畢業(yè)設(shè)計(jì)---電梯plc控制設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題　　目:　 電梯PLC控制設(shè)計(jì)　　</p><p>　　?！　I(yè):　 電氣工程及自動(dòng)化　　 </p><p>　　班　　級(jí): </p><p>　　學(xué)　　號(hào):

2、 </p><p>　　姓　　名: </p><p>　　指導(dǎo)老師: </p><p><b>　　論 文 摘 要</b></p><p>　　本文介紹一種電梯PLC控制系統(tǒng)。電梯是垂直方向的運(yùn)輸設(shè)備，是高層建筑

3、中不可缺少的交通運(yùn)輸設(shè)備。它靠電力，拖動(dòng)一個(gè)可以載人或物的轎廂，在建筑的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運(yùn)動(dòng)，在人們生活中起著舉足輕重的作用。而控制電梯運(yùn)行的PLC系統(tǒng)也要求越來(lái)越高，要求達(dá)到電梯運(yùn)行的“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”的運(yùn)行目的。該系統(tǒng)主要由PLC、邏輯控制電路組成。其中包括交流異步電動(dòng)機(jī)、繼電器、接觸器、行程開關(guān)、按鈕、發(fā)光指示器和變頻器組成為一體的控制系統(tǒng)。本機(jī)控制單元采用以三菱公司的可編程控制器PLC對(duì)機(jī)器進(jìn)行全過程控制。</p>

4、<p>　　整個(gè)系統(tǒng)通過PLC、邏輯控制電路對(duì)電梯的升降；加、減速；平層；起動(dòng)、制動(dòng)控制。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、平層精度高、易于理解與掌握。</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　論 文 摘 要1</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞：1</b&

5、gt;</p><p>　　Abstract2</p><p>　　Key Words:2</p><p><b>　　目　　錄3</b></p><p><b>　　前言5</b></p><p>　　第一章 總體設(shè)計(jì)方案6</p><p&g

6、t;　　1.1 總體方案的確定6</p><p>　　1.2 電梯PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建7</p><p>　　1.3 可行性論證9</p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)的整體布局及其選型10</p><p>　　第二章 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理12</p><p>　　2.1 PLC的體系結(jié)構(gòu)

7、12</p><p>　　2.2 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)12</p><p>　　2.3 開關(guān)量I/O模塊14</p><p>　　2.3.1 輸入模塊14</p><p>　　2.3.2 輸出模塊15</p><p>　　2.4 可編程序控制器的工作原理15</p><p&g

8、t;　　2.4.1 可編程序控制器的工作原理16</p><p>　　2.4.2 掃描周期16</p><p>　　2.5 PLC的選型17</p><p>　　2.5.1 輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算17</p><p>　　2.5.2 存儲(chǔ)器容量的估算18</p><p>　　2.5.3 控制

9、功能的選擇18</p><p>　　2.5.4 機(jī)型的選擇19</p><p>　　2.6 FX2N可編程序控制器簡(jiǎn)介21</p><p>　　2.7 PLC控制程序設(shè)計(jì)21</p><p>　　2.7.1 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則21</p><p>　　2.7.2 PLC編程步驟21<

10、;/p><p>　　2.7.3 PLC提供的編程語(yǔ)言21</p><p>　　第三章 電梯的發(fā)展、分類、規(guī)格參數(shù)及組成23</p><p>　　3.1 概述23</p><p>　　3.1.1 電梯產(chǎn)品的錄屬關(guān)系和在人民物質(zhì)生活中的作用23</p><p>　　3.1.2 電梯產(chǎn)品發(fā)展簡(jiǎn)史23</

11、p><p>　　3.1.3 電梯的運(yùn)行工作情況23</p><p>　　3.2 電梯的分類25</p><p>　　3.2.1 按用途分類25</p><p>　　3.2.2 按速度分類25</p><p>　　3.2.3 按曳引電動(dòng)機(jī)的供電電源分類25</p><p>　　3.

12、2.4 按有、無(wú)蝸輪減速器分類26</p><p>　　3.2.5 按驅(qū)動(dòng)方式分類26</p><p>　　3.2.6 按控制方式分類26</p><p>　　3.2.7 按拖動(dòng)方式分類26</p><p>　　3.3 電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸26</p><p>　　3.3.1 電梯的主要參數(shù)

13、26</p><p>　　3.3.2 我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電梯主要參數(shù)和規(guī)格尺寸的規(guī)定27</p><p>　　3.4 電梯的組成部件27</p><p>　　第四章 電梯的電氣控制系統(tǒng)30</p><p>　　4.1 概述30</p><p>　　4.2 電梯電氣控制系統(tǒng)中的主要電器部件30</p

14、><p>　　4.3 電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)中的各主要控制環(huán)節(jié)及結(jié)構(gòu)原理33</p><p>　　4.3.1 各類電梯安全可靠運(yùn)行的充分與必要條件33</p><p>　　4.3.2 電梯自動(dòng)開關(guān)門的控制環(huán)節(jié)33</p><p>　　4.3.3 電梯的方向控制環(huán)節(jié)34</p><p>　　4.3.4 發(fā)生制動(dòng)減

15、速信號(hào)的控制環(huán)節(jié)38</p><p>　　4.3.5 主驅(qū)動(dòng)控制環(huán)節(jié)40</p><p>　　4.3.6 電梯的安全保護(hù)環(huán)節(jié)40</p><p>　　4.4 電梯的內(nèi)外召喚指令的登記與消除43</p><p>　　4.4.1 召喚指令信號(hào)登記記憶線路的原理說(shuō)明44</p><p>　　4.4.2 轎

16、內(nèi)信號(hào)的登記、記憶與消除45</p><p>　　4.4.3 層外召喚信號(hào)的登記記憶與消除46</p><p>　　4.5 電梯的信號(hào)指示系統(tǒng)47</p><p>　　4.5.1 數(shù)碼顯示的層樓指示燈47</p><p>　　4.5.2 運(yùn)行方向燈、轎內(nèi)指令及廳外召喚信號(hào)燈47</p><p>　　4

