5)輸出刷新階段程序處理完畢后，將所有輸出映象寄存器中各點的狀態(tài)，轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，再通過輸出端驅(qū)動外部負載。在運行模式下，PLC按上述五個階段進行周而復始的循環(huán)工作，稱為循環(huán)掃描工作方式。2.6.3PLC工作方式與特點集中采樣、集中輸出、周期性循環(huán)掃描，“串行”工作方式1)掃描周期：PLC的工作方式是一個不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。PLC運行正常時，掃描周期的長短與CPU的運算速度有關(guān)，與I/O點的情況有關(guān)，與用戶應(yīng)用程序的長短及編程情況等均有關(guān)。通常用PLC執(zhí)行1K指令所需時間來說明其掃描速度(一般1~10ms/K)。2)輸出滯后：指從PLC的外部輸入信號發(fā)生變化至它所控制的外部輸出信號發(fā)生變化的時間間隔。一般為幾十—100ms.引起輸出滯后的因素：輸入模塊的濾波時間、輸出模塊的滯后時間、掃描方式引起的滯后。3)由于PLC是集中采樣，在程序處理階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入映象寄存器中的內(nèi)容也不會變化，要到下一周期的輸入采樣階段才會改變。4)由于PLC是串行工作，所以PLC的運行結(jié)果與梯形圖程序的順序有關(guān)。這與繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的區(qū)別。避免了觸點的臨界競爭，減少繁瑣的聯(lián)鎖電路。2.7PLC的發(fā)展趨勢展望21世紀，PLC會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS（DistributedControlSystem）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。第三章PLC控制系統(tǒng)抗干擾措施自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場的各單機設(shè)備上，雖然它們大多處在強電電路和強電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計的控制裝置，在設(shè)計和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用，但是由于它直接和現(xiàn)場的I/O設(shè)備相連，外來干擾很容易通過電源線或I/O傳輸線侵入，從而引起控制系統(tǒng)的誤動作。PLC受到的干擾可分為外部干擾和內(nèi)部干擾。在實際的生產(chǎn)環(huán)境下，外部干擾是隨機的，與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無關(guān)，且干擾源是無法消除的，只能針對具體情況加以限制；內(nèi)部干擾與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，主要通過系統(tǒng)內(nèi)交流主電路，模擬量輸入信號等引起，可合理設(shè)計系統(tǒng)線路來削弱和抑制內(nèi)部干擾和防止外部干擾。要提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，就要從多方面提高系統(tǒng)的抗干擾能力。3.1硬件抗干擾措施1、PLC控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。但是在PLC控制系統(tǒng)中，如果環(huán)境過于惡劣，或安裝使用不當，會降低系統(tǒng)的可靠性。PLC使用環(huán)境溫度通常在0℃～55℃范圍內(nèi)，應(yīng)避免太陽光直接照射，安裝位置應(yīng)遠離發(fā)熱量大的器件，同時應(yīng)保證有足夠大的散熱空間和通風條件。環(huán)境濕度一般應(yīng)小于85%，以保證PLC有良好的絕緣。在含有腐蝕性氣體、濃霧或粉塵的場合，需將PLC封閉安裝。此外，如果PLC安裝位置有強烈的振動源，系統(tǒng)的可靠性也會降低，所以應(yīng)采取相應(yīng)的減振措施。2、PLC的電源與接地PLC本身的抗干擾能力一般都很強。通常，只能將PLC的電源與系統(tǒng)的動力設(shè)備電源分開配線，對于電源線來的干擾，一般都有足夠強的抑制能力。但是，如果遇上特殊情況，電源干擾特別嚴重，可加接一個帶屏蔽層的隔離變壓器以減少設(shè)備與地之間的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。如果一個系統(tǒng)中含有擴展單元，則其電源必須與基本單元共用一個開關(guān)控制，也就是說，它們的上電與斷電必須同時進行。良好的接地是保證PLC安全可靠運行的重要條件。為了抑制附加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給PLC接專用地線，并且接地點要與其它設(shè)備分開，如圖4（a）。