1、目錄摘要2Abstract2第一章 緒論3第一節 可編程控制器的概念3第二節 PLC的應用和發展3一 PLC的應用領域3 二 PLC的發展前景4第三節 PLC的結構及工作原理4 一 PLC的機構4 二 PLC的工作原理5第四節 PLC的特點6第五節 電梯的概述7第六節 電梯的分類8第七節 電梯的組成及工作原理9第二章 PLC的程序設計語言和編程方法10第一節 PLC的程序設計語言10第二節 三菱FX系列PLC內部繼電器的編號和功能10第三節 FX2N系列PLC的基本邏輯指令12第四節 梯形圖的設計與編程方法13 一 給元件編號并分配I/O口13 二 梯形圖的編程規則13 三 梯形圖的設計方法1

2、4第三章 系統軟件的設計16第一節 控制系統的工作流程16 第二節 控制系統的功能要求16 一 電梯內部功能16 二 電梯運行狀態的分析17 三 電梯的控制要求18第三節 系統信號的確定以及軟元件的選取18第四節 系統梯形圖的設計21第四章 仿真軟件的介紹與調試運行32第一節 仿真軟件的介紹32第二節 軟件中梯形圖程序的編寫方法32第三節 軟件調試方法34第四節 梯形圖程序仿真36第五章 硬件的設計與選擇38第一節 PLC硬件的選擇38第二節 其它硬件的選擇38 一 轎廂位置檢測裝置的選擇38 二 牽引電機的選擇39 三 開關門電機的選擇41 四 繼電器的選擇42 五 熔斷器的選擇43第三節

3、PLC外部接線及主電路設計43 一 PLC的外部接線43 二 主電路電氣原理圖45第六章 總結47參考文獻48致謝49附錄 系統梯形圖50英文原文57中文翻譯65五層電梯PLC控制系統設計（三菱指令）摘 要隨著經濟的發展，現代城市中的高層建筑日益增多，電梯成為人們日常生活必不可少的代步工具。而電梯性能的好壞，除了電機等硬件以外，電梯控制系統是其核心因素。PLC（Programmable logic controller）因其簡單易用、可靠性高、維修養護方便和抗干擾能力強等優點，在電梯控制領域應用極為廣泛。本文以三菱FX2N系列PLC為例，以五層電梯為設計對象，分別從電梯控制系統的構成及工作原理

4、，系統PLC配置方案，PLC軟件設計，PLC軟件的調試仿真和電梯硬件選取等方面，詳細的闡述了PLC在電梯控制系統中的應用，形成了以PLC為控制系統的完整的電梯模型，使電梯在更精確、更可靠、更快速的控制平臺上運行。關鍵詞：電梯控制，PLC，模型電梯AbstractWith the development of economy, an increasing number of high-rise building in modern cities, elevator become an indispensable means of transport of daily life.The core

5、of elevators function is control system besides hardware. PLC（Programmable logic controller）have wide use for its many advantages,such as convenience, high reliability and antijamming. This article taking Japanese Mitsubishi FX2N series PLC for example, fifth floor elevator as the design, details th

6、e plcs application in the elevator control system, through the reference and working mechanism of elevator control system, configuration program of PLC, software designing of PLC, emulation software of PLC and hardware choosing the elevator. This paper work out a complete model of the elevator contr

7、olled by PLC.This PLC control system can make elevator running in a accurate, credible and fast way.Keyword: elevator control,PLC, model of elevator第一章 緒論第一節 可編程控制器的概念可編程控制器簡稱PC（英文全稱：Programmable Controller），它經歷了可編程序矩陣控制器PMC、可編程序順序控制器PSC、可編程序邏輯控制器PLC（英文全稱：Programmable Logic Controller）和可編程序控制器PC幾個不同

8、時期。為與個人計算機（PC）相區別，現在仍然沿用可編程邏輯控制器這個老名字。PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。第二節 PLC的應用和發展一、PLC的應用領域在發達的工業國家，PLC已經廣泛應用于所有的工業部門，隨著其性能價格比的不斷提高，應用范圍也不斷擴大。PLC主要用于以下方面。（一）開關量邏輯控制PLC

