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文檔簡介
1、<p> 好 </p><p> 基于PLC的三層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計</p><p> 摘要 電梯是高層建筑不可缺少的運輸工具,用于垂直運送乘客和貨物,傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器---繼電器進(jìn)行控制,其缺點是觸點多,故障率高,可靠性差,維修工作量大等,而采用PLC組成的控制系統(tǒng)
2、可以很好的解決上述問題 </p><p> 本論文通過討論電梯控制系統(tǒng)的組成,闡述可編程控制器(PLC)在電梯控制中 的采用,采用三菱PLC編程的程序控制方式,提出了三層電梯的PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案,設(shè)計過程,組成,列出了具體的主要硬件電路,電梯的控制梯形圖及指令表。并給出了系統(tǒng)組成框圖和程序流程圖,在分析,處理隨機(jī)信號邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上,提出了PLC的編程方法,設(shè)計了一套完整的電梯控制系統(tǒng)方案。采用本方
3、案實現(xiàn)電梯控制,能搞解決繼電器---接觸器觸點多,故障率高,可靠性差,安裝調(diào)試周期長,維修工作量大,接線復(fù)雜等缺點。使電梯運行更加安全,方便,舒適。 </p><p> 關(guān)鍵詞:安全 電梯 PLC 梯形圖 系統(tǒng)組成框圖 </p><p><b> 目 錄</b></p><p> 摘要(中文)基于PLC的三層電
4、梯控制系統(tǒng)的設(shè)計………………………………Ⅰ</p><p> 摘要(英文)PLC based three layer elevator control system design…… ⅠⅠ </p><p> 第一章 電梯概述…………………………………………………………………1</p><p> 1.1引言………………………………………………………
5、…………………1</p><p> 1.2電梯的發(fā)展簡史……………………………………………………………… 8</p><p> 1.3電梯的基本結(jié)構(gòu)………………………………………………………………19</p><p> 1.4 電梯的分類…………………………………………………………………16</p><p> 第二章 可編程控制器簡
6、稱……………………………………………………18</p><p> 2.1 PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用 ………………………………………… 20</p><p> 2.1.1 PLC的工作原理 …………………………………………………………… 20</p><p> 2.1.2 PLC的編程語言 …………………………………………………………… 22</p&g
7、t;<p> 2.2 PLC基本指令……………………………………………………………… 22</p><p> 2.3梯形圖設(shè)計規(guī)則………………………………………………………………23</p><p> 第三章三層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 …………………………………25</p><p> 3.1 電梯的控制要 …………………………………………
8、……………………30 </p><p> 3.2三層電梯主電路……………………………………………………………32</p><p> 3.3輸入輸出點數(shù)電路…………………………………………………… 33</p><p> 3.4 PLC外圍接線圖…………………………………………………………… 36</p><p
9、> 3.5 功能指令表概述 ……………………………………………………………40</p><p> 3.6 程序分析………………………………………………………………………40</p><p> 3.7 三層電梯梯形圖程序…………………………………………………………… 42</p><p> 3.8 三層電梯助記符語句程序…………………………………………
10、………… 44</p><p> 3.9 本系統(tǒng)的不足及改進(jìn)…………………………………………………… 47</p><p> 第四章PLC電梯控制系統(tǒng)調(diào)試…………………………………………………… 52</p><p> 4.1硬件調(diào)試…………………………………………………………………………53</p><p> 4.2可編程控制器的
11、調(diào)試……………………………………………………………… 60</p><p> 4.3電梯模型的調(diào)試……………………………………………………………… 66</p><p> 結(jié)論………………………………………………………………………………………… 71</p><p> 致謝………………………………………………………………………………………… 74</p&
12、gt;<p> 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………75</p><p><b> 第一章電梯簡述</b></p><p><b> 1.1 引言</b></p><p> 電梯是隨著高層建筑的興建而發(fā)展起來的一種垂直運輸工具,在國民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,
