1、基于PLC的高層電梯控制技術英 文 題 目 系 別： 信息學院 專 業： 電子信息 班 級： 通信09-12 學 號： 200904。 姓 名： 王俊 指導教師： 張艷 完成日期： 內蒙古工業大學畢業設計（論文）成績評議表姓名李超學號200804622017班級電信08-1題 目指 導教 師評 議意 見 成績評定： 指導教師： 年 月 日答辯小組意 見成績評定： 答辯小組負責人： 年 月 日總成績 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 畢業設計（論文）任務書本任務書下達給：電子信息 專業電信08-1 班學生李超 設計（論文）題目： 一、設計（論文）內容：二、基本要求：三、重點研究的問題：四、主要技

2、術指標：五、其他要說明的問題： 下達任務的日期： 年 月 日 要求完成的日期： 年 月 日 答辯日期： 年 月 日指導教師：畢業設計（論文）開題報告 年 月 日題目： 報告人： 班級： 一、文獻綜述：二、選題的目的和意義：三、研究方案： 四、進度計劃：五、指導教師意見： 指導教師：年 月 日畢業設計（論文）結題驗收題目： 一、完成日期：二、完成質量：三、存在問題：四、結論：指導教師：年 月 日河北交通職業技術學院畢業設計（論文）選題申報表系別： 交通工程系 專業：電子信息學生姓名李超學號200804622017班級電信08-1指導教師劉曉燕職稱所選題目選題理由：指導教師意見： 簽 字

3、： 年 月 日系領導審批意見：簽 字： 年 月 日備注：摘 要電梯的電氣系統由拖動系統和控制系統兩部分組成。目前電梯設計使用可編程控制器(PLC)，功能變化靈活，編程簡單，故障少，噪音低。維修保養方便，節能省工，抗干擾能力強，控制箱占地面積少。當乘員進入電梯，按下樓層按鈕，電梯門自動關閉后控制系統進行下列運作：根據轎廂所處位置及乘員所處層數。判定轎廂運行方向，保證轎廂平層時減速。將轎廂停在選定的樓層上；同時，根據樓層的呼叫，順路停車，自動開關門。另外在轎廂內外均要有信號燈顯示電梯運行方向及樓層數。關鍵詞：電梯模型 AbstractElevator by dragging system of e

4、lectrical system and control system composed of two parts. Current elevator design using programmable logic controller (PLC), the function of flexible programming simple, fewer failures and low noise. Easy maintenance, energy-saving work, strong anti-interference ability, control box covers an area

5、of less. When the crew entered the elevator, floor button is pressed, after the elevator doors close automatically. control system for the following operation: according to the cabin where the layers and crews. Determine the cabin direction, guarantee the cabin when leveling speed. The car stopped o

6、n the selected floor and, based on the call floors, Shun Road parking, automatic doors. Also both inside and outside the cabin lights shows the elevator and number of floors.Key words：elevator Programming model 目 錄第1章 前言1第2章 電梯概述12.1電梯的起源與發展12.2國外電梯的情況22.3國內電梯的情況22.4 電梯技術發展趨勢3第3章 PLC的發展33.1 PLC的定義33

7、.2 PLC的發展階段43.3 PLC發展趨勢53.4 PLC的基本結構63.5 PLC的工作原理7第4章 電梯模型PLC控制系統設計84.1電梯的類型84.2電梯的構造84.3電梯的控制要求84.4 PLC控制系統的設計分析84.5電梯模型PLC控制系統設計94.6 PLC的選擇104.7 I/O分配表114.8 硬件接線圖124.9 PLC部分程序圖134.10系統的調試與操作16小 結17參考文獻18致 謝19附 錄20河北交通職業技術學院畢業論文第1章 前言隨著城市建設的不斷發展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經濟和生活中有著廣泛的應用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常

