四层电梯的设计 毕业论文.doc

四 层 电 梯 的 设 计 摘 要 plc 作 为 一 种 工 业 控 制 微 型 计 算 机 ， 以 其 编 程 方 便 ， 操 作 简 单 尤 其 是 它 的 高 科 控 制 性 等 优 点 ， 在 工 业 生 产 过 程 中 得 到 了 广 泛 的 应 用 ， 它 运 用 大 规 模 集 成 电 路 ， 微 型 技 术 和 通 讯 技 术 的 发 展 成 果 ， 逐 步 形 成 了 具 有 多 种 优 点 和 微 型 ， 中 型 ， 大 型 及 超 大 型 等 规 格 系 列 产 品 。 应 用 于 从 继 电 器 控 制 系 统 到 监 控 计 算 机 之 间 的 控 制 领 域 ， 随 着 社 会 的 不 断 发 展 ， 楼 房 越 来 越 高 ， 而 电 梯 成 了 高 层 楼 房 的 必 备 设 备 。 电 梯 从 手 柄 开 关 操 纵 电 梯 按 钮 控 制 电 梯 发 展 冬 了 现 在 的 群 控 电 梯 ， 为 高 层 运 输 做 出 了 不 可 泯 灭 的 贡 献 。 plc 在 电 梯 升 降 控 制 上 的 运 用 主 要 体 现 在 它 的 逻 辑 开 关 控 制 功 能 。 由 于 plc 具 有 逻 辑 运 算 ， 计 数 ， 定 时 ， 及 数 据 输 入 输 出 功 能 ， 在 电 梯 升 降 过 程 中 ， 各 种 逻 辑 开 关 控 制 与 其 很 好 的 结 合 ， 很 好 的 实 现 了 对 的 控 制 。 关 键 字 ： plc， 电 梯 控 制 。 - 1 - 目 录 摘 要 .- 0 - 目 录 .- 1 - 前 言 .3 第 一 章 plc 的 介 绍 .5 1.1 plc 的 发 展 5 1.2 plc 的 用 途 5 1.3 plc 的 特 点 .7 1.4 plc 的 工 作 原 理 8 1.5 plc 的 编 程 语 言 9 1.6 三 菱 plc 的 基 本 指 令 10 第 二 章 plc 的 选 型 .13 2.1 plc 系 统 的 i/o 点 数 估 算 13 2.2 内 存 的 估 计 .13 2.3 相 应 时 间 分 析 .14 2.4 输 入 输 出 模 块 .14 2.5 机 型 的 确 定 .14 第 三 章 硬 件 设 计 .15 3.1 硬 件 配 置 简 介 .15 3.2 输 入 /输 出 的 分 配 .18 3.2 27 第 四 章 软 件 设 计 .40 4.1 程 序 流 程 图 .40 4.2 程 序 语 句 40 第 五 章 程 序 调 试 运 行 调 试 48 4.1 过 程 分 析 .48 4.2 紧 急 情 况 54 结 束 语 55 参 考 文 献 56 - 2 - 前 言 电 梯 是 随 着 高 层 建 筑 的 兴 建 而 发 展 起 来 的 一 种 垂 直 运 输 工 具 。 但 由 于 电 梯 控 制 系 统 的 复 杂 性 ， 使 继 电 器 接 触 控 制 系 统 的 接 线 复 杂 ， 可 能 使 用 成 百 上 千 的 各 式 各 样 的 继 电 器 ， 由 很 多 导 线 用 复 杂 的 方 式 连 接 起 来 ， 这 样 如 果 某 个 继 电 器 损 坏 或 者 触 点 接 触 不 良 ， 都 会 影 响 整 个 系 统 的 正 常 运 行 。 随 着 科 学 技 术 的 发 展 和 计 算 机 技 术 的 广 泛 应 用 ， 人 们 对 电 梯 的 安 全 性 、 可 靠 性 的 要 求 越 来 越 高 ， 继 电 器 控 制 的 弱 点 就 越 来 越 明 显 。 鉴 于 plc 的 种 种 优 点 ， 目 前 ， 电 梯 的 继 电 器 控 制 方 式 已 逐 渐 被 plc 控 制 代 替 。 同 时 ， 由 于 电 机 交 流 变 频 调 速 技 术 的 发 展 ， 电 梯 的 拖 动 方 式 也 有 原 来 直 流 调 速 逐 渐 过 渡 到 了 交 流 调 速 。 因 此 ， plc 控 制 技 术 加 变 频 调 速 已 成 为 现 代 电 梯 行 业 的 一 个 热 点 。 plc 技 术 的 应 用 于 电 梯 自 动 控 制 很 好 地 解 决 了 电 梯 控 制 系 统 过 于 复 杂 的 问 题 。 作 为 通 用 工 业 控 制 计 算 机 ， （ plc） 采 用 可 以 编 制 程 序 的 存 储 器 ， 用 来 在 其 内 部 存 储 执 行 逻 辑 运 算 、 顺 序 运 算 、 计 时 、 计 数 和 算 术 运 算 等 操 作 的 指 令 ， 并 能 通 过 数 字 式 或 模 拟 式 的 输 入 和 输 出 ， 控 制 各 种 类 型 的 机 械 或 生 产 过 程 。 plc 经 过 多 年 应 用 得 到 了 不 断 的 发 展 ， 具 有 显 著 的 优 点 。 由 于 内 部 电 路 采 取 了 先 进 的 抗 干 扰 技 术 ， 具 有 很 高 的 可 靠 性 。 plc 发 展 到 今 天 已 经 形 成 了 各 种 规 模 的 系 列 化 产 品 ， 可 以 用 于 各 种 规 模 的 工 业 控 制 场 合 。 plc 用 存 储 逻 辑 代 替 接 线 逻 辑 ， 大 大 减 少 了 控 制 设 备 外 部 的 接 线 ， 使 控 制 系 统 设 计 及 建 造 的 周 期 大 为 缩 短 ， 同 时 维 护 也 变 得 容 易 起 来 。 