基于PLC的四層電梯的畢業(yè)論文

1、目錄摘要2 電梯概述4 矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。2.1 電梯的起源與發(fā)展4聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。2.2 國外電梯的情況5殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。2.3 國內電梯的情況6釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。2.6 電梯技術發(fā)展趨勢8彈貿攝爾霽斃攬磚鹵廡。第 3 章 PLC 的發(fā)展8 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。3.1 PLC 的定義廈8礴懇蹣駢時盡繼價騷。7.3.3 PLC 發(fā)展趨勢 1煢0 楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。3.4 PLC 的基本組成 1.1 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。4 章 電梯模型 PLC 控制系統(tǒng)設計 16 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨。4.1電梯的類型 錯 誤！未定義書簽。 預頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。4.2電梯示意圖 錯

2、誤！未定義書簽。 滲釤嗆儼勻諤鱉調硯錦。4.3 電梯的控制要求 錯 誤！未定義書簽。 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。4.4 PLC 控制系統(tǒng)的設計分析 錯 誤！未定義書簽。 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。4.5電梯模型 PLC 控制系統(tǒng)設計 .錯誤！未定義書簽。 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。3.2 PLC 的發(fā)展階段4.6 PLC 的選擇 錯 誤！未定義書簽。 壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。4.10 系統(tǒng)的調試與操作 錯 誤！未定義書簽。 蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。結 束 語 錯誤！未定義書簽。 買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。致 謝 19 綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。參考文獻 21 驅躓髏彥浹綏譎飴憂錦。摘要隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展， 微電子

3、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(jīng)進入一個嶄新的時代， 其應用越來越廣。 而 電梯作為現(xiàn)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(jīng)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。 電梯的電氣系統(tǒng)由拖動系統(tǒng)和控制系 統(tǒng)兩部分組成。目前電梯設計使用可編程控制器 (PLC)，功能變化靈活，編程簡 單，故障少，噪音低。維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強，控制箱占地面 積少。當乘員進入電梯，按下樓層按鈕，電梯門自動關閉后控制系統(tǒng)進行下列 運作：根據(jù)轎廂所處位置及乘員所處

4、層數(shù)。 判定轎廂運行方向， 保證轎廂平層時 減速。將轎廂停在選定的樓層上；同時，根據(jù)樓層的呼叫，順路停車，自動開關 門。另外在轎廂內外均要有信號燈顯示電梯運行方向及樓層數(shù)。 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。A b s t r a c tWith the development of the economy, microelectronic technology, computer technology and the automatic theory are developed rapidly, the AC variable frequency technology has been in a new

5、 state. Its application is becoming more and more widely. But the elevator as an important trafficin skyscraper ， it also has developed quickly with the improving requirement of the people .Its dragging technology has developed from DC timing to AC variable frequency timing and its logic control- re

6、lay control also has been replaced by PLC. Lift the electrical system from the drive system and control system composedo f two parts. Lift the current design PLC( PLC), function in a flexible, simple programming, less failure, low noise. Facilitate maintenance, energy-saving in public, anti-interfer

7、ence capability and control box covers an area of less. When the crew entered the elevator, press the floor button, automatically shut down after the elevator door. Control systems following the operation: Cabin crew and the location in which layers. Cars determine the direction of travel to ensure

8、that Car-layer slowdown. Car will be parked in the selected on the floor at the same time, under floors of the calls, parking places, automatic switching gate. Also in the Cabin have both inside and outside lights show the direction of the lift and a few floors.鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。1 前 言隨著城市建設的不斷發(fā)展， 高層建筑不斷增多，

9、 電梯在國民經(jīng)濟和生活中有 著廣泛的應用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密 不可分。實際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(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 是不能滿足控制要求的， 因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機邏輯方式控制。 隨著科學 技術的發(fā)展和計算機技術的廣泛應用， 人們對電梯的安全性、 可靠性的要求越來 越高，繼電器控制的弱點就越來越明顯。可編程序控制器 (PLC)是根據(jù)順序邏輯 控制的需要而發(fā)展起來的， 是專門為工業(yè)環(huán)境應用而設計的數(shù)字運算操作的電子 裝置。鑒于其種種優(yōu)點， 電梯的繼電器控制方式已逐

