毕业设计-PLC控制四楼电梯

1、PLC控制四楼电梯目录TOC o 1-4 h u HYPERLINK l _RefHeading_Toc25173 摘 要1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc12327 第一章 绪论2 HYPERLINK l _RefHeading_Toc29106 1.1可编程控制器的产生2 HYPERLINK l _RefHeading_Toc13308 1.2 PLC的发展4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc137 1.3 PLC的基本结构5 HYPERLINK l _RefHeading_Toc10259 1.4 PLC特点9 HYPERLINK l _Re

2、fHeading_Toc29593 1.5 PLC的工作原理10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc19850 1.6梯形图程序设计与工作过程分析12 HYPERLINK l _RefHeading_Toc16731 第二章 电梯控制系统的组成14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc31597 2.1电力拖动14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc32090 2.2电气控制14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc21786 第三章 电梯PLC 控制系统的基本结构15 HYPERLINK l _RefHeading_

3、Toc11123 第四章 系统设计15 HYPERLINK l _RefHeading_Toc27919 第五章 电梯模型PLC控制系统设计17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc504 5.1 电梯的控制要求17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc32499 5.2 PLC控制系统的设计分析17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc14860 5.3电梯模型PLC控制系统设计17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc789 5.4 PLC的选择19 HYPERLINK l _RefHeading_Toc18349 5

4、.5 I/O分配表19 HYPERLINK l _RefHeading_Toc11961 5.6硬线接线图20 HYPERLINK l _RefHeading_Toc24394 5.7 PLC程序梯形图20 HYPERLINK l _RefHeading_Toc20453 第六章 电梯PLC的调试与安装23 HYPERLINK l _RefHeading_Toc7388 6.1模拟调试23 HYPERLINK l _RefHeading_Toc10386 6.2.1单指令运行调试24 HYPERLINK l _RefHeading_Toc206 6.2.2复杂运行调试24 HYPERLINK

5、l _RefHeading_Toc19565 致25 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 摘 要在日常生活生产过程中，人们为了节省时间和体力将自己或者更多更重的东西从一个地方升或者降到另一个地方，从而发明了电梯。电梯在日常生活中应用也相当广泛，比如商场、工厂货运等情况。而电梯控制可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 PLC作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到广泛应用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为

6、当前电梯控制和技术改造的热点之一。本文采用三菱FX2n进行主控制。设计的程序要求完成电梯自动运行功能如：选外召唤信号的登记、消号、到层自动开门、延时自动运行等。合理分配轿厢指令的执行和厅外召唤的应答。关于PLC 控制系统的基本结构与电梯控制系统的安装与调试重点介绍如下。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 关键词电梯控制、三菱PLC fx2n HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 绪论 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 1.1可编程控制器的产生 HYPERLINK l _RefHe

7、ading_Toc264805976 可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备，是集微处理器、储存器、输入/输出接口与中断于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。计算机在操作系统、应用软件、通行能力上的飞速发展，大大加强了可编程控制器通信能力，丰富了可编程控制器编程软件和编程技巧，增强了PLC过程控制能力。因此，无论是单机还是多机控制、是流水线控制还是过程控制，都可以采用可编程控制器，推广和普与可编程控制器的使用技术，对提高我国工业自动化生产与生产效率都有十分重要的意义。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 可编程

8、控制器(Programmable Controller)也可称逻辑控制器(Programmable Logic Controller),是一微处理器为核心的工业自动控制通用装置，是计算机家族的一名成员，简称PC。为了与个人电脑（也简称PC）相混淆通常将可编程控制器称为PLC。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 可编程控制器的产生和继电器接触器控制系统有很大的关系。继电器接触器控制已经有伤百年的历史，它是一种弱电信号控制强电信号的电磁开关，具有结构简单、电路直观、价格低廉、容易操作、易于维修的有优点。对于工作模式固定、要求比较简单的场合非常使用，至今仍有广

