自動(dòng)電梯的plc控制設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>　　題 目 自動(dòng)電梯的PLC控制設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　專業(yè)名稱 機(jī)械工

2、程及自動(dòng)化 </p><p>　　所在系（院） 電子與自動(dòng)化系 </p><p>　　指導(dǎo)教師 xx </p><p>　　2013年 6 月 8 日</p><p>　　題目 自動(dòng)電梯的PLC控制設(shè)計(jì) </p><p><b>　　摘

3、要</b></p><p>　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，樓房越來(lái)越高，電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的電梯是由繼電器控制。它不僅存在著可靠性差、成本高、故障率高等缺點(diǎn)，而且在層數(shù)增加時(shí)，配線變化會(huì)給制造及安裝帶來(lái)諸多不變。PLC控制電梯方法的出現(xiàn)，很好地解決了以上的不足。</p><p>　　本文首先對(duì)電梯和PLC控制的特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。并以四層電梯PLC控制系統(tǒng)的

4、設(shè)計(jì)為例，對(duì)I/O點(diǎn)數(shù)的分配與估計(jì)、PLC的選型、電梯運(yùn)動(dòng)流程的規(guī)劃、梯形圖的繪制等進(jìn)行了詳細(xì)闡述。最后通過(guò)模擬調(diào)試，成功驗(yàn)證了程序的可行性，實(shí)現(xiàn)了電梯運(yùn)行中的自動(dòng)選向，開(kāi)關(guān)門(mén)控制，自動(dòng)達(dá)層，呼叫記憶等功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞 PLC 電梯 梯形圖 控制系統(tǒng) 自動(dòng)選向</p><p>　　Title The escalator PLC control design

5、 </p><p><b>　　Abstract </b></p><p>　　With the constant development of social economy, the buildings become higher and higher，and the elev

6、ator has already been the necessary equipment of the high-story buildings. In China, the traditional elevator is controlled by relay. It not only has the poor of reliability, high cost and high failure rate, but also inc

7、onvenient to manufacture and installation, because of the distribution changing when the layers increase. As the method of PLC control for elevators appeared, the shortcomings ab</p><p>　　In this paper, a

8、brief introduction of the elevator and PLC control system was given first. Then a PLC control system for a four-story elevator was designed as an example to describe how to estimate the number of the I/O points and distr

9、ibute them, how to choose a PLC, plan the movement of the elevator, draw a ladder diagram in detail. Finally, the feasibility of the control system was verified by debugging on an OMRON PLC. It was certified that the ele

10、vator with the PLC control system has all t</p><p>　　Keywords PLC elevator ladder diagram control system</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.緒論1</b></p

11、><p>　　1.1課題研究目的和意義1</p><p>　　1.2 PLC在電梯系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)2</p><p>　　1.3可編程控制器的特點(diǎn)4</p><p>　　1.4 PLC的用途6</p><p>　　1.5 PLC的工作原理7</p><p>　　1.6論文的主要研究

12、內(nèi)容8</p><p>　　2.系統(tǒng)原理及方案設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.1電梯控制系統(tǒng)9</p><p>　　2.2電力拖動(dòng)系統(tǒng)10</p><p>　　2.3電梯的工作原理10</p><p>　　2.4設(shè)計(jì)思想11</p><p>　　2.5樓層顯示系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)12<

13、;/p><p>　　2.6電梯的安全保護(hù)裝置13</p><p><b>　　3.硬件設(shè)計(jì)14</b></p><p>　　3.1控制器機(jī)型的選擇14</p><p>　　3.2輸入/輸出點(diǎn)分配：15</p><p>　　3.3 PLC I/O接線圖17</p><p&g

14、t;　　3.4四層電梯曳引電機(jī)及門(mén)電機(jī)電路圖18</p><p>　　3.5 PLC的輸出接口電路19</p><p><b>　　4.軟件設(shè)計(jì)21</b></p><p>　　4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖21</p><p>　　4.2電梯開(kāi)關(guān)門(mén)流程圖22</p><p>　　4.3電梯上升下降

15、流程圖23</p><p><b>　　4.4梯形圖25</b></p><p>　　5.電梯PLC的調(diào)試30</p><p>　　5.1模擬調(diào)試30</p><p><b>　　5.2調(diào)試圖30</b></p><p><b>　　結(jié) 論35</

16、b></p><p><b>　　致謝36</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)37</b></p><p><b>　　附錄38</b></p><p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　1.1

17、課題研究目的和意義</p><p>　　自1889年美國(guó)奧迪斯升降機(jī)公司推出世界第一部以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的升降機(jī)以來(lái)，電梯在驅(qū)動(dòng)方式上經(jīng)歷了卷筒式驅(qū)動(dòng)、牽引式驅(qū)動(dòng)等歷程，逐漸形成了直流電機(jī)拖動(dòng)和交流電機(jī)拖動(dòng)兩種不同的拖動(dòng)方式。如今電梯已成為人們進(jìn)出高層建筑不可或缺的代步工具；而且作為載人工具，人們?cè)谶\(yùn)行的平滑性、高速性、準(zhǔn)確性、高效性等一系列靜、動(dòng)態(tài)性能方面對(duì)它提出了更高的要求。由于早期的電梯繼電器控制方式存在故障率

18、較高、可靠性差、接線復(fù)雜、一旦接收完成不易更改等缺點(diǎn)，所以需要開(kāi)發(fā)一種安全、高效的控制方式。可編程控制器既保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)性能。因此，PLC在電梯控制領(lǐng)域得到了廣泛而深入的應(yīng)用[1]。</p><p>　　隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)得到十分廣泛地應(yīng)用。PLC是一種基于數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)、

19、專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的電子控制裝置，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ) 用戶指令，通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入/輸出，完成一系列邏輯、順序、定時(shí)、記數(shù)、運(yùn)算等確定的功能，來(lái)控制各種類型的機(jī)電一體化設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程。</p><p>　　電梯是隨著高層建筑的興建而發(fā)展起來(lái)的一種垂直運(yùn)輸工具。多層廠房和多層倉(cāng)庫(kù)需要有貨梯;高層住宅需要有住宅梯；百貨大樓和賓館需要有客梯,自動(dòng)扶梯。在現(xiàn)代社會(huì),電梯已像汽車、輪船一樣，成為人類