9、用“與”、“或”、“非”等邏輯指令來實現觸點和電路的串、并聯，代替繼電器進行組合邏輯控制、定時控制與順序邏輯控制。開關量邏輯控制可以用于單臺設備，也可以用于自動生產線，其應用領域已遍及各行各業，甚至深入到家庭中。（二）運動控制PLC使用專用的指令或運動控制模塊，對直線運動或圓周運動的位置、速度和加速度進行控制，使運動控制與順序控制功能有機結合在一起，有的可以實現單軸、雙軸、3軸和多軸位置控制。PLC的運動控制功能廣泛應用于各種機械，例如金屬切削機床、金屬成形機械、裝配機械、機器人、電梯等場合。（三）閉環過程控制閉環過程控制是指對溫度、壓力、流量等連續變化的模擬量的閉環控制。PLC通過模擬量I/

10、O模塊，實現模擬量（Analog）和數字量（Digital）之間的A/D轉換與D/A轉換，并對模擬量實行閉環PID（比例積分微分）控制?，F代的PLC一般都有PID閉環控制功能，這一功能可以用PID子程序或專用的PID模塊來實現。其PID閉環控制功能已經廣泛應用于塑料擠壓成形機、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設備，以及輕工、化工、機械、冶金、電力、建材等行業。（四）數據處理現代的PLC具有數學運算（包括四則運算、矩陣運算、函數運算、字邏輯運算、求反、循環、移位和浮點數運算等）和數據傳送、轉換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析和處理。這些數據可以與儲存在存儲器中的參考值比較，也可以用通

11、信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們打印制表。（五）通信聯網PLC的通信包括主機與遠程I/O之間的通信、多臺PLC之間的通信、PLC與其他智能控制設備（例如計算機、變頻器、數控裝置）之間的通信。PLC與其他智能控制設備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統。二、PLC的發展前景PLC技術隨著計算機和微電子的發展而迅速發展，由一位機發展到8位機，直到現在，PLC產品已經使用了32位高性能微處理器，而且實現了多通道處理。PLC在未來將會有更大的發展。從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現；從產品規模上

12、看，會進一步向超小型及超大型方向發展；從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產多品種產品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現少數幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現國際通用的編程語言；從網絡的發展情況來看，可編程控制器和其它工業控制計算機組網構成大型的控制系統是可編程控制器技術的發展方向。伴隨著計算機網絡的發展，可編程控制器作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業及工業以外的眾多領域發揮越來越大的作用。第三節 PLC的結構及工作原理一、 PLC的結構 PLC的內部結構如圖1-

13、1所示：圖1-1 PLC的內部結構（一）中央處理單元CPUCPU是PLC的核心部件，由運算器和控制器組成。主要用于：接收并存儲從編程器輸入的用戶程序；檢查編程過程是否出錯；進行系統診斷；解釋并執行用戶程序；完成通信及外設的某些功能。（二）存儲器包括系統程序存儲器、用戶程序存儲器和工作數據存儲器。（三）I/O模塊I/O接口是PLC 與外界連接的接口。輸入接口用來接收和采集輸入信號，輸出接口用來連接被控對象中各種執行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調節閥（模擬量）、調速裝置（模擬量）等。（四）電源模塊用來將外部供電電源轉變成供PLC內部的CPU、存儲器和I/O接口等電路工作所需要的直流電源。（五）

14、編程器編程器是PLC最重要的外圍設備，是PLC不可缺少的部分。編程器的作用是輸入和編輯用戶程序、調試程序和監控程序的執行過程。二、PLC的工作原理（一）工作方式圖1-2 PLC的掃描過程PLC有兩種工作狀態，即運行（RUN）狀態和停止（STOP）狀態。在運行狀態，PLC通過執行反映控制要求的用戶程序來實現控制功能。為了使PLC的輸出及時地響應隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執行一次，而是反復不斷地重復執行，直到PLC停機或切換到STOP工作狀態。除了執行用戶程序外，每次循環過程中，PLC不還要完成內部處理、通信處理等工作，一次循環可分為5個階段，如圖1-2所示。PLC的這種周而復始的循環

15、工作方式稱為掃描工作方式。在工作狀態下，執行一次上圖所示的掃描操作所需的時間稱為掃描周期。其典型值為1-100ms。（二）掃描周期在工作狀態下，執行一次圖2所示的掃描操作所需的時間稱為掃描周期。其典型值為1-100ms。當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。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。 1、輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中

16、，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，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。 2、用戶程序執行階段 在用戶程序執行階段，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成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。即在用戶程序執

17、行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 3、輸出刷新階段 當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。第四節 PLC的特點 PLC有許多優點，其可概括為以下五點：1、