13、隨著城鄉(xiāng)建設(shè)的不斷發(fā)展,電梯也會以更快的速度進(jìn)入到我們的日常生活當(dāng)中。在現(xiàn)代社會,電梯已像汽車、輪船一樣,成為人類不可缺少的交通運輸工具。當(dāng)今世界,電梯的使用量已成為衡量現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在高層建筑中,電梯是不可或缺的重要設(shè)備,早期的電梯采用繼電器接觸控制系統(tǒng),但由于電梯控制系統(tǒng)的復(fù)雜性,使繼電器接觸控制系統(tǒng)的接線復(fù)雜,可能使用成百上千的各式各樣的繼電器,由很多導(dǎo)線用復(fù)雜的方式連接起來,這樣如果某個繼電器損壞或者觸點接觸不良,都會影
14、響整個系統(tǒng)的正常運行,查找和排除故障是非常困難的,因此繼電器控制系統(tǒng)的可靠性較低??删幊炭刂破?PLC)具有編程軟件易學(xué)易懂的梯形圖語言、控制靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)、運行穩(wěn)定可靠、維修工作量小,維修方便等特點,現(xiàn)在的電梯控制多采用可編程控制器來實現(xiàn)。由于電梯的運行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號以及自身控制規(guī)律等運行的,而樓層和轎廂的呼叫是隨機(jī)的,電梯實際上是一個人機(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
15、此,系統(tǒng)采用集選控制方式。這種電</p><p> 1.2 電梯的發(fā)展簡史</p><p> 電梯:elevator;lift;moving staircase。一種以電動機(jī)為動力的垂直升降機(jī),裝有箱狀吊艙,用于多層建筑乘人或載運貨物。也有臺階式,踏步板裝在履帶上連續(xù)運行,俗稱扶梯。</p><p> 1854年,在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上,美國人伊萊沙&
16、#183;格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明。他站在裝滿貨物的升降梯平臺上,命令助手將平臺拉升到觀眾都能看得到的高度,然后發(fā)出信號,令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉纜繩。令人驚訝的是,升降梯并沒有墜毀,而是牢牢地固定在半空中——奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用?!耙磺邪踩?,先生們?!闭驹谏堤萜脚_上的奧的斯先生向周圍觀看的人們揮手致意。誰也不會想到,這就是人類歷史上第一部安全升降梯。</p><
17、;p> 1889年12月,美國奧的斯電梯公司制造出了名副其實的電梯,它采用直流電動機(jī)為動力,通過蝸輪減速器帶動卷筒上纏繞的繩索,懸掛并升降轎廂。1892年,美國奧的斯公司開始采用按鈕操縱裝置,取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動繩索的操縱方式,為操縱方式現(xiàn)代化開了先河。</p><p> 中國最早的一部電梯出現(xiàn)在上海,是由美國奧的斯公司于1901年安裝的。1932年由美國奧的斯公司安裝在天津利順德酒店的電梯至今還在安全
18、運轉(zhuǎn)著。1951年,黨中央提出要在天安門安裝一臺由我國自行制造的電梯,天津從慶生電機(jī)廠榮接此任,四個月后不辱使命,順利地完成了任務(wù)。十一屆三中全會后,沐浴著改革開放的春風(fēng),我國電梯業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的時期。如今,在我國任何一個城市,電梯都在被廣泛應(yīng)用著。電梯給人們的生活帶來了便利,也為我國現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強(qiáng)大的保障。</p><p> 值得哈爾濱市民感到光榮的是,我們還擁有著國內(nèi)為數(shù)不多運行著的老式電梯
19、,那種現(xiàn)在只能在老電影中出現(xiàn)的,像籠子一樣的,手拉門的老電梯。讓人們仿佛回到了那個神秘的年代,浮想聯(lián)翩。而且這個有著100年歷史的古老電梯也成了外地旅游觀光者一定不應(yīng)錯過的景觀,坐在上面隨著古老的電梯扶搖直上,一種歷史感和懷舊感一定會油然而生。1.3 電梯的基本結(jié)構(gòu) </p><p> 曳引式電梯是垂直交通運輸工具中使用最普遍的一種電梯,現(xiàn)將其基本結(jié)構(gòu)介紹如下?! ? 曳引系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)
20、由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪及反繩輪等組成。 曳引機(jī)由電動機(jī)、聯(lián)軸器、制動器、減速箱、機(jī)座、曳引輪等組成,它是電梯的動力源。 </p><p> 曳引鋼絲繩的兩端分別連接轎廂和對重(或者兩端固定在機(jī)房上),依靠鋼絲繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力來驅(qū)動轎廂升降。 導(dǎo)向輪的作用是分開轎廂和對重的間距,采用復(fù)繞型時還可增加曳引能力。導(dǎo)向輪安裝在曳引機(jī)架上或承重梁上。 當(dāng)鋼絲繩的繞繩比大于1時,在轎廂頂和
21、對重架上應(yīng)增設(shè)反繩輪。反繩輪的個數(shù)可以是1個、2個甚至3個,這與曳引比有關(guān)?! ? 導(dǎo)向系統(tǒng) 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重的活動自由度,使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作升降運動。 導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌架上,導(dǎo)軌架是承重導(dǎo)軌的組件,與井道壁聯(lián)接。 導(dǎo)靴裝在轎廂和對重架上,與導(dǎo)軌配合,強(qiáng)制轎廂和對重的運動服從于導(dǎo)軌的直立方向。 3 門系統(tǒng) 門