20、不可缺少的交通運(yùn)輸工具。據(jù)統(tǒng)計(jì),美國(guó)每天乘電梯的人次多于乘載其它交通工具的人數(shù)。當(dāng)今世界,電梯的使用量已成為衡量現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。追溯電梯這種升降設(shè)備的歷史,據(jù)說(shuō)它起源于公元前236年的古希臘。當(dāng)時(shí)有個(gè)叫阿基米德的人設(shè)計(jì)出人力驅(qū)動(dòng)的卷筒式卷?yè)P(yáng)機(jī)。1858年以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的客梯，在美國(guó)出現(xiàn),繼而有在英國(guó)出現(xiàn)水壓梯。1889年美國(guó)的奧梯斯電梯公司首先使用電動(dòng)機(jī)作為電梯動(dòng)力,這才出現(xiàn)名副其實(shí)的電梯,并使電梯趨于實(shí)用化。1900年還出現(xiàn)了第

21、一臺(tái)自動(dòng)扶梯。1949年出現(xiàn)了群控電梯,首批4~6臺(tái)群控電梯在紐約的聯(lián)合國(guó)大廈被使用。1955年出現(xiàn)了小型計(jì)算機(jī)控制電梯。1962年美國(guó)出現(xiàn)了速度達(dá)8米/秒的超高速電梯。1963年一些先進(jìn)工業(yè)國(guó)只成了無(wú)觸點(diǎn)半導(dǎo)體邏輯控制電梯。1967年可控硅應(yīng)用于電梯，使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)筒化，性能提高。1971年集成電路被應(yīng)用于電梯。第二年又出現(xiàn)了數(shù)控電梯。1976年微處理機(jī)開(kāi)始用于電梯，</p><p>　　電梯作為高層建筑物的

22、重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。</p><p>　　此電梯模型所采用的類型為歐姆龍CP1H程序設(shè)計(jì)采用模塊化編程思想，即根據(jù)各功能實(shí)現(xiàn)的條件及原則設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊。設(shè)計(jì)的程序要求完成電梯自動(dòng)運(yùn)行功能如：內(nèi)選外召喚信號(hào)的登

23、記、消號(hào)、到層自動(dòng)開(kāi)門(mén)，合理分配轎廂內(nèi)指令的執(zhí)行和外召喚的應(yīng)答。</p><p>　　1.2PLC在電梯系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市中涌現(xiàn)出越來(lái)越多的高層建筑，而與之配套的電梯已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚墓ぞ?。同時(shí)，由于城市老齡化問(wèn)題日益突出，多層建筑同樣也有使用電梯的要求。而目前，國(guó)內(nèi)中小電梯廠商大多采用繼電器控制或微機(jī)控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的控制

24、，前者硬布線的邏輯控制方式具有原理簡(jiǎn)單、直觀等特點(diǎn)，但通用性差，邏輯系統(tǒng)由許多觸點(diǎn)組成，接線復(fù)雜、故障率高、設(shè)備龐大，現(xiàn)已慢慢淡出市場(chǎng)；后者在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛，在電梯控制上取代傳統(tǒng)的繼電器控制方式慢慢受到人們的重視。</p><p>　　根據(jù)電梯的功能要求，微機(jī)控制電梯的方式主要分為4種：?jiǎn)挝C(jī)控制方式，雙微機(jī)控制方式，三微機(jī)控制方式，群控電梯的微機(jī)控制方式。單微機(jī)控制方式又分為2種，即單板機(jī)控制方式

25、和單片機(jī)控制方式；雙微機(jī)控制方式由控制系統(tǒng)CPU和拖動(dòng)系統(tǒng)CPU以及部分繼電器組成整個(gè)電梯的控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)起制動(dòng)閉環(huán)、穩(wěn)速開(kāi)環(huán)控制，也可以實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制；三微機(jī)控制方式也稱為多微機(jī)控制方式，控制部分主要對(duì)選層器、速度圖形和安全檢查電路三方面進(jìn)行控制；群控方式使用的微機(jī)數(shù)量根據(jù)方式的不同也有所不同。但是由于微機(jī)控制的可靠性不高，容易發(fā)生故障，從而使電梯難以達(dá)到用戶希望的安全、穩(wěn)定、可靠等要求[9]。</p><p&

26、gt;　　PLC自問(wèn)世以來(lái)，以其高可靠的特點(diǎn)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)和通信技術(shù)的進(jìn)步，PLC的性價(jià)比逐年提高，使用PLC控制電梯，是一種投資小、見(jiàn)效快、可靠性高的好方法[2]。</p><p>　　第一臺(tái)可編程控制器的設(shè)計(jì)規(guī)范是美國(guó)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(pán)，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

27、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(guó)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(kāi)創(chuàng)了PLC的新紀(jì)元。</p><p>　　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。這些控制器易于安裝，占用空間小，可

28、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(yǔ)言，這樣使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便的使用它。</p><p>　　在短時(shí)間內(nèi)，PLC在其他工業(yè)部門(mén)也得到應(yīng)用。到70年代初，食品、金屬和制造等工業(yè)部門(mén)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。</p><p>　　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(wèn)世，使可編程控

29、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、原西德和法國(guó)相繼研制出了自己的PLC，我國(guó)在1974年也開(kāi)始研制。</p><p>　　70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(yǔ)言發(fā)展成熟，出現(xiàn)了工藝人員使用的圖形語(yǔ)言。在功能上，PLC可以代替某些模擬控制裝置和

30、小型機(jī)DDC系統(tǒng)。</p><p>　　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(lái)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)。</p><p>　　1.3可編程控制器的特點(diǎn)</p>&

31、lt;p><b>　　PLC的性能特點(diǎn)</b></p><p><b>　　(1)硬件的可靠性</b></p><p>　　PLC是在工業(yè)環(huán)境的惡劣條件下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，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[5]。</p><p>　　在硬件設(shè)計(jì)方面，首先是選用優(yōu)質(zhì)器

32、件，再就是采用合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加固，簡(jiǎn)化安裝，使它易于抗振動(dòng)沖擊，對(duì)印制電路板的設(shè)計(jì)、加工及焊接都采取了極為嚴(yán)格的工藝措施，而且在電路、結(jié)構(gòu)及工藝上采取了一些獨(dú)特的方式。例如，在輸入/輸出電路中都采用了光電隔離措施，做到電浮空，既方便接地，用提高了抗干擾性能；各個(gè)I/O端口都除采用了常規(guī)模擬器濾波以外，還加上了數(shù)字濾波；內(nèi)部采用了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了較先進(jìn)的電源電路，以防止由電源回路串入的干擾信號(hào)；采用了較合理的電路程序，

