【正文】 變化的模擬量的閉環(huán)控制。 （四）數(shù)據(jù)處理 現(xiàn) 代的 PLC 具有數(shù)學(xué)運算（包括四則運算、矩陣運算、函數(shù)運算、字邏輯運算、求反、循環(huán)、移位和浮點數(shù)運算等）和數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。 二 、 PLC 的發(fā)展前景 PLC 技術(shù)隨著計算機和微電子的發(fā)展而迅速發(fā)展，由一位機發(fā)展到 8 位機，直到現(xiàn)在， PLC 產(chǎn)品已經(jīng)使用了 32 位高性能微處理器，而且實現(xiàn)了多通道處理。 第三節(jié) PLC 的結(jié)構(gòu)及工作原理 一、 PLC 的結(jié)構(gòu) PLC 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 11 所示： 圖 11 PLC 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) （一）中央處理單元 CPU CPU 是 PLC 的核心 部件，由運算器和控制器組成。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(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)速裝置（模擬量）等。 二、 PLC 的工作原理 （一）工作方式 圖 12 PLC 的掃描過程 PLC 有兩種工作狀態(tài)，即運行（ RUN）狀態(tài)和停止（ STOP）狀態(tài)。 PLC 的這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為 掃描工作方式 。其典型值為 1100ms。 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(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)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 )。在此期間， CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。 PLC 的安裝接線也很方便，一般用接線端子 連接外部接線。加上 PLC 通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。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(yè)控制打開了方便之門。 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建 造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。它的重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的或傾斜角小于 15176。 在乘梯樓層電梯入口處，根據(jù)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(jié)束了一個乘梯過程。 載貨電梯，主要為運送貨物而設(shè)計，通常有人伴隨的電梯。 車輛電梯，用作裝運車輛的電梯。 按驅(qū)動方式分類 交流電梯，用交流感應(yīng)電動機作為驅(qū)動力的電梯。 液壓電梯，一般利用電動泵驅(qū)動液體流動，由柱塞使轎廂升降的電梯。 中速梯，常指速度在 ～ 。 9 第七節(jié) 電梯的組成及工作原理 電梯 結(jié)構(gòu)包括： 曳引系統(tǒng) 、 轎廂 、 門系統(tǒng) 、 電力拖動系統(tǒng) 、 電氣控制系統(tǒng) 、安全保護系統(tǒng) 。門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。 圖 13 電梯的結(jié)構(gòu) 曳引電動機通過減速器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。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。功能表圖語言和語句描述語言是高級的程序設(shè)計語言，它可根據(jù)需要去執(zhí)行更有效的操作，例如，模擬量的控制，數(shù)據(jù)的操縱，報表的報印和其他基本程序設(shè)計語言無法完成的功能。這種程序設(shè)計語言采用因果關(guān)系來描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果。它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。 便于與其它程序語言的轉(zhuǎn)換，便于程序的檢查。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(shù)器， S 代 表狀態(tài)繼電器， D 代表數(shù)據(jù)寄存器， MOV 代表傳輸?shù)取? 表 21 FX2N 系列 PLC 的輸入 /輸出繼電器元件號 型號 FX2N16M FX2N32M FX2N48M FX2N64M FX2N80M FX2N128M 擴展時 輸入 X0~X7 8 點 X0~X17 16 點 X0~X27 24 點 X0~X37 32 點 X0~X47 40 點 X0~X77 64 點 X0~X267 184 點 輸出 Y0~Y7 8 點 Y0~Y17 16 點 Y0~Y27 24 點 Y0~Y37 32 點 Y0~Y47 40 點 Y0~Y77 64 點 Y0~Y2677 184 點 輸入繼電器 （ X） 輸入繼電器是 PLC 接收外部輸入的開關(guān)量信號的窗口， PLC 通過光電耦合，將外部信號的狀態(tài)讀入并存儲在輸入映像寄存器中。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為 X000~X007， X010~X017， X020~X027…… ，它們一般位于機器的上端。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為 Y000~Y007， Y010~Y017， Y020~Y027?? ，它們一般位于機器的下端。但是，這些觸點不能直接驅(qū)動外部負載，外部負載的驅(qū)動必須通過輸出繼電器來實現(xiàn)。它是根據(jù)時鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計時間達到設(shè)定值時，輸出觸點動作，時鐘脈沖有 1ms、 10ms、 100ms。 FX2N 系列定時器元件編號及定時范圍如下： 100ms 定時器 T0~T199，共 200 點，定時范圍： ~ 秒； 10ms 定時器 T200~T245，共 46 點，定時范圍： ~ 秒； 1ms 積算定時器 T246~T249，共 4 點，定時范圍： ~ 秒； 100ms 積算定時器 T250~T255，共 6 點，定時范圍： ~ 秒。 