10、漸被 PLC控制代替。 目前電 梯的控制普遍采用了兩種方式， 一是采用微機作為信號控制單元， 完成電梯信號 的采集、運行狀態(tài)和功能的設定， 實現(xiàn)電梯的自動調度和集選運行功能， 拖動控 制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器( PLC)取代微機實現(xiàn)信 號集選控制。 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。 國內廠 家大多選擇第二種方式， 其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小， 自己設計和制造微機控制裝 置成本較高；而 PLC可靠性高，程序設計方便靈活，抗干擾能力強、運行穩(wěn)定等 特點，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現(xiàn)。 構氽頑黌碩飩薺齦話騖。2 電梯概述2.1 電梯的起源

11、與發(fā)展電梯在漢語詞典中的解釋為：建筑物中用電作動力的升降機 , 代替步行上下 的樓梯。說到電梯的起源要從公元前 2600 年埃及人在建造金字塔時使用了最原始的 提升系統(tǒng)說起，但這一類起重機的能源均為人力。到了 1203 年，法國的二修道 院安裝了一臺起重機， 所不同者只是該機器是利用驢作為動力， 載荷由繞在一個 大滾筒上的繩子進行起吊。 此種方法一直沿用到近代直到瓦特發(fā)明了蒸汽機， 約 在 1800 年，煤礦主才能利用起重機把礦井中的煤輸送上來。 輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。數(shù)百年來人們制造過各種類型的升降梯， 它們都具有一個共同的缺陷： 只要 起吊繩突然斷裂，升降梯便急速地墜落到底層。 1854

12、年奧的斯設計了一種制動 器：在升降梯的平臺頂部安裝一個貨車用的彈簧及一個制動桿與升降梯井道兩側 的導軌相連結， 起吊繩與貨車彈簧連結， 這樣僅是起重平臺的重量就足以拉開彈 簧，避免與制動桿接觸。如果繩子斷裂，貨車彈簧會將拉力減弱，兩端立該與制 動桿咬合，即可將平臺牢固地原地固定免繼續(xù)下墜。 “安全的升降梯”發(fā)明成功 了！一時間，奧的斯成了眾人注目的中心。第一臺升降機并非奧的斯所發(fā)明，但 他卻是第一臺“安全”升降梯的發(fā)明者。 “安全”這一概念不僅開創(chuàng)了升降梯工 業(yè)，而且也為那些想建造更高層建筑物以增加更多可利用空間的設計們打開了通 途。 堯側閆繭絳闕絢勵蜆贅。然而真正能夠稱為電梯（用電能驅動升降

13、梯）的產(chǎn)品應該是在 20 世紀初才 出現(xiàn)的。2.2 國外電梯的情況國外電梯行業(yè)發(fā)展迅猛， 不僅在節(jié)能上做了很大的功夫， 現(xiàn)在在智能化， 遠 程化，集成化，可視化也已有了先進的技術！例如： 識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。（1）集垂直運輸與水平運輸?shù)膹秃线\輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用直線電機驅動， 在一個井道內設置多臺轎廂。 轎廂在計算機導航系統(tǒng)控制下， 可以在軌道網(wǎng)絡內 交換各自運行路線。 該系統(tǒng)節(jié)省了井道占用的空間， 解決了超高層建筑電梯鋼絲 繩和電纜重量太大的問題， 尤其適合于具有同一底樓的多塔形高層建筑群中前往 空中大廳的穿梭直駛電梯。 凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。（2）交流永磁同步無齒輪曳引機驅動的無機房電梯無