17、.5.3 超載信號(hào)指示燈及音響48</p><p>　　4.6 電梯的消防控制系統(tǒng)49</p><p>　　4.6.1 電梯控制系統(tǒng)中適應(yīng)消防控制的幾個(gè)基本要求49</p><p>　　4.6.2 消防控制系統(tǒng)的類型及工作原理50</p><p>　　4.7 交流信號(hào)控制電梯線路原理說(shuō)明51</p><

18、p>　　4.7.1 概況51</p><p>　　4.7.2 電梯投入使用和撤出使用51</p><p>　　4.7.3 自動(dòng)開關(guān)門51</p><p>　　4.7.4 電梯的啟動(dòng)，加速和滿速運(yùn)行，制動(dòng)減速，停車和開門52</p><p>　　4.7.5 指令信號(hào)登記，記憶和消除53</p><p

19、>　　4.7.6 電梯的安全保護(hù)53</p><p>　　第五章 結(jié) 論54</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)55</p><p>　　附錄一 I/O分配表56</p><p>　　附錄二 交流雙速電梯線路圖元件代號(hào)說(shuō)明57</p><p><b>　　前言</b>

20、;</p><p>　　隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號(hào)

21、控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來(lái)完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來(lái)說(shuō)，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國(guó)內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn) &

22、lt;/p><p>　　定可靠等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　電梯是將機(jī)械原理應(yīng)用、電氣技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)、人體工程學(xué)及空氣動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)集于一體的機(jī)電設(shè)備，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。為滿足和提高人們的生活質(zhì)量，電梯的智能化、自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電梯的技術(shù)含量

23、日益提高。在改善電梯性能的同時(shí)，對(duì)電梯的設(shè)計(jì)、管理和維護(hù)人員提出了更高的要求。</p><p>　　第一章 總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　載PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有

24、投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。</p><p>　

25、　1.1 總體方案的確定</p><p>　　目前，電梯行業(yè)在我國(guó)迅速的發(fā)展，在一定程度上占有很大的市場(chǎng)。而在今天選擇控制電梯運(yùn)動(dòng)的設(shè)備已經(jīng)從傳統(tǒng)的繼電器—接觸器轉(zhuǎn)變成可編程序控制器（PLC）。</p><p>　　可編程序控制器（PLC）與其他計(jì)算機(jī)控制相比較：</p><p>　　個(gè)人計(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能和圖形顯示功能，有豐富的軟件支持，但是它們是為辦公

26、室自動(dòng)化和家庭設(shè)計(jì)的，對(duì)環(huán)境要求很高，抗干擾能力不強(qiáng)，一般不適合在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用。</p><p>　　單片機(jī)只是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O信號(hào)相連。要將它用于工業(yè)控制，還要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大，要求設(shè)計(jì)者具有很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱工控機(jī)）也是為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，目前

27、比較流行的是PC總線工控機(jī)，它與個(gè)人計(jì)算機(jī)兼容。工控機(jī)采用總線式結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品的兼容性強(qiáng)。工控機(jī)一般是在通用微機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，因此在要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域占有優(yōu)勢(shì)。工控機(jī)的價(jià)格較高，將它有與開關(guān)量控制以取代繼電器系統(tǒng)有些大材小用。工控機(jī)的外部I/O接線一般都用多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷電路板上引出，不如可編程序控制器的接線端子那樣方便可靠。</p><p>　　

28、以上各種計(jì)算機(jī)用語(yǔ)控制的程序一般都是用匯編語(yǔ)言編寫的，不像可編程續(xù)控制器的梯形圖語(yǔ)言那樣易于被工廠的電氣人員掌握。</p><p>　　可編程序控制器是專為工廠現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)上采取整體密封或插件組合型，對(duì)印刷電路板、電源、機(jī)架、插座的制造和安裝，均采用了嚴(yán)密的措施?？删幊绦蚩刂破饔捎诰哂星笆龅母鞣N優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有不可比擬的競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　當(dāng)然在電梯的控制領(lǐng)域

29、也具有重要的地位，把可編程序控制器用于電梯運(yùn)動(dòng)的核心部分是很合理的選擇，而且可編程序控制器現(xiàn)在在市場(chǎng)上也是一種成熟的產(chǎn)品。總之，經(jīng)上述比較可得，我確定選用PLC控制電梯的運(yùn)行。</p><p>　　1.2 電梯PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建</p><p><b>　　1).機(jī)房</b></p><p>　　機(jī)房用來(lái)安裝曳引機(jī)、電控屏、限速器等。機(jī)房可

30、以設(shè)置在井道頂部，也可設(shè)置在井由自部。當(dāng)機(jī)房設(shè)于井道底部時(shí)，即為曳引機(jī)下置式曳引方式。這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建筑物承重大，對(duì)井道尺寸要求大，只有在機(jī)房無(wú)法頂置時(shí)才使用。對(duì)于絕大多數(shù)電梯，橢均設(shè)于井道頂部。機(jī)房必須有足夠的面積，高度、承重能力及良好的通風(fēng)條件。</p><p><b>　　2).曳引系統(tǒng)</b></p><p>　　曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪組

31、成。曳引機(jī)由電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器、機(jī)座、曳引輪等組成，它是電梯的動(dòng)力源；曳引鋼絲繩的兩端分別連接轎廂和對(duì)重裝置（或者兩端固定在機(jī)座房上），依靠鋼絲繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)轎廂的升降；導(dǎo)向輪的作用是分開轎廂和對(duì)重裝置的距離，采用復(fù)繞型時(shí)還可增加曳引能力。導(dǎo)向輪安裝在曳引機(jī)架上或重梁上。當(dāng)鋼絲繩的繞繩比大于1時(shí)，在轎廂和對(duì)重架上應(yīng)增設(shè)反繩輪。反繩輪的個(gè)數(shù)可以是1個(gè)、2個(gè)，甚至3個(gè)，這與曳引比有關(guān)。</p>&l

