PLC的升降機(jī)控制系統(tǒng)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 基于PLC的升降機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 10電42 姓 名 龍騰 學(xué) 號(hào) 10284071 指導(dǎo)教師 朱呈祥 電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院摘 要電梯作為現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，與人們的生活緊密相關(guān)，隨著人們對(duì)電梯運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求的不斷提高，電梯得到快速發(fā)展。其拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來(lái)的繼電器控制。電梯采用了PLC控制，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化，可方便的增加或改變控制功能，也可以進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。而電動(dòng)機(jī)交流變頻器調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善

2、工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻器調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)性能、高效率、高功率因素和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而獲國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。因此，PLC控制技術(shù)加變頻器調(diào)速技術(shù)已成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。本設(shè)計(jì)考慮到載客電梯的實(shí)際操作功能，又兼顧載電梯控制中具有遞推功能，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)針對(duì)的是四層電梯。代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)，由變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的拖動(dòng)調(diào)速，使PLC與調(diào)速拖動(dòng)裝置相結(jié)合，構(gòu)成PLC集選控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電梯的各種控制功能，提高了電梯運(yùn)行的可靠性，降低了故障率。關(guān)鍵字：可編程控制器PLC；四層電梯；變頻器；電機(jī)；編程；

3、控制 目 錄引 言21.緒論31.1本課題設(shè)計(jì)的背景31.2 本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容41.3本課題設(shè)計(jì)的目的和意義52.系統(tǒng)控制方案的確定52.1電梯的概述52.2 采用PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)62.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟62.4 系統(tǒng)控制方案72.5 電梯控制系統(tǒng)的原理圖83.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)83.1.1 PLC概述83.1.2 PLC的選型93.4 PLC外部電路的設(shè)計(jì)101報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)103.5 硬件接線圖113.6I/O分配表124系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)134.1 PLC梯形圖概述134.2 SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件的操作方法144.3 系統(tǒng)工作過(guò)程分析144.4控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)154.4.1

4、 開(kāi)關(guān)門(mén)控制及保護(hù)安全保護(hù)154.4.2 電梯的內(nèi)指令外召喚信號(hào)的登記消除及顯示回路154.4.3 呼梯鈴控制與故障報(bào)警165.結(jié) 論17附 圖20引 言伴隨著工廠自動(dòng)化程度的提高，PLC可編程控制器在工廠中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，而且?guī)缀跎婕暗焦S的各個(gè)方面，包括供電，生產(chǎn)，物料管理，運(yùn)輸?shù)鹊?。本文旨在通過(guò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取控制系統(tǒng)這樣一個(gè)典型的實(shí)例，來(lái)展現(xiàn)PLC在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用，同時(shí)利用這個(gè)典型的應(yīng)用只要稍加變化就可以擴(kuò)展為其他控制系統(tǒng)。采用可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯的控制對(duì)于提高電梯運(yùn)行的穩(wěn)定性、降低電梯控制系統(tǒng)的成本以及縮短電梯系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期都具有實(shí)際意義。通過(guò)本課題的研究，可以在一定程度上推動(dòng)

5、電梯相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，拓展PLC在自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論意義。 緒論 1.1本課題設(shè)計(jì)的背景1968年，美國(guó)最大的汽車(chē)制造商通用汽車(chē)公司為滿足市場(chǎng)需求，適應(yīng)汽車(chē)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，將汽車(chē)的生產(chǎn)方式由大批量、少品種轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨?、多品種。為此要解決因汽車(chē)不斷改型而重新設(shè)計(jì)汽車(chē)裝配線上各種繼電器的 緒論 1.1本課題設(shè)計(jì)的背景1968年，美國(guó)最大的汽車(chē)制造商通用汽車(chē)公司為滿足市場(chǎng)需求，適應(yīng)汽車(chē)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，將汽車(chē)的生產(chǎn)方式由大批量、少品種轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨?、多品種。為此要解決因汽車(chē)不斷改型而重新設(shè)計(jì)汽車(chē)裝配線上各種繼電器的 控制線路問(wèn)題，要尋求一種比繼電器更可靠，響應(yīng)速度更

