s7-200系列plc實(shí)現(xiàn)電梯模型控制畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)代都市，電梯是高層住宅用戶最親密的伴侶，是一天也不可缺少的出行工具，與水、電、氣等生活必須品具有同等重要的作用。隨著人們生活水平的不斷提高，對電梯的期望越來越高，特別是電梯的可靠性、乘坐的舒適性、節(jié)能程度和運(yùn)行速度等受到廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的繼電器電梯控制系統(tǒng)，由于可靠性低、體積龐大、反應(yīng)速度慢等問題，已基本被淘汰，取而代之的是

2、可編程控制器。本文將基于可編程控制器的直流電機(jī)的電梯模型控制系統(tǒng)中，對此方法進(jìn)行研究。</p><p>　　PLC在電梯升降控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯升降過程中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC的結(jié)合，很好的實(shí)現(xiàn)了對電梯升降的控制。</p><p>　　本文在介紹了可編程控制器的原理的基礎(chǔ)上，以直流電機(jī)為拖動設(shè)備，結(jié)

3、合四層電梯的控制要求，提出了基于S7-200 PLC電梯模型控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。首先就電梯運(yùn)行部分選用普通繼電器來實(shí)現(xiàn)電梯模型的設(shè)計(jì)，這里電梯轎廂的上下行以及轎廂門的開關(guān)都是通過控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，電梯轎廂運(yùn)行的保護(hù)則是通過兩個行程開關(guān)來完成的。當(dāng)電梯由于某種原因上行到四層而沒有停止，而碰觸到上升限位的行程開關(guān)則可以使電梯停止運(yùn)行，下行同理。而廂門的控制保護(hù)則是通過運(yùn)用光電開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)電梯轎廂門開到位時，擋住了光電開關(guān)使光敏三

4、極管被截止，使門電機(jī)停止起到限位保護(hù)作用，關(guān)門限位的情況與之相同。最后詳細(xì)介紹了西門子S7-200PLC對電梯模型的控制要求，以及I/O口的分配和PLC梯形圖的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)普通電梯的基本功能，并有超重報警，故障檢修等功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：西門子S7-200PLC;電梯模型；梯形圖；I/O分配</p><p><b>　　Abstract</b>&l

5、t;/p><p>　　In modern cities, elevator is a closest companion to high-rise customers as well as an indispensable travel tool, which is equally important as water, electricity, gas and other necessities of life .

6、With the continuous improvement of people's living standard, increasingly high expectation of elevator are widespread concerned ,especially the reliability, ride comfort, energy conservation and operating speed. Due

7、to low reliability, bulky size and slow response, traditional relays in elevator cont</p><p>　　PLC is mainly applied in its logic switch control in the elevator control. Because PLC has logic operation, coun

8、ting and timing, and data input and output functions, the combination of all logic control switching and PLC, which realized the motion control of elevator.</p><p>　　Principles of programmable controller and

9、 with DC motor driven equipment are presented. According to four-story elevator control requirements, elevator control system is proposed based on S7-200 PLC. Firstly, use an ordinary part of the elevator running relays

10、to achieve the elevator model design, where the upper and lower elevator car line and the car doors are Reversible by controlling the motor to achieve, the protection of the elevator car operation two trips through the s

11、witch to complete. </p><p>　　Keywords: Siemens S7-200 PLC; Ladder diagram; Elevator model; I/O allocation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p&g

12、t;<p>　　AbstractII</p><p>　　第1章 緒 論1</p><p>　　1.1 電梯的的發(fā)展形勢1</p><p>　　1.1.1 電梯的定義1</p><p>　　1.1.2 電梯的發(fā)展史1</p><p>　　1.1.3 國內(nèi)電梯發(fā)展概述1</p>

13、<p>　　1.1.4 電梯的發(fā)展?fàn)顩r與趨勢2</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)方案比較3</p><p>　　1.3 題目研究的的意義與內(nèi)容3</p><p>　　1.3.1 PLC電梯控制的優(yōu)點(diǎn)3</p><p>　　1.3.2 課題研究內(nèi)容4</p><p>　　第2章 電梯及PLC系統(tǒng)的

14、概述5</p><p>　　2.1 電梯設(shè)備5</p><p>　　2.1.1 電梯的分類5</p><p>　　2.1.2 電梯的重要組成部分5</p><p>　　2.1.3 電梯總體控制功能9</p><p>　　2.2 可編程控制器的概述12</p><p>　　2.2.1

15、可編程控制器的定義12</p><p>　　2.2.2 可編程控制器（PLC）的基本結(jié)構(gòu)12</p><p>　　2.2.3 PLC軟件結(jié)構(gòu)16</p><p>　　2.2.4 PLC的匯編語言16</p><p>　　2.2.5 可編程控制器工作原理19</p><p>　　2.2.6 PLC的特點(diǎn)，功

16、能和應(yīng)用20</p><p>　　2.3 S7-200 Micro PLC 的概述及系統(tǒng)配置23</p><p>　　2.3.1 S7-200 Micro PLC的概述23</p><p>　　2.3.2 S7-200 Micro PLC的系統(tǒng)配置23</p><p>　　2.4 電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求26</p>&

17、lt;p>　　第3章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27</p><p>　　3.1 電梯模型部分電器件作用27</p><p>　　3.1.1 繼電器27</p><p>　　3.1.2 穩(wěn)壓二極管28</p><p>　　3.1.3 限位開關(guān)30</p><p>　　3.1.4 續(xù)流二極管30</p>

18、;<p>　　3.2 電梯運(yùn)行部分32</p><p>　　3.2.1 引腳說明32</p><p>　　3.2.2 電機(jī)正反轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)32</p><p>　　3.2.3 電梯運(yùn)行保護(hù)措施33</p><p>　　3.3 廂門控制34</p><p>　　3.3.1 廂門控制原理34</

19、p><p>　　3.3.2 廂門控制保護(hù)35</p><p>　　3.3.3 電梯運(yùn)行和廂門36</p><p>　　第4章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)39</p><p>　　4.1 PLC系統(tǒng)配置39</p><p>　　4.1.1 PLC選型及I/O端口分配39</p><p>　　4.1.2

20、 旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC脈沖檢測41</p><p>　　4.2 程序設(shè)計(jì)43</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)52</b></p><p><b>　　致 謝53</b></p><p><b>　　附 錄54</b></p><p>

21、<b>　　附錄154</b></p><p><b>　　附錄255</b></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1 電梯的的發(fā)展形勢</p><p>　　1.1.1 電梯的定義</p><p>　　電梯

22、是一種以電動機(jī)為動力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，利用沿剛性導(dǎo)軌運(yùn)行的箱體或者固定線路運(yùn)行的梯級，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15度的剛性導(dǎo)軌之間，進(jìn)行升降或者平行運(yùn)送人、貨物的機(jī)電設(shè)備。例如：載人（貨）電梯、自動扶梯、自動人行道等。我國對電梯制造與安全規(guī)范方面也頒布了其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，其中GB 7588-2003就對電梯中的各個細(xì)節(jié)做出了明確要求和硬性指標(biāo)[1][17]。</p><p>　　1.1.2 電梯的發(fā)

