PLC四層電梯畢業(yè)設計

目錄摘要 1Abstract 21前言 32電梯概述 32.1電梯的來源與發(fā)展 32.2國外電梯的狀況 32.3國內電梯的狀況 42.6電梯技術發(fā)展趨勢 6第3章

PLC的發(fā)展 63.1PLC的定義 63.2PLC的發(fā)展階段 83.3PLC發(fā)展趨勢 83.4PLC的基本構成 9第4章

電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計 134.1電梯的類型 134.2電梯示意圖 144.3電梯的控制規(guī)定 144.4PLC控制系統(tǒng)的設計分析 154.5電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計 154.6PLC的選擇 164.10系統(tǒng)的調試與操作 21結束語 21致

謝 22參考文獻 22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快速發(fā)展，交流變頻調速技術已經進入一種嶄新的時代，其應用越來越廣。而電梯作為當代高層建筑的垂直交通工具，與人們的生活緊密有關，隨著人們對其規(guī)定的提高，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替代原來的繼電器控制。電梯的電氣系統(tǒng)由拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分構成?，F在電梯設計使用可編程控制器(PLC)，功效變化靈活，編程簡樸，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：根據轎廂所處位置及乘員所處層數。鑒定轎廂運行方向，確保轎廂平層時減速。將轎廂停在選定的樓層上；同時，根據樓層的呼喊，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。核心詞：電梯模型程序設計PLC1前言隨著都市建設的不停發(fā)展，高層建筑不停增多，電梯在國民經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。事實上電梯是根據外部呼喊信號以及本身控制規(guī)律等運行的，而呼喊是隨機的，電梯事實上是一種人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用次序控制或邏輯控制是不能滿足控制規(guī)定的，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、可靠性的規(guī)定越來越高，繼電器控制的弱點就越來越明顯?？删幊绦蚩刂破?PLC)是根據次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步被PLC控制替代?，F在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，完畢電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功效的設定，實現電梯的自動調度和集選運行功效，拖動控制則由變頻器來完畢；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實現信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種辦法并沒有太大的區(qū)別。國內廠家大多選擇第二種方式，其因素在于生產規(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，因此現在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實現。2電梯概述2.1電梯的來源與發(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,替代步行上下的樓梯。說到電梯的來源要從公元前26埃及人在建造金字塔時使用了最原始的提高系統(tǒng)說起，但這一類起重機的能源均為人力。到了12，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運用驢作為動力，載荷由繞在一種大滾筒上的繩子進行起吊。此種辦法始終沿用到近代直到瓦特發(fā)明了蒸汽機，約在18，煤礦主才干運用起重機把礦井中的煤輸送上來。數百年來人們制造過多個類型的升降梯，它們都含有一種共同的缺點：只要起吊繩忽然斷裂，升降梯便急速地墜落終究層。1854年奧的斯設計了一種制動器：在升降梯的平臺頂部安裝一種貨車用的彈簧及一種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，貨車彈簧會將拉力削弱，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)，并且也為那些想建造更高層建筑物以增加更多可運用空間的設計們打開了通途。然而真正能夠稱為電梯（用電能驅動升降梯）的產品應當是在20世紀初才出現的。2.2國外電梯的狀況國外電梯行業(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：（1）集垂直運輸與水平運輸的復合運輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用直線電機驅動，在一種井道內設立多臺轎廂。轎廂在計算機導航系統(tǒng)控制下，能夠在軌道網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，特別適合于含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。（2）交流永磁同時無齒輪曳引機驅動的無機房電梯無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)省了建筑成本，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。而交流永磁同時無齒輪曳引機的特點是：（A）構造簡樸緊湊，體積小，重量輕，形狀可靈活多樣；（B）配以變頻控制能夠實現更大程度的節(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，減少了油污染；（D）由于失電時旋轉的電機處在發(fā)電制動狀態(tài)，增加了曳引系統(tǒng)的安全可靠性。（3）彩色大屏幕液晶樓層顯示屏。這類顯示屏能夠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），還能夠顯示實時的載荷、故障狀態(tài)等。通過控制中心的設立還能夠顯示日期、時間、問候語、樓層指南、廣告等，甚至還能夠與遠程計算機和尋呼系統(tǒng)聯接公布天氣預報、新聞等。有的顯示屏又增加了觸摸查詢功效。該裝置緩和了陌生乘客在轎廂內面對面對視時的尷尬、無趣的局面，減少了乘客乘梯時心理等待焦慮感。（4）電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將控制柜中的信號解決計算機獲得的電梯運行和故障信息通過公共電話網絡或專用網絡（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，方便那里的服務人員掌握電梯運行狀況，特別是故障狀況。該系統(tǒng)普通含有顯示故障、分析故障、故障統(tǒng)計與預測等功效，尚有的可實現遠程調試與操作，便于維修人員快速進行維修應答和采用維修方法。這樣縮短了故障解決時間，簡化了人工故障檢查的勞動，確保了大樓電梯安全高效地運行。2.3國內電梯的狀況中國電梯行業(yè)從市場規(guī)模上已有了很大提高，某些自主品牌也逐步提高了自己的產品質量和技術含量，我國政府提出的節(jié)省型社會正好讓電梯行業(yè)中擁有節(jié)能電梯技術的公司有機會發(fā)展，另外，國外顧客比以前更多地青睞中國產品也為中國電梯的崛起提供了機會?，F在我國節(jié)能電梯技術在某些方面已經達成了國際領先水平，但是節(jié)能電梯的普及率還很低，可節(jié)電30%以上的無齒輪電梯普及率不及10%，能夠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”期間進入快速增加期。節(jié)能電梯從開始進入我國辦公樓、住宅樓、酒店等場合，通過5年的發(fā)展，全國的無齒輪電梯市場從幾千臺增加到近6萬臺?，F在我國已超出日本成為世界最大的新裝電梯市場。由于房地產業(yè)、都市公共建設等產業(yè)發(fā)展快速，預計將來，我國的電梯市場仍將保持每年20%的遞增速度，年平均銷售額最少500億美元。房地產市場快速發(fā)展，對電梯的需求繼續(xù)擴大。專家預計將來50年我國新增住房面積將達成200億平方米?，F在國家規(guī)定20米以上高樓就應安裝電梯，因此將來電梯最大的市場就是住宅市場。另外，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)的小城鄉(xiāng)建設速度加緊。東部地區(qū)都市化通過的發(fā)展，有些發(fā)達地區(qū)都市化水平已達成80%，基本飽和，甚至出現了逆都市化的趨勢。而近年來西部地區(qū)國民生產總值的增加速度，已經與電梯需求高速發(fā)展所需的GDP水平相吻合。電梯更新進入高峰期。即使國家對電梯壽命現在沒有提出強制原則，但是按國外電梯使用壽命的慣例，普通日本系列電梯設計壽命為，歐美電梯設計壽命為25年。根據我國電梯選購的實際狀況，采用日本系列產品或技術的比例大概有60%以上，國內在1990年前安裝的日系電梯已經全部到了更新期。并且1990年以前的電梯生產技術相對比較落后，電梯的耗電水平是現在節(jié)能電梯的三到四倍。按電梯使用壽命及前電梯安裝數量看，預計將有15000至0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。據理解，現在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，其年總能耗大概相稱于3000至4000噸原則煤，其中將近二分之一用于電梯供電。電梯行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，在我國全部使用的電梯中如果有80%采用節(jié)能電梯，全年能夠節(jié)省耗電122億千瓦時。如果全部采用節(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。2.4PLC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與普通微機同樣，以通用或專用CPU作為字解決器，實現通道(字)的運算和數據存儲，另外尚有位解決器(布爾解決器)，進行點(位)運算與控制。PLC控制普通含有可靠性高、易操作、維修、編程簡樸、靈活性強等特點。