22、系統(tǒng)由轎廂門、層門、開門機(jī)、聯(lián)動機(jī)構(gòu)、門鎖等組成。 轎廂門設(shè)在轎廂入口,由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴和門刀等組成。 層門設(shè)在層站入口,由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴、門鎖裝置及應(yīng)急開鎖裝置組成。 開門機(jī)設(shè)在轎廂上,是轎廂門和層門啟閉的動力源?! ? 轎廂 轎廂用以運送乘客或貨物的電梯組件。它是由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架</p><p> 1.4 電梯的分類 </p&
23、gt;<p> 電梯的定義為:用電力拖動的轎廂運行于鉛垂的或傾斜不大于15°的兩列剛性導(dǎo)軌之間運送乘客或貨物的固定設(shè)備。習(xí)慣上不論其驅(qū)動方式如何,將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運輸工具的總稱。</p><p> 根據(jù)建筑的高度、用途及客流量(或物流量)的不同,而設(shè)置不同類型的電梯。目前電梯的基本分類方法大致如下。</p><p><b> 1 按用途分類
24、</b></p><p> 1.1 乘客電梯, 為運送乘客設(shè)計的電梯,要求有完善的安全設(shè)施以及一定的轎內(nèi)裝飾。</p><p> 1.2 載貨電梯, 主要為運送貨物而設(shè)計, 通常有人伴隨的電梯。</p><p> 1.3 醫(yī)用電梯, 為運送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車而設(shè)計的電梯,轎廂具有長而窄的特點。</p><p> 1.4 雜
25、物電梯, 供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等設(shè)計的電梯。</p><p> 1.5 觀光電梯, 轎廂壁透明,供乘客觀光用的電梯。</p><p> 1.6 車輛電梯, 用作裝運車輛的電梯。</p><p> 1.7 船舶電梯, 船舶上使用的電梯。</p><p> 1.8 建筑施工電梯, 建筑施工與維修用的電梯。</p
26、><p><b> 1.9</b></p><p> 其它類型的電梯,除上述常用電梯外,還有些特殊用途的電梯,如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。</p><p><b> 2 按驅(qū)動方式分類</b></p><p><b> 2.1</b></
27、p><p> 交流電梯,用交流感應(yīng)電動機(jī)作為驅(qū)動力的電梯。根據(jù)拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。</p><p> 2.2 直流電梯,用直流電動機(jī)作為驅(qū)動力的電梯。這類電梯的額定速度一般在2.00m/s以上。</p><p> 2.3 液壓電梯,一般利用電動泵驅(qū)動液體流動,由柱塞使轎廂升降的電梯。</p><
28、p> 2.4 齒輪齒條電梯, 將導(dǎo)軌加工成齒條,轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪,電動機(jī)帶動齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。</p><p> 2.5 螺桿式電梯,</p><p> 將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋,再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂,然后通過電機(jī)經(jīng)減速機(jī)(或皮帶)帶動螺母旋轉(zhuǎn),從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。</p><p> 2.6 直線
29、電機(jī)驅(qū)動的電梯,其動力源是直線電機(jī)。</p><p> 電梯問世初期,曾用蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)作為動力直接驅(qū)動電梯,現(xiàn)已基本絕跡。</p><p><b> 3 按速度分類</b></p><p> 電梯無嚴(yán)格的速度分類,我國習(xí)慣上按下述方法分類。</p><p> 3.1 低速梯,常指低于1.00m/s速度的電梯。&
30、lt;/p><p> 3.2 中速梯,常指速度在1.00~2.00m/s的電梯。</p><p> 3.3 高速梯,常指速度大于2.00m/s的電梯。</p><p> 3.4 超高速,速度超過5.00m/s的電梯。</p><p> 隨著電梯技術(shù)的不斷發(fā)展,電梯速度越來越高,區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應(yīng)地提高。</p&g
31、t;<p> 4 按電梯有無司機(jī)分類</p><p> 4.1 有司機(jī)電梯,電梯的運行方式由專職司機(jī)操縱來完成。</p><p><b> 4.2</b></p><p> 無司機(jī)電梯,乘客進(jìn)入電梯轎廂,按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕,電梯自動運行到達(dá)目的層樓,這類電梯一般具有集選功能。</p><p&
32、gt; 4.3 有/無司機(jī)電梯,這類電梯可變換控制電路,平時由乘客操縱,如遇客流量大或必要時改由司機(jī)操縱。</p><p> 5 按操縱控制方式分類</p><p> 5.1 手柄開關(guān)操縱,電梯司機(jī)在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關(guān),實現(xiàn)電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運行狀態(tài)。</p><p> 5.2 按鈕控制電梯:是一種簡單的自動控制電梯,具有自動平層功能