14、機房電梯由于曳引機 和控制柜置于井道中， 省去了獨立機房， 節(jié)約了建筑成本， 增加了大樓的有效面 積，提高了大樓建筑美學的設計自由度。 而交流永磁同步無齒輪曳引機的特點是： （ A）結構簡單緊湊，體積小，重量輕，形狀可靈活多樣；（ B）配以變頻控制可 以實現(xiàn)更大限度的節(jié)能； （C）沒有齒輪， 于是沒有齒輪振動和噪聲， 齒輪效率， 齒輪磨損及油潤滑問題，減少了維護工作，降低了油污染；（ D）由于失電時旋 轉的電機處于發(fā)電制動狀態(tài)，增加了曳引系統(tǒng)的安全可靠性。 恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。（3）彩色大屏幕液晶樓層顯示器。這類顯示器可以以高分辨率的彩色平面 或三維圖像顯示電梯的樓層信息 （如位置、運行方向

15、），還可以顯示實時的載荷、 故障狀態(tài)等。通過控制中心的設置還可以顯示日期、時間、問候語、樓層指南、 廣告等，甚至還可以與遠程計算機和尋呼系統(tǒng)聯(lián)接發(fā)布天氣預報、 新聞等。 有的 顯示器又增加了觸摸查詢功能。 該裝置緩解了陌生乘客在轎廂內面對面對視時的 尷尬、無趣的局面，降低了乘客乘梯時心理等待焦慮感。 鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。（4）電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將控制柜中的信號處理計算機獲得的電 梯運行和故障信息通過公共電話網(wǎng)絡或專用網(wǎng)絡 （都需要使用調制解調器） 傳輸 到遠程的能夠提供可視界面的專業(yè)電梯服務中心的計算機， 以便那里的服務人員 掌握電梯運行情況，特別是故障情況。該系統(tǒng)一般具有顯示故障、

16、分析故障、故 障統(tǒng)計與預測等功能， 還有的可實現(xiàn)遠程調試與操作， 便于維修人員迅速進行維 修應答和采取維修措施。這樣縮短了故障處理時間， 簡化了人工故障檢查的勞動， 保證了大樓電梯安全高效地運行。 碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。2.3 國內電梯的情況中國電梯行業(yè)從市場規(guī)模上已經(jīng)有了很大提高， 一些自主品牌也逐步提升了 自己的產(chǎn)品質量和技術含量， 我國政府提出的節(jié)約型社會正好讓電梯行業(yè)中擁有 節(jié)能電梯技術的企業(yè)有機會發(fā)展， 另外，國外用戶比以前更多地青睞中國產(chǎn)品也 為中國電梯的崛起提供了機會。 目前我國節(jié)能電梯技術在某些方面已經(jīng)達到了國 際領先水平，但是節(jié)能電梯的普及率還很低，可節(jié)電 30%以上的無齒輪

17、電梯普及 率不及 10%，可以能源再生的造能電梯普及率不及 2%。因此專家預計， 節(jié)能電梯 市場會在“十一五”期間進入快速增長期。節(jié)能電梯從 2001 年開始進入我國辦 公樓、住宅樓、酒店等場所，經(jīng)過 5 年的發(fā)展，全國的無齒輪電梯市場從幾千臺 增長到近 6 萬臺。目前我國已超過日本成為世界最大的新裝電梯市場。 由于房地 產(chǎn)業(yè)、城市公共建設等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，預計未來 10 年，我國的電梯市場仍將保 持每年 20%的遞增速度，年平均銷售額至少 500 億美元。房地產(chǎn)市場快速發(fā)展， 對電梯的需求繼續(xù)擴大。專家估計未來 50 年我國新增住房面積將達到 200 億平 方米。目前國家規(guī)定 20 米以上高樓

