機電一體化畢業(yè)設計_電梯系統(tǒng)PLC自動控制設計

1、畢業(yè)設計姓 名：專 業(yè)：機電一體化 班 級：機電0801班 設計課題：電梯系統(tǒng)PLC自動控制設計指導教師： 電子信息工程系印制二一年九月畢業(yè)設計任務書畢業(yè)設計題目：電梯系統(tǒng)PLC自動控制設計畢業(yè)設計目的：通過對電梯系統(tǒng)進行PLC自動控制設計，綜合應用PLC及電機拖動、電氣控制相關課程知識，提高學生知識綜合運用能力及PLC控制系統(tǒng)的整體設計能力。畢業(yè)設計任務：電梯系統(tǒng)由拖動電動機、電氣控制局部、控制面板、顯示局部等組成，要求根據(jù)控制要求，選用相應的PLC作為控制器對電梯系統(tǒng)進行自動控制。畢業(yè)設計主要技術數(shù)據(jù)：電梯運行到位后具有手動或自動開門和關門的功能。利用指示燈顯示廂外召喚信號、廂內指令信號和

2、電梯到達信號。電梯能夠根據(jù)控制信號自動上升或下降到相應的樓層。畢業(yè)設計工作量要求：整個系統(tǒng)程序分為4個塊，由四組學生各自完成，開門關門控制程序、電梯到層指示控制程序、層呼叫指示控制程序、電梯啟動和運行控制程序。畢業(yè)設計進度方案：第五周、第六周：下達設計任務，查閱資料。完成初步設計。第七周、第八周：完成總體方案設計，畫出程序流程圖。第九周、第十周：完成程序設計及調試。第十一周、第十二周：整理資料，撰寫論文，進行預辯論。第十四周：參加統(tǒng)一辯論。畢業(yè)設計應完成的技術資料：設計報告I/O接線圖紙I/O分配表梯形圖程序參考文獻：1黃云龍.可編程控制器M。北京：科學出版社，2003.教研室主任意見：系主管

3、領導意見：任務下達日期2010年9月28日規(guī)定完成日期2010年11月19日目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc278206947 第一章 緒 論 PAGEREF _Toc278206947 h 1 HYPERLINK l _Toc278206948 電梯PLC控制系統(tǒng)現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc278206948 h 1 HYPERLINK l _Toc278206949 電梯的分類 PAGEREF _Toc278206949 h 2 HYPERLINK l _Toc278206950 1.3 課題要求、設計的目的及意義 PAGEREF _Toc27820

4、6950 h 2 HYPERLINK l _Toc278206951 本設計主要工作 PAGEREF _Toc278206951 h 2 HYPERLINK l _Toc278206952 第二章 電梯PLC控制系統(tǒng)總體方案確實定 PAGEREF _Toc278206952 h 4 HYPERLINK l _Toc278206953 2.1 PLC控制系統(tǒng)設計的根本原那么、內容和步驟 PAGEREF _Toc278206953 h 4 HYPERLINK l _Toc278206954 2.1.1 PLC控制系統(tǒng)設計的根本原那么 PAGEREF _Toc278206954 h 4 HYPERL

5、INK l _Toc278206955 2.1.2 PLC控制系統(tǒng)設計的主要內容及步驟 PAGEREF _Toc278206955 h 4 HYPERLINK l _Toc278206956 2.2 電梯PLC控制系統(tǒng)總體結構及控制方案 PAGEREF _Toc278206956 h 4 HYPERLINK l _Toc278206957 總體結構 PAGEREF _Toc278206957 h 4 HYPERLINK l _Toc278206958 控制方案 PAGEREF _Toc278206958 h 7 HYPERLINK l _Toc278206959 第三章 PLC控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