同 时 还 具 有 体 积 小 ， 重 量 轻 ， 能 耗 低 等 优 点 。 正 因 为 具 有 以 上 优 点 plc 技 术 广 泛 的 应 用 于 工 业 控 制 的 各 个 领 域 ， 本 文 中 plc 技 术 实 现 四 层 电 梯 自 动 控 制 便 是 很 好 的 例 证 。 . - 3 - 第一章 plc 介绍 1. plc 的发展 第一台可编程控制器的设计规范是美国通用公司提出的。当时的目的是要求设 计一种新的控制装置以取代继电器盘，在保留了继电器控制系统的简单易懂、操作 方便、价格便宜等优点的基础上，同时具有现代化生产线所要求的时间响应快、控 制精度高、可靠性好、控制程序、可随工艺改变、易于与计算机接口、维修方便等 诸多高品质与功能。这一设想提出后，美国数字设备公司（dec）于 1969 年研制 成第一台 plc，型号为 pdp-14，投入通用汽车公司的生产线控制中，取得了令人 满意的效果，从此开创了 plc 的新纪元。 第一台 plc 具有模块化、可扩充、可重编程及用于工业环境的特性。这些控制 器易于安装，占用空间小，可重复使用。尽管控制器编程有些琐碎，但它具有公共 的工厂标准梯形图编程语言，这样使得不熟悉计算机的人也能方便的使用它。 在短时间内，plc 在其他工业部门也得到应用。到 70 年代初，食品、金属和 制造等工业部门相继使用 plc 代替继电器控制设备，迈出了其实用化阶段的第一步。 70 年代中期，由于大规模集成电路的出现，使 8 位微处理器和位片处理器相继 问世，使可编程控制技术产生了飞跃。在逻辑运算功能的基础上，增加了数值运算、 闭环控制、提高了运算速度，扩大了输入输出规模。在这个时期，日本、西德（原） 和法国相继研制出了自己的 plc，我国在 1974 年也开始研制。 70 年代由于超大规模集成电路的出现，使 plc 向大规模、高速性能方向发展， 形成了多种系列化产品。这是面向工程技术人员的编程语言发展成熟，出现了工艺 人员使用的图形语言。在功能上，plc 可以代替某些模拟控制装置和小型机 ddc 系统。 进入八九十年代后，plc 的软硬件功能进一步得到加强，plc 已发展成为一种 可提供诸多功能的成熟的控制系统，能与其他设备通信，生成报表，调度产生，可 诊断自身故障及机器故障。这些改进使 plc 符合今天对高质量高产出的要求。尽管 plc 功能越来越强，但他仍然保留了先前的简单与易于使用的特点(plc 实物图 2-1) 1.2 plc 的用途 - 4 - plc 的 初 期 由 于 其 价 格 高 于 继 电 器 控 制 装 置 ,使 其 应 用 受 到 限 制 。 但 近 年 来 由 于 微 处 理 器 芯 片 及 有 关 元 件 价 格 大 大 下 降 ,使 plc 的 成 本 下 降 ,同 时 又 由 于 plc 的 功 能 大 大 增 强 ,使 plc 的 应 用 越 来 越 广 泛 ,广 泛 应 用 于 钢 铁 、 水 泥 、 石 油 、 化 工 、 采 矿 、 电 力 、 机 械 制 造 、 汽 车 、 造 纸 、 纺 织 、 环 保 等 行 业 。 plc 的 应 用 通 常 可 分 为 五 种 类 型 ： 1.2.1 顺 序 控 制 这 是 plc 应 用 最 广 泛 的 领 域 ， 用 以 取 代 传 统 的 继 电 器 顺 序 控 制 。 plc 可 应 用 于 单 机 控 制 、 多 机 群 控 、 生 产 自 动 线 控 制 等 。 如 注 塑 机 、 印 刷 机 械 、 订 书 机 械 、 切 纸 机 械 、 组 合 机 床 、 磨 床 、 装 配 生 产 线 、 电 镀 流 水 线 及 电 梯 控 制 等 。 1.2.2 位 置 控 制 plc 制 造 商 目 前 已 提 供 了 拖 动 步 进 电 动 机 或 伺 服 电 动 机 的 单 轴 或 多 轴 位 置 控 制 模 版 。 在 多 数 情 况 下 ， plc 把 扫 描 目 标 位 置 的 数 据 送 给 模 版 块 ， 其 输 出 移 动 一 轴 或 数 轴 到 目 标 位 置 。 每 个 轴 移 动 时 ， 位 置 控 制 模 块 保 持 适 当 的 速 度 和 加 速 度 ， 确 保 运 动 平 滑 。 相 对 来 说 ， 位 置 控 制 模 块 比 计 算 机 数 值 控 制 （ cnc） 装 置 体 积 更 小 ， 价 格 更 低 ， 速 度 更 快 ， 操 作 方 便 。 1.2.3 闭 环 过 程 控 制 plc 能 控 制 大 量 的 物 理 参 数 ， 如 温 度 、 压 力 、 速 度 和 流 量 等 。 pid（ proportional intergral derivative） 模 块 的 提 供 使 plc 具 有 闭 环 控 制 功 能 ,即 一 个 具 有 pid 控 制 能 力 的 plc 可 用 于 过 程 控 制 。 当 过 程 控 制 中 某 一 个 变 量 出 现 偏 差 时 ,pid 控 制 算 法 会 计 算 出 正 确 的 输 出 ,把 变 量 保 持 在 设 定 值 上 。 1.2.4 数 据 处 理 在 机 械 加 工 中 ， 出 现 了 把 支 持 顺 序 控 制 的 plc 和 计 算 机 数 值 控 制 （ cnc） 设 备 紧 密 结 合 的 趋 向 。 