33、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。</p><p>　　由于PLC本身具有很高的可靠性，所以發(fā)生故障的部位大多集中在輸入/輸出的部件上，以及如傳感器件、限位開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、電磁電機(jī)等外圍裝置上。</p><p>　　(2) 編程簡(jiǎn)單，使用方便</p><p>　　用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，常使用匯編語(yǔ)言編程，難于掌握，要求使用者具有一定水平的

34、計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。</p><p>　　PLC采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程，容易掌握。例如，目前打多數(shù)PLC均采用的梯形圖語(yǔ)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。</p><p>　　這種面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的編程方式，與目前微機(jī)控制常用

35、的匯編語(yǔ)言相比，雖然在PLC內(nèi)部增加了解釋程序，增加了程序執(zhí)行時(shí)間，但對(duì)大多數(shù)的機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，這是微不足道的。</p><p>　　(3) 接線簡(jiǎn)單，通用性好</p><p>　　PLC的接線只需將輸入信號(hào)的設(shè)備（按鈕、開(kāi)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

36、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(guò)程就能隨意改變。這種性能使PLC具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　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。</p><p>　　(4)可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)</p>&

37、lt;p>　　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(wàn)波特，傳輸距離為500—2500m；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1M—10Mbps，傳輸距離為500—1000m，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)。</p><p>　　(5) 易于安

38、裝，便于維護(hù)</p><p>　　PLC安裝簡(jiǎn)單而且功能有效，其相對(duì)小的體積使之能安裝在通常繼電器控制箱所需空間的一半的地方，在從繼電器系統(tǒng)改換到PLC系統(tǒng)的情況下，PLC小的模塊結(jié)構(gòu)使之能安裝在繼電器附近并將連線向已有接線端，其實(shí)改換很方便，只要將輸入/輸出設(shè)備連向接線端即可。</p><p>　　在大型安裝中，長(zhǎng)距離輸入/輸出站點(diǎn)安放在最優(yōu)地點(diǎn)。長(zhǎng)距離站通過(guò)同軸電纜獲雙扭線連向CPU，

39、這種配置大大減少了物料和勞力，長(zhǎng)距離子系統(tǒng)方法也意味著系統(tǒng)不同部分可在到達(dá)安裝場(chǎng)地前由PLC制造商預(yù)先連好線，這一方法大大減少了電氣技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間。</p><p>　　從一開(kāi)始，PLC便以易維護(hù)作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。由于幾乎所有器件都是固態(tài)的，維護(hù)時(shí)只需更換模塊級(jí)插入式部件，故障檢測(cè)電路將診斷指示器嵌在每一部件中，就能指示器是否正常工作，借助于編程設(shè)備可見(jiàn)輸入/輸出是ON還是OFF，還可寫(xiě)編程指令來(lái)報(bào)告故障。&

40、lt;/p><p>　　PLC的這些及其他特性使之成為任何一個(gè)控制系統(tǒng)的有益部分。一旦安裝后，其作用立即顯現(xiàn)，其收益也馬上實(shí)現(xiàn)，向其他智能設(shè)備一樣,PLC的潛在優(yōu)點(diǎn)還取決于應(yīng)用時(shí)的創(chuàng)造性。</p><p><b>　　1.4PLC的用途</b></p><p>　　PLC的初期由于其價(jià)格高于繼電器控制裝置,使其應(yīng)用受到限制。但近年來(lái)由于微處理器芯片

41、及有關(guān)元件價(jià)格大大下降,使PLC的成本下降,同時(shí)又由于PLC的功能大大增強(qiáng),使PLC 的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、石油、化工、采礦、電力、機(jī)械制造、汽車、造紙、紡織、環(huán)保等行業(yè)[6]。PLC的應(yīng)用通?？煞譃槲宸N類型：</p><p>　　（1）順序控制 這是PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，用以取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。PLC可應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等。如注塑機(jī)、印刷機(jī)械、訂書(shū)機(jī)械、切紙機(jī)械

42、、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。</p><p>　　（2）運(yùn)動(dòng)控制 PLC制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)的單軸或多軸位置控制模版。在多數(shù)情況下，PLC把掃描目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模版塊，其輸出移動(dòng)一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置。每個(gè)軸移動(dòng)時(shí)，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣龋_保運(yùn)動(dòng)平滑。相對(duì)來(lái)說(shuō)，位置控制模塊比計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）裝置體積更小，價(jià)格更低，速度更快，操作方便。<

43、;/p><p>　?。?）閉環(huán)過(guò)程控制 PLC能控制大量的物理參數(shù)，如溫度、壓力、速度和流量等。PID（Proportional Intergral Derivative）模塊的提供使PLC具有閉環(huán)控制功能,即一個(gè)具有PID控制能力的PLC可用于過(guò)程控制。當(dāng)過(guò)程控制中某一個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí),PID控制算法會(huì)計(jì)算出正確的輸出,把變量保持在設(shè)定值上。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)處理 在機(jī)械加

44、工中，出現(xiàn)了把支持順序控制的PLC和計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）設(shè)備緊密結(jié)合的趨向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已將CNC控制功能作為PLC的一部分。為了實(shí)現(xiàn)PLC和CNC設(shè)備之間內(nèi)部數(shù)據(jù)自由傳遞，該公司采用了窗口軟件。通過(guò)窗口軟件，用戶可以獨(dú)自編程，由PLC送至CNC設(shè)備使用。美國(guó)GE公司的CNC設(shè)備新機(jī)種也同樣使用了具有數(shù)據(jù)處理的PLC。預(yù)計(jì)今后幾年CNC系統(tǒng)將變成以PLC為主體的控制和管理系統(tǒng)。&l

45、t;/p><p>　?。?）通信和聯(lián)網(wǎng) 為了適應(yīng)國(guó)外近幾年來(lái)興起的工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）及集散控制系統(tǒng)（DCS）等發(fā)展的需要，必須發(fā)展PLC之間，PLC和上級(jí)計(jì)算機(jī)之間的通信功能。作為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，不僅PLC數(shù)據(jù)通信速率要求高，而且要考慮出現(xiàn)停電故障時(shí)的對(duì)策。</p><p>　　1.5PLC的工作原理</p><p>　　PLC具有微機(jī)的許多

