畢業(yè)設(shè)計（論文）四層樓電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

1、第一章 概述（一）可編程控制器的產(chǎn)生與定義1.可編程控制器的產(chǎn)生20實際20年代出現(xiàn)了將接觸器、各種繼電器、定時器、其他電器及其觸頭按一定邏輯關(guān)系連接的繼電器控制系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)簡單、便宜、便于掌握,在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求,在工業(yè)中一直占有主導(dǎo)地位。但也存在著設(shè)備體積大、同做速度慢、功能少而固定、可靠性差、難于實現(xiàn)復(fù)雜的控制的缺點。特別是由于它是靠硬件連線邏輯構(gòu)成的關(guān)系,接線復(fù)雜,當(dāng)生產(chǎn)工藝改變時,原有的接線和控制盤就要更換,缺乏通用性和靈活性。20世紀60年代,由于小型計算機的出現(xiàn)和大規(guī)模生產(chǎn)及多機群控的需要,人們曾試圖用小型計算機來實現(xiàn)工業(yè)控制的要求,但由于價格高,輸入、輸出電路不匹配和編

2、程技術(shù)復(fù)雜等原因,一直餓日能得到推廣應(yīng)用。20世紀60年代末,美國汽車制造業(yè)競爭激烈,各種生產(chǎn)廠家的汽車型號不斷更新,它必然要求加工的生產(chǎn)線隨之改變,整個控制系統(tǒng)需要重新配置。為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要,尋找一種比繼電器更可靠,功能更齊全,響應(yīng)速度更快的新型工業(yè)控制器勢在必行。1968年美國最大的汽車制造商美國通用汽車公司(gm)公開招標,并從用戶角度提出了新一代控制器應(yīng)具備的十大條件,引起了開發(fā)的熱潮。這十大條件中比較主要的是:編程方便,可現(xiàn)場修改程序;維修方便,采用插件是式結(jié)構(gòu);可靠性高于繼電器控制裝置;體積小于繼電器控制盤;數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機;成本可與繼電器控制盤競爭;擴展時原

3、系統(tǒng)改變最少。這些要求實際上提出了將繼電器的簡單易懂、使用方便、價格低的優(yōu)點,與計算機的功能完善、通用性、靈活性好的優(yōu)點結(jié)合起來,將繼電器控制的硬件連線邏輯變?yōu)橛嬎銠C的軟件邏輯編程的設(shè)想,采用程序修改方式改變控制功能,這是從接線邏輯向存儲邏輯進步的主要標志,是接線程序控制存儲程序控制的轉(zhuǎn)變。1969年,美國數(shù)字設(shè)備公司(dec)研制出了第一臺可編程控制器pdp_14,并在gm公司汽車生產(chǎn)線上試用成功,并取得了滿意的效果可編程控制器由此誕生。所以可編程控制器是生產(chǎn)力發(fā)展的必然產(chǎn)物。2.可編程控制器的定義可編程控制器（programmable controller）是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控

4、制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（programmable logic controller）,簡稱plc，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱pc。但是為了避免與個人計算機（personal computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱為plc?？删幊炭刂破髟诓粩嗟匕l(fā)展，1982年國際電工委員會（iec）頒布的可編程控制器標準草案中又作了如下定義：可編程控制器是一種數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計，它采用了一類可編程序的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，

5、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式和模擬式輸入輸出控制系統(tǒng)連成一個整體、易于擴充其功能的原則設(shè)計。（二）可編程控制器的特點1.抗干擾能力強，可靠性高繼電器控制系統(tǒng)雖然有較好的抗干擾能力,但使用了大量的機械觸點,使設(shè)備連線復(fù)雜,由于器件的老化、脫焊、觸頭的抖動及觸頭在在開閉時受電弧的三還大大降低了系統(tǒng)的 可靠性。而plc采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點的電子存儲器件來完成，大部分繼電器和繁雜的連線被軟件程序所取代，故壽命長，可靠性大大提高。微機雖然具有很強的功能，但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾，電源波動，機械振動，溫度和濕度的變化，都可能使一般通

6、用微機不能正常工作。而plc在電子線路、機械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取了生產(chǎn)控制經(jīng)驗，主要模塊均采用了大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，i/o系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護與信號調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵、 都有精確的考慮；在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾能力，目前各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的plc，平均無故障時間都大大超過了iec規(guī)定的10萬小時，甚至達到了幾十萬小時。2.控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、通用性強、應(yīng)用靈活plc產(chǎn)品均成系列化生產(chǎn)，品種齊全，外圍模塊品種也多，可由各種組件靈活組成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。在plc的構(gòu)成系統(tǒng)中，只需要在plc的端子上接入相應(yīng)的輸入、輸出信號線即可。當(dāng)控制要求改變