18、可靠性高，抗干擾能力強 PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統的1/10-1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。 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，

19、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。 2、硬件配套齊全，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，并且已經標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統配置，組成不同功能、不同規模的系統。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能力，可直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規模的工業控制場合。除了

20、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PLC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。 3、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

21、。 4、系統的設計、安裝、調試工作量小，維護方便，容易改造 PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法。這種編程方法很有規律，很容易掌握。對于復雜的控制系統，梯形圖的設計時間比設計繼電器系統電路圖的時間要少得多。 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。 5、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，僅相當于幾個繼電器的大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的1/21/10。它的重量小于150

22、g，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。第五節 電梯的概述電梯是一種以電動機為動力的垂直升降機，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運行，俗稱自動電梯。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15的剛性導軌之間。轎廂尺寸與結構形式便于乘客出入或裝卸貨物。習慣上不論其驅動方式如何，將電梯作為建筑物內垂直交通運輸工具的總稱。在乘梯樓層電梯入口處，根據自己上行或下行的需要，按上方向或下方向箭頭按鈕，只要按鈕上的燈亮，就說明你的呼叫已被記錄，只要等待電梯到來即可。電梯到達開門后，先讓轎廂內人員走出電梯，然后呼梯者再進入

23、電梯轎廂。進入轎廂后，根據你需要到達的樓層，按下轎廂內操縱盤上相應的數字按鈕。同樣，只要該按鈕燈亮，則說明你的選層已被記錄；此時不用進行其他任何操作，只要等電梯到達你的目的層?？考纯?。電梯行駛到你的目的層后會自動開門，此時按順序走出電梯即結束了一個乘梯過程。第六節 電梯的分類 一般根據建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設置不同類型的電梯。目前電梯的基本分類方法大致如下。1、按用途分類乘客電梯，為運送乘客設計的電梯，要求有完善的安全設施。載貨電梯，主要為運送貨物而設計，通常有人伴隨的電梯。醫用電梯，為運送病床、擔架、醫用車而設計的電梯，轎廂長而窄。雜物電梯，供圖書館、辦公樓、飯店運送

24、圖書、文件、食品等設計的電梯。觀光電梯，轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。車輛電梯，用作裝運車輛的電梯。船舶電梯，船舶上使用的電梯。建筑施工電梯，建筑施工與維修用的電梯。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。2、按驅動方式分類交流電梯，用交流感應電動機作為驅動力的電梯。根據拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調壓調速、交流變壓變頻調速等。 直流電梯，用直流電動機作為驅動力的電梯。這類電梯的額定速度一般在以上。液壓電梯，一般利用電動泵驅動液體流動，由柱塞使轎廂升降的電梯。 齒輪齒條電梯，將導軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條

25、嚙合的齒輪，電動機帶動齒輪旋轉使轎廂升降的電梯。 螺桿式電梯，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，然后通過電機經減速機（或皮帶）帶動螺母旋轉，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。3、按速度分類電梯無嚴格的速度分類，我國習慣上按下述方法分類： 低速梯，常指低于速度的電梯。 中速梯，常指速度在的電梯。 高速梯，常指速度大于的電梯。 超高速梯，速度超過的電梯。4、其它分類方式按電梯有無司機分類可分為有司機電梯和無司機電梯；按操縱控制方式分類課分為手柄開關操縱、按鈕控制電梯、信號控制電梯和集選控制電梯等；按機房位置分類，則有機房在井道頂部的（上機房）電梯、機房在井道

26、底部旁側的（下機房）電梯，以及有機房在井道內部的（無機房）電梯；按轎廂尺寸分類，則經常使用“小型”、“超大型”等抽象詞匯表示。第七節 電梯的組成及工作原理電梯結構包括：曳引系統、轎廂、門系統、電力拖動系統、電氣控制系統、安全保護系統。安全保護系統保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發生。電氣控制系統的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。電力拖動系統的功能是提供動力，實行電梯速度控制。門系統的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。曳引系統的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。電梯的結構如圖1-3所示。圖1-3 電梯的結構曳引電動機通過減速

27、器變速后帶動曳引輪轉動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產生的牽引力，實現轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在運行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘，使電梯運轉，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止狀態，供人員和貨物出入。電氣系統實現對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運行安全。第二章 PLC的程序設計語言和編程方法第一節 PLC的程序設計語言在PLC中有多種程序設計語言,它們是梯形圖語言、功能表圖語言、功能