6、PAGEREF _Toc278206959 h 10 HYPERLINK l _Toc278206960 3. 1 PLC簡介 PAGEREF _Toc278206960 h 10 HYPERLINK l _Toc278206961 3.1.1 PLC特點 PAGEREF _Toc278206961 h 10 HYPERLINK l _Toc278206962 3.1.2 PLC控制電梯的優(yōu)點 PAGEREF _Toc278206962 h 11 HYPERLINK l _Toc278206963 3.3 PLC的選型 PAGEREF _Toc278206963 h 12 HYPERLINK

7、l _Toc278206964 3.3.1 輸入輸出I/O點數(shù)的估算 PAGEREF _Toc278206964 h 12 HYPERLINK l _Toc278206965 3.3.2 存儲器容量的估算 PAGEREF _Toc278206965 h 12 HYPERLINK l _Toc278206966 3.3.3 控制功能的選擇 PAGEREF _Toc278206966 h 13 HYPERLINK l _Toc278206967 3.3.4 PLC機型的選擇 PAGEREF _Toc278206967 h 14 HYPERLINK l _Toc278206968 3. 4I/O接線

8、圖 PAGEREF _Toc278206968 h 18 HYPERLINK l _Toc278206969 3. 5程序框圖 PAGEREF _Toc278206969 h 19 HYPERLINK l _Toc278206970 3. 6梯形圖設計 PAGEREF _Toc278206970 h 23 HYPERLINK l _Toc278206971 3. 7語句表指令 PAGEREF _Toc278206971 h 24 HYPERLINK l _Toc278206972 致 謝 PAGEREF _Toc278206972 h 29 HYPERLINK l _Toc278206973

9、參考文獻 PAGEREF _Toc278206973 h 30第一章 緒 論隨著我國經(jīng)濟的高速開展，微電子技術、計算機技術和自動控制技術也得到了迅速開展，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，電梯得到了快速開展，其拖動技術已經(jīng)開展到了調頻調壓調速，其邏輯控制也由PLC代替原來文在已通有的繼電器控制。本變頻器的根底上，采用PLC對電梯進行控制，通過合理的選擇和設計，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運行的舒適感，使電梯到達了較為理想的控制效果。本文在闡述電梯的結構和可編程控制器PLC的結構和工作原理的根底上，針對四層電梯，使用三菱FX2N可編程控制器

10、，設計了電梯的PLC控制系統(tǒng)。其包括了電梯的指層控制模塊，轎內指令模塊，廳外召喚模塊，電梯的選層和定向模塊，電梯的開關門運行模塊，電梯運行模塊等，實現(xiàn)了電梯電梯的指層控制，轎內指令控制，廳外召喚控制，電梯的選層和定向控制，電梯的開關門控制和自動運行等功能。這種電梯控制系統(tǒng)應用于實際運行的電梯中，運行結果說明：電梯平安性和可靠性高，日常保養(yǎng)維護和保障檢修方便，運行本錢低。電梯PLC控制系統(tǒng)現(xiàn)狀進入九十年代，隨著科學技術的開展和計算機技術的廣泛應用，人們對電梯的平安性、可靠性的要求越來越高，繼電器控制的弱點就越來越明顯?？删幊绦蚩刂破?PLC)是根據(jù)順序邏輯控制的需要而開展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境

11、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，目前，電梯的繼電器控制方式已逐漸被PLC控制代替。同時，由于電機交流變頻調速技術的開展電梯的拖動方式已由原來直流調速逐漸過渡到了交流變頻調速。因此，PLC控制技術加變頻調速已成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個熱點。 PLC是一種用于自動化控制的專用計算機，實質上屬于計算機控制方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 電梯采用PLC控制，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高。控制系統(tǒng)結構簡單，外部線路簡化.另外可方便地增加或改變控制功能。也可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行平安性，并便于檢修。 隨著電力電子技術、微

12、電子技術和計算機控制技術的飛速開展，交流變頻調速技術的開展也十分迅速。電動機交流變頻調速技術是當今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質量和改善環(huán)境、推動技術進步的一種主要手段。變頻調速以其優(yōu)異的調速性能和起制動性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內外公認為最有開展前途的調速方式。調速范圍廣、控制精度高，動態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，幾乎可與直流電機媲美。同時明顯改善了電動機供電電源的質量，減少了諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能顯著。 隨著城市建設的不斷開展，樓群建筑不斷增多，電梯在當今社會的生活中有著廣泛的應用。電梯作為樓群建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活

