貨梯控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘    要</b></p><p>　　可編程控制系統(tǒng)（Programmable Logic Controller）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)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設(shè)備或生產(chǎn)過程

2、</p><p>　　可編程控制器是計算機技術(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)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器更多地具有了計算機的功能，不僅能實現(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、組裝維護方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域

3、，大大推進了機電一體化的進程。</p><p>　　貨梯是工業(yè)中不可缺少的運輸工具，用于垂直運送乘客和貨物，傳統(tǒng)的貨梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器--接觸器進行控制，其缺點是觸點多，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題，使貨梯運行更加安全、方便。目前在貨梯行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用。在層數(shù)和控制功能較少的場合，采用PLC控制較為有利。</p><p>　

4、　本設(shè)計考慮到貨梯的實際操作功能，所設(shè)計的控制系統(tǒng)針對的是五層貨梯。代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)，由變頻器實現(xiàn)對電梯的拖動變速，使PLC與變頻拖動裝置相結(jié)合，構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了貨梯的各種控制功能，提高了貨梯運行的可靠性，降低了故障率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程控制器 PLC編程 五層貨梯 電機 控制系統(tǒng) 變頻器 </p><p><b>　　1、

5、1設(shè)計要求</b></p><p><b>　　1、1控制要求</b></p><p>　　1、1、1貨梯無人看守，具有單程、往返兩種工作方式；</p><p>　　1、1、2具有手動開門、關(guān)門、上升、下降功能；</p><p>　　1、1、3自動顯示貨梯運行方向；</p><p>　

6、　1、1.、4自動顯示貨梯所在樓層；</p><p>　　1、1、5當響應(yīng)呼叫時，工作狀態(tài)指示燈亮紅燈(表示忙碌)；響應(yīng)完成（貨梯停止并空載）后，工作狀態(tài)指示燈亮綠燈（表示空閑）；</p><p>　　1、1、6只有在貨梯空閑時呼叫有效，只響應(yīng)單一呼叫，到達目標樓層響鈴提示；</p><p>　　1、1、7具有超載報警、關(guān)門有障礙報警功能；</p>&

7、lt;p>　　1、1、8具有轎廂上升、下降極限位保護功能； </p><p>　　1.2電梯的工作原理</p><p>　　當曳引機組的曳引輪旋轉(zhuǎn)時，依靠嵌在曳引輪槽中的鋼絲繩與曳引槽之間的摩擦力，驅(qū)動鋼絲繩來升降轎廂，曳引鋼絲繩一端掛著轎廂，另一端懸掛對重，產(chǎn)生拉力分別為S1和S2。當S1和S2的差值等于或小于繩槽之間摩擦力時，電梯正常運行，繩槽之間無打滑現(xiàn)象。具體圖形見下圖&

8、lt;/p><p>　　曳引鋼絲繩與曳引輪槽不打滑的條件是：</p><p>　?。?）當轎廂滿載，并以額定速度下降制動時： （式1）</p><p>　　式中：S1曳引鋼絲繩轎廂一邊的拉力（N）；S2曳引鋼絲繩對重一邊的拉力（N）；θ曳引繩在曳引輪上的包角，一般；復(fù)繞時，計算時用弧度值</p><p>　　自然對數(shù)底數(shù)=2.71828；鋼絲

9、繩與曳引輪槽間的當量摩擦系數(shù)，它的大小與輪槽的形型尺寸及鋼絲繩和輪間的摩擦系數(shù)有關(guān)，常取</p><p><b>　?。ㄊ?）</b></p><p>　　式中，sin，sin，sin2，sin2中的，的值用角度值代入；2，2中的值用弧度值代入。；。</p><p><b>　　式（1）中的， </b></p>

10、;<p>　　上式中：G-轎廂自重（N）；Q-額定載重量（N）；W-對重裝置重量（N）；-電梯加速度。</p><p>　?。?）當轎廂空載時，以額定速度上升制動時，</p><p>　　（式3）, ， </p><p>　　2.2 PLC控制系統(tǒng)與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較</p><p>　　2.2.1 PLC控制系統(tǒng)與

11、繼電器控制系統(tǒng)的比較 </p><p>　　表6 plc與繼電器控制系統(tǒng)比較表</p><p>　　結(jié)論：由于PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比具有無法比擬的優(yōu)點，因此，在今后的控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)被PLC控制系統(tǒng)所代替是大勢所趨。</p><p>　　2.2.2 PLC控制系統(tǒng)與計算機系統(tǒng)的比較</p><p>　　20世紀6

12、0年代，由于小型計算機的出現(xiàn)，有人曾試圖用小型計算機來取代當時占統(tǒng)治地位的繼電器控制系統(tǒng)，結(jié)果未獲成功，代只的卻是PLC的出現(xiàn)。通過計算機與PLC本身的工作目的，原理和方式上都存在著較大的差異，其結(jié)果比較見下表。</p><p>　　表7 PLC與計算機系統(tǒng)比較表</p><p>　　結(jié)論：一般情況下，在工業(yè)自動化工程中采用PLC可靠，方便，易于維護。</p><p&g

13、t;　　進入20世紀70年代，采用微處理器的工業(yè)控制計算機出現(xiàn)了。它與PLC共同推動著傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)改造。經(jīng)過較長時間是實踐，人們又發(fā)現(xiàn)，PLC與一般的工業(yè)控制計算機相比，PLC還是有著較強的優(yōu)勢，其原因是PLC專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計，在PLC中采用了如下的硬件和軟件措施：</p><p>　?、?光電耦合隔離和R-C濾波器，有效地防止了干擾信號的進入。</p><p>　?、?內(nèi)部

14、采用電磁屏蔽，防止輻射干擾。</p><p>　　⑶ 采用優(yōu)良的開關(guān)電源，防止電源線引入的干擾。</p><p>　　具有良好的自診斷功能可對CPU等內(nèi)部電路進行檢測，一旦出錯，立即報警。</p><p>　?、?對程序及有關(guān)數(shù)據(jù)有電池供電進行后備，一旦斷電或運行停止，有關(guān)狀態(tài)及信息不會丟失。</p><p>　?、?對采用的器件都進行了嚴格