28、模塊圖語言及結構化語句描述語言等。梯形圖語言是基本程序設計語言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數簡單的控制功能，例如，代替繼電器、計數器、計時器完成順序控制和邏輯控制等，通過擴展或增強指令集，它們也能執行其它的基本操作。功能表圖語言和語句描述語言是高級的程序設計語言，它可根據需要去執行更有效的操作，例如，模擬量的控制，數據的操縱，報表的報印和其他基本程序設計語言無法完成的功能。功能模塊圖語言采用功能模塊圖的形式，通過軟連接的方式完成所要求的控制功能，它不僅在PLC中得到了廣泛的應用，在集散控制系統的編程和組態時也常常被采用，由于它具有連接方便、操作簡單、易于掌握等特點，為廣大工

29、程設計和應用人員所喜愛。梯形圖程序設計語言是用梯形圖的圖形符號來描述程序的一種程序設計語言。采用梯形圖程序設計語言，程序采用梯形圖的形式描述。這種程序設計語言采用因果關系來描述事件發生的條件和結果。每個梯級是一個因果關系。在梯級中，描述事件發生的條件表示在左面，事件發生的結果表示在后面。梯形圖程序設計語言是最常用的一種程序設計語言。它來源于繼電器邏輯控制系統的描述。在工業過程控制領域，電氣技術人員對繼電器邏輯控制技術較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術發展而來的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應用。梯形圖程序設計語言的特點是：1、與電氣操作原理圖相對應，具有直觀性和對應性2、與原有繼電器邏輯控制

30、技術相一致，對電氣技術人員來說，易于撐握和學習。3、與原有的繼電器邏輯控制技術的不同點是，梯形圖中的能流（Power FLow）不是實際意義的電流，內部的繼電器也不是實際存在的繼電器，因此，應用時，需與原有繼電器邏輯控制技術的有關概念區別對待。4、便于與其它程序語言的轉換，便于程序的檢查。第二節 三菱FX系列PLC內部繼電器的編號和功能三菱FX系列產品，它內部的編程元件，也就是支持該機型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別為繼電器、計時器、計數器等，但它們與真實的元件有很大的差別，一般稱之為“軟繼電器”。這些編程用的繼電器，它們的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點沒有數量限制

31、、沒有機械損耗和電腐蝕等問題。它在不同的指令操作下，汽工作狀態可以無記憶，也可以有記憶，還可以做脈沖數字元件使用。一般情況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專用輔助繼電器，T代表定時器，C代表計數器，S代表狀態繼電器，D代表數據寄存器，MOV代表傳輸等。FX系列PLC梯形圖中的編程元件的名稱由字母和數字組成，它們分別表示元件的類型和元件號，例如Y10、M129。輸入繼電器和輸出繼電器的原件號用八進制數表示，八進制數只有07這8個數字符號，遵循“逢8進1”的運算規則。表2-1給出了FX2N 系列PLC的輸入/輸出繼電器元件號。表2-1 FX2N系列PLC的輸入/

32、輸出繼電器元件號型號FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M擴展時輸入X0X78點X0X1716點X0X2724點X0X3732點X0X4740點X0X7764點X0X267184點輸出Y0Y78點Y0Y1716點Y0Y2724點Y0Y3732點Y0Y4740點Y0Y7764點Y0Y2677184點1、輸入繼電器（X） 輸入繼電器是PLC接收外部輸入的開關量信號的窗口，PLC通過光電耦合，將外部信號的狀態讀入并存儲在輸入映像寄存器中。輸入端可以外接常開觸點或常閉觸點，也可以接多個觸點組成的串并聯電路或電子傳感器。在編程中可以多次使用輸入

33、繼電器的常開和常閉觸點。入電路的時間常數一般小于10ms。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為X000X007，X010X017，X020X027，它們一般位于機器的上端。2、輸出繼電器（Y）輸出繼電器是PLC向外部負載發送信號的窗口。輸出繼電器用來將PLC的輸出信號傳送給輸出模塊，再由后者驅動外部負載。輸出模塊中的每一個硬件繼電器僅有一對常開觸點，但是在梯形圖中，每一個輸出繼電器的常開觸點和常閉觸點都可以多次使用。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為Y000Y007，Y010Y017，Y020Y027，它們一般位于機器的下端。3、輔助繼電器（M）PLC有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電

