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1、 鄭鄭 州州 華華 信信 學(xué)學(xué) 院院畢業(yè)論文（09）屆?？疲脤？?題目：題目：PLCPLC 電梯控制的畢業(yè)論文電梯控制的畢業(yè)論文 姓名：姓名： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 系部：系部：機(jī)電工程系機(jī)電工程系專業(yè)：專業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)班級(jí)：班級(jí)：機(jī)電四班機(jī)電四班指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師： 20122012 年年 3 3 月月1摘摘 要要本文介紹一種電梯 PLC 控制系統(tǒng)。電梯是垂直方向的運(yùn)輸設(shè)備，是高層建筑中不可缺少的交通運(yùn)輸設(shè)備。它靠電力，拖動(dòng)一個(gè)可以載人或物的轎廂，在建筑的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運(yùn)動(dòng)，在人們生活中起著舉足輕重的作用。而控制電梯運(yùn)行的 PLC 系統(tǒng)也要求越來越高，要求達(dá)到電梯運(yùn)行的“

2、穩(wěn)、準(zhǔn)、快”的運(yùn)行目的。該系統(tǒng)主要由 PLC、邏輯控制電路組成。其中包括交流異步電動(dòng)機(jī)、繼電器、接觸器、行程開關(guān)、按鈕、發(fā)光指示器和變頻器組成為一體的控制系統(tǒng)。本機(jī)控制單元采用以三菱公司的可編程控制器PLC 對(duì)機(jī)器進(jìn)行全過程控制。整個(gè)系統(tǒng)通過PLC、邏輯控制電路對(duì)電梯的升降；加、減速；平層；起動(dòng)、制動(dòng)控制。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、平層精度高、易于理解與掌握。關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：PLCPLC 電梯設(shè)計(jì)電梯設(shè)計(jì) 變頻器變頻器 2AbstractAbstractThis paper describes a lift PLC control system. Is the vertical lift tra

3、nsport equipment, is an indispensable high-rise building transportation equipment. It relies on power, drag a person or thing can be contained in the car, in the construction of the shaft to do within the rail vertical movement in peoples lives plays an important role. The PLC to control elevator sy

4、stems have become increasingly demanding, requiring elevator reached the steady, accurate, fast operational purposes. The system is composed of PLC, logic control circuit. Including AC induction motors, relays, contactors, trip switches, buttons, LED indicators and frequency composition as one of th

5、e control system. The control unit using the Mitsubishi PLC programmable controller controls the whole process of the machine. The entire system through the PLC, logic control circuit of the elevator lift; accelerating or decelerating; flat layer; starting and braking control. Its structure is simpl

6、e, high efficiency, high precision leveling, easy to understand and grasp. Keywords:Keywords: PLCPLC elevatorelevator designdesign drivedrive 3目目 錄錄前言前言.3第一章第一章 緒論緒論1.11.1 課題研究的背景課題研究的背景.41.21.2 電梯控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀電梯控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀.41.31.3 論文的主要內(nèi)容論文的主要內(nèi)容.5第二章第二章 電梯的概述及發(fā)展電梯的概述及發(fā)展2.12.1 電梯概述及發(fā)展電梯概述及發(fā)展.6第三章第三章 PLCPL

7、C 的概述的概述3.13.1 PLCPLC 發(fā)展歷程發(fā)展歷程.7第四章第四章 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)4.14.1 硬件配置簡(jiǎn)介硬件配置簡(jiǎn)介.104.24.2 電梯控制系統(tǒng)電梯控制系統(tǒng).104.34.3 電氣控制系統(tǒng)框圖電氣控制系統(tǒng)框圖.124.44.4 輸入輸出的分配輸入輸出的分配.12第五章第五章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)5.15.1 程序流程圖程序流程圖.145.25.2 電梯定向邏輯電梯定向邏輯.15第六章第六章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試6.16.1 硬件部分調(diào)試硬件部分調(diào)試.176.26.2 硬件部分調(diào)試硬件部分調(diào)試.17結(jié)結(jié)束束語語.184致謝致謝.19 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).205前言前言 隨著城市建設(shè)的不

8、斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。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。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。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)控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)

9、別。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高；而 PLC 可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。電梯是將機(jī)械原理應(yīng)用、電氣技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)、人體工程學(xué)及空氣動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)集于一體的機(jī)電設(shè)備，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。為滿足和提高人們的生活質(zhì)量，電梯的智能化、自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電梯的技術(shù)含量日益提高。在改善電梯性能的同時(shí)，對(duì)電梯的設(shè)計(jì)、管理和維護(hù)人員提出了更高的要求。6第一章第一章 緒論