9、泛的用途。但是当工作模式改变时，就必须改变系统的硬件接线，控制柜中的物件以与接线都要作相应的变动，改造工期长、费用高，用户宁愿扔掉旧控制柜，另做一个新控制柜使用，阻碍了产品更新换代。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 随着工业生产的迅速发展，市场竞争的激烈，产品更新换代的周期日益缩短，工业生产从大批量、少品种，向小批量、多品种转换，继电器接触器控制难以满足市场要求，此问题首先被美国通用汽车公司（GM公司）提了出来。通用汽车公司为适合汽车型号的不断翻新，满足用户对产品多样性的需求，公开对外招标，要求制造一种新的工业控制装置，取代传统的继电器接触器控制。其对

10、新装置性能提出的要求就是著名的GM10条，即: HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 1. 编程方便，现场可修改程序；2. 维修方便，采用模块化结构；3. 可靠性高于继电器控制装置；4. 体积小于继电器控制装置；5. 数据可直接送入管理计算机；6. 成本可与继电器控制装置竞争；7. 输入可以是交流115V；8. 输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；9. 在扩展时，原系统只要很小变更；10. 用户程序存储器容量至少能扩展到4K。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 这十项指标就是现代PLC的最基本功能

11、，值得注意的是PLC并不等同于普通计算机，它与有关的外部设备，按照“易于与工业控制系统连成一体”和“便于扩充功能”的原则来设计。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 用可编程控制器代替了继电器接触器的控制，实现了逻辑控制功能，并且具有计算机功能灵活、通用性等有点，用程序代替硬接线，并且具有计算机功能灵活、通用性能强等优点，用程序代替硬接线，减少了重新设计，重新接线的工作，此种控制器借鉴计算机的高级语言，利用面向控制过程，面向问题的“自然语言”编程，其标志性语言是极易为IT电器人员掌握的梯形图语言，使得部熟悉计算机的人也能方便地使用。这样，工作人员不必在变成

12、上发费大量地精力，只需集中精力区考虑如何操作并发挥改装置地功能即可，输入、输出电平与市电接口，市控制系统可方便地在需要地地方运行。所以，可编程控制器广泛地应用于各工业领域。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 1969年，第一台可编程控制器PDP14由美国数字设备公司（DEC）制作成功，并在GM公司汽车生产线上使用取得良好的效果，可编程控制器由此诞生，在控制领域产生了历史性革命。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 PLC问世时间不长，但是随着微处理器的发展，大规模、超大规模集成电路不断出现，数据通信技术不断进步，PL

13、C迅速发展。PLC进入九十年代后，工业控制领域几乎全被PLC占领。国外专家预言，PLC技术将在工业自动化的三大支柱（PLC、机器人和CAC/CAM）种跃居首位。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 我国在八十年代初才开始使用PLC，目前从国外应进的PLC使用较为普遍的由日本OMRON公司C系列、三菱公司F系列、灭国GE公司GE系列和德国西门子公司S系列等。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 1.2 PLC的发展 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 虽然PLC问世时间不长，但是随着

14、微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展，其发展过程大致可分为三各阶段： HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。这是的PLC多少由电继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。它在硬件上 以计算机的形式出现，在I/O接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置种的器件主要采用分离元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上采用广大电器工程技术人员所熟悉的继电器控制线

15、路的方式梯形图。因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指示，能重复使用等。其中PLC特有的编程语言梯形图一直沿用至今。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 在七十年代，微处理器的出现使PLC发生了巨大的变化。美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元（CPU）。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 这样，使PLC的功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断

16、等功能。再硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量快、远程I/O模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，是各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC的应用围得以扩大。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 进入八十年代中、后期，由于插大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商纷纷开发研制了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC软、硬功能发生了巨大变化。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc2