18、就應安裝電梯，因此未來電梯最大的市場就 是住宅市場。此外，機場、商場、地鐵等大型公共設施建設對自動扶梯、觀光電 梯等電梯的需求量也十分可觀。 西部地區(qū)的小城鎮(zhèn)建設速度加快。 東部地區(qū)城市 化經(jīng)過 20 年的發(fā)展，有些發(fā)達地區(qū)城市化水平已達到 80%，基本飽和，甚至出 現(xiàn)了逆城市化的趨勢。 而近年來西部地區(qū)國民生產(chǎn)總值的增長速度， 已經(jīng)與電梯 需求高速發(fā)展所需的 GDP水平相吻合。 電梯更新進入高峰期。 雖然國家對電梯壽 命目前沒有提出強制標準， 但是按國外電梯使用壽命的慣例， 一般日本系列電梯 設計壽命為 15 年，歐美電梯設計壽命為 25 年。根據(jù)我國電梯選購的實際情況， 采用日本系列產(chǎn)品或

19、技術的比例大約有 60%以上，國內在 1990 年前安裝的日系 電梯已經(jīng)全部到了更新期。而且 1990 年以前的電梯生產(chǎn)技術相對比較落后，電 梯的耗電水平是現(xiàn)在節(jié)能電梯的三到四倍。按電梯使用壽命及 15 年前電梯安裝 數(shù)量看，預計 2007年將有 15000 至 20000臺電梯需要更新。電梯節(jié)能潛力巨大， 電梯和空調被認為大型建筑兩大耗能大戶。 據(jù)了解，目前我國星級酒店每平方米 平均年耗電量為 150千瓦時，一座 3 萬5萬平方米的星級酒店，其年總能耗大 約相當于 3000至 4000噸標準煤，其中將近一半用于電梯供電。 電梯行業(yè)協(xié)會統(tǒng) 計，2005年在我國所有使用的電梯中如果有 80%采用

20、節(jié)能電梯， 全年可以節(jié)約耗 電 122 億千瓦時。如果 2015 年全部采用節(jié)能電梯，將節(jié)電 800 億千瓦時，幾乎 等于三峽大壩一年的發(fā)電量。 閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。2.4 PLC 的特點PLC是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計算機， 實質上屬于計算機控制方式。 PLC 與普通微機一樣， 以通用或專用 CPU作為字處理器， 實現(xiàn)通道 （字）的運算和數(shù)據(jù) 存儲，另外還有位處理器 （布爾處理器 ） ，進行點（位）運算與控制。 PLC控制一般 具有可靠性高、易操作、維修、編程簡單、靈活性強等特點。(1) 可靠性: 對可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。A. PLC不需要大量的活動元件和接

21、線電子元件， 它的接線大大減少， 與此同時， 系統(tǒng)的維修簡單，維修時間短。B. PLC采用了一系列可靠性設計的方法進行設計， 例如，冗余設計， 斷電保護， 故障診斷和信息保護及恢復等，提高了 MTBF，降低了 ml TR 使可靠性提高。C. PLC 有較高的易操作性，它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一 般不易發(fā)生操作的錯誤。D. PLC 是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用計算機控 制更簡單的編程語言和更可靠的硬件。 采用了精簡化的編程語言， 編程出錯率大 大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設計的硬件使可靠性大大提高。E. 在 PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措

22、施。 例如，采用可靠性的元 件:采用先進的工藝制造流水線制造 ;對干擾的屏蔽、隔離和濾波等 ; 對電源的斷 電保護; 對存儲器內容的保護等。F. PLC 的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。例如，采用軟件 濾波;軟件自診斷 ;簡化編程語言等。(2) 易操作性， PLC的易操作性表現(xiàn)在下列幾個方面 :A、操作方便對 PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。大多數(shù) PLC采用編 程器進行輸入和更改的操作。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對大中型的 PLC，編程器采用了 CRT屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。更改程序 的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號或接點號進行搜索或順序尋找

23、， 然后進行 更改。更改的信息可在液晶屏或 CRT上顯示。B、編程方便 PLC有多種程序設計語言可供使用。對電氣技術人員來說，由于梯 形圖與電氣原理圖較為接近， 容易掌握和理解。 采用布爾助記符編程語言時， 十 分有助于編程人員的編程。C、維修方便 PLC具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低。當系統(tǒng)發(fā) 生故障時， 通過硬件和軟件的自診斷， 維修人員可以很快的找到故障的部位， 以 便維修。(3) 靈活性， PLC的靈活性表現(xiàn)在以下幾個方面 :A. 編程的靈活性。 PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能 模塊和語句描述編程語言。編程方法的多樣性使編程方便、應用面拓展。B.

