1、目 录摘 要 .2关键词 2Abstract2引言 3一 课题概述 .41.1 课题内容综述 .41.2 设计要求 51.2.1.电梯轿箱的控制要求 61.2.2电梯门的控制要求 .61.2.3.补充要求 61.3 主电路的设计 61.3.1拖动电机主电路的设计 .61.3.2门电机主电路的设计 .6二 设计方案 .82.1 方案对比 82.1.1 PLC 与继电器控制系统比较 82.2 PLC 概述 .92.2.1 可编程控制器的产生与发展 .102.2.2 可编程控制器的用途与特点 .12三 PLC 的硬件设计 143.1 PLC 一般设计的内容和步骤 .143.1.1 PLC 控制系统的
2、设计分析 .143.2 分析被控对象并提出控制要求 .143.3 PLC 型号的选择 .163.4 设备选择 .17四 PLC 的软件设计 204.1 输入/输出分配表 204.2 程序流程图 .214.3 PLC 部分程序梯形图 224.3.1 外部信号输入存储程序 224.3.2 轿厢停于某层时，所在楼层存于 D0 并用数码管显示程序 .264.3.3 比较判断轿厢上下行程序 274.3.4 补充程序 294.3.5 开关门程序 294.3.6 轿厢上行程序 32 4.3.7 轿厢下行程序 334.3.3 比较判断轿厢上下行程序 27五 程序调试、运行 .355.1 程序调试 .355.2
3、 程序运行过程中出现的问题及调试 .355.3 程序最终运行情况 .375.4 PLC 控制系统的外部干扰 .37结 论 .38谢 辞 .39参考文献 .402摘 要: 随着科学技术的发展、近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速发展一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。更新换代生产更新型的电梯，电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份，随着自动控制理论与微电子技术的发展，电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电路控制系统(“早期安装的电梯多位继电器控制系统)、PLC 控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高
4、、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而 PLC 控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。关键词:PLC 电梯 可控式编程器Abstract：Along with sciences and technologys development, the recent years, our countrys eleva
5、tor production technology obtained the rapidly expand. Some elevator factory unceasingly is also improving the design, the revision craft. The renewal production renewals elevator, the elevator mainly divides into the mechanical system and the control system two major parts, along with the automatic
6、 control theory and microelectronic technologys development, elevators dragging way and the control method has had the very big change, the exchange velocity modulation is the current elevator dragging main development direction. At present the lift control system mainly has three control modes: Fol
7、lowing electric circuit control system (“early installment elevator many black-white control system), PLC control system, microcomputer control system. Because the black-white control system the failure rate is high, the reliability is bad, control mode not nimble as well as consumed power big and s