17、64805976 1.3 PLC的基本结构 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 PLC实质是一种专用于工业控制计算机，其硬件结构基本上与微型计算机一样，、中央处理单元(CPU)，如下图所示。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 一、中央处理单元(CPU) HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 中央处理单元(CPU)是PLC控制中枢。它PLC系统程序赋予功能接收并存储从编程器键入用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以与警戒定时器状态，并能诊断用户程序中语法错误。当PLC投入运行时，

18、首先它以扫描方式接收现场各输入装置状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，命令解释后按指令规定执行逻辑或算数运算结果送入I/O映象区或数据寄存器。等所有用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区各输出状态或输出寄存器数据传送到相应输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 进一步提高PLC可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU表决式系统。这样，某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 二

19、、存储器 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 存放系统软件存储器称为系统程序存储器。存放应用软件存储器称为用户程序存储器。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 1、PLC常用存储器类型 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 （1）RAM （Random Assess Memory） 这是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 （2）EPROM（Erasable Programmable

20、Read Only Memory）这是一种可擦除只读存储器。断电情况下，存储器所有容保持不变。紫外线连续照射下可擦除存储器容)。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 （3）EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种电可擦除只读存储器。使用编程器就能很容易对其所存储容进行修改。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 2、PLC存储空间分配 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 各种PLCCPU最大寻址空间各不

21、一样，PLC工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域： HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 （1）系统程序存储区 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 （2）系统RAM存储区（包括I/O映象区和系统软设备等） HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 （3）用户程序存储区 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 系统程序存储区：系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统系统程序。包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。由制造厂商

22、将其固化EPROM中，用户不能直接存取。它和硬件一起决定了该PLC性能。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 系统RAM存储区：系统RAM存储区包括I/O映象区以与各类软设备，如：逻辑线圈；数据寄存器；计时器；计数器；变址寄存器；累加器等存储器。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 （1）I/O映象区：PLC投入运行后，输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，输出刷新阶段才将输出状态和数据送至相应外设。它需要一定数量存储单元(RAM)以存放I/O状态和数据，这些单元称作I/O映象区。一个开关量I/O占用存储单元中一个位

23、（bit），一个模拟量I/O占用存储单元中一个字（16个bit）。整个I/O映象区可看作两个部分组成：开关量I/O映象区；模拟量I/O映象区。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 （2）系统软设备存储区 ：I/O映象区区以外，系统RAM存储区还包括PLC部各类软设备（逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等）存储区。该存储区又分为具有失电保持存储区域和无失电保持存储区域，前者PLC断电时，由部锂电池供电，数据不会遗失；后者当PLC断电时，数据被清零。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 用户程序存储区：主要用来存

24、放用户的应用程序。所谓用户程序时指使用户根据工程现场的的产生过程和工艺要求编写的控制程序。次程序由使用者通过编程器输入到PLC机的RAM存贮器中，以便于用户随时修改。也可将用户程序存放在EEPROM中。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 三、输入/输出模块 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 输入/输出模块是可编程控制器与工业生产设备或工业生产过程连接的借口。现场的输入信号，如按钮开关，行程开关、限位开关以与传感输出的开关量或模拟量（压力、流量、温度、电压、电流）等，都要通过输入模块送到PLC。由于这些信号电平各式各

25、样，而可编程控制器CPU所处理的信息只能是标准电平，所以输入模块还需将这些信号转换成PLC能够接受和处理的数字信号。输入模块的作用是接收中央处理器处理过的数字信号，并把它转换成现场执行部件所能接收的控制信号，以驱动如电磁阀、灯光显示、电机等执行机构。可编程控制器有多种输入/输出模块其类型有数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块。这些模块分直流和交流、电压和电流类型，每种类型又有不同的参数等级，主要有数字量输入/输出模块和模拟量输入输出/模块，部件上都设有接线端子排，为了滤除信号的噪声和便于PLC部对信号的处理，这些模块上都带有滤波、电平转换、信号锁存电路。数字量输入模块带有广电耦合电路，其