15、的篩選和簡化，排除了因器件問題而造成的故障。</p><p>　　⑹ 采用了冗余技術(shù)進行一步增強了可靠性。對某些大型PLC還采用了雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或三CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng)。</p><p>　?、?隨著構(gòu)成PLC的元器件性能的提高，PLC的可靠性也在相應(yīng)的提高。一般PLC的平均無故障時間可達到幾萬小時以上。某些PLC的生產(chǎn)廠家甚至宣布，今后生產(chǎn)PLC不再標明可靠性這一指標，因為對PC

16、L來講這一指標已毫無意義了。經(jīng)過大量時間人們發(fā)現(xiàn)PLC系統(tǒng)在使用中發(fā)生的故障大是是由于PLC的外部開關(guān)，傳感器，執(zhí)行機構(gòu)引起的，而不是PLC本身發(fā)生的。</p><p>　?、?另外，PLC程序設(shè)計簡單，易學易懂易維護，更適合于工程技術(shù)人員。因此，PLC在工業(yè)控制方面獲得了極大成功，成為工業(yè)控制中的主流。但是必須指出的是：計算機在信息處理方面還是優(yōu)于PLC，所以在一些自動化控制系統(tǒng)中，常常將兩者結(jié)合起來，PLC做

17、下位機進行現(xiàn)在控制，計算機做上位機信息處理。計算機與PLC之間通過通信線路實現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)換和交換。這樣相輔相成，構(gòu)成一個功能較強的完整的控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.2.3 PLC控制系統(tǒng)與集散型控制系統(tǒng)的比較</p><p>　　由前所述可知，PLC是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的。而集散型控制系統(tǒng)DCS（Distribution Control System）是由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)

18、展起來的分布式控制系統(tǒng)，它在模擬量處理，回路調(diào)節(jié)等方面有一定的優(yōu)勢。而PLC隨微電技術(shù)，計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，無論在功能上，速度上，智能化模塊以及聯(lián)網(wǎng)通信上，都用很大的提高。并開始與小型計算機聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成了以PLC為重要部件的分布式控制系統(tǒng)。隨著PLC網(wǎng)絡(luò)通信功能不斷增強，PLC與PLC及計算機的互聯(lián)，可以形成大規(guī)模的控制系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)告訴公路上（Data Highway）掛接在線通用計算機，實現(xiàn)在線組態(tài)，編程和下裝，進行在線監(jiān)控

19、整個生產(chǎn)過程，這樣就已具備了集散控制系統(tǒng)的形態(tài)，加上PLC的價格和可靠性優(yōu)勢，使之可以與傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)相互競爭。</p><p>　　2.3 PLC控制系統(tǒng)的組成</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)像一般的計算機控制系統(tǒng)一樣，也是由硬件和軟件兩個部分組成的，硬件是指PLC本身及其外圍設(shè)備，軟件是指管理PLC的系統(tǒng)軟件，PLC的應(yīng)用程序，編程語言和程支持工具軟件。</p>

20、<p>　　2.3.1 硬件的組成</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的硬件是由PLC，輸入/輸出（I/O）電路及外圍設(shè)備等組成的。系統(tǒng)規(guī)模可根據(jù)實際應(yīng)用的需要而定，可大可小。下面對構(gòu)成控制系統(tǒng)的主要部分簡要介紹。</p><p><b>　　（1）主控模塊</b></p><p>　　除了早期生產(chǎn)的整體式PLC（PLC的各個不見都在

21、同一機殼內(nèi)）外，目前市場多數(shù)的PLC都已采用模塊化的結(jié)構(gòu)（PLC的各個部件獨立封裝，稱之為模塊）。在PLC中各個模塊均通過系統(tǒng)總線相互連接起來構(gòu)成一個系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中最核心的模塊是主控模塊（也稱CPU），它包括：CPU，存儲器，通信接口等部分。</p><p>　?、貱PU：CPU是PLC的控制中樞，它由控制器和運算器組成。其中，控制器是用來統(tǒng)一指揮和控制PLC工作的部件。運算器則是進行邏輯，算術(shù)等運算部件。P

22、LC在CPU的控制下使整個機器有條不紊的協(xié)調(diào)工作，以實現(xiàn)對現(xiàn)場各個設(shè)備的控制。CPU的具體作用如下：</p><p>　　執(zhí)行接受，存儲用戶程序的操作指令。</p><p>　　用以掃描方式來自輸入單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)。</p><p>　　執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序。完成數(shù)據(jù)和信息的處理，產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)部控制信號，完成用戶指令規(guī)定的各種操作。&l

23、t;/p><p>　　響應(yīng)外部設(shè)備（如編程器，打印機）的請求。</p><p>　　PLC中所采用的CPU隨機型的不同而不同，通常有3種：通用微處理器（如8086，80286，80386等），單片機芯片，位片式處理器。一般來說，小型PLC大采用8位微處理器或單片機作為CPU，如Intel8086，Inter96系列單片機，具有集成度高，運算速度快，可靠性高等優(yōu)點。如日本歐姆龍公司生產(chǎn)的OMRO

24、NC200H型PLC采用的是Motorola公司生產(chǎn)的MC68B09的CPU芯片。這是一種增強型8位微處理器。對大型PLC，大多采用高速位片式微處理器，它具有靈活性強，速度快，效率高的優(yōu)點。</p><p>　　目前，一些廠家生產(chǎn)的PLC中，還采用了冗余技術(shù)，即采用雙CPU或三CPU工作，進一步提高了系統(tǒng)可靠性。采用冗余技術(shù)可使PLC的平均無故障工作時間達幾十萬小時以上。</p><p>

25、　?、诖鎯ζ鳎篜LC系統(tǒng)中的存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序，用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。</p><p>　　系統(tǒng)程序存儲區(qū)：采用PROM或EPROM芯片存儲器。它是由生產(chǎn)廠家直接存放的，永久存儲的程序和指令，稱為監(jiān)控程序。監(jiān)控程序和PLC的硬件組成與專用部件的特性有關(guān)，用戶不能隨意訪問和修改這部分存儲器的程序。</p><p>　　存儲器區(qū)：工作數(shù)據(jù)是PLC運行過程中經(jīng)常變化的，需要隨機存取的一