23、展史</p><p>　　作為升降設(shè)備，據(jù)說它起源于公元前236年的古希臘。由阿基米德設(shè)計(jì)出一種人力驅(qū)動的卷筒式卷揚(yáng)機(jī)，之后該設(shè)計(jì)被認(rèn)為是現(xiàn)代電梯的鼻祖。</p><p>　　1852年美國人伊萊沙.格雷夫斯.奧的斯發(fā)明了世界上第一部以蒸汽機(jī)為動力，配有安全裝置的載人升降機(jī)。這便是世界上第一部備有安全裝置的客梯。</p><p>　　1889年，美國奧的斯升降機(jī)公司

24、推出了世界上第一部以電動機(jī)為動力的升降機(jī)，把原有卷筒式改為槽輪式，采用直流調(diào)速系統(tǒng)，為長行程并具有高度安全性的現(xiàn)代電梯奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　1967年國外將固體品鬧管用于電梯拖動系統(tǒng)，利用晶間管取代直流發(fā)電-電動機(jī)組的同時，研制出了交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)。同年又將微處理器應(yīng)用于電梯。進(jìn)入80年代出現(xiàn)的交流變頻調(diào)速（VVVF)系統(tǒng)被認(rèn)為是電梯行業(yè)的當(dāng)代技術(shù)。</p><p>　　當(dāng)前應(yīng)

25、用微機(jī)全面取代繼電器控制邏輯實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，進(jìn)一步提高電梯的性能。電梯的群控系統(tǒng)是現(xiàn)代電梯技術(shù)的又一重要組成部分。為適應(yīng)摩天大樓對電梯的特殊要求，目前正在研制無繩直線驅(qū)動電梯[1][14]。</p><p>　　1.1.3 國內(nèi)電梯發(fā)展概述</p><p>　　解放前我國只有2000多臺電梯，幾乎沒有任何電梯生產(chǎn)企業(yè)，由60年代幵始起步，到70年代己初具規(guī)模。</p><

26、p>　　1951年冬，天津（私營）從慶生電機(jī)廠生產(chǎn)出第一臺由我國工程技術(shù)人員自己設(shè)計(jì)制造的電梯。該電梯載重為1000KG,時速0.7m/s,交流單速，手動控制。</p><p>　　1976年，上海電梯廠為澳門葡京大酒店制造出直流快速群控電梯，時速1.7m/s，成為上海電梯廠最早生產(chǎn)的群控電梯。</p><p>　　1988年12月，上海三菱電梯生產(chǎn)了中國第一臺變壓變頻控制電梯。&l

27、t;/p><p>　　2002年，中國電梯行業(yè)電梯年產(chǎn)量首次突破6萬臺。中國電梯行業(yè)自改革開放以來第三次發(fā)展浪潮正在掀起。</p><p>　　1.1.4 電梯的發(fā)展?fàn)顩r與趨勢</p><p>　　電梯的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p>　　1.電梯控制技術(shù)方面</p><p>　　智能化、網(wǎng)絡(luò)化、人

28、性化；采用高位數(shù)CPU，增強(qiáng)電梯信號的處理和速度；電梯群控系統(tǒng)中應(yīng)用模糊邏輯和專家控制，以提高效率和精度；不斷增加和擴(kuò)展電梯的各種選擇并與建筑物和諧的融為一體[1]。</p><p>　　2.電梯拖動技術(shù)方面</p><p>　　電梯的拖動技術(shù)有了較大的發(fā)展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點(diǎn)，逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)房位置靈活等特點(diǎn)，使得在低樓層場合得到愈來愈廣泛的

29、應(yīng)用。交流拖動電梯更是得到迅速的發(fā)展，已由變極調(diào)速發(fā)展成為調(diào)壓調(diào)速及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速(AC-VVVF)，使得電梯的速度、加速度更加符合人們的生理要求，電梯的舒適感大為改善。</p><p><b>　　3.曳引機(jī)技術(shù)方面</b></p><p>　　我國曳引機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了直流驅(qū)動有齒式，交流雙速有齒式，交流調(diào)壓有齒式，交流調(diào)頻調(diào)壓有齒式，到今天的永磁同步無齒式。由于永磁同

30、步無齒曳引機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、效率高、節(jié)能效果顯著，無需齒輪潤滑油等突出的節(jié)能環(huán)保特點(diǎn)，因此，在短短的幾年時間已占了曳引機(jī)總產(chǎn)量的55%左右，并且還有加速發(fā)展的趨勢。但有齒式曳引機(jī)來驅(qū)動主機(jī)目前在扶梯、自動人行道、舊梯改造和大功率電梯中仍有穩(wěn)定的市場需求。高速曳引機(jī)在高層建筑、超高層建筑拉動下己成為行業(yè)競爭的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。</p><p><b>　　4.速度要求方面</b></p&

31、gt;<p>　　多用途、全功能的塔式建筑成為潮流，超高速電梯在2012年繼續(xù)成為研究方向。曳引式超高速電梯的研究正在向超大容量電動機(jī)、高性能的微處理器、減振技術(shù)、新式滾輪導(dǎo)靴、安全鉗、永磁同步電動機(jī)、轎廂氣壓緩解和噪聲抑制系統(tǒng)等方面推進(jìn)。同時，采用直線電機(jī)驅(qū)動的電梯也有較大研究空間，超高速電梯的舒適感也會明顯提高。</p><p><b>　　5.節(jié)能高效方面</b><

32、/p><p>　　電梯作為高層建筑最大能耗設(shè)備之一，節(jié)能將成為行業(yè)發(fā)展方向。要求電梯功耗小、電磁兼容性強(qiáng)、噪聲低、壽命長、采用綠色裝潢材料、與建筑物協(xié)調(diào)等[3]。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)方案比較</p><p>　　電梯控制方式主要分為三種，分別是繼電器控制方式、微機(jī)控制方式和可編程控制器（PLC）控制方式，由于繼電器控制存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命

33、短的缺陷現(xiàn)在已逐漸被淘汰，微機(jī)控制可靠性差故也不多采用，而PLC控制采用一種巡回掃描的方式分時處理各項(xiàng)任務(wù)，而且依靠程序運(yùn)行，這就保證只有正確的程序才能運(yùn)行，否則電梯不會工作。又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等是它本身系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無線圈又無觸點(diǎn)，使用次數(shù)不受限制，因此，它比繼電器控制有明顯的優(yōu)越性，比微機(jī)控制有明顯的可靠性，自動化水平更高。</p><p>　　綜上所述PLC控制是三種控制方式中