10、緒論1.11.1 課題研究的背景課題研究的背景電梯是將機(jī)械原理應(yīng)用、電氣技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)、人體工程學(xué)及空氣動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)集于一體的機(jī)電設(shè)備，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。電梯作為一種較為復(fù)雜的機(jī)電一全化設(shè)備，它由多許機(jī)械構(gòu)件和電子、電氣、大規(guī)模集成電路組成的微型計(jì)算系統(tǒng)及聲、光控制部件所組成。那么電梯到底有哪些功能呢？我們從按下電梯的按鈕到完成電梯的運(yùn)行并走出電梯轎廂，實(shí)際上已包含了電梯的許多功能，如：電梯的定向選層、電梯的起動(dòng)、加速、穩(wěn)速運(yùn)行、到站減速、平層停車、開關(guān)門。還有檢修功能、安全保護(hù)功能、消防功能、樓層顯示等。從電梯控制統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法分，電梯的控制系統(tǒng)經(jīng)歷了繼

11、電器控制、可編程序控制（PLC） 、單片微機(jī)控制、多微機(jī)控制多種形式。繼電器控制系統(tǒng)是 80 年代最廣泛的一種電梯控制方式，有控制邏輯線路簡(jiǎn)單、直接、易于理解和掌握的優(yōu)點(diǎn)，但由于該類系統(tǒng)是由眾多繼電器、接觸器構(gòu)成，使用一段時(shí)間后其接觸點(diǎn)往往接觸不良，所以電梯故障高，眾多的繼電器、接觸器動(dòng)作噪聲較大，整個(gè)控制柜體積大。隨著多微機(jī)系統(tǒng)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，電梯控制發(fā)生了限大的變化，因?yàn)槲C(jī)在電梯中的應(yīng)用不僅取代了大部分繼電器和選層器，整個(gè)系統(tǒng)更加可靠，靈活性更加提高，功能大增強(qiáng)了。但微機(jī)的集成度高，功能項(xiàng)目固化，一般維修人員及工程人員修改或增加不了其功能。如要修改或增加其功能要找回生廠家或用專用

12、的工具?？删幊绦蚩刂破魅〈^電器構(gòu)成的電梯控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)由繼電器實(shí)現(xiàn)的邏輯控制功能，而且觸點(diǎn)少、可靠高、故障率低、維修方便、噪聲小最主要的是可編程序控制系統(tǒng)的可編程功能，使得當(dāng)改變電梯的控制功能時(shí)，只要更改程序即可。而 PLC 的編程語言需不盡相同，但都有通俗易懂，便于自學(xué)的優(yōu)點(diǎn)一般維修及工程人員都能掌握,PLC 電梯控制系統(tǒng)比較適用于小高層的樓房.1.21.2 電梯控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀電梯控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀電梯的出現(xiàn)大大方便了人們的生活。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中有越來越廣泛的應(yīng)用，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。隨著經(jīng)

13、濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，這使得交流變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控7制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。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)控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。

14、國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高；而 PLC 可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。隨著人們生活水平的不斷提高,對(duì)電梯的要求的也相應(yīng)提高，為滿足和提高人們的生活質(zhì)量，電梯的智能化、自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展。特別是隨著技術(shù)、微電子和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電梯的技術(shù)含量日益提高。在改善電梯性能的同時(shí)，對(duì)電梯的設(shè)計(jì)、管理和維護(hù)人員提出了更高的要求。 1.31.3 論文的主要內(nèi)容論文的主要內(nèi)容在電梯的控制中其控制量多、邏輯性強(qiáng)、隨機(jī)性大是其主要特點(diǎn)，對(duì)于 PLC控制設(shè)計(jì)來說，

15、電梯控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性和典型性，研究、分析電梯的邏輯關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制，對(duì)于理解和學(xué)習(xí) PLC 都具有很好的意義?？刂齐娞葸\(yùn)行的 PLC 系統(tǒng)要求達(dá)到電梯運(yùn)行的“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”的運(yùn)行目的。該系統(tǒng)主要由 PLC、邏輯控制電路組成。其中包括交流異步電動(dòng)機(jī)、繼電器、接觸器、行程開關(guān)、按鈕、發(fā)光指示器和變頻器組成為一體的控制系統(tǒng)。本機(jī)控制單元采用以西門子公司的可編程控制器 PLC 對(duì)機(jī)器進(jìn)行全過程控制。整個(gè)系統(tǒng)通過PLC、邏輯控制電路對(duì)電梯的開關(guān)門，升降，加、減速，平層，起動(dòng)、制動(dòng)控制。要求其達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、平層精度高、使其能夠易于理解與掌握。最后再通過西門子 PLC 調(diào)試軟件進(jìn)行調(diào)速，