26、些數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)一般不需要長久保存，因此采用隨機存儲器RAM。數(shù)據(jù)存儲區(qū)包括輸入，輸出數(shù)據(jù)映象區(qū)，定時器/計數(shù)器預(yù)置和當前數(shù)值的數(shù)據(jù)。</p><p>　　用戶程序存儲區(qū)：用于存放用戶經(jīng)編程器或計算機輸入的應(yīng)用程序。一般采用EPROM或EEPROM存儲器，用戶可檫寫重新編程。用戶程序存儲器的容量一般就代表PLC的標稱容量。通常，小型機小于8KB，中型機小于50KB，而大型機可以在50KB以上。</p>

27、<p>　?、弁ㄐ沤涌冢褐骺啬K通常有一個或一個以上的通信接口（簡稱通信口），用以與計算機，編程器相連，實現(xiàn)編程，調(diào)試，運行，監(jiān)視等功能。</p><p>　?。?）輸入/輸出模塊 </p><p>　　PLC的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)過程，它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過I/O模塊實現(xiàn)的。生產(chǎn)過程有許多控制變量，如溫度，壓力，液位，速度，電壓，開關(guān)量，繼電器狀態(tài)等，因此，需要有相應(yīng)的

28、I/O模塊作為CPU與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的橋梁。且這些模塊應(yīng)具有較好的抗干擾能力。目前，生產(chǎn)廠家已開發(fā)出各種型號的模塊供用戶選擇。對于輸入/輸出模塊有：數(shù)字量輸入/輸出模塊，開關(guān)量輸入/輸出模塊，模擬量輸入/輸出模塊，交流新號輸入/輸出模塊，220V交流輸入/輸出模塊。還有智能模塊，它本身帶CPU，存儲器和監(jiān)控系統(tǒng)，可獨立完成各種運算。智能模塊的種類很多，如高速計數(shù)模塊，PID調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊，閥門控制模塊，智能存儲模塊和智能I/O模塊。

29、</p><p><b>　?。?）電源模塊</b></p><p>　　該模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成供CPU存儲器所需的直流電源，是整個PLC系統(tǒng)的能源供給中心。它的好壞直接影響到PLC的功能和可靠性。目前，大多數(shù)PLC采用高質(zhì)量的開關(guān)式穩(wěn)壓電源，與普通電源相比，PLC的電源工作穩(wěn)定性好，抗干擾能力也強。有些機器的電源除了供內(nèi)部電路使用外，還向外提供24VDC的穩(wěn)壓電源，

30、用于外部傳感器的需要，這樣就避免了因外部電源不合格而引起的外部故障。</p><p><b>　　I/O電路</b></p><p>　　PLC的基本功能就是控制，它采集被控對象的各種信號。經(jīng)過PLC處理后，通過執(zhí)行裝置實現(xiàn)控制。輸入電路就是被控對象（需要進行控制的機器，設(shè)備和生產(chǎn)過程）進行檢測，采集，轉(zhuǎn)換和輸入。另外，安裝在控制臺上的按鈕，開關(guān)等也可以向PLC送控制

31、指令。輸出電路的功能就是接受PLC輸出的控制信號，對被孔對象執(zhí)行控制任務(wù)。</p><p><b>　　PLC外圍設(shè)備</b></p><p>　　PLC的外圍設(shè)備很多，但基本功能不外乎對信息和數(shù)據(jù)的處理。常用的有編程器，可編程終端，打印機，條碼讀入機等等。編程器PLC的重要外圍設(shè)備之一，它可以將用戶編寫的程序送到PLC的用戶程序存儲器。因此，它的主要任務(wù)是輸入程序，

32、調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過程。可編程終端是具有I/O功能的PLC人機界面產(chǎn)品。人可以通過觸摸屏幕將信息輸入PLC中同樣可編程終端也可以將PLC的輸入數(shù)據(jù)和信息顯示在屏幕上。</p><p>　　2.3.2 軟件的組成</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的軟件主要是系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件，編程語言及編程支持工具軟件幾個部分組成。</p><p>　　PLC系統(tǒng)軟件與工作過

33、程</p><p>　　PLC系統(tǒng)軟件是PLC工作所必須的軟件。在系統(tǒng)軟件的支持西，PLC對用戶程序進行逐條的解釋，并加以執(zhí)行，直到用戶程序結(jié)束，然后返回到程序的起始又開始新的一輪掃描。PLC的這種工作方式就稱之為循環(huán)掃描。</p><p>　　值得注意的是在繼電器控制系統(tǒng)中，一個繼電器的線圈被接通或斷開，繼電器的所用觸點（常開觸點和常閉觸點）都會立即動作。但在PLC中，由于采用的是循環(huán)掃

34、描的工作方式，所用只有掃描到”線圈”的觸點時，才會動作，沒有掃描到時，觸點就不會動。并且PLC掃描一次用戶程序的時間即掃描周期與擁護程序的長短和掃描速度有關(guān)，一般為1ms至幾十毫秒?，F(xiàn)以O(shè)MRONP型機為例來說明PLC掃描的工作過程，如上圖在沒有掃描之前，PLC首先應(yīng)保證自身的完好性。接通電源之后，為消除各元件狀態(tài)的隨機性，進行清零或復(fù)位處理，檢查I/O單元連接是否正確，再執(zhí)行一段程序。使它涉及到各種指令和內(nèi)存單元，如果執(zhí)行的時間不超過

35、規(guī)定的時間范圍，則證明自身完好，否則系統(tǒng)關(guān)閉。上述操作完成后，將時間監(jiān)視定時復(fù)位，才允許掃描用戶程序。</p><p>　　公共操作公共操作是在每次掃描程序前又一次自檢，若發(fā)現(xiàn)故障，除了報警顯示燈亮之外，還判斷故障性質(zhì)。一般性故障，只報警不停機，等待處理；對于嚴重故障，則停止運行用戶程序，此時PLC切斷一切輸出。</p><p>　　數(shù)據(jù)I/O數(shù)據(jù)輸入/輸出操作有的稱為I/O狀態(tài)刷新。它包