(1)可靠性:對可維修的產品，可靠性涉及產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，與此同時，系統(tǒng)的維修簡樸，維修時間短。

B.PLC采用了一系列可靠性設計的辦法進行設計，例如，冗余設計，斷電保護，故障診療和信息保護及恢復等，提高了MTBF，減少了mlTR使可靠性提高。

C.PLC有較高的易操作性，它含有編程簡樸，操作方便，維修容易等特點，普通不易發(fā)生操作的錯誤。

D.PLC是為工業(yè)生產過程控制而專門設計的控制裝置，它含有比通用計算機控制更簡樸的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言，編程出錯率大大減少，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方法。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，也采用了一系列提高系統(tǒng)可靠性的方法。例如，采用軟件濾波;軟件自診療;簡化編程語言等。

(2)易操作性，PLC的易操作性體現在下列幾個方面:

A、操作方便對PLC的操作涉及程序輸入和程序更改的操作。大多數PLC采用編程器進行輸入和更改的操作。編程器最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，程序的輸入直接能夠顯示。更改程序的操作也可直接根據所需要的地址編號或接點號進行搜索或次序尋找，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有多個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靠近，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含有的自診療功效對維修人員維修技能的規(guī)定減少。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過硬件和軟件的自診療，維修人員能夠很快的找到故障的部位，方便維修。

(3)靈活性，PLC的靈活性體現在下列幾個方面:

A.編程的靈活性。PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功效表圖、功效模塊和語句描述編程語言。編程辦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種重要特點。它可根據應用的規(guī)模不同，即可進行容量的擴展、功效的擴展、應用和控制范疇的擴展。

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。2.5PLC控制電梯的優(yōu)點

(1)在電梯控制中采用了PLC，用軟件實現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)構造簡樸，外部線路簡化。

(3)PLC可實現多個復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或變化控制功效。

(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)更改控制方案時不需改動硬件接線。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“誰最先推出綠色產品并搶占市場，誰就掌握市場競爭主動權”。發(fā)展趨勢重要有：不停改善產品的設計，生產環(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）并且材料是能夠回收的。（2）藍牙技術在電梯上應用。安裝過電梯的人都懂得放線、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，其直接好處是減少安裝成本，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，故障率大大減少，控制精度也進一步提高，帶來的成果是電梯更加舒適，平層更加精確。C較好地解決了電梯控制與外圍設備的兼容和聯系。特別是能夠把電梯和扶梯歸納到大樓管理系統(tǒng)或智能化管理社區(qū)系統(tǒng)中。第3章