著 名 的 日 本 fanuc 公 司 推 出 的 systen10、 11、 12 系 列 ， 已 将 cnc 控 制 功 能 作 为 plc 的 一 部 分 。 为 了 实 现 plc 和 cnc 设 备 之 间 内 部 数 据 自 由 传 递 ， 该 公 司 采 用 了 窗 口 软 件 。 通 过 窗 口 软 件 ， 用 户 可 以 独 自 编 程 ， 由 plc 送 至 cnc 设 备 使 用 。 美 国 ge 公 司 的 cnc 设 备 新 机 种 也 同 样 使 用 了 具 有 数 据 处 理 的 plc。 预 计 今 后 几 年 cnc 系 统 将 变 成 以 plc 为 主 体 的 控 制 和 管 理 系 统 。 - 5 - 1.2.5 通 信 和 联 网 为 了 适 应 国 外 近 几 年 来 兴 起 的 工 厂 自 动 化 （ fa） 系 统 、 柔 性 制 造 系 统 （ fms） 及 集 散 控 制 系 统 （ dcs） 等 发 展 的 需 要 ， 必 须 发 展 plc 之 间 ， plc 和 上 级 计 算 机 之 间 的 通 信 功 能 。 作 为 实 时 控 制 系 统 ， 不 仅 plc 数 据 通 信 速 率 要 求 高 ， 而 且 要 考 虑 出 现 停 电 故 障 时 的 对 策 。 1.3 plc 的特点 1.3.1 plc 的性能特点 1.3.1.1 硬件的可靠性 plc 是在工业环境的恶劣条件下应用而设计的，一个设计良好的 plc 能置于 有很强的电噪声、电磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大的环境中。 在硬件设计方面，首先是选用优质器件，再就是采用合理的系统结构，加固， 简化安装，使它易于抗振动冲击，对印制电路板的设计、加工及焊接都采取了极为 严格的工艺措施，而且在电路、结构及工艺上采取了一些独特的方式。例如，在输 入/输出电路中都采用了光电隔离措施，做到电浮空，既方便接地，用提高了抗干扰 性能；各个 i/o 端口都除采用了常规模拟器滤波以外，还加上了数字滤波；内部采 用了电磁屏蔽措施，防止辐射干扰；采用了较先进的电源电路，以防止由电源回路 串入的干扰信号；采用了较合理的电路程序，一旦某模块出现故障，进行在线插拔、 调试时不会影响各机的正常运行。 由于 plc 本身具有很高的可靠性，所以发生故障的部位大多集中在输入/输出 的部件上，以及如传感器件、限位开关、光电开关、电磁电机等外围装置上。 1.3.1.2 编程简单，使用方便 用微机实现自动控制，常使用汇编语言编程，难于掌握，要求使用者具有一定 水平的计算机硬件和软件知识。 plc 采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程，容易掌握。例如，目前 打多数 plc 均采用的梯形图语言编程方式，既继承了传统控制线路的清晰直观感， 又顾及了大多数电气技术人员的读图习惯及应用微机的水平很容易被电气技术人员 所接受，易于编程，程序改变时也容易修改，很灵活方便。 这种面向控制过程、面向问题的编程方式，与目前微机控制常用的汇编语言相 比，虽然在 plc 内部增加了解释程序，增加了程序执行时间，但对大多数的机电控 制设备来说，这是微不足道的。 - 6 - 1.3.1.3 接线简单，通用性好 plc 的接线只需将输入信号的设备（按钮、开关等）与 plc 输入端子连接， 将接受输出信号执行控制任务的执行元件（接触器、电磁阀等）与 plc 输出端子连 接。接线简单、工作最少，省去了传统的继电器控制系统接线和拆线的麻烦。plc 的编程逻辑提供了能随要求而改变的“接线网络” ，这样生产线的自动化过程就能随 意改变。这种性能使 plc 具有很高的经济效益。 用于连接现场设备的硬件接口实际上是 plc 的组成部分，模块化的自诊断接口 电路能指出故障，并易于排除故障与替换故障部件，这样的软硬件设计就使现场电 气人员与技术人员易于是用。 1.3.1.4 可连接为控制网络系统 plc 可连成功能很强的网络系统。网络可分为两类：一类是低速网络，采用主 从方式通信，传输速率从几千波特到上万波特，传输距离为 5002500m；另一类 为高速网络，采用令牌传送方式通信，传输速率为 1m10mbps，传输距离为 5001000m，网上结点可达 1024 个。这两类网络可以级连，网上可兼容不同类型 的可编程控制器和计算机，从而组成控制范围很大的局部网络。 1.3.1.5 易于安装，便于维护 plc 安装简单而且功能有效，其相对小的体积使之能安装在通常继电器控制箱 所需空间的一半的地方，在从继电器系统改换到 plc 系统的情况下，plc 小的模 块结构使之能安装在继电器附近并将连线向已有接线端，其实改换很方便，只要将 输入/ 输出设备连向接线端即可。 在大型安装中，长距离输入/输出站点安放在最优地点。长距离站通过同轴电缆 获双扭线连向 cpu，这种配置大大减少了物料和劳力，长距离子系统方法也意味着 系统不同部分可在到达安装场地前由 plc 制造商预先连好线，这一方法大大减少了 电气技术人员的现场安装时间。 从一开始，plc 便以易维护作为设计目标。