【正文】 ................. 7 第 2 章 基于三菱 PLC 電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計 ............................................................................... 8 基于三菱 FX2N 系列 PLC 電梯控制系統(tǒng)分析 ............................... 8 電梯速度曲線 .................................................. 9 電梯控制系統(tǒng) ................................................. 10 整體設(shè)計流程的確定 ................................................. 11 本章小結(jié) ........................................................... 11 第 3 章 電梯控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 ..................................................................................................11 PLC 機型的選擇 ..................................................... 12 PLC 選型分析 ................................................. 12 機型的確定 ................................................... 13 電梯模型的確定 ..................................................... 14 輸入輸出分配表 ............................................... 14 PLC 接線圖 ................................................... 15 本章小結(jié) ........................................................... 15 第 4 章 電梯控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 ................................................................................................. 16 程序流程圖 ......................................................... 16 程序語句 ........................................................... 17 程序調(diào)試 ........................................................... 26 程序運行過程中出現(xiàn)的問題及調(diào)試 ............................... 27 程序最終運行情況 ............................................. 28 PLC 控制系統(tǒng)的外部干擾 ....................................... 28 本章小結(jié) ........................................................... 28 結(jié) 論 ............................................................................................................................................. 29 致 謝 ............................................................................................................................................. 30 參考文獻 ....................................................................................................................................... 31 哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒 論 研究背景 電梯的組成 電梯是機電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品 ,機械部分相當于人的軀體 ,電器部分相當于人的神經(jīng) .機與電的高度合一 ,使電梯成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜和產(chǎn)品 .對于電梯的結(jié)構(gòu)而言 ,傳統(tǒng)的方法是分為機械部分和電氣部分 ,但以功能系統(tǒng)來描述 ,則更能反映電梯的特點 .下面簡單介紹電梯機械部分的結(jié)構(gòu) ,而我們的主要目的 是怎樣來控制它 。 (1)曳引系統(tǒng)： 曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。 (2)導(dǎo)向系統(tǒng)： 導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能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)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。 (3)轎廂： 轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。 (4)門系統(tǒng)： 門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機，門鎖裝置組成。 (5)重量平衡系統(tǒng)： 系統(tǒng)的主要功 能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補償裝置組成。 (6)電力拖動系統(tǒng) 電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實行電梯速度控制。電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機調(diào)速裝置等組成。 (7)電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏 (柜 )，平層裝置，選層器等組成。 (8)安全保護系統(tǒng) 保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。由電梯限速器 、安全鉗、緩沖器、安全觸板、層門門鎖、電梯安全窗、電梯超載限制裝置、限位開關(guān)裝置組成。 電梯的工作原理 曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動機通過減速器哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)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(zhuǎn)，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(tài)，供人員和貨物出入 。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以準確?？?。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)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(tǒng)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。 (1)電梯在各服務(wù)層站設(shè)有層門、轎廂運行方向指示燈、數(shù)學(xué)顯示轎廂、運行位置指層器和召喚電梯按鈕。電梯召喚按鈕使用時，上樓按上方向按鈕，下樓掀按下方向按鈕。 (2)轎廂到達時，層樓方向指示即顯示轎廂的運動方向 ，乘客判斷欲往方向和確定電梯正常后進入轎廂，注意門扇的關(guān)閉，勿在層門口與轎廂門口對接處逗留。 (3)轎廂內(nèi)有位置顯示器、操縱盤及開關(guān)門按鈕和層樓選層按鈕。進入轎廂后，掀按欲往層樓的選層按鈕。若要轎廂門立即關(guān)閉，可掀按關(guān)門按鈕。轎廂層樓位置指示燈顯示抵達層樓并待轎廂門開啟后即可離開。 PLC 的發(fā)展現(xiàn)狀 可編程控制器 （ Programmble Controller） 簡稱 PC 或 PLC。它是在電器控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)融為一體 的新型工業(yè)控制裝置。目前， PLC 已被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)過程的自動控制中，成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制裝置，被公認為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱（ PLC、機器人、 CAD/CAM）之一。 國際電工委員會（ IEC）于 1987 年頒布了可編程控制器標準草案第三稿。在草案中對可編程控制器定義如下：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出 ，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計”。 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 和工作原理 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC 包括 CPU 板、I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式 PLC包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 (1)CPU 的構(gòu)成 CPU 是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套 PLC 至少有一個 CPU，它按 PLC 的系哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。 CPU 主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成， CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC 不可缺少的組成單元。 在使用者看來，不必要詳細分析 CPU 的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機制還是應(yīng)有足夠的理解。 CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。 CPU 速度和內(nèi)存容量是PLC 的重要參數(shù)，它們決定著 PLC 的工作速度， I/O 數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模 。 (2)存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器 。 (3)I/O 模塊 PLC 與電氣回路的接口 ，是通過輸入輸出部分（ I/O）完成的。 I/O 模塊集成了 PLC 的I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。 I/O 分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。 常用的 I/O 分類如下： 開關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量：按信號類型分，有電流型（ 420mA,020mA）、電壓型（ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。 除了上述通用 IO 外，還有特殊 IO 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 按 I/O 點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O 模塊可多可少，但其最大數(shù)受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。 (4)電源模塊 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V 的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或 110VAC），直流電源（常用的為 24VDC）。 (5)底板或機架 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底 板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 CPU 能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。 (6)PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 編程設(shè)備：編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器 PLC 一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機。 人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終 端應(yīng)用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。 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(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