34、最具有可靠性、優(yōu)越性和實(shí)用性的控制方式，它更適合用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)，所以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用可編程控制器(PLC)作為控制方式。</p><p>　　1.3 題目研究的的意義與內(nèi)容</p><p>　　1.3.1 PLC電梯控制的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　?、僭陔娞菘刂浦胁捎昧薖LC，用軟件實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)行的自動控制，可

35、靠性大大提高。</p><p>　　②去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。</p><p>　?、跴LC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。</p><p>　?、躊LC可進(jìn)行故障自動檢測與報警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。</p><p>　?、萦糜谌嚎卣{(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。</p

36、><p>　?、薷目刂品桨笗r不需改動硬件接線。</p><p>　　由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對電梯的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，對電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。</p><p>　　1.3.2 課題研究內(nèi)容</p><p>　　本

37、課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器改造電梯自動控制系統(tǒng)。首先對電梯系統(tǒng)及可編程控制器作了比較全面的總結(jié)和介紹。接著闡述了電梯控制系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)，確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由PLC來實(shí)現(xiàn)電梯信號控制，然后是系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，完成了PLC的選型、I/O點(diǎn)數(shù)分配與PLC連接，用AUTOCAD軟件畫出PLC外部接口接線圖和主電路圖，在分析了電梯系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出程序梯形圖。通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，獨(dú)立完成方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型等工

38、作。</p><p>　　第2章 電梯及PLC系統(tǒng)的概述</p><p><b>　　2.1 電梯設(shè)備</b></p><p>　　2.1.1 電梯的分類</p><p>　　電梯的分類有各式各樣:</p><p>　　(1)按用途分類 客梯、貨梯、醫(yī)用梯等</p><p&g

39、t;　　(2)按速度分類 低速電梯 1m/s以下</p><p>　　中速電梯 l-2m/s</p><p>　　高速電梯 2lm/s以上</p><p>　　超高速電梯 4m/s以上</p><p>　　(3)按驅(qū)動電源分類 交流電梯 速度一般小于2m/s</p><p>　　直流電梯 速度一

40、般大于2m/s</p><p>　　(4)按控制方式分類 層間控制、簡易集選控制、集選控制、無司機(jī)控制、群控等。</p><p>　　2.1.2 電梯的重要組成部分</p><p>　　電梯是機(jī)電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品，機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體，電器部分相當(dāng)于人的神經(jīng)。機(jī)與電的高度合一，使電梯成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜合產(chǎn)品。對于電梯的結(jié)構(gòu)而言，傳統(tǒng)分為機(jī)械部分和電氣部分，但以

41、功能系統(tǒng)來描述，則更能反映電梯的特點(diǎn)。下面簡單介紹電梯機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)[15]，如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 電梯結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　1.曳引系統(tǒng)</b></p><p>　　曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪、反繩輪等組成。其作用是電梯轎廂升降的主拖動機(jī)械。

42、圖2-2是典型的曳引機(jī)系統(tǒng)。</p><p>　　圖2-2 曳引控制系統(tǒng)</p><p>　　曳引機(jī)分為有齒輪曳引機(jī)和無齒輪曳引機(jī)。有齒輪曳引機(jī)用于低速電梯（小于2.0m/s)，有減速箱、常用禍輪頓桿傳動、傳動比大、運(yùn)行平穩(wěn)、噪音較低、體積小。無齒輪曳引機(jī)用于高速和超高速電梯（大于2.0m/s),傳動效率高、噪音小、傳動平穩(wěn)、但能耗大、造價高、維修不便[1]。</p><

43、;p><b>　　2.導(dǎo)向系統(tǒng)</b></p><p>　　導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重活動的自由度，使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動[5]。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。</p><p><b>　　3.轎廂和廳門</b></p><p>　　轎廂由轎架、轎底、轎壁和轎門組成;廳門一般有封閉式、中分

44、式、雙折式、雙折中分式和直分式等。門系統(tǒng)對于電梯特別是客梯來講，是不可或缺的安全保護(hù)設(shè)施，它可有效地防止候梯人員和物品墜入井道或是轎廂內(nèi)人員和物品與井道相碰撞而發(fā)生危險。門系統(tǒng)由轎廂門、層門、開門機(jī)和門鎖裝置組成[3]。</p><p><b>　　4.重量平衡系統(tǒng)</b></p><p>　　重量平衡系統(tǒng)主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量

45、差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動正常[12]。系統(tǒng)主要由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。圖2-3為對重裝置示意圖。</p><p>　　對重：減小電梯曳引機(jī)的輸出功率。其計(jì)算公式為：P=G+KQ (P為對重側(cè)總重量；G為轎廂自重；Q為電梯額定載重；K--般収0.45-0.55之間)[6]。</p><p><b>　　圖2-3 對重裝置</b></p>&l

46、t;p><b>　　5.電力拖動系統(tǒng)</b></p><p>　　電力拖動系統(tǒng)為電梯提供動力，由曳引電動機(jī)、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、動調(diào)速裝置組成。曳引電動機(jī)是電梯上升、下降的動力源，供電系統(tǒng)保障電機(jī)及其他設(shè)備的提供電力，速度反饋裝置反應(yīng)電梯的運(yùn)行速度，電動調(diào)速裝置調(diào)節(jié)曳引機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)速方法很多，目前比較成熟的是采用調(diào)頻技術(shù)[3]。</p><p><b&

47、gt;　　6.電氣控制系統(tǒng)</b></p><p>　　電氣控制系統(tǒng)操縱、控制電梯的運(yùn)行，由內(nèi)外部按鈕、顯示裝置、控制屏、平層裝置等組成。人們通過內(nèi)外部按鈕，選擇需要達(dá)到的樓層，控制電梯的運(yùn)行，顯示裝置用以顯示電梯所在的樓層以及電梯運(yùn)行的方向，控制屏根據(jù)使用者確定的邏輯要求，完成對電梯的運(yùn)行控制，平層裝置是發(fā)出平層控制信號，使得電梯到達(dá)目的樓層后，能夠準(zhǔn)備平穩(wěn)的平層。</p><p

48、><b>　　7.安全保護(hù)系統(tǒng)</b></p><p>　　安全保護(hù)系統(tǒng)是為了保護(hù)乘客的人身安全以及貨物運(yùn)輸?shù)陌踩?。在機(jī)械方面，有減速器、安全鉗、緩沖器等保護(hù)裝置。當(dāng)電梯運(yùn)行速度超過一定速度，減速器和安全鉗會起作用，停止轎廂運(yùn)動，緩沖器起電梯撞底或者沖頂?shù)木彌_作用。在電氣方面，每一個環(huán)節(jié)都有考慮電梯的安全問題。</p><p>　　當(dāng)電梯運(yùn)行過程中，最重要的問題