13、密不可分。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，大局部電梯控制系統(tǒng)都采用隨機邏輯方式控制。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，拖動控制那么由變頻器來完成；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。國內廠家大多項選擇擇第二種方式，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本錢較高；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 PLC來實現(xiàn)。1.2電梯的

14、分類電梯按照用途可分為:乘客電梯、載貨電梯、客貨兩用電梯、病床電梯、船用電梯、消防電梯與汽車電梯等多個類型。電梯按照定速分類可分為：低速電梯、快速電梯、高速電梯、超高速電梯。電梯按照驅動方式可以分為以:直流電梯、交流雙速電梯、交流調壓調速電梯、交流變壓變頻調速電梯、液壓電梯；電梯按照控制方式可以分為:信號控制電梯、集選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、群控電梯； 課題要求、設計的目的及意義1課題要求：電梯系統(tǒng)由拖動電動機、電氣控制局部、控制面板、顯示局部等組成，要求根據(jù)控制要求，選用相應的PLC作為控制器對電梯系統(tǒng)進行自動控制。整個系統(tǒng)程序分為4個塊，由四組學生各自完成，開門關門控制程序、電梯到層指示控

15、制程序、層呼叫指示控制程序、電梯啟動和運行控制程序。2設計的目的：通過對電梯系統(tǒng)進行PLC自動控制設計，綜合應用PLC、電氣控制相關課程知識，提高學生知識綜合運用能力及PLC控制系統(tǒng)的整體設計能力。1.4本設計主要工作 本次設計的主要工作是根據(jù)本次的設計題目電梯系統(tǒng)PLC自動控制設計的要求，主要對電梯的控制局部做以設計。在設計過程中，首先要對控制局部的核心器件PLC進行選型設計，已到達本次設計要求和電梯的控制要求。其次是針對本次設計要求確定出輸入/輸出I/O分配口且畫出I/O口分配表以及I/O口外部接線圖紙。再次根據(jù)本次設計要求和輸入/輸出I/O分配口畫出梯形圖，并轉換成指令表。最后安要求完成

16、畢業(yè)設計報告。第二章 電梯PLC控制系統(tǒng)總體方案確實定2.1 PLC控制系統(tǒng)設計的根本原那么、內容和步驟PLC的結構工作方式不同于一般的微型計算機。因此，用PLC設計電梯自動控制系統(tǒng)與其它設計電梯控制系統(tǒng)也有本質的區(qū)別。2.1.1 PLC控制系統(tǒng)設計的根本原那么任何一種電氣控制系統(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)品質量。在設計PLC控制系統(tǒng)時，應遵循以下根本原那么：最大限度的滿足被控對象的控制要求。在啊滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單，經(jīng)濟，使用及維修方便。保證控制系統(tǒng)平安可靠?？紤]到工藝的改良，在選擇PLC容量時，應適當留有余量。2.1.2 PLC控制系統(tǒng)設計的主要

17、內容及步驟1根據(jù)控制控制要求，如需要哪些動作條件，動作順序，以及手動，自動等操作方式。2根據(jù)控制要求確定所需要的輸入/輸出，以此來確定PLC的I/O點數(shù)。3)PLC型號的選擇4分配PLC的I/O點，設計I/O連接圖5針對此控制要求設計PLC程序2.2 電梯PLC控制系統(tǒng)總體結構及控制方案2.2.1總體結構電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩局部組成，主要硬件包括PLC主機及擴展、機械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門控電機、主拖動系統(tǒng)等構成。系統(tǒng)控制核心為PLC主機，通過PLC輸入接口送入PLC，存儲在存儲器并由PLC軟件運算處理，然后經(jīng)輸出