26、目的是把PLC与外部电路隔离起来，以提高PLC的抗干扰能力。数字两输出有继电器输出、晶体管输出和可控硅输出三种方式。模拟量输入/输出模块主要用来实现模拟量与数字量之间的转换，即A/D或D/A转换。由于工业控制系统中有传感器或执行机构有一些信号是连续变化的模拟量，因此这些模拟量必须通过模拟量输入/输出模块与PLC的中央处理器连接。模拟量输入模块A/D转换后的二进制数字量，经光电耦合器和输出锁存器宇PLC的1/0总线挂接。现在标准量程的模拟电压主要是05伏和010伏两种。另外还有：0somV、0IV、5+SV、10+10V，010mA等。模拟量输入模块接收标准量程的模拟电压或电流猴，把它转换成8未

27、、10未或12位的二进制数字信号，送给中央处理器进行处理。模拟量输出模块将中央处理器的二进制数字信号转换成标准量程的电压或电流输出信号，提供给执行机构。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 四、扩展模块 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 当一个PLC中心单元的I/O点数不够用时，就要对系统进行扩展，扩展接口就是用于连接中心基本单元与扩展单元的。模块随着可编程控制器在工业控制中的广泛应用和发展，使可编程控制器的功能更加强大和完善。只能I/O接口模块种类很多，例如高速计数模块、PLCA控制模块、数字位基于PLC的变频恒压

28、供水系统的设计置译码模块、阀门控制模块、智能存贮弄快以与智能I/O模块等。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 五、编程器 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 它的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。有的编程器还可与打印机或磁带机相连，以将用户程序和有关信息打印出来或存放在它的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。有的编程器还可与打印机或磁带机相连，以将用户程序和有关信息打印出来或存放在磁带上，磁带上的信息可以重新装入PLC。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976

29、目前编程器主要有以下三种类型： HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 1.便携式编程器(也叫简易编程器)；2.图形编程器；3.用于IBMPC与其兼容机的编程器。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 便于携带的特点，一般只能用指令形式编程，通过按键输入指令，通过数码管或液晶显示器加以显示、这种编程器适合小型可编程控制器的编程要求。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 图形编程器以液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT)作屏幕，用来显示编程容和提供如输入、输出、辅助继电器的占有情况、程

30、序容量等各种信息，还可在调试程序、检查程序执行时显示各种信号状态、出错提示等。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 使用图形编程器可以月多种编程语言编程，梯形图显示在屏幕上十分直观。图形编程器还可与打印机、录音机、绘画仪等设备连接，有较强的监控功能。但它的价格高，适用于中、大型可编程控制器的编程要求。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 用于IBMPC与其兼容机的编程器是个人计算机加上适当的硬件接口和软件包作为编程器，也可直接编制成梯形图，其监控功能也很强。编程器工作方式主要有编程和监控两种，编程工作方式是在PLC机处

31、于停机状态时可以进行编程，它的功能主要是输入新的程序，或者对已有的程序予以编辑和修改。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 监控工作方式可以对运行中的控制器工作状态进行监视和跟踪，一般可以对某一线圈或触点的工作状态进行监视，也可以对成组器件的工作状态进行监视，还可以跟踪某一器件在不同时间的工作状态，除搜索、监视、跟踪外，还可以对一些器件进行操作。因此编程器的监控方式对控制器中新输入程序的调试与试运行是非常有用和方便的。编程器的结构一般包括显示部分与键盘部分。显示一般用液晶显示器，主要的显示容包括地址、数据、工作方式、指令执行情况与系统工作状态等。键盘有单功

32、能键和双功能键，在使用双功能键的时候键盘中都备有一个选择键，以选择其中一种方式工作。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 六、电源 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 PLC中的电源一般有三类： HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 1、+5V、15V直流电源：供PLC中TTL芯片和集成运放使用； HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 2、供输出接口使用的高压大电流的功率电源； HYPERLINK l _RefHeading_Toc26480597