8、生活密不可分。實際上電梯是根據外部呼叫信號以及自身控制規律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統采用隨機邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態和功能的設定，實現電梯的自動調度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實現信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區別。國內廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產規模較小，自己設計和制造微機控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序

9、設計方便靈活，抗干擾能力強、運行穩定等特點，所以現在的電梯控制系統廣泛采用可編程控制器來實現。第2章 電梯概述2.1電梯的起源與發展電梯在漢語詞典中的解釋為：建筑物中用電作動力的升降機,代替步行上下的樓梯。說到電梯的起源要從公元前2600年埃及人在建造金字塔時使用了最原始的提升系統說起，但這一類起重機的能源均為人力。到了1203年，法國的二修道院安裝了一臺起重機，所不同者只是該機器是利用驢作為動力，載荷由繞在一個大滾筒上的繩子進行起吊。此種方法一直沿用到近代直到瓦特發明了蒸汽機，約在1800年，煤礦主才能利用起重機把礦井中的煤輸送上來。數百年來人們制造過各種類型的升降梯，它們都具有一個共同的缺

10、陷：只要起吊繩突然斷裂，升降梯便急速地墜落到底層。1854年奧的斯設計了一種制動器：在升降梯的平臺頂部安裝一個貨車用的彈簧及一個制動桿與升降梯井道兩側的導軌相連結，起吊繩與貨車彈簧連結，這樣僅是起重平臺的重量就足以拉開彈簧，避免與制動桿接觸。如果繩子斷裂，貨車彈簧會將拉力減弱，兩端立該與制動桿咬合，即可將平臺牢固地原地固定免繼續下墜。“安全的升降梯”發明成功了！一時間，奧的斯成了眾人注目的中心。第一臺升降機并非奧的斯所發明，但他卻是第一臺“安全”升降梯的發明者。“安全”這一概念不僅開創了升降梯工業，而且也為那些想建造更高層建筑物以增加更多可利用空間的設計們打開了通途。然而真正能夠稱為電梯（用電

11、能驅動升降梯）的產品應該是在20世紀初才出現的。2.2國外電梯的情況國外電梯行業發展迅猛，不僅在節能上做了很大的功夫，現在在智能化，遠程化，集成化，可視化也已有了先進的技術！例如：（1）集垂直運輸與水平運輸的復合運輸系統。該系統采用直線電機驅動，在一個井道內設置多臺轎廂。轎廂在計算機導航系統控制下，可以在軌道網絡內交換各自運行路線。該系統節省了井道占用的空間，解決了超高層建筑電梯鋼絲繩和電纜重量太大的問題，尤其適合于具有同一底樓的多塔形高層建筑群中前往空中大廳的穿梭直駛電梯。（2）交流永磁同步無齒輪曳引機驅動的無機房電梯無機房電梯由于曳引機和控制柜置于井道中，省去了獨立機房，節約了建筑成本，增

12、加了大樓的有效面積，提高了大樓建筑美學的設計自由度。而交流永磁同步無齒輪曳引機的特點是：（A）結構簡單緊湊，體積小，重量輕，形狀可靈活多樣；（B）配以變頻控制可以實現更大限度的節能；（C）沒有齒輪，于是沒有齒輪振動和噪聲，齒輪效率，齒輪磨損及油潤滑問題，減少了維護工作，降低了油污染；（D）由于失電時旋轉的電機處于發電制動狀態，增加了曳引系統的安全可靠性。（3）彩色大屏幕液晶樓層顯示器。這類顯示器可以以高分辨率的彩色平面或三維圖像顯示電梯的樓層信息（如位置、運行方向），還可以顯示實時的載荷、故障狀態等。通過控制中心的設置還可以顯示日期、時間、問候語、樓層指南、廣告等，甚至還可以與遠程計算機和尋呼

