畢業(yè)設(shè)計(jì)--基于plc的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　分 類 號 </p><p>　　密 級 </p><p><b>　　寧</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>　　基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p

2、><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在當(dāng)今時代由于工業(yè)自動化程度的不斷提高對自動化控制的要求也日趨增加，PLC則能在很大程度上很廣的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動化控制。20世紀(jì)60年代末，人們研制出了一種先進(jìn)的自動控制設(shè)備PLC，由于PLC具有優(yōu)良的技術(shù)性能，因此它一問世就很快得到了

3、推廣應(yīng)用。現(xiàn)在PLC不但被用于工業(yè)生產(chǎn)，在生活中我們也能常常見到它的身影。例如電梯，隨著城市化水平的提高，城市中的高層建筑也越來越多，電梯的應(yīng)用也越來越廣。而電梯的開關(guān)門、呼叫、顯示等問題也就用到了PLC，利用PLC控制的電梯更加智能化、運(yùn)行的可靠性更高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計(jì)和調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)，所以PLC備受人們重視，成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。為了追隨時代的潮流，我設(shè)計(jì)的五層電梯控制系統(tǒng)就利用了PLC。<

4、;/p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC，電梯，工業(yè)，自動化</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Nowadays ages because of industry automation continuously raising of the degree to automation control of the r

5、equest also gradually increase, PLC then can to a large extent carry out to automate a control inside the very wide scope.At the end of 60's in 20th century, people developed the automatic control equipments of a kin

6、d of forerunner PLC, PLC has good technique function, therefore it soon got an expansion application on publishing.PLC is used for now industrial production, we can also usua</p><p>　　Key Words: PLC，Elevato

7、r，industry, automation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要II</b></p><p>　　AbstractIII</p><p><b>　　目 錄IV</b></p><p&g

8、t;<b>　　第1章 緒論6</b></p><p>　　1.1 PLC的概述6</p><p>　　1.1.1 PLC的簡介6</p><p>　　1.1.2可編程控制器的定義7</p><p>　　1.1.3 PLC的硬件進(jìn)展7</p><p>　　1.2 PLC的組成及工作原理

9、8</p><p>　　1.2.1 中心起“心臟”作用8</p><p>　　1.2.2 存儲器8</p><p>　　1.2.3 輸入/輸出接口9</p><p>　　1.2.4 編程器9</p><p>　　1.2.5 PLC的基本工作原理10</p><p>　　1.2.6

10、PLC與繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)區(qū)別10</p><p>　　1.2.7 梯形圖語言特點(diǎn)10</p><p>　　1.2.8 主要技術(shù)性能11</p><p>　　1.3 PLC的功能及特點(diǎn)11</p><p>　　1.3.1 PLC的功能11</p><p>　　1.3.2 PLC的特點(diǎn)11</

11、p><p>　　第2章 電梯的概述12</p><p>　　2.1電梯的發(fā)展簡史12</p><p>　　2.2電梯的運(yùn)行工作情況13</p><p>　　2.3電梯控制系統(tǒng)的組成14</p><p>　　第3章. 三菱FX2N 系列可編程序控制器介紹15</p><p>　　3.1可編程

12、控制器的基礎(chǔ)認(rèn)識15</p><p>　　3.2 可編程序控制器的工作方式及編程語言17</p><p>　　3.3可編程序控制器與繼電器、微機(jī)在電梯控制中的應(yīng)用比較19</p><p>　　第4章.PLC控制單臺電梯的分析20</p><p>　　4.1電梯模型結(jié)構(gòu)21</p><p>　　4.2 PLC單

13、臺電梯控制系統(tǒng)功能介紹23</p><p>　　4.3 PLC控制單臺電梯方案25</p><p>　　4.4 PLC單臺電梯控制系統(tǒng)基本功能梯形圖分析29</p><p><b>　　總結(jié)與展望40</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)41</b></p><

14、p><b>　　致 謝41</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 PLC的概述 </p><p>　　1.1.1 P

15、LC的簡介</p><p>　　早期的工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的電氣自動控制系統(tǒng)是繼電器-接觸器控制系統(tǒng)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、容易操作和對維護(hù)技術(shù)要求不高的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于工作模式固定、控制要求比較簡單的場合。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，繼電控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)變得日益突出。由于其線路復(fù)雜，系統(tǒng)的可靠性難以提高且檢查和修復(fù)相當(dāng)困難。1968年，美國通用汽車公司（GM）為適應(yīng)汽車工業(yè)激烈的競爭，滿足汽車型號不斷更新的要求，

16、向制造商公開招標(biāo)，尋求一種取代傳統(tǒng)繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的新的控制裝置，通用汽車公司對新型控制器提出的十大條件是：1.編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；2.維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；3.可靠性高于繼電接觸控制系統(tǒng)；4.體積小于繼電接觸控制系統(tǒng)；5.成本可與繼電器控制柜競爭；6.可將數(shù)據(jù)直接輸入計(jì)算機(jī)；7.輸入是交流115V(美國標(biāo)準(zhǔn)系列電壓值)；8.輸出為交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥、交流接觸器、小功率電機(jī)等；9

17、.通用性強(qiáng)，能擴(kuò)展；10.能存貯程序，存儲器容量至少能擴(kuò)展到4KB。根據(jù)上述要求，美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)在1969年首先研制出第一臺可編程控制器PDP-14，在汽車裝配</p><p>　　1.1.2可編程控制器的定義</p><p>　　1987年，國際電工委員會IEC(InternationalElectricalCommittee）頒布了可編程序控制器最新的定義：可編程控制

18、器是一種能夠直接應(yīng)用于專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各類的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?？梢?，PLC的定義實(shí)際是根據(jù)PLC的硬件和軟件技術(shù)進(jìn)展而發(fā)展的。這些發(fā)展不僅改進(jìn)了PLC的設(shè)計(jì)，也改

19、變了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。這些改變，包括硬件和軟件的。</p><p>　　1.1.3 PLC的硬件進(jìn)展</p><p>　　采用新的先進(jìn)的微處理器和電子技術(shù)達(dá)到快速的掃描時間；（2）小型的、低成本的PLC，可以代替四到十個繼電器，現(xiàn)在獲得更大的發(fā)展動力。（3）高密度的I/O系統(tǒng)，以低成本提供了節(jié)省空間的接口；（4）基于微處理器的智能I/O接口擴(kuò)展了分布式控制能力，典型的接口如PID，