16、滿足設(shè)計(jì)所需要的要求。8第二章第二章 電梯的概述及發(fā)展電梯的概述及發(fā)展2.12.1 電梯的概述及發(fā)展電梯的概述及發(fā)展隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人民物質(zhì)文化生活水平日益提高，伴隨建筑業(yè)的發(fā)展，為建筑物內(nèi)提供上下交通運(yùn)輸?shù)碾娞莨I(yè)也在日新月異地發(fā)展著。電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備，更是一種人們頻繁乘用的交通運(yùn)輸設(shè)備。為了確保電梯正常運(yùn)行、安全使用，必須要了解電梯、管理電梯、維護(hù)好電梯。2.1.1 電梯的發(fā)展1854 年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)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)明歷史上第一部安全升降梯。從那以后，升降梯在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。以奧的斯的名字而命

17、名的電梯公司也開始了她輝煌的旅程。150 年以來，她已經(jīng)發(fā)展成為世界、亞洲和中國領(lǐng)先的電梯公司。 生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。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(hào)控制，集選控制、人機(jī)對(duì)話等，多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎箱電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢(shì)，變速式自動(dòng)人行道扶梯大大節(jié)省了行人的時(shí)間；不同外形的扇形、三角形、半棱形、圓形觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。 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現(xiàn)代人生活質(zhì)量的承諾。9第三章第三章 PLCPLC 的概述的概述

18、1.11.1 PLCPLC 的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程第一臺(tái)可編程控制器的設(shè)計(jì)規(guī)范是美國通用公司提出的。當(dāng)時(shí)的目的是要求設(shè)計(jì)一種新的控制裝置以取代繼電器盤，在保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，同時(shí)具有現(xiàn)代化生產(chǎn)線所要求的時(shí)間響應(yīng)快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)與功能。這一設(shè)想提出后，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）于 1969年研制成第一臺(tái) PLC，型號(hào)為 PDP-14，投入通用汽車公司的生產(chǎn)線控制中，取得了令人滿意的效果，從此開創(chuàng)了 PLC 的新紀(jì)元。第一臺(tái) PLC 具有模塊化、可擴(kuò)充、可重編程及用于工業(yè)環(huán)境的特性。

19、這些控制器易于安裝，占用空間小，可重復(fù)使用。盡管控制器編程有些瑣碎，但它具有公共的工廠標(biāo)準(zhǔn)梯形圖編程語言，這樣使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便的使用它。在短時(shí)間內(nèi)，PLC 在其他工業(yè)部門也得到應(yīng)用。到 70 年代初，食品、金屬和制造等工業(yè)部門相繼使用 PLC 代替繼電器控制設(shè)備，邁出了其實(shí)用化階段的第一步。70 年代中期，由于大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使 8 位微處理器和位片處理器相繼問世，使可編程控制技術(shù)產(chǎn)生了飛躍。在邏輯運(yùn)算功能的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運(yùn)算、閉環(huán)控制、提高了運(yùn)算速度，擴(kuò)大了輸入輸出規(guī)模。在這個(gè)時(shí)期，日本、西德（原）和法國相繼研制出了自己的 PLC，我國在 1974 年也開始研制。70

20、年代由于超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使 PLC 向大規(guī)模、高速性能方向發(fā)展，形成了多種系列化產(chǎn)品。這是面向工程技術(shù)人員的編程語言發(fā)展成熟，出現(xiàn)了工藝人員使用的圖形語言。在功能上，PLC 可以代替某些模擬控制裝置和小型機(jī) DDC系統(tǒng)。進(jìn)入八九十年代后，PLC 的軟硬件功能進(jìn)一步得到加強(qiáng)，PLC 已發(fā)展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統(tǒng)，能與其他設(shè)備通信，生成報(bào)表，調(diào)度產(chǎn)生，可診斷自身故障及機(jī)器故障。這些改進(jìn)使 PLC 符合今天對(duì)高質(zhì)量高產(chǎn)出的要求。盡管 PLC 功能越來越強(qiáng)，但他仍然保留了先前的簡(jiǎn)單與易于使用的特點(diǎn)。1.21.2 PLCPLC 組成及特點(diǎn)組成及特點(diǎn)PLC 的硬件系統(tǒng)由主機(jī)系統(tǒng)、輸