6、快，功能更強(qiáng)大的通用工業(yè)控制器。于是可編程控制器應(yīng)運(yùn)而生，1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，從此，PLC開(kāi)始活躍于控制領(lǐng)域。而且其影響也越來(lái)越大，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，使PLC從開(kāi)關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過(guò)程控制域，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC（programmable controller）.但由于PC容易與個(gè)人計(jì)算機(jī)（programmable computer）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程器的縮寫(xiě)。1985年國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義如下：可編程控制器

7、是一種進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。PLC是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，所以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢(shì)。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：（1）邏輯運(yùn)算（2）弱電控制強(qiáng)電。PLC是集自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，已躍居工業(yè)自動(dòng)化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位?？删幊炭刂破?，簡(jiǎn)稱PLC。它在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的的一中

8、新型工業(yè)控制設(shè)備。 具有1.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 2.設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作量少 4.功能強(qiáng)、通用性好 5.開(kāi)發(fā)周期短，成功率高 6.體積小，重量輕、功耗底等特點(diǎn)。具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的支柱產(chǎn)品。與繼電接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電接觸器控制系統(tǒng)小；價(jià)格上能與繼電接觸器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；易于在現(xiàn)場(chǎng)變更程序；便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動(dòng)電磁閥、觸器與于之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。因此，進(jìn)行電梯的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)電梯行

9、業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價(jià)值。1.2 本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容本設(shè)計(jì)將在以下幾個(gè)方面對(duì)機(jī)械手的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證。1電梯類(lèi)型的選擇。綜合電梯的類(lèi)別和各類(lèi)的特點(diǎn)和要求，在本課題中主要研究四層電梯上下行控制，開(kāi)、關(guān)門(mén)控制、內(nèi)外呼叫控制。2電梯硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本課題設(shè)計(jì)的電梯要求運(yùn)行迅速準(zhǔn)確度高，在電梯的各層檢測(cè)系統(tǒng)中選用用在工業(yè)自動(dòng)控制上大量運(yùn)用的具有檢測(cè)精度高、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入給PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)電梯的控制。由于本課題的具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮了電梯的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定的需要。3.電梯控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

10、。在本設(shè)計(jì)中選用了目前運(yùn)用最多的PLC編程語(yǔ)言梯形圖，梯形圖的編程能直觀明了的設(shè)計(jì)出機(jī)械手控制的要求，梯形圖的編寫(xiě)運(yùn)用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件，此軟件支持全部的三菱FX系列的PLC，并且具有強(qiáng)大的診斷功能，能更快的查找出故障的原因，從而大大縮短了維修時(shí)間。1.3本課題設(shè)計(jì)的目的和意義 隨著我國(guó)經(jīng)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)展電梯也已成為人類(lèi)現(xiàn)代生活廣泛使用的人員運(yùn)輸工具。隨著人們對(duì)電梯運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來(lái)的繼電器控制。可編程序控制器（PLC

11、）因?yàn)榉€(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣、最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。電梯控制要求接入設(shè)備使用簡(jiǎn)便，對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡(jiǎn)單，具有人性化的人機(jī)界面，配備應(yīng)用程序庫(kù)，加快編程和調(diào)試速度。通過(guò)PLC對(duì)程序設(shè)計(jì)，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感。因此PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，非常有實(shí)際價(jià)值。2.系統(tǒng)控制方案的確定2.1電梯的概述電梯是電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物的機(jī)械設(shè)備。隨著城市的發(fā)展，高層建筑的增多，電梯的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，分類(lèi)也隨之增多。如按照電梯的用途可分

12、為以下幾類(lèi)：1、乘客電梯，為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的電梯，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的室內(nèi)裝飾。2、載貨電梯，主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的電梯。3、觀光電梯，廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。4、車(chē)輛電梯，用作裝運(yùn)車(chē)輛的電梯。5、船舶電梯，船舶上使用的電梯。6、建筑施工電梯，建筑施工與維修用的電梯。7、其它類(lèi)型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫(kù)電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。2.2 采用PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)1、控制方式上看：電器控制硬接線，邏輯一旦確定，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。2、工作方式上看