20、網(wǎng)絡(luò)，CAN總線，現(xiàn)場總線，ASCll通信，定位，主機(jī)通訊模塊，和語言模塊（如BASIC,PASCAL)等。（5）包括輸入輸出模塊和端子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)，使端子更加集成。（6）特殊接口允許某些器件可以直接接到控制器上，如熱電偶、熱電阻、應(yīng)力測量、快速響應(yīng)脈沖等；（7）外部設(shè)備改進(jìn)了操作員界面技術(shù)，系統(tǒng)文檔功能成為了PLC的標(biāo)準(zhǔn)功能。2.與硬件的發(fā)展相似，PLC的軟件也取得了巨大的進(jìn)展，大大強(qiáng)化了PLC的功能：（1）PLC引入了面

21、向?qū)ο蟮木幊坦ぞ?，并且根?jù)國際電工委員會的IEC61131-3的標(biāo)準(zhǔn)形成了多種語言；（2）小型PLC也提供了強(qiáng)大的編程指令，并且因此延伸了應(yīng)用領(lǐng)域；（3）高級語言，如BASIC,C在某些控制器模塊中已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，在與外部通訊和處理數(shù)據(jù)時提供了更大的編程靈活性；（4）梯形圖邏輯中可以實(shí)現(xiàn)</p><p>　　1.2 PLC的組成及工作原理</p><p>　　1.2.1 中心起“心臟”

22、作用</p><p>　　縱：當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲器中，然后CPU根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能（系統(tǒng)程序存儲器的解釋編譯程序），把用戶程序翻譯成PLC內(nèi)部所認(rèn)可的用戶編譯程序。</p><p>　　橫：輸入狀態(tài)和輸入信息從輸入接口輸進(jìn)，CPU將之存入工作數(shù)據(jù)存儲器中或輸入映象寄存器。然后由CPU把數(shù)據(jù)和程序有機(jī)地結(jié)合在一起。把結(jié)果存入輸出映象寄存器或工作數(shù)據(jù)存儲器中，然后輸出到輸

23、出接口、控制外部驅(qū)動器。</p><p>　　組成：CPU由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路集成在一個芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與I/O接口電路相連接。</p><p><b>　　1.2.2 存儲器</b></p><p>　　具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。</p><p>　　分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶存儲器

24、。</p><p>　　系統(tǒng)程序存儲器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及對用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲器、ROM組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。</p><p>　　用戶存儲器：分為用戶程序存儲區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。由隨機(jī)存取存儲器（RAM）組成。用戶使用的。斷電內(nèi)容消失。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為3~5年。</p><

25、p>　　1.2.3 輸入/輸出接口</p><p><b>　　（1）輸入接口：</b></p><p>　　光電耦合器由兩個發(fā)光二極度管和光電三極管組成。</p><p>　　發(fā)光二級管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號變化規(guī)律相同的光信號。</p><p>　　光電三級管：在光信

26、號的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號的強(qiáng)弱有關(guān)。在光電耦合器的線性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號與輸入信號有線性關(guān)系。</p><p>　　輸入接口電路工作過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號。</p><p><b>　　

27、（2）輸出接口</b></p><p>　　PLC的繼電器輸出接口電路</p><p>　　工作過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點(diǎn)斷開，斷開負(fù)載的電流或電壓。也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號使負(fù)載動作或不動作。<

28、;/p><p><b>　　三種類型：</b></p><p>　　繼電器輸出：有觸點(diǎn)、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載</p><p>　　晶體管輸出：無觸點(diǎn)、壽命長、直流負(fù)載</p><p>　　晶閘管輸出：無觸點(diǎn)、壽命長、交流負(fù)載</p><p><b>　　1.2.4 編程器</b&

29、gt;</p><p>　　編程器分為兩種，一種是手持編程器，方便。我們實(shí)驗(yàn)室使用的就是手持編程器。二種是通過PLC的RS232口。與計(jì)算機(jī)相連。然后敲擊鍵盤。通過NSTP-GR軟件（或WINDOWS下軟件）向PLC內(nèi)部輸入程序。</p><p>　　1.2.5 PLC的基本工作原理</p><p>　　PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式</p>

30、;<p>　?。?）每次掃描過程。集中對輸入信號進(jìn)行采樣。集中對輸出信號進(jìn)行刷新。</p><p>　?。?）輸入刷新過程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入。</p><p>　?。?）一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。</p><p>　?。?）元件映象寄存

31、器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。</p><p>　?。?）掃描周期的長短由三條決定。（1）CPU執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的時間（3）指令條數(shù)</p><p>　?。?）由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。</p><p>　　1.2.6 PLC與繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)區(qū)別</p><p

32、>　?。?）PLC與繼電器控制系統(tǒng)區(qū)別</p><p>　　前者工作方式是“串行”，后者工作方式是“并行”。</p><p>　　前者用“軟件”，后者用“硬件”。</p><p>　?。?）PLC與微機(jī)區(qū)別</p><p>　　前者工作方式是“循環(huán)掃描”。后者工作方式是“待命或中斷”</p><p><b&

33、gt;　　PLC 編程方式</b></p><p>　　PLC最突出的優(yōu)點(diǎn)采用“軟繼電器”代替“硬繼電器”。用“軟件編程邏輯”代替“硬件布線邏輯”。</p><p>　　PLC編程語言有梯形圖、布爾助記符語言，等等。尤其前兩者為常用。</p><p>　　1.2.7 梯形圖語言特點(diǎn)</p><p>　?。?）每個梯形圖由多個梯級

34、組成。</p><p>　?。?）梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的邏輯電源。當(dāng)某一梯級的邏輯運(yùn)算結(jié)果為“1”時，有假想的電流通過。</p><p>　?。?）繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而它的常開、常閉觸點(diǎn)可以出現(xiàn)無數(shù)次。</p><p>　　（4）每一梯級的運(yùn)算結(jié)果，立即被后面的梯級所利用。</p><p>　?。?）輸入繼電器受外部信號控制。

35、只出現(xiàn)觸點(diǎn)，不出現(xiàn)線圈。</p><p>　　1.2.8 主要技術(shù)性能</p><p>　　用戶程序存儲容量：是衡量可存儲用戶應(yīng)用程序多少的指標(biāo)。通常以字或K字為單位。16位二進(jìn)制數(shù)為一個字，每1024個字為1K字。PLC以字為單位存儲指令和數(shù)據(jù)。一般的邏輯操作指令每條占1個字。定時/計(jì)數(shù)，移位指令占2個字。數(shù)據(jù)操作指令占2~4個字。</p><p>　　1.3

