畢業(yè)設計四層電梯的 PLC 的控制系統(tǒng)

1、煙臺工程職業(yè)技術學院 機制工藝 系 機械制造與制造 專業(yè) 08305 級畢 業(yè) 設 計（論文）題 目: 四層電梯的plc的控制系統(tǒng) 姓名 劉貞江 學號 2008010191 指導教師（簽名） 姜明國 2010年11月20日煙臺工程職業(yè)技術學院誠 信 承 諾 書本人慎重承諾：我所撰寫的設計（論文） 電梯的plc改造 是在老師的指導下自主完成，沒有剽竊或抄襲他人的論文或成果。如有剽竊、抄襲，本人愿意為由此引起的后果承擔相應責任。畢業(yè)論文（設計）的研究成果歸屬學校所有。 學生(簽名)：劉貞江 2010年 9月 10 日 機制系畢業(yè)設計任務書設計題目：四層電梯的plc控制系統(tǒng) 學生姓名： 劉貞江 系別

2、： 機制工藝系專業(yè): 機械制造與制造 班級: 08305班 指導教師姓名:姜明國 職稱: 高級講師 課題來源： 命 題 任務書下達時間 2010-9-10 教學科主任簽字 王志剛 一、畢業(yè)設計主要內容1、查閱plc控制系統(tǒng)的基本理論。2、分析四層電梯的plc系統(tǒng)。3、寫出畢業(yè)論文。4、畫出電路圖。二、畢業(yè)設計的主要技術指標 1、在本設計當中采用歐姆龍系列的plc 2、對四層電梯進行分析，用plc系統(tǒng)完成三、畢業(yè)設計基本要求1、按時與教師見面，接受檢查。2、按進度要求完成畢業(yè)設計任務。3、提交符合標準要求的畢業(yè)設計論文。4、準時參加畢業(yè)設計答辯。四、應收集的文獻資料1、李向東電氣控制與plcm北

3、京：機械工業(yè)出版社，20052、余雷聲電氣控制與plc應用m北京：機械工業(yè)出版社，1996五、進度計劃序號畢業(yè)設計階段性工作及成果時間安排1布置畢業(yè)設計2010、09、102交初稿2010、10、203定稿2010、11、104答辯2010、11、20前摘 要 隨著我國經濟的高速發(fā)展，微電子技術、計算機技術和自動控制技術也得到了迅速發(fā)展，交流變頻調速技術已經進入一個嶄新的時代，其應用越來越廣。而電梯作為現代高層建筑的垂直交通工具，與人們的生活緊密相關，隨著人們對其要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動技術已經發(fā)展到了調頻調壓調速，其邏輯控制也由plc代替原來的繼電器控制。plc是集計算機控制、

4、自動控制技術、通信技術為一體的新型自動控制裝置。它的編程軟件采用易學易懂的梯形圖語言,控制靈活方便，抗干擾能力強，運行穩(wěn)定可靠，本次設計對傳統(tǒng)電梯控制方式加以更新，運用高性價比的現代plc控制方式，力求以人性化、智能化方向設計出一款高效、安全、價廉；能個性化組合且能在商業(yè)辦公樓、行政大樓、中小型賓館和居民公寓中發(fā)揮顯著作用的普及型電梯控制系統(tǒng)。實際上電梯是根據外部呼叫信號和自身控制規(guī)律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制都不能滿足控制要求。因此，本系統(tǒng)采用經驗設計法為主的設計方法，取得了良好的效果。關鍵詞：電梯 plc 傳感器 智能化 繼電器

5、abstract with the development of the economy, microelectronic technology, computertechnology and the automatic theory are developed rapidly, the ac variablefrequency technology has been in a new state. its application is becoming moreand more widely. but the elevator as an important traffic in skysc

6、raper，it also hasdeveloped quickly with the improving requirement of the people .its draggingtechnology has developed from dc timing to ac variable frequency timing andits logic control- relay control also has been replaced by plc.plc is a computer control, automatic control technology, communicatio

7、n technology as one of the new type of automatic control devices. its programming software language used to learn to understand the ladder controlling convenience, anti-interference ability, stable and reliable operation, this design approach on the traditional elevator control to be updated, using

8、modern plc control cost-effective manner, and strive to human and intelligence, keep pushing new design an efficient, safe, cheap; can be personalized and can mix in commercial office buildings, administrative buildings, small hotels and apartment residents play a significant role in the popularizat

9、ion of elevator control system . in fact the lift is based on an external call signals and other operation control law itself, but calls are random, the lift is actually a man-machine interactive control system, simple to use in order to control or logic control can not satisfy the control requireme

10、nts.therefore, the system design using experience-based design has achieved good results.keywords: elevator plc sensor intelligent relays目 錄摘要 ()abstract()一前言(1)二 本程序的設計思路(2)三 plc可編程介紹(3) （一） 基本組成(3) （二） 輸入輸出接口(4) （三） 可編程程序控制器的工作過程(4) （四） 編程語言和指令系統(tǒng)(7)四 硬件部分電路設計(10)（一） 控制電路的基本結構和作用(10)（二） 主電路的設計 (10)