8、o on shortcomings, at present has been eliminated gradually. Keywords: PLC elevator controllable -like programmer引 言3随着城市建设的不断发展，高层建筑的不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。电梯就是用于高层建筑物中的固定式升降运输设备，它有一个装载乘客的轿厢，沿着垂直或倾斜角度小于 15的导轨在各楼层间运行，是垂直运行的电梯(通常也简称为电梯)、倾斜方向运行的自动扶梯、倾斜或水平方向运行的自动人行道的总称。随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增
9、多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。有了电梯，摩天大楼才得以崛起，现代城市才得以长高。据估计，截至 2002 年，全球在用电梯约 635 万台，其中垂直电梯约 610万台，自动扶梯和自动人行道约 25 万台。电梯已成为人类现代生活中广泛使用的人员运输工具。人们对电梯安全性、高效性、舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步。如今，世界各国的电梯公司还在不断地进行电梯新品的研发、维修保养服务系统的完善，力求满足人们的对现代建筑交通日益增长的需求。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行
10、状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信号控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。PLC 可靠性高，程序设计方便灵活。本设计在用 PLC 控制变频调速实现电流、速度双闭环的基础上，在不增加硬件设备的条件下，实现电流、速度、位移三环控制。4一 课题概述1.1 课题内容综述课题所研究的内容主要是用可编程控制器（PLC）改造在用电梯自动控制系统。由于大部分老式电梯的电控系统可靠性欠佳，用户寻求对电梯的电控系统进行改造，以节约资金。因此，对电梯控制技术进行研究，找出一条适合国产老式电梯的改造之路，并进而提
11、高国产电梯的技术水平和质量，具有十分重要的意义。针对老式电梯采用的继电器逻辑控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺陷，提出采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器（PLC）来控制电梯。电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。PLC 作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到广泛应用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为当前电梯控制和技术改造的热点之一。PLC 是一种专门从事逻辑控制的微型计算机系统。由于 PLC 具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。因此在工业控制方面得到了广泛应用。自 8
12、0 年代后期PLC 引入我国电梯行业以来，由 PLC 组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普遍采用。并形成了一系列的定型产品。在传统继电器系统的改造工程中，PLC系统一直是主流控制系统。电梯控制系统分为调速部分和逻辑控制部分。调速部分的性能对电梯运行是乘客的舒适感有着重要影响，而逻辑控制部分则是电梯安全可靠运行的关键。为了改善电梯的舒适感和运行的可靠性，现在都改为用 PLC 来控制电梯的运行，这样大大提高了电梯的性能。可编程控制器（PLC）是由工业微型计算机、输入, 输出设备、保护及抗干扰隔离电路等构成的微机控制装置，具有顺序、周期性工作的特征，从应用角度看可编程控制器具有如下特点：1.可靠性
13、高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达 30 万小时。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均无故障工作时间则更长。从 PLC 的机外电路来5说，使用 PLC 构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以
14、外的电路及设备也获得故障 2.配套齐全，功能完善，适用性强PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC 的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。3.易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方