由于几乎所有器件都是固态的，维 护时只需更换模块级插入式部件，故障检测电路将诊断指示器嵌在每一部件中，就 能指示器是否正常工作，借助于编程设备可见输入/ 输出是 on 还是 off，还可写编 程指令来报告故障。 plc 的这些及其他特性使之成为任何一个控制系统的有益部分。一旦安装后， 其作用立即显现，其收益也马上实现，向其他智能设备一样,plc 的潜在优点还取决 - 7 - 于应用时的创造性。 1.4 plc 的工作原理 plc 具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采 用等待命令的工作方式。plc 则采用循环扫描工作方式。在 plc 中，用户程序按 先后顺序存放，cpu 从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条。 如此周而不断循环。每一个循环称为一个扫描周期。一个扫描周期大致可分为 i/o 刷新和执行指令两个阶段。 所谓 i/o 刷新即对 plc 的输入进行一次读取，将输入端各变量的状态重新读入 plc 中存入内部寄存器，同时将新的运算结果送到输出端。这实际是将存入输入、 输出状态的寄存器内容进行了一次更新，故称为“i （输入）/o(输出) 刷新” 。 由此可见，若输入变量在 i/o 刷新期间状态发生变化，则本次扫描期间输出端 也会相应的发生变化，或者说输出队输入产生了响应。反之，若在本次 i/o 刷新之 后，输入变量才发生变化，则本次扫描输出不变，即不响应，而要到下一次扫描期 间输出才会产生响应。由于 plc 采用循环扫描的工作方式，所以它的输出对输入的 响应速度要受扫描周期的影响。扫描周期的长短主要取决于这几个因数：一是 cpu 执行指令的速度，二是每条指令占用的时间，三是指令条数的多少，即程序的长短。 对于慢速控制系统，响应速度常常不是主要的，故这种方式不但没有坏处反而 可以增强系统抗干扰能力。因为干扰常是脉冲式的、短时的，而由于系统响应较慢， 常常要几个扫描周期才响应一次，而多次扫描后，瞬间干扰所引起的误动作将会大 大减少，故增加了抗干扰能力。 但对控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，这一问题就需慎重考虑。 应对响应时间作出精确的计算，精心编排程序，合理安排指令的顺序，以尽可能减 少周期造成的响应延时等的不良影响。 1.5 plc 的编程语言 plc 提供了较完整的编程语言，以适应 plc 在工业环境中的应用。利用编程 语言，按照不同的控制要求编制不同的控制程序，这相当于设计和改变继电器的硬 接线线路，这就是所谓的“可编程序” 。程序由编程器送到 plc 内部的存储器中，它 也能方便地读出、检查与修改。 - 8 - plc 提供的编程语言通常由三种：梯形图、功能图、及布尔逻辑编程。 梯形图(ladder programming)是应用最广的，梯形图编程有时称为继电器梯形图 逻辑图编程。它使用的最广是因为它和以往的继电器控制线路很接近。梯形图是在 原电器控制系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的，它与电气操作 原理相呼应。它的最大优点是形象、直观和实用，为广大电气技术人员所熟知。 plc 的梯形图与电气控制系统梯形图的基本思想是一致的，只是在使用符号和表达 方式上有一定区别。plc 的梯形图使用的时内部继电器、定时器/计数器，都是由软 件实现的，其主要特点为使用方便、修改灵活。 功能图编程（function chart programming）是一种较新的编程方法。它的作用 使用功能图来表达一个顺序控制过程。 布尔逻辑编程(boolean logic programming)包括“与” （and） 、或(or) 、非(not)以 及定时器、计数器、触发器等。 每一种编程方法都有它的优点和缺点，根据每一种特殊的控制要求，根据编程 者的熟练程度正确合理应用编程方法。 1.6 三菱 plc 的基本指令 anb 并联电路的串联指令 mps mrd mpp 进栈,读栈,出栈 ldp ldf andp andf orp orf 脉冲上升沿,下降沿检出的触点指令 mc mcr 主控与主控复位指令 pls plf 取脉冲上升( 下降 )沿 inv 取反指令 nop 空指令 end 结束指令 其它三菱系统基本一样,其它 plc 类型有区别 20 个基本指令： ld：取指令（常开触点） ldi：取反指令（常闭触点） and：串指令（常开触点） ani：串反指令（常闭触点） or：并指令（常开触点） - 9 - ori：并反指令（常闭触点） orb：并块指令 anb：串块指令 mps：进栈指令 mrd：读栈指令 mpp：出栈指令 pls：上跳沿微分指令 plf：下跳沿微分指令 mc：主控指令 mcr：主控复位指令 nop：空指令 out：输出指令 end：结束指令所谓的基本指令就是逻辑指令，也就是我们常说的步序控制指 令，也是 plc 的原始指令，plc 最基是以代替继电器控制所开发出来的，直到今 天发展到了多功能运算等指令，基本指令是外接元件在程序中的特性和位置的代表 附，例如三菱 plc 为例： ld：为一个回路中最开始的常开触点，x0007 等为地址，也就是你 x0007 端 口上所接的开关触点；后面加上“i”就成为了常闭常点，ldi or：为并联的常开触点； ori：为并联的常闭触点； and：为串联的常开触点： ani：为串联的常闭触点； orb：为块并联指令，也就是将两个串联的电路并联在一起； anb：为块串联指令，它是指两个并联的电路串联起来； mps：进栈指令，是一个回路中的分支。