11、五 輔助電路的設計(12)（一） 輸入輸出電路(12)（二） 確定輸入和輸出點個數(12)六 程序的設計(14)（一） 本設計要達到的具體目的和控制要求(14)（二） 本程序的目標(16)七 plc程序的調試(17)（一） 調試前的準備工作(17)（二） 具體調試過程(18)結束語(20)致謝(21)參考文獻(22)iii一 前言隨著變頻技術和plc控制技術的發(fā)展，自動化應用也越來越多，由于一些行業(yè)的的要求或是由于工作和場地的特殊情況，電氣控制部分一般都很簡單，多數采用人工手動控制或采用繼電器控制方式。這些升降機械存在一些明顯的問題，如啟動停止和運行不平穩(wěn)，升降運動過程動作不可靠，自動化程度不

12、高，故障率較高，設備能耗高，無法應急運行，存在安全隱患等等1?；谶@些問題使得這些升降機械很難在生產生活中發(fā)揮高效率的作用，同時也使得國內這些生產的升降機械無法與進口的自動化生產線配套使用，也無法根據實際的生產需要轉換和調整升降機械的動作方式和工作順序。電梯作為現代智能建筑內的代步工具。越來越顯示出它的重要作用，為了適應電梯的迅速發(fā)展。由plc控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制已成為發(fā)展定局plc是集計算機控制、自動控制技術、通信技術為一體的新型自動控制裝置。它的編程軟件采用易學易懂的梯形圖語言!控制靈方便，抗干擾能力強，運行穩(wěn)定可靠，本次設計對傳統(tǒng)電梯控制方式加以更新，運用高性價比的現代plc控制方式，

13、力求以人性化、智能化方向推存出新!設計出一款高效、安全、價廉；能個性化組合且能在商業(yè)辦公樓、行政大樓、中小型賓館和居民公寓中發(fā)揮顯著作用的普及型電梯控制系統(tǒng)。實際上電梯是根據外部呼叫信號和自身控制規(guī)律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制都不能滿足控制要求。因此，本系統(tǒng)采用經驗設計法為主的設計方法，取得了良好的效果。26二 本程序的設計思路針對控制要求,選用mov指令cmp指令為主,即先把轎廂所在樓層號傳送到一個通道中，再把呼梯樓層號傳送到另一個通道中，然后將這兩個通道的內容進行比較。若呼梯樓號大于轎廂所在樓號則電梯上行( 若呼梯樓號小于轎廂所

14、在樓號則電梯下行(若兩樓號的內容相等則電梯停在該樓層，對于電梯的這種控制方式是本例程序設計的主線，為了實現電梯順向優(yōu)先執(zhí)行的功能，即當電梯在上行過程中有多個呼梯信號發(fā)出時，先接送轎廂所在樓層以上的乘客，直到轎廂以上樓層無呼梯信號或轎廂已到達建筑物頂層時，電梯才會往下行駛；當電梯在下行過程中有多個呼梯信號發(fā)出時，先接送轎廂所在樓層以下的乘客，直到轎廂以下樓層無呼梯信號或轎廂已到達建筑物底層時，電梯才會往上行駛；本例各樓層的指示燈一經點亮，就將本樓層號碼實時傳送到同一個通道中， 但由于plc是至上而下掃描程序的，而且通道內的數據隨著程序讀取的進度在不斷的改變，因此在所有點亮的指示燈中，只有最靠近程

15、序末尾的指示燈傳送的樓層號，才能最后保持在通道內并傳送到輸出，直到電梯到達該樓層熄滅指示燈后，通道內的數據才可能在輸出時發(fā)生改變。這樣就確保了plc在讀取呼梯信號時，始終按照程序段的排列順序來讀取。本例將傳送呼梯樓層號的程序段分別按照從一樓到四樓和從四樓到一樓進行排列，中間設置jmp 指令， 當電梯處于上行狀態(tài)時jmp指令將從四樓到一樓的程序段跳過，轉而執(zhí)行從一樓至四樓的程序段，這樣以來，由于高樓層的程序段最靠近程序末尾，即最先被執(zhí)行輸出，于是電梯就優(yōu)先執(zhí)行上行信號，反之亦然。另外由于電梯是用來運載乘客的。 因此，它的運行的可靠性要求很高。本例用一個啟動按鈕和一個停止按鈕來控制電梯的起停，在按