18、接口分別向指層器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門控電機控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號。以下主要對電梯門內外控制系統(tǒng)結構，電梯外部控制系統(tǒng)的結構以及電梯井道整體結構加以說明，如下圖： 圖2.1 電梯實體根本結構示意圖圖2.2 電梯外部控制結構圖圖2.3 電梯PLC控制系統(tǒng)廳外示意圖2.2.2控制方案以PLC為控制器，電動機及電梯為被控對象，通過電梯內的指令按鈕，到位限位開關，紅外線傳感器等作為PLC的輸入元件，輸出元件，來實現(xiàn)電梯的功能，以滿足人們的需求。圖2.4 根本控制結構圖電梯是機、電一體化產(chǎn)品。其機械局部好比是人的軀體，電氣局部相當于人的神經(jīng)，控制局部相當于人的大腦。各局部通過控制局部調度，

19、密切協(xié)同，使電梯可靠運行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動、鋼絲繩曳引式結構。 從電梯空間位置使用看，由四個局部組成：依附建筑物的機房、井道；運載乘客或貨物的空間轎廂；乘客或貨物出入轎廂的地點層站。即機房、井道、轎廂、層站。 從電梯各構件局部的功能上看，可分為八個局部：曳引系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)。電梯的原理非常簡單多條鋼纜，把轎箱懸掛在電梯井頂部機房的曳引輪之上。鋼纜另一端懸掛作平衡的對重。對重一般為轎箱加上50%負載時的重量。當轎箱移動時，對重會向反方向移動。曳引輪是依靠鋼纜的粗糙外表及引輪上坑紋之間的摩擦力來拉動轎箱。因

20、此當鋼纜或曳引輪用舊之后，必須適時更換以防滑溜。電動機負責帶動曳引輪轉動，提供動力升起或放下轎箱。電動機可能是交流，亦有可能是直流。局部電動機要使用齒輪帶動曳引輪，較新及較快的電梯一般會采用無齒輪帶動。局部高層曳引式電梯還有重量補償：在轎箱及對重之下設有一條鋼纜或鎖鏈，連接到地上。作用是補償懸掛轎箱或對重的鋼纜長度改變引起的重量變化。 曳引式電梯一般需要在電梯頂部設置機房。近年設計新型的曳引式電梯，采用纖維鋼纜復合纜索，可以減少所需的潤滑及維修。此外新型的電動機體積小，可以安裝在井壁，免除機房設置。 當然，現(xiàn)代的客運電梯和貨運電梯要比這復雜精巧得多。電梯需要先進的機械系統(tǒng)來操縱電梯轎廂及其負載

21、的重量。此外，電梯還需要控制裝置，以便乘客可以操縱電梯，并且還需要平安設備來確保一切平穩(wěn)運行。2.2.3系統(tǒng)運行過程電梯上行： 當電梯停于1樓(1F)或2F、3F時，如果4樓呼叫那么上行到4樓碰行程開關后停止，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 電梯停于1F或2F，如果3F呼叫、那么上行，到3F行程開關控制停止，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 電梯停于1F，如果2F呼叫，那么上行，到2F行程開關控制停止，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 電梯停于lF，如果2F、3F同時呼叫，那么電梯上行到2F后，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門

22、關閉，繼續(xù)上行到3F停止，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 電梯停于1F，如果3F、4F同時呼叫，電梯上行到3F，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉，繼續(xù)上行到4F停止，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 電梯停于1F，如果2F、4F同時呼叫，電梯上行到2F，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉繼續(xù)上行到4F停止, 同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉 電梯停于1F，如果2F、3F、4F同時呼叫，電梯上行到2F，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉，繼續(xù)上行到3F，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關

23、閉，繼續(xù)上行到4F停止，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 電梯停于2F, 如果3F、4F同時呼叫，電梯上行到3F，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉，繼續(xù)上行到4F停止。電梯下行： 電梯停于4F或3F或2F，1F呼叫，電梯下行到1F停止，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 電梯停于4F或3F，2F呼叫，電梯下行到2F停止，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 電梯停于4F，3F呼叫，電梯下行到3F停，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 電梯停于4F，3F、2F同時呼叫，電梯下行到3F，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，