13、：電器控制并行工作，而plc串行工作，不受制約。3、控制速度上看：電器控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動(dòng)；而plc通過(guò)半導(dǎo)體來(lái)控制，速度很快，無(wú)觸點(diǎn)，顧而無(wú)抖動(dòng)一說(shuō)。4、定時(shí)、記數(shù)看：電器控制定時(shí)精度不高，容易受環(huán)境溫度變化影響，且無(wú)記數(shù)功能；plc時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬；有記數(shù)功能。5、可靠、維護(hù)看：電器控制觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧燒傷，接線也多，可靠、維護(hù)性能差；plc無(wú)觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)，且有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便。2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟在電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要要考慮以下幾點(diǎn)：1.深入了解和分析電梯的工藝條件和控制要求。2.確定I/O設(shè)備。根據(jù)

14、機(jī)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(kāi)關(guān)、行程開(kāi)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。3.根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類(lèi)型。4.分配I/O點(diǎn)，分配PLC的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。5.設(shè)計(jì)電梯系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計(jì)出周密完整的梯形圖程序，這是整個(gè)電梯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作。6.將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測(cè)試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。7.電梯整體調(diào)試，在PLC軟硬件設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，調(diào)試種發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要逐一排除，直至調(diào)試成功。2.4 系統(tǒng)控制方案有一四

15、層辦公樓，要求裝配一個(gè)電梯。其電梯系統(tǒng)的控制要求如下：（1）開(kāi)門(mén)控制： 由于本設(shè)計(jì)不構(gòu)筑電梯模型，只涉及模擬控制，故將開(kāi)關(guān)門(mén)控制省略。當(dāng)某一樓層的指示燈持續(xù)亮?xí)r，表示該層正在進(jìn)行開(kāi)門(mén)、延時(shí)、關(guān)門(mén)。為了實(shí)現(xiàn)電梯的安全運(yùn)行，電梯的開(kāi)、關(guān)門(mén)信號(hào)與故障報(bào)警信號(hào)應(yīng)該是互鎖的，即當(dāng)故障報(bào)警信號(hào)有效時(shí)，開(kāi)、關(guān)門(mén)信號(hào)都不能實(shí)現(xiàn)，樓層指示燈不會(huì)亮。（2）內(nèi)外呼叫控制：在電梯內(nèi)各層呼叫控制中，設(shè)計(jì)成當(dāng)有乘客按下某層的呼叫按鍵時(shí)，使相應(yīng)的指示燈亮，但不能立即啟動(dòng)電梯。其呼叫信號(hào)一直保持到電梯到達(dá)位層后且呼叫信號(hào)與電梯運(yùn)行方向相同時(shí)才被撤消。（3）上下行控制：1電梯在一、二、三、四層樓分別設(shè)置一個(gè)呼叫按鈕。2由于沒(méi)有

16、真實(shí)的電梯來(lái)控制，所以假設(shè)電梯在收到呼叫信號(hào)后以5S/層的速度運(yùn)動(dòng)，用樓層燈的閃爍表示電梯在運(yùn)動(dòng)中。3上、下行指示燈不能同時(shí)亮，一、二、三、四、樓指示燈不能同時(shí)亮，在一個(gè)呼叫請(qǐng)求完成以前，不接收新的呼叫請(qǐng)求。當(dāng)故障報(bào)警信號(hào)有效時(shí)，任何動(dòng)作都無(wú)效，指示燈滅。(4)在上下行的同時(shí)在電梯的運(yùn)行中由變頻器速度給定。（圖21為電梯速度運(yùn)行曲線）圖 21 速度運(yùn)行曲線2.5 電梯控制系統(tǒng)的原理圖電梯控制系統(tǒng)的原理圖如圖22所示廳門(mén)信號(hào)PLC變頻器曳引電機(jī)電源圖2-2 電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3.1.1 PLC概述可編程控制器，英文稱Programmable Controller，簡(jiǎn)稱PLC，本

17、課題中用PLC作為它的簡(jiǎn)稱。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計(jì)算機(jī)。它通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過(guò)程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再通過(guò)輸出電路的物理過(guò)程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。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：邏輯處理功能；數(shù)據(jù)運(yùn)算功能；準(zhǔn)確定時(shí)功能；高速計(jì)數(shù)功能；中斷處理（可以實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)外中斷）功能；程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能；聯(lián)網(wǎng)通信功能；自檢測(cè)、自診斷功能?？梢哉f(shuō)，凡普通小型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能，PLC幾乎也都可以做到。像PLC這樣。集豐富功能于一