15、式和继电器电路图相当接近，只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。5.体积小，重量轻，能耗低以超小型 PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电
16、一体化的理想控制设备。1.2 设计要求概述：随着时代的发展，工业自动化程度的不断提高，PLC 行业已经在工业市场上占有一大片领地。在此次设计中，我将利用 PLC 来实现对电梯的控制。其中包括对 PLC 硬件的设计，软件设计，驻点路的设计，控制柜的设计，以及6电梯惦记和其他设备的选择，还有原理分析等。相信此次设计后，我对电梯的实际运行能有初步的了解。1.2.1.电梯轿箱的控制要求（1）选向：根据电梯各层内选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼曾位置决定电梯的运行方向。（2）选层换速：指电梯能够根据轿内所选层而决定运行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原则。并且在每次平层的时候都能够换速。（3）
17、楼层位置的指示：选用了数码管显示的方法。由于 FX2N 系列已有内部计数-译码驱动模块，所以只要外部加上 LED 七段显示管和电源就可以显示楼层了。1.2.2电梯门的控制要求要求当电梯平层的时候，电梯门自动打开，经过 10 秒钟后电梯门自动关上。如果遇到有人在门中间的情况，电梯会因为光电开关的作用而自动开门。1.2.3.补充要求出了上述两个要求以外，还要注意的一点就是备用电梯电机的使用，一但曳引电机出现故障，备用电机将手动控制转入运行状态，避免因曳引惦记出故障而引发的不必要的麻烦。1.3 主电路的设计1.3.1拖动电机主电路的设计（1）拖动电机的选择及原理：电梯的种类多种多样，按拖动系）统来分
18、有交流单速/交流双速拖动电梯、交流调压调速电梯等等。在此次设计中，我将采用交流双速电机作为曳引电机，它的优点是简单，经济，更重要的是舒适感好。（2）备用电机的选择：备用电机只要选择和曳引电机一样的型号即可。1.3.2门电机主电路的设计门电机的选择及原理：只要满足功率要求，门电机选用一般三相异步电动机即可。如图中所示电动机的正反转来实现门的开关，采用星角降压启动，KS为速度继电器，用来对开关门到头时制动，防止轿，厅门的损坏7图 1-1 门电机主电路图 图 1-2 拖动电机主电路图8二 设计方案2.1 方案对比PLC 控制的电梯与传统的继电器控制的电梯相比，在许多方面都显示出优越性.首先说一下继电
19、器控制的电梯，所谓继电器控制就是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路） ，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关” 。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用.但是电磁继电器控制的电梯带安全性能方面存在一定安全问题。因此下面我们通过 PLC 与继电器的对比来看看他们的各自特点。2.1.1 PLC 与继电器控制系统比较从某种意义上说，PLC 是从继电接触控制发展而来的。两者既有相似性又有不同之处。(1)继电接触控制全部用硬器件、硬触点和“硬”线连接，为全硬件控制；PLC 内部大部分采用“软”电器、 “软”接点和
20、“软”线连接，为软件控制。(2)继电接触控制系统体积大；PLC 控制系统结构紧凑，体积小。(3)继电接触控制全为机械式触点，动作慢；PLC 内部全为“软接点” ，动作快。(4)继电接触控制功能改变，须拆线、接线乃至更换元器件，比较麻烦；PLC 控制功能改变，一般仅需修改程序即可，极其方便。(5)PLC 控制系统的设计、施工与调试比继电接触控制系统周期短。(6)PLC 控制的自检和监控功能比继电接触控制的强。(7)PLC 的应用范围比继电接触控制的要广泛。(8)PLC 可靠性比继电接触控制的高。此外，可编程序控制器与继电接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。可编程序控制器是以反复扫描的方式工
21、作，是循环地、连续逐条执行程序，任一时刻它只能执行一条指令，也就是说可编程序控制器是以“串行”方式工作的。而继电-接触器是按“并行”方式工作的，或者说是按同时执行方式工作的，只要形成电流通路，就可能有几个电器同时动作。继电-接触器控制的并行工作方式因触点动作的延误易产生竞争和时序失配等问题，这些在串行工作方9式的可编程序控制器中不会发生。结合 PLC 与电磁继电器的对比，可以看出 PLC 在电梯控制方面的优势。表 2-1 可编程序控制器与继电器柜的区别可编程序控制器 继电器柜控制方式程序（软件） 继电器配线（硬件）控制功能指令定 时计 数程 序 寄 存等以软件实现大规模高兴能控制器件接 触 器