計數(shù)器 （ C） 12 FX2N系列中的 16 位加計數(shù)器，是 16 位二進制加法計數(shù)器，它是在計數(shù)信號的上升沿進行計數(shù)，它有兩個輸入，一個用于復(fù)位，一個用于計數(shù)。 16 位加計數(shù)器的設(shè)定值為 1~32767。 LDI（ Load Inverse）：電路開始時的常閉觸點對應(yīng)的指令，可以用于 X、 Y、 M、 T、C 和 S。 觸點的串聯(lián) （ AND/ANI） 、并聯(lián) (OR/ORI)指令 AND(And)：常開觸點串聯(lián)連接指令。 串、并聯(lián)指令可以用于 X、 Y、 M、 T、 C 和 S。 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(yīng)的觸點僅在制定位元件波形的上升沿（由 OFF 變?yōu)?ON）時接通一個掃描周期。 電路塊串聯(lián) （ ANB） 、并聯(lián) (ORB)指令 ORB（ Or Block）：多觸點電路塊的并聯(lián)連接指令。如需要將多個電路塊并聯(lián)連接，應(yīng)在每個并聯(lián)電路塊之后使用一個 ORB指令，用這種方法編程時并聯(lián)電路塊的個數(shù)沒有限制；也可以將所有要并聯(lián)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。 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(jié)果，將下一個觸點強制性地連接在該點。 置位復(fù)位指令 SET：置位指令，使操作保持 ON 的指令。若不寫 END 指令， PLC 將以用戶存儲器的第一步執(zhí)行到最后一步，因此，使用 END 指令可縮短掃描周期。所以 I/O 地址的分配實際上是對 PLC 輸入輸出點數(shù)給實際 I/O 電路的分配。 14 線圈不能直接接在左 邊母線上。 （一）經(jīng)驗設(shè)計法 經(jīng)驗設(shè)計法類似于通常設(shè)計繼電器電路圖的方法，即在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根 據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修復(fù)和完善梯形圖。將繼電器電路圖轉(zhuǎn)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： 了解和熟悉被控設(shè)備的工藝流程和機械的動作情況 ,，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理，這樣才能做到在設(shè)計和調(diào)試控制系統(tǒng)時心中有數(shù)； 確定 PLC 的輸入信號和輸出負載，畫出 PLC 的外部接線圖。順序控制設(shè)計法具有簡單、規(guī)范和通用的優(yōu)點。 順序功能圖有三個基本結(jié)構(gòu)：單序列結(jié)構(gòu)、選擇系列結(jié)構(gòu)和并行系列結(jié)構(gòu)。直觀的展 示了電梯的工作流程。當(dāng)乘客進入電梯后，電梯內(nèi)應(yīng)有能讓乘客按下的代表其要去的目的地的樓層按鈕，稱為內(nèi)呼按鈕。 電梯的外部共分 5 層，每層都應(yīng)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。 二、電梯運行狀態(tài)的分析 電梯的運行狀態(tài)可分為初始狀態(tài)、運行中狀態(tài)和運行后狀態(tài)。 電梯內(nèi)部及外部各層電梯門均關(guān)閉。若呼叫層處于電梯當(dāng)前層之下，則電梯在完成前一指令之前不響應(yīng)該指令，直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。 電梯下行時，若有多個上行呼叫且均位于當(dāng)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(yīng)其它上行呼叫層。 （三）電梯運行后狀態(tài)。 18 三、電梯的控制要求 接受每個按鈕（包括內(nèi)部和外部的呼叫）的呼叫命令，并做出相應(yīng)的響應(yīng)。 電梯在每層設(shè)置上、下平層感應(yīng)（ 1 樓只有下平層、 5 樓只有上平層），當(dāng)?shù)竭_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(xù)高速通過該層。 當(dāng)電梯運行到某層后，相應(yīng)的指示燈亮，直到電梯運行到前方一層時樓層指示燈改變。 （一 )開門環(huán)節(jié) 開門環(huán)節(jié)應(yīng)該滿足如下幾點要求： 按下轎廂內(nèi)的手動開門按鈕，開門輸出； 電梯到所選樓層（外呼和內(nèi)呼），平層抱閘后自動開門； 電梯在某層停用，本層外呼，開門輸出。 開門輸出斷開的條件是開門到位，當(dāng)門完全打開，開門到位觸點接通，利用開門到位信號，把開門輸出斷開，開關(guān)門直流電機停轉(zhuǎn)。 其中 T51 是開門到位計時器，當(dāng)開門 到位 15s 后，自動輸出關(guān)門。 樓層的登記與消除部分和樓層顯示部分組成了 完整的樓層顯示環(huán)節(jié)。 其中七段碼的輸出分別為： Y1 Y1 Y1 Y1 Y1 Y16 和 Y17。 樓層的登記與消除部分的梯形圖如 34 所示。內(nèi)呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)梯形圖如圖 36 所示。雖然電梯運行過程中要碰到很多的情況，比如，電梯在三樓正上行，此時二樓和五樓同時外呼，雖然外呼信號都要被登記和保持，但是并不影響電梯的正常運行，因為定向環(huán)節(jié)會確定電梯的運行方向，如此一來，雖然外呼信號都被登記，但有一些不會對電梯的運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響。 外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié)的梯形圖如圖 37 所示。 定向時，內(nèi)呼信號的優(yōu)先級要高于外呼信號。 同定上行一樣，定下行部分的梯形圖如圖 39 所示。 定向輸出信號的消除條件是：電梯到達某個樓層停層后關(guān)門輸出。電梯的啟動條件是：轎廂門關(guān)好，定向完成以及牽引電機停轉(zhuǎn)。電機的高低速運行的實現(xiàn)，在程序控制的基礎(chǔ)上，由外部電機的接線完成（電機外部接線詳見第五章）。上行制動有如下幾種情況： 電梯正上行，內(nèi)選 m 樓（上級樓層）， m 層上平層觸點接通，牽引電機開始制動； 電梯在 m 層定上行， n 層有外上呼 （ nm）， n 層上平層觸點接通，牽引電機開始制動； 電梯上行，目標(biāo)層為 m 層，此時 m 以上樓層均無內(nèi)外呼信號， m 層有外下呼信號，當(dāng) m 層上平層觸點接通，牽引電機開始制動； 電梯行上至五樓必制動。其間制動信號一直保持，電機一直在制動狀態(tài)。牽引電機抱閘后抱閘信號一直保持，直至