32、t;p><b>　　3).導(dǎo)向系統(tǒng)</b></p><p>　　導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架等組成。它的作用是限制轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌架上；導(dǎo)軌架是支承導(dǎo)軌的組件，與井道壁聯(lián)接；導(dǎo)靴裝在轎廂和對(duì)重架上，與導(dǎo)導(dǎo)軌配合，強(qiáng)制轎廂和對(duì)重的運(yùn)動(dòng)服從于導(dǎo)軌的直立方向。</p><p><b>　　4).門系統(tǒng)</b><

33、;/p><p>　　門系統(tǒng)由轎廂門、層門、開門機(jī)、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、門鎖等組成。轎廂門社在轎廂入口，由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴和門刀等組成；層門社在層站入口，由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴和門鎖裝置及開鎖裝置組成；開門機(jī)社在轎廂上，是轎廂門和層門啟閉的動(dòng)力源。</p><p><b>　　5).轎廂</b></p><p>　　轎廂是用以運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件。它由

34、轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是轎廂體的承重構(gòu)架。是由上橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成；轎廂體由轎廂底、轎廂壁、轎廂頂及照明、通風(fēng)裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕等組成；轎廂體空間的大小由額定載重量和額定載客量決定。</p><p><b>　　6).門廳</b></p><p>　　每一層電梯門口裝的門，門上帶有機(jī)器鎖及電氣接點(diǎn)。客梯多為自動(dòng)開關(guān)門，開關(guān)門由轎廂門上的開門

35、刀帶動(dòng)廳門上的橡皮勒轆來(lái)完成的，而轎廂門是由轎廂上的開關(guān)門裝置驅(qū)動(dòng)的。</p><p><b>　　7).井道</b></p><p>　　井道由圍壁、頂板及底坑圍成一個(gè)在納電梯轎廂和對(duì)重的有限空間。為了出人，在每個(gè)層站開有入口。</p><p><b>　　8).圍壁</b></p><p>　　

36、圍壁的作用是將電梯與外界分隔開，當(dāng)導(dǎo)軌架直接安裝在圍壁上時(shí)，它還應(yīng)承受費(fèi)切力。圍壁的結(jié)構(gòu)分為封閉式和空格式。</p><p><b>　　9).頂板</b></p><p>　　井道的頂部是機(jī)房，它是維修人員工作的地方。因此頂板必須是封閉型的，將井道與機(jī)房完全隔離。頂板還具有阻止機(jī)房即傳向井道的作用。對(duì)于快、高速電梯，為了取得良好的隔聲效果，常在井道頂部設(shè)隔音層，此時(shí)

37、的井道頂成了雙層結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　10).底坑</b></p><p>　　井道的底坑深入地面，用于安裝緩沖器、限速器、鋼絲繩漲緊裝置等。由于深人了地面，因此要求防水，最好有排水設(shè)施。</p><p>　　11).重量平衡系統(tǒng)</p><p>　　該系統(tǒng)由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。對(duì)重由對(duì)重架和對(duì)重塊組成

38、，對(duì)重將平衡轎廂自重和部分的額定載重；重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對(duì)重側(cè)曳引鋼絲繩長(zhǎng)度變化對(duì)電梯設(shè)計(jì)影響的裝置。</p><p>　　12).電力拖動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　該系統(tǒng)由曳引機(jī)、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置和變頻器等組成。對(duì)電梯實(shí)行速度控制。曳引電動(dòng)機(jī)是電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯的配置可用交流電動(dòng)機(jī)或直流電動(dòng)機(jī)；供電系統(tǒng)是為電動(dòng)機(jī)提供電源的裝置；速度反饋裝置是為調(diào)速系統(tǒng)

39、提供電梯運(yùn)行速度信號(hào)，一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器，與電動(dòng)機(jī)相連；調(diào)速裝置對(duì)曳引電動(dòng)機(jī)實(shí)行調(diào)速控制；變頻器可以通過改變頻率的大小來(lái)控制其運(yùn)行速度的快慢。</p><p>　　13).電器控制系統(tǒng)</p><p>　　該系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層器等組成，它起著操縱和控制電梯運(yùn)行的作用。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作箱或手柄開關(guān)箱、層站召喚按鈕、轎頂和機(jī)房中的檢

40、修或應(yīng)急；位置顯示裝置是指轎內(nèi)和層站的指層燈；層站上一般能顯示電梯運(yùn)行方向或轎廂所在的層站；控制屏安裝在機(jī)房中，由各類電氣控制元件（或板）組成，是電梯實(shí)行電氣控制的集中組件；選層器能起到指示和反饋轎廂位置、決定運(yùn)行方向、發(fā)出加減速信號(hào)等作用。它可由機(jī)械式、繼電器式或電子式組成。</p><p>　　14).安全保護(hù)系統(tǒng)</p><p>　　電梯上設(shè)有機(jī)械和電氣的各類保護(hù)系統(tǒng)，以保證電梯安全

41、使用。機(jī)械方面的有限速器和安全鉗，起超速保護(hù)作用；緩沖器，起沖頂和撞底保護(hù)作用；切斷總電源的極限保護(hù)。</p><p>　　1.3 可行性論證</p><p>　　可編程序控制器是由繼電器邏輯控制而來(lái)的，所以它在開關(guān)量處理、順序控制方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展初期主要側(cè)重于開關(guān)量順序控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器增加了數(shù)值運(yùn)算、PID閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，并開始與個(gè)人計(jì)算機(jī)或小型計(jì)算機(jī)聯(lián)