7、，需要變更控制系統(tǒng)功能時，可以用編程器在線或離線修改程序，修改接線的工作量是很小的。同一個plc裝置用于不同控制對象，只是輸入、輸出組件和應(yīng)用軟件不同而已。3.編程方便，易于使用plc是面向用戶的設(shè)備，plc的設(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，plc程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類似，直觀易懂，容易掌握，不需要專門的計算機知識和語言，深受現(xiàn)場電氣技術(shù)人員的歡迎，近年來又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樋照劻鞒虉D語言，也稱功能圖，使編程更加簡單方便。 4.功能完善，擴展能力強plc中含有數(shù)量巨大的用于開關(guān)量處理的繼電器類軟元件，可輕松地實現(xiàn)大規(guī)模的開關(guān)量

8、控制，這是一般的繼電器控制所不能實現(xiàn)的。plc內(nèi)部具有許多控制功能，能方便地實現(xiàn)d/a、a/d轉(zhuǎn)換及pid運算，實現(xiàn)過程控制、數(shù)字控制等功能。plc具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它不僅可以控制一臺單片機，一條生產(chǎn)線，還可以控制一個機群，許多條生產(chǎn)線。它不但可以進行現(xiàn)場控制，還可以由于遠程控制。5 .plc控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試方便plc中相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等“軟元件”。數(shù)量巨大，硬軟件齊全，且為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，并已經(jīng)商品化，故可按性能容量（輸入、輸出點數(shù)、內(nèi)存大?。┑冗x用組裝。又由于用軟件編程取代了硬件接線西縣控制功能，使安裝接線工作量大大減小，設(shè)計人員只要有一臺plc

9、就可進行控制系統(tǒng)的設(shè)計并可在實驗室進行模擬調(diào)試。6維修方便，維修工作量小plc具有完善的自診斷，履歷情報存儲及監(jiān)視功能。對于其內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài)和i/o點的狀態(tài)均有顯示。工作人員通過他可以查出故障原因，便于迅速處理，及時排除。7體積小、重量輕、是“機電一體化”特有的產(chǎn)品由于plc是專為工業(yè)控制而設(shè)計的專用計算機，其結(jié)構(gòu)緊密、堅固、體積小巧，并由于具備很強的抗干擾能力，使之易于裝入機械設(shè)備內(nèi)部，因而成為實現(xiàn)“機電一體化”較理想這控制設(shè)備。(三) 可編程控制器的組成與工作原理1. 可編程控制器的組成可編程控制器主要由中央處理單元（cpu）、存儲器（ram、rom）輸入輸出單元（i/o

10、）、電源和編程器等幾部分組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。編輯器用戶程序存儲器系統(tǒng)程序存儲器中央處理單元輸入單元輸出單元電源 圖1-1 plc的結(jié)構(gòu)框圖2. 可編程控制器的工作原理plc才用循環(huán)掃描的工作方式，其掃描過程如圖1-2所示。 這個工作過程分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個階段。全過程掃描一次所需要的時間稱為一個掃描周期。內(nèi)部處理階段，plc檢查cpu模塊的硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時器等。在通信操作服務(wù)階段，plc處于停狀態(tài)，只進行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。在plc處于運行狀態(tài)時，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。（1）

11、輸入處理輸入處理也叫輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對應(yīng)的映象存儲器。在此輸入映象寄存器被刷新，接著進入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時，輸入映象寄存器與外界隔離，即使輸入信號發(fā)生變化，其映象寄存器的內(nèi)容也不會發(fā)生變化，只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。（2）程序執(zhí)行根據(jù)plc梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序，但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時，plc從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映象寄存器讀出對應(yīng)映象寄存器的當(dāng)前狀態(tài)

12、，根據(jù)用戶程序進行邏輯運算，運算結(jié)果再存入有關(guān)器件寄存器中，對每個器件而言，器件映象寄存器中所寄存的內(nèi)容，會隨著程序執(zhí)行過程而變化。（3）輸出處理程序執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器，即器件映象寄存器中的y寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過隔離電路，驅(qū)動功率放大電路，是輸出端子向外界輸出控制信號，驅(qū)動外部負載。循環(huán)掃描的工作方式是plc的一大特點，也可以說plc是“串行”工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的區(qū)別，plc的串行工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點競爭和時序失配的問題。內(nèi)部處理通信操作輸入處理程序執(zhí)行輸出處理停止運行 圖1-2 掃描過程（四）可編程控制器的應(yīng)

13、用plc的初期由于其價格高于繼電器控制裝置，使得其應(yīng)用受到限制。但最近幾年來，plc的應(yīng)用面越來越擴大，其主要原因是：一方面由于微處理機芯片及時性有關(guān)元件的價格大大下降，由此plc的成本下降；另一方面plc的功能大大增強，它也能解決復(fù)雜的計算和通信問題，plc的應(yīng)用面也日益增大。目前，plc在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保、娛樂等各行各業(yè)。plc的應(yīng)用范圍通?？煞殖晌宸N類型：1、順序控制這是今日plc最廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。plc應(yīng)用于單機控制、多機群控制、生產(chǎn)自動線控制。2、運動控制plc制造商目前已提供了拖