46、特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式。PLC則采用循環(huán)掃描工作方式。在PLC中，用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而不斷循環(huán)。每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。一個(gè)掃描周期大致可分為I/O刷新和執(zhí)行指令兩個(gè)階段。</p><p>　　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)重新讀入PLC中存入內(nèi)部寄存器，

47、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”。</p><p>　　由此可見(jiàn)，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，或者說(shuō)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

48、，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(zhǎng)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(zhǎng)短。</p><p>　　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(méi)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

49、增加了抗干擾能力。</p><p>　　但對(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(wèn)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。</p><p>　　1.6論文的主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展, 現(xiàn)代化程度日益提高,高層建筑愈來(lái)愈多, 電梯也隨之增多,

50、電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位得到了提高,成為重要的運(yùn)輸設(shè)備之一。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的電梯控制是由繼電器、接觸器構(gòu)成。它不僅存在著可靠性差、成本高、故障率高等缺點(diǎn),而且在層數(shù)增加時(shí),配線變化給制造及安裝帶來(lái)諸多不便。由此可見(jiàn)，研究一種新的電梯控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。基于此，我們提出了本次設(shè)計(jì)：PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要以PLC作為工具對(duì)升降電梯的各種操作進(jìn)行控制。通過(guò)編寫(xiě)程序，對(duì)

51、電梯的升降動(dòng)作進(jìn)行模擬仿真。此電梯模型所采用的類型為歐姆龍CP1H程序設(shè)計(jì)采用模塊化編程思想，即根據(jù)各功能實(shí)現(xiàn)的條件及原則設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊。設(shè)計(jì)的程序要求完成電梯自動(dòng)運(yùn)行功能如：內(nèi)選外召喚信號(hào)的登記、消號(hào)、到層自動(dòng)開(kāi)門(mén)、延時(shí)自動(dòng)運(yùn)行等。合理分配轎廂內(nèi)指令的執(zhí)行和廳外召喚的應(yīng)答。</p><p>　　2.系統(tǒng)原理及方案設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)控制核心為plc主機(jī)，通過(guò)plc輸入接口送入

52、plc. 由存儲(chǔ)器的plc 軟件運(yùn)算處理，然后經(jīng)輸出接口分別向指層器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向主拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。具體的電梯控制信號(hào)原理如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1電梯PLC信號(hào)控制系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　2.1電梯控制系統(tǒng)</b></p><p><b>　　1.電梯的結(jié)構(gòu)</b>

53、</p><p>　　電梯是機(jī)電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品，機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體，電器部分相當(dāng)于人的神經(jīng)。機(jī)與電的高度合一，使電梯成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜和產(chǎn)品。對(duì)于電梯的結(jié)構(gòu)而言，傳統(tǒng)的方法是分為機(jī)械部分和電氣部分，但以功能系統(tǒng)來(lái)描述，則更能反映電梯的特點(diǎn)。</p><p><b>　　(1)曳引系統(tǒng)</b></p><p>　　曳引系統(tǒng)的主要功能是輸

54、出與傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。</p><p><b>　　(2)導(dǎo)向系統(tǒng)</b></p><p>　　導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。</p><p><b>　　(3)轎廂</b><

55、/p><p>　　轎廂是運(yùn)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。</p><p><b>　　(4)門(mén)系統(tǒng) </b></p><p>　　門(mén)系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門(mén)系統(tǒng)由轎廂門(mén)，層門(mén)，開(kāi)門(mén)機(jī)，門(mén)鎖裝置組成。</p><p><b>　　(5)重量平衡系統(tǒng)</b

56、></p><p>　　系統(tǒng)的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動(dòng)正常。系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。</p><p><b>　　(6)安全保護(hù)系統(tǒng)</b></p><p>　　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(hù)裝置組成

57、。</p><p><b>　　2.2電力拖動(dòng)系統(tǒng)</b></p><p>　　電梯主拖動(dòng)類型有直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、直流G－M（即發(fā)電機(jī)－電動(dòng)機(jī)組供電）拖動(dòng)、晶閘管供電（SCR－M）的直流拖動(dòng)和交流雙速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流調(diào)壓調(diào)速（AVCC）拖動(dòng)、交流變頻調(diào)速（VVVF）等。因直流電梯的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)有電刷和換相器，可靠性低，維護(hù)量較大，，現(xiàn)已被交流調(diào)速電梯所取代

58、。為了得到較好的舒適感，要求曳引電動(dòng)機(jī)在選定的調(diào)速方式下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩總能達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求[4]?？紤]到電壓的波動(dòng)、導(dǎo)軌不夠平直造成的運(yùn)動(dòng)阻力增大等因素，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩還應(yīng)有一定的裕度，我選用交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)即三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　2.3電梯的工作原理</p><p>　　曳引繩兩端分別連著轎廂和對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引

59、繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動(dòng)。常閉塊式制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動(dòng)，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，對(duì)重用來(lái)平衡轎廂載荷、減少電動(dòng)機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來(lái)補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動(dòng)中的張力和重量變化，使曳引電動(dòng)機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎

60、廂得以準(zhǔn)確?？俊ｋ姎庀到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)完成選層、平層、測(cè)速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時(shí)顯示轎廂的運(yùn)動(dòng)方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全。</p><p>　　2.4設(shè)計(jì)思想 </p><p>　　1.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則</p><p>　　任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)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(jì)PLC

61、控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：</p><p>　　1)最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求</p><p>　　充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。</p><p>　　2)保證PLC控

62、制系統(tǒng)安全可靠</p><p>　　保證PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。</p><p>　　3)力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便</p><

63、;p>　　一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)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?cái)U(kuò)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(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。</p><p><b>　　4)適應(yīng)

64、發(fā)展的需要</b></p><p>　　由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)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、/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。</p><p>　　2.5樓層顯示系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　1）當(dāng)103.01，103.01為高