21、入輸出擴(kuò)展部分及外部設(shè)備組成。除了硬件系統(tǒng)外，還需要軟件系統(tǒng)的支持，它們相輔相成，卻一不可，共同構(gòu)成 PLC。PLC 的軟件系由系統(tǒng)程序和用戶程序兩大部分組成。PLC 能如此迅速發(fā)展，除了工業(yè)自動(dòng)化的客觀需求外，還因?yàn)樗哂性S多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。他較好到解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問題。以下是其主要特點(diǎn)。 （1）編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)（2）功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高（3）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)（4）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)（5）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少（6）維修工作量小，維修方便（7）體積小、耗能低1.2.11.2.1 硬件的可靠性硬件的可靠性10可編程控制是以

22、微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制系統(tǒng)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它具有體積小、功能強(qiáng)、靈活通用與維修方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)。特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到用戶的青睞。因而在冶金、化工、交通、電力等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱之一。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的 PLC 能置于有很強(qiáng)的電噪聲、電磁干擾、機(jī)械振動(dòng)、極端溫度和濕度很大的環(huán)境中。PLC 的硬件系統(tǒng)由主機(jī)系統(tǒng)、輸入輸出擴(kuò)展部件及外部設(shè)備組成。各部分之間通過內(nèi)部系統(tǒng)總線進(jìn)行連接。CPU 是 PLC 的核心部分，由它實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作，它的運(yùn)行是按照系統(tǒng)程序所賦予的任務(wù)

23、進(jìn)行的。PLC 的對(duì)外功能主要是通過各類接口模塊的紅外線，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)設(shè)備和生產(chǎn)過程的檢測(cè)和控制。PLC 的電源一般采用開關(guān)電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬、體積小、質(zhì)量輕、效率高、抗干擾性能好。路串一旦某模塊出現(xiàn)故障，進(jìn)行在線插拔、調(diào)試時(shí)不會(huì)影響各機(jī)的正常運(yùn)行。1.2.21.2.2 編程簡(jiǎn)單，使用方便編程簡(jiǎn)單，使用方便用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，常使用匯編語言編程，難于掌握，要求使用者具有一定水平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。PLC 采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程，容易掌握。例如，目前打多數(shù) PLC 均采用的梯形圖語言編程方式，既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀感，又顧及了大多數(shù)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣

24、及應(yīng)用微機(jī)的水平很容易被電氣技術(shù)人員所接受，易于編程，程序改變時(shí)也容易修改，很靈活方便。1.2.31.2.3 接線簡(jiǎn)單，通用性好接線簡(jiǎn)單，通用性好PLC 的接線只需將輸入信號(hào)的設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）與 PLC 輸入端子連接，將接受輸出信號(hào)執(zhí)行控制任務(wù)的執(zhí)行元件（接觸器、電磁閥等）與 PLC 輸出端子連接。接線簡(jiǎn)單、工作最少，省去了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)接線和拆線的麻煩。PLC的編程邏輯提供了能隨要求而改變的“接線網(wǎng)絡(luò)” ，這樣生產(chǎn)線的自動(dòng)化過程就能隨意改變。這種性能使 PLC 具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。用于連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的硬件接口實(shí)際上是 PLC 的組成部分，模塊化的自診斷接口電路能指出故障，并易于排除故

25、障與替換故障部件，這樣的軟硬件設(shè)計(jì)就使現(xiàn)場(chǎng)電氣人員與技術(shù)人員易于是用。1.2.41.2.4 可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)PLC 可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：一類是低速網(wǎng)絡(luò)，采用主從方式通信，傳輸速率從幾千波特到上萬波特，傳輸距離為 5002500m；另一類為高速網(wǎng)絡(luò)，采用令牌傳送方式通信，傳輸速率為 1M10Mbps，傳輸距離為5001000m，網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)可達(dá) 1024 個(gè)。這兩類網(wǎng)絡(luò)可以級(jí)連，網(wǎng)上可兼容不同類型的可編程控制器和計(jì)算機(jī)，從而組成控制范圍很大的局部網(wǎng)絡(luò)。1.31.3 PLCPLC 的工作原理的工作原理PLC 的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理是基本一致的。他通過