14、動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。在多數(shù)情況下，plc把描述目標位置的數(shù)據(jù)送給模塊，模件移動一軸或數(shù)軸到目標位置。當(dāng)每個軸移動時，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣龋_保運動平滑。3、閉環(huán)過程控制plc能控制大量的物理參數(shù)，例：溫度、壓力、速度和流量。pid（proportional integral derivative）模塊的提供使pc具有了閉環(huán)控制的功能，即一個具有pid控制能力的pc可用于過程控制。當(dāng)由于控制過程中某個變量出現(xiàn)偏差時，pid控制算法會計算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定值上。4、數(shù)據(jù)處理在機械加工中，出現(xiàn)了把支持順序控制的plc和計算機數(shù)值控制設(shè)備緊密結(jié)合的趨

15、向。5、通信和聯(lián)網(wǎng)為了適應(yīng)國外近幾年來興起的工廠自動化系統(tǒng)發(fā)展的需要，首先，必須發(fā)展plc之間、plc和上級計算機之間的通信功能。作為實時控制系統(tǒng)，plc數(shù)據(jù)通信速率要求高，而且要考慮出現(xiàn)停電、故障時的對策等。（五）電梯的發(fā)展狀況隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來，我國的電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展。一些電梯廠也在不斷改進設(shè)計、修改工藝。更新?lián)Q代生產(chǎn)更新型的電梯，電梯主要分為機械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)兩大部份，隨著自動控制理論與微電子技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動方式與控制手段均發(fā)生了很大的變化，交流調(diào)速是當(dāng)前電梯拖動的主要發(fā)展方向。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電路控制系統(tǒng)(“早期安裝的電梯多位繼電器控制系統(tǒng)

16、)、plc控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點，目前已逐漸被淘汰。微機控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷。而plc控制系統(tǒng)由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強,設(shè)計和調(diào)試周期較短等優(yōu)點，倍受人們重視等優(yōu)點，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。plc作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電

17、器控制方式發(fā)展為計算機控制的一個重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點之一。自80年代后期plc引入我國電梯行業(yè)以來，由plc組成的電梯控制系統(tǒng)被許多電梯制造廠家普遍采用。并形成了一系列的定型產(chǎn)品。在傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的改造工程中，plc系統(tǒng)一直是主流控制系統(tǒng)。第二章 總體設(shè)計（一）設(shè)計目的1.根據(jù)實際控制要求，掌握應(yīng)用plc解決實際問題的能力。2.用plc構(gòu)成一個四層電梯自動控制系統(tǒng)，熟悉電梯自動運行過程。3.進一步熟悉plc的i/o點數(shù)并掌握plc的編程。（二）設(shè)計方案與技術(shù)指標1.設(shè)計方案（1）電梯的上升，下降由一臺電動機控制：正轉(zhuǎn)時電梯上升，反轉(zhuǎn)時電梯下降。 （2）電梯的開門和關(guān)門由一

18、臺電動機控制：正轉(zhuǎn)時電梯開門，反轉(zhuǎn)時電梯關(guān)門。（3）各層兩個呼叫開關(guān)（一個上升開關(guān)，一個下降開關(guān)），由于本設(shè)計是四層電梯，因此，在四樓只需設(shè)一個呼叫開關(guān)，一樓只需設(shè)一個上升開關(guān)。各層設(shè)一個到位行程開關(guān)。（4）轎廂內(nèi)設(shè)置一個開門按鈕和一個關(guān)門按扭 。 2.主要技術(shù)指標（1）每個樓層都有一個到位指示燈，到達每個樓層對應(yīng)的指示燈亮。（2）電梯在上升和下降的過程由一臺電動極控制，電動極正轉(zhuǎn)，電梯上升；電動極反轉(zhuǎn)，電梯下降。（3）開門關(guān)門的過程由另外一臺電動極控制，電動極正轉(zhuǎn)，電梯開門；電動極反轉(zhuǎn)，電梯關(guān)門。3.系統(tǒng)設(shè)計（1）熟悉控制對象確定控制范圍首先要全面詳細地了解被控制對象的特點和生產(chǎn)工藝過程，歸

19、納出工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖，與繼電器控制系統(tǒng)和工業(yè)控制計算機進行比較后加以選擇。如果控制對象是工業(yè)環(huán)境較差，而安全性、可靠性要求又特別高、系統(tǒng)工業(yè)又復(fù)雜、輸入輸出點數(shù)多，則用常規(guī)繼電器系統(tǒng)難以實現(xiàn)。工藝流程又要經(jīng)常變動的機械和現(xiàn)場，用plc進行控制是合適的。（2）制定控制方案，進行plc選型根據(jù)生產(chǎn)工藝和機械運動的控制要求，確定電控系統(tǒng)的工作方式是手動、半自動還是全自動；是單機運行還是多機聯(lián)線運行等。（3）硬件和軟件設(shè)計plc選型和i/o配置是硬件設(shè)計的重要內(nèi)容。設(shè)計出合理的plc外部接線圖也很重要。對plc的輸入、輸出進行合理的地址編號，會給plc系統(tǒng)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計和系統(tǒng)調(diào)整帶來很多方