13、系統聯接發布天氣預報、新聞等。有的顯示器又增加了觸摸查詢功能。該裝置緩解了陌生乘客在轎廂內面對面對視時的尷尬、無趣的局面，降低了乘客乘梯時心理等待焦慮感。（4）電梯遠程監控系統。該系統是將控制柜中的信號處理計算機獲得的電梯運行和故障信息通過公共電話網絡或專用網絡（都需要使用調制解調器）傳輸到遠程的能夠提供可視界面的專業電梯服務中心的計算機，以便那里的服務人員掌握電梯運行情況，特別是故障情況。該系統一般具有顯示故障、分析故障、故障統計與預測等功能，還有的可實現遠程調試與操作，便于維修人員迅速進行維修應答和采取維修措施。這樣縮短了故障處理時間，簡化了人工故障檢查的勞動，保證了大樓電梯安全高效地運行

14、。2.3國內電梯的情況中國電梯行業從市場規模上已經有了很大提高，一些自主品牌也逐步提升了自己的產品質量和技術含量，我國政府提出的節約型社會正好讓電梯行業中擁有節能電梯技術的企業有機會發展，另外，國外用戶比以前更多地青睞中國產品也為中國電梯的崛起提供了機會。目前我國節能電梯技術在某些方面已經達到了國際領先水平，但是節能電梯的普及率還很低，可節電30%以上的無齒輪電梯普及率不及10%，可以能源再生的造能電梯普及率不及2%。因此專家預計，節能電梯市場會在“十一五”期間進入快速增長期。節能電梯從2001年開始進入我國辦公樓、住宅樓、酒店等場所，經過5年的發展，全國的無齒輪電梯市場從幾千臺增長到近6萬臺

15、。目前我國已超過日本成為世界最大的新裝電梯市場。由于房地產業、城市公共建設等產業發展迅速，預計未來10年，我國的電梯市場仍將保持每年20%的遞增速度，年平均銷售額至少500億美元。房地產市場快速發展，對電梯的需求繼續擴大。專家估計未來50年我國新增住房面積將達到200億平方米。目前國家規定20米以上高樓就應安裝電梯，因此未來電梯最大的市場就是住宅市場。此外，機場、商場、地鐵等大型公共設施建設對自動扶梯、觀光電梯等電梯的需求量也十分可觀。西部地區的小城鎮建設速度加快。東部地區城市化經過20年的發展，有些發達地區城市化水平已達到80%，基本飽和，甚至出現了逆城市化的趨勢。而近年來西部地區國民生產總

16、值的增長速度，已經與電梯需求高速發展所需的GDP水平相吻合。電梯更新進入高峰期。雖然國家對電梯壽命目前沒有提出強制標準，但是按國外電梯使用壽命的慣例，一般日本系列電梯設計壽命為15年，歐美電梯設計壽命為25年。根據我國電梯選購的實際情況，采用日本系列產品或技術的比例大約有60%以上，國內在1990年前安裝的日系電梯已經全部到了更新期。而且1990年以前的電梯生產技術相對比較落后，電梯的耗電水平是現在節能電梯的三到四倍。按電梯使用壽命及15年前電梯安裝數量看，預計2007年將有 15000至20000臺電梯需要更新。電梯節能潛力巨大，電梯和空調被認為大型建筑兩大耗能大戶。據了解，目前我國星級酒店

17、每平方米平均年耗電量為150千瓦時，一座3萬5萬平方米的星級酒店，其年總能耗大約相當于3000至4000噸標準煤，其中將近一半用于電梯供電。電梯行業協會統計，2005年在我國所有使用的電梯中如果有80%采用節能電梯，全年可以節約耗電122億千瓦時。如果2015年全部采用節能電梯，將節電800億千瓦時，幾乎等于三峽大壩一年的發電量。2.4 電梯技術發展趨勢（1）環保：綠色理念是電梯發展總趨勢。有專家預言“誰最先推出綠色產品并搶占市場，誰就掌握市場競爭主動權”。發展趨勢主要有：不斷改進產品的設計，生產環保型低能耗、低噪聲、無漏油、無漏水、無電磁干擾、無井道導軌油漬污染的電梯。電梯曳引采用尼龍合成纖