PLC的發(fā)展3.1PLC的定義可編程控制器是一種數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,次序控制，定時，計數與算術操作等面對顧客的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制多個類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯成一種整體，易于擴充其功效的原則設計?？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。它含有豐富的輸入/輸出接口，并且含有較強的驅動能力。但可編程控制器產品并不針對某一具體工業(yè)應用，在實際應用時，其硬件需根據實際需要進行選用配備，其軟件需根據控制規(guī)定進行設計編制。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核心性能PLC由于采用當代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采用了先進的抗干擾技術，含有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無端障時間高達30萬小時。某些使用冗余CPU的PLC的平均無端障工作時間則更長。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百甚至數千分之一，故障也就大大減少。另外，PLC帶有硬件故障自我檢測功效，出現故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還能夠編入外圍器件的故障自診療程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診療保護。這樣，整個系統(tǒng)含有極高的可靠性也就不奇怪了。二、配套齊全，功效完善合用性強PLC發(fā)展到今天，已經形成了大、中、小多個規(guī)模的系列化產品。能夠用于多個規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯解決功效以外，當代PLC大多含有完善的數據運算能力，可用于多個數字控制領域。近年來PLC的功效單元大量涌現，使PLC滲入到了位置控制、溫度控制、CNC等多個工業(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構成多個控制系統(tǒng)變得非常容易。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，是面對工礦公司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體現方式和繼電器電路圖相稱靠近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就能夠方便地實現繼電器電路的功效。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。四、系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯替代接線邏輯，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通過變化程序變化生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。五、體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸不大于100mm，重量不大于150g，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的抱負控制設備。3.2PLC的發(fā)展階段即使PLC問世時間不長，但是隨著微解決器的出現，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術的快速發(fā)展和數據通訊技術的不停進步，PLC也快速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個階段：1、早期的PLC（60年代末—70年代中期）早期的PLC普通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，其重要功效只是執(zhí)行原先由繼電器完畢的次序控制，定時等。它在硬件上以準計算機的形式出現，在I/O接口電路上作了改善以適應工業(yè)控制現場的規(guī)定。裝置中的器件重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。另外還采用了某些方法，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的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點涉及簡樸易懂，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—梯形圖始終沿用至今。2、中期的PLC（70年代中期—80年代中，后期）在70年代，微解決器的出現使PLC發(fā)生了巨大的變化。美國，日本，德國等某些廠家先后開始采用微解決器作為PLC的中央解決單元(CPU)。這樣，使PLC得功效大大增強。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數等功效以外，還增加了算術運算、數據解決和傳送、通訊、自診療等功效。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、遠程I/O模塊、多個特殊功效模塊。并擴大了存儲器的容量，使多個邏輯線圈的數量增加，還提供了一定數量的數據寄存器，使PLC得應用范疇得以擴大。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)模集成電路技術的快速發(fā)展，微解決器的市場價格大幅度下跌，使得多個類型的PLC所采用的微解決器的當次普遍提高。并且，為了進一步提高PLC的解決速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯解決芯片。這樣使得PLC軟、硬件功效發(fā)生了巨大變化.3.3PLC發(fā)展趨勢1．向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高PLC的解決能力，規(guī)定PLC含有更加好的響應速度和更大的存儲容量?，F在，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種性能指標。2．向超大型、超小型兩個方向發(fā)展現在中小型PLC比較多，為了適應市場的多個需要，此后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。現已有I/O點數達14336點的超大型PLC，其使用32位微解決器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功效強。構造不停緊湊化，體積不停輕型化、小巧化隨著新技術、新構造、新材料、新工藝的發(fā)展，電梯的機械系統(tǒng)構造簡樸化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進化、外觀美麗化。同時，無機房電梯在新世紀將會有較大速度發(fā)展。3．PLC大力開發(fā)智能模塊，加強聯網通信能力為滿足多個自動化控制系統(tǒng)的規(guī)定，近年來不停開發(fā)出許多功效模塊，如高速計數模塊、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功效，又使用靈活方便，擴大了PLC應用范疇。