42、網(wǎng)，它本身也可以構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。</p><p>　　可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域，在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著可編程序控制器的性能價(jià)格比的不斷提高，過去許多使用專用計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合也可以使用可編程序控制器。比如用在開關(guān)量的控制，這是可編程序控制器最基本最廣泛的應(yīng)用，它的輸入和輸出信號(hào)都是只有通、斷狀態(tài)的開關(guān)量信號(hào)，這種控制與繼電器控制最為接近，可以用價(jià)格較低，僅有開關(guān)量控制的功能的

43、可編程序控制器作為繼電器控制系統(tǒng)的替代物。開關(guān)量邏輯控制可以用于單臺(tái)設(shè)備，也可以用于自動(dòng)線生產(chǎn)線，如機(jī)床控制、沖壓、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)械的控制，同樣也可以用于電梯的控制。</p><p>　　通過上述的簡(jiǎn)述，我希望在控制系統(tǒng)中能夠達(dá)到如下要求：</p><p><b>　　1).乘坐舒適感</b></p><p>　　根據(jù)人們生活中的經(jīng)驗(yàn)

44、證明，在運(yùn)動(dòng)速度不變的情況下，速度值的大小對(duì)人們的器官基本上沒有什么影響，這只是指人們沿地面或空中的沿與地面平行的任意方向運(yùn)動(dòng)的情況而言的。高速的升降運(yùn)動(dòng)就和上述運(yùn)動(dòng)有所不同。這是由于在升降運(yùn)動(dòng)中，人體周圍氣壓的迅速變化，對(duì)人們的器官產(chǎn)生影響。例如耳膜會(huì)感到壓力而嗡嗡響等等。只要采取一定措施，這些影響是可以消除的。所以目前電梯的運(yùn)行速度雖已高達(dá)10m/s。仍能使乘客無(wú)大的不適感。</p><p>　　2).電梯理

45、想運(yùn)行曲線</p><p>　　根據(jù)大量的研究和實(shí)驗(yàn)表明，人可接受的最大加速度為am≤1.5m/s2，加速度變化率ρm≤3m/s3,電梯的理想運(yùn)行曲線按加速度可劃分為三角形、梯形和正弦波形，由于正弦波形加速度曲線實(shí)現(xiàn)較為困難，而三角形曲線最大加速度和在啟動(dòng)及制動(dòng)段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的加速度變化率均大于梯形曲線，即 ρm跳變到-ρm或由-ρm跳變到 ρm的加速度變化率，故很少采用，因梯形曲線容易實(shí)現(xiàn)并且有良好加速度變化率頻

46、繁指標(biāo)，故被廣泛采用。</p><p>　　變頻器構(gòu)成的電梯系統(tǒng)，當(dāng)變頻器接收到控制器發(fā)出的呼梯方向信號(hào)，變頻器依據(jù)設(shè)定的速度及加速度值，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，達(dá)到最大速度后，勻速運(yùn)行，在到達(dá)目的層的減速點(diǎn)時(shí)，控制器發(fā)出切斷高速度信號(hào)，變頻器以設(shè)定的減速度將最大速度減至爬行速度，在減速運(yùn)行過程中，變頻器的能夠自動(dòng)計(jì)算出減速點(diǎn)到平層點(diǎn)之間的距離，并計(jì)算出優(yōu)化曲線，從而能夠按優(yōu)化曲線運(yùn)行，使低速爬行時(shí)間縮短至0.3s,在電梯的

47、平層過程中變頻器通過調(diào)整平層速度或制動(dòng)斜坡來(lái)調(diào)整平層精度。即當(dāng)電梯停得太早時(shí)，變頻器增大低速度值或減少制動(dòng)斜坡值，反之則減少低速度值或增大制動(dòng)斜坡值，在電梯到距平層位置4—10cm時(shí)，有平層開關(guān)自動(dòng)斷開低速信號(hào)，系統(tǒng)按優(yōu)化曲線實(shí)現(xiàn)高精度的平層，從而達(dá)到平層的準(zhǔn)確可靠。（其速度曲線如下所示）</p><p>　　拋物線—直線綜合速度曲線</p><p>　　拋物線—直線綜合速度曲線的加速時(shí)間

48、的起始階段（ta/n）和最末段（ta/n）均為拋物線形速度曲線，而中間段（n-2）ta/n為直線形的速度曲線；n為起動(dòng)時(shí)間系數(shù)。</p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)的整體布局及其選型</p><p>　　通過上述的分析可知，我所選擇的電梯載重量為1000kg,速度為1m/s,七層七站。PLC的型號(hào)為FX2N-128MR，通過其繼電器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)出梯形圖，通過PLC的選型連接其PLC接線圖。

49、電動(dòng)機(jī)選用交流三相異步電動(dòng)機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)和操作簡(jiǎn)便、價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐用、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)是調(diào)速性差、概率因數(shù)低。變頻器選用安川變頻器（616G5），它作為通用變頻器適合任何應(yīng)用場(chǎng)合,在低速下能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)（1%額定轉(zhuǎn)速），并且極其精確地運(yùn)行。它的自動(dòng)調(diào)整功能可使世界各地生產(chǎn)的電動(dòng)機(jī)達(dá)到高性能運(yùn)行。具有如下優(yōu)點(diǎn)：低速大轉(zhuǎn)矩和全頻域平穩(wěn)加、減速；驅(qū)動(dòng)普通電機(jī)能達(dá)到最佳的控制效果；操作簡(jiǎn)單靈活；具有擴(kuò)展功能，既可單機(jī)使用也可

50、聯(lián)網(wǎng)使用；設(shè)計(jì)平均無(wú)故障時(shí)間：250 000小時(shí)。</p><p>　　把50Hz的工頻交流電經(jīng)過處理后輸出頻率可調(diào)的交流電的電氣裝置叫變頻器。它由整流電路、濾波電路、再生制動(dòng)電路、逆變電路和控制電路組成。</p><p>　　第二章 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理</p><p>　　2.1 PLC的體系結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC

51、實(shí)質(zhì)上是一種被專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)和微機(jī)是基本一致的。如下圖所示：</p><p>　　PLC硬件的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.2 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　可編程序控制器簡(jiǎn)稱為PLC（Programmable Logic Controller）主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。（如下圖所示）</p&g

52、t;<p>　　可編程序控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無(wú)異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU（中央處理單元）、存儲(chǔ)器（RAM和EPROM）、輸入/輸出模塊（簡(jiǎn)稱I/O模塊）、編程器和電源五大部分組成。</p><p>　　(1) CPU模塊</p><p>　　CPU模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器（CPU）和存儲(chǔ)器

53、組成。CPU的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作：</p><p>　　輸入處理：將現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。</p><p>　　程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制有關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。</p><p>　　

54、輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。</p><p>　　(2) I/O模塊</p><p>　　I/O模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)。輸入信號(hào)有兩類：一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字開關(guān)、限位開關(guān)、接收開關(guān)、關(guān)電開關(guān)、壓力繼電器等來(lái)的開關(guān)量輸入信號(hào)；另一類是由電位器、熱電偶、測(cè)速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的

55、連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)。</p><p>　　可編程序控制器通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，可編程序控制器控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。</p><p>　　CPU模塊的工作電壓一般是5V，而可編程序控制器的輸入/輸出信號(hào)電壓一般較高，如直流24V和交流220V。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件，或使可

56、編程序控制器不能正常工作，所以CPU模塊不能直接與外部輸入/輸出裝置相連。I/O模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。</p><p><b>　　(3) 編程器</b></p><p>　　編程器除了用來(lái)輸入和編輯程序外，還可以用來(lái)監(jiān)視可編程序控制器運(yùn)行時(shí)梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。</p><p>　　編程器可以永久地連續(xù)

57、在可編程序控制器上，將它取下來(lái)后可編程序控制器也可以運(yùn)行。一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時(shí)使用，一臺(tái)編程器可供多臺(tái)可編程序控制器公用。</p><p>　　2.3 開關(guān)量I/O模塊</p><p>　　開關(guān)量模塊的輸入輸出信號(hào)僅有接通和斷開兩種狀態(tài)。電壓等級(jí)有直流5V，12V，24V，48V和交流110V，220V等。輸入輸出電壓的允許范圍很寬，如某交流220V輸入模塊的允許低電壓為0

58、~70V，高電壓為70~256V，頻率為47~63HZ。</p><p>　　各I/O點(diǎn)的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元件顯示在面板上，外部I/O接線一般接在模塊的接線端子上，某些模塊使用可拆除的插座型端子板，在不拆去端子的外部連線的情況下，可以迅速地更換模。開關(guān)量I/O模塊可能4，8，16，32，64點(diǎn)。</p><p>　　2.3.1 輸入模塊 </p><

59、p>　　2.3.1 a 直流輸入電路</p><p>　　輸入電路中設(shè)有RC濾波電路，以防止由于輸入點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈沖引起的錯(cuò)誤的輸入信號(hào)。濾波電路延遲時(shí)間的典型值為10~20ms（信號(hào)上升沿）和20~50ms（信號(hào)下降沿），輸入電流約為10mA，上圖2.3.1a是某直流輸入模塊的內(nèi)部電路和外部接線圖。本節(jié)的輸入電路和輸出電路都只畫出了一路，COM是各路的公共點(diǎn)。圖中的輸入觸點(diǎn)直接接在公共點(diǎn)和輸入端（40

60、0是梯形圖中輸入繼電器的編號(hào)）之間，不需要外接電源。有的可編程序控制器還可以為接近開關(guān)、</p><p>　　光電開關(guān)之類的傳感器提供24V電源。（如圖2.3.1b）</p><p>　　圖2.3.1 b 輸入電路</p><p>　　當(dāng)圖2.3.1b中的外接觸點(diǎn)接通時(shí)，光電耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導(dǎo)通，信號(hào)經(jīng)內(nèi)部電路傳送給CPU模塊。</

61、p><p>　　圖2.3.1 c是交流輸入電路。光電耦合器中有兩個(gè)反并聯(lián)的發(fā)光二極管，顯示用的兩個(gè)發(fā)光二極管也是反并聯(lián)的，因此這個(gè)電路可以接收外部的交流輸入電壓。</p><p>　　圖2.3.1 c 交流輸入電路</p><p>　　2.3.2 輸出模塊</p><p>　　輸出模塊的功率放大元件有大功率晶體管和磁效應(yīng)管（驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載）、

62、雙向可控硅（驅(qū)動(dòng)內(nèi)交流負(fù)載）和小型繼電器，后者可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載或直流負(fù)載。輸出電流的典型值為0.5~2A，負(fù)載電源由外部現(xiàn)場(chǎng)提供。</p><p>　　輸出電流的額定值與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)，但是只能驅(qū)動(dòng)100VA/22V的電感性負(fù)載和100W的白熾燈。額定負(fù)載電流還與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)額定負(fù)載電流減小，有的可編程序控制器提供了有關(guān)曲線。</p><p>　　輸出模塊內(nèi)可能設(shè)置有熔斷器，并在模

63、塊面板上用發(fā)光二極管顯示熔斷器的狀態(tài)。某些新式的模塊用非破壞性的電子保護(hù)電路代替熔斷器。</p><p>　　2.4 可編程序控制器的工作原理</p><p>　　可編程序控制器是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的，它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸入、輸出繼電器等。這種計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的“軟繼電器”，與繼電器系統(tǒng)中的物理結(jié)構(gòu)在功能上某些相似之

64、處。</p><p>　　2.4.1 可編程序控制器的工作原理</p><p>　　可編程序控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）狀態(tài)與停止（STOP）狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，可編程控制器通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。為了使可編程序控制器的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至可編程序控制器停機(jī)或切換到STOP工作狀態(tài)。