49、就是安全問題，因此讓電梯無故障的運(yùn)行是電梯的根本要求。圖2-4中列出了電梯常見故障的事故處理方法[15][17]。</p><p>　　圖2-4 電梯常見故障的事故處理方案</p><p>　　2.1.3 電梯總體控制功能</p><p>　　電梯的安全運(yùn)行有以下一些主要控制要求:</p><p><b>　　1.檢修狀態(tài)</

50、b></p><p>　　檢修/自動運(yùn)行：ON時為自動狀態(tài)，檢修狀態(tài)下設(shè)置手動慢上、手動慢下兩種功能：手動慢上：在檢修運(yùn)行模式下的上行點(diǎn)動運(yùn)行，在自動運(yùn)行下的最高層的內(nèi)召喚鈕；手動慢下：在檢修運(yùn)行模式下的下行點(diǎn)動運(yùn)行，在自動運(yùn)行下的最低層的內(nèi)召喚鈕。</p><p><b>　　2.消防狀態(tài)</b></p><p>　　當(dāng)消防開關(guān)閉合后電

51、梯會立即消除所有的內(nèi)外召指令，自動（超載，安全觸板都無效）返回消防基站保持長開門（如電梯正在運(yùn)行時會就近平層，不開門立即返回基站）并處于停用狀態(tài)。</p><p><b>　　3.鎖梯狀態(tài)</b></p><p>　　當(dāng)鎖梯信號進(jìn)入：若此時電梯正在運(yùn)行且已有數(shù)層內(nèi)外選登記，此時電梯不響應(yīng)任何外呼梯，只將所登記的內(nèi)選層站輸送完畢再自動返回鎖梯基站（若無內(nèi)選登記，則電梯直

52、接返回鎖梯基站）。到基站后電梯不再響應(yīng)任何內(nèi)選；等待關(guān)門時間到達(dá)后電梯自動關(guān)好門，切斷轎內(nèi)的其他輔助設(shè)備和變頻器的輸入電源的輸出，并關(guān)閉廳外及轎內(nèi)樓層顯示。若此時有人員還留在轎廂內(nèi)只需按下任一內(nèi)選或開/關(guān)門按鈕轎內(nèi)照明立即恢復(fù)；按動開按鈕開門后等待被動開門時間到后又自動執(zhí)行關(guān)門，關(guān)好門后再切斷以上所述的設(shè)備。鎖梯狀態(tài)下的其檢修，消防狀態(tài)優(yōu)先執(zhí)行。</p><p>　　4.自動狀態(tài)[16]</p>&

53、lt;p><b>　　(1)開關(guān)門</b></p><p>　?、俦緦雍籼蓍_門：如電梯未起動且門已關(guān)上或正在關(guān)閉，按本層呼梯，轎門自動打開。</p><p>　　②自動關(guān)門時間延長（開門延長時間）設(shè)置：電梯須配有關(guān)門延時按鈕。在無司機(jī)狀態(tài)下，開門后按下此按鈕，則本次電梯自動開門保持時間延長為設(shè)置的開門延長時間。</p><p>　?、鄞哧P(guān)

54、門信號：當(dāng)電梯正常運(yùn)行時，有人為遮擋光幕或長按開門鈕時，在一定時間內(nèi)末有關(guān)門信號，系統(tǒng)會發(fā)出警報，借用超載載蜂鳴器報警。</p><p>　　(2)電梯位置的確定與顯示</p><p>　　轎廂中的乘客及門廳中等待電梯的人都需要知道電梯的位置，因而轎廂及門廳中都設(shè)有以樓層標(biāo)志的電梯位置。但這還不夠，電梯的運(yùn)行還需要更加準(zhǔn)確的電梯位置信號，以滿足制動停車等控制的需要。傳統(tǒng)電梯的位置信號一般由

55、設(shè)在井道中的位置開關(guān)，如磁感應(yīng)器提供，當(dāng)轎廂上設(shè)置的隔磁板插入感應(yīng)器時，發(fā)出位置信號，并啟動樓層指示。</p><p>　　(3)轎廂內(nèi)的運(yùn)行命令及門廳的召喚信號</p><p>　　司機(jī)及乘客可按下轎廂內(nèi)操控盤上的選層按鈕選定電梯運(yùn)行的目的樓層，此為內(nèi)選信號。按鈕按下后，該信號應(yīng)被記憶并使相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮。等候電梯的乘客可以按門廳的上行或下行召喚信號，此為外喚信號。該信號也需記憶并點(diǎn)亮門

56、廳的上行或下行指示燈，這些保持信號在要求得到滿足時自動消除。</p><p><b>　　(4)信號響應(yīng)</b></p><p>　　電梯自動運(yùn)行時應(yīng)根據(jù)內(nèi)選及外喚信號，決定電梯的運(yùn)行方向及在哪些站點(diǎn)停站。一般情況下電梯在運(yùn)行方向確定之后，不響應(yīng)中途的反向呼喚要求，直到到達(dá)本方向的最遠(yuǎn)站點(diǎn)才開始返程。</p><p>　　(5)轎廂的啟動與運(yùn)行

57、</p><p>　　轎廂在運(yùn)行方向確定，轎廂門已關(guān)好時啟動運(yùn)行，運(yùn)行的初始階段是加速運(yùn)行階段，其后是穩(wěn)定運(yùn)行階段。</p><p>　　(6)轎廂的平層與停車</p><p>　　轎廂運(yùn)行后需確定在哪一層站停車，平層即是指停車時，轎廂的底與門廳“地平面”應(yīng)相平齊。平層停車過程需在轎廂底面與停車樓面相平之前開始，先是減速，再是制動，以滿足平層的準(zhǔn)確性及乘客的舒適感。

58、傳統(tǒng)電梯的平層開始信號由平層感應(yīng)器發(fā)出。上平層感應(yīng)器及下平層感應(yīng)器裝在轎廂頂部，隔磁板安裝在井道壁上。上行時，上平層感應(yīng)器首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號，電梯開始減速，至下平層感應(yīng)器插入隔磁鐵板時，發(fā)出開門及停車信號，電動機(jī)停轉(zhuǎn)，抱閘抱死:下行時下平層感應(yīng)器首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號，電梯開始減速，至上平層感應(yīng)器插入隔磁鐵板時，發(fā)出開門及停車信號。</p><p><b>　　(7)滿載直駛<

59、/b></p><p>　　滿載狀態(tài)時電梯只響應(yīng)內(nèi)召召喚，但會登記外召的召喚，不執(zhí)行派車外召，滿載消除后才會執(zhí)行派車。</p><p><b>　　5.電梯保護(hù)</b></p><p>　　(1)光幕（安全觸板）保護(hù)</p><p>　　關(guān)門過途中安全觸板或光幕動作時，應(yīng)立即停止關(guān)門指令輸出，執(zhí)行開門指令，門開到位