36、括兩種操作：一是采樣輸入信號（即刷新輸入狀態(tài)的內(nèi)容）；二是送出處理結(jié)果（即按輸出狀態(tài)表的內(nèi)容刷新輸出電路）。PLC數(shù)據(jù)I/O示意圖如下：</p><p>　?、?輸入映象存儲器及刷新。由上圖所示可知送入PLC端子上的輸入信號，經(jīng)過電隔離，電平轉(zhuǎn)換，濾波處理后，進入緩沖器內(nèi)CPU的采樣。。在PLC的存儲器有一個專門存放I/O數(shù)據(jù)區(qū)，其中對應(yīng)輸入端子的數(shù)據(jù)區(qū)，稱之為輸入映象存儲器。當CPU采樣時，輸入信號由緩沖區(qū)進入

37、映象區(qū)。接著就是數(shù)據(jù)輸入或輸出狀態(tài)刷新。</p><p>　　只有在采樣刷新的時刻，輸入映象存儲器中的內(nèi)容才與輸入信號（不考慮電路固有的慣性和濾波滯后影響）一致，其他時間范圍輸入信號變化是不會影響映象存儲器的內(nèi)容的。由于PLC掃描周期一般只有幾十毫秒，所以兩次采樣時間很短，對一般開關(guān)量來說，可以認為沒有因間斷采樣引起的誤差。即認為輸入信號一旦變化，就能立即進入輸入映象的存儲器內(nèi)。</p><p

38、>　?、?輸出映象存儲器及輸出狀態(tài)刷新。同樣道理，CPU不能直接驅(qū)動負載。按用戶程序要求及當前輸入狀態(tài)，要保持到下次刷新為止。同樣，對于變化較慢的控制過程來說，因為兩次刷新的時間間隔和輸出電路的慣性時間常數(shù)一般才幾十毫秒，可以認為輸出信號是及時的。</p><p>　?、?執(zhí)行用戶程序這里又包括監(jiān)視與執(zhí)行兩部分。</p><p>　?、俦O(jiān)視定時器WDT。監(jiān)視定時器就T1是通常所說

39、的”看門狗”WDT（Watch-DogTimer），它是用來監(jiān)視程序執(zhí)行是否正常。正常時，執(zhí)行完用戶程序多用的時間不會超過T1，在程序復(fù)位WDT，即執(zhí)行程序并開始計時：執(zhí)行完用戶程序后立即令WDT復(fù)位，表示程序執(zhí)行正常。當程序執(zhí)行過程中因某種干擾使掃描失控或進入死循環(huán)，則WDT會發(fā)出超時報警信號，使程序重新開始執(zhí)行。如果是偶然因素造成超時，重新程序不會再遇到”偶然干擾”，系統(tǒng)便轉(zhuǎn)入正常運行；若由于不可恢復(fù)的確定性故障，則系統(tǒng)會自動地停止

40、執(zhí)行用戶程序，切斷外部負載，發(fā)出故障信號，等待處理。</p><p>　?、趫?zhí)行用戶程序。用戶程序是放在用戶程序存儲器中的，掃描時，按順序從零步開始，逐步解釋和執(zhí)行，直到執(zhí)行END指令才結(jié)束對用戶程序的掃描。</p><p><b>　　應(yīng)用軟件</b></p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是指為完成PLC實際控制任務(wù)而編制的各種軟件。

41、隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域范圍的不斷擴大，應(yīng)用水平的提高，PLC應(yīng)用軟件也大大豐富起來了。PLC應(yīng)用軟件與一般計算機信息處理軟件相比，有很大不同，PLC應(yīng)用軟件有以下幾個特點：</p><p>　?、艖?yīng)用軟件設(shè)計必須與生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。生產(chǎn)工藝要求不同，控制的功能也就要求不同，即使是相同的生產(chǎn)過程，由于各種設(shè)備的工藝參數(shù)不一樣，控制實現(xiàn)的方式也不一樣。所以程序設(shè)計人員必須深入現(xiàn)場，嚴格尊守生產(chǎn)工藝的具體要求來設(shè)計應(yīng)用程序

42、。</p><p>　?、茟?yīng)用軟件與硬件緊密相關(guān)。軟件設(shè)計人員不能拋開硬件配置和系統(tǒng)孤立地考慮軟件設(shè)計。設(shè)計必須根據(jù)硬件系統(tǒng)，接口的實際情況進行相應(yīng)的程序設(shè)計。</p><p>　?、荘LC應(yīng)用軟件的設(shè)計需要計算機，自動控制技術(shù)甚至網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種知識。特別是PLC網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，PLC控制系統(tǒng)不再是一個單獨的裝置。在控制系統(tǒng)中，可能包括有多臺不同型號的PLC，計算機，外圍設(shè)備等。因此在進行

43、軟件設(shè)計時，實現(xiàn)和處理某種控制功能都離不開計算機，自動控制和通信技術(shù)。因此，應(yīng)用程序中不僅有PLC程序，還有計算機程序和通信網(wǎng)絡(luò)程序等。</p><p><b>　　2.3.3控制原理</b></p><p>　　貨梯的控制原理流程圖見圖1</p><p>　　貨梯上下行流程圖見圖2</p><p>　　三 五層貨梯可

44、編程序控制器PLC的選型</p><p>　　3.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則</p><p>　　任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則：</p><p>　　1、 最大限度地滿足被控對象的控制要求 </p><p>　　充分發(fā)揮PLC的功能，

45、最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計前就要深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進的國內(nèi)、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計中的重點問題和疑難問題。 </p><p>　　2、 保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠 </p><p

46、>　　保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計者在系統(tǒng)設(shè)計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。 </p><p>　　3、 力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便 </p><p>　　一個新的控制工程