16、下啟動按鈕時，系統(tǒng)立即上電，電梯處于待命狀態(tài)。而電梯在運行過程中按下停止按鈕時， 電梯不會馬上停下來，因程序中設置了等待、延時環(huán)節(jié)，當轎廂內的最后一位乘客走出轎廂后，程序中的等待部分動作將所有呼梯按鈕鎖定（此時按下任何呼梯按鈕都為無效），并使轎廂下降到一樓，經自動開門和延時關門之后啟動十秒定時部分（若在這十秒內有人按下轎廂內的開門按鈕電梯仍會開門），延時時間到動作。將系統(tǒng)電源切斷，此時電梯才被真正關斷。針對各項內容編寫出相應的程序后，將各個環(huán)節(jié)編寫的程序合理的聯(lián)系在一起，即得到一個滿足控制要求的系統(tǒng)程序2。三 plc可編程序介紹可編程序控制器是二進制邏輯運算為主的、專為工業(yè)環(huán)境應用而設計的控制

17、器，后來發(fā)展成為具有各種接口，且通訊功能和 軟件能日趨完善的工業(yè)控制器。為與個人計算機區(qū)分，可編程序控制器一般簡稱為plc。plc與單片機等計算機控制系統(tǒng)相比，具有以下特點：全系統(tǒng)采用模板化標準結構；針對生產過程的系列化i/o接口模板，能適用于各種電壓等級，越來越豐富的智能接口模板；模塊化軟件和面對普通電氣人員的梯形圖編程語言；系列化產品形成，同系列不同型號間聯(lián)網容易；適應工業(yè)環(huán)境，安裝維護容易；可靠性高，故障率低；系統(tǒng)組成靈活，易擴充，易更新；便于在線調試修改；性能價格比隨系統(tǒng)的擴大而提高，投資比例隨生產對象的擴大和復雜而降低。自1969年plc誕生至今，plc已經成為當代工業(yè)自動化的主要支

18、柱之一。iec（國際電工委員會）從1979年開始制定plc標準，且每隔23年審議一次3。（一） 基本組成 雖然plc的制造廠家很多，其系列型號琳瑯滿目，但一般而言，plc的基本組成可用圖3-1表示，由中央處理器單元（cpu板）、輸入接口部件、輸出接口部件、輸出接口部件和電源部件等四部分組成。圖3-1 plc基本組成cpu板是控制器的核心，許多廠家的plc的都采用單片機作為cpu板，其內部一般包括cpu單元、儲存起去、內部i/o通道等。為了減少對機內單片機內存容量要求的壓力，許多plc的cpu內部除數據存儲器外，其程序儲存器通常僅儲存plc系統(tǒng)管理程序，而用戶程序則采用單片機片外擴展的方法來解決

19、。 輸入輸出（i/o）部件是連接現場設備與cpu板之間的接口電路。由于plc要滿足工業(yè)生產現場惡劣環(huán)境的要求，i/o部件通常需要針對工業(yè)環(huán)境等實際情況來采取必要的措施進行設計，以滿足抗干擾方面的要求。 電源部件為plc內部其他各部件提供合適的電壓穩(wěn)定的電源。從結構形式上看，plc可分為整體形式結喉和模塊形式結構。對于整體形式結構，四個基本部件部分安裝在同一機殼內；對于模塊式結構，四個基本部件各自獨立封裝，成為獨立的模塊，各模塊之間通過機架和總線連接。小型plc一般為整體式結構，大、中型plc則多為模塊式結構4。不管是整體式或模塊式plc，由于總線都是可對外開放的，其i/o在總點數不超過選定機型

20、規(guī)定的條件下，都可根據用戶的需要進行組合和擴展。（二） 輸入輸出接口plc輸入輸出接口的主要功能是與外部設備聯(lián)系。i/o接口技術對plc能否在惡劣的工作環(huán)境中可靠工作起著關鍵的作用。plc的i/o接口可分為開關i/o和模擬i/o兩類。1 開關量輸入輸出接口開關量i/o又稱為數字量i/o或離散量i/o。plc以開關量順序控制見長。任何一個生產設備或過程的控制與管理，幾乎都是按步驟順序進行的，工業(yè)控制中80%以上的工作都可以有開關量控制完成。 模擬量輸入輸出接口 模擬量i/o接口模板的主要功能是數據轉換。輸入數據有多路選擇開關選定，經過a/d轉換成為數字量，再經過光電隔離后送到輸入鎖存器供plc調

21、用。plc處理的數字量由輸出鎖存器經光電隔離、d/a轉換變成模擬量信號，再經過放大驅動輸出到外接設備，其原理如圖3-2所示。圖3-2 plc模擬量輸入/輸出接口模擬量輸入模板的信號范圍通常是：電壓信號15v，+10v，010v；電信號020ma。模擬量輸入模板的分辨力多為12位，有的可達13位，其點密度常見的有2、4、8和16點。 使用模擬量輸入輸出接口摸班時都應注意所選plc的特殊限制，如模板總數限制、i/o總點數限制等，模塊式plc還應注意模板安裝位置的限制。 功能模板和智能模板功能模板通常指構成系統(tǒng)特殊功能所需的模板，主要有：人機對話、遠程i/o、串行通訊、與上位機聯(lián)網、高級語言、熱備模