34、器一樣，由PLC內各軟元件的觸點驅動。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯系，只供內部編程使用。它的常開/常閉觸點使用次數不受限制。但是，這些觸點不能直接驅動外部負載，外部負載的驅動必須通過輸出繼電器來實現。在FX2N系列中普遍采用M0M499，共500點通用輔助繼電器，其地址按十進制編號。輔助繼電器中還有電池后備/鎖存輔助繼電器、特殊輔助繼電器等，這里就不一一介紹了。4、定時器（T）PLC中的定時器（T）相當于繼電器系統中的時間繼電器。它是根據時鐘脈沖的累積形式，當所計時間達到設定值時，輸出觸點動作，時鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時器可以用用戶程序存儲器內的常數K作為設定

35、值，也可以用數據寄存器（D）的內容作為設定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護功能的數據寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時，定時器或計數器往往會發生誤動作。FX2N系列定時器元件編號及定時范圍如下：100ms定時器T0T199，共200點，定時范圍：0.13276.7秒；10ms定時器T200T245，共46點，定時范圍：0.01327.67秒；1ms積算定時器T246T249，共4點，定時范圍：0.00132.767秒；100ms積算定時器T250T255，共6點，定時范圍：0.13276.7秒。定時器的精度與程序的安排有關，如果定時器的觸點在線圈之前，精度將會降低。平均誤差約為1.5

36、倍掃描周期。最小定時誤差為輸入濾波器時間與定時器分辨率之差，1ms、10ms和100ms定時器的分辨率分別為1ms、10ms和100ms。5、計數器（C）FX2N系列中的16位加計數器，是16位二進制加法計數器，它是在計數信號的上升沿進行計數，它有兩個輸入，一個用于復位，一個用于計數。每一個計數脈沖上升沿使原來的數值自加1，當當前值等于設定值時，其位存儲單元被置1。其常開觸點接通，常閉觸點斷開。再來計數脈沖時當前值不變，直到復位控制電路接通時，觸點才斷開，設定值又重新寫入，又進入計數狀態。16位加計數器的設定值為132767。16位通用計數器的通道有C0C99，共100點；16位電池后備/鎖存

37、計數器的通道有C100C199，共100點；32位通用雙向計數器的通道有C200C219，共20點；32位電池后備/鎖存雙向計數器的通道有C220C234，共15點。第三節 FX2N系列PLC的基本邏輯指令基本邏輯指令是PLC中最基本的編程語言，掌握了它也就初步掌握了PLC的使用方法，各種型號PLC的基本邏輯指令都大同小異，現在我們針對FX2N系列，逐條介紹其指令的功能和使用方法。1、輸入、輸出指令（LD、LDI、OUT）LD（Load）：電路開始的常開觸點對應的指令，可以用于X、Y、M、T、C和S。LDI（Load Inverse）：電路開始時的常閉觸點對應的指令，可以用于X、Y、M、T、C

38、和S。OUT(Out)：驅動線圈的輸出指令，可以用于Y、M、T、C和S。LD和LDI指令對應的觸點一般都與左母線相連，在使用ANB、ORB指令時，用來定義與其他電路串并聯的電路的起始觸點。OUT指令不能用于輸入繼電器X，線圈和輸出類指令應放在梯形圖的最右邊，OUT指令可以連續使用若干次，相當于線圈的并聯。2、觸點的串聯（AND/ANI）、并聯(OR/ORI)指令AND(And)：常開觸點串聯連接指令。ANI（And Inverse）：常閉觸點串聯連接指令。OR（Or）：常開觸點并聯連接指令。ORI（Or Inverse）：常閉觸點并聯連接指令。串、并聯指令可以用于X、Y、M、T、C和S。單個觸

39、點與左邊的電路串聯時，使用AND或ANI指令，串聯觸點的個數沒有限制。OR或ORI用于單個觸點與前面電路的并聯，并聯觸點的左端接到該指令所在的電路塊的起始點（LD點）上，右端與前一條指令對應的觸點的右端相連。OR和ORI指令總是將單個觸點并聯到它前面已經連接好的電路的前端。3、檢測上升沿和下降沿的觸點指令LDP、ANDP和ORP是用來檢測上升沿的觸點指令，觸點的中間有一個向上的箭頭，對應的觸點僅在制定位元件波形的上升沿（由OFF變為ON）時接通一個掃描周期。LDF、ANDF和ORF是用來檢測下降沿的觸點指令，觸點的中間有一個向下的箭頭，對應的觸點僅在制定位元件波形的下降沿（由ON變為OFF）時