进栈为第一个分支； mrd：读栈指令，读栈为中间的分支； mpp：出栈指令，出栈为最后一个分支； pls：上升沿微分指令，它所指的是元件从 off 到 on 的过程中接通一个挡描 周期；也就是只接通一下，即使开关还处于 on 也是相同的接通一个挡描周期； - 10 - plf：下降沿微分指令，它所指的是元件从 on 到 off 的过程中接通一个挡描 周期； mc：主控指令，相当于电路中的总开关，它接通时才执行以下的程序； mcr：主控复位指令，是将 mc 恢复到原始位置； nop：空指令，这是在指令表中留下次修改时所用的空位置，在梯形图中不使 用此指令； out：输出指令，是输出驱动指令，当程序中 out、x0007 条件满足后，端口 x0007 输出； end：结束指令。 mps：进栈指令 mrd：读栈指令 mpp：出栈指令 pls：上跳沿微分指令 plf：下跳沿微分指令 mc：主控指令 mcr：主控复位指令 nop：空指令 out：输出指令 第二章 可 plc 的机选型 2.1 plc 系统的 i/o 点数估算 2.1.1 控制电磁阀等所需的 i/o 点数 有电磁阀的动作原理可知，一个单线圈电磁阀用可编程控制器时需两个输入及 一个输出；一个双线圈电磁阀需三个输入及两个输出；一个比例式电磁阀需三个输 入及五个输出。一个按钮需一个输入；一个光电开关要占用一个或两个输入点；一 个信号占用一个输出点；而波段开关，有几个波段就占用几个输入点；一般情况， 各种位置开关都要占用两个输入点。根据上面所述原理分析，本设计用到十个按钮， 需要十个输入点。四个位置按钮，需要八个输入点。十六个信号灯，需要十六个输 出点。 - 11 - 2.1.2 控制交流电机所需的 i/o 点数 根据具体情况，本设计可以不用到交流电机，所以，可以不算上交流电机的 i/o 点数。 2.1.3 控制直流电动机所需的 i/o 点数 本设计是对电梯的控制，所以，我们根据情况可知，要控制电梯的上升和下降， 需要一个可逆运行的直流电机。这样，我们需要九个输入点和六个输出点。 5789 2.2 内存的估计 用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响：内存利用率；开关量输入 输出点数；模拟量输入输出点数；用户的编程水平。 2.2.1 内存利用率的说明 我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字 数的比值称为利用率。 2.2.2 开关量输入输出的点数的确定 一般系统中，开关量输入和开关量输出的比为 6：4。这方面的经验公司是根据 开关量输入、开关量输出的总点数给出的。 所需内存字数=开关量（输入+ 输出）总点数*10 2.2.3 模拟量输入输出的总点数的确定 只有模拟量输入时：内存字数=模拟量点数*100 模拟量输入输出同时存在：内存拟量字数*200 2.2.4 程序编写质量算 经验计算的计公式：总存储器字数=(开关量输入点数+开关量输出点数)*10+ 模 拟量点数*150。然后按计算存储器字数的 25%考虑裕量。 2.3 响应时间的分析 可编程控制器顺序扫描的工作方式使它不能可靠的接收持续时间小于扫描周期 的输入信号。 系统响应时间是指输入信号产生时刻与由此而使输出信号状态发生变化时刻的 时间间隔。系统响应时间= 输入滤波时间+ 输出滤波时间+ 扫描周期。 2.4 输入输出模块的选择 可编程控制器输入模块是检测并转换来自现场设备（按钮、限位开关、接近开 - 12 - 关等）的高电平信号为机器内部电平信号，模型类型分直流 5、12、24、48、60v 几种；交流 115v 和 220v 两种。 模块输出的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的控制信号。输出模块 同时接通点数的电流累计值必须小于公共段所允许通过的电流值。输出模块的电流 值必须大于负载电流的额定值。 2.5 机型的确定 综上所述，根据具体情况，我们选择三菱的 fx 系列。输入输出点数为 34 点， 电机 20 点，考虑 10%到 15%的 i/o 裕量，我们选择 fx2n-64mr 这种型号。 第三章硬件设计 3.1 硬件配置简介 plc 产品出现以来，它以面向工业控制的鲜明特点，普遍受到电器控制领域的 欢迎。特别是中小容量 plc 成功取代了传统的继电控制系统，使得控制系统的可靠 性大大提高。目前各国生产的 plc 品种繁多，发展速度快。本文所用到的产品是日 本三菱 fx 系列超小型的 fx2c-64mr。在此简单的介绍该机型的一些技术指标。 技术性能分为：一般性能，功能特性（基本单元） ，输入性能，输出性能和其 它性能。 