22、中 间 继 电 器时 间 继 电 器等功能有限，随规模加大而大型化控制要素无触点（也有有触电的） ，高可靠性，寿命长，高速控制。有触点，寿命有限，低速控制变更控制更改程序可适应各种控制对象 更改器件之间连接，更改困难2.2 PLC 概述2.2.1 可编程控制器的产生与发展在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1969 年美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称 Program
23、mable Controller（PC） 。个人计算机（简称 PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为 Programmable Logic Controller（PLC） 。国际电工委员会（IEC）对 PLC 的定义是：可编程控制器是一种数字运算操10作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。2.2.2 可编程控制器的用途与特点PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、
24、编程简单等特点。因而广泛应用于钢铁、水泥、石油化工、采矿、电力、机械制造、汽车、环保等行业。PLC 应用通常可分为五种类型：顺序控制、运动控制、闭环过程控制、数据处理、通信和联网。PLC 有以下 7 种性能特点：1.抗干扰能力强，可靠性高；2.控制系统结构简单、通用性强、应用灵活；3.编程方便，易于使用；4.功能完善，扩展能力强；5.PLC 控制系统设计、安装、调试方便；6.维修方便，维修工作量小；7.结构紧凑、体积小、重量轻，易于实现机电一体化。(3)可编程控制器的分类按 I/O 点数容量分：1.小型机 2.中型机 3.大型机按结构形式分：1.整体式结构 2.组合式结构(4)可编程序控制器的
25、组成PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，如下图 2.1 所示：11图 2-1 PLC 硬件结构1、中央处理单元（CPU）中央处理单元（CPU）是 PLC 的控制中枢。它按照 PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据：检查电源、存储器、I/O 以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误，当 PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入 I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内。等所有的用户程
26、序执行完毕之后，最后将 I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高 PLC 的可靠性，灵活性，近年来对大型 PLC 还采用双 CPU 构成冗余系统，或采用三 CPU 的表决式系统。这样，即使某个 CPU 出现故障，整个系统仍能正常运行。2、存储器（Memory）可编程控制器的控制中枢，在系统监控下工作，承担着将外部输入的信号的状态写入映像寄存器区域，然后将结果送到输出映像寄存器区域。CPU 常用的微处理器有通用型微处理器，单片机和位片式计算机等。小型 PLC 的 CPU 多采用单片机或专用的 CPU。大型 PLC 的 CPU
27、多用位片式结构，具有高速数据处12理能力。3、基本 I/O 接口电路（1）输入接口单元。PLC 内部输入电路作用是将 PLC 外部电路（如行程开关、按钮、传感器等）提供的、符合 PLC 输入电路要求的电压信号，通过光耦电路送至 PLC 内部电路。（2）输出接口单元。PLC 输出电路用来将 CPU 运算的结果变换成一定形式的功率输出，驱动被控负载（电磁铁、继电器、接触器线圈等） 。PLC 输出电路结构形式分为继电器式、晶闸管式和晶体管输出型等三种。在继电器式输出中，CPU 可以根据程序执行的结果，使 PLC 内设继电器线圈通电，带动触点闭合，通过继电器闭和的触点，由外部电源驱动交、直流负载。优点
28、是过载能力强，交、直流负载皆宜。但存在动作速度较慢，且为有触点系统，使用寿命有限等问题。双向晶闸管和晶体管输出型输出分别具有驱动交、直流负载的能力。晶闸管输出型 CPU 通过光耦电路的驱动，使双向晶闸管通断，可以驱动交流负载；晶体管输出型 CPU 通过光耦电路的驱动，使双晶体管通断，驱动直流负载。优点是两者均为无触点开关系统，不存在电弧现象，而且开关速度快，缺点是半导体器件的过载能力差。以上列举了六类输入和输出电路形式，各类 PLC 产品的输入、输出电路结构形式均有所不同，但光耦隔离及阻容滤波等抗干扰措施是相似的。3、接口电路PLC 接口电路分为 I/O 扩展接口电路和外设通信接口电路两类。（