36、PLC的功能及特點(diǎn)</p><p>　　1.3.1 PLC的功能</p><p>　　PLC是工業(yè)上專門用來控制各種工藝操作的可編程邏輯控制設(shè)備，功能非常強(qiáng)大，可以執(zhí)行邏輯運(yùn)算，定時，順序控制，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。它其實(shí)就是一臺工控電腦，不過需要專業(yè)的編程人員對其編程才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的過程控制。</p>&l

37、t;p>　　1.3.2 PLC的特點(diǎn)</p><p>　?。?）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達(dá)30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機(jī)外電

38、路來說，使用PLC構(gòu)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(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。</p><p>　　（2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)</

39、p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　（3

40、）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎</p><p>　　PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p>　　（4）系統(tǒng)

41、的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造</p><p>　　PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。</p><p>　?。?）體積小，重量輕，能耗低</p><p>　　以超小型PLC為例，新近出

42、產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。</p><p><b>　　第2章 電梯的概述</b></p><p>　　2.1電梯的發(fā)展簡史</p><p>　　據(jù)國外有關(guān)資料介紹，公元前2800年在古代埃及，為了建筑當(dāng)時的金字塔，曾使用過由人力驅(qū)動的升降機(jī)械。公

43、元1765年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)后，1858年美國研制出以蒸汽為動力，并通過帶傳動和蝸輪減速裝置驅(qū)動的電梯。1878年英國的阿姆斯特朗發(fā)明了水壓梯。并隨著水壓梯的發(fā)展，淘汰了蒸汽梯。后來又出現(xiàn)了液壓泵和控制閥以及直接柱塞式和側(cè)柱塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯。這種液壓梯至今仍為人們所采用。</p><p>　　但是，電梯得以興盛發(fā)展的根本原因在于采用了電力作為動力來源。18世紀(jì)末發(fā)明了電機(jī)，并隨著電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，19世紀(jì)初開始使用

44、交流異步單速和雙速電動機(jī)作動力的交流電梯，特別是交流雙速電動機(jī)的出現(xiàn)，顯著改善了電梯的工作性能。在20世紀(jì)初，美國奧的斯電梯公司首先使用直流電動機(jī)作為動力，生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動的直流電梯，從而為后來的高速度、高行程電梯的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)30年代美國紐約市的102層摩天大樓建成，美國奧的斯電梯公司為這座大樓制造和安裝了74臺速度為6.0m/s的電梯。從此以后，電梯這個產(chǎn)品，一直在日新月異地發(fā)展著。目前的電梯產(chǎn)品，不但規(guī)格品種多，自動

45、化程度高，而且安全可靠，乘坐舒適。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，可編程序控制器（PLC）和電子計(jì)算機(jī)成功地應(yīng)用到電梯的電氣控制系統(tǒng)中去后，電梯產(chǎn)品的質(zhì)量和運(yùn)行效果顯著提高。</p><p>　　2.2電梯的運(yùn)行工作情況</p><p>　　一部電梯主要由轎廂、配重、曳引機(jī)、控制柜／箱、導(dǎo)軌等主要部件組成。電梯在做垂直運(yùn)行的過程中，有起點(diǎn)站也有終點(diǎn)站。對于三層以上建筑物內(nèi)的電梯，起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間還設(shè)

46、有停靠站。起點(diǎn)站設(shè)在一樓，終點(diǎn)站設(shè)在最高樓。</p><p>　　各站的廳外設(shè)有召喚箱，箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕。一般電梯在起點(diǎn)站和終點(diǎn)站上各設(shè)置一個按鈕，中間層站的召喚箱上各設(shè)置兩個按鈕。而電梯的轎廂內(nèi)都設(shè)置有（雜物電梯除外）操縱箱，操縱箱上設(shè)置有手柄開關(guān)或與層站對應(yīng)的按鈕，供司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行。召喚箱上的按鈕稱外召喚按鈕，操縱箱上的按鈕稱指令按鈕。</p><p

47、>　　電梯的運(yùn)行工作情況和汽車有共同之處，但是汽車的起動、加速、?？康热克緳C(jī)控制操作，而且在運(yùn)行過程中可能遇到的情況比較復(fù)雜，因此汽車司機(jī)必須經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核。而電梯的自動化程度比較高，一般電梯的司機(jī)或乘用人員只需通過操縱箱上的按鈕向電氣控制系統(tǒng)下達(dá)一個指令信號，電梯就能自動關(guān)門、定向、起動、在預(yù)定的層站平層?？块_門。對于自動化程度高的電梯，司機(jī)或乘用人員一次還可下達(dá)一個以上的指令信號，電梯便能依次起動和?？?，依次完成全部指

48、令任務(wù)。</p><p>　　盡管電梯和汽車在運(yùn)算工作過程中有許多不同的地方，但仍有許多共同之處，其中乘客電梯的運(yùn)行工作情況類似公共汽車，在起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間往返運(yùn)行，在運(yùn)行方向前方的?？空旧嫌许樝虻闹噶钚盘枙r，電梯到站能自動平層?？块_門接乘客。而載貨電梯的運(yùn)行工作情況則類似卡車，執(zhí)行任務(wù)為一次性的，司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行時一般一次只能下達(dá)一個指令任務(wù)，當(dāng)一個指令任務(wù)完成后才能再下達(dá)另一個指令任務(wù)。在執(zhí)行

49、任務(wù)的過程中，從一個層站出發(fā)到另一個層站時，假若中間層站出現(xiàn)順向指令信號，一般都不能自動停靠，所以載貨電梯的自動化程度比乘客電梯低。</p><p>　　本課題主要研究單臺五層電梯的PLC控制方法，分述其硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)過程。</p><p>　　2.3電梯控制系統(tǒng)的組成</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動部分和電氣控制部分組成。</p>

50、<p><b>　　電梯的電力拖動部分</b></p><p>　　電梯主拖動類型有直流電動機(jī)拖動、交流電動機(jī)拖動、直流G－M（即發(fā)電機(jī)－電動機(jī)組供電）拖動、晶閘管供電（SCR－M）的直流拖動和交流雙速電動機(jī)拖動、交流調(diào)壓調(diào)速（AVCC）拖動、交流變頻調(diào)速（VVVF）等。因直流電梯的拖動電動機(jī)有電刷和換相器，維護(hù)量較大，可靠性低，現(xiàn)已被交流調(diào)速電梯所取代。為了得到較好的舒適感，要