33、,常見有轎外按鈕控制、轎內(nèi)按鈕控制兩種控制方式。</p><p><b> 5.3</b></p><p> 信號控制電梯,這是一種自動控制程度較高的有司機(jī)電梯。除具有自動平層,自動開門功能外,尚具有轎廂命令登記,層站召喚登記,自動停層,順向截停和自動換向等功能。</p><p><b> 5.4</b></p
34、><p> 集選控制電梯,是一種在信號控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的全自動控制的電梯,與信號控制的主要區(qū)別在于能實現(xiàn)無司機(jī)操縱。</p><p> 5.5 并聯(lián)控制電梯,2~3臺電梯的控制線路并聯(lián)起來進(jìn)行邏輯控制,共用層站外召喚按鈕,電梯本身都具有集選功能。</p><p> 5.6 群控電梯,是用微機(jī)控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形
35、式。</p><p><b> 6 其它分類方式</b></p><p><b> 6.1</b></p><p> 按機(jī)房位置分類,則有機(jī)房在井道頂部的(上機(jī)房)電梯、機(jī)房在井道底部旁側(cè)的(下機(jī)房)電梯,以及有機(jī)房在井道內(nèi)部的(無機(jī)房)電梯。</p><p> 6.2 按轎廂尺寸分類,則經(jīng)
36、常使用“小型”、“超大型”等抽象詞匯表示。</p><p> 此外,還有雙層轎廂電梯等。</p><p><b> 7 特殊電梯</b></p><p><b> 7.1</b></p><p> 斜行電梯,轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導(dǎo)軌運行,是集觀光和運輸于一體的輸送設(shè)備。特別是由于土地
37、緊張而將住宅移至山區(qū)后,斜行電梯發(fā)展迅速。</p><p> 7.2 立體停車場用電梯,根據(jù)不同的停車場可選配不同類型的電梯。</p><p><b> 7.3</b></p><p> 建筑施工電梯,是一種采用齒輪齒條嚙合方式(包括銷齒傳動與鏈傳動,或采用鋼絲繩提升),使吊籠作垂直或傾斜運動的機(jī)械,用以輸送人員或物料,主要應(yīng)用于建筑施工
38、與維修。它還可以作為倉庫、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長期使用的垂直運輸機(jī)械。</p><p> 第二章 可編程控制器簡稱</p><p><b> 一.各部分的作用</b></p><p> 1. CPU運算和控制中心起“心臟”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
39、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,然后輸出到輸出接口、控制外部驅(qū)動器。</p><p> 組成:CPU由控制器、運算器和寄存器組
40、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> 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。</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
41、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><p><b> 3.輸入/輸出接口</b></p><p>&
42、lt;b> ?。?)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
43、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> ?。?)輸出接口</b></p><p> PL
44、C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。</p><p><b> 三種類型:</b&g
45、t;</p><p> 繼電器輸出:有觸點、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載</p><p> 晶體管輸出:無觸點、壽命長、直流負(fù)載</p><p> 晶閘管輸出:無觸點、壽命長、交流負(fù)載</p><p><b> 4.編程器</b></p><p> 編程器分為兩種,一種是手持編程器,方便。
46、我們實驗室使用的就是手持編程器。二種是通過PLC的RS232口。與計算機(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> 第二節(jié) PLC的基本工作原理</p><p> 一.PLC采用“順序掃描,不斷循環(huán)”的工作方式</p><p> 1.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。
47、</p><p> 2.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> 3.一個掃描周期分為輸入采樣,程序執(zhí)行,輸出刷新。</p><p> 4.元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。</p><p> 5.掃描周期的長短
48、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> 6.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> 二.PLC與繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)區(qū)別</p><p> 1.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