18、身，是別的電控器所沒(méi)有的，更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無(wú)法比擬的。豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時(shí)，也為自動(dòng)門(mén)行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。3.1.2 PLC的選型在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，確定控制方案之后，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)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(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。1輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?/p>

19、，通常根據(jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%20%的可擴(kuò)展。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。根據(jù)估算的方法故本課題的I/O點(diǎn)數(shù)為輸入31點(diǎn)，輸出33點(diǎn)。2存儲(chǔ)器容量的估算程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)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

20、應(yīng)能存儲(chǔ)2000條梯形圖，這樣才能在以后的改造過(guò)程中有足夠的空間。3控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)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。根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。（1）控制功能PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)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(chǔ)器容量。（2）編程功能離線編程方式：PLC和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行

21、控制，不能進(jìn)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(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)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(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)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。（3）診斷功能PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過(guò)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(guò)軟件對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過(guò)軟件對(duì)PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影

22、響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。4機(jī)型的選擇目前，國(guó)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(wú)所適從。通過(guò)對(duì)輸入/輸出點(diǎn)的選擇、對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇、對(duì)I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇以及輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型的分許。我們決定使用我們學(xué)校已經(jīng)有的西門(mén)子公司的可編程控制作為電梯的控制器。3.4 PLC外部電路的設(shè)計(jì)1報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過(guò)輸入模擬信號(hào)發(fā)出故障產(chǎn)生信號(hào)。當(dāng)按下故障報(bào)警信號(hào)產(chǎn)生鍵時(shí),故障報(bào)警指示燈亮,發(fā)出報(bào)警聲，指示燈延時(shí)10S。10S后，系統(tǒng)重置。報(bào)警指示燈是Y002，現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)的線路如圖3-3所示。蜂鳴器Y002GND圖3-3 報(bào)警系統(tǒng)接線圖2定位系統(tǒng)的設(shè)

23、計(jì)電梯在各層之間運(yùn)行，總有指示燈顯示所在的位置，例如，電梯處于一樓位置時(shí)，經(jīng)過(guò)傳感器的測(cè)定，給PLC一輸入信號(hào)，輸出信號(hào)Y30、Y31、Y32、Y33連接譯碼電路，通過(guò)信號(hào)的輸出使發(fā)光二極管b、c點(diǎn)亮，顯示此時(shí)電梯停在一樓。3.5 硬件接線圖系統(tǒng)的硬件連接圖即PLC和系統(tǒng)中各個(gè)硬件的連線。具體的如圖35所示： 圖3-5硬件接線圖3.6 I/O分配表序號(hào)名 稱輸入點(diǎn)序號(hào)名 稱輸出點(diǎn)0一層內(nèi)呼I0.00一層內(nèi)呼指示Q0.01二層內(nèi)呼I0.11二層內(nèi)呼指示Q0.12三層內(nèi)呼I0.22三層內(nèi)呼指示Q0.23四層內(nèi)呼I0.33四層內(nèi)呼指示Q0.34一層外呼上I0.44一層外呼上指示Q0.45二層外呼下I

24、0.55二層外呼下指示Q0.56二層外呼上I0.66二層外呼上指示Q0.67三層外呼下I0.77三層外呼下指示Q0.78三層外呼上I1.08三層外呼上指示Q1.09四層外呼下I1.19四層外聽(tīng)下指示Q1.110開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān)I1.210電梯上行Q2.011關(guān)門(mén)開(kāi)關(guān)I1.311電梯下行Q2.112一層平層I1.412門(mén)電機(jī)開(kāi)Q2.213二層平層I1.513門(mén)電機(jī)關(guān)Q2.314三層平層I2.014電梯上行指示Q2.415四層平層I2.115電梯下行指示Q2.516開(kāi)門(mén)限位I2.217關(guān)門(mén)限位I2.318電梯上升極限位I2.419電梯下降極限位I2.54系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 PLC梯形圖概述梯形圖是使用得最

25、多的圖形編程語(yǔ)言，被稱為PLC的第一編程語(yǔ)言。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開(kāi)關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行的。4.2 SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件的操作方法本課題采用的編程軟件為SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件，具