電梯行業(yè)技術發(fā)展非常快速，幾年前推出的含有先進性能、高舒適性的VVVF電梯，如今已成為電梯行業(yè)的原則配備，由于永磁同時無齒輪曳引機含有更節(jié)能、更潔掙、更安全、更安靜、更經濟的特點，因此永磁同時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，網絡控制和智能群控系統(tǒng).以其控制的先進性、快速性、精確性和可靠性亦是電梯的發(fā)展潮流。4．增強外部故障的檢測與解決能力根據統(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、硬件實現檢測、解決；而其它80%的故障屬于PLC的外部故障。因此，PLC生產廠家都致力于研制、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重要方式;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。另外，電梯的雙向安全裝置、無底坑、無線控制、綠色環(huán)?！踩?、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是將來電梯的重要發(fā)展方向。5．編程語言多樣化在PLC系統(tǒng)構造不停發(fā)展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功效也不停提高。除了大多數PLC使用的梯形圖語言外，為了適應多個控制規(guī)定，出現了面對次序控制的步進編程語言、面對過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言（BASIC、C語言等）等。多個編程語言的并存、互補與發(fā)展是PLC進步的一種趨勢。3.4PLC的基本構成可編程控制器的構造多個多樣，但其構成的普通原理基本相似，都是以微解決器為核心的構造，其功效的實現不僅基于硬件的作用，更要靠軟件的支持，事實上可編程控制器就是一種新型的工業(yè)控制計算機。3.4.1PLC的硬件構造主機微解決器（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構造的PLC——四部分裝在同一機殼內模塊式構造的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的能力可按顧客的需要進行擴展和組合（擴展機）另外，還必須有編程器——將顧客程序寫進規(guī)定的存儲器內圖1PLC硬件構造圖1PLC硬件構造中央控制解決單元(CPU)可編程控制器中慣用的CPU重要采用通用微解決器、單片機和雙極型位片式微解決器三種類型。通用微解決器有8080、8086、80286、80386等；單片機有8031、8096等；位片式微解決器的AM2900、AM2903等。FX2可編程控制器使用的微解決器是16位的8096單片機。存儲器可編程控制器配有兩種存儲器：系統(tǒng)存儲器和顧客存儲器。系統(tǒng)存儲器：寄存系統(tǒng)管理程序，用只讀存儲器實現。顧客存儲器：寄存顧客編制的控制程序，普通用RAM實現或固化到只讀存儲器中。輸入輸出接口作用：連接顧客輸入輸出設備和PLC控制器，將各輸入信號轉換成PLC原則電平供PLC解決，再將解決好的輸出信號轉換成顧客設備所規(guī)定的信號驅動外部負載。對輸入輸出接口的規(guī)定：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。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）。顧客應根據輸入輸出信號的類型選擇適宜的輸入輸出接口。開關量輸入接口電路多個輸入接口均采用了抗干擾方法。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。普通有三種類型：直流(12∽24)V輸入、交流(100∽120)V輸入與交流(200∽240)V輸入和交直流(12∽24)V輸入。直流輸入模塊的電源普通由機內24v電源提供，輸入信號接通時輸入電流普通不大于10mA；交流輸入模塊的電源普通由顧客提供。②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。開關量輸出端的負載電源普通由顧客提供，輸出電流普通不超出2A。開關量輸出端的負載電源普通由顧客提供，輸出電流普通不超出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）共用一種公共點?；蛘邔⑤斎朦c（輸出點）分成幾組，組內各點共用一種公共點。各組的公共點之間互相隔離。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。電源PLC的供電電源普通是市電，也有用直流24V電源供電的。外圍設備：編程器、打印機、演示板等運用編程器可將顧客程序輸入PLC的存儲器，還能夠用編程器檢查程序、修改程序；運用編程器還能夠監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。顧客輸入輸出設備:顧客輸入器件有控制開關和檢測元件，即多個開關、按鈕、傳感器等；顧客輸出設備重要有接觸器、電磁閥、批示燈等。PLC的軟件構造在可編程控制器中，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。重要由管理程序、顧客指令解釋程序和原則程序模塊，系統(tǒng)調用。2.顧客程序：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：PLC有運行模式和停止模式。1.運行模式：分為內部解決、通信操作、輸入解決、程序執(zhí)行、輸出解決五個階段。2.停止模式當處在停止工作模式時，PLC只進行內部解決和通信服務等內容。（二）PLC工作過程：內部解決階段：在此階段，PLC檢查CPU模塊的硬件與否正常，復位監(jiān)視定時器，以及完畢某些其它內部工作。(1)通信服務階段在此階段，PLC與某些智能模塊通信、響應編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內容等，當PLC處在停狀態(tài)時，只進行內容解決和通信操作等內容。(2)輸入解決階段輸入解決也叫輸入采樣。在此階段次序讀取全部輸入端子的通斷狀態(tài)，并將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。(3)程序解決階段按先上后下，先左后右的步序，對梯形圖程序進行逐句掃描并根據采樣到輸入映像寄存器中的成果進行邏輯運算，運算成果再存入有關映像寄存器中。但碰到程序跳轉指令，則根據跳轉條件與否滿足來決定程序的跳轉地址。(4)輸出刷新階段程序解決完畢后，將全部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、周期性循環(huán)掃描，“串行”工作方式1．掃描周期：PLC的工作方式是一種不停循環(huán)的次序掃描工作方式。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。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點的狀況有關，與顧客應用程序的長短及編程狀況等都有關。普通用PLC執(zhí)行1K指令所需時間來闡明其掃描速度(普通1~10ms/K)。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。普通為幾十—100ms.引發(fā)輸出滯后的因素：輸入模塊的濾波時間、輸出模塊的滯后時間、掃描方式引發(fā)的滯后。3.由于PLC是集中采樣，在程序解決階段即使輸入發(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變化。4.由于PLC是串行工作，因此PLC的運行成果與梯形圖程序的次序有關。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，減少繁瑣的聯鎖電路。第4章