29、1）I/O 扩接口电路I/O 扩展接口电路用连接 I/O 扩展单元，可以用来扩充开关量 I/O 点数和增加模拟量的 I/O 端子。I/O 扩展接口电路采用并行接口和串行接口两种电路形式。根据被控制对象对 PLC 控制系统的技术和要求，确定用户所需的输入、输出设备，据此确定 PLC 的 I/O 点数。（2）外设通信接口电路通信接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器，并能13组成 PLC 的控制网络。PLC 通过 PC/PPI 电缆或使用 MPI 卡通过 RS-485 接口和电缆与计算机连接，可以实现编程、监控、联网等功能。4、电源PLC 内部配有一个专用开关式稳压电源，将交流/直
30、流供电电源转化为 PLC内部电源需要的工作电源（5V 直流） 。当输入端子为非干接点结构时，为外部输入元件提供 24V 直流电源（仅供输入点使用） 。14三 PLC 的硬件设计3.1 PLC 一般设计的内容和步骤3.1.1 PLC 控制系统的设计分析1.最大限度地满足被控对象的控制要求充分发挥 PLC 的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计 PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决
31、设计中的重点问题和疑难问题。2.保证 PLC 控制系统安全可靠保证 PLC 控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证 PLC 程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等） ，也能正常工作。3.力求简单、经济、使用及维修方便一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降
32、低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。3.2 分析被控对象并提出控制要求详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对 PLC 控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。1 确定输入输出设备15根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等） ，从而确定与 PLC 有关的输入/输出设备，以确定 PLC 的I/O 点数。 2 选择 PLCPLC 选择包括对 P
33、LC 的机型、容量、I/O 模块、电源等的选择，详见本章第二节。3.分配 I/O 点并设计 PLC 外围硬件线路(1).分配 I/O 点画出 PLC 的 I/O 点与输入输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在第步中进行。4.设计 PLC 外围硬件线路画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入 PLC 的控制电路等由 PLC 的 I/O 连接图和 PLC 外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。5. 程序设计根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计 PLC 程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定
34、的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：（1）初始化程序。在 PLC 上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。（2）检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时再添加。（3）保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。6 程序模拟程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程16序的运行创造必要的环境条件
35、。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。1）硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台 PLC 或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到 PLC 系统的输入端，其时效性较强。2）软件模拟法是在 PLC 中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。7 硬件实施硬件实施方面主要是进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。主要内容有：1) 设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。2)设计系统各部分之间的电气互连图。3)根据施工图纸进行现场接线，并