若達不到這種要求，也可采用公共接地方式，如圖4（b）。但是禁止采用串聯(lián)接地方式，如圖4（c），因為它會使各設(shè)備間產(chǎn)生電位差而引入干擾。此外，接地線要足夠粗，接地電阻要小，接地點應(yīng)盡可能靠近PLC。PLCPLC其它設(shè)備PLCPLC其它設(shè)備其它設(shè)備（a）（b）（c）圖4PLC接地接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗干擾的重要措施之一。接地在消除干擾上起很大的作用。這里的接地是指決定系統(tǒng)電位的地，而不是信號系統(tǒng)歸路的接地。在PLC控制系統(tǒng)中有許多懸浮的金屬架，它們是懼空中干擾的空中線，需要有決定電位的地線。交流地是PLC控制系統(tǒng)供電所必需的，它通過變壓器中心點構(gòu)成供電兩條回路之一。這條回路上的電流、各種諧波電流等是個嚴重的干擾源。因此交流地線、直流地線、模擬地和數(shù)字地等必須分開。數(shù)字地和模擬地的共點地最好置懸浮方式。地線各點之間的電位差盡可能小，盡量加粗地線，有條件可采用環(huán)形地線。系統(tǒng)地端子(LG)是抗干擾的中性端子，通常不需要接地，可是，當電磁干擾比較嚴重時，這個端子需與接大地的端子(GR)連接。3、PLC的輸入、輸出設(shè)備輸入電路是PLC接受開關(guān)量、模擬量等輸入信號的端口，其元器件質(zhì)量的優(yōu)劣、接線方式及是否牢靠也是影響控制系統(tǒng)可靠性的重要因素。以開關(guān)量輸入為例，按鈕、行程開關(guān)的觸點接觸要保持在良好狀態(tài)，接線要牢固可靠。機械限位開關(guān)是容易產(chǎn)生故障的元件，設(shè)計時，應(yīng)盡量選用可靠性高的接近開關(guān)代替機械限位開關(guān)。此外，按鈕觸點的選擇也影響到系統(tǒng)的可靠性。在設(shè)計電路時，應(yīng)盡量選用可靠性高的元器件，對于模擬量輸入信號來說，常用的有4～20mA、0～20mA直流電流信號；0～5V、0～10V直流電壓信號，電源為直流24V。對于開關(guān)量輸出來說，PLC的輸出有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式，具體選擇哪種形式的輸出應(yīng)根據(jù)負載要求來決定，選擇不當會使系統(tǒng)可靠性降低，嚴重時導致系統(tǒng)不能正常工作。如晶閘管輸出只能用于交流負載，晶體管輸出只能用于直流負載。此外，PLC的輸出端子帶負載能力是有限的，如果超過了規(guī)定的最大限值，必須外接繼電器或接觸器，才能正常工作。外接繼電器、接觸器、電磁閥等執(zhí)行元件的質(zhì)量，是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。常見的故障有線圈短路、機械故障造成觸點不動或接觸不良。這一方面可以通過選用高質(zhì)量的元器件來提高可靠性，另一方面，在對系統(tǒng)可靠性及智能化要求較高的場合，可以根據(jù)電路中電流異常的情況對輸出單元的一些重點部位進行診斷，當檢測到異常信號時，系統(tǒng)按程序自動轉(zhuǎn)入故障處理，從而提高系統(tǒng)工作的可靠性。若PLC輸出端子接有感性元件，則應(yīng)采取相應(yīng)的保護措施，以保護PLC的輸出觸點。為了防止或減少外部配線的干擾，交流輸入、輸出信號與直流輸入、輸出應(yīng)分別使用各自的電纜；對于集成電路或晶體管設(shè)備的輸入、輸出信號線、必須使用屏蔽電纜，屏蔽電纜在輸入、輸出側(cè)懸空，而在控制側(cè)接地，其處理方式如圖5所示。輸入輸入輸入控制器輸出圖5屏蔽電纜的處理3.2軟件抗干擾措施硬件抗干擾措施的目的是盡可能地切斷干擾進入控制系統(tǒng)，但由于干擾存在的隨機性，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，硬件抗干擾措施并不能將各種干擾完全拒之門外，這時，可以發(fā)揮軟件的靈活性與硬件措施相結(jié)合來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。1、利用"看門狗"方法對系統(tǒng)的運動狀態(tài)進行監(jiān)控PLC內(nèi)部具有豐富的軟元件，如定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等，利用它們來設(shè)計一些程序，可以屏蔽輸入元件的錯誤信號，防止輸出元件的誤動作。在設(shè)計應(yīng)用程序時，可以利用"看門狗"方法實現(xiàn)對系統(tǒng)各組成部分運行狀態(tài)的監(jiān)控。如用PLC控制某一運動部件時，編程時可定義一個定時器作"看門狗"用，對運動部件的工作狀態(tài)進行監(jiān)視。定時器的設(shè)定值，為運動部件所需要的最大可能時間。在發(fā)出該部件的動作指令時，同時啟動"看門狗"定時器。若運動部件在規(guī)定時間內(nèi)達到指定位置，發(fā)出一個動作完成信號，使定時器清零，說明監(jiān)控對象工作正常；否則，說明監(jiān)控對象工作不正常，發(fā)出報警或停止工作信號。