24、轎廂門與廳門關閉，繼續(xù)下行到2F停止，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 電銻停于4F，3F、1F同時呼叫，電梯下行到3F，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉，繼續(xù)下行到1F停止，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 電梯停于4F，2F、1F同時呼叫，電梯下行到2F，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉，繼續(xù)下行到1F停止，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 電梯停于4F，3F、2F、1F同時呼叫，電梯下行到3F，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉，繼續(xù)下行到2F，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門

25、關閉，繼續(xù)下行到1F停止，同時，轎廂門與廳門翻開，3秒后，轎廂門與廳門關閉。 3電梯停于某一層，數(shù)碼管應顯示該層的樓層數(shù)第三章 PLC控制系統(tǒng)的實現(xiàn)3. 1 PLC簡介 PLC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線電子元件，它的接線大大減少，與此同

26、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，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

27、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)在以下幾個方面: 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，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

28、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.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

29、活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易。 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)去掉了選層器及大局部繼電器，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，提高運行平安性，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)更改控制方案時不需改動硬件接線。輸入元件1轎廂內外指令按鈕電梯指令按鈕，主要解決現(xiàn)有指令按鈕存在的容易損壞、安裝形式單一、發(fā)光的顏色單一、信號接口和接口方式少的技術問題。本實用新型的技術方案為：電梯指令

30、按鈕，包括按鍵、外框、傳動件、印刷電路板、發(fā)光體、自恢復伸縮件，按鍵位于外框內，印刷電路板固定在外框上，按鍵下方設有傳動件，傳動件下方的印刷電路板上設有輕觸開關、發(fā)光體和接口件。2紅外傳感器用紅外線的物理性質來進行測量的傳感器稱為紅外傳感器。紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干預、吸收等性質。任何物質，只要它本身具有一定的溫度高于絕對零度，都能輻射紅外線。紅外線傳感器測量時不與被測物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應快等優(yōu)點。 紅外線傳感器的外部構造是由發(fā)射極和接收極構成，其系統(tǒng)包括光學系統(tǒng)、檢測元件和轉換電路。光學系統(tǒng)按結構不同可分為透射式和反射式兩類。檢測元件按工作原

31、理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件。熱敏元件應用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過轉換電路變成電信號輸出。光電檢測元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。3到位限位開關 限位開關又稱行程開關，可以安裝在相對靜止的物體(如固定架、門框等，簡稱靜物)上或者運動的物體如行車、門等，簡稱動物上。當動物接近靜物時，開關的連桿驅動開關的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合。由開關接點開、合狀態(tài)的改變去控制電路和機。4門鎖 輸出元件1交流接觸器它一種旋轉式機器,它將電能轉變?yōu)闄C械能,它主要包括一個用以產(chǎn)生磁場的

32、電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個旋轉電樞或轉子,其導線中有電流通過并受磁場的作用而使轉動。2樓層顯示燈樓層顯示器用于電梯監(jiān)控系統(tǒng)中，將電梯當前所處樓層數(shù)實時疊加至視頻信號，便于安保監(jiān)控人員快速判斷電梯所處樓層，及時處理有關情況。3.3 PLC的選型在PLC系統(tǒng)設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。PLC及有關設備應是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原那么選型所選用PLC應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。熟悉可編程序控

33、制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務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、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統(tǒng)。3.3.1 輸入輸出I/O點數(shù)的估算I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?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3.3.2 存儲器容量的估算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

34、儲器中用戶應用工程使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之后才知道。為了設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。存儲器內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1015倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內存的總字數(shù)16位為一個字，另外再按此數(shù)的25%考慮余量。3.3.3 控制功能的選擇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。1、運算功能簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)

35、功能；普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比擬等運算功能；較復雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機或上位機的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發(fā)，合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應用場合，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能，有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比擬，當用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運算，數(shù)值轉換和PID運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算。2、控制功能控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運