18、維曳引繩，鋼皮帶等無潤滑油污染曳引方式。電梯裝璜將采用無（少）環境污染材料。電梯空載上升和滿載下行電機再生發電回收技術。安裝電梯將無需安裝手腳架。電梯零件在生產和使用過程中對環境沒有影響（如剎車皮一定不能使用石棉）并且材料是可以回收的。（2）藍牙技術在電梯上應用。安裝過電梯的人都知道放線、對線是費時、費力、極容易錯的工作。如果控制屏與召喚系統通過藍牙技術連接起來實現無線召喚將會是電梯控制的另一場革命同時為我們帶來巨大好處。A安裝期將減少30以上，其直接好處是降低安裝成本，客戶也因從訂梯到使用電梯周期費用減少和提高現金周轉率。B在電梯上使用藍牙技術一定會使電梯控制系統大量使用最新最快微機，這將會

19、進一步提高電梯整機可靠性，故障率大大降低，控制精度也進一步提高，帶來的結果是電梯更加舒適，平層更加準確。C很好地解決了電梯控制與外圍設備的兼容和聯系。特別是可以把電梯和扶梯歸納到大樓管理系統或智能化管理小區系統中。第3章 PLC的發展3.1 PLC的定義可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算,順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外部設備，都按易于與工業控制系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。總之，可編程控制器

20、是一臺計算機，它是專為工業環境應用而設計制造的計算機。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅動能力。但可編程控制器產品并不針對某一具體工業應用，在實際應用時，其硬件需根據實際需要進行選用配置，其軟件需根據控制要求進行設計編制。PLC的特點：一、可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器

21、系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了。二、配套齊全，功能完善適用性強PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品。可以用于各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。加上P

22、LC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。三、易學易用，深受工程技術人員歡迎PLC作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業的工控設備它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。四、系統的設計、建造工作量小，維護方便容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一

23、設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。五、體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。3.2 PLC的發展階段雖然 PLC問世時間不長，但是隨著微處理器的出現，大規模，超大規模集成電路技術的迅速發展和數據通訊技術的不斷進步，PLC也迅速發展，其發展過程大致可分三個階段：1、早期的PLC（60年代末70年代中期）早期的 PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時的PLC多少有點繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執行原先由繼電器完成的

24、順序控制，定時等。它在硬件上以準計算機的形式出現，在I/O接口電路上作了改進以適應工業控制現場的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術人員所熟悉的繼電器控制線路的方式梯形圖。因此，早期的PLC的性能要優于繼電器控制裝置，其優點包括簡單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復使用等。其中PLC特有的編程語言梯形圖一直沿用至今。2、中期的PLC（70年代中期80年代中，后期）在70年代，微處理器的出現使PLC發生了巨大的變化。美國，日本，德國等一些廠家先后開始采用微處理器作

25、為PLC的中央處理單元(CPU)。這樣，使PLC得功能大大增強。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數等功能以外，還增加了算術運算、數據處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴大了存儲器的容量，使各種邏輯線圈的數量增加，還提供了一定數量的數據寄存器，使PLC得應用范圍得以擴大。3、近期的PLC（80年代中、后期至今）進入80年代中、后期，由于超大規模集成電路技術的迅速發展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的當次普遍提高。而且，為了進一步提高PLC的處理速度，各

26、制造廠商還紛紛研制開發了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發生了巨大變化.3.3 PLC發展趨勢1向高速度、大容量方向發展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應速度和更大的存儲容量。目前，有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個性能指標。2向超大型、超小型兩個方向發展當前中小型PLC比較多，為了適應市場的多種需要，今后PLC要向多品種方向發展，特別是向超大型和超小型兩個方向發展。現已有I/O點數達14336點的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強。3PLC大力開發智能模塊，加強聯網通信能力為滿足