24、 擴展的靈活性。 PLC的擴展靈活性是它的一個重要特點。它可根據(jù)應用的規(guī)模 不同，即可進行容量的擴展、功能的擴展、應用和控制范圍的擴展。C. 操作的靈活性。操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易。氬嚕躑竄貿懇彈瀘頷澩。2.5 PLC 控制電梯的優(yōu)點(1) 在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動控制，可靠性 大大提高。(2) 去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結構簡單，外部線路簡化。(3) PLC 可實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。(4) PLC 可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修(5) 用于群控調配和管理，并提高電梯運行效率。(6)

25、更改控制方案時不需改動硬件接線。 釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。2.6 電梯技術發(fā)展趨勢(1)環(huán)保：綠色理念是電梯發(fā)展總趨勢。有專家預言“誰最先推出綠色產(chǎn) 品并搶占市場，誰就掌握市場競爭主動權”。發(fā)展趨勢主要有：不斷改進產(chǎn)品的 設計，生產(chǎn)環(huán)保型低能耗、低噪聲、無漏油、無漏水、無電磁干擾、無井道導軌 油漬污染的電梯。 電梯曳引采用尼龍合成纖維曳引繩， 鋼皮帶等無潤滑油污染曳 引方式。電梯裝璜將采用無(少)環(huán)境污染材料。電梯空載上升和滿載下行電機 再生發(fā)電回收技術。 安裝電梯將無需安裝手腳架。 電梯零件在生產(chǎn)和使用過程中 對環(huán)境沒有影響(如剎車皮一定不能使用石棉)并且材料是可以回收的。 慫闡譜鯪 逕導嘯畫

26、長涼。(2)藍牙技術在電梯上應用。安裝過電梯的人都知道放線、對線是費時、 費力、極容易錯的工作。 如果控制屏與召喚系統(tǒng)通過藍牙技術連接起來實現(xiàn)無線 召喚將會是電梯控制的另一場革命同時為我們帶來巨大好處。 A 安裝期將減少 30 以上，其直接好處是降低安裝成本， 客戶也因從訂梯到使用電梯周期費用減少和 提高現(xiàn)金周轉率。 B 在電梯上使用藍牙技術一定會使電梯控制系統(tǒng)大量使用最新 最快微機， 這將會進一步提高電梯整機可靠性， 故障率大大降低， 控制精度也進 一步提高，帶來的結果是電梯更加舒適，平層更加準確。 C很好地解決了電梯控 制與外圍設備的兼容和聯(lián)系。 特別是可以把電梯和扶梯歸納到大樓管理系統(tǒng)或

27、智 能化管理小區(qū)系統(tǒng)中。 諺辭調擔鈧諂動禪瀉類。第 3 章 PLC 的發(fā)展3.1 PLC 的定義可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)， 專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計 的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算, 順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 / 輸出 控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 可編程控制器及其有關外部設備， 都按易于與 工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。 嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈?？傊?，可編程控制器是一臺計算機， 它是專為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計 算機。它具有豐富的輸入 / 輸出接口，并且具有較強的驅動能力。但

28、可編程控制 器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應用， 在實際應用時， 其硬件需根據(jù)實際需要進行 選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進行設計編制。 熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機庫。PLC的特點：一、可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能 PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內部電 路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC平均無故障時間高達 30 萬小時。一些使用冗余 CPU的 PLC的平均無故障工 作時間則更長。 從 PLC的機外電路來說， 使用 PLC構成控制系統(tǒng)， 和同等規(guī)模的 繼電接觸器系統(tǒng)相比， 電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚

29、至數(shù)千分之一， 故障 也就大大降低。 鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。 在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。 這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也 就不奇怪了。 紂憂蔣氳頑薟驅藥憫騖。二、配套齊全，功能完善適用性強 PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。 可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。 除了邏輯處理功能以外， 現(xiàn)代 PLC大多具有 完善的數(shù)據(jù)運算能力， 可用于各種數(shù)字控制領域。 近年來 PLC的功能單元大量涌 現(xiàn)，使 PLC滲透到了位置

30、控制、溫度控制、 CNC等各種工業(yè)控制中。加上 PLC通 信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展， 使用 PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。三、易學易用， 深受工程技術人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計算機， 是面 向工礦企業(yè)的工控設備它接口容易， 編程語言易于為工程技術人員接受。 梯形圖語言的圖形符號與 表達方式和繼電器電路圖相當接近， 只用 PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以 方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。 為不熟悉電子電路、 不懂計算機原理和匯編語言 的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。四、系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造 P

31、LC用存儲邏輯代替 接線邏輯， 大大減少了控制設備外部的接線， 使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為 縮短，同時維護也變得容易起來。 更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn) 過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。五、體積小，重量輕，能耗低以超小型 PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸 小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是 實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。 擠貼綬電麥結鈺贖嘵類。3.2 PLC 的發(fā)展階段雖然 PLC 問世時間不長，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集 成電路技術的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術的不斷進步， P

32、LC也迅速發(fā)展，其發(fā)展過 程大致可分三個階段： 賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。1、早期的 PLC（60 年代末 70 年代中期）早期的 PLC 一般稱為可編程邏輯控制器。這時的 PLC 多少有點繼電器控制 裝置的替代物的含義， 其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制， 定時 等。它在硬件上以準計算機的形式出現(xiàn)， 在 I/O 接口電路上作了改進以適應工業(yè) 控制現(xiàn)場的要求。 裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路， 存儲器 采用磁芯存儲器。 另外還采取了一些措施， 以提高其抗干擾的能力。 在軟件編程 上，采用廣大電氣工程技術人員所熟悉的繼電器控制線路的方式梯形圖。 因此， 早期的 PLC的性

33、能要優(yōu)于繼電器控制裝置， 其優(yōu)點包括簡單易懂， 便于安裝， 體 積小，能耗低，有故障指使，能重復使用等。其中 PLC特有的編程語言梯形圖 一直沿用至今。 塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。2、中期的 PLC（70 年代中期 80 年代中，后期）在 70 年代，微處理器的出現(xiàn)使 PLC發(fā)生了巨大的變化。美國，日本，德國 等一些廠家先后開始采用微處理器作為 PLC的中央處理單元 （CPU）。這樣，使 PLC 得功能大大增強。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能 以外，還增加了算術運算、 數(shù)據(jù)處理和傳送、 通訊、自診斷等功能。在硬件方面， 除了保持其原有的開關模塊以外， 還增加了模擬量模塊、

34、遠程 I/O 模塊、各種特 殊功能模塊。 并擴大了存儲器的容量， 使各種邏輯線圈的數(shù)量增加， 還提供了一 定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使 PLC得應用范圍得以擴大。 裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。3、近期的 PLC（80 年代中、后期至今）進入 80 年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展，微處理器 的市場價格大幅度下跌， 使得各種類型的 PLC所采用的微處理器的當次普遍提高。 而且，為了進一步提高 PLC的處理速度， 各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯 處理芯片。這樣使得 PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化 . 倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。3.3 PLC 發(fā)展趨勢1向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高 PLC