49、工作方式是“并行”。</p><p> 前者用“軟件”,后者用“硬件”。</p><p> 2.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> PLC 編程方式</b></p><p> PLC最突出的優(yōu)點采用“軟繼
50、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><b> 梯形圖語言特點:</b></p><p> 1.每個梯形圖由多個梯級組成。</p><p> 2.梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的邏輯電源
51、。當(dāng)某一梯級的邏輯運算結(jié)果為“1”時,有假想的電流通過。</p><p> 3.繼電器線圈只能出現(xiàn)一次,而它的常開、常閉觸點可以出現(xiàn)無數(shù)次。</p><p> 4.每一梯級的運算結(jié)果,立即被后面的梯級所利用。</p><p> 5.輸入繼電器受外部信號控制。只出現(xiàn)觸點,不出現(xiàn)線圈。</p><p> 第四節(jié) 主要技術(shù)性能</p&
52、gt;<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/計數(shù),移位指令占2個字。數(shù)據(jù)操作指令占2~4個字。2.1.1 PLC的工作原理 當(dāng)PLC投入運行后,其工作過程一般分為三個階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個
53、運行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。</p><p> (一) 輸入采樣階段</p><p> 在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此,如果輸入是脈沖信
54、號,則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。</p><p> (二) 用戶程序執(zhí)行階段</p><p> 在用戶程序執(zhí)行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時,又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運算,然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果,刷新該
55、邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。</p><p> 即,在用戶程序執(zhí)行過程中,只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化,而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,
56、排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。</p><p> (三) 輸出刷新階段</p><p> 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時,才是PLC的真正輸出</p><p> 同樣的若
57、干條梯形圖,其排列次序不同,執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外,采用掃描用戶程序的運行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然,如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略,那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。</p><p> 一般來說,PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等,即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時間的總和。
58、 2.1.2 PLC的編程語言 </p><p> PLC的用戶程序是設(shè)計人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求,通過PLC編程語言的編制設(shè)計的。根據(jù)國際電工委員會制定的工業(yè)控制編程語言標(biāo)準(zhǔn)(IEC1131-3)。PLC的編程語言包括以下五種:梯形圖語言(LD)、指令表語言(IL)、功能模塊圖語言(FBD)、順序功能流程圖語言(SFC)及結(jié)構(gòu)化文本語言(ST)。 </p><p>
59、1、梯形圖語言(LD)</p><p> 梯形圖語言是PLC程序設(shè)計中最常用的編程語言。它是與繼電器線路類似的一種編程語言。由于電氣設(shè)計人員對繼電器控制較為熟悉,因此,梯形圖編程語言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用。</p><p> 梯形圖編程語言的特點是:與電氣操作原理圖相對應(yīng),具有直觀性和對應(yīng)性;與原有繼電器控制相一致,電氣設(shè)計人員易于掌握。</p><p> 梯
60、形圖編程語言與原有的繼電器控制的不同點是,梯形圖中的能流不是實際意義的電流,內(nèi)部的繼電器也不是實際存在的繼電器,應(yīng)用時,需要與原有繼電器控制的概念區(qū)別對待。</p><p> 圖1是典型的交流異步電動機(jī)直接啟動控制電路圖。圖2是采用PLC控制的程序梯形圖。</p><p> 圖1 交流異步電動機(jī)直接啟動電路圖</p><p><b> 圖2 PLC梯