65、電平時(shí)，數(shù)碼管bc段得電，七段數(shù)碼顯示管層數(shù)為1。</p><p>　　2）當(dāng)103.00,103.01,103.06,103.04,103.03為高電平時(shí)，數(shù)碼管abged得電，七段數(shù)碼顯示管層數(shù)為2。</p><p>　　3）當(dāng)103.00,103.01,103.06,103.02,103.03為高電平時(shí)，數(shù)碼管abcgd得電，七段數(shù)碼顯示管層數(shù)為3。</p><p

66、>　　4）當(dāng)103.05,103.06,103.01,103.02為高電平時(shí)，數(shù)碼管fgbc得電，七段數(shù)碼管顯示管層數(shù)為4。</p><p>　　具體接線圖如圖2-5所示：</p><p>　　圖2-5 7段數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　2.6電梯的安全保護(hù)裝置</p><p>　　(1)電磁制動(dòng)器，裝于曳引機(jī)軸上，一般采用直流電

67、磁制動(dòng)器，啟動(dòng)時(shí)通電松閘，停層后斷電制動(dòng)。</p><p>　　(2)強(qiáng)迫減速開(kāi)關(guān)，其分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過(guò)端站換速未減速時(shí)，轎廂上的撞塊就觸動(dòng)此開(kāi)關(guān)，通過(guò)電器傳動(dòng)控制裝置，使電動(dòng)機(jī)強(qiáng)迫減速。</p><p>　　(3)限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)轎廂經(jīng)過(guò)端站平層位置后仍未停車，此限位開(kāi)關(guān)立即動(dòng)作，切斷電源并制動(dòng)，強(qiáng)迫停車，并報(bào)警。</p><p>　　(4)行程極限

68、保護(hù)開(kāi)關(guān)，當(dāng)限位開(kāi)關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過(guò)端站時(shí)，此開(kāi)關(guān)動(dòng)作。</p><p>　　(5)急停按鈕，裝于轎廂司機(jī)操縱盤(pán)上，發(fā)生異常情況時(shí)，按此按鈕切斷電源，電磁制動(dòng)器制動(dòng)，電梯緊急停車。</p><p>　　(6)廳門(mén)開(kāi)關(guān)，每個(gè)廳門(mén)都裝有門(mén)鎖開(kāi)關(guān)。僅當(dāng)廳門(mén)關(guān)上才允許電梯啟動(dòng);在運(yùn)行中如出現(xiàn)廳門(mén)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電梯立即停車。</p><p>　　(7)關(guān)門(mén)安全開(kāi)關(guān)，常見(jiàn)的是裝于

69、轎廂門(mén)邊的安全觸板，在關(guān)門(mén)過(guò)程中如安全觸板碰到乘客時(shí)，發(fā)出信號(hào)，SB15為高電平。門(mén)電機(jī)停止關(guān)門(mén)，反向開(kāi)門(mén)，延時(shí)重新開(kāi)門(mén)。</p><p>　　(8)超載開(kāi)關(guān)，當(dāng)超載時(shí)轎底下降開(kāi)關(guān)動(dòng)作，電梯不能關(guān)門(mén)和運(yùn)行，報(bào)警鈴觸點(diǎn)SB14為高電平，報(bào)警鈴響。</p><p>　　(9)其它的開(kāi)關(guān)，安全窗開(kāi)關(guān)，鋼帶輪的斷帶開(kāi)關(guān)等。</p><p><b>　　3.硬件設(shè)計(jì)

70、</b></p><p>　　3.1控制器機(jī)型的選擇</p><p>　　為了完成設(shè)定的控制任務(wù),主要根據(jù)電梯控制方式與輸入/輸出點(diǎn)數(shù)和占用內(nèi)存的多少來(lái)確定PLC的機(jī)型。本系統(tǒng)為四電梯,采用集選控制方式。所需輸入/輸出點(diǎn)數(shù)與內(nèi)存容量估算如下:</p><p>　　1．輸入/輸出點(diǎn)的估算：</p><p>　　采用PLC構(gòu)成四層簡(jiǎn)易

71、電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上召喚按鈕SB1和向上呼叫指示燈HL9，2層有上召喚按鈕SB2和向上呼叫指示燈HL10，2層向下召喚按鈕SB3和2層向下召喚按鈕HL11，3層有向上呼叫按鈕SB4和3層向上呼叫指示燈HL12，3層有向下呼叫按鈕SB5和3層向下呼叫指示燈HL13，4層有向下召喚按鈕SB6和4層向下呼叫指示燈HL14,電梯轎廂內(nèi)1~4層每層有一個(gè)按鈕，共4個(gè)，1~4層

72、到達(dá)指示燈有4個(gè)，轎廂內(nèi)指示燈有4個(gè)，上行方向指示燈HL15，下行方向指示燈HL16，電梯開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)分別通過(guò)電磁鐵KM3和KM4控制，關(guān)門(mén)到位由行程開(kāi)關(guān)SQ6檢測(cè)，開(kāi)門(mén)到位由行程開(kāi)關(guān)SQ5檢測(cè)。報(bào)警電鈴HL17，七段顯示器放光二極管有7個(gè)，電梯上升極限位SQ7，電梯下降極限位SQ8，超重信號(hào)SB13，警報(bào)器按鈕SB14，激光傳感器SB15，轎廂上行和下行由接觸器KM1和KM2控制，并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。</p>

73、<p>　　輸入點(diǎn)共有25個(gè)，輸出點(diǎn)共有28個(gè),總共53個(gè)。</p><p>　　2. 內(nèi)存容量的估算</p><p>　　用戶控制程序所需內(nèi)存容量與內(nèi)存利用率、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、用戶的程序編寫(xiě)水平等因素有關(guān)。因此,在用戶程序編寫(xiě)前只能根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度進(jìn)行估算。本系統(tǒng)有開(kāi)關(guān)量I/O總點(diǎn)數(shù)有53個(gè)，模擬量I/O數(shù)為0個(gè)。利用估算PLC內(nèi)存總?cè)萘康挠?jì)算公式:&l

74、t;/p><p>　　所需總內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開(kāi)關(guān)量I/O總點(diǎn)數(shù)×(10～15)+模擬量I/O總點(diǎn)數(shù)×(150～250)再按30%左右預(yù)留余量。估算本系統(tǒng)需要約1K字節(jié)的內(nèi)存容量。</p><p>　　綜合I/O點(diǎn)數(shù)以及內(nèi)存容量，CP1H-X40DT-D 40點(diǎn)CPU單元,24輸入16點(diǎn)晶體管輸出，輸出點(diǎn)數(shù)為24／16，以及擴(kuò)展PLC型號(hào)為CP1W-40EDT 