2、消抖在振動環(huán)境中，行程開關(guān)或按鈕常常會因為抖動而發(fā)出誤信號，一般的抖動時間都比較短，針對抖動時間短的特點，可用PLC內(nèi)部計時器經(jīng)過一定時間的延時，得到消除抖動后的可靠有效信號，從而達到抗干擾的目的。3、用軟件數(shù)字濾波的方法提高輸入信號的信噪比為了提高輸入信號的信噪比，常采用軟件數(shù)字濾波來提高有用信號真實性。對于有大幅度隨機干擾的系統(tǒng)，采用程序限幅法，即連續(xù)采樣五次，若某一次采樣值遠遠大于其它幾次采樣的幅值，那么就舍去之。對于流量、壓力、液面、位移等參數(shù)，往往會在一定范圍內(nèi)頻繁波動，則采用算術(shù)平均法。即用n次采樣的平均值來代替當前值。一般認為：流量n=12，壓力n=4最合適。對于緩慢變化信號如溫度參數(shù)，可連續(xù)三次采樣，選取居中的采樣值作為有效信號。對于具有積分器A/D轉(zhuǎn)換來說，采樣時間應(yīng)取工頻周期(20ms)的整數(shù)倍。實踐證明其抑制工頻干擾能力超過單純積分器的效果。第四章五層樓電梯可編程序控制器PLC的選型工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴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)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、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)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。4.1輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算I/O點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%～20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整。4.2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)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計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，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。4.3控制功能的選擇該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。(一)運算功能簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能；普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能；較復雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機或上位機的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計選型時應(yīng)從實際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應(yīng)用場合，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算。(二)控制功能控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，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、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。(三)通信功能大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標準，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。PLC系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國際標準，通信距離應(yīng)滿足裝置實際要求。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網(wǎng)絡(luò)；2）1臺PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)；3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4）專用PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。(四)編程功能離線編程方式：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)備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，不能進行編程。