33、6 3、锂电池与其充电电源。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 考虑到系统的可靠性以与光电隔离器的使用，不同类型的电源其地线也不同。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 目前PLC的发展非常迅速，型号众多，各种特殊功能模板不断涌现。通常根据其I/O点的数量将 PLC分为三大类： HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 小型机：256点以下（无模拟量）； HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 中型机：256 2048点（64 128路模拟量）； HY

34、PERLINK l _RefHeading_Toc264805976 大型机：2048点以上（128 512路模拟量）。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 具体实现时，通常采用模板式结构，以便用户根据实际应用需求进行配置。但一些小型机常制作成一体机，其配置固定，主要供定型成套设备使用；而一些大型机一般在电源、或者CPU，甚至两者都作了热备份。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 1.4 PLC特点 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 (一) 高可靠性 HYPERLINK l _R

35、efHeading_Toc264805976 1. 所有的I/O 接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与PLC 部电路之间电气上隔离 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 2. 各输入端均采用R-C 滤波器其滤波时间常数一般为1020ms. HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 3. 各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 4. 采用性能优良的开关电源 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 5. 对采用的器件进行严

36、格的筛选 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 6. 良好的自诊断功能一旦电源或其他软硬件发生异常情况CPU立即采用有效措施以防止故障扩大 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 7. 大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 (二) 丰富的I/O 接口模块 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 1. PLC针对不同的工业现场信号如：交流或直流；开关量或模拟量；电

37、压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 2. 有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备如：按钮；行程开关；接近开关；传感器与变送器；电磁线圈；控制阀。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 3. 直接连接另外为了提高操作性能它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络它还有多种通讯联网的接口模块等等。 HYPERLINK l _RefHeading_Toc264805976 梯形图程序设计与工作过程分析14(3)采用模块化结构。为了满足各种工业控制需求，除了小单元PLC外，大部

38、分PLC都采用模块化结构，PLC的所有部件，包括CPU电源I/O都采用模块化设计。机架和电缆连接所有模块，系统的规模和功能可以根据用户的需要进行组合。(D)编程简单易学。PLC编程多采用类似继电器控制电路的梯形图形式，用户不需要具备计算机专业知识，容易被一般工程技术人员理解和掌握。(5)安装简单，维护方便PLC可以直接运行在各种工业环境中，不需要专门的机房。使用时，将现场各种设备与PLC相应的I/O端子连接即可投入运行。各种模块均配有运行和故障指示装置，方便用户了解运行情况和查找故障。由于模块化结构，一旦模块出现故障，用户可以通过更换模块来快速恢复系统运行。1.5 PLC的工作原理最初开发和生

39、产的PLC主要用于取代传统的由继电器和接触器组成的控制装置，但它们的工作方式是不同的:(1)继电器控制装置采用硬逻辑并联运行的方式，即如果该继电器的线圈通电或断电，该继电器的所有触点(包括其常开或常闭触点)将立即同时动作于继电器控制电路的哪个位置。(2)2)PLC的CPU采用顺序逻辑扫描用户程序运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，只有在扫描到触点时才会动作。为了消除不同运行方式带来的差异，考虑到继电器控制装置的各种触点的动作时间一般大于100ms，而PLC扫描用户程序的时间一般小于100ms，因此，PLC采用了与一般微机不同的

40、运行方式扫描技术。这样在I/O响应要求不高的情况下，PLC和继电器控制装置的处理结果没有区别。1.扫描技术PLC投入运行时，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新。上述三个阶段的完成称为一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。如下图:PLC扫描周期(1)输入采样阶段在输入采样阶段，PLC通过扫描依次读入所有的输入状态和数据，并存储在I/O图像区的相应单元中。输入采样后，进入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映射区中相应单元的状态和数据也不会发生变化。因此，如果输入是脉冲信号，脉冲信号的