75、擴(kuò)展I/O單元 40點(diǎn) 24點(diǎn)輸入16點(diǎn)晶體管輸出，由于CP1H中的100CH/101CH的高位08-15可作為內(nèi)部輔助繼電器使用，所以CP1H-X40DT-D中的輸出點(diǎn)100.08作為擴(kuò)展口使用，足以滿足要求。</p><p>　　3.2輸入/輸出點(diǎn)分配：</p><p><b>　　I/O分配：</b></p><p>

76、　　3.3PLC I/O接線圖：</p><p>　　圖3-3 I/O接線圖</p><p>　　3.4四層電梯曳引電機(jī)及門(mén)電機(jī)電路圖</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖3-4所示。圖中M1，M2為曳引電機(jī)和門(mén)電機(jī)，交流接觸器KM1~KM4通過(guò)控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制轎廂和廳門(mén)，其中KM1控制電梯的上行運(yùn)動(dòng)，KM2控制電梯的

77、下行運(yùn)動(dòng)，KM3控制電梯門(mén)開(kāi)啟，KM4控制電梯門(mén)關(guān)閉，從而進(jìn)行對(duì)整個(gè)電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過(guò)載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過(guò)載時(shí)斷開(kāi)主電路。FU1為熔斷器，起過(guò)電流保護(hù)作用。其中M1電動(dòng)機(jī)選用Y132M-4三相異步電動(dòng)機(jī)，功率7.5KW，電壓380V，轉(zhuǎn)速1440r/min ，M2電動(dòng)機(jī)選用Y112M-4三相異步電動(dòng)機(jī)，功率4KW，電壓380V，轉(zhuǎn)速1440r/min 。交流接觸器KM1~KM4型號(hào)為CJQ-20，電壓為38

78、0V，電流20A。FR1,FR2選用JR2-1，熱元件電流15.4A。</p><p>　　圖3-4 電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖</p><p>　　3.5PLC的輸出接口電路</p><p><b>　　(1)輸出接口電路</b></p><p>　　PLC的輸出方式有三種：一是繼電器方式，；二是晶體管方式；三是晶閘管

79、方式。這三種PLC輸出模塊所接的外部負(fù)載也各不相同，繼電器輸出可以是交流負(fù)載或直流負(fù)載，晶閘管輸出僅是交流負(fù)載；晶體管輸出僅是直流負(fù)載；其接口電路分別如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 PLC的輸出接口電路</p><p>　?。╝）繼電器方式輸出 （b）晶體管方式輸出 （c）晶閘管方式輸出</p><p>　　a.繼電器方

80、式輸出電路形式外接電源既可以是直流，也可以是交流。PLC繼電器輸出電路形式允許負(fù)載一般是AC250V/50V以下，負(fù)載電流可達(dá)2A，容量可達(dá)80～100VA（電壓×電流），因此，PLC的輸出一般不宜直接驅(qū)動(dòng)大電流負(fù)載（一般通過(guò)一個(gè)小負(fù)載來(lái)驅(qū)動(dòng)大負(fù)載，如PLC的輸出可以接一個(gè)電流比較小的中間繼電器，再由中間繼電器觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)大負(fù)載，如接觸器線圈等）。</p><p>　　PLC繼電器輸出電路的形式繼電器觸點(diǎn)的

81、使用壽命也有限制（一般數(shù)十萬(wàn)次左右，根據(jù)負(fù)載而定，如連接感性負(fù)載時(shí)的壽命要小于阻性負(fù)載）。此外，繼電器輸出的響應(yīng)時(shí)間也比較慢（10ms）左右，因此，在要求快速響應(yīng)的場(chǎng)合不適合使用此種類型的電路輸出形式。</p><p>　　當(dāng)連接感性負(fù)載時(shí)，為了延長(zhǎng)繼電器觸點(diǎn)的使用壽命，對(duì)于外接直流電源時(shí)的情況，通常應(yīng)在負(fù)載兩端加過(guò)電壓抑制二極管；對(duì)于交流負(fù)載，應(yīng)在負(fù)載兩端加RC抑制器。</p><p>

82、　　b.晶體管輸出電路：</p><p>　　晶體管輸出電路形式相比于繼電器輸出響應(yīng)快（一般在0.2ms以下），適用于要求快速響應(yīng)的場(chǎng)合；由于晶體管是無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)，因此比繼電器輸出電路形式的壽命長(zhǎng)。晶體管輸出型電路的外接電源只能是直接電源，這是其應(yīng)用局限的一方面。另外，晶體管輸出驅(qū)動(dòng)能力要小于繼電器輸出，允許負(fù)載電壓一般為DC5V～30V，允許負(fù)載電流為0.2A～0.5A。這兩點(diǎn)的使用晶體管輸出電路形式時(shí)要注意。&

83、lt;/p><p>　　c.雙向晶閘管輸出電路：</p><p>　　雙向晶閘管輸出電路只能驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，響應(yīng)速度也比繼電器輸出電路形式要快，壽命要長(zhǎng)。雙向晶閘管輸出的驅(qū)動(dòng)能力要比繼電器輸出的要小，允許負(fù)載電壓一般為AC85～242V；單點(diǎn)輸出電流為0.2A～0.5A，當(dāng)多點(diǎn)共用公共端時(shí)，每點(diǎn)的輸出電流應(yīng)減?。ㄈ鐔吸c(diǎn)驅(qū)動(dòng)能力為0.3A的雙向晶閘管輸出，在4點(diǎn)共用公共端時(shí)，最大允許輸出為0.8A

84、/4點(diǎn)）。為了保護(hù)晶閘管，通常在PLC內(nèi)部電路晶閘管的兩端并接RC阻容吸收元件（一般為0.015uF/22Ω左右）和壓敏電阻，因此在晶閘管關(guān)斷時(shí)，PLC的輸出仍然有1～2mA的開(kāi)路漏電流，這就可能導(dǎo)致一些小型繼電器在PLC輸出OFF時(shí)無(wú)法關(guān)斷的情況。對(duì)于電阻負(fù)載而言，繼電器輸出的PLC每點(diǎn)電流為為2A，個(gè)別型號(hào)的PLC每點(diǎn)負(fù)載電流高達(dá)8~10A，晶閘管和晶體管輸出型PLC負(fù)載電流一般在0.3~0.5A。在本設(shè)備中，由于不需要高負(fù)載，屬于