40、接通一個掃描周期。上述指令可以用于X、Y、M、T、C和S。邊沿檢測觸點可以與普通觸點混合使用。4、電路塊串聯（ANB）、并聯(ORB)指令ORB（Or Block）：多觸點電路塊的并聯連接指令。ANB（And Block）：多觸點電路塊的串聯連接指令。含有兩個以上觸點串聯連接的電路稱為“串聯連接塊”，串聯電路塊并聯連接時，支路的起點以LD或LDI指令開始，而支路的終點要用ORB指令。ORB指令是一種獨立指令，其后不帶操作元件號，因此，ORB指令不表示觸點，可以看成電路塊之間的一段連接線。如需要將多個電路塊并聯連接，應在每個并聯電路塊之后使用一個ORB指令，用這種方法編程時并聯電路塊的個數沒有限

41、制；也可以將所有要并聯的電路塊依次寫出，然后在這些電路塊的末尾集中寫出ORB的指令，但這時ORB指令最多使用7次。將分支電路（并聯電路塊）與前面的電路串聯連接時使用ANB指令，各并聯電路塊的起點，使用LD或LDI指令；與ORB指令一樣，ANB指令也不帶操作元件，如需要將多個電路塊串聯連接，應在每個電路塊之后使用一個ANB指令，用這種方法編程時串聯電路塊個數沒有限制，若集中使用ANB指令，最多使用7次。5、棧存儲器與多重輸出指令MPS（Push）、MRD（Read）和MPP（Pop）指令分別是進棧、讀棧和出棧指令，它們用于多重輸出電路。MPS指令用于儲存電路中有分支處的邏輯運算結果，以便以后處理

42、有線圈的支路時可以調用該運算結果。MRD指令讀取存儲在堆棧最上層的電路中分支點處的運算結果，將下一個觸點強制性地連接在該點。讀數后堆棧內的數據不會上下移動。MPP指令彈出存儲在堆棧最上層的電路中分支點處的運算結果。使用MPP指令時堆棧中各層的數據向上移動一層，最上層的數據在讀出后從堆棧內消失。6、置位復位指令SET：置位指令，使操作保持ON的指令。RST：復位指令，使操作保持OFF的指令。SET指令用于Y、M和S，RST指令可以用于復位Y、M、S、T、C，或將字元件D、V和Z清零。7、程序結束指令（END）在程序結束處寫上END指令，PLC只執行第一步至END之間的程序，并立即輸出處理。若不寫

43、END指令，PLC將以用戶存儲器的第一步執行到最后一步，因此，使用END指令可縮短掃描周期。另外，在調試程序時，可以將END指令插在各程序段之后，分段檢查各程序段的動作，確認無誤后，再依次刪去插入的END指令。第四節 梯形圖的設計與編程方法一、給元件編號并分配I/O口PLC是按編號來區分操作元件的，所以在編寫梯形圖程序時，首先必須確定所使用編程元件的編號。使用時一定要明確，每個元件在任何時刻決不能同時擔任幾個角色，一般來講，選定的PLC，其輸入點數與控制對象的輸入信號數總是相對應的，輸出點數與輸出控制回路數也是相對應的。所以I/O地址的分配實際上是對PLC輸入輸出點數給實際I/O電路的分配。編

44、程時按點號建立邏輯與控制關系，接線時按點號對號入坐進行接線。二、梯形圖的編程規則1、每個繼電器的線圈和它的觸點均用同一編號，每個元件的觸點使用時沒有數量限制。2、梯形圖的每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有接觸點)。3、線圈不能直接接在左邊母線上。4、在一個程序中，同一編號的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應盡量避免。5、在梯形圖中沒有真實的電流流動，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關系，假定在梯形圖中有“電流”流動，這個“電流”只能在梯形圖中單方向流動即從左向右流動，層次的改變只能從上向下。三、梯形圖的設計方法FX系列的PLC梯形圖設計

45、方法通常有三種類型：經驗設計法、根據繼電器電路圖設計法和順序控制法。（一）經驗設計法經驗設計法類似于通常設計繼電器電路圖的方法，即在一些典型電路的基礎上，根據被控對象對控制系統的具體要求，不斷地修復和完善梯形圖。這種設計方法的特點：有時需要多次反復地調試和修復，增加一些觸點或中間編程元件，最后才能得到一個滿意的結果。而且這種方法沒有普遍的規律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，最后的結果也不一定是惟一的，設計的時間、設計的質量與設計者的經驗有很大的關系，一般只用于較簡單的梯形圖的設計。（二）根據繼電器電路圖設計法用PLC改造繼電器控制系統時，因為原有的繼電器控制系統經過長期使用和考驗，已有被證