61、形圖</b></p><p> 2、指令表語言(IL)</p><p> 指令表編程語言是與匯編語言類似的一種助記符編程語言,和匯編語言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。在無計算機(jī)的情況下,適合采用PLC手持編程器對用戶程序進(jìn)行編制。同時,指令表編程語言與梯形圖編程語言圖一一對應(yīng),在PLC編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換。圖3就是與圖2PLC梯形圖對應(yīng)的指令表。</p><
62、;p><b> 圖3 指令表</b></p><p> 指令表表編程語言的特點是:采用助記符來表示操作功能,具有容易記憶,便于掌握;在手持編程器的鍵盤上采用助記符表示,便于操作,可在無計算機(jī)的場合進(jìn)行編程設(shè)計;與梯形圖有一一對應(yīng)關(guān)系。其特點與梯形圖語言基本一致。</p><p> 3、功能模塊圖語言(FBD)</p><p> 功
63、能模塊圖語言是與數(shù)字邏輯電路類似的一種PLC編程語言。采用功能模塊圖的形式來表示模塊所具有的功能,不同的功能模塊有不同的功能。圖4是對應(yīng)圖1交流異步電動機(jī)直接啟動的功能模塊圖編程語言的表達(dá)方式。</p><p><b> 圖4 功能模塊圖</b></p><p> 功能模塊圖編程語言的特點:功能模塊圖程序設(shè)計語言的特點是:以功能模塊為單位,分析理解控制方案簡單容易
64、;功能模塊是用圖形的形式表達(dá)功能,直觀性強(qiáng),對于具有數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)的設(shè)計人員很容易掌握的編程;對規(guī)模大、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng),由于功能模塊圖能夠清楚表達(dá)功能關(guān)系,使編程調(diào)試時間大大減少。</p><p> 4、 順序功能流程圖語言(SFC)</p><p> 順序功能流程圖語言是為了滿足順序邏輯控制而設(shè)計的編程語言。編程時將順序流程動作的過程分成步和轉(zhuǎn)換條件,根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對控制
65、系統(tǒng)的功能流程順序進(jìn)行分配,一步一步的按照順序動作。每一步代表一個控制功能任務(wù),用方框表示。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。這種編程語言使程序結(jié)構(gòu)清晰,易于閱讀及維護(hù),大大減輕編程的工作量,縮短編程和調(diào)試時間。用于系統(tǒng)的規(guī)模校大,程序關(guān)系較復(fù)雜的場合。圖5是一個簡單的功能流程編程語言的示意圖。</p><p><b> 圖5</b></p><p>
66、; 順序功能流程圖編程語言的特點:以功能為主線,按照功能流程的順序分配,條理清楚,便于對用戶程序理解;避免梯形圖或其他語言不能順序動作的缺陷,同時也避免了用梯形圖語言對順序動作編程時,由于機(jī)械互鎖造成用戶程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以理解的缺陷;用戶程序掃描時間也大大縮短。</p><p> 5、結(jié)構(gòu)化文本語言(ST)</p><p> 結(jié)構(gòu)化文本語言是用結(jié)構(gòu)化的描述文本來描述程序的一種編程語言
67、。它是類似于高級語言的一種編程語言。在大中型的PLC系統(tǒng)中,常采用結(jié)構(gòu)化文本來描述控制系統(tǒng)中各個變量的關(guān)系。主要用于其他編程語言較難實現(xiàn)的用戶程序編制。</p><p> 結(jié)構(gòu)化文本編程語言采用計算機(jī)的描述方式來描述系統(tǒng)中各種變量之間的各種運算關(guān)系,完成所需的功能或操作。大多數(shù)PLC制造商采用的結(jié)構(gòu)化文本編程語言與BASIC語言、PASCAL語言或C語言等高級語言相類似,但為了應(yīng)用方便,在語句的表達(dá)方法及語句的
68、種類等方面都進(jìn)行了簡化。</p><p> 結(jié)構(gòu)化文本編程語言的特點:采用高級語言進(jìn)行編程,可以完成較復(fù)雜的控制運算;需要有一定的計算機(jī)高級語言的知識和編程技巧,對工程設(shè)計人員要求較高。直觀性和操作性較差。</p><p> 不同型號的PLC編程軟件對以上五種編程語言的支持種類是不同的,早期的PLC僅僅支持梯形圖編程語言和指令表編程語言。目前的PLC對梯形圖(LD)、指令表(STL)、
69、功能模塊圖(FBD)編程語言都以支持。比如,SIMATIC STEP7 MicroWINV3.2。</p><p> 在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計中,要求設(shè)計人員不但對PLC的硬件性能了解外,也要了解PLC對編程語言支持的種類。</p><p> 2.2 PLC基本指令</p><p><b> 20個基本指令:</b></p>&
70、lt;p> LD:取指令(常開觸點)</p><p> LDI:取反指令(常閉觸點)</p><p> AND:串指令(常開觸點)</p><p> ANI:串反指令(常閉觸點)</p><p> OR:并指令(常開觸點)</p><p> ORI:并反指令(常閉觸點)</p><
71、p><b> ORB:并塊指令</b></p><p><b> ANB:串塊指令</b></p><p><b> MPS:進(jìn)棧指令</b></p><p><b> MRD:讀棧指令</b></p><p><b> MPP:
72、出棧指令</b></p><p> PLS:上跳沿微分指令</p><p> PLF:下跳沿微分指令</p><p><b> MC:主控指令</b></p><p> MCR:主控復(fù)位指令</p><p><b> NOP:空指令</b></p&