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CPU負責現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(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，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。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。五種標準化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其標準（IEC6113123），同時，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。(五)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行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。(六)處理速度PLC采用掃描方式工作。從實時性要求來看，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接點的響應(yīng)快、速度高，每條二進制指令執(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。4.4機型的選擇(一)PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點數(shù)選型。整體型PLC的I/O點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。(二)輸入輸出模塊的選擇輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。可根據(jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本。(三)電源的選擇PLC的供電電源，除了引進設(shè)備時同時引進PLC應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計和選用外，一般PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計選用220VAC電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。如果PLC本身帶有可使用電源時，應(yīng)核對提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。(四)存儲器的選擇由于計算機集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應(yīng)用項目的正常投運，一般要求PLC的存儲器容量，按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要復雜控制功能時，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲器。(五)冗余功能的選擇1．控制單元的冗余(1)重要的過程單元：CPU（包括存儲器）及電源均應(yīng)1B1冗余。(2)在需要時也可選用PLC硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余系統(tǒng)、2重化或3重化冗余容錯系統(tǒng)等。2．I/O接口單元的冗余(1)控制回路的多點I/O卡應(yīng)冗余配置。(2)重要檢測點的多點I/O卡可冗余配置。3）根據(jù)需要對重要的I/O信號，可選用2重化或3重化的I/O接口單元。(六)經(jīng)濟性的考慮選擇PLC時，應(yīng)考慮性能價格比?？紤]經(jīng)濟性時，應(yīng)同時考慮應(yīng)用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用。當點數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量、機架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點數(shù)的增加對CPU選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時應(yīng)充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。第五章電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計5.1電梯控制的要求5.1.1電梯轎箱的控制要求：(1)選向：根據(jù)電梯各層內(nèi)選外呼信號的先后和停止時轎箱所在的樓曾位置決定電梯的運行方向。(2)選層換速：指電梯能夠根據(jù)轎內(nèi)所選層而決定運行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原則。