85、高頻場(chǎng)合，所以選用晶體管輸出電路模式。本設(shè)計(jì)用的PLC CP1H-X40DT-D芯片具有晶體管輸出功能，所以無(wú)需外接其他電路。</p><p><b>　　4.軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</b></p><p>　　按下電梯啟動(dòng)按鈕，電梯開(kāi)始運(yùn)行，判斷電梯是否為極限位，如果是極限位，電

86、梯發(fā)出報(bào)警信號(hào)，如果不是，電梯正常運(yùn)行，其中極限位有上極限位和下極限位，起安全保護(hù)作用。具體示意如下圖4-1所示。</p><p>　　4.2電梯開(kāi)關(guān)門(mén)流程圖</p><p>　　電梯的開(kāi)關(guān)門(mén)由行程開(kāi)關(guān)和呼叫信號(hào)來(lái)控制，例如：當(dāng)電梯在3樓，那么3樓的行程開(kāi)關(guān)閉合，如果3樓有向下呼叫或者選層，那么電梯停止并開(kāi)門(mén)。如果沒(méi)有，那么電梯不開(kāi)門(mén)。繼續(xù)上升或下降，具體示意如圖4-2所示：</p&

87、gt;<p>　　4.3電梯上升下降流程圖</p><p><b>　　電梯上行</b></p><p>　　a.當(dāng)電梯停于1樓（1F）或2F、3F時(shí)，4樓呼叫，則上行到4樓碰到行程開(kāi)關(guān)后停止。</p><p>　　b.電梯停于1F或2F，3F呼叫，則上行，碰到3樓行程開(kāi)關(guān)后停止。</p><p>　　c.

88、電梯停于1F，2F呼叫，則上行，碰到2F行程開(kāi)關(guān)后停止。    </p><p>　　d.電梯停于1F，2F，3F同時(shí)呼叫，則電梯上行到2F后，停5S，繼續(xù)上行到3F后停止。    </p><p>　　e．電梯停于1F，3F、4F同時(shí)呼叫，電梯上行到3樓，停5秒，繼續(xù)上行到4樓停止。    <

89、/p><p>　　f.電梯停于1樓，2樓、4樓同時(shí)呼叫電梯上行到2樓，停5秒，繼續(xù)上行到4樓停止。    </p><p>　　g.電梯停于1樓，2、3、4樓同時(shí)呼叫電梯上行到2樓，停5秒，繼續(xù)上行到3樓，停5秒，再繼續(xù)上行到4樓停止。    </p><p>　　h.電梯停于2樓，3、4樓同時(shí)呼叫，電梯上行到

90、3樓，停5秒，繼續(xù)上行到4樓停止。</p><p><b>　　電梯下行</b></p><p>　　a.電梯停于4樓或3樓或2樓，1樓呼叫，電梯下行到1樓停止。</p><p>　　b.電梯停于4樓或3樓，2樓呼叫，電梯下行到2樓停止</p><p>　　c.電梯停于4樓，3樓呼叫，電梯下行到3樓停止。</p&g

91、t;<p>　　d.電梯停于4樓，3樓、2樓同時(shí)呼叫，電梯下行到3樓，停5秒，繼續(xù)下行到2樓停止。    </p><p>　　f.電梯停于4樓，2樓、1樓同時(shí)呼叫，電梯下行到2樓，停5秒，繼續(xù)下行到1樓停止。    </p><p>　　g.電梯停于4樓，3樓、2樓、1樓同時(shí)呼叫，電梯下行到3樓

92、，停5秒，繼續(xù)下行到2樓，停5秒，再到1樓停止。</p><p>　　具體示意如圖4-3所示：</p><p>　　圖4-3 電梯上升下降流程圖</p><p><b>　　4.4梯形圖</b></p><p>　　電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　　電梯的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能：</

93、p><p>　　1)行車方向由內(nèi)選信號(hào)決定,順向優(yōu)先執(zhí)行； </p><p>　　2)行車途中如遇呼梯信號(hào)時(shí),順向截車,反向不截車； </p><p>　　3)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)具有記憶功能,執(zhí)行后解除； </p><p>　　4)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)、行車方向、行車樓層位置均由信號(hào)燈指示；</p><p>　　5)停層時(shí)可

94、延時(shí)自動(dòng)開(kāi)門(mén)、手動(dòng)開(kāi)門(mén)、(關(guān)門(mén)過(guò)程中)本層順向呼梯開(kāi)門(mén)； </p><p>　　6)無(wú)內(nèi)選時(shí)延時(shí)5s自動(dòng)關(guān)門(mén)，但不能自動(dòng)行車； </p><p>　　7)行車時(shí)不能手動(dòng)開(kāi)門(mén)或本層呼梯開(kāi)門(mén),開(kāi)門(mén)不能行車。</p><p>　　具體程序如下列圖示所示：</p><p><b>　　4-4程序梯形圖</b></p>

95、<p>　　4-4 程序梯形圖續(xù)</p><p>　　4-4 程序梯形圖續(xù)</p><p>　　4-4 程序梯形圖續(xù)</p><p>　　4-4 程序梯形圖續(xù)</p><p>　　5.電梯PLC的調(diào)試</p><p><b>　　5.1模擬調(diào)試</b></p><

96、p>　　模擬調(diào)試可以在輸入端接上手動(dòng)按鈕，而在PLC的輸出指示燈上看輸出。這種調(diào)試比較抽象，輸入信號(hào)完全靠手動(dòng)來(lái)控制。如按下SB11是三層內(nèi)呼，如此時(shí)電梯不在三層，則對(duì)應(yīng)輸出指示燈亮，然后依次通過(guò)手動(dòng)來(lái)控制接近開(kāi)關(guān)按鈕，到第三層時(shí)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，輸出指示燈滅。其它層的運(yùn)行模擬調(diào)試同理。</p><p><b>　　5.2調(diào)試圖</b></p><p><b&g