73、gt;<p><b> OUT:輸出指令</b></p><p><b> END:結(jié)束指令</b></p><p> 2.3梯形圖設(shè)計規(guī)則 </p><p> 盡管梯形圖與繼電器電路圖在結(jié)
74、構(gòu)形式、元件符號及邏輯控制功能等方面相類似,但它們又有許多不同之處,梯形圖具有自己的編程規(guī)則。1)每一邏輯行總是起于左母線,然后是觸點的連接,最后終止于線圈或右母線(右母線可以不畫出)。注意:左母線與線圈之間一定要有觸點,而線圈與右母線之間則不能有任何觸點。2)梯形圖中的觸點可以任意串聯(lián)或并聯(lián),但繼電器線圈只能并聯(lián)而不能串聯(lián)。3)觸點的使用次數(shù)不受限制。4)一般情況下,在梯形圖中同一線圈只能出現(xiàn)一次。如果在程序中,同一線圈使用了
75、兩次或多次,稱為“雙線圈輸出”。對于“雙線圈輸出”,有些PLC將其視為語法錯誤,絕對不允許;有些PLC則將前面的輸出視為無效,只有最后一次輸出有效;而有些PLC,在含有跳轉(zhuǎn)指令或步進(jìn)指令的梯形圖中允許雙線圈輸出。</p><p> 第三章三層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p> 3.1 電梯的控制要求</p><p> 1)當(dāng)電梯停于某層時,有一高層呼叫
76、時,電梯上升到呼叫層停止。2)當(dāng)電梯停于某層時,有一低層呼叫時,電梯下降到呼叫層停止。3)當(dāng)電梯停于某層時,有多高層呼叫時,電梯先上升到較低的呼叫層,停3秒后繼上升到高的呼叫層,響應(yīng)完畢后停止。4)當(dāng)電梯停于某層時,有多低層呼叫時,電梯先下降到較高的呼叫層,停3秒后繼續(xù)下降到低的呼叫層,響應(yīng)完畢后停止。</p><p> 3.2三層電梯主電路
77、60;
78、160; 要求: (1)每層電梯入口處設(shè)有上下請求開關(guān),電梯內(nèi)有乘客到達(dá)層次停站請求開關(guān)。
79、 (2)設(shè)有電梯所處位
80、置指示顯示及電梯運行模式(上升或下降)指示裝置。 &
81、#160; (3)電梯每秒升一層樓。初始狀態(tài)為一層開門。
82、0;
83、60; (4)電梯到達(dá)有停站請求的樓層后,經(jīng)過1s門打開,開門指示燈亮,開門4s后電梯門關(guān)閉,電梯繼續(xù)運行,直至執(zhí)行完最后一個請求信號后停在當(dāng)前層。 </p>
84、<p> 3.3輸入輸出點數(shù)電路</p><p> . 皮帶運輸機(jī)傳輸系統(tǒng)由四臺電動機(jī)M1,M2,M3,M4帶動 </p><p> 起動時M4 → M3→ M2→ M1 (分別間隔5s)</p><p> 停止時M1→ M2→ M3→ M4 (分別間隔5s)</p><p> 2. 當(dāng)某條皮帶機(jī)發(fā)生故
85、障時,該皮帶機(jī)及其前面的皮帶機(jī)立即停止,而其后的皮帶機(jī)則待料運完后才停止。例如:M2出故障,M2和M1立即停止,經(jīng)5s</p><p> 延時后,M3停,再經(jīng)過5s,M4停。</p><p> 3. 設(shè)置故障調(diào)試開關(guān)。</p><p> 3.4 PLC外圍接線圖</p><p> 3.5 功能指令表概述</p><
86、p><b> 應(yīng)用指令一覽表</b></p><p><b> 3.6 程序分析</b></p><p> 控制要求: (1)開始時,電梯處于任意一層。(2)當(dāng)有外呼電梯信號到來是,轎廂響應(yīng)該呼梯信號,達(dá)到該樓層時,轎廂停止運行,(轎廂門打開,延時3秒后自動關(guān)門)(3)當(dāng)有內(nèi)呼電梯信號到來是,轎廂響應(yīng)該呼梯信號,達(dá)到該樓層時,轎
87、廂停止運行,(轎廂門打開,延時3秒后自動關(guān)門)(4)在電梯轎廂運行過程中,即轎廂上升(或下降)途中,任何反方向下降(或上升)的外呼信號均不響應(yīng),但如果反方向外呼梯信號前方再無其他內(nèi)、外呼梯信號時,則電梯響應(yīng)該外呼梯信號。例如,電梯轎廂在一樓,將要運行到三樓,在次過程中可以響應(yīng)二層向上的外呼梯信號,但不響應(yīng)二層向下的外呼梯信號。當(dāng)?shù)竭_(dá)二層,如果三層沒有任何呼梯信號,則電梯可以響應(yīng)二層向下外呼梯信號。否則,電梯將繼續(xù)運行至三樓,然后向下運
88、行響應(yīng)二層向下外呼梯信號。(5)電梯具有最遠(yuǎn)反向外呼梯功能。例如,電梯轎廂在一樓,而同時有二層向下呼梯,三層向下呼梯則電梯轎廂先去三樓響應(yīng)三層向下外呼梯信號。(6)電梯未平層或運行時,開門按鈕和關(guān)門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂停止運行后,按開門按鈕轎廂開門,按關(guān)門按鈕轎廂關(guān)門。 </p><p> 3.7 三層電梯梯形圖程序</p><p><b> 以下是要求:<
89、;/b></p><p> 1、 電梯在運行過程中不響應(yīng)反向呼梯信號;</p><p> 2、 轎廂位置要用LED7段數(shù)碼管顯示;</p><p> 3、 上行下行用上下箭頭指示燈顯示;</p><p> 4、 樓層呼梯用指示燈顯示;</p><p> 5、 電梯的上行下行通過變頻器控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來
90、實現(xiàn)</p><p><b> 具體的控制要求</b></p><p><b> 序號 輸入 輸出</b></p><p> 原停靠層 召喚樓層 運行方向 運行情況</p><p> 1 2F或3F 1F呼 下行 電梯下行至1F停</p><p> 2 1F 2F上
91、呼或2F下呼 上行 電梯上行至2F停</p><p> 3 3F 2F上呼或2F下呼 下行 電梯下行至2F停</p><p> 4 1F或2F 3F呼 上行 電梯上行至3F停</p><p> 5 3F 1F呼、2F同時下呼 下行 電梯下行至2F停10S后繼續(xù)下行至1F停</p><p> 6 1F 2F上、3F同時呼 上行 電梯下行