35、的處理能力，要求 PLC具有更好的響應速度和更大的存儲容量。 目前，有的 PLC的掃描速度可達 0.1ms/k 步左右。 PLC的掃描速度已成為很重要 的一個性能指標。 綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。2向超大型、超小型兩個方向發(fā)展當前中小型 PLC比較多，為了適應市場的多種需要， 今后 PLC要向多品種方 向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個方向發(fā)展。 現(xiàn)已有 I/O 點數(shù)達 14336 點的 超大型 PLC，其使用 32位微處理器，多 CPU并行工作和大容量存儲器， 功能強。 結構不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化隨著新技術、新結構、新材料、新工 藝的發(fā)展，電梯的機械系統(tǒng)結構簡單化、 體積小型化、材料

36、輕型化、工藝先進化、 外觀漂亮化。 同時，無機房電梯在新世紀將會有較大速度發(fā)展。 驍顧燁鶚巰瀆蕪領鱺賻。3PLC大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)通信能力 為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求， 近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊， 如高 速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程 I/O 模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶 CPU和存儲器的智能 I/O 模塊，既擴展了 PLC功能，又使用靈活方便， 擴大了 PLC 應用范圍。 電梯行業(yè)技術發(fā)展非常迅速， 幾年前推出的具有先進性能、 高舒適性 的 VV VF電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標準配置，因為永磁同步無齒輪曳引機具 有更節(jié)能、更潔掙、更安全、更安靜、更經(jīng)濟的特點，所以永磁

37、同步曳引機逐步 成為新型曳引機的主流 : 由于永磁技術的先進性，將來很有可能取代 VVVF技術。 另外，網(wǎng)絡控制和智能群控系統(tǒng) . 以其控制的先進性、快速性、準確性和可靠性 亦是電梯的發(fā)展潮流。 瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。4增強外部故障的檢測與處理能力 根據(jù)統(tǒng)計資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中， CPU占5%，I/O 接口占15%， 輸入設備占 45%，輸出設備占 30%，線路占 5%。前二項共 20%故障屬于 PLC的內 部故障，它可通過 PLC本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理；而其余 80%的故障屬于 PLC的外部故障。因此， PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的 專用智能模塊，進

38、一步提高系統(tǒng)的可靠性。安裝更方便、更快捷高效、安全、可 重復使用的無腳手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式 ; 隨著新技術的開發(fā)、 應用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。此 外，電梯的雙向安全裝置、無底坑、無線控制、綠色環(huán)保安全、環(huán)保、節(jié)能、 舒適，也將是未來電梯的重要發(fā)展方向。 鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。5編程語言多樣化在 PLC系統(tǒng)結構不斷發(fā)展的同時， PLC 的編程語言也越來越豐富，功能也不 斷提高。除了大多數(shù) PLC使用的梯形圖語言外， 為了適應各種控制要求， 出現(xiàn)了 面向順序控制的步進編程語言、 面向過程控制的流程圖語言、 與計算機兼容的高 級語言（ BAS

39、IC、 C 語言等）等。多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是 PLC 進步 的一種趨勢。 櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。3.4 PLC 的基本組成可編程控制器的結構多種多樣， 但其組成的一般原理基本相同， 都是以微處 理器為核心的結構， 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。 轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應。3.4.1PLC 的硬件結構微處理器（ 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)場設備與 CPU之間的接口電路電源部件為 PLC內部電路提供能源整體結構的 PLC四部分裝在同一機殼內模塊式結構的

40、 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寫進規(guī)定的存儲器內圖 1 PLC 硬件結構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。 峴揚斕滾澗輻灄興渙藺。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

41、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備和 PLC控制器，將各輸入信號轉換成 PLC 標準電平供 PLC處理， 再將處理好的輸出信號轉換成用戶設備所要求的信號 驅動外部負載。 詩叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。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(開關量、模擬量、直流量、交流量)的匹配能力。 則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。PLC 輸入輸出接口的類型：模擬量輸入輸出接口、開關量輸入輸出接口 (直流、交流及交直流) 。用戶應根據(jù)輸入輸出信號的類型選擇合適的輸