26、體的操作方法如下：1打開(kāi)SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件，之后點(diǎn)擊，在下拉菜單欄里點(diǎn)擊“新文件(N)”，再選擇，確定打開(kāi)后就可以繪制梯形圖編本課題的程序。2在打開(kāi)文件之后就可以繪制梯形圖，根據(jù)所編的程序的，在頁(yè)面右面的功能圖，如4-1所示：圖4-1 SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件的功能圖在繪制梯形圖中選擇需要的輸入元件，完成對(duì)梯形圖的繪制。3完成樂(lè)對(duì)梯形圖的繪制后，在軟件的菜單欄中點(diǎn)擊，并在下拉菜單中的“寄存器(R).數(shù)據(jù)傳送”的子欄中選擇“寫(xiě)出”，將程序編入三菱FX2N-64M。4.3 系統(tǒng)工作過(guò)程分析1初始化2確認(rèn)本層于目標(biāo)層并是檢測(cè)否有廳外呼叫或廂內(nèi)呼叫，無(wú)則結(jié)束3若有

27、呼叫分辨本層于目標(biāo)層是否一致。是則開(kāi)門(mén)。4確認(rèn)電梯啟動(dòng)方向5電梯啟動(dòng)6電梯加速7電梯高速運(yùn)行8格層檢測(cè)9是否是目標(biāo)層。不是則電梯繼續(xù)高速運(yùn)行10到目標(biāo)層，電梯減速11平層檢測(cè)12電梯制動(dòng)13開(kāi)門(mén)14延時(shí)后再關(guān)門(mén)15是否停止運(yùn)行，不是則原地等待16確認(rèn)運(yùn)行結(jié)束則停止運(yùn)行4.4控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)4.4.1 開(kāi)關(guān)門(mén)控制及保護(hù)安全保護(hù)開(kāi)關(guān)門(mén)控制程序是按照雙開(kāi)門(mén)有/無(wú)司機(jī)控制來(lái)設(shè)計(jì)的。主要完成電梯的手動(dòng)開(kāi)門(mén)、無(wú)司機(jī)狀態(tài)下的本層開(kāi)門(mén)、電梯運(yùn)行到達(dá)目的層站時(shí)的自動(dòng)開(kāi)門(mén)、手動(dòng)關(guān)門(mén)、無(wú)司機(jī)狀態(tài)下的自動(dòng)延時(shí)關(guān)門(mén)、基站外啟動(dòng)時(shí)的開(kāi)關(guān)門(mén)等功能。1、本層開(kāi)門(mén)本層開(kāi)門(mén)是指電梯在停車(chē)狀態(tài)和非檢修（有/無(wú)司機(jī)）條件下，當(dāng)轎廂所

28、在層樓有上召喚且沒(méi)有定下方向，或有下召喚而沒(méi)有定上方向時(shí)，電梯自動(dòng)開(kāi)門(mén)，電梯本層開(kāi)門(mén)的條件也可簡(jiǎn)化為：在停車(chē)狀態(tài)下，當(dāng)轎廂所在層樓有廳外召喚時(shí)，電梯自動(dòng)開(kāi)門(mén)2開(kāi)門(mén)控制及安全保護(hù)開(kāi)門(mén)到位后，若沒(méi)有碰到開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)，或限位開(kāi)關(guān)失靈，則由于開(kāi)門(mén)繼電器吸合，門(mén)電機(jī)會(huì)發(fā)生堵轉(zhuǎn)，時(shí)間一長(zhǎng)電機(jī)可能燒毀。為此，設(shè)計(jì)了門(mén)電機(jī)保護(hù)程序，當(dāng)開(kāi)門(mén)動(dòng)作時(shí)間超過(guò)正常開(kāi)門(mén)時(shí)間23S后，通過(guò)定時(shí)器計(jì)時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)開(kāi)門(mén)信號(hào)，停止開(kāi)門(mén)。如果沒(méi)有外界開(kāi)門(mén)信號(hào)，即X3和M70為OFF，其閉點(diǎn)為ON，則定時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到，如限位開(kāi)關(guān)仍未動(dòng)作，則通過(guò)T0閉點(diǎn)斷開(kāi)Y2，停止開(kāi)門(mén)，并由T0開(kāi)點(diǎn)使定時(shí)器自鎖，Y2維持OFF。當(dāng)有開(kāi)門(mén)