97、t;　　如下列圖所示：</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本系統(tǒng)主要以PLC為核心，利用PLC的強(qiáng)大的控制功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)升降電梯的控制。利用梯形圖程序可以很直觀的看出運(yùn)行過(guò)程。利用可編程控制器控制升降電梯，具有接線簡(jiǎn)單、編程直觀、擴(kuò)展容易等特點(diǎn)。當(dāng)建筑物的層樓增加時(shí)，硬件接線上只需增加樓層相應(yīng)的輸入信號(hào)。原來(lái)的接線不需

98、改變，軟件上只需增加相應(yīng)樓層的功能，要改動(dòng)的地方也較少。本設(shè)計(jì)在電梯的超重系統(tǒng)有所缺陷，還需改進(jìn)。經(jīng)過(guò)調(diào)試，結(jié)果表明，在適應(yīng)性、精確性和可靠性方面，到達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，表明該設(shè)計(jì)方案是可行的。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在本論文即將脫稿之際，我要由衷感謝我的指導(dǎo)教師，感謝導(dǎo)師讓我對(duì)人生的意義有了更深刻的正確認(rèn)識(shí)，那就是人作為社會(huì)的一

99、個(gè)單元必須作一個(gè)正直的人，而且應(yīng)該對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)。同時(shí)老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和淵博的知識(shí)給我留下了深深的印象。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中老師給了我很大的幫助，從平時(shí)具體問(wèn)題的指導(dǎo)到最后論文的撰寫(xiě)，無(wú)不傾注著老師的心血。我感覺(jué)在我的本科學(xué)業(yè)階段能作為老師的學(xué)生，自己是很幸運(yùn)的。在此，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。</p><p>　　同時(shí)還要感謝在學(xué)習(xí)期間所有教過(guò)我的老師，是老師們耐心的指導(dǎo)才使我成為一名合格的大

100、學(xué)生，還要感謝所有支持和幫助過(guò)我的同學(xué)們，只有所有師生的共同努力xx才會(huì)變得更加精彩！最后謝謝所有給予我關(guān)心和幫助的人，祝他們工作順利，學(xué)習(xí)進(jìn)步。</p><p>　　通過(guò)本設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)到了很多東西，在工作的細(xì)心上也得到了提高。并且，更了解了有關(guān)可編程控制器的功能。我選擇這個(gè)設(shè)計(jì)，也是為了彌補(bǔ)以前學(xué)習(xí)上的不足。這次設(shè)計(jì)，使我了解到老師的用心良苦，并且從老師那學(xué)到了很多寶貴的東西。</p><p&

101、gt;<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]廖常初.可編程控制器應(yīng)用技術(shù).重慶大學(xué)出版社，1997：50-55</p><p>　　[2] 汪曉光.可編程控制原理及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社，2005：8～12</p><p>　　[3]王兆義.可編程控制器教程.機(jī)械工業(yè)出版社，2006：100-120</p><

102、;p>　　[4]陳宇.可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧.華南理工大學(xué)出版社，2006：25-42</p><p>　　[5]魏德仙.可編程控制器原理及應(yīng)用.高等教育出版社，2009：45-60</p><p>　　[6]朱紹祥.可編程控制器原理及應(yīng)用.上海交通大學(xué)出版社，1988：26-30</p><p>　　[7]鐘肇新.可編程序控制器原理及應(yīng)用.華南理工大學(xué)出

103、版社，2008：2-5</p><p>　　[8]張興國(guó). 可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用. 中國(guó)電力出版社，2006：21-23</p><p>　　[9]洪忠渝．可編程序控制器的原理及應(yīng)用．青島：青島海洋大學(xué)，1988：35-41</p><p>　　[10]劉載文、李惠升、鐘亞林.電梯控制系統(tǒng).電子工業(yè)出版社，1996：20-24</p><p&

104、gt;　　[11]毛中源.微機(jī)控制電梯.國(guó)防工業(yè)出版社，1996：23-26</p><p>　　[12] 李光弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京航空航天大學(xué)出版社，2000：1-10</p><p>　　[13] 梁延?xùn)|.電梯控制技術(shù)[M].小國(guó)建筑出版社，1997，13—18</p><p>　　[14] 李秧耕、何喬治、何峰.電梯基本原理及安裝維修全書(shū).機(jī)械出版社，2003

105、：98-106</p><p>　　[15] 陳家盛．電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修.機(jī)械工業(yè)出版社，2003:4-13</p><p>　　[16]Mt. Prospect.MCS 51 Family of Microcontrollers Architectural Overview. September 1993.</p><p><b>　　附錄</

106、b></p><p><b>　　程序語(yǔ)句表</b></p><p><b>　　LD 0.06</b></p><p><b>　　OR 102.02</b></p><p><b>　　OR T0001</b></p><p&

107、gt;　　ANDNOT 0.07</p><p>　　ANDNOT 1.04</p><p>　　ANDNOT 102.03</p><p>　　ANDNOT 1.07</p><p>　　OUT 102.02</p><p>　　開(kāi)門(mén)延時(shí)定時(shí)器，延時(shí)3秒</p><p><b>　　

108、LD 1.00</b></p><p><b>　　OR 1.01</b></p><p><b>　　OR 1.02</b></p><p><b>　　OR 1.03</b></p><p>　　ANDNOT 102.02</p><p>

109、;　　TIM 0001 #0030</p><p><b>　　電梯關(guān)門(mén)</b></p><p><b>　　LD 0.07</b></p><p><b>　　OR 102.03</b></p><p><b>　　OR T0002</b></p&

110、gt;<p>　　ANDNOT 0.06</p><p>　　ANDNOT 1.05</p><p>　　ANDNOT 102.02</p><p>　　ANDNOT 1.07</p><p>　　OUT 102.03</p><p>　　電梯關(guān)門(mén)定時(shí)器，延時(shí)3秒</p><p>

111、<b>　　LD 1.04</b></p><p>　　ANDNOT 102.03</p><p>　　TIM 0002 #0030</p><p><b>　　中間繼電器</b></p><p><b>　　LD W0.00</b></p><p>&

112、lt;b>　　OR 1.00</b></p><p><b>　　OR 1.02</b></p><p>　　ANDNOT W0.01</p><p><b>　　OUT W0.00</b></p><p><b>　　中間繼電器</b></p>

113、<p><b>　　LD W0.01</b></p><p><b>　　OR 1.01</b></p><p><b>　　OR 1.03</b></p><p>　　ANDNOT W0.00</p><p><b>　　OUT W0.01</b&