65、</p><p>　　除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中，可編程序控制器還要完成，內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5個(gè)階段（見左上圖）?？删幊绦蚩刂破鞯倪@種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。由于計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的速度極高，從外部輸入-輸出關(guān)系來(lái)看，處理過程似乎是同時(shí)完成的。</p><p>　　在內(nèi)部處理聯(lián)合階段?？删幊绦蚩刂破鳈z查CPU模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器

66、復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。</p><p>　　在通信服務(wù)階段，可編程序控制器與別的帶微處理器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。當(dāng)可編程序控制器處于停止（STOP）狀態(tài)時(shí)，只執(zhí)行以上的操作?？删幊绦蚩刂破魈幱冢≧UN）狀態(tài)時(shí)，還要完成另外3個(gè)階段的操作（見右圖），圖中僅畫出了與用戶程序執(zhí)行過程有關(guān)的3個(gè)階段。</p><p>　　2.4.2 掃描周期<

67、;/p><p>　　可編程序控制器在RUN工作狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行一次上圖所示的掃描操作所需的時(shí)間稱為掃描周期，其典型值為1~100ms。指令執(zhí)行所需的時(shí)間與用戶程序的長(zhǎng)短、指令的種類和CPU執(zhí)行指令的速度有很大的關(guān)系。當(dāng)用戶程序較長(zhǎng)時(shí)，指令執(zhí)行時(shí)間在掃描周期中占相當(dāng)大的比例。</p><p>　　不過嚴(yán)格地來(lái)說(shuō)掃描周期還包括自診斷、通信等。如圖2.4.2所示。</p><p>

68、;　　圖2.4.2 PLC的掃描運(yùn)行方式</p><p><b>　　(1)輸入采樣階段</b></p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次讀入所有的數(shù)據(jù)和狀態(tài)它們存入I/O映象區(qū)的相應(yīng)單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入數(shù)據(jù)和狀態(tài)發(fā)生變化I/O映象區(qū)的相應(yīng)單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)也不會(huì)改變。所以輸入如果是脈沖信號(hào)，

69、它的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。</p><p>　　(2)用戶程序執(zhí)行階段</p><p>　　在用戶程序執(zhí)行階段，PLC的CPU總是由上而下，從左到右的順序依次的掃描梯形圖。并對(duì)控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并以此刷新該邏輯線圈或輸出線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)?；蛘叽_定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。例如：算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳達(dá)等。

70、</p><p><b>　　(3)輸出刷新階段</b></p><p>　　在輸出刷新階段，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)刷新所有的數(shù)據(jù)鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)響應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)才是PLC真正的輸出。</p><p>　　2.5 PLC的選型</p><p>　　為了能夠更好的選型，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)

71、詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.5.1 輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算</p><p>　　I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%～20%的可擴(kuò)展余

72、量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。</p><p>　　2.5.2 存儲(chǔ)器容量的估算</p><p>　　存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。<

73、/p><p>　　存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。</p><p>　　2.5.3 控制功能的選擇</p><p>　　該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特

74、性的選擇。</p><p>　　(一)運(yùn)算功能 簡(jiǎn)單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選

75、型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。</p><p>　　(二)控制功能 控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控

76、制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。</p><p>　　(三)通信功能 大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。</p

77、><p>　　PLC系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。</p><p>　　PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列

78、幾種形式：1）PC為主站，多臺(tái)同型號(hào)PLC為從站，組成簡(jiǎn)易PLC網(wǎng)絡(luò)；2）1臺(tái)PLC為主站，其他同型號(hào)PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)；3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4）專用PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。</p><p>　　為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。</p>

79、<p>　　(四)編程功能 PLC的編程有離線編程和在線編程兩種，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求合理選用。</p><p>　　離線編程方式：PLC和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)C

80、PU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。</p><p>　　(五)診斷功能 PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對(duì)

81、PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。</p><p>　　PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。</p><p>　　(六)處理速度 PLC采用掃描方式工作。從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則PLC將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。處理速度與用戶程序的長(zhǎng)度、CPU處理速度、

82、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前，PLC接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約0.2～0.4Ls，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：小型PLC的掃描時(shí)間不大于0.5ms/K；大中型PLC的掃描時(shí)間不大于0.2ms/K。</p><p>　　2.5.4 機(jī)型的選擇</p><p><b>　　(一)PLC的類型</b></

83、p><p>　　PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長(zhǎng)分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型。</p><p>　　整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方

84、便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。</p><p>　　(二)輸入、輸出模塊的選擇</p><p>　　輸入、輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對(duì)輸入模塊，應(yīng)考慮信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)隔離、信號(hào)供電方式等應(yīng)用要求。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場(chǎng)合

85、，但價(jià)格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。</p><p>　　可根據(jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本?？紤]是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架等。</p><p><b>　　(三)電源的選擇</b></p><p>　　PLC的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)

86、PLC應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書要求設(shè)計(jì)和選用外，一般PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用220VAC電源，與國(guó)內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。</p><p>　　如果PLC本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對(duì)提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對(duì)輸入和輸出信號(hào)的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管隔離。</p><p&g

87、t;<b>　　(四)存儲(chǔ)器的選擇</b></p><p>　　由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求PLC的存儲(chǔ)器容量，按256個(gè)I/O點(diǎn)至少選8K存儲(chǔ)器選擇。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。</p><p>　　(五)冗余功能的選擇</p><p><b>

88、　　1．控制單元的冗余</b></p><p>　　（1）重要的過程單元：CPU（包括存儲(chǔ)器）及電源均應(yīng)1：1冗余。</p><p>　?。?）在需要時(shí)也可選用PLC硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余系統(tǒng)、兩重化或三重化冗余容錯(cuò)系統(tǒng)等。</p><p>　　2． I/O接口單元的冗余</p><p>　　（1）控制回路的多點(diǎn)I/O卡應(yīng)冗