電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計4.1電梯的類型按使用性質分：客梯；貨梯；消防電梯按電梯行駛速度分：高速電梯。速度不不大于2m/s。中速電梯。速度在2m/s之內。低速電梯。運輸食物電梯慣用低速，速度在1.5m/s以內。觀光電梯：觀光電梯是把豎向交通工具和登高流動觀景相結合的電梯。4.2電梯示意圖電梯電梯SQ4SQ3SQ2SQ1四樓三樓二樓一樓HL4SB4HL3SB3SB2HL2HL1SB1圖4.1

電梯示意圖4.3電梯的控制規(guī)定當電梯停于某層時，有一高層呼喊時，電梯上升到呼喊層停止。當電梯停于某層時，有一低層呼喊時，電梯下降到呼喊層停止。當電梯停于某層時，有多高層呼喊時，電梯先上升到較低的呼喊層，停5秒后繼上升到高的呼喊層，響應完畢后停止。當電梯停于某層時，有多低層呼喊時，電梯先下降到較高的呼喊層，停3秒后繼續(xù)下降到低的呼喊層，響應完畢后停止。當電梯處在上升或上降過程中，任何反向的呼喊均無效。每層樓層之間的達成時間均應在10s之內完畢，否則電梯停止。4.4PLC控制系統(tǒng)的設計分析任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現被控對象的工藝規(guī)定，以提高生產效率和產品質量。因此，在設計PLC控制系統(tǒng)時，應遵照下列基本原則：1.最大程度地滿足被控對象的控制規(guī)定充足發(fā)揮PLC的功效，最大程度地滿足被控對象的控制規(guī)定，是設計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設計中最重要的一條原則。這就規(guī)定設計人員在設計前就要進一步現場進行調查研究，收集控制現場的資料，收集有關先進的國內、國外資料。同時要注意和現場的工程管理人員、工程技術人員、現場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。2.確保PLC控制系統(tǒng)安全可靠確保PLC控制系統(tǒng)能夠長久安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)的重要原則。這就規(guī)定設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全方面考慮，以確保控制系統(tǒng)安全可靠。例如：應當確保PLC程序不僅在正常條件下運行，并且在非正常狀況下（如忽然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。3.力求簡樸、經濟、使用及維修方便一種新的控制工程固然能提高產品的質量和數量，帶來巨大的經濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將造成運行資金的增加。因此，在滿足控制規(guī)定的前提下，首先要注意不停地擴大工程的效益，另首先也要注意不停地減少工程的成本。這就規(guī)定設計者不僅應當使控制系統(tǒng)簡樸、經濟，并且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不適宜盲目追求自動化和高指標。