36、进行详细检查。由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此 PLC 控制系统的设计周期可大大缩短。 8 联机调试联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从 PLC 只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到 EPROM 中，以防程序丢失。3.3 PLC 型号的选择随着 PLC 技术的发展， PLC 产品的种类也越来越多。不同型号的 PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不
37、同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用 PLC，对于提高 PLC 控制系统的技术经济指标有着重要意义。由于市面上三菱产品型号较多，种类齐全，技术先进，加之本人对三菱产品的青睐，所以我选择较前沿的产品三菱 FX2N 系列产品。 1 可编程控制器的硬件设计：171）输入输出点的估算：首先列出被控制对象输入输出的设备名称，并根据所需要的输入输出点数进行统计，根据统计的数据，增加 10%20%的可扩展余量后就得到了输入输出点数的估计数据。以此为依据可以算出 I/O 总点数约为 100 点。2）开关量输入、输出模块的选择：根据 PLC 输入、输出量点数与性质，可确定 I/O 模块型号与数量，高密度模块
38、如 32、64 点，平均每点价较低，但受到工作电压、工作电流和环境温度的限制，同时应注意同时接通的点数不应超过总数的 60%。3）硬件接线图如图 3-3-1 所示图 3-3-1 硬件接线图3.4 设备选择1.主回路设备的选择a 曳引电机 型号：YDDL160L-6/8 ，额定功率：11KW ，额定电压：380V ，额定电流：23A ，功率因数：0.83b 备用曳引电机 选型通上c 门机 型号：Y100L-2 ，额定功率：3KW ，额定电压：380V ，额定电流：187A ，功率因数：0.87d 其他：曳引电机交流接触器：TYC4-25熔断器：BLR1-63/3P 分断能力：50000A热继电器
39、：JR20-25熔断式刀开关：HH4-30/3-25门电机交流接触器：TYC2-12-9熔断器：BLR1-63/3P-14热继电器：JR20-25-10熔断式刀开关：HH3-15/2-10计算说明：根据电梯最大载重量可算出电梯所需要的功率，约 11KW。因此选择 YKKL160L-6/8 型号的交流双速电机。然后根据此电机 的额定电流选出接触器，熔断器和热继电器等数据，注意熔断器额定电流约为电机电流的 1.82.1 倍。门电机根据拖动要求选择额定功率为 3KW 的电机。2PLC 型号及其开关输入输出量的选择：根据要求可以估计 I/O 总点数约为 90 点。所以我选择 FX2N-128MR 主机
40、。他的特点是 a 运算速度高：0.08us/指令 b 内置 8000 步 RAM 存储器辅助继电器3072 点。显示数码管：由于其内部计数-译码及 A-D 转换模块已经置好，所以可直接选用 BS201A 型号的 LED 七段数码管。3.5 FX2N-48MR-001 系列 PLC 的功能(1)集成型&高性能CPU 电源 输入输出三为一体。对 6 种基本单元，可以以最小 8 点为单位连接输入输出扩展设备，最大可以扩展输入输出 256 点。(2)高速运算基本指令：0.08s/指令，.应用指令：100s/指令(3)安心、宽裕的存储器规格内置 8000 步 RAM 存储器。安装存储盒后，最大可以扩展到
41、 16000 步。19(4)丰富的软元件范围辅助继电器：3072 点，定时器：256 点，计数器：235 点.数据寄存器：8000 点根据 PLC 机型选择的基本原则，本课题中选择了三菱公司 FX2N-48-MR-001系列的 PLC。20四 PLC 的软件设计4.1 输入输出分配表表 4-1 为该课题的输入输出分配表。输入信号有：内呼信号 4 个，外呼信号 6 个，开关门信号 2 个，轿厢平层信号 4 个，开关门限位 2 个，上下极限位 2 个，共计 20 个。输出信号有：内呼信号指示 4 个，外呼信号指示 6 个，轿厢上下行 2 个，轿厢上下行指示 2 个，门电机开关 2 个，轿厢所在楼层
42、指示 6 个，共计 23 个。输入 输出0 1 层内呼 X000 0 1 层内呼指示 Y0001 2 层内呼 X001 1 2 层内呼指示 Y0012 3 层内呼 X002 2 3 层内呼指示 Y0023 4 层内呼 X003 3 4 层内呼指示 Y0034 1 层外呼上 X004 4 1 层外呼上指示 Y0045 2 层外呼下 X005 5 2 层外呼上指示 Y0056 2 层外呼上 X006 6 2 层外呼上指示 Y0067 3 层外呼下 X007 7 3 层外呼上指示 Y0078 3 层外呼上 X010 8 3 层外呼上指示 Y0109 4 层外呼下 X011 9 4 层外呼上指示 Y0