42、入 輸出接口。 脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。 開關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；并設有 RC 濾波器，用以消除輸入觸點的抖動和外部噪 聲干擾。 鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。通常有三種類型：直流 (1224)V 輸入、交流 (100 120)V 輸入與交流 (200240)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 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。 稟虛嬪賑維嚌妝擴踴糶。開關量輸出接口電路有三種形式，即繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出。開關量

43、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。 陽簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。開關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。輸出端子的兩種接法：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。匯點式 全部輸入點（輸出點）共用一個公共點。或者將輸入點（輸出點）分成幾組，組內各點共用一個公共點。 各組的公共點之間相互隔離。 組內的各點必須使 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。 溈氣 嘮戇萇鑿鑿櫧諤應。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. 外圍設備：編程器、打印機、演示板等利用編程器可將用戶程序輸

44、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)。 鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團藺。6. 用戶輸入輸出設備 :用戶輸入器件有控制開關和檢測元件，即各種開關、按鈕、傳感器等； 用戶輸出設備主要有接觸器、電磁閥、指示燈等。 懨俠劑鈍觸樂鷴燼觶騮。（ 一 ） PLC的軟件結構在可編程控制器中， 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)調用。 謾飽兗爭詣繚鮐癩別瀘。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。工作原理(一) 基本工作模式： P

45、LC有運行模式和停止模式。1. 運行模式：分為內部處理、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只進行內部處理和通信服務等內容。(二) PLC 工作過程：內部處理階段：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 及完成一些其它內部工作。(1) 通信服務階段在此階段， PLC 與一些智能模塊通信、響應編程器鍵入的命令，更新編程器 的顯示內容等，當 PLC 處于停狀態(tài)時，只進行內容處理和通信操作等內容。 咼鉉 們歟謙鴣餃競蕩賺。(2) 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

46、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。 瑩諧齷蘄賞 組靄縐嚴減。(3) 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果進行邏輯運算， 運算結果再存入有關映像寄存器中。 但遇 到程序跳轉指令，則根據(jù)跳轉條件是否滿足來決定程序的跳轉地址。 麩肅鵬鏇轎騍鐐 縛縟糶。（4）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)，轉存到輸出鎖存器 中，再通過輸出端驅動外部負載。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。（三）PLC工作方式與特點： 集中采樣、集中輸出、周期性循

47、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。 納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。PLC 運行正常時，掃描周期的長短與 CPU 的運算速度有關，與 I/O 點 的情況有關，與用戶應用程序的長短及編程情況等均有關。通常用 PLC 執(zhí) 行 1K 指令所需時間來說明其掃描速度 （ 一般 110ms/K） 。風攆鮪貓鐵頻鈣薊糾 廟。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.滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹。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

48、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 寄存器中的內容也不會變化，要到下一周期的輸入采樣階段才會改變。 鐒鸝餉 飾鐔閌貲諢癱騮。4. 由于 PLC是串行工作，所以 PLC的運行結果與梯形圖程序的順序有關。這與繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質的區(qū)別。 避免了觸點的臨界競爭， 減少繁瑣的聯(lián)鎖電路。第 4章 電梯模型 PLC 控制系統(tǒng)設計4.1 控制系統(tǒng)介紹四層電梯的示意圖：其控制要求如下：1、電梯上行1）當電梯停于1 樓 1F 或 2F、3F 時，4F 呼叫，則上行到 4 樓，碰到行程開關后停止。2）當電梯停于1 樓 1F 或 2F 時， 3F 呼叫，則上行到 3 樓，碰到行程開關后停止。3）當電梯停于1 樓 1F 時，2F 呼叫，則上行到2 樓，碰到行程開關后停止。（4）當電梯停于 行到 3F 后停止。1樓 1F 時，2F、3F 同時呼叫，則上行到2 樓后，停 5 秒后，繼續(xù)上（5）當電梯停于行到 4F 后停止1樓 1F 時，3F、4F 同時呼叫，則上行到3 樓后，停 5 秒