41、宽度必须大于一个扫描周期，以确保在任何情况下都可以读取输入。(2)用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是从上到下扫描用户程序(梯形图)。扫描每个梯形图时，总是先扫描梯形图左侧触点组成的控制电路，按照先左后右、先上后下的顺序对触点组成的控制电路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果刷新系统ram存储区中逻辑线圈对应位的状态；或者刷新I/O图像区中输出线圈对应位的状态；或者是否执行梯形图中指定的特殊功能指令。即在用户程序执行的过程中，只有I/O图像区的输入点的状态和数据不会发生变化，而I/O图像区或系统ram存储区的其他输出点和软设备的状态和数据可能会发生变化，顶层梯形图的程序执行结果会在底

42、层使用这些线圈或数据的梯形图中发挥作用；相反，在底部的梯形图中，逻辑线圈的刷新状态或数据只能在下一个扫描周期作用于它上面的程序。(3)输出刷新阶段扫描用户程序后，PLC进入输出刷新阶段。在此期间，CPU根据I/O图像区对应的状态和数据刷新所有输出锁存电路，然后通过输出电路驱动相应的外设。这时候才是PLC真正的输出。2.PLC的I/O响应时间为了增强PLC的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的各个开关量输入端都采用了光电隔离等技术。为了实现继电器控制电路的硬逻辑并行控制，PLC采用了不同于一般微机的运行方式(扫描技术)。以上两个主要原因使得PLC的I/O响应比一般微型计算机组成的工业控制系统要饱满

43、得多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般长于一个扫描周期，甚至更长。所谓I/O响应时间是指从PLC的一个输入信号变化到系统的输出信号变化所需的时间。如下图:PLC扫描循环示意图1.6梯形图编程和工作过程分析梯形图编程语言是一种图形化编程语言。它沿用了传统继电器接触器控制的术语和图形符号，如触点、线圈、串并联等。它与传统的继电器控制原理电路图非常相似，但增加了许多强大而灵活的指令。它直观、形象，容易被熟悉继电器-接触器控制系统的人所接受。继电器梯形图大多适合编程简单的控制功能，大多数PLC用户更喜欢用梯形图编程。指令是用英文缩写表示PLC各种功能的助记符号，类似于计算机汇编语言。能够完成控制任

44、务的指令组合就是指令表。每条指令一般由指令助记符和功能设备号组成，比较抽象。通常是先用其他方式表达，再改写成相应的语句列表。编程设备简单、便宜。状态转移图语言(SFC)类似于计算机中常用的程序框图，但它有自己的规则。详细描述了控制过程，包括每帧前的输入信号，帧的判断和工作能力，帧后的输出状态。这种方法很容易构思，是一种常用的程序表达式。高级语言类似于BACIC语言，C语言等。，用于一些制造商的PLC中。通常，微型和小型PLC主要采用继电器梯形图编程，其编程规则如下:1)梯形图从上到下，从左到右排列。每条逻辑线从左母线开始，然后是触点的各种连接，最后是线圈或线圈连接到右母线，整个图形呈阶梯状。梯

45、形图中使用的元件编号地址必须在所用PLC的有效范围内。2)梯形图是PLC的一种可视化编程方法，其左右母线没有连接任何电源，所以图中没有真实的电流流过各个支路。但为了读图方便，在用户程序解决方案中经常用“有电流”和“得电”来形象地描述输出线圈的动作情况。它只是一个概念上的虚拟“流”，被认为只能从左向右单向流动；级别变化只能是自上而下。3)梯形图中的继电器本质上是变量存储器中的一个位触发器，对应的一个触发器处于“L状态”，表示继电器线圈通电，其动上触点闭合，动下触点断开，否则处于“O状态”。对梯形图中继电器的线圈进行了推广。除输出继电器和继电器线圈外，还包括定时器、计数器、移位寄存器、状态指示器等