并且在每次平層的時候都能夠換速。(3)樓層位置的指示：選用七段LED數(shù)碼管顯示的方法。5.1.2電梯門的控制要求：要求當電梯平層的時候，電梯門自動打開，經(jīng)過10秒鐘后電梯門自動關(guān)上。如果遇到有人在門中間的情況，電梯會因為機械安全觸板開關(guān)的作用而自動開門，也可以手動控制開門和關(guān)門。5.2電梯模型結(jié)構(gòu)5.2.1電梯層門電梯層門是為了確保乘客安全，而在各層樓的停靠站，通向井道的入口處，設(shè)置供司機、乘用人員和貨物等出入的門。圖6為電梯層門示意圖。電梯層門旁裝有消防按鈕、上行召喚按鈕和下行召喚按鈕（最底層只有上行召喚按鈕、最高層只有下行召喚按鈕）,并有召喚登記指示燈。層門上方裝有LED數(shù)碼管，用以顯示轎廂所在層樓位置，另外還有轎廂上行和下行指示燈。紅色圓圈是消防按鈕，向下按導致X10接通。按下該按鈕的同時向左轉(zhuǎn)是消防關(guān)門開關(guān)，X14觸點閉合，電梯門關(guān)閉；向右轉(zhuǎn)是消防開門開關(guān)，X11觸點閉合，電梯門打開。呼梯按鈕按下時，相應(yīng)的按鈕變成青綠色，表示該呼梯按鈕已按下。電梯樓層顯示采用7段LED數(shù)碼管顯示，圖中顯示電梯目前處于三樓的位置。電梯運行方向用紅色箭頭表示，圖中箭頭向上表示電梯正處于上行狀態(tài)中。圖6電梯層門示意圖5.2.2電梯轎廂內(nèi)控制屏554321圖7轎廂內(nèi)控制屏示意圖轎廂內(nèi)控制屏示意圖如圖7所示。其中包括上行、下行顯示及LED層樓位置的顯示。另外還有1樓～5樓的指令按鈕及登記顯示按鈕。此外，還有手動開門和關(guān)門按鈕，以滿足乘客的需求。5.3主電路的設(shè)計5.3.1拖動電機電路的設(shè)計本設(shè)計采用三相異步電機作為電梯的牽引電機，并且電機采用星-三角起動方式。MM3～L1L2L3FUKM3KM4FRKM6KM5U1V1W1U2V2W2+—KM7RZDC圖8電梯拖動電機電路異步電機從靜止狀態(tài)過渡到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程稱為異步電機的啟動過程。如果在額定電壓下直接起動，由于最初起動瞬間主磁通約減小到額定值的1/2，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)又很低，造成了起動時堵轉(zhuǎn)電流相當大而堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩并不大（不像直流電機那樣，起動轉(zhuǎn)矩與起動電流成正比）的結(jié)果，所以要采用星-三角降壓起動方法。起動時，電機定子繞組接成星形聯(lián)結(jié)，起動后改接成三角形聯(lián)結(jié)，如圖8所示。起動時，接觸器KM3、KM5觸點閉合，電機定子繞組接成星形聯(lián)結(jié)，待轉(zhuǎn)速升高到一定程度后，接觸器KM5觸點斷開，接觸器KM6觸點閉合，定子繞組改成三角形聯(lián)結(jié)，電機進入正常運行。制動時采用能耗制動，接觸器KM3觸點斷開、KM7閉合，電機在斷開交流電源的同時，在定子兩相上通入直流電流，直流電流通過定子繞組，便在電機內(nèi)建立一個位置固定、大小不變的恒定磁場。電機轉(zhuǎn)子由于慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導體切割恒定磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，該電流和恒定磁場相互作用產(chǎn)生相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子實際旋轉(zhuǎn)方向相反，起到了制動的作用。在制動過程中，電機的轉(zhuǎn)速不斷下降，電機不斷吸收系統(tǒng)存儲的機械能，并把它轉(zhuǎn)換成電能消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻上。MM3～L1L2L3FUKM1KM2FR圖9電梯門拖動電機5.3.2門電機電路的設(shè)計門電機的驅(qū)動也采用三相異步電機，而起動時采用直接起動的方式，因為門電機的功率不大，直接起動對電源的影響不大，門電機電路如圖9所示。接觸器KM1閉合，門電機正轉(zhuǎn)，電梯門打開。接觸器KM2閉合，門電機反轉(zhuǎn)，電梯門關(guān)閉。第六章電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1PLC單臺電梯控制系統(tǒng)的工作流程圖10為PLC單臺電梯控制系統(tǒng)工作流程圖，從圖中可知控制一臺電梯正常工作，主要需要如下信號：控制信號、層樓信號、指令信號、召喚信號和消防信號。來自轎廂來自轎廂控制面板來自井道行程開關(guān)來自轎廂控制面板來自層面控制按鈕來自層面火警開關(guān)控制信號層樓信號指令信號召喚信號層樓定位指令登記召喚登記顯示顯示顯示自動定向運行控制（開/關(guān)門、上/下行、停站）運行顯示電動機驅(qū)動控制消防控制置位置位清除清除圖10PLC單臺電梯控制系統(tǒng)工作流程圖這些信號分別來自轎廂控制面板、井道行程開關(guān)、層面控制銨鈕和層面火警開關(guān)。