47、固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護也將導(dǎo)致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。</p><p>　　4、 適應(yīng)發(fā)展的需要 </p>&

48、lt;p>　　由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設(shè)計時要適當考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點數(shù)和內(nèi)存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進。</p><p>　　3.2 PLC機型的選擇</p><p>　　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

49、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)。</p><p>　　1、 輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算 </p><p>　　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

50、點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整。</p><p>　　2、所需PLC的內(nèi)存估算</p><p>　　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

51、代。</p><p>　　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。</p><p>　　3、PLC機型型號的確定</p><p>　　3 系統(tǒng)控制方案的確定</p><p>

52、<b>　　3.1系統(tǒng)控制方案</b></p><p><b>　　3.1.1開門控制</b></p><p>　　由于本設(shè)計不構(gòu)筑電梯模型，只涉及模擬控制，故將開關(guān)門控制省略。當某一樓層的指示燈持續(xù)亮時，表示該層正在進行開門、延時、關(guān)門。為了實現(xiàn)電梯的安全運行，電梯的開、關(guān)門信號與故障報警信號應(yīng)該是互鎖的，即當故障報警信號有效時，開、關(guān)門信號都

53、不能實現(xiàn)，樓層指示燈不會亮。</p><p>　　3.1.2內(nèi)外呼叫控制</p><p>　　在電梯內(nèi)各層呼叫控制中，設(shè)計成當有乘客按下某層的呼叫按鍵時，使相應(yīng)的指示燈亮，但不能立即啟動電梯。其呼叫信號一直保持到電梯到達位層后且呼叫信號與電梯運行方向相同時才被撤消。</p><p>　　3.1.3上下行控制</p><p>　　1．電梯在一、

54、二、三、四層樓分別設(shè)置一個呼叫按鈕。</p><p>　　2．由于沒有真實的電梯來控制，所以假設(shè)電梯在收到呼叫信號后以5S/層的速度運動，用樓層燈的閃爍表示電梯在運動中。</p><p>　　3．上、下行指示燈不能同時亮，一、二、三、四、樓指示燈不能同時亮，在一個呼叫請求完成以前，不接收新的呼叫請求。當故障報警信號有效時，任何動作都無效，指示燈滅。 &

55、lt;/p><p>　　3.2控制系統(tǒng)的設(shè)計思想</p><p><b>　　3.2.1控制對象</b></p><p>　　隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，貨梯作為高層建筑中垂直升降的運輸工具已和人們的日常生活密不可分，是機械電氣相結(jié)合的機電一體化產(chǎn)品。載貨電梯是主要為運送貨物而設(shè)計的并有人伴隨的電梯，通常有專職司機操作。一般用在事業(yè)單

56、位、商場、工礦企業(yè)、倉庫等場所，貨梯的樓層停站大多數(shù)在10層以下，運行速度一般在0.63m/s以下。</p><p>　　貨梯隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展得到廣泛應(yīng)用，因此如何實現(xiàn)其電氣的合理優(yōu)化控制成為當前研究的熱點問題。本設(shè)計要求采用PLC可編程控制器作為貨梯的核心控制器，從而使電梯運行平穩(wěn)舒適，利用變頻器作為電機的驅(qū)動機構(gòu)，使得系統(tǒng)的啟動電流大大減小，避免了對居民用電和電網(wǎng)的沖擊。</p><p&

57、gt;<b>　　3.2.2控制要求</b></p><p>　　a 電梯由乘客控制執(zhí)行，轎內(nèi)優(yōu)先</p><p>　　b 行車方向由內(nèi)選信號和呼梯信號決定，順向優(yōu)先執(zhí)行</p><p>　　c 有內(nèi)選信號時，優(yōu)先確定行車方向</p><p>　　d 無內(nèi)選和無順向呼梯信號時，應(yīng)行駛到最遠反向護梯信號位置截車&l

58、t;/p><p>　　e 停層時可自動開門，可本層呼梯信號開門</p><p>　　f 有內(nèi)選信號和護梯信號時延時自動關(guān)門，關(guān)門后自動行車</p><p>　　g 長時間無人用梯，自動回到基站（一層）</p><p>　　h 長時間無內(nèi)選信號和呼梯信號時，自動關(guān)斷照明、風扇</p><p><b>　　3

59、.2.3工作原理</b></p><p>　　利用變頻器PG卡輸出端將脈沖信號引入 PLC的高速計數(shù)輸入端，構(gòu)成位置反饋．高速計數(shù)器累加的脈沖數(shù)反映電梯的位置．高速計數(shù)器的值不斷地與各信號點對應(yīng)的脈沖數(shù)進行比較，由此判斷電梯的運 行距離，換速點，平層點和制動停車點等信號。理論上這種控制方式其平層誤差可在個脈沖當量范圍．在考慮減速機齒輪合間隙等機械因素情況下，電梯的平層精度 可達內(nèi)，大大低于國標的標準，

60、滿足電梯起制動平滑，運行平穩(wěn)，平層準確的要求．電梯在運行過程中，通過位置信號檢測，軟件實時計算以下位置信號：電梯所在樓層位置，快速換速點，中速換速點，門區(qū)信號和平層位置信號等．由此省去原來每層在井道中設(shè)置的上述信號檢測裝置，大大減少井道檢測元件和信號連接，降低 成本。</p><p>　　3.2.4系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟</p><p>　　在電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要要考慮以下幾點：<

61、;/p><p>　　1.深入了解和分析電梯的工藝條件和控制要求。</p><p>　　2.確定I/O設(shè)備。根據(jù)機械手控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。</p><p>　　3.根據(jù)I/O點數(shù)選擇合適的PLC類型。</p><p>　　

62、4.分配I/O點，分配PLC的輸入輸出點，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。</p><p>　　5.設(shè)計電梯系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖程序，這是整個電梯系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。</p><p>　　6.將程序輸入PLC進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。</p><p>　　7.電梯整體調(diào)試，在PLC軟硬件設(shè)計和現(xiàn)場施工完