60、后再重新關(guān)門；如安全觸板或光幕動作不消除則不執(zhí)行關(guān)門輸出指令。檢修狀態(tài)下光幕無效。</p><p><b>　　(2)超載保護(hù)</b></p><p>　　電梯超載時不會執(zhí)行關(guān)門指令也不再接受外部的關(guān)門信號，并輸出超載報警提示，等超載排除后自動恢復(fù)正常。</p><p><b>　　(3)門聯(lián)鎖保護(hù)</b></p&g

61、t;<p>　　全部門聯(lián)鎖都閉合，電梯方能運(yùn)行。如運(yùn)行中門聯(lián)鎖斷開電梯將停止運(yùn)行。</p><p><b>　　(4)上下限位保護(hù)</b></p><p>　　檢測到上或下限位開關(guān)動作時，系統(tǒng)將立刻停止同方向的運(yùn)行，但可以執(zhí)行反方向的檢修運(yùn)行。</p><p><b>　　(5)熱保護(hù)</b></p&g

62、t;<p>　　當(dāng)電梯在運(yùn)行過程中如遇馬達(dá)溫度報警時，電梯應(yīng)立即就近平層開門放人。不再執(zhí)行關(guān)門指令，同時內(nèi)外召喚都不能響應(yīng)，如在故障發(fā)生前有登記內(nèi)外召喚時，應(yīng)立即消號。</p><p>　　2.2 可編程控制器的概述</p><p>　　2.2.1可編程控制器的定義</p><p>　　PLC英文全稱Programmable Logic Control

63、ler，中文全稱為可編程邏輯控制器， 定義：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境中而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的控制器，用于其內(nèi)部存儲程序執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時，技術(shù)與運(yùn)算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。</p><p>　　2.2.2 可編程控制器（PLC）的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.PLC的硬件結(jié)構(gòu)</p>

64、<p>　　可編程控制器作為工業(yè)計(jì)算機(jī)，其組成也與計(jì)算機(jī)的組成基本相同，由微處理器CPU、存儲器、輸入/輸出單元、電源部件、編程器等組成，如圖2-5所示[3]。</p><p>　　圖2-5 PLC基本結(jié)構(gòu)</p><p><b>　?。?）微處理器</b></p><p>　　微處理單元（CPU）一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，

65、這些電路都集成在一個芯片內(nèi)。CPU通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路相連接。與一般計(jì)算機(jī)一樣，CPU是PLC的核心，它按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能指揮PLC有條不紊地進(jìn)行工作。用戶程序和數(shù)據(jù)事先存入存儲器中，當(dāng)PLC處于運(yùn)行方式時，CPU按循環(huán)掃描方式執(zhí)行用戶程序。它不斷的采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。 </p><p>　　CPU主要完成運(yùn)算和控制功能。PLC在CPU的控

66、制下，使得控制器有條不紊的工作，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場信號的采集和現(xiàn)場設(shè)備的控制。CPU的主要任務(wù)有：控制用戶程序和數(shù)據(jù)的接收與存儲；用掃描的方式通過I/O部件接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù)；并存人輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)存儲器中；診斷PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等；PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲器逐條讀取用戶指令，經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、邏輯或算術(shù)運(yùn)算等；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映像寄存器的內(nèi)容，再經(jīng)輸出部件實(shí)現(xiàn)

67、輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通訊等功能。 </p><p>　　不同型號的PLC其CPU芯片是不同的，有采用通用CPU芯片的，有采用廠家自行設(shè)計(jì)的專用CPU芯片。CPU芯片的性能關(guān)系到PLC處理控制信號的能力與速度，CPU位數(shù)越高，系統(tǒng)處理的信息量越大，運(yùn)算速度也越快。PLC的功能是隨著CPU芯片技術(shù)的發(fā)展而提高和增強(qiáng)的。一般來說，小型PLC采用8位微處理器或單片機(jī)（8031、8051等）充當(dāng)CPU，具有價格低廉，可

68、靠性高、通用性好等優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　?。?）存儲器</b></p><p>　　PLC系統(tǒng)的存儲器主要用于存放用戶編寫的程序，分系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。系統(tǒng)程序存儲器由只讀存儲器充當(dāng)，用來存放系統(tǒng)程序，由廠家編寫，不可修改。系統(tǒng)程序存儲器相當(dāng)于個人計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)，關(guān)系到PLC的性能。它存儲了PLC的監(jiān)控程序、用戶梯形圖的解釋程序以及功能子程序

69、。用戶程序存儲器分為用戶程序區(qū)、、系統(tǒng)區(qū)三部分。用戶程序區(qū)用于存放用戶編寫的程序（如梯形圖），用來存放程序在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)或保存調(diào)用子程序、中斷程序時的斷點(diǎn)。 </p><p>　　系統(tǒng)存儲器用來存放由PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序固化在ROM內(nèi)，用戶不能直接更改，它使PLC具有基本的功能，能夠完成PLC設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞，很大程度上決定了PLC的性能，其內(nèi)容主要包括三部分

70、。第一部分為系統(tǒng)管理程序，它主要控制PLC的運(yùn)行，使整個PLC按部就班地工作。第二部分為用戶指令解釋程序，通過用戶指令解釋程序，將PLC的編程語言變?yōu)闄C(jī)器語言指令，再由CPU執(zhí)行這些指令。第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用，它包括許多不同功能的子程序及其調(diào)用管理程序，如完成輸入、輸出及特殊運(yùn)算等的子程序。PLC的具體工作都是由這部分程序來完成的，這部分程序的多少也決定了PLC性能的高低。 </p><p>　　用戶

71、存儲器包括用戶程序存儲器（程序區(qū)）和功能存儲器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務(wù)用規(guī)定的PLC編程語言編寫的各種用戶程序，以及用戶的系統(tǒng)配置。用戶程序存儲器根據(jù)所選用的存儲器單元類型的不同，可以是RAM（有掉電保護(hù)）、EPROM或EEPROM存儲器，其內(nèi)容可以由用戶任意修改或增刪。數(shù)據(jù)區(qū)的存儲器類型非常豐富，包括I、Q、V、L、S、M、SM、T、C、AI、AQ、AC、HC等數(shù)據(jù)存儲器[3]。用戶功能存儲器是用來

72、存放（記憶）用戶程序中使用器件的ON/OFF狀態(tài)的數(shù)值/數(shù)據(jù)等。用戶存儲器容量的大小，關(guān)系到用戶程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指標(biāo)之一。</p><p><b>　　（3）輸入單元</b></p><p>　　輸入單元用來接收輸入設(shè)備（按鈕、開關(guān)、接觸器觸點(diǎn)、各種傳感器等信號）的狀態(tài)，并將其轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部電路可以處理的弱電信號，起接受、轉(zhuǎn)換功能，圖2-6為P