22、板等。智能模板則是帶自己獨立的cpu芯片或相應控制的專用模板，有些智能模板還能在脫離plc后正常工作，這類模板有：溫度傳感器輸入、高速計算器、pid調節(jié)、凸輪模擬器、閥位控制、位置控制、電動機軸定位控制等。（三） 可編程程序控制器的工作過程 cpu不能同時處理多個操作任務，而只能按分時操作原理，每一時刻執(zhí)行一個操作，一個操作完成后再接著執(zhí)行下一個操作。這種分時操作過程稱為cpu對程序的掃描過程。plc的工作過程就是cpu掃描程序的過程，典型的plc工作過程如圖3-3所示。接通電源經過復位和初始化程序后，plc開始進入正常的循環(huán)掃描工作。首先，plc進行自診斷查錯，檢查系統(tǒng)硬件和用戶程序存儲器。

23、若發(fā)現錯誤，plc將切斷一切輸入，停止運行用戶程序，并通過指示燈發(fā)出警報；如果屬于一般性錯誤，則只要發(fā)出警報，等待處理，但不停機。當檢查未發(fā)現錯誤時，plc將輸入接口采樣的輸入信號從輸入緩沖器讀入，存放在映像存儲器備用。接著，plc從第一條指令開始，逐條執(zhí)行用戶程序，直到最后一條（通常是end指令，是plc判斷用戶程序是否執(zhí)行完的標志）。執(zhí)行完用戶程序后，再次復位wdt。設置wdt的目的是確保系統(tǒng)正常工作，如果在設定的時間內，wdt不能復位，則發(fā)出錯誤信號。然后，將存放在輸出映像存儲器的數據 送到輸出鎖存器鎖存（由輸出驅動電路通過輸出端子輸出給外設）。刷新i/o數據后，復位監(jiān)控定時wdt（wa

24、tchdog timer）。最后，plc進入服務外設命令的操作。設置外設服務是為了方便操作人員的介入，有利于系統(tǒng)的控制和管理，但并不影響系統(tǒng)的正常工作。若沒有外設命令或外設命令處理完畢后，plc自動再次進入自診斷操作，自動循環(huán)掃描運行。初始化自診斷查錯出錯否采樣、掃描、刷新輸入信號并存入輸出映像區(qū)復位wdt逐條執(zhí)行用戶程序，其輸出結果存入輸入映像區(qū)程序結束否輸出刷新復位wdt外設服務執(zhí)行出錯處理程序，判斷出錯性質（報警或關閉系統(tǒng)）是否圖3-3 plc工作過程上電復位（四） 編程語言和指令系統(tǒng)1. 編程語言plc的主要應用場合是工業(yè)控制過程，主要使用對象是工程技術人員。因此，plc的編程語言要滿

25、足易于調試兩方面的要求?？刂乒こ碳夹g人員熟悉控制線路圖，而plc的圖形化指令結構很適合工程技術人員使用。plc通常以內部數據儲存器單元作為變量，以一些具體參數或具體單元的地址作為常數，所以有明確的變量和常數。plc的程序結構為典型的塊式結構，應用軟件的形成只需要編輯這個過程，其余由系統(tǒng)軟件自動完成。利用編程器的按鍵、顯示和內部編輯、監(jiān)控等軟件的支持，可使plc程序的調試變的容易。因此，一般plc編程器的按鍵、顯示和內部編輯、監(jiān)控等軟件的支持，可使plc程序的調試變的容易。因此，一般plc編程語言的主要特點有：圖形化指令結構；明確的變量和常數；簡化的程序結構；應用軟件形成過程簡便；程序調試容易等

26、5。不同廠家plc的編程語言各不同，但從總體形式看，可分為兩大類：梯形圖語言和語句表語言。除此之外，有的plc還支持流程圖csf（control system flowchart）語言編程。cs編程語言采用了數字電路中常見的邏輯電路符號作為編程的基本符號，并采用數字電路原理圖的表達方式來表達程序中各變量之間的邏輯關系。1 形圖語言梯形圖語言采用的圖形與實際繼電接觸器控制系統(tǒng)的梯形圖（控制線路圖）相似，具有很強的直觀性和形象感。簡單的plc邏輯控制、系統(tǒng)的梯形圖與有觸點的電氣原理圖的比較，其中圖3-4所示電氣原理圖與plc梯形圖的比較，圖（a）是帶有自鎖觸點的線圈控制原理圖，圖（b）則是相應的p

27、lc梯形圖。s1s2kkaqbq（a）電氣原理圖（b）plc梯形圖圖3-4 電氣原理圖與plc梯圖形土22由圖可見，在電氣原路圖中，線圈k通電與否（數據邏輯通電為“1”，斷電為“0”）取決于開關s1、s2及觸點k的接通或斷開（邏輯關系）。要使線圈k通電（為“1”），必須使s1或k動作閉合（為“1”），且s2復位，其常閉觸點閉合（復位為“0”，但常閉觸點表示為邏輯非，即“0”的非為“1”，表示閉合）。在plc中，要使輸出端子q的值輸出高電平，則內部存儲單元a儲存的值應為“1”或q存儲的值為“1”，且b儲存的值則應為“0”，才能繼續(xù)保持q的值為“1”。q的值為“1”，則可以通過輸出接口輸出高電平，