3.1.1 一般性能（见下表 3.1） 表 3.1 一般性能 电源 ac110120v/220240v 单相 50/60hz 电源 波动 ac93.5132v/187264v，10ms 以下瞬时断电，控制不受影 响 环境 温度 055 度 环境 湿度 45%95%，无凝露 - 13 - 抗振 动 1055hz，0.5mm，最大 2g（重力加速度） 抗冲 击 10g，3 轴 x、y、z 方向各 3 次 抗噪 声 1000v,1us,30100hz(噪声仿真器 ) 绝缘 耐压 ac 1500v，1min(各端子与接地端之间) 绝缘 电阻 5m,500v dc(各端子与接地端之间) 接地 小于 100（如果不可能，也可以不接地） 环境 无腐蚀气体，无导电尘埃 3.1.2 输入性能（见表 4.2） 表 3.2 输入性能 输入类型 无电压触点或 npn 集电极开路晶体管 绝缘 光-电隔离 输入电压 内部电源 dc24v4v,外部电源 dc24v8v 输入阻抗 近似 3.3k of f-on dc4ma(最小) 工作 电流 on -off dc1.5ma（最大） of f-on 近似 10ms(有 8 点可改变从 060ms) 响应 时间 on -off 近似 10ms（有 8 点可改变从 060ms） 3.1.3 功能特性（见下表 5.3） 表 3.3 功能特性 - 14 - 执行方法 周期执行存储的程序，集中输入/输出 执行速度 平均 12us/步 程序语言 继电器和逻辑符号（梯形图） 程序容量 1000 步 逻辑指令 20 条（包括 mc/mcr,cjp/ejp,s/r） 步进梯形指令 2 条（stl,rej）指 令 功能指令 87 个（包括+，-，=，等 程序记忆 内部配置 cmos-ram,eprom/eeprom 卡 无锁存 128 点 锁存 64 点 辅助继 电器 数据寄存器 64 点 0.1s 定时 器 24 点（延时接通）0.1999s 定时器 0.01s 定时 器 8 点（延时接通）0.0199.9s 计数器（锁存） 30 点，减法计数（0999） 高速计数器（锁存） 1 点，加/减计数（0999999） ，最大 2khz 电池保护 锂电池，寿命约 5 年 诊断 程序检查（和，语法，电路） ，定时监视， 电池电压，电源电压 3.1.4 输出性能（见下表 5.4） 表 3.4 输出性能 输出类型 继电器输出 绝缘 继电器绝缘 - 15 - 电阻负 荷 2a/点 感性负 荷 35v/a/300000 次接通断开输出 负荷 灯泡负 荷 100w 漏电流 0ma off-on 近似 10ms响应 时间 on-off 近似 10ms 3.1.5 其它功能（见下表 5.5） 表 3.5 其它功能 型 号 输入点 输出点 端子块 功耗 输入传感器电源 f1- 60mr 36 点 24 点 可拆卸端子 40v/a 0.2a 3.2 输入/输出的分配 3.2.1 输入 表 3.6 输入 序号 名称 输入点 序号 名称 输入点 0 四层内选按钮 s4 x000 7 一层上呼按钮 u1 x007 1 三层内选按钮 s3 x001 8 二层上呼按钮 u2 x010 2 二层内选按钮 s2 x002 9 三层上呼按钮 u3 x011 3 一层内选按钮 s1 x003 10 一层行程开关 sq1 x012 4 四层下呼按钮 d4 x004 11 二层行程开关 sq2 x013 - 16 - 5 三层下呼按钮 d3 x005 12 三层行程开关 sq3 x014 6 二层下呼按钮 d2 x006 13 四层行程开关 sq4 x015 3.2.2 输出 表 3.7 输出 序号 名称 输出点 序号 名称 输出点 0 四层指示 l4 y00 0 8 二层内选指示 sel2 y01 0 1 三层指示 l3 y00 1 9 一层内选指示 sel1 y01 1 2 二层指示 l2 y00 2 1 0 一层上呼指示 up1 y01 2 3 一层指示 l1 y00 3 1 1 二层上呼指示 up2 y01 3 4 轿箱下降指示 down y00 4 1 2 三层上呼指示 up3 y01 4 5 轿箱上升指示 up y00 5 1 3 二层下呼指示 dn2 y01 5 6 四层内选指示 sl4 y00 6 1 4 三层下呼指示 dn3 y01 6 7 三层内选指示 sl3 y00 7 1 5 四层下呼指示 dn4 y01 7 第四章 软件设计 4.1 程序流程图 - 17 - 流程图分两种情况来考虑,(一)电梯的上升;(二)电梯的下降, 电梯的上升有:(1)二层内呼叫;(2)三层内呼叫;(3)四层内呼叫,然后和限位开 关一起控制电梯的上升 电梯的下降有:(1)一到三层呼叫;(2)一到二层呼叫;(3)一层呼叫,同时和限位 开关控制电梯的下降 4.2 程序语句 步 序 指 令 器 件 号 说 明 步 序 指 令 器 件 号 说 明 0 ld x012 停 在 一 层 41 or m64 1 ani x003 42 or m65 2 and x007 一 层 上 呼 按 钮 43 ani x013 3 ld m1 44 out m4 一 层 到 二 层 4 ani t3 45 ld x013 停 在 二 层 5 ani t10 46 ani x002 6 ani t13 47 and x010 二 层 上 呼 按 钮 7 orb 48 ld m5 8 ani m8 49 ani t4 9 ani m12 50 ani t15 10 ani m5 51 orb 11 out m1 在 一 层 按 52 ani m1 12 ld m1 53 ani m12 13 and