73、LC開關(guān)量輸入的電路圖。輸入單元從廣義上分包含兩部分：一是與被控設(shè)備相連接的接口電路，另一部分是輸入映像寄存器。 </p><p>　　輸入單元接收來自用戶設(shè)備的各種控制信號，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其他一些傳感器的信號。通過接口電路將這些信號轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠識別和處理的信號，并存到輸入映像寄存器。運(yùn)行時CPU從輸入映像寄存器讀取輸入信息并進(jìn)行處理，將處理結(jié)果存放到輸出映像寄存器。 <

74、;/p><p>　　為防止各種干擾信號和高電壓信號進(jìn)入PLC，影響其可靠性或造成設(shè)備損壞，現(xiàn)場輸入接口電路一般由光電耦合電路進(jìn)行隔離。光電耦合電路的關(guān)鍵器件是光耦合器，一般由發(fā)光二極管和光電三極管組成。 </p><p>　　通常PLC的輸入類型可以是直流（DC24V）、交流和交直流。輸入電路的電源可由外部供給，有的也可由PLC內(nèi)部提供。 </p><p>　　對于直流

75、輸入，根據(jù)現(xiàn)場輸入接口電路形式的不同，分為源型輸入和漏型輸入兩種形式。極大部分的歐美品牌的PLC采用漏型輸入，而極大部分的亞洲品牌的PLC采用源型輸入。 </p><p>　　PLC通過輸入/輸出端子與控制對象取得聯(lián)系的，PLC的輸入/輸出端子的組織形式通常有三種，即匯點(diǎn)式、分組式和分隔式。極大部分的PLC的輸入端子采用匯點(diǎn)式，也有的PLC為了增加使用的靈活性采用分組式。</p><p>

76、<b>　?。?）輸出單元</b></p><p>　　可編程序控制器的輸出信號類型可以是開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量。輸出單元從廣義上分包含兩部分：一是與被控設(shè)備相連接的接口電路，另一部分是輸出的映像寄存器。 </p><p>　　PLC運(yùn)行時CPU從輸入映像寄存器讀取輸入信息并進(jìn)行處理，將處理結(jié)果放到輸出映像寄存器。輸出映像寄存器由輸出點(diǎn)相對應(yīng)的觸發(fā)器組成，輸出接口電路

77、將其由弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強(qiáng)電信號輸出，以驅(qū)動電磁閥、接觸器、指示燈等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。 </p><p>　　輸出接口電路通常有三種類型：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出則。每種輸出電路都采用電氣隔離技術(shù)，電源由外部提供，輸出電流一般為1.5—2A，輸出電流的額定值與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)。 </p><p>　　為使PLC避免受瞬間大電流的作用而損壞，輸出端外部接線必須采用保護(hù)

78、措施：一是輸出公共端接熔斷器；二是采用保護(hù)電路，對交流感件負(fù)載，一般用阻容吸收回路，對直流感性負(fù)載用續(xù)流二極管。圖2-7為PLC繼電器形式的輸出電路。 </p><p>　　極大部分的PLC的輸出端子采用分組式和分隔式。對于晶體管輸出型還有源型輸出和漏型輸出兩種形式。極大部分的歐美品牌的PLC采用源型輸出，而極大部分的亞洲品牌的PLC采用漏型輸出。</p><p>　　圖2-6 PLC輸入

79、電路 圖2-7 PLC繼電器形式的輸出電</p><p><b>　　（5）通訊接口</b></p><p>　　現(xiàn)代PLC一個顯著的特點(diǎn)就是具有通訊功能，目前主流的PLC一般都具有RS485（或RS232）通訊接口，以便連接編程設(shè)備、監(jiān)視器、打印機(jī)等外圍設(shè)備，或連接諸如變頻器、溫控儀等簡單控制設(shè)備進(jìn)行簡單的主從式通訊，實(shí)現(xiàn)“人一機(jī)”或“機(jī)一

80、機(jī)’’之間的對話。一些先進(jìn)的PLC上還具有工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊接口，可以與其他的PLC或計(jì)算機(jī)相連，組成分布式工業(yè)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的控制，另外還可以與數(shù)據(jù)庫軟件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)控制與管理相結(jié)合的綜合控制。</p><p><b>　?。?）編程設(shè)備</b></p><p>　　編程器的作用是供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。 編程器有簡易型和智能型兩類。簡易型的編程器

81、只能聯(lián)機(jī)編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機(jī)器語言助記符（指令表）后，才能輸入。它—般是由簡易鍵盤和發(fā)光二極管或其他顯示器件組成。智能型的編程器又稱圖形編程器，它可以聯(lián)機(jī)編程，也可以脫機(jī)編程，具有LCD或CRT圖形顯示功能，可以直接輸入梯形圖和通過屏幕對話。 </p><p>　　還可以利用微機(jī)（如IBM—PC）作為編程器，PLC生產(chǎn)廠家配有相應(yīng)的軟件包，使用微機(jī)編程是PLC發(fā)展的趨勢?，F(xiàn)在已有些PLC不再提供編程器

82、，而只提供微機(jī)編程軟件了，并且配有相應(yīng)的通訊連接電纜。</p><p>　　2.2.3 PLC軟件結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC的軟件由系統(tǒng)程序和用戶程序組成。</p><p>　　系統(tǒng)程序由PLC制造廠商設(shè)計(jì)編寫的，并存入PLC的系統(tǒng)存儲器中，用戶不能直接讀寫與更改。系統(tǒng)程序一般包括系統(tǒng)診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序、監(jiān)控程序等。</p&g

83、t;<p>　　PLC的用戶程序是用戶利用PLC的編程語言，根據(jù)控制要求編制的程序。在PLC的應(yīng)用中，最重要的是用PLC的編程語言來編寫用戶程序，以實(shí)現(xiàn)控制目的。由于PLC是專門為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置，其主要使用者是廣大電氣技術(shù)人員，為了滿足他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，PLC的主要編程語言采用比計(jì)算機(jī)語言相對簡單、易懂、形象的專用語言。</p><p>　　2.2.4 PLC的匯編語言</p&g

84、t;<p>　　由于PLC強(qiáng)大的功能和優(yōu)良的性能，以及應(yīng)用成本的不斷下降和使用的方便性，促使PLC的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，市場潛力巨大，于是，全世界許多公司紛紛推出自己的PLC產(chǎn)品。出于壟斷或市場保護(hù)的目的，各家公司的PLC產(chǎn)品各有差別，互不兼容。當(dāng)形形色色的PLC涌入市場時，國際電工委員會與有關(guān)PLC制造商多次協(xié)商，于1993年制定了IEC1131標(biāo)準(zhǔn)以引導(dǎo)PLC健康地發(fā)展。</p><p>　　在I

85、EC61131-3中，規(guī)定了控制邏輯編程中的語法、語義和顯示，并對以往編程語言進(jìn)行了部分修改后形成目前通用的5種語言。在這5種語言中，有3種是圖形化語言，2種是文本化語言。圖形化編程語言包括：梯形圖（LD－Ladder Diagram）、功能塊圖（FBD－Function Block Diagram）、順序功能圖（SFC － Sequential Function Chart）。文本化編程語言包括：指令表（IL－Instruction