63、成后，就可以進行整個系統(tǒng)的聯(lián)機調(diào)試，調(diào)試種發(fā)現(xiàn)的問題要逐一排除，直至調(diào)試成功。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)硬件設(shè)計</b></p><p>　　4.1 PLC的選型</p><p>　　4.1.1PLC的定義</p><p>　　可編程控制器，英文稱Programmable Controller，簡稱PLC，本

64、課題中用PLC作為它的簡稱。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計算機。它通過運行存儲在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負載的控制。</p><p>　　PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本的功能：</p><

65、p><b>　　邏輯處理功能；</b></p><p><b>　　數(shù)據(jù)運算功能；</b></p><p><b>　　準確定時功能；</b></p><p><b>　　高速計數(shù)功能；</b></p><p>　　中斷處理（可以實現(xiàn)各種內(nèi)外中斷）功

66、能；</p><p>　　程序與數(shù)據(jù)存儲功能；</p><p><b>　　聯(lián)網(wǎng)通信功能；</b></p><p>　　自檢測、自診斷功能。</p><p>　　可以說，凡普通小型計算機能實現(xiàn)的功能，PLC幾乎也都可以做到。</p><p>　　像PLC這樣。集豐富功能于一身，是別的電控器所沒有的

67、，更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的。豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時，也為自動門行業(yè)的遠程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。</p><p>　　4.1.2 PLC的工作原理</p><p><b>　　掃描工作原理：</b></p><p>　　當PLC運行時，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務(wù)的，需要執(zhí)行眾多的操作，但

68、CPU不可能同時去執(zhí)行多個操作，它只能按分時操作（串行工作）方式，每一次執(zhí)行一個操作，按順序逐個執(zhí)行。由于CPU的運算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同時（并行）完成的。這種串行工作過程稱為PLC的掃描工作方式。</p><p>　　用掃描工作方式執(zhí)行用戶程序時，掃描是從第一條程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲順序的先后，逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。然后再從頭開始掃描執(zhí)

69、行，周而復(fù)始重復(fù)運行。</p><p>　　PLC的掃描工作方式與電器控制的工作原理明顯不同。電器控制裝置采用硬邏輯的并行工作方式，如果某個繼電器的線圈通電或斷電，那么該繼電器的所有常開和常閉觸點不論處在控制線路的哪個位置上，都會立即同時動作；而PLC采用掃描工作方式（串行工作方式），如果某個軟繼電器的線圈被接通或斷開，其所有的觸點不會立即動作，必須等掃描到該時才會動作。但由于PLC的掃描速度快，通常PLC與電器

70、控制裝置在I/O的處理結(jié)果上并沒有什么差別。</p><p>　　PLC掃描工作過程：</p><p>　　PLC的掃描工作過程除了執(zhí)行用戶程序外，在每次掃描工作過程中還要完成內(nèi)部處理、通信服務(wù)工作。如圖2-11所示，整個掃描工作過程包括內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新五個階段。整個過程掃描執(zhí)行一遍所需的時間稱為掃描周期。掃描周期與CPU運行速度、PLC硬件配置及用戶程序長

71、短有關(guān)，典型值為1～100ms。</p><p>　　在內(nèi)部處理階段，進行PLC自檢，檢查內(nèi)部硬件是否正常，對監(jiān)視定時器（WDT）復(fù)位以及完成其它一些內(nèi)部處理工作。</p><p>　　在通信服務(wù)階段，PLC與其它智能裝置實現(xiàn)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。</p><p>　　當PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時，只完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作。當

72、PLC處于運行（RUN）狀態(tài)時，除完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作外，還要完成輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新工作。</p><p>　　PLC的掃描工作方式簡單直觀，便于程序的設(shè)計，并為可靠運行提供了保障。當PLC掃描到的指令被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就被后面將要掃描到的指令所利用， 而且還可通過CPU內(nèi)部設(shè)置的監(jiān)視定時器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定時間，避免由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進入死循環(huán)。</p><

73、;p>　　PLC執(zhí)行程序的過程及特點：</p><p>　　PLC執(zhí)行程序的過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。</p><p><b>　　1）輸入采樣階段 </b></p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以 掃描工作方式按順序?qū)λ休斎攵说妮斎霠顟B(tài)進行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時輸入映象寄存器被刷新

74、。接著進入程序處理階段，在程序執(zhí)行階段或其它階 段，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也不會改變，輸入狀態(tài)的變化只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被采樣到。</p><p><b>　　2）程序執(zhí)行階段</b></p><p>　　在程序執(zhí)行階段，PLC對程序按順序進行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進行。當遇到程序跳轉(zhuǎn)指令

75、時，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序是否跳轉(zhuǎn)。當指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時，PLC從輸入映像寄存器和元件映象寄存器中讀出，根據(jù)用戶程序進行運算，運算的結(jié)果再存入元件映象寄存器中。對于元件映象寄存器來說，其內(nèi)容會隨程序執(zhí)行的過程而變化。</p><p><b>　　3）輸出刷新階段</b></p><p>　　當所有程序執(zhí)行完畢后，進入輸出處理階段。在這一階段里，PL

76、C將輸出映象寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)）轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，并通過一定方式輸出，驅(qū)動外部負載。</p><p>　　因此，PLC在一個掃描周期內(nèi)，對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進行。當PLC進入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。這方式稱為集中采樣，即在一個掃描周期內(nèi)，集中一段時間對輸入狀態(tài)進行采樣。</p><p>　　

77、在用戶程序中如果對輸出結(jié)果多次賦值，則最后一次有效。在一個掃描周期內(nèi)，只在輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)從輸出映象寄存器中輸出，對輸出接口進行刷新。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中。這種方式稱為集中輸出。</p><p>　　對于小型PLC，其I/O點數(shù)較少，用戶程序較短，一般采用集中采樣、集中輸出的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但使PLC工作時大多數(shù)時間與外部輸入/輸出設(shè)備隔離，從根本

78、上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強了系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　而對于大中型PLC，其I/O點數(shù)較多，控制功能強，用戶程序較長，為提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，可以采用定期采樣、定期輸出方式，或中斷輸入、輸出方式以及采用智能I/O接口等多種方式。</p><p>　　從上述分析可知，當PLC的輸入端輸入信號發(fā)生變化到PLC輸出端對該輸入變化作出反應(yīng)，需要一段時間，這種現(xiàn)象稱為PLC輸入／輸出響應(yīng)滯