46、线圈。用各种结果进行比较和计算。4)梯形图从左向右流动，继电器线圈应直接接在右母线上。线圈右侧不能有触点，但左侧必须有触点。5)继电器线圈不能在一个程序中重复使用:继电器的触点可以在编程中重复使用，使用次数不限。6)用6)PLC求解用户逻辑时，是按照梯形图自上而下、自左而右逐步进行的，即按照扫描方式执行程序，没有并行分支同时动作。这样可以在设计梯形图时减少很多带约束的联锁电路，从而大大简化电路设计。因此，用梯形图编写指令程序时，应遵循从上到下、从左到右的顺序。梯形图中的每个符号对应一条指令，一条指令就是一个步进序列。PLC运行时，用户程序中要执行的操作很多，但CPU不能同时执行多个操作。根据分

47、时操作的原理，它在每一时刻只能执行一个操作。这个分时过程叫做CPU扫描程序。从存储地址0000中存储的第一个用户程序开始，在没有中断或跳转控制的情况下，按照存储地址号递增的顺序逐个扫描用户程序，即逐个执行用户程序，直到程序结束。每次扫描一个程序，就构成一个扫描周期，然后从头开始，周而复始。第二章电梯控制系统的组成电梯控制系统主要由电气驱动部分和电气控制部分组成。2.1电力驱动牵引部分由牵引电机、抱闸、相应的开关电路和开门器组成。因为我们用的是教学模型，梯速低，所以只要能实现电机的正反转，就不用考虑电机的机械特性。在制动时，为了满足精确停止楼层的需要，可以将定子电路连接到电抗器以减速并最终施加制

48、动。2.2电气控制电气部分，也称为控制电路，是电梯控制系统的核心。它包括两部分:阻力控制电路和信号控制电路。拖动控制电路有很多种:接触器线圈及其相关控制，电力电子器件的门极控制电路.信号控制电路与拖动方式没有必然联系，而是直接关系到程序所能实现的功能。因此，不同曳引方式的电梯可以采用相同的信号控制电路。PLC系统部分完成设定控制任务所需的PLC规模主要取决于控制系统输入输出点的需求和控制过程的难易程度。I/o点的估计:系统的输入点有:6个门厅呼叫按钮输入点；汽车指令按钮4分；楼层传感器4个点；闸门感应l点；手动开门:共16分。输出点为:快慢接触器2分；2点钟位置的上下接触器；4点钟位置的楼层指

49、示灯；门锁1分；总输出点是9点。I/O点的总数是16/9。综上所述，根据具体情况，我们选择三菱FX系列。输入点34点，电机20点。考虑到现实情况，我们选择FX2C-64MR。第三章:电梯PLC控制系统的基本结构系统的控制核心是plc主机，通过plc输入接口发送到plc，由存储器中的plc软件处理，再通过输出接口向楼层显示器和呼梯显示器发出显示信号，向主拖动系统发出控制信号。具体的电梯控制信号原理如图所示。电梯PLC信号控制系统框图第四章系统设计电梯的PLC控制方案电梯控制系统的控制核心是PLC。哪些信号需要输入PLC，哪些负载需要PLC驱动，采用哪种编程方式。输出点的确定是设计整个控制系统的首

50、要问题，它决定了系统的程序和电路设计方案。4层电梯模拟模块的控制原理框图如图所示。4层电梯模拟模块控制原理框图它由三部分组成:信号输入、PLC编程控制电梯和步进电机控制。模块的面板如图所示4层电梯模块面板基本控制原理:编写PLC控制程序#对楼层的呼叫信号和平层信号进行停止、升/降判断，然后将信号传送给单片机，调用单片机的正反转和停止控制程序#。然后将单片机输出电路的激励信号放大驱动步进电机，步进电机带动皮带使桥车上下移动，从而完成电梯的模拟运行。第五章是电梯模型PLC控制系统的设计。5.1电梯控制要求1)当电梯停在某一楼层，有高层呼叫时，电梯上升到呼叫楼层停止。2)当电梯停在某一楼层，有来自较