89、余配置。</p><p>　?。?）重要檢測(cè)點(diǎn)的多點(diǎn)I/O卡可冗余配置。</p><p>　　（3）根據(jù)需要對(duì)重要的I/O信號(hào)，可選用兩重化或三重化的I/O接口單元。</p><p><b>　　(六)經(jīng)濟(jì)性的考慮</b></p><p>　　選擇PLC時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比。考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作

90、性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費(fèi)用。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì)CPU選用、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都有影響，在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。</p><p>　　2.6 FX2N可編程序控制器簡(jiǎn)介</p>&

91、lt;p>　　FX2N 是FX系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型可編程序控制器。它的基本指令執(zhí)行時(shí)間高達(dá)0.08μs每條指令，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了很多大型可編程序控制器。用戶存儲(chǔ)器容量可擴(kuò)展到16K步，最大可擴(kuò)展到每256個(gè)I/O點(diǎn)，有5種模擬量輸入/輸出模塊、高速計(jì)數(shù)器模塊、脈沖輸出模塊、4種位置控制模塊、多種RS-232C/RS-242/RS-485串行通信模塊或功能擴(kuò)展板，以及模擬定時(shí)器功能擴(kuò)展板，使用特殊功能模塊和功能擴(kuò)展板，可以實(shí)現(xiàn)模

92、擬量控制、位置控制和聯(lián)網(wǎng)通信等功能。</p><p>　　2.7 PLC控制程序設(shè)計(jì)</p><p>　　2.7.1 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則</p><p>　　1) 最大限度的滿足被控對(duì)象的控制要求。</p><p>　　2) 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便。</p><p&g

93、t;　　3) 保證控制系統(tǒng)安全可靠。</p><p>　　4) 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留 有余量。</p><p>　　2.7.2 PLC編程步驟</p><p>　　具體編制一個(gè)PLC控制程序的基本步驟如下(其流程圖見2.7)。 </p><p>　　2.7.3 PLC提供的編程語(yǔ)言</p

94、><p>　　1) 標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言也是我們最常用的一種語(yǔ)言，它有以下特點(diǎn)；</p><p>　　A.它是一種圖形語(yǔ)言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和一些圖形符號(hào)構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。</p><p>　　B.梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開和常閉，接點(diǎn)可以是PLC輸入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。<

95、/p><p>　　C.梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。</p><p>　　D.PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)條件使用。</p><p>　　2) 語(yǔ)句表語(yǔ)言，類似于匯編語(yǔ)言

96、。</p><p>　　3)邏輯功能圖語(yǔ)言，沿用半導(dǎo)體邏輯框圖來(lái)表達(dá)，一般一個(gè)運(yùn)算框表示一個(gè)功能，左邊畫輸入、右邊畫輸出。</p><p>　　圖2.7 PLC編程步驟</p><p>　　第三章 電梯的發(fā)展、分類、規(guī)格參數(shù)及組成</p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p&

97、gt;　　3.1.1 電梯產(chǎn)品的錄屬關(guān)系和在人民物質(zhì)生活中的作用</p><p>　　在我國(guó)，電梯、手扶梯、自動(dòng)人行道等屬于起重運(yùn)輸設(shè)備。電梯是在垂直方向上運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備，手扶梯是在斜面上運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備。但是電梯和手扶梯都是把人或貨物從一個(gè)水平面提升到另一個(gè)水平面的起重運(yùn)輸設(shè)備。</p><p>　　隨著人口的增加、科學(xué)技術(shù)日新月異地發(fā)展、人們物質(zhì)生活水平的逐步提高，建筑業(yè)得以迅速發(fā)展，

98、大批的高樓大廈拔地而起，十幾層至幾十層的賓館、飯店、辦公樓、住宅樓鱗次櫛比。完全可以預(yù)想到，隨著社會(huì)的發(fā)展，電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位將會(huì)和汽車一樣，成為重要的運(yùn)輸設(shè)備之一。</p><p>　　3.1.2 電梯產(chǎn)品發(fā)展簡(jiǎn)史</p><p>　　據(jù)國(guó)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(shí)的金字塔，曾使用過由人力驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)械。公元1765年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)后，1

99、858年美國(guó)研制出以蒸汽機(jī)為動(dòng)力，并通過帶傳動(dòng)和蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)的電梯。1878年英國(guó)的阿姆斯特郎發(fā)明了水壓梯。并隨著水壓梯的發(fā)展，淘汰了蒸汽梯。后來(lái)又采用液壓泵和控制閥以及直接拄塞式和側(cè)拄塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯，這種液壓梯至今仍為人們所采用。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(dòng)力來(lái)源。</p><p>　　我國(guó)電梯的使用歷史悠久。80年代中期以來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)外開放，對(duì)內(nèi)告活經(jīng)濟(jì)的政策深入貫徹執(zhí)行，隨著技

100、術(shù)引進(jìn)工作的進(jìn)一步開展，在國(guó)內(nèi)建立一批合資和獨(dú)資電纜生產(chǎn)廠，使我國(guó)的電梯工業(yè)又取得巨大的發(fā)展，我國(guó)又新頒布一批具有80年代國(guó)際水平的電梯制造標(biāo)準(zhǔn)，隨著采用新標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的電梯批量推向市場(chǎng)，技術(shù)性能和質(zhì)量明顯提高的電梯又進(jìn)一步促進(jìn)建筑業(yè)和電梯業(yè)的發(fā)展，電梯工業(yè)蓬勃發(fā)展的局面已經(jīng)形成。</p><p>　　3.1.3 電梯的運(yùn)行工作情況</p><p>　　電梯在做垂直運(yùn)行的過程中，有起點(diǎn)站也有