20、便。輸入輸出地址編號確定后，硬件設(shè)計和軟件設(shè)計工作可平行進行。（4）模擬調(diào)試將設(shè)計好的程序鍵入plc后應(yīng)仔細檢查與驗證，改正程序設(shè)計語法錯誤。之后在實驗室里進行用戶程序的模擬運行和程序調(diào)試，觀察各輸入量、輸出量之間的變化關(guān)系及邏輯狀態(tài)是否符合設(shè)計要求，發(fā)現(xiàn)問題及時修改，直到滿足工藝流程和狀態(tài)流程圖的要求。（5）現(xiàn)場運行調(diào)試模擬調(diào)試好的程序傳送到現(xiàn)場使用的plc存儲器中，接入plc的實際輸入接線和負載。進行現(xiàn)場調(diào)試的前提是plc的外部接線一定要準確無誤。反復(fù)現(xiàn)場調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題現(xiàn)場解決。如果系統(tǒng)調(diào)試達不到指標要求，則可對硬件和軟件作市調(diào)整，通常只需修改用戶程序即可達到調(diào)整目的?，F(xiàn)場調(diào)試后，一般將程

21、序固化在有長久記憶功能的可擦可編程只讀存儲器（dprom）卡盒中長期保持。第三章 硬件設(shè)計（一）裝置結(jié)構(gòu)與工藝要求本系統(tǒng)采用轎廂外召喚、轎廂內(nèi)按鈕控制方式的形式。電梯的上升和下降由一臺電動機驅(qū)動。電動機正轉(zhuǎn)，電梯上升；電動機反轉(zhuǎn)，電梯下降。電梯轎廂門由另外一臺電動機驅(qū)動。該電動機正轉(zhuǎn)，電梯開門；電動機反轉(zhuǎn)，電梯關(guān)門。每個樓層都置呼叫開關(guān)，具體要求如下：1電梯在一層時，三層有呼叫請求，則電梯上升到三層。2電梯在一層時，二層有呼叫請求，則電梯上升到二層3電梯在一層時，一層有呼叫請求，則電梯不動，呼叫無效。4電梯在一層時，二層三層同時都有呼叫請求，則電梯先上升到二層，再繼續(xù)上升到三層。5電梯在二層時

22、，三層有呼叫請求，則電梯上升到三層。6電梯在二層時，二層有呼叫請求，則電梯不動，呼叫無效。7.電梯在二層時，一層有呼叫請求，則電梯下降到一層。8電梯在二層時，三層先有呼叫請求，然后一層也有呼叫請求，則電梯上升到三層。9電梯在三層時，二層有呼叫請求，則電梯下降到二層。10電梯在三層時，一層有呼叫請求，則電梯下降到一層。11電梯在三層時，三層有呼叫請求，則電梯不動，呼叫無效。12電梯在三層時，二層一層同時都有呼叫請求，則電梯先下降到二層，再繼續(xù)下降到一層。13電梯在四層時，一層有呼叫請求，則電梯下降到一層。14.電梯在四層時，二層有呼叫請求，則電梯下降到二層。15.電梯在四層時，三層有呼叫請求，則

23、電梯下降到三層。16電梯在四層時，一、二、三層都有呼叫請求，則電梯先下降到三層，再繼續(xù)下降到二層、一層17電梯在上升途中，任何下降呼叫請求均無效。18電梯在下降途中，任何上升呼叫請求均無效。（二）硬件框圖及輸入輸出分配1.分配plc的輸入/輸出端子四層電梯plc輸入/輸出端子分配表輸入電器輸入端子輸出電器輸出端子開門按鈕sb10000開門繼電器km10504關(guān)門按鈕sb20001關(guān)門繼電器km20505開門行程開關(guān)sl10002上行繼電器km30500關(guān)門行程開關(guān)sl20003下行繼電器km40501紅外傳感器sa10004加速繼電器km50506紅外傳感器sa20005低速繼電器km6050

24、2門鎖輸入信號sa30006快速繼電器km70503一層接近開關(guān)sa40007上行方向燈hl10508二層接近開關(guān)sa50008下行方向燈hl20509三層接近開關(guān)sa60009一層指示燈hl30600四層接近開關(guān)sa70010二層指示燈hl40601一層內(nèi)指令按鈕sb30011三層指示燈hl50602二層內(nèi)指令按鈕sb40012四層指示燈hl60603三層內(nèi)指令按鈕sb50013一層內(nèi)指令指示燈hl70604四層內(nèi)指令按鈕sb60014二層內(nèi)指令指示燈hl80605一樓向上呼叫按鈕sb70100三層內(nèi)指令指示燈hl90606二樓向上呼叫按鈕sb80101四層內(nèi)指令指示燈hl100607二樓向