27、各種自動化控制系統的要求，近年來不斷開發出許多功能模塊，如高速計數模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊，既擴展了PLC功能，又使用靈活方便，擴大了PLC應用范圍。4增強外部故障的檢測與處理能力根據統計資料表明：在PLC控制系統的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設備占45%，輸出設備占30%，線路占5%。前二項共20%故障屬于PLC的內部故障，它可通過PLC本身的軟、硬件實現檢測、處理；而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。因此，PLC生產廠家都致力于研制、發展用于檢測外部故障的專用智能模塊，進一步提高系統的可靠性。5編程

28、語言多樣化在PLC系統結構不斷發展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數PLC使用的梯形圖語言外，為了適應各種控制要求，出現了面向順序控制的步進編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言（BASIC、C語言等）等。多種編程語言的并存、互補與發展是PLC進步的一種趨勢。3.4 PLC的基本結構PLC的基本結構如圖3-1所示。CPU模塊I/O模塊編程器電源接口圖3-1 PLC的基本結構PLC的基本結構：1、中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的

29、狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后，最后將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。為了進一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統，或采用三CPU的表決式系統。這樣，即使某個CPU出現故障，整個系統仍能正常運行。2、存儲器存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。存放應用軟件

30、的存儲器稱為用戶程序存儲器。PLC常用的存儲器類型：（1）RAM（Random Assess Memory）這是一種讀/寫存儲器(隨機存儲器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。（2）EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）這是一種可擦除的只讀存儲器。在斷電情況下，存儲器內的所有內容保持不變。(在紫外線連續照射下可擦除存儲器內容)。（3）EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種電可擦除的只讀存儲器。使用編程器就能很容易地對其所存儲的內容進行修改。PLC存儲空間的分配：

31、雖然各種PLC的CPU的最大尋址空間各不相同，但是根據PLC的工作原理，其存儲空間一般包括以下三個區域：（1）系統程序存儲區；（2）系統RAM存儲區（包括I/O映象區和系統軟設備等）；（3）用戶程序存儲區系統程序存儲區：在系統程序存儲區中存放著相當于計算機操作系統的系統程序。包括監控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統診斷子程序等。由制造廠商將其固化在EPROM中，用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該PLC的性能。系統RAM存儲區：系統RAM存儲區包括I/O映象區以及各類軟設備，如：邏輯線圈；數據寄存器；計時器；計數器；變址寄存器；累加器等存儲器。（1）I/O映象區：由于PLC投入

32、運行后，只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態和數據，在輸出刷新階段才將輸出的狀態和數據送至相應的外設。因此，它需要一定數量的存儲單元(RAM)以存放I/O的狀態和數據，這些單元稱作I/O映象區。一個開關量I/O占用存儲單元中的一個位（bit），一個模擬量I/O占用存儲單元中的一個字（16個bit）。因此整個I/O映象區可看作兩個部分組成：開關量I/O映象區；模擬量I/O映象區。（2）系統軟設備存儲區 ：除了I/O映象區區以外，系統RAM存儲區還包括PLC內部各類軟設備（邏輯線圈、計時器、計數器、數據寄存器和累加器等）的存儲區。該存儲區又分為具有失電保持的存儲區域和無失電保持的存儲區域，前者在

33、PLC斷電時，由內部的鋰電池供電，數據不會遺失；后者當PLC斷電時，數據被清零。1.邏輯線圈與開關輸出一樣，每個邏輯線圈占用系統RAM存儲區中的一個位，但不能直接驅動外設，只供用戶在編程中使用，其作用類似于電器控制線路中的繼電器。 另外，不同的PLC還提供數量不等的特殊邏輯線圈，具有不同的功能。2.數據寄存器與模擬量I/O一樣，每個數據寄存器占用系統RAM存儲區中的一個字(16 bits)。 另外，PLC還提供數量不等的特殊數據寄存器，具有不同的功能。3.計時器4.計數器用戶程序存儲區：用戶程序存儲區存放用戶編制的用戶程序。不同類型的PLC，其存儲容量各不相同。電源：PLC的電源在整個系統中起