28、從而實現原理圖中需要硬件開關、觸點才能實現的控制功能。在plc梯形圖中，內部存儲器單元也形象地稱為元件，但這是一個軟元件。實際上，一個元件的線圈或觸點是內部存儲器單元中的一個位來儲存其狀態(tài)。儲存值為“1”，表示該元器件的線圈處于通電狀態(tài)，元件的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。由于內部存儲單元中的內容可被無限次調用（讀?。虼嗽趐lc中“線圈元件”的“觸點個數”從理論上講有無窮多個。由次可見，plc梯形圖表示的邏輯控制，實際上是采用程序軟件取代實際硬件的控制。plc梯形圖中元件和連接線中實際并沒有電流流過，編寫程序時必須清楚這一點，它僅代表“線圈元件”與各“觸點”間的邏輯關系。plc梯形圖表示的元

29、件種類主要有：繼電器、定時/計數器以及其他功能元件。繼電器元件最為簡單，只有線圈和觸點。定時/計數器元件除了線圈和觸點外，還需要表示定時/計數值的參數，這時圖形相當于匯編語言中的操作碼，參數相當于操作數。plc梯形圖中的其他功能（中斷、跳轉、子程序調用和返回、i/o映像更新等），有的plc還有高級指令功能。一般而言，功能元件（或稱為功能指令）在plc梯形圖中也是用線圈符號加參數或帶有參數的功能塊來表示。有的plc的一條功能指令可能用多個線圈表示，其中只有一個執(zhí)行線圈，其他的都是參數設定線圈。對于plc梯形圖中采用的符號，各種機型之間有一定的差異，而元件所使用的編號則完全不同。這不僅是內部存儲器

30、的短員數不一樣，而且還有各自的匯編程序設計不同的原因。 語言表語言大多數plc，既可采用梯形圖語言編程也可采用語句表語言編程。plc的語句表語言采用助記符來表示，一般由操作碼和操作數組成。操作碼表示的是指令需要完成的操作功能，操作數為變量或常數。變量指數據存儲單元在plc工作時其存儲內容是變化的?？勺鳛樽兞繉ぶ返膒lc元件（數據存儲器單元）主要有：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、專用輔助繼電器、定時/計數器、狀態(tài)寄存器和數據寄存器。不同的plc作為變量的單元地址范圍通常也不同，但對于確定的機型，變量的地址范圍是有明確規(guī)定的。除了變量外，常數也是語句表語言中操作數的主要形式之一。使用常數的場

31、合主要有：算術運算等指令需要進行賦值時；需要通過兩個或以上參數才能確定指令的操作功能時。例如，對定時器或計數器的設定，第一個操作數選擇變量（定時器或計數器單元）的地址，第二個操作數確定定時/計數器的定時/記數值。有些plc對某些特定操作功能采用 專門的子程序來實現，著些子程序則以編號的形式存放在plc的系統(tǒng)程序中。此時，操作數除了指定完成操作所需要的參數外，還用來指定具體調用的子程序的編號6。2. 指令系統(tǒng)plc指令的類型主要有：基本邏輯指令、定時/計數器指令、數值運算指令、數據變換處理指令、程序控制指令以及其他功能指令等。 基本邏輯指令。基本邏輯指令是plc最基本的指令，用來完成對繼電器邏輯

32、變量的布爾運算。主要的基本邏輯指令有：裝入指令（又稱“取”指令、連接指令、輸入指令）、賦值指令（又稱輸出指令）、邏輯與指令（又稱觸點串聯(lián)指令）、邏輯或指令（又稱觸點并聯(lián)指令）、復位置位指令、脈沖指令等。裝入指令（“取”指令）用于一段程序的開始，表示將某一單元的內容取出來準備用于運算操作；賦值指令是將一段程序的計算結果賦值給某一數據儲存單元的操作指令，在梯形圖中相當于是一個線圈通電或斷電的輸出，所以又稱為輸指令； 定時/計數器指令。定時/計數器指令用來對事件發(fā)生的時間間隔或次數進行控制。定時器的實質也是計數器，只是其計數的脈沖是內部的時鐘脈沖。計數器的基本功能是在滿足執(zhí)行條件的情況下，根據計數輸