x000 四 层 内 选 按 钮 54 ani m15 14 ani x001 55 ani m8 - 18 - 15 ani x002 56 out m5 在 二 层 按 16 ld m2 57 ld m5 17 ani m18 58 and x000 四 层 内 选 按 钮 18 orb 59 ld m6 19 or m60 60 ani m17 20 or m61 61 orb 21 ani x015 62 or m66 22 out m2 一 层 到 四 层 63 or m67 23 ld m1 64 ani x015 24 and x001 三 层 内 选 按 钮 65 ani x001 25 ani x000 66 ani x003 26 ani x002 67 out m6 二 层 到 四 层 27 ld m3 68 ld m5 28 ani m14 69 and x001 三 层 内 选 按 钮 29 orb 70 ld m7 30 or m62 71 ani m13 31 or m63 72 orb 32 ani x014 73 or m68 33 out m3 一 层 到 三 层 74 or m69 34 ld m1 75 ani x014 35 and x002 二 层 内 选 按 钮 76 ani x000 36 ani x000 77 ani x003 37 ani x001 78 out m7 二 层 到 三 层 38 ld m4 79 ld x013 停 在 二 层 - 19 - 39 ani m9 80 ani x002 40 orb 81 and x006 二 层 下 呼 按 钮 82 ld m8 124 ani x002 83 ani t5 125 ani x003 84 orb 126 out m11 三 层 到 四 层 85 ani m1 127 ld x014 停 在 三 层 86 ani m5 128 ani x001 87 ani m10 129 and x005 三 层 下 呼 按 钮 88 ani m12 130 ld m12 89 ani m15 131 ani t7 90 ani m69 132 ani t17 91 out m8 在 二 按 133 orb 92 ld m8 134 ani m1 93 and x003 一 层 内 选 按 钮 135 ani m5 94 ld m9 136 ani m10 95 ani m4 137 ani m15 96 orb 138 out m12 在 层 按 97 or m70 139 ld m12 98 or m71 140 and x002 二 层 内 选 按 钮 99 ani x012 141 ld m13 100 ani x000 142 ani m7 101 ani x001 143 orb 102 out m9 二 层 到 一 层 144 or m74 103 ld x014 停 在 三 层 145 or m75 104 ani x001 146 ani x013 - 20 - 105 and x011 三 层 上 呼 按 钮 147 ani x000 106 ld m10 148 ani x003 107 ani t6 149 out m13 三 层 到 二 层 108 orb 150 ld m12 109 ani m12 151 and x003 一 层 内 选 按 钮 110 ani m15 152 ld m14 111 ani m5 153 ani m3 112 ani m8 154 orb 113 ani m1 155 or m76 114 ani m75 156 or m77 115 out m10 在 三 层 按 157 ani x012 116 ld m10 158 ani x000 117 and x000 四 层 内 选 按 钮 159 ani x002 118 ld m11 160 out m14 三 层 到 一 层 119 ani m16 161 ld x015 停 在 四 层 120 orb 162 ani x000 121 or m72 163 and x004 四 层 下 呼 按 钮 122 or m73 164 ld m15 123 ani x015 165 ani t8 166 ani t20 209 or m19 167 ani t22 210 ani x015 168 orb 211 out m19 一 层 到 二 三 四 169 ani m10 212 ld m3 170 ani m5 213 and m4 171 ani m1 214 or m20 172 out m15 在 四 层 215 ani x014 - 21 - 按 173 ld m15 216 out m20 一 层 到 二 、 三 174 and x001 三 层 内 选 按 钮 217 ld m2 175 ani x002 218 and m4 176 ani x003 219 or m21 177 ld m16 220 ani x015 178 ani m11 221 out m21 一 层 到 二 、 四 179 orb 222 ld m2 180 or m78 223 and m3 181 or m19 224 or m22 182 ani