46、明能完成要求的控制功能，而繼電器電路圖和梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處，因此可以根據繼電器電路圖來設計梯形圖，即將繼電器電路圖翻譯為具有相同功能的PLC的外部硬件接線圖和梯形圖。將繼電器電路圖轉換為功能相同的PLC的外部硬件接線圖和梯形圖的步驟如下：1、了解和熟悉被控設備的工藝流程和機械的動作情況,，根據繼電器電路圖分析和掌握控制系統的工作原理，這樣才能做到在設計和調試控制系統時心中有數；2、確定PLC的輸入信號和輸出負載，畫出PLC的外部接線圖。畫出這PLC的外部接線圖后，同時也確定了PLC各輸入信號和輸出負載對應的輸入繼電器和輸出繼電器的元件號；3、確定與繼電器電路圖的中間繼電

47、器、時間繼電器對應的梯形圖中的輔助繼電器和定時繼電器的元仵號。建立了繼電器電路圖中的元件和梯形圖中的元件號之間的對應關系，為梯形圖設計打下了基礎；4、根據一述對應關系畫出梯形圖。（三）順序控制設計法順序控制設計法是一種先進的設計方法，很容易被初學者接受，對于有經驗的工程師，也會提高設計效率，程序的調試、修改和閱讀也很方便。順序控制設計法具有簡單、規范和通用的優點。使用順序控制設計法時首先根據系統的工藝流程，畫出順序功能圖，然后根據順序功能圖畫出梯形圖。順序功能圖是描述控制系統的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設計PLC的順序控制程序的有力工具。順序功能圖主要由步、有向連線、轉換、轉換條件和

48、動作組成。順序功能圖有三個基本結構：單序列結構、選擇系列結構和并行系列結構。下面介紹順序功能圖中轉換實現的基本規則：1、轉換實現的條件：該轉換所有的前級步都是活動步和相應的轉換條件得到滿足；2、轉換實現應完成的操作：使所有由有向連線與相應轉換符號相連的后續步都變為活動步和使所有由有向連線與相應轉換符號相連的前級步變為不活動步；3、繪制順序功能圖時的注意事項：兩個步絕對不能直接相連必須用一個轉換將它們隔開、兩個轉換絕對不能直接相連必須用一個步將它們隔開、必須有初始步和初始狀態、必須是可以循環的能回到初始步、必須用初始化脈沖M8002的常開觸點作為轉換條件將初始步置為活動步、定時器在下一次運行之前

49、就將它復位。第三章 系統軟件的設計第一節 控制系統的工作流程根據電梯的工作流程可以將電梯的工作過程畫成如下的流程圖（圖3-1）。圖中展示了電梯運行時的三種狀態，即初始狀態、運行中狀態和運行后狀態。直觀的展示了電梯的工作流程。圖3-1 電梯運行的流程圖根據電梯運行流程圖，大致可將軟件的設計分為以下幾個大部分：開關門環節、樓層顯示環節（七段碼顯示）、轎內呼叫信號的登記與消除環節、廳外呼叫信號的登記與消除環節、定向環節、啟動環節、制動環節。第二節 控制系統的功能要求一、電梯內外部功能在電梯內部，應該有5個樓層(15層)按鈕、開門和關門按鈕以及樓層顯示器。上升和下降顯示器。當乘客進入電梯后，電梯內應有

50、能讓乘客按下的代表其要去的目的地的樓層按鈕，稱為內呼按鈕。電梯停下時，應具有開門、關門的功能，即電梯門可以自動打開，經過一定延時后，又可自動關閉。而且，在電梯內部也應有控制電梯開門、關門的按鈕，使乘客可以在電梯停下時隨時地控制電梯的開門與關門。電梯內部還應配有顯示屏，用來顯示電梯現在所在的狀態，即電梯是上升還是下降以及電梯處在樓層的第幾層，這樣可以使乘客清楚地知道自己所處的位置，離自己要到的樓層還有遠，電梯是上升還是下降等。電梯的外部共分5層，每層都應該有呼叫按鈕、呼叫指示燈、上升和下降指示燈及樓層顯示器。呼叫按鈕是乘客用來發出呼叫的工具，呼叫指示燈在完成相應的呼叫請求之前應一直保持亮，它和上