33、入脈沖的次數進行遞增或遞減計數。當計數值達到預先設定值時，將一個特定發(fā)邏輯變量置位為1。 數值運算指令。plc數值運算的基本指令是四則運算指令。操作功能為：對兩個操作書實施運算，并將運算結果存放到另一個操作數指令的單元。加、減、乘、除運算由操作碼指定。通常加減法指令的三個操作數的字長相同；而乘法指令中結果操作數的字長一般需要增加一倍。例如，參加運算的操作數為單字節(jié)數時，運算結果則為雙字節(jié)數，占用兩個相鄰的數據寄存器。 數據變換處理指令。數據變換處理指令完成的操作功能主要有：數據的傳送和比較、數據類型的變換、邏輯位的運算（與、或、非）和處理等。除了對立即位的“非”運算指令外，這類指令和數值運算指

34、令一樣，通常也需要三個操作數。 程序控制指令。程序控制指令主要有：定時中斷、軟件中斷指令；跳轉指令；子程序調用及返回指令；對指令的i/o映像寄存器執(zhí)行立即更新指令等。 其他功能指令。隨著plc的發(fā)展，其指令功能不斷增強，不同的plc有不同的特殊指令，如工作狀態(tài)診斷指令、智能模板信息讀寫指令、主機熱備指令等。此外，一些復雜的運算或處理指令也在指令系統(tǒng)中出現，如各種浮點數、三角函數和反對數等的運算指令、pid算法指令甚至宏操作指令等已成為plc指令系統(tǒng)的發(fā)展方向。四 硬件部分電路設計（一）硬件電路設計硬件電路是系統(tǒng)用于驅動外部設備執(zhí)行工作的部分，它可分為主電路和輔助電路，主電路（見圖4-1）采用3

35、80 伏的三相電源!經交流接觸器、熱繼電器等常用低壓電器直接驅動三相電機的運轉。輔助電路以plc器件為主!結合開關#按鈕等用于控制主電路中各接觸器、繼電器的通斷，從而控制主電路的運行狀態(tài)。 它采用交流220 伏和直流24伏兩路電源供電，其中24伏電源聯(lián)結按鈕和開關，可以確保乘客的操作安全7。圖4-1 電梯主電路（二）主電路的設計電梯的運行狀態(tài)有四種：開門和關門，上升和下降 開門和關門可由一臺開門電機的正反轉來實現!電機正轉時電梯開門，電機反轉是電梯關門。門開到位或門關緊時壓下行程開關qs5 或qs6以切斷電源，使開門電機停轉。電梯上升和電梯下降也可由一臺升降電機來實現!電機正轉時電梯上升!反轉

36、時電梯下降!并在每層樓中設有雙向行程開關qs1qs4，電梯每到達一個樓層時，壓下該樓層的平層開關，從而切斷升降電機的電源使電梯停轉。電梯就停在該樓層，為了防止電機長期過載運行或缺相運行，而發(fā)熱以至燒壞，在主電路中設有熱繼電器加以保護。同時設有熔斷器加以短路保護，一旦電機發(fā)生短路或過載運行和缺相運行，這些電器就會動作!從而及時切斷電源。此外，在三相電源的入端設有組合開關qs1，在主電路出現故障時，可以切斷并隔離電源!給檢修帶來安全和方便。硬件電路的主電路圖如圖1所示，與之對應的電器布局圖如圖4-2所示。 圖4-2 主電路電器布局五 輔助電路的設計（一） 確定輸入輸出電路電梯的運行狀態(tài)由內選信號、

37、呼梯信號、行車方向，行車樓層位置綜合plc內部程序控制規(guī)律決定。其中內選信號即轎廂內的召喚指示燈的狀態(tài)（由召喚按鈕是否按下過來決定），呼梯信號即各樓層的上、下行指示燈的狀態(tài)（由上、下行按鈕是否按下過來決定）， 行車方向即升降電機的正、反轉的狀態(tài)（由交流接觸器km1、km2的通斷狀態(tài)來決定），行車樓層位置由各樓行程開關（sq1sq4）是否壓下來決定8。整座電梯的外部結構如圖5-1所示 圖5-1 電梯外部結構（二）確定輸入和輸出點的個數選擇plc機型，作i/o分配。轎廂內有4個召喚按鈕作為輸入點，另有開門按鈕和關門按鈕，啟動按鈕和停止按鈕共4個點作為輸入。 轎廂外有6個上下行按鈕和4個平層開關作為

38、輸入。6個上下行指示燈和4個召喚指示燈作為輸出，控制電梯上下行的兩個交流接觸器線圈和控制電梯門開和關的兩個交流接觸器線圈作為輸出。 這樣共有20點輸入，14點輸出。同時考慮到系統(tǒng)控制功能的擴展需要，輸入輸出點均留有一點的冗余度，綜合各種因素在此選用cpm2a40cdra。采用110伏220伏交流電源供電，plc內部有直流24伏電源，對外提供輸入設備的服務電源。因此，將按鈕和行程開關并聯(lián)后后接到plc輸入側的公共端com上9。同樣的，plc的輸出端上的指示燈引出后并聯(lián)在一起接到交流220伏電源上，再由電源線引出經熔斷器fu2和組合開關sq2連到plc輸出側的公共端com上。plc的輸出側有多組公