x014 225 ani x015 183 out m16 四 层 到 三 层 226 out m22 一 层 到 三 、 四 184 ld m15 227 ld m6 185 and x002 二 层 内 选 按 钮 228 and m7 186 ani x001 229 or m23 187 ani x003 230 ani x015 188 ld m17 231 out m23 二 层 到 三 、 四 189 ani m6 232 ld m13 190 orb 233 and m14 191 or m80 234 or m24 192 or m81 235 ani x012 193 ani x013 236 out m24 三 层 到 二 、 一 194 out m17 四 层 到 二 层 237 ld m16 195 ld m15 238 and m17 196 and x003 一 层 内 239 and m18 - 22 - 选 按 钮 197 ani x001 240 or m25 198 ani x002 241 ani x012 199 ld m18 242 out m25 四 层 到 三 二 一 200 ani m3 243 ld m17 201 orb 244 and m18 202 or m82 245 or m26 203 or m83 246 ani x012 204 ani x012 247 out m26 四 层 到 二 、 一 205 out m18 四 层 到 一 层 248 ld m16 206 ld m2 249 and m17 207 and m3 250 or m27 251 ani x013 293 ani x015 252 out m27 四 层 到 三 、 二 294 ani m8 253 ld m16 295 out m66 二 层 到 四 层 254 and m18 296 ld x004 四 层 下 呼 按 钮 255 or m28 297 and x013 停 在 二 层 256 ani x012 298 or m67 257 out m28 四 层 到 三 、 一 299 ani x015 258 ld x000 四 层 内 选 按 钮 300 ani m8 259 and x012 停 在 一 层 301 out m67 二 层 到 四 层 260 or m60 302 ld x001 三 层 上 呼 按 钮 261 ani x015 303 and x013 停 在 二 层 262 out m60 一 层 到 304 or m68 - 23 - 四 层 263 ld x004 四 层 上 呼 按 钮 305 ani x014 264 and x012 停 在 一 层 306 ani m8 265 or m61 307 out m68 二 层 到 三 层 266 ani x015 308 ld x011 三 层 上 呼 按 钮 267 out m61 一 层 到 四 层 309 and x013 停 在 二 层 268 ld x001 三 层 内 选 按 钮 310 ani x005 269 and x012 停 在 一 层 311 or m69 270 or m62 312 ani x014 271 ani x014 313 ani m8 272 out m62 一 层 到 三 层 314 out m69 二 层 到 三 层 273 ld x011 三 层 上 呼 按 钮 315 ld x003 一 层 内 选 按 钮 274 and x012 停 在 一 层 316 and x013 停 在 二 层 275 ani x005 317 or m70 276 or m63 318 ani x012 277 ani x014 319 ani m5 278 out m63 一 层 到 三 层 320 out m70 二 层 到 一 层 279 ld x002 二 层 内 选 按 钮 321 ld x007 一 层 上 呼 按 钮 280 and x012 停 322 and x013 停 在 二 层 - 24 - 在 一 层 281 or m64 323 or m710 282 ani x013 324 ani x012 283 out m64 一 层 到 二 层 325 ani m5 284 ld x010 二 层 上 呼 按 钮 326 out m71 二 层 到 一 层 285 and x012 停 在 一 层 327 ld x000 四 层 内 选 按 钮 286 ani x006 328 and x014 停 在 二 层 287 or m65 329 or m72 288 ani x013 330 ani x015 289 out m65 一 层 到 二 层 331 ani m12 290 ld x000 四 层 内 选 按 钮 332 out m72 三 层 到 四 层 291 and x013 停 在 二 层 333 ld x004 四 层 下 呼 按 钮 292 or m66 334 and x014 停 在 三 层 335 or m73 377 or m80 336 ani x015 378 ani x013 337 ani m12 379 out m80 四 层 到 二 层 338 o