25、下呼叫按鈕sb90102一層向上呼叫指示燈hl110608三樓向上呼叫按鈕sb100103二層向上呼叫指示燈hl120609三樓向下呼叫按鈕sb110104二層行下呼叫指示燈hl130610四樓向下呼叫按鈕sb120105三層向上呼叫指示燈hl140611一樓下行減速接近開關(guān)sa80106三層向下呼叫指示燈hl150701二樓上行減速接近開關(guān)sa90107四層向下呼叫指示燈hl160702二樓下行減速接近開關(guān)sa100108三樓上行減速接近開關(guān)sa110109三樓下行減速接近開關(guān)sa120110四樓上行減速接近開關(guān)sa1301112、統(tǒng)計輸入、輸出點數(shù)并選擇plc型號輸入信號有27個，考慮到有

26、15%的備用點，即27*（1+15%）=31.05，取整數(shù)32，因此共32個輸入點。輸出信號有23個，考慮到有15%的備用點，即23*（1+15%）=26.45，取整數(shù)27，因此共27個輸出點。因此可選用c60p cpu類型可編程控制器，它有32個輸入點，28個輸出點，滿足本設(shè)計的要求。3、輸入/輸出端子接線根據(jù)通道分配情況，可畫出plc外部接線圖，如下圖3-1所示： 圖3-1 輸入/輸出地址分配圖4、梯形圖設(shè)計為了設(shè)計方便，把梯形圖分為開關(guān)門的手動/自動控制、電梯到站指示、各層呼叫指示、電梯啟動和運行方向選擇、電梯速度變換五個部分。(1)開、關(guān)門的手動/自動控制如圖3-2所示圖3-2 開關(guān)門

27、控制電路工作過程：手動開門：當(dāng)電梯運行到位后（運行繼電器1000為off），按開門按鈕0000，是輸出線圈0504有效，驅(qū)動開門接觸器，打開轎門，直至到位，行程開關(guān)動作，即0002動斷觸點打開，開門過程結(jié)束。自動開門：電梯運行到位后，相應(yīng)的樓層接近開關(guān)閉合相應(yīng)的樓層接近開關(guān)閉合，即0007（0008、0009或0010）接點閉合，時間繼電器tim00開始計時，計到3s時，tim00觸點閉合，時0504線圈有效。手動關(guān)門：按下關(guān)門按鈕，即0001閉合，0505有效，驅(qū)動關(guān)門接觸器，關(guān)閉轎門，直至到位，行程開關(guān)0003動作，關(guān)門動作結(jié)束。關(guān)門保護：自動關(guān)門時，可能夾住乘客，可在門上裝設(shè)紅外傳感器。

28、當(dāng)有人進出時，0004或0005閉合，關(guān)門被禁止，同時開門接觸器工作，把門打開，至限位位置后，重新執(zhí)行關(guān)門動作。（2）電梯到站指示如圖3-3所示，其中1003、1004分別為單雙數(shù)樓層聯(lián)鎖保護中間繼電器。圖3-3 電梯到站指示工作過程：電梯運行過程中，當(dāng)電梯運行到指定樓層位置時，對應(yīng)的樓層位置繼電器進行登記，以便顯示。如當(dāng)電梯運行到二層時，碰到二層的接近開關(guān)sa5，使0008為on，0600、0602、0603保持常閉，0601得電，顯示到達二層。（3）各層呼叫指示，如圖3-4所示：圖3-4 電梯各層呼叫指示工作過程：電梯在運行過程中，隨時會有內(nèi)呼或外呼叫信號，則必須將這些呼叫信號保存形成選層

29、信號，以便當(dāng)電梯運行到對應(yīng)樓層時，能響應(yīng)其呼叫。如當(dāng)電梯停在四層，二層乘客按下sb9（二樓向下呼叫按鈕），則0610得電并保持。當(dāng)電梯到達二層時，0601得電閉合，使0610恢復(fù)常態(tài)。當(dāng)電梯在上行（下行）狀態(tài)時，0501（0500）閉合，按向下（向上）呼叫按鈕無效。當(dāng)電梯內(nèi)有呼叫信號時，采用保持繼電器對呼叫信號進行登記和指示，而當(dāng)達到對應(yīng)樓層時，用對應(yīng)樓層開關(guān)消除該呼叫信號。如樓梯在三層，而乘客想到一樓時，按下sb3，0011為on，0604為on，呼叫信號被保存并驅(qū)動指示燈顯示，當(dāng)電梯到達一樓時，碰到一樓的接近開關(guān)sa7，從而使0600為on，消除了一樓的內(nèi)呼叫信號。（4）電梯啟動和運行方向