101、終點(diǎn)站。對(duì)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)有?？空?。起點(diǎn)站設(shè)在一樓，終點(diǎn)站設(shè)在最高樓，設(shè)在一樓的起點(diǎn)站常作為基站。起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間的?？空痉Q為中間站。</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或觸鈕。一般電梯在兩端站的召喚箱上各設(shè)置一只按鈕或觸鈕，中間層站的召喚箱上各設(shè)置兩只按鈕或觸鈕。對(duì)于無(wú)司機(jī)控制的電梯。在各層站的召喚箱上均設(shè)置一只按鈕或觸鈕。而電梯

102、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(duì)應(yīng)的按鈕或觸鈕，供司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行。召喚箱上的按鈕或觸鈕稱為指令或觸鈕，操縱箱上的按鈕或觸鈕稱為內(nèi)指令按鈕或觸鈕。外指令按鈕或觸鈕發(fā)出的電信號(hào)稱為外指令信號(hào)。內(nèi)指令按鈕或觸鈕發(fā)出的電信號(hào)稱為內(nèi)指令信號(hào)。80年代中期后，觸鈕已被微動(dòng)按鈕所取代。</p><p>　　作為電梯基站的廳外召喚箱，除設(shè)置一只召喚按鈕或觸鈕外，還設(shè)置一只鑰

103、匙開關(guān)，以便下班關(guān)閉電梯時(shí)，司機(jī)或管理人員把電梯開到基站后，可以通過專用鑰匙扭動(dòng)鑰匙開關(guān)，把電梯的廳轎門關(guān)閉妥當(dāng)后，自動(dòng)切斷電梯控制電源或動(dòng)力源。</p><p>　　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(dòng)、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(dòng)化程度比較高，一般電梯的司機(jī)或乘用人員只需要通過操縱箱上按鈕或觸鈕向電氣控制

104、系統(tǒng)下達(dá)一個(gè)指令，電梯就能自動(dòng)關(guān)門、定向、起動(dòng)、加速，在預(yù)定的層站平層?？块_門。對(duì)于自動(dòng)化程度比較高的電梯，司機(jī)或乘用人員一次還可以下達(dá)一個(gè)一上的指令信號(hào)，電梯便能夠依次起動(dòng)和?？浚来瓮瓿扇蝿?wù)。</p><p>　　盡管電梯和汽車在運(yùn)行工作過程有許多不同的地方，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?hào)時(shí)，電梯到站能自動(dòng)平層

105、停靠開門接客。而載貨電梯的運(yùn)行工作情況下則類似卡車，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(shí)一般一次只能下達(dá)一個(gè)指令任務(wù)，當(dāng)一個(gè)指令任務(wù)完成后才達(dá)另一個(gè)任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過程中，從一個(gè)層站出發(fā)到另一層站時(shí)，假若中間層站出現(xiàn)指令信號(hào)，一般都不能自動(dòng)?？浚暂d貨電梯的自動(dòng)化程度比乘客電梯低。</p><p>　　3.2 電梯的分類</p><p>　　電梯的分類比較復(fù)雜，一般常

106、從不同的角度進(jìn)行分類。</p><p>　　3.2.1 按用途分類</p><p>　　1）乘客電梯：為運(yùn)送乘客而設(shè)計(jì)的電梯。主要用于賓館、飯店、辦公樓、大型商店等客流量大的場(chǎng)合。這類電梯為了提高運(yùn)送效率，其運(yùn)行速度比較快，自動(dòng)化程度比較高，轎廂的尺寸和結(jié)構(gòu)形式多為寬度大于深度，使乘客能暢通地進(jìn)出。而且安全設(shè)施齊全，裝潢美觀。</p><p>　　2）載貨電梯：為

107、運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)的并通常有人伴隨的電梯。主要用于兩層樓以上的車間和各類倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)合。這類電梯的裝潢不太講究，自動(dòng)化程度和運(yùn)行速度一般比較低，而載重量和轎廂尺寸的變化范圍比較大。</p><p>　　3）病床電梯：為運(yùn)送病床而設(shè)計(jì)的電梯。</p><p>　　4）雜貨電梯（服務(wù)電梯）：供圖書館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書、文件、食品等，并不允許人員進(jìn)入的電梯。這種電梯的安全設(shè)施不齊全，不準(zhǔn)運(yùn)送乘客。為

108、了不使人員進(jìn)入轎廂，進(jìn)入轎廂內(nèi)部的門洞及轎廂的面積都設(shè)得非常小，而且轎廂的凈高度一般不大于1.2m。</p><p>　　5）住宅電梯：供住宅樓使用的電梯。</p><p>　　6）客貨電梯：主要用做運(yùn)送乘客，但也運(yùn)送貨物的電梯，它與乘客電梯的區(qū)別在于轎廂內(nèi)部的裝飾結(jié)構(gòu)不同。</p><p>　　7）特殊電梯：除上述常用的幾種電梯外，還有為特殊環(huán)境、特殊條件、特殊要

109、求而設(shè)計(jì)的電梯。如船舶電梯、觀光電梯、防腐電梯、車輛電梯等。</p><p>　　3.2.2 按速度分類</p><p>　　1）低速度：速度V≤1. 0m/s的電梯。</p><p>　　2）快速度：速度1.0m/s＜V＞2.0m/s的電梯。</p><p>　　3）高速度：速度V≥2.0m/s的電梯。</p><p&

110、gt;　　3.2.3 按曳引電動(dòng)機(jī)的供電電源分類</p><p>　　（1）交流電源供電的電梯：</p><p>　　1）采用交流異步雙速電機(jī)變極調(diào)速拖動(dòng)的電梯，簡(jiǎn)稱交流雙速電梯（速度一般小于1.0m/s）。</p><p>　　2）采用交流異步雙繞組雙速電機(jī)調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)的電梯（俗稱ACVV拖動(dòng)電梯）</p><p>　　3）采用交流異步單