【正文】 方便 PLC 有多 種程序設(shè)計(jì)語言可供使用。對(duì)電氣技術(shù)人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。采用布爾助記符編程語言，十分有助于編程人員的編程。 第一章 緒論 3 （ 3）維修方便 PLC 具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求減低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。 PLC 的靈活性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1）編程的靈活性。 PLC 采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。編程方法的多樣性使編程方便、應(yīng)用面拓展。 （ 2）擴(kuò)展的靈活性。 PLC 的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)重要特點(diǎn)。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)展、應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。 （ 3）操作的靈活性。 操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn) （ 1）在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。 （ 2）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。 （ 3） PLC 可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。 （ 4） PLC 可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。 （ 5）用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。 （ 6）更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。 此外，微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷而沒被廣泛采用。 PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計(jì)和調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)，倍 受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式?；窗残畔⒙殬I(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 第二章 PLC 的基本知識(shí) 可編程控制器的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí) PLC 是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)指令，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì) 數(shù)、計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算等功能，用來對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。 1982 年，國(guó)際電工委員會(huì) (International Electrical Committee IEC)頒布了 PLC標(biāo)準(zhǔn)草案， 1985 年提交了第 2 版， 1987 年的第 3 版對(duì) PLC 作了如下的定義 :PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸人和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè) 備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 上述的定義表明， PLC 是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置，它與其他順序控制裝置不同的特點(diǎn)。 PLC 的性能指標(biāo)和分類 （ 1） PLC 的主要性能指標(biāo) ： 輸入／輸出點(diǎn)數(shù)（ I／ O 點(diǎn)數(shù)） I／ O 點(diǎn)數(shù)是指可編程序控制器外部輸入、輸出端子數(shù)的總和。它標(biāo)志著可以接多少個(gè)開關(guān)、按鈕和可以控制多少個(gè)負(fù)載。 存儲(chǔ)容量 ； 存儲(chǔ)容量是指可編程序控制器內(nèi)部用于存放用戶程序的存儲(chǔ)器容量，一般以步為單位，二進(jìn)制 16 位即一個(gè)字為一步。 掃描速度 一般以執(zhí)行 1000 步指令所需時(shí)間來衡量，單位為 ms/k 步，也有以執(zhí)行一步指令所需時(shí)間來計(jì)算的，單位用 181。s/步。 功能擴(kuò)展能力 可編程序控制器除了主模塊之外，通常都可配備一些可擴(kuò)展模塊，以適應(yīng)各種特殊應(yīng)用的需要，如 A／ D 模塊、 D／ A 模塊、位置控制模塊等。 指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)是指一臺(tái)可編程序控制器指令的總和，它是衡量可編程序控制器功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。 （ 2） PLC 的分類 ： 通常， PLC 產(chǎn)品可按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模等進(jìn)行分類。按結(jié)構(gòu)形式不同 , 可以分為整體式和模塊式兩類。按控制規(guī)模大小、 則可以分為小型、中型和大型第二 章 PLC 的基本知識(shí) 5 PLC 三種類型。 PLC 系統(tǒng)的組成 PLC 是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動(dòng)控制裝置，其硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相似。 PLC 也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。 （ 1） PLC 的硬件結(jié)構(gòu) 一套 PLC 系統(tǒng)在硬件上由基本單元（包含中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口、內(nèi)部電源）、 I／ O 擴(kuò)展單元及外部設(shè)備組成。 （ 2） PLC 的軟件 PLC 的軟件系統(tǒng)指 PLC 所使用的各種程序的集合，它由系統(tǒng)程序（系統(tǒng)軟件）和用戶程序（應(yīng)用軟件）組成。系統(tǒng)程序：包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，用 PLC 的編程語言（如梯形圖）編制的應(yīng)用程序。 可編程序控制器的工作方式 PLC 的掃描工作方式 可編程序控制器在進(jìn)入 RUN 狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。從第一條指令開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)的地址號(hào)遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。然后再?gòu)念^開始掃描，并周而復(fù)始地重復(fù)進(jìn)行。 在程序執(zhí)行階段， PLC 對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進(jìn)行。當(dāng)遇到程序跳轉(zhuǎn)指令時(shí) ，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序是否跳轉(zhuǎn)。當(dāng)指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時(shí)， PLC 從輸入映像寄存器和元件映象寄存器中讀出，根據(jù)用戶程序進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果再存入元件映象寄存器中。對(duì)于元件映象寄存器來說，其內(nèi)容會(huì)隨程序執(zhí)行的過程而變化 。 PLC 的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲(chǔ)器中順序排列。在無跳轉(zhuǎn)指令的情況下， CPU 從第一條指令開始執(zhí)行，逐條順序地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束，執(zhí)行指令時(shí)，從元件映像存儲(chǔ)區(qū)中讀出元件的狀態(tài)及當(dāng)前值，并據(jù)指令的需要進(jìn)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算及賦值操作，最后的運(yùn)算結(jié)果寫入到線圈或輸 出類指令對(duì)應(yīng)的元件映像存儲(chǔ)區(qū)中。 可編程序控制器工作時(shí)的掃描過程如圖 21 所示，包括五個(gè)階段：內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。 PLC 完成一次掃描過程所需的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期的長(zhǎng)短與用戶程序的長(zhǎng)度和掃描速度有關(guān)。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 圖 21 PLC 的掃描過程 PLC 的程序執(zhí)行過程 PLC 的程序的執(zhí)行過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)主要階段，如圖 22 所示。 （ 1） 輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC 以掃描工作方式按順序 對(duì)所有輸入端的輸入狀態(tài)進(jìn)行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時(shí)輸入映象寄存器被刷新。 （ 2） 程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段， PLC 對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進(jìn)行 （ 3） 輸出刷新階段 當(dāng)所有程序執(zhí)行完畢后，進(jìn)入輸出處理階段。在這一階段里， PLC 將輸出映象寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)）轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，并通過一定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 開始 內(nèi)部處理 通信處理 RUN 方式？ 輸入掃描 程序執(zhí)行 輸出處理 N Y 第二 章 PLC 的基本知識(shí) 7 圖 22 PLC 的程序執(zhí)行過程 PLC 的掃描周期 在 PLC 的實(shí)際工作過程中，每個(gè)掃描周期除 了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計(jì)算機(jī)）通信等處理。即一個(gè)掃描周期還應(yīng)包含自診斷及與外設(shè)通信等時(shí)間。 PLC 的 I／ O 響應(yīng)時(shí)間 PLC 采用集中 I／ O 刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映像寄存器區(qū)的內(nèi)容也不會(huì)改變，還會(huì)影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。輸出信號(hào)的變化滯后于輸入信號(hào)的變化，這產(chǎn)生了 PLC 的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象，最大滯后時(shí)間為 23 個(gè)掃描周期。 輸入端子 輸入映象寄存器 輸出映像寄存器 輸出鎖存器 輸出端子 輸入 ………. 輸出 程序執(zhí)行階段 輸入采樣階段 輸出刷新階段 X001 Y001 Y001 M1 讀 讀 ① ② ③ ④ ⑤ 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 第三章 電梯設(shè)備及電梯發(fā)展動(dòng)態(tài) 電梯的出 現(xiàn)及發(fā)展 1854 年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，美國(guó)人伊萊沙 格雷夫斯 奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明 歷史上第一部安全升降梯。從那以后，升降梯在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。以?shī)W的斯的名字而命名的電梯公司也開始了她輝煌的旅程。 150 年以來，她已經(jīng)發(fā)展成為世界、亞洲和中國(guó)領(lǐng)先的電梯公司。 自從我國(guó)實(shí)行改革開放政策以來，全國(guó)各地高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為高樓的垂直交通工具 ― 電梯，其需求量日益增長(zhǎng)。