79、后。對一般的工業(yè)控制，這種滯后是完全允許的。應(yīng)該注意的是，這種響應(yīng)滯后不僅是由于PLC掃描工作方式造成，更主要是PLC輸入接口的濾波環(huán)節(jié)帶來的輸入延遲，以及輸出接口中驅(qū)動器件的動作時間帶來輸出延遲，同時還與程序設(shè)計有關(guān)。滯后時間是設(shè)計PLC應(yīng)用系統(tǒng)時應(yīng)注意把握的一個參數(shù)。</p><p>　　4.1.3PLC控制電梯的優(yōu)點</p><p>　　1、控制方式上看：電器控制硬接線，邏輯一旦確定

80、，要改變邏輯或增加功能很是困難；而plc軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。</p><p>　　2、工作方式上看：電器控制并行工作，而plc串行工作，不受制約。</p><p>　　3、控制速度上看：電器控制速度慢，觸點易抖動；而plc通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點，顧而無抖動一說。</p><p>　　4、定時、記數(shù)看：電器控制定時精度不高，

81、容易受環(huán)境溫度變化影響，且無記數(shù)功能；plc時鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬；有記數(shù)功能。</p><p>　　5、可靠、維護看：電器控制觸點多，會產(chǎn)生機械磨損和電弧燒傷，接線也多，可靠、維護性能差；plc無觸點，壽命長，且有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護方便。</p><p>　　4.1.4 PLC的選型</p><p>　　在PLC系統(tǒng)

82、設(shè)計時，確定控制方案之后，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。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)。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)。</p><p>　　1．輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算</p>

83、;<p>　　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。根據(jù)估算的方法故本課題的I/O點數(shù)為輸入31點，輸出33點。</p><p>　　2．存儲器容量的估算</p><p>　　程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后

84、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。</p><p>　　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。因此本課題的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲2000條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。</

85、p><p><b>　　3．控制功能的選擇</b></p><p>　　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。</p><p>　　根據(jù)本課題所設(shè)計的自動門控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。</p><p><b>　?。?）控制功能</b></p

86、><p>　　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。</p><p><b>　?。?）編程功能</b></p><p>　　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

87、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。</p><p&

88、gt;<b>　?。?）診斷功能</b></p><p>　　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。</p><p>　　PLC的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術(shù)

89、能力的要求，并影響平均維修時間。</p><p><b>　　4．機型的選擇</b></p><p>　　目前，國內(nèi)眾多的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了多種系列功能各異的PLC產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無所適從。通過對輸入/輸出點的選擇、對存儲容量的選擇、對I/O響應(yīng)時間的選擇以及輸出負載的特點選型的分許。我們決定使用公司常用的三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列的FX2N-64MR型號的可編程控

90、制作為電梯的控制器。</p><p>　　4.2 變頻器的選型</p><p>　　4.2.1 變頻器的基本構(gòu)成</p><p>　　變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交 流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對

91、于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。</p><p>　　4.2.2 變頻器的分類</p><p>　　變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式分類，可以分為PAM 控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻

92、率控制變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途 分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。</p><p>　　4.2.3 變頻器調(diào)速控制的特點</p><p>　　目前變頻調(diào)速器已全部采用了數(shù)字化技術(shù),并且日趨小型化、高可靠性和高精度。從應(yīng)用角度看，其不僅具有顯著的節(jié)電性能，而且還具有如下的優(yōu)良性能：</p><p>　?。?）

93、高速響應(yīng)、低噪聲、大范圍、高精度平滑無級調(diào)速；</p><p>　?。?）體積小、重量輕、可掛墻安裝，占地面積?。?lt;/p><p>　?。?）保護功能完善，能自診斷顯示故障所在，維護簡便；</p><p>　?。?）操作方便、簡單；</p><p>　　（5）內(nèi)設(shè)功能多，可滿足不同工藝要求；</p><p>　?。?

94、）具有通用的外部接口端子，可同計算機、PLC聯(lián)機，便于實現(xiàn)自動控制；</p><p>　?。?）軟起動、軟停機，具有電流限定和轉(zhuǎn)差補償控制；</p><p>　　（8）電動機直接在線起動，起動轉(zhuǎn)矩大，起動電流小，減小對電網(wǎng)和設(shè)備的沖擊，并具有轉(zhuǎn)矩提升功能，節(jié)省軟起動裝置；</p><p>　?。?）功率因數(shù)高，節(jié)省電容補償裝置；</p><p&g

95、t;　　(10)與鼠籠式；轉(zhuǎn)子電動機結(jié)合，使調(diào)速系統(tǒng)維護更加簡單經(jīng)濟。</p><p>　　4.2.4 變頻器的選型</p><p>　　本實驗電梯控制系統(tǒng)是模擬型的，所以我們設(shè)計的是用通過變頻器的外控制端子實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)及速度的變化。我們選用的是實驗室已有的三菱E540變頻器。其實物圖如圖3－1所示。</p><p>　　圖3-1 三菱E540變頻器的實物圖

96、</p><p><b>　　4.3電機的選型</b></p><p><b>　　電梯曳引電機特點:</b></p><p>　　電梯是典型的位能性負載，根據(jù)電梯的工作特性，電動機應(yīng)有如下性質(zhì)：</p><p>　　（1）能頻繁地起動和制動,起動電流較小</p><p>　

97、?。?）電動機運行噪聲低,電動機散熱好</p><p>　　此外，曳引電動機具備兩個軸伸端：其一端為傳動端與減速器耦合，另一端為非傳動端，通常裝有飛輪。用于增加運動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量。改散起動過程乘坐舒適感，并兼作盤車手輪?？紤]以上各種因素，本設(shè)計選用J250系列永磁無齒曳引機圖3-2。</p><p>　　圖3-2 J250系列永磁無齒曳引機</p><p><