4.5電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計由于電梯的運行是根據樓層和轎廂的呼喊信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼喊是隨機的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機邏輯控制。即在以次序邏輯控制實現電梯的基本控制規(guī)定的基礎上，根據隨機的輸入信號，以及電梯的對應狀態(tài)適時的控制電梯的運行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數擬定，并送PLC的計數器來進行控制。同時，每層樓設立一種靠近開關用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。為便于觀察，對電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示，采用LED和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼喊信號以批示燈顯示(開關上帶有批示燈)。為了提高電梯的運行效率和平層的精度，系統(tǒng)規(guī)定PLC能對轎廂的加、減速以及制動進行有效的控制。根據轎廂的實際位置以及交流調速系統(tǒng)的控制算法來實現。為了電梯的運行安全，系統(tǒng)應設立可靠的故障保護和對應的顯示。根據電梯所處的位置和運行方向，在編程中，采用了四個優(yōu)先級隊列，即上行優(yōu)先級隊列、上行次優(yōu)先級隊列、下行優(yōu)先級隊列、下行次優(yōu)先級隊列。其中，上行優(yōu)先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運行的呼喊信號，該呼喊信號所對應的樓層所含有的脈沖數寄存的寄存器所構成的陣列。上行次優(yōu)先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置下列樓層所發(fā)出的向上運行的呼喊信號，該呼喊信號所對應的樓層所含有的脈沖數寄存的寄存器所構成的隊列?？刂葡到y(tǒng)在電梯運行中實時排列的四個優(yōu)先級陳列，為實現隨機邏輯控制提供了基礎。當電梯以某一運行方向靠近某樓層的減速位置時，鑒別該樓層與否有同向的呼喊信號，如有，將對應的寄存器的脈沖數與比較寄存器進行比較，如相似，則在該樓層減速停車：如果不相似，則將該寄存器數據送入比較寄存器，并將原比較寄存器數據保存，執(zhí)行該樓層的減速停車。該動作完畢后，將被保存的數據重新送入比較寄存器，以實現隨機邏輯控制。4.6PLC的選擇電梯的電力驅動系統(tǒng)對電梯的起動加速、穩(wěn)速運行、制動減速起著決定性作用。驅動系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響電梯的起動、制動、加減速度、平層精度、乘座的舒適感等指標。因此我們的PLC

選用SYSMACC20P系列，SYSMACC20P系列

PLC

以其可靠性高、運算速度快、產品成本低和電梯專用客制化服務等優(yōu)點，PLC

的輸入輸出點數可根據需要配備，并可根據顧客的規(guī)定增加并聯功效。以編制一臺

4

層

4

站的電梯為例，先根據控制規(guī)定計算所需要的

I/O

接口點數，其中輸入點數為

32，輸出點數為

24。選用SYSMACC20P系列

PLC

的一種

CPU

單元

M40DR

和一種擴展單元

E16DR

來完畢電梯控制系統(tǒng)的邏輯控制。

4.7I/O分派表I/O分派表如表4-1所示。類別元件端子號作用輸入SB40002四樓呼喊按鈕SB30003三樓呼喊按鈕SB20004二樓呼喊按鈕SB10005一樓呼喊按鈕SQ40006四樓限位開關SQ30007三樓限位開關SQ20008二樓限位開關SQ10009一樓限位開關輸出KM10500電梯下降KM20501電梯上升HL40503四樓批示燈HL30504三摟批示燈HL20505二摟批示燈HL10506一摟批示燈4.8硬件接線圖硬件