51、求曳引電動機(jī)在選定的調(diào)速方式下，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩總能達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求。考慮到電壓的波動、導(dǎo)軌不夠平直造成的運(yùn)動阻力增大等因素，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩還應(yīng)有一定的裕度。</p><p><b>　　電梯的電氣控制部分</b></p><p>　　電氣控制系統(tǒng)由控制柜、操縱箱、層樓指示、召喚箱及曳引電動機(jī)等幾十個分散安裝在電梯井道內(nèi)外和各相關(guān)電梯部件中的電器元件構(gòu)成。電氣控制系統(tǒng)通

52、過電路控制電力拖動系統(tǒng)工作程序，完成各種電氣動作功能，保證電梯安全運(yùn)行。</p><p>　　電梯一般是由電動機(jī)來拖動的，其運(yùn)行過程大多包括啟動、正（反）轉(zhuǎn)、停止等，這整個過程是由電氣控制系統(tǒng)來完成。具體地說電梯的控制主要是指對電動機(jī)的起動、停止、運(yùn)行方向、層樓指示、層站召喚、轎廂內(nèi)指令等進(jìn)行處理。其操縱是實(shí)行各個控制環(huán)節(jié)的方式和手段。</p><p>　　電梯電氣控制系統(tǒng)與電力拖動系統(tǒng)比

53、較，變化范圍比較大。當(dāng)一臺電梯的類別、額定載重量和額定運(yùn)行速度確定后，電力拖動系統(tǒng)各零部件就基本確定了，而電氣控制系統(tǒng)則有比較大的選擇范圍，必須根據(jù)電梯安裝使用地點(diǎn)、乘載對象進(jìn)行認(rèn)真選擇，才能最大限度地發(fā)揮電梯的使用效益。</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)決定著電梯的性能、自動化程度和運(yùn)行可靠性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)引進(jìn)工作的進(jìn)一步開展，電氣控制系統(tǒng)發(fā)展換代迅速。繼電器控制系統(tǒng)的電梯故障率高，大大降低了電梯的

54、運(yùn)行可靠性和安全性，所以基本上已經(jīng)被淘汰。而PLC以其體積小、功能強(qiáng)、故障率低、壽命長、噪聲低、維護(hù)保養(yǎng)簡便、修改邏輯靈活、程序容易編制，易聯(lián)成控制網(wǎng)絡(luò)等諸多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　第3章. 三菱FX2N 系列可編程序控制器介紹</p><p>　　3.1可編程控制器的基礎(chǔ)認(rèn)識</p><p>　　三菱FX2N PLC的主要特點(diǎn)：</p&g

55、t;<p>　　一個程序包的單元型可編程控制器</p><p><b>　　采用裝卸式端子臺</b></p><p>　　內(nèi)裝RUN/STOP開關(guān)</p><p><b>　　程序存儲器</b></p><p><b>　　鐘表功能</b></p>

56、<p><b>　　RUN寫入</b></p><p><b>　　元件注解</b></p><p>　　利用鍵盤保護(hù)程序（編程手冊，外圍設(shè)備手冊）</p><p>　　豐富的輸出入擴(kuò)展設(shè)備</p><p><b>　　豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備</b></p>

57、<p><b>　　用SFC表現(xiàn)的編程</b></p><p><b>　　簡便的應(yīng)用指令群</b></p><p><b>　　高速處理</b></p><p>　　PLC的性能指標(biāo)和分類</p><p>　　PLC的主要性能指標(biāo)</p><p

58、>　　輸入／輸出點(diǎn)數(shù)（I／O點(diǎn)數(shù)）</p><p>　　I／O點(diǎn)數(shù)是指可編程序控制器外部輸入、輸出端子數(shù)的總和。它標(biāo)志著可以接多少個開關(guān)、按鈕和可以控制多少個負(fù)載。</p><p><b>　　存儲容量</b></p><p>　　存儲容量是指可編程序控制器內(nèi)部用于存放用戶程序的存儲器容量，一般以步為單位，二進(jìn)制16位即一個字為一步。&l

59、t;/p><p><b>　　掃描速度</b></p><p>　　一般以執(zhí)行1000步指令所需時間來衡量，單位為ms/k步，也有以執(zhí)行一步指令所需時間來計(jì)算的，單位用µs/步。</p><p><b>　　功能擴(kuò)展能力</b></p><p>　　可編程序控制器除了主模塊之外，通常都可配備一

60、些可擴(kuò)展模塊，以適應(yīng)各種特殊應(yīng)用的需要，如A／D模塊、D／A模塊、位置控制模塊等。</p><p><b>　　指令系統(tǒng)</b></p><p>　　指令系統(tǒng)是指一臺可編程序控制器指令的總和，它是衡量可編程序控制器功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。</p><p><b>　　PLC的分類</b></p><p>

61、;　　通常，PLC產(chǎn)品可按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模等進(jìn)行分類。按結(jié)構(gòu)形式不同, 可以分為整體式和模塊式兩類。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型PLC三種類型。</p><p><b>　　PLC系統(tǒng)的組成</b></p><p>　　PLC是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相似。PLC也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。

62、</p><p><b>　　PLC的硬件結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　一套PLC系統(tǒng)在硬件上由基本單元（包含中央處理單元、存儲器、輸入／輸出接口、內(nèi)部電源）、I／O擴(kuò)展單元及外部設(shè)備組成。圖2-1為PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖。</p><p><b>　　2-1 </b></p><p>　　圖2-2

63、為三菱FX2N小型PLC產(chǎn)品主機(jī)示意圖。本課題中FX2N－48MR為基本單元，帶有48個I／O點(diǎn)(24入、24出)，M表示主機(jī)、R表示該單元為繼電器輸出型。</p><p><b>　　PLC的軟件</b></p><p>　　PLC的軟件系統(tǒng)指PLC所使用的各種程序的集合，它由系統(tǒng)程序（系統(tǒng)軟件）和用戶程序（應(yīng)用軟件）組成。系統(tǒng)程序：包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷

64、程序等。用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，用PLC的編程語言（如梯形圖）編制的應(yīng)用程序。</p><p>　　圖2-2 三菱FX2N小型PLC產(chǎn)品主機(jī)示意圖</p><p>　　3.2 可編程序控制器的工作方式及編程語言</p><p><b>　　PLC的工作方式</b></p><p>　　PLC的掃描工作方式</

65、p><p>　　圖2-3 PLC的掃描過程</p><p>　　可編程序控制器在進(jìn)入RUN狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。從第一條指令開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲的地址號遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。然后再從頭開始掃描，并周而復(fù)始地重要進(jìn)行?？删幊绦蚩刂破鞴ぷ鲿r的掃描過程如圖2-3所示，包括五個階段：內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處