98、b>　　5 系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p>　　5.1報警系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　通過輸入模擬信號發(fā)出故障產(chǎn)生信號。當按下故障報警信號產(chǎn)生鍵時,故障報警指示燈亮,發(fā)出報警聲，指示燈延時10S。10S后，系統(tǒng)重置。報警指示燈是Y002，現(xiàn)報警系統(tǒng)的線路如圖3-3所示。</p><p>　　圖

99、 圖3-3 報警系統(tǒng)接線圖</p><p>　　5.2定位系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　電梯在各層之間運行，總有指示燈顯示所在的位置，圖3-4為電梯定位系統(tǒng)接線，例如，電梯處于一樓位置時，經(jīng)過傳感器的測定，給PLC一輸入信號，輸出信號Y30、Y31、Y32、Y33連接譯碼電路，通過信號的輸出使發(fā)

100、光二極管b、c點亮，顯示此時電梯停在一樓。圖3-4為七段顯示器的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖3-4七段顯示器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　5.3監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　目前電梯的監(jiān)控系統(tǒng)大約分三類：</p><p>　　1，大部分品牌電梯都有自己開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)，他們都包括不同的通訊方式，不同的硬件接口，能較好的實現(xiàn)多臺電梯的運行監(jiān)

101、視和一些基本的遠程控制。但是此類 產(chǎn)品由于銷量有限，一般價格很貴，能消費的客戶很少。</p><p>　　2，用plc構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)通訊監(jiān)控。我們知道plc可以很方便的構(gòu)成系統(tǒng)，開發(fā)此類系統(tǒng)完全省去了硬件開發(fā)的成本，只要軟件開發(fā)成熟即可開工安裝，而且系統(tǒng) 一般采用標準的通訊接口，很容易與建筑的其它智能設(shè)備一起構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，但是電梯控制要是plc或要附加plc，相應(yīng)的通訊單元，成本較高。但隨著plc的價 格不斷下降，也不失

102、一個好方法。</p><p>　　3，用單片機構(gòu)成一個獨立的采樣通訊單元，形成一個二級監(jiān)控系統(tǒng)，此類監(jiān)控在初期的開發(fā)成本包括軟硬件，開發(fā)成本較高，但形成系統(tǒng)后，再銷售的成本就很低 了。但是由于市場不大，難以形成規(guī)模，還有此類系統(tǒng)由于不采樣標準配件，今后維護的難度，成本較高。</p><p>　　下面我們用第二種方法來進一步說明如何構(gòu)成一個監(jiān)控系統(tǒng)：首先，電梯控制柜要把信號采樣并通過一定的通

103、訊方法將信號輸出到網(wǎng)絡(luò)中。如果電梯采用plc，被采樣的信號如開關(guān)量，故障儲存單元等大部分都儲存在plc的內(nèi)存中；如果電梯不采樣plc，所有信號只能通過一個單獨的plc來采集了，當然，這必然要更 改一些線路。我們必須將系統(tǒng)需要監(jiān)試的信號和打算控制的信號用硬件線路來實現(xiàn)，當然，這需要我們對當前的電梯有深入的認識。信號收集好后就需要與網(wǎng)絡(luò)通 訊，一般plc都有多種網(wǎng)絡(luò)通訊方法，如較長用的RS485等，通訊有一定的格式，一串數(shù)據(jù)如何分辨呢？首先

104、一定有一個控制符表示通訊的開始，還要有一個 接收站的站號，然后就是通訊的內(nèi)容（如讀取xxx，寫入xxx，置位xxx），當然一個完整的通訊必須具備有數(shù)據(jù)校核的方法，關(guān)于plc的通訊，可以去查 閱相關(guān)的資料。在網(wǎng)絡(luò)中最重要的就是一個高效，方便，適用的用戶觀看，操作的介面。由于個人計算機的普及，一般用他來構(gòu)成用戶操作的平臺。構(gòu)造用戶平臺， 必須先考慮與網(wǎng)絡(luò)的通訊，數(shù)據(jù)才能以一定的格式被接收或發(fā)送；然后是用戶介面的設(shè)計；在平臺中，應(yīng)該有一個數(shù)據(jù)

105、庫存儲電梯的各種操作，參</p><p>　　四 PLC梯形圖</p><p><b>　　4.1貨梯梯形圖</b></p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是大學學習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比較完整的設(shè)計出電梯 PLC 控制，我擺脫了單純

106、的理論知識學習狀態(tài)。通過實 際設(shè)計相結(jié)合，鍛煉了我綜合運用所學的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際工程問題的能 力，同時也提高我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(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，實現(xiàn)電梯的運行速度、反映時間和停層的準確度 達到一定的標準，而對電梯的速度、運行狀態(tài)、安全、可靠、消防等進行合理的 設(shè)計。綜合考慮電梯 PLC 控制系統(tǒng)，能夠達到“穩(wěn)、準、快”的要求，這就要求 我們的設(shè)計必須嚴密、可靠。通過這次畢業(yè)設(shè)

107、計，提高了我的意志力和品質(zhì)力， 提升了自己的忍耐力，懂得了怎樣緩解壓力，學會了獨立思考、邏輯思維、提出 問題、分析問題、解決問題的方法。</p><p>　　雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多，過程繁瑣，但我的收獲卻更加豐富。通過與魯老師的溝通和交流，我了解到此系統(tǒng)的適用條件，此設(shè)備的選用標準，以及各種器件 適用性。我的能力也得到了提高，提高是有限的但提高也是全面的，也必然會讓我在未來的工作學習中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強的溝

108、通力和理解力。</p><p>　　順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè) 的發(fā)展前景充滿信心。無論 PLC 控制電梯系統(tǒng)怎么復(fù)雜，我都采用了一些新的技術(shù)和設(shè)備。 它們有著很多的優(yōu)越性，但也存在一定的不足，這些不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力。比如我的設(shè)計在怎么能夠更大限度的滿足乘客乘坐時的舒適感方面處理得不是很理想，這讓 我感到很遺憾。發(fā)現(xiàn)問題，面對問題，才有可能解決問題