26、執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)。但是，在時(shí)間上，PLC 執(zhí)行的任務(wù)是串行，與繼電接觸器控制系統(tǒng)中任務(wù)的執(zhí)行有所不同。PLC 采用循環(huán)掃描工作方式。在程序執(zhí)行過程的周期中，程序?qū)Ω鱾€(gè)過程輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，對(duì)采樣的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算和處理，并把結(jié)果輸出到生產(chǎn)過程的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中。所謂 I/O 刷新即對(duì) PLC 的輸入進(jìn)行一次讀取，將輸入端各變量的狀態(tài)重新讀11入 PLC 中存入內(nèi)部寄存器，同時(shí)將新的運(yùn)算結(jié)果送到輸出端。這實(shí)際是將存入輸入、輸出狀態(tài)的寄存器內(nèi)容進(jìn)行了一次更新，故稱為“I（輸入）/O(輸出) 刷新” 。由此可見，若輸入變量在 I/O 刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出端也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化，或者

27、說輸出隊(duì)輸入產(chǎn)生了響應(yīng)。反之，若在本次 I/O 刷新之后，輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸出不變，即不響應(yīng)，而要到下一次掃描期間輸出才會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)。由于 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸出對(duì)輸入的響應(yīng)速度要受掃描周期的影響。掃描周期的長短主要取決于這幾個(gè)因數(shù)：一是 CPU 執(zhí)行指令的速度，二是每條指令占用的時(shí)間，三是指令條數(shù)的多少，即程序的長短。對(duì)于慢速控制系統(tǒng)，響應(yīng)速度常常不是主要的，故這種方式不但沒有壞處反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力。因?yàn)楦蓴_常是脈沖式的、短時(shí)的，而由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢，常常要幾個(gè)掃描周期才響應(yīng)一次，而多次掃描后，瞬間干擾所引起的誤動(dòng)作將會(huì)大大減少，故增加了抗干擾能力。但

28、對(duì)控制時(shí)間要求較嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，這一問題就需慎重考慮。應(yīng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間作出精確的計(jì)算，精心編排程序，合理安排指令的順序，以盡可能減少周期造成的響應(yīng)延時(shí)等的不良影響。 。1.41.4 PLCPLC 在電梯上的應(yīng)用在電梯上的應(yīng)用隨著科技的發(fā)展，工業(yè)控制的自動(dòng)化程度不斷提高，以微處理器為核心組成的可編程序控制器（PLC）得到了廣泛的應(yīng)用。很多工廠的生產(chǎn)流水線、加工設(shè)備、船舶上貨物的裝卸裝置、電梯的運(yùn)行等都由 PLC 控制，只要把預(yù)定的控制任務(wù)編成程序，用一串指令的形式存放到存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)輸入各種指令，經(jīng)過模擬量、數(shù)字量等輸入輸出部件對(duì)生產(chǎn)過程和設(shè)備進(jìn)行控制。 PLC 在電梯中的應(yīng)用也已

29、很成熟。PLC 作為主控制器，一方面要采集電梯的各種輸入信號(hào)，包括電梯的位置、狀態(tài)、內(nèi)外指令的按鈕信號(hào)、門鎖信號(hào)、門區(qū)信號(hào)、井道內(nèi)的強(qiáng)迫減速信號(hào)、防沖信號(hào)以及消防信號(hào)等。另一方面要把采集到的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和處理給出電梯的樓層信號(hào)和速度信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的開關(guān)門信號(hào)、方向繼電器和抱閘繼電器，以控制電梯的運(yùn)行。我們利用 PLC 內(nèi)的條件跳轉(zhuǎn)和主控指令，把對(duì)電梯的控制程序劃分為幾個(gè)程序段：檢修控制、正常加速和穩(wěn)速段、減速爬行段、以及開關(guān)門階段。當(dāng)給電梯送電時(shí)，PLC 就開始掃描電梯的所有輸入、輸出信號(hào)，檢測(cè)電梯的安全回路是否接通、廳門轎門是否關(guān)閉、電梯處在何種狀態(tài)。正常自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，PLC 檢測(cè)門鎖是否接

30、通，若門鎖不通則給出關(guān)門信號(hào)，控制電梯關(guān)門；當(dāng)門鎖接通時(shí)，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，此時(shí)一收到指令信號(hào)電梯即起動(dòng)。當(dāng)電梯到達(dá)減速樓層時(shí), PLC 程序是仿照繼電器控制理念進(jìn)行編制。12 第四章第四章 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)4.14.1 硬件配置簡(jiǎn)介硬件配置簡(jiǎn)介PLC 產(chǎn)品出現(xiàn)以來，它以面向工業(yè)控制的鮮明特點(diǎn)，普遍受到電器控制領(lǐng)域的歡迎。特別是中小容量 PLC 成功取代了傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)，使得控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。目前各國生產(chǎn)的 PLC 品種繁多，發(fā)展速度快。本文所用到的產(chǎn)品是 S7-200 系列的 PLC 作系列電梯的。在此簡(jiǎn)單的介紹該機(jī)型的一些技術(shù)指標(biāo)。技術(shù)性能分為：一般性能，功能特性（基本單元） ，輸