36、算、比值控制運算等，應根據(jù)控制要求確定。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。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉換單元等。3、通信功能大中型PLC系統(tǒng)應支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議如TCP/IP，需要時應能與工廠管理網(wǎng)TCP/IP相連接。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信標準，應是開放的通信網(wǎng)絡。PLC系統(tǒng)的通信接口應包括串行和并行通信接口RS2232C/422A/423/485、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口

37、等；大中型PLC通信總線含接口設備和電纜應1：1冗余配置，通信總線應符合國際標準，通信距離應滿足裝置實際要求。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，上級的網(wǎng)絡通信速率應大于1Mbps，通信負荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡主要形式有以下幾種形式：1PC為主站，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網(wǎng)絡；21臺PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構成主從式PLC網(wǎng)絡；3PLC網(wǎng)絡通過特定網(wǎng)絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4專用PLC網(wǎng)絡各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡。為減輕CPU通信任務，根據(jù)網(wǎng)絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)通信處理器。4、編程功能離線編程

38、方式：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供效勞，不對現(xiàn)場設備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU對現(xiàn)場設備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)本錢，但使用和調試不方便。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。這種方式本錢較高，但系統(tǒng)調試和操作方便，在大中型PLC中常采用。五種標準化編程語言：順序功能圖SFC、梯形圖LD、功能模塊圖FBD三種圖形化語言和語句表IL、結構文本ST兩種文本語言。

39、選用的編程語言應遵守其標準IEC6113123，同時，還應支持多種語言編程形式，以滿足特殊控制場合的控制要求。5、處理速度PLC采用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應越快越好，如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，那么PLC將掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的喪失。處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質量等有關。目前，PLC接點的響應快、速度高，每條二進制指令執(zhí)行時間約0.20.4Ls，因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描周期處理器掃描周期應滿足：小型PLC的掃描時間不大于0.5ms/K；大中型PLC的掃描時間不大于0.2ms/K。3.3.4 PLC機型的選擇1、PLC的類型

40、PLC按結構分為整體型和模塊型兩類，按應用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。整體型PLC的I/O點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。2、輸入輸出模塊的選擇PLC按結構分為整體型和模塊型兩類，按應用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。

41、整體型PLC的I/O點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用要求。對輸出模塊，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關頻繁，電感性低功率因數(shù)負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應一致?？筛鶕?jù)應用要求，合

42、理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應用本錢。3、電源的選擇PLC的供電電源，除了引進設備時同時引進PLC應根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設計和選用外，一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源，與國內電網(wǎng)電壓一致。重要的應用場合，應采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。如果PLC本身帶有可使用電源時，應核對提供的電流是否滿足應用要求，否那么應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。4、存儲器的選擇由于計算機集成芯片技術的開展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應用工程的正常投運，一般要求PLC的存儲器容量，按2

43、56個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要復雜控制功能時，應選擇容量更大，檔次更高的存儲器。3.4 PLC I/0地址分配根據(jù)本次設計要求，經(jīng)過分析和設計，需要29個輸入點，23個 輸出點，共計52個I/O點，分配如下表：1輸入地址分配名稱功能編號說明SB1開門按鈕X0輸入SB2關門按鈕X1輸入SQ1開門行程開關X2輸入SQ2關門行程開關X3輸入SQ3向上運行轉化開關X4輸入SQ4行下運行轉化開關X5輸入SL1紅外傳感器左X6輸入SL2紅外傳感器右X7輸入K門鎖輸入信號X10輸入SQ5一層到位接近開關X11輸入SQ6二層到接近開關X12輸入SQ7三層到接近開關X13輸入SQ8四層到接近開關X14