30、選擇，如下圖3-5所示：圖3-5 電梯啟動運行和方向選擇工作過程：電梯的運行為上行和下行兩種相反的方向，因此根據(jù)控制要求形成對應(yīng)的定向信號與對應(yīng)的運行方向指示。當(dāng)電梯運行到所選樓層時，1005為on一個掃描周期，用以切斷起動控制信號，停止運行。啟動控制由中間繼電器1006來完成。當(dāng)電梯所在樓層位置之上，有選層信號且電梯處于非下行狀態(tài)，可以定向為上行；當(dāng)電梯所在樓層位置之下有選層信號且處于非下行狀態(tài)時，可以定向為上行。如電梯停在四層，當(dāng)一層（二層）有選層信號時，0604（0605）為on，0600、0601、0602、0603常閉保持閉合，0501、0509得電，電梯下行且下行指示燈亮。（5）電

31、梯速度的變換如圖3-6所示：圖3-6 電梯速度的轉(zhuǎn)換工作過程：電梯啟動后快速運行，2s后開始加速，在接近目標樓層時，相應(yīng)的接近開關(guān)（0106、0107、0108、0109、0110或0111）動作，電梯開始減速，直至達到目標樓層時停止。（四）硬件設(shè)計原理1.繼電器的工作原理繼電器一種利用各種物理量的變化，將電量或非電量信號轉(zhuǎn)化為電磁力或使輸出狀態(tài)發(fā)生階躍變化從而通過其觸頭或突變量促使在同一電路或另一電路中的其它器件或裝置動作的一種控制元件。從plc實驗箱出來的信號使24v的高電平，繼電器收到從plc出來的信號，它的線圈就導(dǎo)通觸點就閉合從而達到控制220v的電路。從而實現(xiàn)弱電控制強電的原理。其原

32、理圖如圖3-7所示。圖 3-7 繼電器工作原理2.電動機的正反轉(zhuǎn)原理利用繼電器的工作原理實現(xiàn)電動極的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)plc出來信號1時觸點閉合電動極正轉(zhuǎn)；當(dāng)從plc出來信號2時觸點閉合電動極反轉(zhuǎn)其工作原理圖如下圖3-8所示. 圖3-8 電動極正反轉(zhuǎn)原理第四章 電梯的模擬調(diào)試（一）電梯調(diào)試前的準備電梯在一、二、三、四層樓分別設(shè)置一個行程開關(guān)，一層設(shè)置一個上呼按鈕，二、三層設(shè)置一個上呼按鈕和一個下呼按鈕，四層設(shè)置一個下呼按鈕。在轎箱內(nèi)設(shè)置四個樓層內(nèi)選按鈕，一個開門按鈕和一個關(guān)門按鈕。在轎廂運行期間不能開門。轎廂不關(guān)門不允許運行。1.先按i/o接口圖接好線。2.輸入程序指令，并把指令寫入plc內(nèi)存。3.啟

33、動plc實驗箱的run，程序即可運行。 （二）電梯的模擬調(diào)試過程用指示燈和電機的正反轉(zhuǎn)來模擬電梯的運行過程（1）從一層到二層：接通0007即接通sa4，一層指示燈hl3亮，表示轎箱原停在一樓層，按sb4，即0012接通一下，二層內(nèi)指示燈亮，表示呼叫二樓層，則hl1接通，上行方向指示燈亮，電動機正轉(zhuǎn)，表示電梯上升。斷開sa4,接通sa5，一層指示燈hl3滅，二層指示燈hl4亮，二層內(nèi)指示燈滅，0500斷開，上行方向燈滅，電動機停止（表示電梯上升停止），電梯到達二層。（2）從一層到三層：接通0007即接通sa4，一層指示燈hl3亮，表示轎箱原停在一樓層，按sb5，即0013接通一下，三層內(nèi)指示燈亮

34、，表示呼叫三樓層，則hl1接通，上行方向指示燈亮，電動機正轉(zhuǎn)，表示電梯上升。斷開sa4,接通sa6，一層指示燈hl3滅，三層指示燈hl5亮，三層內(nèi)指示燈滅，0500斷開，上行方向燈滅，電動機停止（表示電梯上升停止），電梯到達三層。（3）從一層到四層：接通0007即接通sa4，一層指示燈hl3亮，表示轎箱原停在一樓層，按sb6，即0014接通一下，四層內(nèi)指示燈亮，表示呼叫四樓層，則hl1接通，上行方向指示燈亮，電動機正轉(zhuǎn)，表示電梯上升。斷開sa4,接通sa7，一層指示燈hl3滅，四層指示燈hl4亮，四層內(nèi)指示燈滅，0500斷開，上行方向燈滅，電動機停止（表示電梯上升停止），電梯到達四層。（4）從