66、理。PLC完成一次掃描過程所需的時間稱為掃描周期。掃描周期的長短與用戶程序的長度和掃描速度有關(guān)。</p><p>　　PLC的程序執(zhí)行過程</p><p>　　PLC的程序的執(zhí)行過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個主要階段，如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 PLC的程序執(zhí)行過程</p><p><b>　　P

67、LC的掃描周期</b></p><p>　　在PLC的實(shí)際工作過程中，每個掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計(jì)算機(jī)）通信等處理。即一個掃描周期還應(yīng)包含自診斷及與外設(shè)通信等時間。</p><p>　　PLC的I／O響應(yīng)時間</p><p>　　PLC采用集中I／O刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸

68、出刷新階段，即使輸入信號發(fā)生變化，輸入映像寄存器區(qū)的內(nèi)容也不會改變，還會影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。輸出信號的變化滯后于輸入信號的變化，這產(chǎn)生了PLC的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象，最大滯后時間為2-3個掃描周期。</p><p><b>　　PLC的編程語言</b></p><p>　　PLC的編程語言有梯形圖語言、助記符語言、順序功能圖語言等。其中前兩種語言用得較多，順序功能

69、圖語言也在許多場合被采用。本課題所采用的編程語言為梯形圖語言。</p><p>　　3.3可編程序控制器與繼電器、微機(jī)在電梯控制中的應(yīng)用比較</p><p>　　在電梯的電氣系統(tǒng)中，邏輯判斷起著主要的作用，其控制系統(tǒng)必須起動各種控制信號和執(zhí)行元件（如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動機(jī)以及電子元件、電力電子器件等），要達(dá)到這些控制目的，其方法有：</p><p>　　

70、繼電器—接觸器控制系統(tǒng)</p><p>　　這種控制系統(tǒng)是早期電梯多采用的一種控制系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：與其它控制系統(tǒng)比較，其簡單、易于理解和掌握、價格便宜。缺點(diǎn)：動合觸點(diǎn)易磨損，且電接觸不良；體積大；控制系統(tǒng)耗能大、動作噪聲大；維修保養(yǎng)工作量大、費(fèi)用高。因此這種控制系統(tǒng)僅用于速度不高、性能要求也不高的電梯中。</p><p><b>　　微機(jī)控制系統(tǒng)</b></p>

71、;<p>　　電梯的微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是使控制算法不再由硬件邏輯完成，而是通過程序存貯器中的程序來完成的控制系統(tǒng)。因此對于有不同功能要求的電梯控制系統(tǒng)，只要改變程序存貯器中的程序指令即可，而無需變更或增減硬件系統(tǒng)的元件或布線。因此，十分方便于使用和管理，并提高系統(tǒng)的可靠性，減小控制系統(tǒng)體積，降低了能耗及其維修保養(yǎng)費(fèi)用。雖然微機(jī)控制的電梯，與繼電器控制的電梯比較，它具有較大的優(yōu)越性。但是，對一般的電梯而言，應(yīng)用微機(jī)控制也有其

72、局限性和不足之處。其缺點(diǎn)是：微型計(jì)算機(jī)是按數(shù)字運(yùn)算的需要而設(shè)計(jì)的，功能比較齊全，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；而一般的電梯控制只需要進(jìn)行簡單的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算方式多為“與”、“或”、“非”幾種，運(yùn)算位數(shù)只需1位，即“1”與“0”。因此，使用微機(jī)就有“大材小用”之嫌。此外，微機(jī)的接口電路沒有標(biāo)準(zhǔn)件，而且一般不控制強(qiáng)電。但在電梯控制中，往往要求能直接控制110V或220V的用電設(shè)備，如用戶專門配備接口電路既不方便又不可靠。綜上所述，造成用微機(jī)控制的成本、運(yùn)行

73、和維修費(fèi)用均較高，因此，如在一般的電梯上使用微機(jī)控制在經(jīng)濟(jì)上不合算。</p><p><b>　　PLC控制系統(tǒng)</b></p><p>　　PLC充分利用了微型計(jì)算機(jī)的原理和技術(shù)，保留計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)，而克服了它的缺點(diǎn)。它具有強(qiáng)大的生命力，各工業(yè)部分紛紛用它來改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果。</p><p>　　總之，PLC是采用微

74、機(jī)技術(shù)制造的通用自動控制設(shè)備，它能控制開關(guān)量、模擬量、具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、并具有完成邏輯判斷、定時、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)、運(yùn)算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設(shè)備。它不僅能用于控制機(jī)械設(shè)備、流水線和各種設(shè)備的運(yùn)行過程，將PLC用于控制電梯各種操作和處理相關(guān)信息也是可行的。</p><p>　　第4章.PLC控制單臺電梯的分析</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電

75、器控制、PLC控制、微機(jī)控制，其中繼電器控制系統(tǒng)故障率高，微機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾能力弱，而PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，成為目前電梯系統(tǒng)中使用最多的控制方式，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。本課題采用三菱FX2N PLC對單臺五層電梯進(jìn)行邏輯控制。</p><p><b>　　4.1電梯模型結(jié)構(gòu)</b>

76、</p><p>　　電梯模型的主體結(jié)構(gòu)與控制柜</p><p>　　圖3-1為五層電梯的簡化模型和控制柜示意圖。電梯主體包括升降電機(jī)、轎廂、滑輪、鋼絲繩、行程開關(guān)等。升降電機(jī)為交流可逆電動機(jī)，轎廂套在鋼絲繩上，電機(jī)帶動鋼絲繩正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，轎廂對應(yīng)上升或下降。每層樓均安裝行程開關(guān)，利用機(jī)械碰撞，給出各樓層的層信號。</p><p>　　圖3-1電梯的簡化模型和控制柜

77、示意圖</p><p>　　電梯控制柜是電梯電氣控制系統(tǒng)完成各種主要任務(wù)，實(shí)現(xiàn)各種性能的中心。主要包括FX2N-48MR PLC、繼電器/接觸器、顯示部分、開關(guān)電源。LED顯示部分主要包括轎廂運(yùn)行方向顯示、樓層顯示。</p><p><b>　　電梯層門</b></p><p>　　電梯層門是為了確保安全，而在各層樓的停靠站，通向井道的入口處，

78、設(shè)置供司機(jī)、乘用人員和貨物等出入的門。</p><p>　　圖3-2為電梯層門示意圖。電梯層門旁裝有消防按鈕、上召喚按鈕和下召喚按鈕（最底層只有上召喚按鈕、最高層只有下召喚按鈕）,并有召喚登記指示燈。層門上方裝有LED數(shù)碼管，以顯示轎廂所在層樓位置，另外還有轎廂上行和下行指示燈。</p><p>　　圖3-2 電梯層門示意圖</p><p><b>　　