來自井道行程開關(guān)的層樓信號進行層樓定位并參與自動定向，同時顯示所在層樓位置。來自轎廂控制面板的指令信號和來自層面控制按鈕的召喚信號分別進行指令登記和召喚登記，同時進行信號登記顯示。這兩種信號也參與自動定向，和層樓信號一同對電梯進行運行控制，包括開／關(guān)門、上／下行和停站。當來自層面的火警開關(guān)發(fā)出消防控制信號時，立即消除指令登記和召喚登記，直接控制電梯下行至底樓并開門。運行控制電梯的同時進行運行顯示和驅(qū)動電動機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，即電梯上行或下行。6.2PLCI/O地址分配根據(jù)電梯操作的工藝過程及對控制系統(tǒng)的要求，首先歸納本系統(tǒng)中所有輸入信號和輸出信號；然后根據(jù)PLC的輸入點和輸出點進行I/O地址分配，使每個輸入信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸入繼電器，每個輸出信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸出繼電器。6.2.1輸入信號的確定先考察電梯轎廂內(nèi)的操作。操作面板上應(yīng)有各層的選層指令按鈕，5層共有5個。還有手動開門和關(guān)門按鈕，2個。各樓層乘客召喚時，除底層和頂層只有一個召喚按鈕，其它各層均設(shè)上下兩個召喚按鈕，5層共需8個輸入按鈕。5層電梯需5個行程開關(guān)來控制是否到了某一層，因此需5點輸入。一層到四層中間的減速觸發(fā)觸點，4個。消防按鈕1個，消防開門按鈕1個，關(guān)門1個。機械觸板觸點1個，門閉合觸點1個，開門極限1個，關(guān)門1個，總共31個輸入點，如表1所示。表1輸入信號地址名稱：輸入點：名稱：輸入點：一層上行召喚按鈕X00一樓樓層信號觸點X20二層上行召喚按鈕X01二樓樓層信號觸點X21二層下行召喚按鈕X02三樓樓層信號觸點X22三層上行召喚按鈕X03四樓樓層信號觸點X23三層下行召喚按鈕X04五樓樓層信號觸點X24四層上行召喚按鈕X05轎箱內(nèi)一層呼鈕X30四層下行召喚按鈕X06轎箱內(nèi)二層呼鈕X31五層下行召喚按鈕X07轎箱內(nèi)三層呼鈕X32消防按鈕X10轎箱內(nèi)四層呼鈕X33消防開門按鈕X11轎箱內(nèi)五層呼鈕X34門機械感應(yīng)觸點（門自動重開）X12一樓減速觸點X40轎箱內(nèi)開門開關(guān)X13二樓減速觸點X41消防關(guān)門按鈕X14三樓減速觸點X42轎箱內(nèi)關(guān)門開關(guān)X15四樓減速觸點X43開門極限觸點X16門閉合觸點X44關(guān)門極限觸點X176.2.2輸出信號的確定各樓層乘客召喚時，按下的呼梯按鈕需顯示，所以有8個輸出點。開門、關(guān)門輸出各1個。樓層信號顯示5個，轎廂內(nèi)樓層按鈕顯示5個，電梯上行、下行指示輸出各1個，拖動電機星形、三角形聯(lián)結(jié)輸出各1個，拖動電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)輸出各1個，拖動電機減速輸出1個，共27個，如表2所示。表2輸出信號地址分配表名稱：輸入點：名稱：輸入點：一層上行召喚指示Y00五樓樓層信號顯示Y16二層上行召喚指示Y01轎廂內(nèi)一樓按鈕顯示Y20二層下行召喚指示Y02轎廂內(nèi)二樓按鈕顯示Y21三層上行召喚指示Y03轎廂內(nèi)三樓按鈕顯示Y22三層下行召喚指示Y04轎廂內(nèi)四樓按鈕顯示Y23四層上行召喚指示Y05轎廂內(nèi)五樓按鈕顯示Y24四層下行召喚指示Y06電梯上行指示Y26五層下行召喚指示Y07電梯下行指示Y27電梯開門Y10拖動電機星形聯(lián)結(jié)Y30電梯關(guān)門Y11拖動電機三角形聯(lián)結(jié)Y31一樓樓層信號顯示Y12拖動電機正轉(zhuǎn)Y46二樓樓層信號顯示Y13拖動電機反轉(zhuǎn)Y47三樓樓層信號顯示Y14拖動電機減速Y40四樓樓層信號顯示Y156.2.3內(nèi)部輔助繼電器的確定見表3表3內(nèi)部輔助繼電器地址分配表名稱：內(nèi)部輔助繼電器：名稱：內(nèi)部輔助繼電器：一樓～五樓樓廳呼梯信號輔助M00～M07拖動電機減速輔助M43上行輔助M08開門輔助M100下行輔助M09關(guān)門輔助M101一樓～五樓樓層信號輔助M10～M14電梯運行禁止開門輔助M102箱內(nèi)停層選擇信號輔助M20～M24停層輔助M200拖動電機正轉(zhuǎn)輔助M41電梯制動環(huán)節(jié)中輔助繼電器M301～M306拖動電機反轉(zhuǎn)輔助M426.3PLCI/O硬件連接圖根據(jù)上面I/O地址分配的分析和第四章關(guān)于中PLC選型的要求，本設(shè)計采用三菱公司的PLC，型號為FX2N-128，輸入輸出節(jié)點各為64個。該PLC既能滿足輸入輸出節(jié)點的需求，而且還留有一定的冗余量，為以后電梯系統(tǒng)的擴展提供方便，具體的硬件連接圖如圖11所示。