各種類型、規(guī)格繁多的電梯已在高樓內(nèi)投入運(yùn)行。為了確保電梯正常運(yùn)行、安全使用，必須要了解電梯、熟悉電梯、管理 電梯、維護(hù)好電梯。 20 世紀(jì)初，美國(guó)出現(xiàn)了曳引式電梯，其結(jié)構(gòu)是 鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端與轎廂連接，而另一端與對(duì)重連接，隨曳引輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，靠鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力使轎廂與對(duì)重作一升一降的相反運(yùn)動(dòng)。顯然，鋼絲繩不用纏繞，因此鋼絲繩的長(zhǎng)度和股數(shù)均不受限，當(dāng)然轎廂的載重以及提升高度就得到了提高，從而滿足了人們對(duì)電梯的使用需求。因此，近一百年來，曳引式電梯一直受到重視，并發(fā)展沿用至今。 在后來的幾十年里，電梯的自動(dòng)平層控制系統(tǒng)以及 1— 轎廂 2— 曳引輪 3— 對(duì)重 ， 通過變換電動(dòng)機(jī)極數(shù)的調(diào)速方法來調(diào)整電梯的運(yùn)行速度的技術(shù)相繼研制成功， 1933 年世界上第一臺(tái)運(yùn)行速度為 6m/s 的電梯被安裝在美國(guó)紐約的帝國(guó)大廈。 第二次世界大戰(zhàn)后，建筑業(yè)的發(fā)展促使電梯進(jìn)入了高峰發(fā)展時(shí)期，代表新技術(shù)的電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電梯領(lǐng)域的同時(shí)，陸續(xù)出現(xiàn)了群控電梯、超高速電梯、交流變頻變壓調(diào)速電梯。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，晶閘管變流裝置越來越多地用于電梯系統(tǒng)，使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，性能提高。同時(shí)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的研制和開發(fā)，使交流電梯的調(diào)速性能有了明顯的改善。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代，通過控制電動(dòng)機(jī)定子 供電電壓與頻率電梯運(yùn)行速度的調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)研制成功，出現(xiàn)了交流變壓變頻（ VVVF）調(diào)速電梯，開拓了電梯拖動(dòng)的新領(lǐng)域。 1993 年，日本生產(chǎn)了 的世界高速交流變壓變頻調(diào)速電梯，結(jié)束了直流電梯獨(dú)占高速領(lǐng)域的歷史。 電梯發(fā)展的今天，在使用需求和新技術(shù)應(yīng)用方面都進(jìn)入到全面發(fā)展時(shí)期，隨著智能化、信息化建筑的興起與完善，要求電梯不只是完成垂直運(yùn)輸?shù)幕竟δ埽€應(yīng)以人為本提高舒適度，特別從電梯運(yùn)行的控制智能化角度考慮，電梯的優(yōu)質(zhì)服務(wù)不再是單一的 “ 時(shí)間最短 ” 問題，而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第三章 電梯設(shè)備及電梯發(fā)展動(dòng)態(tài) 9 專家系統(tǒng)等方法，以期實(shí) 現(xiàn)單梯與群控管理的最佳模式。合理的配置與使用遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷、節(jié)能以及減少環(huán)境污染等。本文中著重研究電梯的升降控制邏輯，不著重主電動(dòng)機(jī)的升降速度以及電梯的安全保護(hù)措施。 電梯設(shè)備 電梯的分類 電梯的分類有各式各樣： （ 1）按速度分類 ： 低速電梯 1m/s 以下 ， 高速電梯 23m/s， 超高速電梯 310m/s。 （ 2）按用途分類 ： 乘客電梯 、 住宅電梯 、 觀光電梯 、 載貨電梯 、 客貨兩用電梯 、 車輛電梯 、 其他電梯 。 （ 3）按拖動(dòng)方式分類 ： 交流電梯 、 直流電梯 、 液壓電梯 、 齒輪齒條電梯 、螺桿式電梯 。 （ 4）按有無司機(jī)分類 ： 有司機(jī)電梯 、 無司機(jī)電梯 、 有 /無司機(jī)電梯 。 （ 5）按控制方式分類 ： 手柄操縱控制電梯 、 按鈕控制電梯 、 信號(hào)控制電梯 、集選控制電梯 、 群控電梯 。 （ 6）按曳引機(jī)結(jié)構(gòu)分類 ： 有齒曳引機(jī)電梯 、 無齒曳引機(jī)電梯 。 （ 7）其它分類方式 ： 按轎廂尺寸的大小分類時(shí)，經(jīng)常使用“小型”、“超大型”等詞來描述電梯。 按機(jī)房位置不同可分為：機(jī)房位于井道頂部的上置式電梯；機(jī)房底部的下置式電梯。 電梯的主要組成部分 （ 1）曳引部分：通常有曳引機(jī)和曳引鋼絲繩組成。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曳引機(jī)旋轉(zhuǎn) 使轎廂上下運(yùn)動(dòng)。 （ 2）轎廂和廳 門：轎廂由轎架，轎底，轎壁和轎門組成；廳門一般有封閉式、中分式、雙折中分式和直分式等。 （ 3）電器設(shè)備及控制裝置：有曳引機(jī)，選層器傳動(dòng)及控制柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和廳外指示器組成。 （ 4）其它裝置：對(duì)重裝置、補(bǔ)償裝置等。 電梯的安全保護(hù)裝置 （ 1）電磁制動(dòng)器：裝于曳引機(jī)軸上，一般采用直流電磁制動(dòng)器，啟動(dòng)時(shí)通電松閘，停層后斷電制動(dòng)。 （ 2）強(qiáng)迫減速開關(guān)：分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過端站換速未減速時(shí)，轎廂上撞塊就觸動(dòng)此開關(guān)，通過電器傳動(dòng)控制裝置，使電動(dòng)機(jī)強(qiáng)迫減速。 （ 3）限位開關(guān)：當(dāng)轎廂經(jīng) 過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動(dòng)淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 作，切斷電源并制動(dòng)，強(qiáng)迫停車。 （ 4）行程極限保護(hù)開關(guān)：當(dāng)限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時(shí)，此開關(guān)動(dòng)作。 （ 5）急停