43、11输入 输出10 开门开关 X012 10 电梯上行 Y01211 关门开关 X013 11 电梯下行 Y01312 1 层平层 X014 12 门电机开 Y01413 2 层平层 X015 13 门电机关 Y01514 3 层平层 X016 14 电梯上行指示 Y01615 4 层平层 X017 15 电梯下行指示 Y01716 开门限位 X020 16 楼层指示 Y020Y0262117 关门限位 X021 1718 上极限位 X022 1819 下极限位 X023 19表 4-1 输入输出分配表4.2 程序流程图图 4-1 为该课题整个程序的流程图。假设电梯停于一楼，则 D0 中的值为
44、 1。此时如果按下三楼向上按钮，则 D9中赋值为 3。然后就将 D9 中的值与 D0 中的值相比较，显然 D9 大于 D0，电梯上行。如果在上行过程中如果按下二楼向上按钮，则先停于二楼，再上行至三楼。如果在上行过程中按下二楼向下按钮，由于是反向信号，所以电梯先去三楼，所有的上行信号均响应以后再响应下行信号。如果按下四楼向下按钮，则电梯完成其他外呼向上信号以后就上行至四楼。电梯到达四楼后，如果同时按下一楼向上按钮、二楼向上按钮、三楼向上按钮，则轿厢首先下行至一楼响应最远反向呼信号。然后再上行至二楼、三楼。22的信号所在的楼轿厢停于最后响应层外部信号输入轿厢停于某一层存储在 D1D10中存储在 D
45、0 中在 D1D10 中，将第一个得到值的数据存储器中的值与 D0 中的值进行比较，从而判断上行还是下行。D1D10 大于D0？上行 下行首先响应同向向上外呼信号或内呼信号，响应完毕后或在轿厢前方再无同向向上信号，若有反向外呼信号，则轿厢上行至最远反向外呼信号所在楼层。首先响应同向向下外呼信号或内呼信号，响应完毕后或在轿厢前方再无同向向下信号，若有反向外呼信号，则轿厢下行至最远反向外呼信号所在楼层。所有输入信号均已响应完毕？YNYN图 4-2-1 程序流程图 4.3 PLC 梯形图4.3.1 外部信号输入存储程序(1)内呼信号输入及存储程序23编程思路：以一楼内呼为例，按下 X000 按钮，则
46、 Y000 被接通并保持，直到电梯到达一楼时利用 X014 常闭触点断开 Y000。在按下 X000 的同时 D1 赋值为 1，从而实现存储功能。当 Y000 失电时，D1 和 M0、M1、M2 被清零。梯形图如图 4-3-1 所示。24图 4-3-1 内呼信号输入及存储程序梯形图(2)外呼信号输入及存储程序编程思路：以二楼向上外呼信号为例，如果电梯不在二楼，此时按下 X006，D7赋值为 2，M106 得电并保持。如果此时电梯为下行，则 M106、Y017 常开闭合，Y006 得电并且在电梯下降过程中一直保持。如果电梯处于上行阶段，则M106、Y016 常开闭合，Y006 得电并保持，直到电
47、梯上行到二楼时失电。Y006失电时，D7 和 M18、M19、M20 被清零。梯形图如图 4-3-2 所示。2526图 4-3-2 外呼信号输入及存储程序梯形图4.3.2 轿厢停于某层时，所在楼层存于 D0 并用数码管显示程序编程思路：轿厢停于某层时，该楼层平层开关被接通，为 D0 赋予对应的值。梯形图如图 4-3-3 所示。27图 4-3-3 轿厢停于某层时，所在楼层存于 D0 并用数码管显示程序梯形图4.3.3 比较判断轿厢上下行程序编程思路：(1)比较程序:按下某楼层按钮则将该按钮所对应的数据寄存器中的值与轿厢所在楼层数据寄存器 D0 中的值进行比较，从而可以判断上下行。(2)判断上下行
48、程序：当 D1 到 D10 中任一数据寄存器中的值大于 D0 中的值，则轿厢上行；当 D1 到 D10 中任一数据寄存器中的值小于 D0 中的值，则轿厢下行。如果当 D1 到 D10 中任一数据寄存器中的值既有大于 D0 的，又有小于 D0 的，则轿厢上下行以第一次按下按钮所对应的数据寄存器中的值与 D0 的比较结果而得。梯形图如图 4-3-4 所示。28图 4-3-4 比较判断轿厢上下行程序梯形图294.3.4 补充程序编程思路：电梯停于某层时，按下当前层外呼信号启动开门程序。否则一旦轿厢停止上下行，电梯外面的人就无法进入轿厢。梯形图如图 4-3-5 所示。图 4-5 电梯停于某层时，按下当
49、前层外呼信号启动开门程序梯形图4.3.5 开关门程序编程思路：电梯未平层时，M30 得电，此时手动开关门按钮 X012 和 X013按下均无效，M31 和 M32 不得电。电梯平层时，M33 得电，轿厢门打开，延时3S 后，自动关闭。程序中 C0、C1 的重要作用：在程序中 C0、C1 的作用是保证每次平层时只有一次开关门，防止轿厢一直上升或下降而不执行平层开关门程序，同时也防止电梯一直处于开关门状态。电梯平层以后，按下开门按钮或者开门限位开关被触发则 C0 得电；按下关门按钮或者关门限位开关被触发并且 C0 得电时，C1 得电。在电梯上升或降价过程中即电梯未平层时 C0 清零。当电梯平层并且 C0 被清零时，C1 清零。程序运行时，首先开关门一次，所以 C0、C1 得电。30梯形图如图 4-3-6 所示。