31、入性能，輸出性能和其它性能。4.24.2 電梯控制系統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)電梯模擬系統(tǒng)如下圖所示：13電梯控制系統(tǒng)的模擬二層底層轎廂三層四層輸入 輸出配置 圖 4.2.1 電梯系統(tǒng)控制模擬14圖：4.34.3 電氣控制系統(tǒng)框圖電氣控制系統(tǒng)框圖 圖 4.3.1 輸入與輸出：圖 4.3.1 中輸出為：1、電動(dòng)機(jī)；2、上下行接觸器；3、快慢速接觸器；4、位置指示；5、門鎖。輸入為：6、轎內(nèi)指令；7、廳外指令；8、門區(qū)感應(yīng)；9、手動(dòng)開關(guān)門；10、樓層感應(yīng)。PLC 系統(tǒng)部分完成所設(shè)定的控制任務(wù)所需要的 PLC 規(guī)模主要取決于控制系統(tǒng)對(duì)輸入，輸出點(diǎn)的需求量和控制過程的難易程度4.44.4 輸入輸出的分配輸入輸出的

32、分配輸入點(diǎn)：序號(hào) 名稱 輸入點(diǎn)0 一層行程開關(guān) I0.01 二層行程開關(guān) I0.12 三層行程開關(guān) I0.23 四層行程開關(guān) I0.34 四層呼叫按鈕 I0.45 三層呼叫按鈕 I0.56 二層呼叫按鈕 I0.67 一層呼叫按鈕 I0.78 手動(dòng)開關(guān)按鈕 I1.69 手動(dòng)關(guān)門按鈕 I1.710 紅外傳感器 I2.211 紅外傳感器 I2.3輸出點(diǎn)：序號(hào) 名稱 輸出點(diǎn)0 一層指示燈 Q0.11 二層指示燈 Q0.22 三層指示燈 Q0.33 四層指示燈 Q0.44 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈亮 Q0.55 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)指示燈亮 Q0.66 開門電機(jī)正轉(zhuǎn) Q0.77 開門電梯反轉(zhuǎn) Q1.01112345678

33、9輸 出 PLC 西門子 S7-200 輸 入 15圖 4.4.1 輸入輸出的分配 第五章第五章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)5.15.1 程序流程圖程序流程圖16得電電梯上升得電電梯上升得電電梯下降（接下頁）停止得電電梯下降得電電梯上升得電電梯下降電梯在二樓電梯在一樓電梯在四樓電梯在三樓2，3，4樓有信號(hào)嗎？1樓有信號(hào)嗎？4樓有信號(hào)1，2，3樓有信號(hào)嗎？1，2樓有信號(hào)停止3，4樓有信號(hào)停止行程開關(guān)有信號(hào)嗎？停止 17電梯上升樓向下呼叫或選層樓向下呼叫或選層樓向下呼叫或選層執(zhí)行上升流程與下降相反樓停樓停樓行程開關(guān)信號(hào)有？樓行程開關(guān)信號(hào)有？復(fù)位等待樓行程開關(guān)到樓停接上頁） 圖 5.1.1 程序流程圖5.25

34、.2 電梯定向邏輯電梯定向邏輯電梯的定向是根據(jù)電梯的上行請(qǐng)求信號(hào)、下行請(qǐng)求信號(hào)、電梯轎箱內(nèi)請(qǐng)求信號(hào)、電梯當(dāng)前所處位置等信號(hào)來確定電梯繼續(xù)運(yùn)行的方向。電梯的定向是電梯控18制中的重要邏輯。在以往電梯的定向邏輯中，一般都是將電梯各個(gè)層的上、下行請(qǐng)求信號(hào)、電梯轎箱內(nèi)樓層請(qǐng)求信號(hào)、電梯當(dāng)前樓層信號(hào)等綜合到一條或幾條語句中進(jìn)行判斷。這樣一來，當(dāng)樓層數(shù)目比較大時(shí)，每條語句的編程元件很多，不可避免的帶來程序復(fù)雜，容易出錯(cuò)，調(diào)試麻煩，運(yùn)行速度慢等問題。以下提出的用邏輯運(yùn)算指令來進(jìn)行電梯定向的方法可以比較好的問題。狀態(tài)轉(zhuǎn)換方式：電梯的方向只有上升、下降 2 個(gè)方向，但電梯也可能由于沒有任何的上升或者下降請(qǐng)求信號(hào)