29、信號(hào)時(shí)，X3或M70為ON，其閉點(diǎn)OFF，定時(shí)器復(fù)位，T0閉點(diǎn)為ON，可再次進(jìn)行開(kāi)門(mén)控制。3關(guān)門(mén)控制關(guān)門(mén)的條件有以下幾種：停車(chē)狀態(tài)下按關(guān)門(mén)按鈕、無(wú)司機(jī)狀態(tài)下自動(dòng)關(guān)門(mén)、時(shí)間到、鎖梯時(shí)鑰匙開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。停止關(guān)門(mén)或不關(guān)門(mén)的條件：關(guān)門(mén)到位碰到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)、有開(kāi)門(mén)信號(hào)、開(kāi)門(mén)繼電器吸合、超載開(kāi)關(guān)動(dòng)作。在關(guān)門(mén)梯形圖中也設(shè)置了關(guān)門(mén)安全保護(hù)，因?yàn)殛P(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)若不動(dòng)作或靈，同樣容易將電機(jī)燒毀。與開(kāi)門(mén)過(guò)程保護(hù)一樣，可在開(kāi)始關(guān)門(mén)后通過(guò)定器計(jì)時(shí)，超過(guò)正常關(guān)門(mén)時(shí)間，自動(dòng)停止關(guān)門(mén)，以保護(hù)電機(jī)。4.4.2 電梯的內(nèi)指令外召喚信號(hào)的登記消除及顯示回路1）內(nèi)指令信號(hào)處理內(nèi)指令信號(hào)的處理包括信號(hào)的登記、顯示基本層（停車(chē)）消息。信號(hào)的登

30、記采用自鎖原理，不論電梯上行或下行，當(dāng)轎廂運(yùn)行至有內(nèi)指令的梯層時(shí)，均要換速停車(chē)，并消除登記信號(hào)，不需反射信號(hào)。2）外召喚信號(hào)處理廳外召喚信號(hào)同樣需要進(jìn)行登記，顯示本層停車(chē)信號(hào)，此外還具有反向運(yùn)行保號(hào)功能。4.4.3 呼梯鈴控制與故障報(bào)警在司機(jī)運(yùn)行方式下X4為ON，當(dāng)有廳外召喚時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音向司機(jī)提示有呼梯信號(hào)。當(dāng)某層站有上召喚或下召喚信號(hào)時(shí)，均使Y7為ON，由站點(diǎn)輸出接通呼梯鈴。當(dāng)PLC備用電池電壓過(guò)低時(shí)，特殊功能繼電器M8005為ON，利用M8011使蜂鳴器發(fā)出周期為0.01S的報(bào)警聲；按下警鈴時(shí)利用M8012產(chǎn)生周期為0.1S的報(bào)警聲；超載時(shí)，利用PLC的特殊功能繼電器M8013，使蜂鳴器發(fā)生周期為1S的報(bào)警聲。圖4-2呼梯鈴控制與故障報(bào)警圖4-2呼梯鈴控制與故障報(bào)警4.4.4電梯的消防運(yùn)行回路電梯的消防運(yùn)行包括兩種狀態(tài)：消防返基站和消防員專用。1）消防自動(dòng)返回下基站當(dāng)接通消防開(kāi)關(guān)X20為ON，并由其產(chǎn)生一個(gè)上升微分信號(hào)M80，該信號(hào)用于將所有內(nèi)選外呼消號(hào)。當(dāng)電梯正在上行時(shí)，Y0為ON，由M67立即發(fā)出消防強(qiáng)迫換速信號(hào)，就近平層，在停車(chē)后自動(dòng)使內(nèi)選一層信號(hào)M10為ON；如電梯處于停車(chē)狀態(tài)或正在下行，自動(dòng)消號(hào)后，電梯也將自動(dòng)內(nèi)選一層返回基站。2）消防員專用電梯自動(dòng)返回下基站停車(chē)后，M0為ON，并使開(kāi)門(mén)信號(hào)Y2為ON，則消