35、二層到三層：接通0008即接通sa5，二層指示燈hl4亮，表示轎箱原停在二樓層，按sb5，即0013接通一下，三層內(nèi)指示燈亮，表示呼叫三樓層，則hl1接通，上行方向指示燈亮，電動機正轉(zhuǎn)，表示電梯上升。斷開sa5,接通sa6，二層指示燈hl3滅，三層指示燈hl4亮，三層內(nèi)指示燈滅，0500斷開，上行方向燈滅，電動機停止（表示電梯上升停止），電梯到達三層。（5）二層到四層：接通0008即接通sa5，二層指示燈hl4亮，表示轎箱原停在二樓層，按sb6，即0014接通一下，四層內(nèi)指示燈亮，表示呼叫四樓層，則hl1接通，上行方向指示燈亮，電動機正轉(zhuǎn)，表示電梯上升。斷開sa5,接通sa7，二層指示燈hl3

36、滅，四層指示燈hl6亮，四層內(nèi)指示燈滅，0500斷開，上行方向燈滅，電動機停止（表示電梯上升停止），電梯到達四層。（6）從三層到四層：接通0009即接通sa6，三層指示燈hl4亮，表示轎箱原停在三樓層，按sb6，即0014接通一下，四層內(nèi)指示燈亮，表示呼叫四樓層，則hl1接通，上行方向指示燈亮，電動機正轉(zhuǎn)，表示電梯上升。斷開sa6,接通sa7，三層指示燈hl5滅，四層指示燈hl6亮，四層內(nèi)指示燈滅，0500斷開，上行方向燈滅，電動機停止（表示電梯上升停止），電梯到達四層。（7）從四層到一層：接通0010即接通sa7，四層指示燈hl6亮，表示轎箱原停在四樓層，按sb3，即0011接通一下，一層內(nèi)

37、指示燈亮，表示呼叫一樓層，則hl2接通，下行方向指示燈亮，電動機反轉(zhuǎn)，表示電梯下降。斷開sa7,接通sa4，四層指示燈hl6滅，一層指示燈hl5亮，一層內(nèi)指示燈滅，0501斷開，下行方向燈滅，電動機停止（表示電梯下降停止），電梯到達一層。（8）四層到二層：接通0010即接通sa7，四層指示燈hl6亮，表示轎箱原停在四樓層，按sb4，即0012接通一下，二層內(nèi)指示燈亮，表示呼叫二樓層，則hl2接通，下行方向指示燈亮，電動機反轉(zhuǎn)，表示電梯下降。斷開sa7,接通sa5，四層指示燈hl6滅，二層指示燈hl4亮，二層內(nèi)指示燈滅，0501斷開，下行方向燈滅，電動機停止（表示電梯下降停止），電梯到達一層。（

38、9）從四層到三層：接通0010即接通sa7，四層指示燈hl6亮，表示轎箱原停在四樓層，按sb5，即0013接通一下，三層內(nèi)指示燈亮，表示呼叫三樓層，則hl2接通，下行方向指示燈亮，電動機反轉(zhuǎn)，表示電梯下降。斷開sa7,接通sa6，四層指示燈hl6滅，三層指示燈hl5亮，三層內(nèi)指示燈滅，0501斷開，下行方向燈滅，電動機停止（表示電梯下降停止），電梯到達三層。（10）從三層到一層：接通0009即接通sa6，三層指示燈hl5亮，表示轎箱原停在三樓層，按sb3，即0011接通一下，一層內(nèi)指示燈亮，表示呼叫一樓層，則hl2接通，下行方向指示燈亮，電動機反轉(zhuǎn)，表示電梯下降。斷開sa6,接通sa4，三層指

39、示燈hl6滅，一層指示燈hl5亮，一層內(nèi)指示燈滅，0501斷開，下行方向燈滅，電動機停止（表示電梯下降停止），電梯到達一層。（11）從三層到二層：接通0009即接通sa6，三層指示燈hl5亮，表示轎箱原停在三樓層，按sb4，即0012接通一下，二層內(nèi)指示燈亮，表示呼叫二樓層，則hl2接通，下行方向指示燈亮，電動機反轉(zhuǎn)，表示電梯下降。斷開sa7,接通sa5，三層指示燈hl6滅，二層指示燈hl4亮，二層內(nèi)指示燈滅，0501斷開，下行方向燈滅，電動機停止（表示電梯下降停止），電梯到達一層。（12）從二層到一層：接通0008即接通sa5，二層指示燈hl5亮，表示轎箱原停在二樓層，按sb3，即0011接

40、通一下，一層內(nèi)指示燈亮，表示呼叫一樓層，則hl2接通，下行方向指示燈亮，電動機反轉(zhuǎn)，表示電梯下降。斷開sa5,接通sa4，二層指示燈hl6滅，一層指示燈hl5亮，一層內(nèi)指示燈滅，0501斷開，下行方向燈滅，電動機停止（表示電梯下降停止），電梯到達一層。（13）電梯開門和關(guān)門電梯到達每個樓層后，相應(yīng)的接近開關(guān)（0007、0008、0009、0010）動作，tim00得電，延時3s后，tim00動合觸點閉合，開門繼電器km1得電，電動機正轉(zhuǎn)，電梯門打開。手動開門時，按下開門按鈕sb1，0000閉合，開門繼電器km1得電，電動機正轉(zhuǎn)，電梯門打開。（14）電梯關(guān)門：開門到位后，經(jīng)5s延時，使tim01