35、而處于停止?fàn)顟B(tài)。在電梯的方向處理過程中，電梯只能在上升狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)或者下降狀態(tài)與停止之間轉(zhuǎn)換，例如當(dāng)電梯由上升狀態(tài)轉(zhuǎn)為下降狀態(tài)時(shí)必須先由上升狀態(tài)轉(zhuǎn)換為停止?fàn)顟B(tài)以后再由停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為下降狀態(tài)。這樣的處理方式對(duì)電梯的運(yùn)行是很有意義的，以往的電梯控制系統(tǒng)中，當(dāng)電梯響應(yīng)完某個(gè)方向上的所有信號(hào)后，若所有剩余的信號(hào)都是反方向的，電梯立刻改變方向，此時(shí)，在原方向前方若出現(xiàn)新的呼叫信號(hào)，電梯將不會(huì)立刻應(yīng)答，只是記憶該呼叫信號(hào)，而去響應(yīng)換向后的方向上的呼叫信號(hào)，這樣既不符合電梯選層的優(yōu)先原則，又不能有效的節(jié)約能源。采用圖 4.2 所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換方式，電梯在響應(yīng)完某個(gè)方向上的所有信號(hào)后并不是立刻反向，而是保持該狀

36、態(tài)等待一段時(shí)間后進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)，然后再反向響應(yīng)相反方向的呼叫信號(hào)。對(duì)保持時(shí)間進(jìn)行合理的選擇，完全可以做到既不會(huì)使得電梯的換向過程顯得遲鈍，又能有效的響應(yīng)同方向的由于電梯的上升與下降狀態(tài)之間需要通過“停止?fàn)顟B(tài)”該中間狀態(tài)來轉(zhuǎn)換，故在電梯的方向判斷邏輯中需要考慮以下幾種情況:(1)電梯處于上升狀態(tài)在該狀態(tài)下，當(dāng)前樓層的上面有上升請(qǐng)求，當(dāng)前樓層的上面有下降請(qǐng)求或者電梯轎箱內(nèi)請(qǐng)求在當(dāng)前樓層的上面，3 個(gè)條件有 1 個(gè)和多個(gè)成立時(shí)，電梯繼續(xù)處于上升狀態(tài);當(dāng)以上 3 種條件都不滿足時(shí)，電梯經(jīng)過一段定時(shí)時(shí)間后進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。(2)電梯處于下降狀態(tài)在當(dāng)前樓層的下面有下降請(qǐng)求，當(dāng)前樓層的下面有上升請(qǐng)求或者電梯轎箱內(nèi)

37、的請(qǐng)求在當(dāng)前樓層的下面時(shí)，電梯繼續(xù)處于下降狀態(tài);當(dāng)以上 3 種條件都不滿足時(shí)，電梯經(jīng)過一段定時(shí)時(shí)間后進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。(3)電梯處于停止?fàn)顟B(tài)在當(dāng)前層之上有下降、上升的請(qǐng)求信號(hào)或者電梯轎箱內(nèi)樓層請(qǐng)求信號(hào)在當(dāng)前層的上面則置電梯為上升狀態(tài);相反，若在當(dāng)前層之下有下降、上升的請(qǐng)求信號(hào)或者電梯轎箱內(nèi)樓層請(qǐng)求信號(hào)在當(dāng)前層的下面則置電梯為下降狀 19第六章第六章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試完成了硬件的設(shè)計(jì)、制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按設(shè)計(jì)意圖正常運(yùn)行，必須進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩個(gè)部分。6.16.1 硬件部分調(diào)試硬件部分調(diào)試根據(jù)電氣接線圖安裝接線，PLC 實(shí)際接線時(shí)，還應(yīng)考慮到以下幾個(gè)方面：(

38、1) 應(yīng)有電源輸入線，通常為 220V、50HZ 交流電源，允許電源有一定的浮動(dòng)范圍。并且必須有保護(hù)裝置，如熔斷器等。若是干擾較強(qiáng)或?qū)煽啃砸蠛芨叩膱?chǎng)合，應(yīng)在 PLC 的電源輸入端加裝帶屏蔽層的隔離變壓器和低通濾波器。(2) 輸入端子八個(gè)為一組，公用一個(gè) COM 端。PLC 應(yīng)單獨(dú)接地，不要和其他電器元件共用接地線，接地線面積應(yīng)大于 2mm,并盡可能靠近 PLC。(3) PLC 輸出端接有線圈和電磁閥等感性元件時(shí)必須加保護(hù)電路，例如并接阻容吸收回路（對(duì)于交流電源）或續(xù)流二極管（對(duì)于支流電源） 。6.26.2 軟件部分調(diào)試軟件部分調(diào)試用編程工具將用戶程序輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過反復(fù)編輯、編譯、下載、調(diào)