39、共端，由于負載具有相同的電壓，所以各組的公共端連在一起。對于電動機的正反轉控制，不僅在編程序時要保證正反轉互鎖，plc的外部接線也要采取互鎖的措施，圖5-2為plc外部接線圖，圖中的升降電機正反轉控制接觸器km1、km2要利用其常閉觸電在plc外部進行互鎖。開門電機的正反轉控制接觸器km3、km4也要利用其常閉觸點進行互鎖，此外，由于電梯行車時不能開門，開門時不能行車。所以km3的常閉觸點也要串接在km1、km2接觸器的線圈上，km1、km2 的常閉觸點則要串接在km3的線圈上。圖5-2 電梯外部接線圖六 程序的設計（一）本設計要達到的具體目的和控制要求 下行選擇由上電梯的人選擇信號決定，順向

40、優(yōu)先執(zhí)行； 行車途中如遇呼梯信號時，順向截車反向不截車； 選擇信號（呼梯信號具有記憶功能）執(zhí)行后清除； 內選信號（呼梯信號）行車方向行車樓層位置均有信號指示燈； 停層時延時自動開門（手動開門）本層順向呼梯開門； 有選擇信號時自動關門，關門后延時自動行車； 無選擇信號時不能自動開門； 行車時不能手動開門或本層呼梯開門“開門”不能行車；圖6-1 電梯plc梯形圖（二）本程序的目標針對上述控制要求,選用mov指令cmp指令為主,即先把轎廂所在樓層號傳送到一個通道中，再把呼梯樓層號傳送到另一個通道中，然后將這兩個通道的內容進行比較。若呼梯樓號大于轎廂所在樓號則電梯上行( 若呼梯樓號小于轎廂所在樓號則電

41、梯下行(若兩樓號的內容相等則電梯停在該樓層，對于電梯的這種控制方式是本例程序設計的主線，為了實現電梯順向優(yōu)先執(zhí)行的功能，即當電梯在上行過程中有多個呼梯信號發(fā)出時，先接送轎廂所在樓層以上的乘客，直到轎廂以上樓層無呼梯信號或轎廂已到達建筑物頂層時，電梯才會往下行駛；當電梯在下行過程中有多個呼梯信號發(fā)出時，先接送轎廂所在樓層以下的乘客，直到轎廂以下樓層無呼梯信號或轎廂已到達建筑物底層時，電梯才會往上行駛；本例各樓層的指示燈一經點亮，就將本樓層號碼實時傳送到同一個通道中， 但由于plc是至上而下掃描程序的，而且通道內的數據隨著程序讀取的進度在不斷的改變，因此在所有點亮的指示燈中，只有最靠近程序末尾的指

42、示燈傳送的樓層號，才能最后保持在通道內并傳送到輸出，直到電梯到達該樓層熄滅指示燈后，通道內的數據才可能在輸出時發(fā)生改變。這樣就確保了plc在讀取呼梯信號時，始終按照程序段的排列順序來讀取。本例將傳送呼梯樓層號的程序段分別按照從一樓到四樓和從四樓到一樓進行排列，中間設置jmp 指令， 當電梯處于上行狀態(tài)時jmp指令將從四樓到一樓的程序段跳過，轉而執(zhí)行從一樓至四樓的程序段，這樣以來，由于高樓層的程序段最靠近程序末尾，即最先被執(zhí)行輸出，于是電梯就優(yōu)先執(zhí)行上行信號，反之亦然。另外由于電梯是用來運載乘客的。 因此，它的運行的可靠性要求很高10。本例用一個啟動按鈕和一個停止按鈕來控制電梯的起停!在按下啟動

43、按鈕時，系統(tǒng)立即上電，電梯處于待命狀態(tài)。而電梯在運行過程中按下停止按鈕時， 電梯不會馬上停下來，因程序中設置了等待、延時環(huán)節(jié)，當轎廂內的最后一位乘客走出轎廂后，程序中的等待部分動作將所有呼梯按鈕鎖定（此時按下任何呼梯按鈕都為無效），并使轎廂下降到一樓，經自動開門和延時關門之后啟動十秒定時部分（若在這十秒內有人按下轎廂內的開門按鈕電梯仍會開門），延時時間到動作。將系統(tǒng)電源切斷，此時電梯才被真正關斷。針對各項內容編寫出相應的程序后，將各個環(huán)節(jié)編寫的程序合理的聯(lián)系在一起，即得到一個滿足控制要求的系統(tǒng)程序。七 plc程序的調試（一）調試前的準備工作plc程序的調試方法有兩種，一種是先將硬件電路搭建好，