34、著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可得電源系統是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去。3.5 PLC的工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環”的方式進行工作的。即在PLC運行時，CPU根據用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環掃描，如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執行用戶程序，直至程序結束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態的刷新等工作。PLC的一個掃

35、描周期必經輸入采樣、程序執行和輸出刷新三個階段。PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序將所有暫存在輸入鎖存器中的輸入端子的通斷狀態或輸入數據讀入，并將其寫入各對應的輸入狀態寄存器中，即刷新輸入。隨即關閉輸入端口，進入程序執行階段。PLC在程序執行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執行每條指令，經相應的運算和處理后，其結果再寫入輸出狀態寄存器中，輸出狀態寄存器中所有的內容隨著程序的執行而改變。輸出刷新階段：當所有指令執行完畢，輸出狀態寄存器的通斷狀態在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅動相應輸出設備工作。第4章 電梯模型PLC控制系統設計4.

36、1電梯的類型按使用性質分：客梯；貨梯；消防電梯按電梯行駛速度分： 高速電梯。速度大于2m/s。 中速電梯。速度在2m/s之內。 低速電梯。運送食物電梯常用低速，速度在1.5m/s以內。觀光電梯：觀光電梯是把豎向交通工具和登高流動觀景相結合的電梯。4.2電梯的構造1）電梯由下列幾部分組成：電梯井道；電梯機房；井道地坑：井道地坑在最底層平面標高下1.4m，作為轎廂下降時所需的緩沖器的安裝空間；組成電梯的有關部件；2）轎廂；3）井壁導軌和導軌支架；4）牽引輪及其鋼支架、鋼絲繩、平衡錘、轎廂開關門、檢修起重吊鉤等；5）有關電器部件。4.3電梯的控制要求1）當電梯停于某層時，有一高層呼叫時，電梯上升到呼

37、叫層停止。2）當電梯停于某層時，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，響應完畢后停止。4）當電梯停于某層時，有多低層呼叫時，電梯先下降到較高的呼叫層，停3秒后繼續下降到低的呼叫層，響應完畢后停止。5）當電梯處于上升或上降過程中，任何反向的呼叫均無效。4.4 PLC控制系統的設計分析任何一種控制系統都是為了實現被控對象的工藝要求，以提高生產效率和產品質量。因此，在設計PLC控制系統時，應遵循以下基本原則：1.最大限度地滿足被控對象的控制要求充分發揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PL

38、C控制系統的首要前提，這也是設計中最重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現場進行調查研究，收集控制現場的資料，收集相關先進的國內、國外資料。同時要注意和現場的工程管理人員、工程技術人員、現場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。2.保證PLC控制系統安全可靠保證PLC控制系統能夠長期安全、可靠、穩定運行，是設計控制系統的重要原則。這就要求設計者在系統設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統安全可靠。例如：應該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。3.力求簡單、經濟、使用及維修

39、方便一個新的控制工程固然能提高產品的質量和數量，帶來巨大的經濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統簡單、經濟，而且要使控制系統的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。4.5電梯模型PLC控制系統設計由于電梯的運行是根據樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現電梯的基本控制要求的基礎上，根據隨機的輸入信號，以及電梯的相應狀態適時

40、的控制電梯的運行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數確定，并送PLC的計數器來進行控制。同時，每層樓設置一個接近開關用于檢測系統的樓層信號。為便于觀察，對電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示，采用LED和發光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示(開關上帶有指示燈)。為了提高電梯的運行效率和平層的精度，系統要求PLC能對轎廂的加、減速以及制動進行有效的控制。根據轎廂的實際位置以及交流調速系統的控制算法來實現。為了電梯的運行安全，系統應設置可靠的故障保護和相應的顯示。采用PLC實現的電梯控制系統由以下幾個主要部分構成如圖4-1所示:圖4-1 PLC實現的電梯控制系統主要構成部分根據