86、List）和結(jié)構(gòu)化文本 （ST－Strutured Text）。IEC61131-3的編程語言是IEC工作組對世界范圍的PLC廠家的編程語言合理地吸收、借鑒的基礎(chǔ)上形成的一套針對工業(yè)控制系統(tǒng)的國際編程語言標(biāo)準(zhǔn)，它不但適用于PLC系統(tǒng)，而且還適用于更廣泛的工業(yè)控制領(lǐng)域；IEC61131－3 的編程工具提供對現(xiàn)場總線系統(tǒng)的支持，并對現(xiàn)場總線裝置的軟件設(shè)計(jì)產(chǎn)生了很大影響。IEC并不要求每種產(chǎn)品都運(yùn)行這5種語言，可以只運(yùn)行其中的一種或幾種，但均

87、必須符合標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際組態(tài)時，可以在同一項(xiàng)目中運(yùn)用多種編程語言，相互嵌套，以供用戶選擇最簡單的方式生成控制策略。</p><p>　?。?）繼電器梯形圖（LD）</p><p>　　繼電器梯形圖編程語言是PLC首先采用的編程語言，也是PLC最普遍采用的編程語言。梯形圖編程語言是從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變而來的。PLC的梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號和表

88、達(dá)方式上有一定區(qū)別。</p><p>　?。?）功能塊圖（FBD）</p><p>　　功能塊圖是IEC61131-3的標(biāo)準(zhǔn)編程語言，采用類似于數(shù)字邏輯門電路的圖形符號，邏輯直觀，使用方便，但一些低檔的PLC并不支持FBD編程語言。S7—200的PLC專門提供了FBD編程語言，利用FBD可以查看到像普通邏輯門圖形的邏輯盒指令。它沒有梯形圖編程器中的觸點(diǎn)和線圈，但有與之等價的指令，這些指令是

89、作為盒指令出現(xiàn)的，程序邏輯由這些盒指令之間的連接決定。也就是說，一個指令（例如AND盒）的輸出可以用來允許另一條指令（例如定時器），這樣可以建立所需要的控制邏輯。這樣的連接思想可以解決范圍廣泛的邏輯問題。</p><p>　?。?）順序功能圖（SFC）</p><p>　　順序功能圖，亦稱功能流程圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，是一種圖形化的功能性說明語言，專用于描述工業(yè)順序控制程序，也是IEC61131

90、－3的標(biāo)準(zhǔn)編程語言。使用它可以對具有并發(fā)、選擇等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行編程，一些高檔的PLC提供了用于SFC編程的指令，但一些低檔的PLC并不支持SFC編程語言。</p><p>　　順序功能圖主要由“狀態(tài)”和“轉(zhuǎn)移”等基本元素組成。通過這些基本元素的不同組合，可以表達(dá)各種各樣的復(fù)雜順序控制邏輯，控制規(guī)律的表達(dá)簡潔明了。 </p><p>　　狀態(tài)有時也稱步，是系統(tǒng)一個相對穩(wěn)定的階段，在這個階

91、段內(nèi)系統(tǒng)的參量保持不變。系統(tǒng)的參量一旦發(fā)生變化，則認(rèn)為系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到了一個新的狀態(tài)。狀態(tài)包括初始狀態(tài)和工作狀態(tài)，一個系統(tǒng)至少要有一個初始狀態(tài)，初始狀態(tài)用雙線矩形框表示，工作狀態(tài)用矩形框表示，工作狀態(tài)一般都有相對應(yīng)的動作。每個狀態(tài)都有一個編號，通常用PLC內(nèi)部的狀態(tài)元件來保存狀態(tài)。 </p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)的參量發(fā)生變化到了一個新的狀態(tài)，則認(rèn)為系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生了轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移由連接兩個狀態(tài)之間的有向線段和垂直于此線段的短橫

92、線段組成，短橫線段表示發(fā)生轉(zhuǎn)移的條件。</p><p>　?。?）指令語句表（IL）</p><p>　　指令表編程語言類似于計(jì)算機(jī)中的助記符匯編語言，它是可編程控制器最基礎(chǔ)的編程語言。所謂指令表編程，是用一個或幾個容易記憶的字符來代表可編程控制器的某種操作功能，具體指令的說明將在后面的相關(guān)內(nèi)容中作詳細(xì)的介紹。</p><p>　　（5）結(jié)構(gòu)化文本語言（ST）<

93、;/p><p>　　結(jié)構(gòu)化文本（ST）是一種高級的文本語言，可以用來描述功能，功能塊和程序的行為，還可以在順序功能流程圖中描述步、動作和轉(zhuǎn)變的行為。 </p><p>　　結(jié)構(gòu)化文本語言表面上與PASCAL語言很相似，但它是一個專門為工業(yè)控制應(yīng)用開發(fā)的編程語言，具有很強(qiáng)的編程能力用于對變量賦值、回調(diào)功能和功能塊、創(chuàng)建表達(dá)式、編寫條件語句和迭代程序等。結(jié)構(gòu)化文本非常適合應(yīng)用在有復(fù)雜的算術(shù)計(jì)算的應(yīng)

94、用中。 </p><p>　　結(jié)構(gòu)化文本程序格式自由，可以在關(guān)鍵詞與標(biāo)識符之間任何地方插入制表符、換行字符和注釋。對于熟悉計(jì)算機(jī)高級語言開發(fā)的人員來說，結(jié)構(gòu)化語言更是易學(xué)易用。此外，結(jié)構(gòu)化文本語言還易讀易理解，特別是用有實(shí)際意義的標(biāo)識符、批注來注釋時更是這樣。</p><p>　　2.2.5 可編程控制器工作原理</p><p>　　可編程控制器程序的執(zhí)行是按程序設(shè)

95、定的順序依次完成對應(yīng)的動作。PLC從用戶程序存儲器逐條取指令，經(jīng)過譯碼，再根據(jù)譯碼信息執(zhí)行對應(yīng)的操作。指令從上而下、自左而右執(zhí)行，執(zhí)行完最后一條指令后，返回到第一條從新開始執(zhí)行，PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，完成一次掃描所需要的時間稱為掃描周期，掃描周期是評價PLC好壞的重要指標(biāo)。</p><p>　　PLC的工作過程可分為5個階段：內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出刷新，若PLC處于STOP狀態(tài)，PL

96、C只完成內(nèi)部處理和通信處理工作，當(dāng)工作在RUN狀態(tài)時，除完成上述狀態(tài)后，還會輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出刷新三個步驟，如圖2-8所示。</p><p>　　圖2-8 PLC掃描工作流程圖</p><p>　　1.內(nèi)部處理（自診斷）</p><p>　　每次掃描用戶程序之前，都先執(zhí)行故障自診斷程序。自診斷內(nèi)容包括I/O部分、存儲器、CPU等，并通過CPU設(shè)置定時器來監(jiān)視每