51、低楼层的呼梯时，电梯下降到呼梯楼层停止。3)当电梯停在某一楼层时，当高层呼叫较多时，电梯先上升到较低的呼叫楼层，停留3秒，然后上升到较高的呼叫楼层，响应后停止。4)当电梯停在某一楼层时，当有多个楼层呼叫时，电梯先下降到较高的呼叫楼层，停3秒，然后继续下降到较低的呼叫楼层，响应后停止。5)电梯在上升或下降过程中，任何反向呼叫无效。5.2 PLC控制系统的设计与分析任何一种控制系统的设计都是为了满足被控对象的工艺要求，提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则:1.最大限度地满足被控对象的控制要求。2.确保PLC控制系统的安全性和可靠性3.尽量做到简单、经济、使用维护

52、方便。5.3电梯模型PLC控制系统设计由于电梯运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号和运行信号来控制的，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，所以系统控制采用随机逻辑控制。也就是说，在通过时序逻辑控制实现电梯基本控制要求的基础上，根据随机输入信号，根据电梯的相应状态，及时控制电梯的运行。另外，轿厢的位置由脉冲编码器的脉冲数决定，并送到PLC的计数器进行控制。同时，每层楼都配有接近开关，检测系统的楼层信号。为了便于观察，电梯的运行方向用电梯所在的楼层显示，用LED和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼梯信号用指示灯显示(开关上有指示灯)。为了提高电梯运行的效率和电梯楼层的准确性，系统要求PLC对轿厢的加减速和制动进行有

53、效控制。根据小车的实际位置，通过交流调速系统的控制算法来实现。为了电梯运行的安全，系统应提供可靠的故障保护和相应的显示。图4-1由PLC实现的电梯控制系统的主要部件根据电梯的位置和运行方向，编程中采用了四种优先级队列，即上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列和下行次优先级队列。其中，上行优先级队列是当电梯上行时从电梯位置上方的楼层发送的上行呼叫信号的阵列，并且寄存器存储在对应于呼叫信号的楼层的脉冲号中。上行第二优先级队列是由当电梯上行时从电梯位置下方的楼层发送的上行呼叫信号和存储在对应于呼叫信号的楼层中的脉冲数寄存器组成的队列。该系统控制电梯运行过程中实时排列的四个优先级列，为实现随

54、机逻辑控制提供了基础。当电梯在某个运行方向接近某个楼层的减速位置时，判断该楼层是否有同方向的呼梯信号(上行呼梯寄存器，下行呼梯寄存器，如果有呼梯请求，对应寄存器为L，否则为0)。如果是，则将对应寄存器的脉冲数与比较寄存器进行比较，如果相同，则减速停在楼层:如果不同，则将本寄存器的数据发送到比较寄存器，保存并执行原比较寄存器数据。这个动作完成后，保存的数据会被送回比较寄存器，实现随机逻辑控制。系统还利用行程判断楼层，并转换成BCD码输出，通过硬件接口电路由LED显示！5.4 PLC的选择电梯的电驱动系统对电梯的起动加速、平稳运行和制动减速起着决定性的作用。驱动系统的好坏直接影响电梯的启动、制动、

55、加减速、调平精度、乘坐舒适性等指标。因此，我们的PLC选用戴维森技术的V80系列()。V80系列PLC具有可靠性高、运行速度快、产品成本低、电梯定制服务等优点。PLC的输入输出点可根据需要配置，并可根据用户要求增加并联功能。以一台四层四站的电梯为例，根据控制要求计算出所需的I/O接口点，其中输入点32个，输出点24个。选用V80 PLC的CPU单元M40DR和扩展单元E16DR完成电梯控制系统的逻辑控制。5.5输入/输出分配表I/O分配表见表4-1。表4-1-1输入按钮上行1楼输入信号X1向下二楼进入信号X13上行二楼来电信号X2向下三楼输入信号X14上行3楼输入信号X3向下4楼进入信号X15上行