39、試、運(yùn)行，直至運(yùn)行正確。6.2.16.2.1 編輯、編譯編輯、編譯打開梯形圖編輯器將程序輸入電腦。程序輸入完成后，用 CPU 的下拉菜單或工具條中編譯快捷按鈕對(duì)程序進(jìn)行編譯，編譯后在顯示器下方的輸入窗口顯示編譯結(jié)果，并能明確的指出錯(cuò)誤的網(wǎng)絡(luò)段，可以根據(jù)錯(cuò)誤的提示對(duì)程序進(jìn)行修改，然后再編譯，一直到編譯無誤。6.2.26.2.2 程序下載程序下載程序編譯成功后，單擊標(biāo)準(zhǔn)工具條中下載快捷按鈕打開文件菜單，選擇下載項(xiàng)，彈出對(duì)話框，經(jīng)選定程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊等下載內(nèi)容后，按確認(rèn)按鈕將選中內(nèi)容下載到 PLC 的存儲(chǔ)器上。6.2.36.2.3 程序監(jiān)視、運(yùn)行調(diào)試程序監(jiān)視、運(yùn)行調(diào)試當(dāng) PLC 工作方式開關(guān)在

40、 TERM 位置時(shí)還可用 STEPMICRO/WIN32 的菜單命令或快捷按鈕都可以對(duì) CPU 工作方式進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。使用程序編輯器還可以在 PLC 運(yùn)行監(jiān)視程序執(zhí)行的過程和各元件的狀態(tài)及數(shù)據(jù)，打開調(diào)試菜單選中程序狀態(tài)。這時(shí)閉合觸點(diǎn)和通電線圈內(nèi)部顏色變藍(lán)。在 PLC的運(yùn)行工作狀態(tài)隨輸入條件的改變、定時(shí)及計(jì)數(shù)過程的運(yùn)行，每個(gè)掃描周期的輸入階段將各個(gè)期間的狀態(tài)刷新，同時(shí)還可以動(dòng)態(tài)顯示各個(gè)定時(shí)、計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值，以便在線動(dòng)態(tài)觀察程序的運(yùn)行，出現(xiàn)錯(cuò)誤易于發(fā)現(xiàn)更改。經(jīng)過系統(tǒng)各方面的調(diào)試，系統(tǒng)運(yùn)行正確。說明該設(shè)計(jì)合理。20結(jié)結(jié) 束束 語語此次設(shè)計(jì)讓我真實(shí)感受到了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，要想真正的把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)

41、用到實(shí)際的生產(chǎn)、生活中，還真的不是一件容易的事情，要考慮的問題、要做的事情太多，也非常復(fù)雜，要真正理清事物之間的復(fù)雜的邏輯關(guān)系。自己要學(xué)的知識(shí)真的是太多太多了，難怪老話有“活到老，學(xué)到老”之說，今后還要在學(xué)習(xí)工作中不斷充實(shí)自己。21致謝致謝三年的大學(xué)生活已經(jīng)快結(jié)束，在本專業(yè)的學(xué)習(xí)中使我掌握了不少專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己。畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說是三年學(xué)習(xí)的總結(jié)和體現(xiàn)，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和幫助下，我完成了這篇畢業(yè)論文。 老師熱心的幫助和循循善誘的指導(dǎo)深深感動(dòng)了我。這篇論文和三年中所有教育過我的老師也是分不開的，沒有他們的傳授的知識(shí)我也不可能完成這個(gè)的課題。我無論是在課程學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題，資料查詢和撰寫的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無不得到指導(dǎo)教師的悉心指導(dǎo)和幫助。我為我?guī)讉€(gè)月來靜心學(xué)習(xí)，并取得較好成績(jī)而感到欣慰，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！22參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1宋德玉.可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù).北京.冶金工業(yè)出版社.1999 2陳金華.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù).北京.電子工業(yè)出版社.19933浙江大學(xué)羅克韋爾自動(dòng)化技術(shù)中心.可編程控制器系統(tǒng).浙江.浙江大學(xué)出版社19994上海三菱電梯安裝調(diào)試資料【內(nèi)部資料】5上海三菱電梯系統(tǒng)接線圖 【內(nèi)部資料】