79、轎廂內(nèi)控制屏</b></p><p>　　轎廂內(nèi)控制屏示意圖如圖3-3所示。其中包括上行、下行顯示及LED層樓位置的顯示。另外還有1樓－5樓的指令按鈕及登記顯示和有司機(jī)／無司機(jī)的選擇按鈕。在有司機(jī)工作狀態(tài)下還有指令專用開關(guān)，即只響應(yīng)指令信號，不響應(yīng)召喚信號。此外，還有消防按鈕，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，立即清除所有指令信號和召喚信號，電梯直達(dá)底樓后開門。需要說明的是，本實(shí)驗(yàn)裝置在無司機(jī)狀態(tài)下，利用定時器控制開門、

80、關(guān)門和上下客時間；有司機(jī)狀態(tài)下，則直接由司機(jī)控制開門、關(guān)門和上下客時間。</p><p>　　圖3-3 轎廂內(nèi)控制屏示意圖</p><p>　　4.2 PLC單臺電梯控制系統(tǒng)功能介紹</p><p>　　PLC電梯控制系統(tǒng)三種工作方式介紹</p><p>　　電梯主要有三種工作方式——有司機(jī)方式、無司機(jī)方式、消防方式。</p>

81、<p>　　有司機(jī)方式是指由專職司機(jī)操縱電梯運(yùn)行。具有以下特點(diǎn)：</p><p>　?、?電梯上行／下行啟動由司機(jī)決定</p><p>　　② 電梯開門、關(guān)門時間由司機(jī)控制</p><p>　?、?電梯是否直駛（不再響應(yīng)外召喚）由司機(jī)決定</p><p>　　無司機(jī)方式是指由乘客自己操縱電梯，這種電梯具有集選控制功能。具有以下特點(diǎn)

82、：</p><p>　?、?電梯開門／關(guān)門／上、下客時間均由定時器定時</p><p>　?、?只要電梯門關(guān)閉后自動定向</p><p>　　消防方式是指大樓發(fā)生火災(zāi)時，電梯運(yùn)行控制的一種特殊工作方式。具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　正在運(yùn)行的電梯控制系統(tǒng)一旦收到消防信號：</p><p>　　處于上行時立即返回底

83、樓停站開門</p><p>　　處于下行時立即直駛底樓停站開門</p><p>　　處于底樓以外停站開門的電梯立即關(guān)門返回底樓停站開門</p><p>　?、?電梯返回底樓并在底樓開門后，電梯處于消防工作狀態(tài)。此時，電梯不再響應(yīng)外召喚信號，電梯的關(guān)門起動運(yùn)行和準(zhǔn)備前往層站由消防員控制操作。當(dāng)電梯就近到達(dá)某層站后，立即清除其它所有指令信號登記，是否繼續(xù)上行依火勢大小決

84、定。</p><p>　　PLC單臺電梯控制系統(tǒng)的工作流程</p><p>　　圖3-4為PLC單臺電梯控制系統(tǒng)工作流程圖，從圖中可知控制一臺電梯正常工作，主要需要如下信號：控制信號、層樓信號、指令信號、召喚信號和消防信號。這些信號分別來自轎廂控制面板、井道行程開關(guān)、層面控制銨鈕和層面火警開關(guān)。來自井道行程開關(guān)的層樓信號進(jìn)行層樓定位并參與自動定向，同時顯示所在層樓位置。來自轎廂控制面板的指

85、令信號和來自層面控制按鈕的召喚信號分別進(jìn)行指令登記和召喚登記，同時進(jìn)行信號登記顯示。這兩種信號也參與自動定向，和層樓信號一同對電梯進(jìn)行運(yùn)行控制，包括開／關(guān)門、上／下行和停站。當(dāng)來自層面的火警開關(guān)發(fā)出消防控制信號時，立即消除指令登記和召喚登記，直接控制電梯下行至底樓并開門。此外，當(dāng)有來自轎廂控制面板發(fā)出控制信號，如：有司機(jī)直駛狀態(tài)，則略過召喚信號，直接響應(yīng)指令信號。運(yùn)行控制電梯的同時進(jìn)行運(yùn)行顯示和驅(qū)動電動機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，即電梯上行或下行。&

86、lt;/p><p>　　圖3-4 PLC單臺電梯控制系統(tǒng)工作流程圖</p><p>　　4.3 PLC控制單臺電梯方案</p><p>　　PLC電梯控制系統(tǒng)的控制核心是PLC。哪些信號需要輸入PLC，PLC需要輸出哪些信號，以及采用何種編程方式都需要仔細(xì)推敲。輸入輸出點(diǎn)的確定是設(shè)計(jì)整個控制系統(tǒng)的首要問題，決定系統(tǒng)的程序及硬件線路的方案。</p><

87、;p>　　PLC I/O地址分配</p><p>　　根據(jù)電梯操作的工藝過程及對控制系統(tǒng)的要求，首先歸納本系統(tǒng)中所有輸入信號和輸出信號；然后根據(jù)PLC的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)進(jìn)行I/O地址分配，使每個輸入信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸入繼電器，每個輸出信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸出繼電器。</p><p>　　PLC輸入信號的確定</p><p>　　先考察電梯轎廂內(nèi)的操作。操作面

88、板上應(yīng)有各層的選層指令按鈕，5層共有5個。有司機(jī)時，應(yīng)有司機(jī)直駛專用開關(guān)和上行、下行按鈕，需3點(diǎn)輸入。</p><p>　　各樓層乘客召喚時，除底層和頂層只有一個召喚按鈕，其它各層均設(shè)上下兩個召喚按鈕，5層共需8個輸入按鈕。</p><p>　　5層電梯需5個行程開關(guān)來控制是否到了某一層，因此需5點(diǎn)輸入。</p><p>　　其它輸入有消防、有司機(jī)/無司機(jī)方式選擇等

89、開關(guān)或觸點(diǎn)。</p><p>　　經(jīng)以上分析，可知共需23點(diǎn)開關(guān)量輸入端口。</p><p>　　表3-1 輸入地址分配表</p><p>　　PLC輸出信號的確定</p><p>　　控制電梯的上行、下行（即電機(jī)正、反轉(zhuǎn)）需2點(diǎn)輸出。</p><p>　　上、下行指示燈2點(diǎn)輸出。</p><p&