44、輸入SQ9一層下預到位接近開關X15輸入SQ10二樓上接近開關X16輸入SQ11三樓上接近開關X17輸入SQ12四樓上接近開關X20輸入SQ13二樓下接近開關X21輸入SQ14三樓下接近開關X22輸入SB3轎廂內一層指令按鈕X23輸入SB4轎廂內二層指令按鈕X24輸入SB5轎廂內三層指令按鈕X25輸入SB6轎廂內四層指令按鈕X26輸入SB7門廳外一樓向上呼叫按鈕X27輸入SB8二樓向上召喚按鈕X30輸入SB9二樓向下召喚按鈕X31輸入SB10三樓向上召喚按鈕X32輸入SB11三樓向下召喚按鈕X33輸入SB12四樓向下召喚按鈕X34輸入2輸出地址分配名稱功能編號說明KM1開門繼電器Y0輸出KM2

45、關門繼電器Y1輸出KM3上行繼電器Y2輸出KM4下行繼電器Y3輸出KM5快速繼電器Y4輸出KM6加速繼電器Y5輸出KM7慢速繼電器Y6輸出E1上行方向燈Y20輸出E2下行方向燈Y21輸出E3一層指示燈Y22輸出E4二層指示燈Y23輸出E5三層指示燈Y24輸出E6四層指示燈Y25輸出E7轎廂內一層指令指示燈Y26輸出E8轎廂內二層指令指示燈Y27輸出E9轎廂內三層指令指示燈Y36輸出E10轎廂內四層指令指示燈Y37輸出E11一層向上召喚燈Y30輸出E12二層向上召喚燈Y31輸出E13二層向下召喚燈Y32輸出E14三層向上召喚燈Y33輸出E15三層向下召喚燈Y34輸出E16四層向下召喚燈Y35輸出

46、3. 4I/O接線圖加話圖3.1 PLC I/O接線圖3. 5程序框圖3.2 總流程框圖注：本電梯PLC控制系統(tǒng)電梯向上和向下運行通過上行和下行轉換開關來調節(jié)，在轎箱外有召喚信號時，到達相應的樓層電梯門翻開，否那么電梯上下周而復始的運行，并且在運行過程中有數(shù)碼管和指示燈兩套方案進行外部顯示圖3.3 第一段流程框圖圖3.4 第二段流程框圖圖3.5 第三段流程框圖圖3.6 第四段流程圖3. 6梯形圖設計在工程中，對PLC應用程序的設計有多種方法，這些方法的使用也因個人的設計水平和喜好來決定，現(xiàn)將常用的集中PLC程序的設計方法簡單的介紹如下： 經(jīng)驗設計法在掌握一些典型的控制環(huán)節(jié)和電路設計的根底上，根

47、據(jù)被空對象對控制系統(tǒng)的具體要求，憑借自己的經(jīng)驗進行選擇，組合。這種方法對于一些簡單的控制系統(tǒng)的設計是比擬好的，可以做到快速，簡單的效果。而經(jīng)驗法設計的步驟如下：確定輸入/輸出點的個數(shù)，選擇PLC機型，進行I/O分配；做出系統(tǒng)動作的流程圖；選擇PLC指令并編寫程序；將各個環(huán)節(jié)的程序合理地聯(lián)系起來，就得到一個滿足要求的程序；2邏輯設計法 工業(yè)電器控制線路中，有很多是通過繼電器等帶暖氣元件來實現(xiàn)的。而繼電器，交流接觸器的觸點都只有兩種狀態(tài)即：斷開和閉合，因此用“0和“1兩種取值的邏輯代數(shù)設計電氣控制線路是完全可以的。該方法是根據(jù)數(shù)字電子技術中的邏輯設計法進行PLC程序的設計。3順序功能圖法對那些按動

48、作先后順序進行控制的系統(tǒng)，非常適合使用順序功能圖法進行編程。此法規(guī)律性很強雖然編程相當長，但程序結構清晰。在用順序功能圖編程時，功能圖是很重要的工具。功能圖能夠清楚地表現(xiàn)出系統(tǒng)各工作步的功能，步與步之間的轉換順序及其轉換條件。 功能圖由流程步，有向線段，轉移和動作組成，在使用時它有一些使用規(guī)那么，具體如下：步與步之間必須用轉移隔開；轉移與轉移之間必須用步隔開；轉移和步之間用有向線段連接，正常畫順序功能圖的方向是從上向下或從左向右，按照正常順序畫圖時，有向線段可以不加箭頭，否那么必須加箭頭;一個順序功能圖中至少有一個初始步；根據(jù)以上比擬和以前所學的有關知識我選擇了順序功能圖法進行編程。見附錄1：