92、至2F停10S后繼續(xù)下行至1F停</p><p> 7 3F 先2F上呼后 1F呼 先下行后上行 電梯上行至2F停10S后繼續(xù)上行至3F停</p><p> 8 1F 先2F下呼后3F呼 先上行后下行 電梯下行至1F停10S后繼續(xù)上行至2F停</p><p> 9 3F 先1F呼后 2F上呼 停 反向召喚無效</p><p> 10
93、 1F 先3F呼后 2F下呼 停 反向召喚無效</p><p> 3.8 三層電梯助記符語句程序</p><p> 三層電梯分別用1F、2F和3F表示1層、2層和3層。電梯必須具有如下功能:(1)電梯停于1F或2F時,按3F按鈕呼叫,電梯上升到3F才停止;(2)電梯停于2F或3F時,按1F按鈕呼叫,電梯下降到1F才停止;(3)電梯停于1F時,按2F按鈕呼叫,電梯上升到2F停止;
94、(4)電梯停于3F時,按2F按鈕呼叫,電梯下降到2F停止;(5)電梯停于1F,2F和3F均有按鈕呼叫,電梯先上升到2F,暫停2S,然后上升到3F停止;(6)電梯停于3F,2F和1F均有按鈕呼叫,電梯先下降到2F,暫停2S,然后下降到1F停止;(7)電梯上升途中或下降途中,任何反方向按鈕呼叫均無效;(8)每層樓之間到達(dá)時間應(yīng)在12S內(nèi)完成,否則電梯停機(jī);(9)電梯內(nèi)有意外,有聲光報警。</p><p>
95、 第四章PLC電梯控制系統(tǒng)調(diào)試</p><p><b> 4.1硬件調(diào)試</b></p><p> 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(jìn)性,在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用,從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計算機(jī)控制的一個重要方向,成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點之一。為此,自行設(shè)計并制
96、作了3層集選電梯。此電梯所采用的類型為OMRON公司C系列的超小型C20P可編程序控制器。PLC程序設(shè)計采用模塊化編程思想,即根據(jù)各功能實現(xiàn)的條件及原則設(shè)計各個功能模塊。設(shè)計的程序完成電梯自動運行功能如:內(nèi)選外召喚信號的登記、消號、到層開門、上下自動運行等。合理分配轎廂內(nèi)指令的執(zhí)行和廳外召喚的應(yīng)答。</p><p> 4.2可編程控制器的調(diào)試</p><p> 硬件實施方面主要是進(jìn)行控
97、制柜(臺)等硬件的設(shè)計及現(xiàn)場施工。主要內(nèi)容有: 1)設(shè)計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖。 2)設(shè)計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖。 3)根據(jù)施工圖紙進(jìn)行現(xiàn)場接線,并進(jìn)行詳細(xì)檢查。 由于程序設(shè)計與硬件實施可同時進(jìn)行,因此PLC控制系
98、統(tǒng)的設(shè)計周期可大大縮短。</p><p> 4.3電梯模型的調(diào)試的調(diào)試.</p><p> 一、控制要求: 1.系統(tǒng)應(yīng)具備:有司機(jī)、無司機(jī)、消防三種工作模式。 2.系統(tǒng)應(yīng)具備下列幾項控制功能: 1)自動響應(yīng)層樓召喚信號(含上召喚和下召喚)。 2)自動響應(yīng)轎廂服務(wù)指令信號。 3)自動完成轎廂層樓位置顯示(二進(jìn)制方式)。 4)自動顯示電梯運行方向。
99、 5)具有電梯直達(dá)功能和反向最遠(yuǎn)停站功能。 3.系統(tǒng)提供的輸入控制信號: AYS 向上行駛按鈕 AYX 向下行駛按鈕 YSJ 有/無司機(jī)選擇開關(guān) 1YC 一樓行程開關(guān) 2YC 二樓行程開關(guān) 3YC 三樓行程開關(guān) A1J 一樓指令按鈕 A2J 二樓指令按鈕 A3J 三樓指令按鈕 AJ 指令專用開關(guān)(直駛) ZXF 置消防開關(guān) A1S 一樓上召喚按鈕 A2S
100、 二樓上召喚按鈕 A2X 二樓下召喚按鈕 A3S 三樓上召喚按鈕 A3X 三樓下召喚按鈕 4.系統(tǒng)需要輸出的開關(guān)控制信號: KM 開門顯示 GM 關(guān)門顯示 MGB 門關(guān)閉顯示 DCS 上行顯示 DCX 下行顯示</p><p> 線路部分: 1,安全、門鎖回路、制動器械、門機(jī)回路 </p><p><b> 結(jié)
101、 論</b></p><p> 2.1 ×××××××××××××××</p><p> 2.2 ××××××××××
102、××××××××××××××</p><p> 第三章××××××××××××</p><p> 3.1 ×
103、5;×××××××××××××</p><p> 3.2 ×××××××××××××××</p><p>
104、<b> 結(jié) 論</b></p><p> ××××××××××××××××××××××××××××
105、××××××××</p><p><b> 致 謝</b></p><p> ×××××××××××××××××&
106、#215;××××××××××××××××××××××××××××××××××××
107、;××××××××××××××××××××××××××××××</p><p><b> 參考文獻(xiàn):&l
108、t;/b></p><p> [1] ××××××××××××××××××××××××××××××</
109、p><p> [2] ××××××××××××××××××××××××××××××</p><p&
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