90、gt;　　開門、關(guān)門、門關(guān)閉、運(yùn)行顯示需4點(diǎn)輸出。</p><p>　　由于采用二進(jìn)制顯示方式，LED七段顯示器需3點(diǎn)輸出。</p><p>　　電梯轎廂內(nèi)輸出各層的指令信號登記顯示，共5點(diǎn)輸出。</p><p>　　各樓層乘客召喚時，除底層和頂層只有一個召喚登記顯示，其它各層均設(shè)上下兩個召喚登記顯示，5層共需8個輸出顯示。</p><p>

91、　　經(jīng)分析共需24點(diǎn)開關(guān)量輸出端口。</p><p>　　表3-2 輸出地址分配表</p><p><b>　　內(nèi)部繼電器的確定</b></p><p>　　表3-3 內(nèi)部繼電器地址分配表</p><p>　　轎廂層樓位置顯示方式的確定</p><p>　　目前常用的轎廂層樓位置的顯示方式有：

92、二進(jìn)制顯示、直接位置顯示、十進(jìn)制顯示。但由于三菱FX2N-48MR PLC的I/O點(diǎn)數(shù)只有24點(diǎn)輸入和24點(diǎn)輸出。由于其硬件的限制，故采用二進(jìn)制的顯示方式。即“1”表示亮，“0”表示暗。共可顯示23種，即0~7（000~111），應(yīng)用在電梯轎廂層樓顯示中，即可顯示第1層~ 7層，本系統(tǒng)顯示第1~5層。</p><p>　　PLC控制程序的編制方法</p><p>　　PLC梯形圖的編制采用

93、模塊化設(shè)計(jì)。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試。如：定時器控制開／關(guān)門、外召喚、指令登記、上行、下行等。模塊間不完全獨(dú)立，它們之間存在著有機(jī)聯(lián)系，且編程時要考慮各條指令間的邏輯關(guān)系。</p><p>　　PLC I/O硬件連接圖</p><p>　　三菱FX2N系列PLC單臺電梯控制系統(tǒng)的硬件接線圖見圖3-5。</p><p>　　4.4 PLC單臺電梯控制系統(tǒng)基本功能梯

94、形圖分析</p><p>　　召喚信號登記響應(yīng)及清除功能</p><p>　　位于層樓面的乘客欲前往任意一層樓，可通過按下電梯層門旁的上／下召喚按喚來召喚電梯。當(dāng)電梯到達(dá)乘客所召喚的那一層樓面時，立即清除該召喚信號。</p><p>　　圖3-6為一樓上召喚登記響應(yīng)及清除功能梯形圖。當(dāng)在非消防狀態(tài)下，即常閉X016得電。X017為一樓上召喚按鈕輸入常開觸點(diǎn)，若此時有

95、人按下此開關(guān)，X017得電，同時線圈Y020得電，常開Y020自保，即一樓上召喚信號登記顯示。若電梯此時就在一樓時，直接清除一樓上召喚登記顯示。若電梯不在一樓，則下行到達(dá)一樓后，一樓行程開關(guān)X003得電后，線圈M40得電，常閉M40變常開，線圈Y020就失電，清除一樓上召喚登記顯示。若在消防狀態(tài)下，常開X016變常閉得電，直接清除一樓上召喚登記顯示。</p><p>　　圖3-6 一樓上召喚信號登記響應(yīng)及清除功

96、能梯形圖</p><p>　　指令信號登記響應(yīng)及清除功能</p><p>　　當(dāng)司機(jī)／乘客／消防人員進(jìn)入到電梯轎廂中時，就要用到轎廂內(nèi)控制屏上的指令按鈕。當(dāng)電梯到達(dá)乘客所要去的那一層樓面時，立即清除該指令登記信號。</p><p>　　圖3-7為一樓指令登記及清除梯形圖。從圖中可知，要使指令登記信號有效必須滿足兩個條件：</p><p>　　

97、消防到過底樓開過門； </p><p><b>　　非消防時；</b></p><p>　　當(dāng)電梯處于非消防狀態(tài)時，線圈M4直接得電，滿足指令登記信號有效的條件。當(dāng)電梯處于消防狀態(tài)時，常開X016變常閉。電梯到達(dá)一樓時，一樓行程開關(guān)X003得電，此時線圈M13得電，與開門信號相配合，電梯此時處于消防到過底樓開過門的狀態(tài)。常開M13變常閉，線圈M4得電，也滿足使指令登記

98、信號有效的條件。</p><p>　　圖3-7 一樓指令信號登記響應(yīng)及清除功能梯形圖</p><p>　　此時，電梯開始接收指令登記信號。如果此時電梯不在一樓時，按下到一樓指令按鈕，一樓指令按鈕X010得電，線圈Y013得電，常開Y013自保，完成一樓指令登記顯示。電梯下行到一樓時，一樓行程開關(guān)X003得電，線圈M6得電，常閉M6變常開，即清除了一樓指令登記。如果此時電梯就在一樓，按下一

99、樓指令按鈕的同時就清除一樓指令登記，因?yàn)殡娞荽藭r就在一樓。電梯處于消防工作狀態(tài)且沒有到達(dá)底樓開過門，常開X016變常閉，線圈M6也得電，電梯也清除指令登記，只有當(dāng)電梯到達(dá)底樓開過門后，線圈M13得電，常閉M13變常開，才不清除指令登記。需要說明的是當(dāng)常開M3得電變常閉時，電梯也清除指令登記。M3是消防到達(dá)底樓開過門并在任何層樓面停過站且有停站信號，就清除所有指令登記。這樣做是為了當(dāng)電梯到達(dá)某層后，消防人員可以依火勢大小決定是否繼續(xù)上行，

100、如果不及時清除所有指令登記，電梯會繼續(xù)上行，這樣就不是非常安全。圖3-8為實(shí)現(xiàn)此功能的梯形圖。</p><p>　　圖3-8 消防到達(dá)底樓開過門并在任何層樓面停站</p><p>　　則清除所有指令登記功能梯形圖</p><p><b>　　自動定向功能</b></p><p>　　電梯的換向即改變電梯的運(yùn)行方向，實(shí)際

101、就是改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。電梯在無司機(jī)工作狀態(tài)下，由程序決定上行或下行。當(dāng)電梯發(fā)出召喚信號或指令信號時，PLC自動根據(jù)轎廂目前所在層樓位置，來判定是上行還是下行。</p><p>　　若 召喚或指令要到的層樓 ＞ 轎廂目前所在層樓 電梯上行</p><p>　　召喚或指令要到的層樓 ＜ 轎廂目前所在層樓 電梯下行</p><p>　　召喚或指令要到的層樓