97、次掃描是否超過規(guī)定的時間，如果發(fā)現(xiàn)異常，則停機(jī)并顯示出錯，若自診斷正常，則繼續(xù)向下掃描。</p><p>　　2.通訊處理（通訊服務(wù)）</p><p>　　LC檢查是否有與編程器、計(jì)算機(jī)等的通訊要求，若有則驚醒相應(yīng)處理。</p><p>　　3.輸入掃描（輸入處理）</p><p>　　PLC在輸入刷新階段，首先以掃描方式按順序從輸入縮存器中

98、寫入所有輸入端子的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并將其存入內(nèi)存中為其專門開辟的暫存區(qū)—輸入狀態(tài)映像區(qū)中，這一過程稱為輸入采樣，或是如刷新，隨后關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段，即使輸入端有變化，輸入映像區(qū)的內(nèi)容也不會改變，變化的輸入信號的狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入刷新階段被讀入。</p><p>　　4．輸出刷新（輸出處理）</p><p>　　同輸入狀態(tài)映像區(qū)一樣，PLC內(nèi)存中也有一塊專門的區(qū)域稱為輸出

99、狀態(tài)映像區(qū)，當(dāng)程序的所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)映像區(qū)中所有輸出繼電器的狀態(tài)就在CPU的控制下被一次集中送至輸出鎖存器中，并通過一定的輸出方式輸出，推動外部的相應(yīng)執(zhí)行器件工作，這就是PLC輸出刷新階段。</p><p><b>　　5.程序執(zhí)行</b></p><p>　　PLC在程序執(zhí)行階段，按用戶程序順序掃描執(zhí)行每條指令。從輸入狀態(tài)映像區(qū)獨(dú)處輸入信號的狀態(tài)，經(jīng)過相應(yīng)

100、的運(yùn)算處理等，將結(jié)果寫入輸出狀態(tài)映像區(qū)。通常將自診斷和通訊服務(wù)合稱為監(jiān)視服務(wù)。輸入刷新和輸出刷新稱為I/O刷新?？梢钥闯觯琍LC在一個掃描周期內(nèi)，對輸入狀態(tài)的掃描只是在輸入采樣階段進(jìn)行，對輸出賦的值也只有在輸出刷新階段才能被送出，而在程序執(zhí)行階段輸入、輸出會被封鎖。這種方式稱做集中采樣、集中輸出。</p><p>　　2.2.6 PLC的特點(diǎn)，功能和應(yīng)用</p><p><b>

101、　　1.PLC的特點(diǎn)</b></p><p>　　現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程是復(fù)雜多樣的，它們對控制的要求也各不相同，由于PLC具有諸多優(yōu)點(diǎn)，一經(jīng)出現(xiàn)就受到了廣大工程技術(shù)人員的歡迎。</p><p>　　（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　由于采用了現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)和嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝，且內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，所以PLC具有很強(qiáng)的抗干擾能

102、力和很高的可靠性。使用其構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電器接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)數(shù)可減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，因此，在惡劣的工業(yè)環(huán)境下仍能保證很高的可靠性，一般平均無故障時間可達(dá)到4～5萬小時，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p>　?。?）編程簡單易學(xué)，開發(fā)周期短</p><p>　　作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)

103、的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員所接受。PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，使用者不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。另一方面，PLC多以軟件編程取代硬件接線實(shí)現(xiàn)控制功能，使得繁重的安裝接線工作大大減輕，且編程簡單，程序設(shè)計(jì)和調(diào)試修改也很方便安全，因此，控制系統(tǒng)的開發(fā)周期大幅縮短。</p><p>　　

104、（3）體積小、重量輕、能耗低，使用方便</p><p>　　PLC采用半導(dǎo)體集成電路，具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。以超小型PLC為例，底部尺寸可小于100mm，重量小于150g，功耗僅為數(shù)瓦。PLC編程簡單，自診斷能力強(qiáng)，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息，使得維護(hù)方便容易。</p><p>　?。?）功能強(qiáng)，通用性好</p><p>

105、;　　PLC運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)和集成工藝的最新技術(shù)，在硬件和軟件兩方面不斷發(fā)展，使其具備很強(qiáng)的信息處理能力，可進(jìn)行邏輯、定時、計(jì)數(shù)和步進(jìn)等控制，能完成A/D、D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理和通信聯(lián)網(wǎng)等功能。同時，PLC品種多，檔次高。同一臺PLC可適用于不同的控制對象或同一對象的不同控制要求，同一檔次、不同機(jī)型的功能也能方便地相互轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　　2.PLC的功能</b><

106、/p><p>　　隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，它目前主要有以下控制功能：</p><p><b>　?。?）條件控制功能</b></p><p>　　條件控制又稱邏輯控制，用PLC的“與”、“或”、“非”等邏輯指令取代繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)及其他各種邏輯連接來實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算功能。</p><p>　?。?）計(jì)數(shù)、定

107、時功能</p><p>　　PLC具有計(jì)數(shù)、定時功能，即使用PLC提供的定時器、計(jì)數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)對某種操作的定時或計(jì)數(shù)控制，以取代時間繼電器和計(jì)數(shù)繼電器。計(jì)數(shù)、定時值可由用戶在編程時設(shè)定，在運(yùn)行中讀出與修改，使用與操作都很靈活方便。</p><p><b>　?。?）步進(jìn)控制功能</b></p><p>　　步進(jìn)控制功能是指用步進(jìn)指令來實(shí)現(xiàn)在有多

108、道加工工序的控制中，只有前一道工序完成后，才能進(jìn)行下一道工序操作的控制，即順序控制，可利用移位寄存器或步進(jìn)指令直接編程。</p><p><b>　　（4）數(shù)據(jù)處理功能</b></p><p>　　數(shù)據(jù)處理功能是指PLC能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼等操作。</p><p>　　（5）A/D、D/A轉(zhuǎn)換功

109、能</p><p>　　A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能是指通過A/D與D/A模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)對模擬量的控制與調(diào)節(jié)。并可通過PID實(shí)現(xiàn)對溫度、壓力、速度、流量的等物理參數(shù)的閉環(huán)控制，完成過程控制。</p><p>　?。?）通信與聯(lián)網(wǎng)功能</p><p>　　通信與聯(lián)網(wǎng)功能是指PLC采用通信技術(shù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制與數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)多臺PLC之間的同位

110、鏈接，PLC與上位機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)，從而組成分布式控制網(wǎng)絡(luò)以完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。</p><p><b>　?。?）監(jiān)控功能</b></p><p>　　PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報警和記錄，甚至自動終止運(yùn)行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時器、計(jì)數(shù)器等設(shè)定值或強(qiáng)制I/O狀態(tài)。</p><p><