49、圖1 電梯系統(tǒng)示意圖3. 7語句表指令PLC的20個根本指令：LD：取指令常開觸點LDI：取反指令常閉觸點AND：串指令常開觸點ANI：串反指令常閉觸點OR：并指令常開觸點ORI：并反指令常閉觸點ORB：并塊指令ANB：串塊指令MPS：進棧指令MRD：讀棧指令MPP：出棧指令PLS：上跳沿微分指令PLF：下跳沿微分指令MC：主控指令MCR：主控復位指令NOP：空指令OUT：輸出指令END：結束指令 通過對這些根本指令的學習掌握將本次設計的電梯控制系統(tǒng)的梯形圖轉換成指令表形式。見附錄2：0 LD X0001 OR Y0002 OR M03 OR T04 ANI T05 ANI Y0016 ANI

50、 X0027 OUT Y0008 LD X0119 AND M910 LD X01211 AND M1012 ORB 13 LD X01314 AND M1115 ORB 16 LD M01417 AND M1218 ORB19 ANI M120 ANI Y00021 OUT T0K3024 LD X00125 OR X00126 ANI X00027 OR T128 ANI X00329 OUT Y00130 LD X00631 OR X00732 OR M033 ANI X00334 OUT M035 LD M036 ANI X00337 OUT T2K2040 LD Y00041 ANI

51、 Y00142 OUT T1K5045 LD Y002 46 OR Y00347 OR Y00448 ORI Y00549 OUT M950 LD X02751 ANI T152 OUT M953 LD X03054 OR X03155 OR M1056 ANI T167 OUT M1058 LD X03259 OR X03360 OR M1161 ANI T162 OUT M1163 LD X03464 OR M1265 ANI T166 OUTM1267 LDX 01168 OR X01369 LDIM370 ANDM271 ORB 72 OUTM273 LDX01274 ORX01475

52、 LDIM276 ANDM377 ORB78 OUTM379 LDX01180 ANI Y02381 LD M282 AND Y02283 ORB84 ANI Y02485 ANI Y02586 OUT Y02287 LD X01288 ANI Y02289 LD M390 AND Y02391 ORB92 ANI Y02393 ANI Y02594 OUT Y02395 LD X01396 ANI Y02297 LD M298 AND Y02499 ORB100 ANI Y023101 ANI Y025102 OUT Y024103 LD X014104 ANI Y022105 LD M31

53、06 AND Y025107 ORB108 ANI Y023109 ANI Y024110 OUT Y025 LD X027 OR Y030 LDI X010 ORI Y022 ANB ANI X011 OUT Y030 LD X030 OR Y031 LDI X010 ANI X012 ORI Y020 ANB OUT Y031 LD X031 OR Y032 LDI X010 ANI X012 ORI Y021 ANB OUT Y032 LD X032 OR Y033 LDI X010 ANI X013 ORI Y020 ANB OUT Y033 LD X033 OR Y034 LDI X

54、010 ANI X013 ORI Y021 ANB OUT Y034 LD X034 OR Y035 LDI X010 ANI Y014 ORI Y021 ANB OUT Y035 LD X023 OR Y026 ANI Y022 OUT Y026 LD X024 OR Y027 ANI Y023 OUT Y027 LD X025 OR Y036 ANI Y024 OUT Y036 LD X026 OR Y037 ANI Y025 OUT Y037169 LD Y037170 ANI Y025171 LD Y036172 ANI Y024173 ORB174 LD Y027175 ANI Y023176 ORB177 ANI Y003178 ANI Y021179 OUT Y020180 LD Y026181 ANI Y022182