41、觸點閉合，關(guān)門繼電器km2得電，電動機反轉(zhuǎn)，電梯關(guān)門。手動關(guān)門，按下關(guān)門按鈕sb2，關(guān)門繼電器km2得電，電動機反轉(zhuǎn)，電梯關(guān)門。電梯門上裝有紅外傳感器，當(dāng)有乘客進出時，0004或0005閉合，關(guān)門被禁止，同時開門繼電器工作，把門打開，至限位位置后，重新執(zhí)行關(guān)門動作。（15）電梯速度的轉(zhuǎn)換：接通sa4,使電梯停在一層，然后按sb3(sb4、sb5、sb6),使電梯上行（下行）繼電器得電，觀察電動機的轉(zhuǎn)速。電動機開始快速運行，2s后開始加速，接通sa4(sa5、sa6、sa7),電動機開始減速，直至到達相應(yīng)的樓層時停止。結(jié)論可編程序控制器是新一代的控制工具,因其核心是微處理器,接口電路、電源電路等

42、具有很強的抗干擾能力,而梯形圖的編程語言極易為工程技術(shù)人員所接受等特點,被稱為真正的工業(yè)控制計算機,或“藍領(lǐng)計算機”。尤其是隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展,可編程序控制器的功能已遠遠超過替代繼電器控制系統(tǒng)的初衷而廣泛應(yīng)用于開關(guān)量控制、模擬量控制等各種工業(yè)控制場合。電梯控制系統(tǒng)使用可編程控制器可使其硬件結(jié)構(gòu)簡捷,編程簡單方便,可靠性進一步得到了提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計我發(fā)現(xiàn)實踐是非常重要的，往往看了覺的會了在實際應(yīng)用中還是會發(fā)現(xiàn)各種各樣的問題，經(jīng)驗是在不斷地實際操作中慢慢積累起來的，在實驗中勇于探究和積累，才能使設(shè)計趨近完美。通過這次畢業(yè)設(shè)計，將大學(xué)三年所學(xué)的理論知識和實踐應(yīng)用結(jié)合起來，對自己所

43、學(xué)的知識有了更為理性的認識，并進一步了解到自身知識水平的局限，從而促使自己更加努力地汲取知識并加以消化。自己的自學(xué)與鉆研能力有所加強，并充分地體會到了理論和實踐之間的差距，理論結(jié)合實際的重要性，可謂受益匪淺?！緟⒖嘉墨I】1王建 張宏 三菱plc入門與典型應(yīng)用 中國電力出版社 20092許翏，王淑英.電氣控制與plc應(yīng)用m.北京：機械工業(yè)出版社，2005.3王兆義. 可編程控制器教程m北京：機械工業(yè)出版社，2000.24王兆義.可編程控制器實用技術(shù) m.北京：機械工作出版社，2004.105王兆明.電氣控制與plc技術(shù)m.北京：清華大學(xué)出版社，2009.16張進秋可編程控制器原理及應(yīng)用實例m北京

44、：機械工業(yè)出版社，2004.1附錄：00 ld 0000 42 or 001001 or tim00 43 and-not 100302 or 1001 44 out 100403 or 0504 45 ld 000704 and-not 0001 46 and-not 100305 and-not 0002 47 or 060006 and-not 1000 48 and-not 060107 and-not 0505 48 and-not 060208 out 0504 50 and-not 060309 ld 0007 51 out 060010 or 0008 52 ld 000811

45、 or 0009 53 and-not 100412 or 0010 54 or 060113 and-not 1000 55 and-not 060014 and-not 0504 56 and-not 060215 out tim00 #0030 57 and-not 060316 ld 0001 58 out 060117 or tim01 59 ld 000918 or 0505 60 and-not 100319 and-not 0000 61 or 060220 and-not 0003 62 and-not 060021 and-not 1001 63 and-not 06012

46、2 and-not 0504 64 and-not 060323 out 0505 65 out 060224 ld 0002 66 ld 001025 and-not 0505 67 and-not 100426 out tim01 #0050 68 or 060327 ld 0004 69 and-not 060028 or 0005 70 and-not 060129 or 1001 71 and-not 060230 and-not 0002 72 out 060331 out 1000 73 ld 010032 ld 0502 74 ld 060033 or 0503 75 or-n

47、ot 000634 out 1000 76 keep 060835 ld 1003 77 ld 010136 or 0007 78 ld 050137 or 0009 79 or 060138 and-not 1004 80 or-not 000639 out 1003 81 keep 060940 ld 1004 82 ld 010241 or 0008 83 ld 050084 or 0601 128 or-ld -85 or-not 0006 129 ld 060686 keep 0610 130 and 060287 ld 0103 131 or-ld -88 ld 0602 132 ld 060789 or 0501 133 and 060390