AC220V～LAC220V～LNY00Y01Y02Y03Y04Y05Y06Y07COMY10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17COMY20Y21Y22Y23Y24Y25Y26Y27COMY30Y31Y32Y33Y34Y35Y36Y37COMY40Y46Y47FX2N—128MR—+24VCOMCOMX00X01X02X03X04X05X06X07X10X11X12X13X14X15X16X17X20X21X22X23X24X25X26X27X30X31X32X33X34X35X36X37X40X41X42X43X44X451SB上2SB上2SB下3SB上3SB下4SB上4SB下5SB上SB消防SB消防開門SB門機械觸板SB手動開門SB消防關(guān)門SB手動關(guān)門SB開門極限SB關(guān)門極限1SB樓層觸點2SB樓層觸點3SB樓層觸點4SB樓層觸點5SB樓層觸點1SB箱內(nèi)停層選擇2SB箱內(nèi)停層選擇3SB箱內(nèi)停層選擇4SB箱內(nèi)停層選擇5SB箱內(nèi)停層選擇1SB減速觸點2SB減速觸點3SB減速觸點4SB減速觸點SB門閉合觸點LN1上顯示2上顯示2下顯示3上顯示3下顯示4上顯示4下顯示5下顯示開門輸出關(guān)門輸出1樓層顯示2樓層顯示3樓層顯示4樓層顯示5樓層顯示停層1顯示停層2顯示停層3顯示停層4顯示停層5顯示上行指示下行指示電機星形聯(lián)結(jié)電機三角聯(lián)結(jié)減速輸出正轉(zhuǎn)輸出反轉(zhuǎn)輸出KM1KM2KM5KM6KM3KM4KM7圖11五層電梯硬件連接圖第七章PLC單臺電梯控制系統(tǒng)基本功能梯形圖分析7.1外呼信號的登記與消除乘客在樓廳門外呼叫電梯時，呼梯信號應(yīng)被接收和保持，并用指示燈顯示出來。當電梯運行到呼梯樓層，而且外呼信號的方向與電梯運行方向一致時（基層和頂層不必考慮，因為它們的運行方向是確定的，即一樓只能選擇上行，五樓只能選擇下行），電梯將?？吭谠摌菍?，同時外呼信號應(yīng)被消除，相應(yīng)的指示燈也被熄滅。外呼信號登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖如圖12所示，指令見表4。當按下某一外呼按鈕時，相對應(yīng)的外呼輔助繼電器M0～M7接通并自鎖，同時與外呼按鈕對應(yīng)的指示燈亮，表示該呼梯要求已被電梯接收并保持。比如，當二樓廳外有人按下上行按鈕X01時，外呼信號輔助繼電器M1得電并自鎖，二樓上行的呼梯信號被接受并保持，同時二樓上行指示燈Y01得電顯示。外呼信號的消除環(huán)節(jié)是由樓層信號輔助繼電器的常閉觸點與電梯運行方向輔助繼電器的常閉觸點并聯(lián)構(gòu)成的（M8為上行輔助繼電器，M9為下行輔助繼電器）。當電梯運行方向與外呼信號的方向一致且電梯到達呼梯樓層時，電梯將停止在該樓層，同時樓層信號輔助繼電器的常閉觸點M10～M14與電梯運行方向輔助繼電器的常閉觸點都斷開，導致外呼輔助繼電器失電斷開，呼梯信號被消除且指示燈熄滅。而當外呼信號的方向與電梯運行方向相反時，雖然電梯到達該樓層的時候，樓層信號輔助繼電器的常閉觸點斷開，但電梯運行方向輔助繼電器的常閉觸點未斷開，外呼輔助繼電器仍得電，外呼信號仍有效不會被清除。比如，電梯從一樓向上運行（上行），而呼梯要求從二樓向下時，若有去三樓以上的箱內(nèi)內(nèi)選層要求及外呼要求，電梯到達二樓時（無二樓上行要求）不停梯，呼梯要求沒有滿足，呼梯信號不能消除，電梯要先運行到三樓或以上樓層，待電梯下行到二樓時，呼梯信號才能被消除；若三樓以上無用梯要求，電梯將停在二樓，但是呼梯信號（二樓下行）也不能立即被消除，而是待乘客進入轎廂并選層（去一樓）后，這時電梯定向為向下運行，則二樓下行呼梯信號已滿足，呼梯信號被消除。X10的常閉按鈕是消防按鈕，當消防按鈕按下時，所有的外呼登記與顯示信號都被清除。M0M0X00M0M10X10M1X01M1M11X10M8M2X02M2M11X10M9M3X03M3M12X10M8M4X04M4M12X10M9M5X05M5M13X10M8M6X06M6M13X10M9M7X07M7M14X10Y00M0M1Y01M2Y02接下圖接上圖M3M3Y03M4Y04M5Y05M6Y06M7Y07圖12外呼信號登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖表4樓廳外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)的指令表一樓上行登記：ANIX10ORM5輸出顯示：LDX00OUTM2LDIM13LDM0ORM0三樓上行登記：ORIM8OUTY00ANIM10LDX03ANBLDM1ANIX10ORM3ANIX10OUTY01OUTM0LDIM12OUTM5LDM2二樓上行登記：ORIM8四樓下行登記：OUTY02LDX01ANBLDX06LDM3ORM1ANIX10ORM6OUTY03LDIM11OUTM3LDIM13LDM4ORIM8三樓下行登記：ORIM9OUTY04ANBLDX04ANBLDM5ANIX10ORM4ANIX10OUTY05OUTM1LDIM12OUTM6LDM6二樓下行登記：ORIM9五樓下行登記：OUTY06L