102、 ＝ 轎廂目前所在層樓 無法定向</p><p>　　圖3-9為電梯自動定向功能（部分）梯形圖。無司機(jī)工作狀態(tài)下，當(dāng)三樓有指令信號Y015或上下召喚信號Y023、Y024發(fā)出時，PLC首先判斷轎廂當(dāng)前是否在三樓，如果就在三樓，則轎廂在三樓的常閉M32變常開，線圈Y003、Y004都不得電，電梯既不上行也不下行。如果電梯在一樓或二樓，則轎廂在三樓、四樓、五樓的常閉觸點(diǎn)M32、M33、M34不得電，仍為常閉，且

103、在非消防狀態(tài)下，X016常閉得電，則線圈Y003得電，電梯定向?yàn)樯闲?。如果電梯在四樓或五樓，則轎廂在一樓、二樓、三樓的常閉觸點(diǎn)M30、M31、M32不得電，仍為常閉，則線圈Y004得電，電梯定向?yàn)橄滦小?lt;/p><p>　　有司機(jī)工作狀態(tài)下，X002變常閉，這時需由司機(jī)按下X000上行啟動按鈕，電梯才能上行。同樣若司機(jī)按下X001下行啟動按鈕，電梯則下行。</p><p>　　在消防工作狀

104、態(tài)下，常閉X016變常開，電梯停止上行；常開X016變常閉，線圈Y004得電，電梯下行到底樓。當(dāng)電梯消防時到達(dá)底樓且開過門后M13常閉變常開，電梯不再下行。</p><p>　　上行和下行同時有互鎖常閉Y003和常閉Y004。在有司機(jī)工作狀態(tài)下，如果電梯有運(yùn)行信號Y007，則不再接收上行或下行信號。M0是一個特殊中間繼電器，要求在無司機(jī)、門未關(guān)閉、既非上行也非下行條件下，指令優(yōu)于召喚參加定向，這是為了在既有召喚信

105、號也有指令信號的情況下，優(yōu)先滿足轎廂內(nèi)的乘客需要。</p><p>　　圖3-9 自動定向功能（部分）梯形圖</p><p><b>　　停站控制功能</b></p><p>　　圖3-10為停站及1秒停站脈沖形成功能（部分）梯形圖。從圖中可知，停站信號形成有幾種情況：</p><p>　　非消防及非有司機(jī)直駛時一樓到

106、；</p><p>　　非消防及非有司機(jī)直駛時五樓到；</p><p>　　非消防時指令信號或召喚信號所指的層樓到；</p><p>　　非上行也非下行時，即未定向時；</p><p>　　消防時下行到達(dá)底樓開過門；</p><p>　　運(yùn)行中且沒有到達(dá)任何一層面；</p><p>　　圖3-1

107、0 停站及1秒停站脈沖形成功能（部分）梯形圖</p><p>　　非消防時，當(dāng)上行繼電器Y005和二樓上召喚按鈕Y021或下行繼電器Y006和二樓下召喚按鈕Y022或二樓指令登記顯示有任意一組同時滿足時，且轎廂到達(dá)二樓時，二樓行程開關(guān)常開X004變常閉，1秒停站停沖脈沖形成后，停站信號線圈M1得電。消防時，電梯下行到底樓開過門后，常開M13變常閉，一樓行程開關(guān)常開X003變常閉，1秒停站脈沖形成后，停站信號線圈

108、M1得電。同時如果一樓到X003變常閉，五樓到X007變常閉，未定向時，停站信號線圈M1也得電。</p><p>　　1秒停站脈沖形成過程是這樣的：如果轎廂既不在一樓、二樓、三樓、四樓、五樓時，線圈M14得電，常開M14變常閉，線圈M15得電，常開M15自保，啟動定時器T3，定時1秒鐘后，線圈M19得電，常閉M19變常開，M15失電。這樣做的目的是，如果在停站信號中直接使用不延時1秒鐘的常開M15，一旦電梯到達(dá)某

109、一層面時，線圈M14失電，線圈M15失電，停站線路中仍為常開M15，與前面的任何層面的行程開關(guān)變常閉有所矛盾，這樣線圈M1無法得電，電梯也就無法停站。因此，采用延時1秒鐘的辦法，讓任何層面的行程開關(guān)先得電，M19也得電，延時1秒鐘后再斷開，讓線圈M1能夠得電，這樣電梯就能順利的停站。</p><p><b>　　廳外開門功能</b></p><p>　　所謂廳外開門是

110、指在無司機(jī)狀態(tài)下，轎廂既非上行也非下行（未定向）且停在某層時，如果這層恰好有召喚登記信號，則自動開門。</p><p>　　圖3-11 二樓廳外開門功能梯形圖</p><p>　　圖3-11為二樓廳外開門功能梯形圖。在非上行顯示常閉Y003、非下行顯示常閉Y004、無司機(jī)常閉X002、無上／下客常閉M20都得電時，二樓有向上或向下召喚登記，則電梯定向到達(dá)二樓，二樓行程開關(guān)常開X004得電

111、變常閉，廳外開門M2線圈得電，實(shí)現(xiàn)廳外開門。</p><p>　　開門時間、上／下客時間、關(guān)門時間、門關(guān)閉控制功能</p><p>　　電梯到站后，首先開門3秒，然后上／下客4秒，最后關(guān)門3秒。時間均為定時器控制。</p><p><b>　　開門時間控制功能</b></p><p>　　圖3-12 開門時間控制功能梯

112、形圖</p><p>　　圖3-12為開門時間控制功能梯形圖。在無司機(jī)狀態(tài)下，由定時器控制開門時間。從圖中可知，滿足開門條件有以下幾種情況：</p><p>　　非消防時有停站開門信號；</p><p>　　非消防時有廳外開門信號；</p><p><b>　　消防時到達(dá)底樓；</b></p><p&

113、gt;　　在非消防狀態(tài)時，PLC一旦發(fā)出停站開門信號或廳外開門信號，即常開M1變常閉或常開M2變常閉，開門信號線圈Y000得電，常開Y000自保，同時啟動定時器T1，定時時間為3秒，3秒后線圈M20得電，常閉M20變常開，定時器復(fù)位，取消開門信號。</p><p>　　在消防狀態(tài)時，電梯下行至底樓開門，一樓行程開關(guān)X003得電，常開M13得電，PLC發(fā)出開門信號。</p><p>　　上／