44、然后將編寫好的程序輸入到plc中，并切換到“運行”模式下，通電后按動電路板上的按鈕和開關，觀察各指示燈的亮滅狀態(tài)和接觸器的通斷狀態(tài)，以此判斷程序的好壞。另一種是將plc連接在微機上，并運行cxprogrammer中的監(jiān)視模式下進行調試。前一種方法由于硬件電路中的故障會給程序的調試和診斷帶來困難，所以一般不適合編寫程序過程中的調試11。在此，先采用第二種方法對程序進行調式和修改，整個程序基本確定以后，再用第一種方法進行系統(tǒng)調試。由于兩種方式的調試過程基本一致。因此，只介紹第二種調試方法。首先，將編寫好的梯形圖程序輸入cxprogrammer的圖表工作區(qū)中，由于本例程序較長，為了操作方便將所有控制

45、按鈕和開關調用到程序末尾，將它們連接成一塊“虛擬控制面板”如圖7-1。按動此面板上的按鈕和按動分散在程序中的按鈕其效果是一樣的。同樣的為了便于觀察和判斷輸出指示燈和繼電器的狀態(tài)，將所有輸出指示燈和繼電器線圈的常開觸點調用到程序的末尾，并構成一塊“虛擬顯示面板”如圖7-2，此面板上觸點的通斷狀態(tài)和程序中與其對應的各指示燈和繼電器線圈的通斷狀態(tài)是一樣的。 將plc通訊端口與計算機相連后，單擊菜單欄中的plc（c）下的“程序檢查選項”按鈕，打開程序檢查選項對話框，設置好檢查級別后單擊“確定”。檢查無誤后單擊菜單欄中plc（c）下的“傳送到”按鈕。將程序傳送到plc 內。再單擊工具欄中的“監(jiān)視”按鈕，

46、將plc切換到“監(jiān)視”模式下。到此為止，一切準備工作就緒。圖7-1 虛擬控制模板圖7-2 虛擬控制模板（二）具體的調試過程首先，在虛擬面板中壓下一樓平層開關和電梯門關緊時要壓下的限位開關（以下簡稱“門關緊”開關），方法是將鼠標移到目標開關的觸點上，單擊鼠標右鍵調出快捷菜單，再單擊菜單中的“強制為no”。其次，按下虛擬面板中的“啟動按鈕”，方法是將鼠標移動到目標按鈕的觸點上，單擊鼠標右鍵調出快捷菜單，接著單擊菜單中的“設置為no”。此時系統(tǒng)立即上電，并處于待命狀態(tài)。若要松開按鈕或開關，則只要將鼠標移動到目標按鈕的觸點上，單擊鼠標右鍵調出快捷菜單，接著單擊菜單中的“強制取消”即可。以下操作方法類似

47、： 按下二樓上行按鈕，二樓上行指示點亮電梯接通上行，松開一樓平層開關，電梯到達二樓壓下二樓平層開關，此時，電梯上行切斷并且熄滅二樓上行指示燈，延時2秒后轎廂開門，門開到位時壓下限位開關（以下簡稱“開到位”開關），轎廂停止開門乘客可進出轎廂，延時5秒后轎廂關門并壓下門關緊開關。轎廂停止關門并等待乘客輸入呼梯信號。 在上述基礎上，先按下四樓召喚按鈕，再分別按下三樓下行按鈕和一樓上行按鈕。此時，電梯先接通上行$經過三樓時不停車。 到達四樓并壓下行程開關時停車開門，同時熄滅四樓指示燈。延時5 秒后轎廂關門并壓下門關緊開關，之后再接通5秒延時行車定時器，定時動作電梯接通下行，經過三樓壓下行程開關時停車開

48、門，并熄滅三樓指示燈。經5秒延時關門和5秒延時行車后，電梯再次接通下行，經過二樓不停車，到達一樓并壓下行程開關時停車開門。 同時熄滅一樓指示燈， 經5秒延時后關門并壓下門關緊開關，接通5秒延時定時器。 在第2項中5秒延時動作之前，按下二樓召喚按鈕和一樓上行按鈕，電梯立即開門，并熄滅一樓指示燈。 經5秒延時關門后壓下門關緊開關，接通5秒延時定時器，在定時動作之前#若按下開門按鈕#則電梯也會開門。定時動作后電梯接通上行，若此時再壓下一樓上行按鈕或開門按鈕，電梯都不會開門并繼續(xù)上行。 電梯到達二樓時壓下行程開關，同時切斷上行并熄滅二樓指示燈，延時2秒后自動開門， 經5秒延時后關門并壓下門關緊開關。此后，若不再按下任何呼梯按鈕，電梯就一直停在二樓。 在上述基礎上，若按下三樓召喚按鈕及停止按鈕，則電梯先接通上行，到達三樓并壓下行程開關時，電梯切斷上行并熄滅三樓指示燈，延時2秒后自動開門。經5秒延時后關門并壓下門關緊按鈕。再經5秒延時后電梯接通下行，經過二樓不停車，到達一樓壓下行程開關， 電梯停車并延時開門，開到位5秒延時后關門，門關緊時接通10秒延時定時器。時間到定時器動作切斷系統(tǒng)電源。電梯就關閉了。若在10秒定時動作之前，轎廂內還有人按下開門按鈕則電梯仍會開