41、電梯所處的位置和運行方向，在編程中，采用了四個優先級隊列，即上行優先級隊列、上行次優先級隊列、下行優先級隊列、下行次優先級隊列。其中，上行優先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置以上樓層所發出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數存放的寄存器所構成的陣列。上行次優先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置以下樓層所發出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數存放的寄存器所構成的隊列。控制系統在電梯運行中實時排列的四個優先級陳列，為實現隨機邏輯控制提供了基礎。當電梯以某一運行方向接近某樓層的減速位置時，判別該樓層是否有同向的呼叫信號(上行呼叫標志寄存器、下行

42、呼叫標志寄存器、有呼叫請求時，相應寄存器為l，否則為0)，如有，將相應的寄存器的脈沖數與比較寄存器進行比較，如相同，則在該樓層減速停車：如果不相同，則將該寄存器數據送入比較寄存器，并將原比較寄存器數據保存，執行該樓層的減速停車。該動作完畢后，將被保存的數據重新送入比較寄存器，以實現隨機邏輯控制。系統還利用行程判斷樓層，并轉化成BCD碼輸出，通過硬件接口電路以LED顯示！4.6 PLC的選擇電梯的電力驅動系統對電梯的起動加速、穩速運行、制動減速起著決定性作用。驅動系統的優劣直接影響電梯的起動、制動、加減速度、平層精度、乘座的舒適感等指標。所以我們的PLC 選用德維森科技（深圳）有限公司

43、的 V80 系列，V80 系列 PLC 以其可靠性高、運算速度快、產品成本低和電梯專用客制化服務等優點，PLC 的輸入輸出點數可根據需要配置，并可根據用戶的要求增加并聯功能。以編制一臺 4 層 4 站的電梯為例，先根據控制要求計算所需要的 I/O 接口點數，其中輸入點數為 32，輸出點數為 24。選用 V80 系列 PLC 的一個 CPU 單元 M40DR 和一個擴展單元

44、60;E16DR 來完成電梯控制系統的邏輯控制。4.7 I/O分配表I/O分配表如表4-1所示。表4-1-1 輸入按鈕上行1樓呼入信號X1下行2樓呼入信號X13上行2樓呼入信號X2下行3樓呼入信號X14上行3樓呼入信號X3下行4樓呼入信號X15上行4樓呼入信號X4樓層限位開關信號F1X21下行1樓呼入信號X12樓層限位開關信號F2X22樓層限位開關信號F3X23樓層限位開關信號F5X25樓層限位開關信號F4X24表4-1-2 輸出按鈕上行1樓信號燈Y0下行5樓信號燈Y7上行2樓信號燈Y1LED數字顯示aY20上行3樓信號燈Y2LED數字顯示bY21上行4樓信號燈Y3LED數字顯示cY22下行2樓信號燈Y4LED數字顯示dY23下行3樓信號燈Y5LED數字顯示eY24下行4樓信號燈Y6LED數字顯示fY25電機正轉上行Y10LED數字顯示gY26電機反轉下行Y124.8 硬件接線圖硬件接線圖如圖4-2所示:圖4-2 硬件接線圖4.9 PLC部分程序梯形圖PLC部分程序梯形圖如下圖4-3所示。圖4-3 程序梯形圖4.10系統的調試與操作1）按下呼叫按鈕，電梯在檢測到門廳或轎箱的召喚信號后，便會上升到指定樓層。上升過程中，只執行上行信號，向下信號無效，反之亦然！2）電梯開始起動，通過變頻器驅動電機拖動轎箱運動。轎箱運動速度由低速轉變為中速再