51、升指示燈，下降指示燈、樓層顯示器一樣，都是用來顯示電梯所處的狀態的。5層樓中，1層只有上呼叫按鈕，5層只有下呼叫按鈕，其余3層都具有上呼叫和下呼叫按鈕。而上升、下降指示燈以及樓層顯示器，5層電梯均應該相同。二、電梯運行狀態的分析電梯的運行狀態可分為初始狀態、運行中狀態和運行后狀態。（一）電梯的初始狀態。此時電梯位于1層待命，電梯照明燈亮，各顯示屏都被初始化，電梯處于以下狀態：1、各層呼叫燈均不亮。2、電梯內部以及外部各顯示屏均為“1”。3、電梯內部及外部各層電梯門均關閉。（二）電梯在運行過程中。電梯處于以下狀態：1、按下某層呼叫按鈕（15層）后，該層呼叫燈亮，電梯響應該層呼叫。2、電梯上行時，

52、若呼叫層處于電梯當前運行之上目標運行層之下，則電梯在完成前一指令之前先上行至該層，完成該層呼叫后再由近及遠的完成其他各個呼叫動作。若呼叫層處于電梯當前層之下，則電梯在完成前一指令之前不響應該指令，直至電梯重新處于待命狀態為止。 電梯上行時，若有多個下行呼叫且均位于當前樓層之上，則電梯到達最高的下行呼叫層，然后依次從高到低響應其它下行呼叫層。3、電梯下行時，若呼叫層處于電梯當前運行之下目標運行層之上，則電梯在完成前一指令之前先下行至該層，完成改層呼叫后再由近及遠的完成其他各個呼叫動作。若呼叫層處于電梯當前層之上，則電梯在完成前一指令之前不響應該指令，直至電梯重新處于待命狀態為止。電梯下行時，若有

53、多個上行呼叫且均位于當前樓層之下，則電梯到達最低的下行呼叫層，然后依次從低到高響應其它上行呼叫層。4、各樓層顯示隨電梯移動而改變，各層指示燈也隨之而變。5、運行中電梯門始終關閉，到達指定層時，門才打開。6、在電梯運行過程中支持其它呼叫。（三）電梯運行后狀態。在到達指定樓層后，電梯會繼續待命，直到新的命令給出。1、電梯在到達指定樓層后，電梯門會自動打開，經一段延時自動關閉，在此過程中，支持手動開門或關門。2、各樓層顯示值為該層所在位置，且上行下行指示燈均滅。三、電梯的控制要求1、接受每個按鈕（包括內部和外部的呼叫）的呼叫命令，并做出相應的響應。2、電梯停在某一層（如4層）時，此時按動該層（4層）

54、的呼叫按鈕（上呼叫或下呼叫），則相當于發出打開電梯門命令，進行開門的動作過程；若此時電梯的轎廂不在該層（在其余4層），則等到電梯關門后，按照不換向原則控制電梯向上或向下運行。3、電梯運行的不換向原則是指優先響應不改變現在電梯運行方向的呼叫，直到這些命令全部響應完畢后才響應使電梯反向運行的呼叫。例如現在電梯位置在2層和3層之間上行，此時出現了2層上呼叫、3層下呼叫和4層上呼叫，則電梯首先響應4層上呼叫，然后再依次響應3層下呼叫和2層上呼叫。4、電梯在每層設置上、下平層感應（1樓只有下平層、5樓只有上平層），當到達平層點且該層有呼叫信號時，電梯開始減速平層停車，否則繼續高速通過該層。5、當按動某個

55、呼叫按鈕后，響應的指示等亮并保持，直到電梯完成該呼叫為止。6、當電梯停在某層時，在電梯內部按動開門按鈕，則電梯門打開，按動電梯內部的關門按鈕，則電梯門關閉。但在電梯行進期間電梯門是不能被打開的。7、當電梯運行到某層后，相應的指示燈亮，直到電梯運行到前方一層時樓層指示燈改變。第三節 系統信號的確定以及軟元件的選取經過對電梯運行流程和電梯的控制要求，選取控制系統的軟元件，軟元件包括輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器和定時器，其編號分別如下列表所示。表3-1 輸入信號及信號編碼輸入的信號名稱信號的編碼SB1一層內呼信號X1SB2二層內呼信號X2SB3三層內呼信號X3SB4四層內呼信號X4SB5五層內呼信號X