【正文】 ....................... 53 附圖一 程序指令表 ............................................................................................................... 54 附圖二 電梯控制系統(tǒng)原理圖 ............................................................................................... 63 附圖三 硬件接線圖 ............................................................................................................... 64 英文文獻(xiàn) ................................................................................................................................... 65 中文翻譯 ................................................................................................................................... 68 致 謝 ......................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1976年微處理機(jī)開始用于電梯，使電梯的電氣控制進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。 在電梯控制中采用 PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高；去掉了選層器和大部分繼電器，控制系統(tǒng)變得結(jié)構(gòu)簡單，外部線路大大簡化； 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； PLC可以進(jìn)行故障自動(dòng)檢測與報(bào)警顯示 ， 提高運(yùn)行安全性，并便于檢修 ， 更改控制方案時(shí)不需要改動(dòng)硬件接線。在高層建筑中，電梯是不可或缺的重要設(shè)備，早期的電梯采用繼電器 接觸控制系統(tǒng)，但由于電梯控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，使繼電器接觸控 2 制系統(tǒng)的接線復(fù)雜，可能使用成百上千的各式各樣的繼電器，由很多導(dǎo)線用復(fù)雜的方式連接起來 。 可編程控制器 （ Programmable Logic controller，簡稱 PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制器。為了改善電梯的舒適感和運(yùn)行的可靠性，現(xiàn)在都改為用 PLC 來控制電梯的運(yùn)行，這樣大大提高了電梯的性能。從那以后，升降梯在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用 ， 以奧的斯名字命名的電梯公司也開始了她輝煌的旅程。 在后來的幾十年里，電梯的自動(dòng)平層控制系統(tǒng)以及通過變換電動(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紐約的帝國大廈。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。 在 電梯 的使用需求和新技術(shù)應(yīng)用 都進(jìn)入到全面發(fā)展時(shí)期 時(shí) ，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?， 還應(yīng) 注重 提高舒適度， 4 特別 要從電梯運(yùn)行 控制智能化角度 來 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)、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。 （一）機(jī)房 機(jī)房用來安裝曳引機(jī)、電控屏、限速器等。 （ 二 ） 曳引系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)主要由 曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪組成。 其 主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度 ， 使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng) 。 （ 五 ） 重量平衡系統(tǒng) 重量平衡 系統(tǒng) 主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成 ，其 主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量 ， 在電梯工作中能使轎廂 與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi) ， 保證電梯的曳引傳動(dòng)正常 。 交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng) 。 （ 七 ） 電氣控制系統(tǒng) 該系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層器等組成，它起著操縱和控制電梯運(yùn)行的作用。 6 第三章 可編程序控制器的概況 第一節(jié) PLC 的概念及由來與發(fā)展 一、定義 可編程控制器 (Programmable Controller)是 以自動(dòng)控制技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置，目前已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 二、產(chǎn)生于發(fā)展 首先提出 PLC 概念的是美國最大的 汽車制造廠家通用汽車公司。這些控制器易于安裝，占用空間小，可重復(fù)使用。 70 年代中期，由于大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使 8 位微處理器和 8 位片處理器相繼問世，使可編程控制技術(shù)產(chǎn)生了飛躍。 能與其他設(shè)備通信 、 生成報(bào)表 、 調(diào)度產(chǎn)生 、 可診斷自身故障及機(jī)器故障。 第二節(jié) 可編程控制器 (PLC)的特點(diǎn) PLC 的 優(yōu)越性能 主要 表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 （一） 靈活性和通用性強(qiáng) 繼電器控制系統(tǒng)的控制電路要使用大量的控制電器，需要通過人工布線、焊接、組裝來完成電路的連接。 （二 ） 抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高 PLC 控制系統(tǒng)中 大量的開關(guān)動(dòng)作是由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成的 ， 而且 PLC在硬件和軟件方面都采取了強(qiáng)有力的措施，使產(chǎn)品具有極高的可靠性和抗干擾能力。 (2) 編程簡單，使用方便 用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，常使用匯編語言編程，難于掌握，要求使用者具有一定水平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。更為方便的是可以在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行系統(tǒng)的模擬運(yùn)行調(diào)試，使現(xiàn)場工作量大為減少。長距離站通過同軸電纜 或 雙扭線連向 CPU，這種配置大大減少了物料和勞力，長距離子系統(tǒng)方法也意味著系統(tǒng)不同部分可 在到達(dá)安裝場地前由 PLC 制造商預(yù)先連好線，這一方法大大減少了電氣技術(shù)人員的現(xiàn)場安裝時(shí)間。 9 （ 六 ） PLC 體積小、重量輕、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電 一體化 PLC 內(nèi)部電路主要采用半導(dǎo)體集成電路，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、功耗低的特點(diǎn)并且有很強(qiáng)的抗干擾能力，能適應(yīng)惡劣的環(huán)境。其作用有以下幾點(diǎn)： （ 1） 接收、存儲(chǔ)由編程工具輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，并可通過顯示器顯示出程序的內(nèi)容和存儲(chǔ)地址。將接收到現(xiàn)場輸入的數(shù)據(jù)保存起來，在需要該數(shù)據(jù)的時(shí)候?qū)⑵湔{(diào)出并輸送到需要該數(shù)據(jù)的地方。診斷電源、 PLC內(nèi)部電路的故障，根據(jù)故障或錯(cuò)誤的類型，通過顯示器顯示出相應(yīng)的信息，以提示用戶及時(shí)排除故障或糾正錯(cuò)誤。 擴(kuò)展端口 大部分 PLC 都有擴(kuò)展口。 （ 1） PLC常用的存儲(chǔ)器類型 a、 RAM （ Random Assess Memory） 這是一種讀 /寫存儲(chǔ)器 (隨機(jī)存儲(chǔ)器 )，其存取速度最快，由鋰電池支持。 c、 EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種可擦除的只讀存儲(chǔ)器。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。一個(gè)開關(guān)量 I/O占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)位 （ bit） ，一個(gè)模擬量 I/O占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)字（ 16個(gè) bit） 。 c、 用戶程序存儲(chǔ)區(qū) 用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放用戶編制的程序。例如，連接編程器可以輸入、修改用戶程序或監(jiān)控程序的運(yùn)行；可以連接終端設(shè)備 PT 進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)、調(diào)試和系統(tǒng)監(jiān)控；連接打印機(jī)可以打印用戶程序、打印 PLC運(yùn)行過程中的狀態(tài)、打印故障報(bào)警的種類和時(shí)間等；連接 EPROM，以免被誤改動(dòng)等；有的 PLC 可以通過外部設(shè)備端口與其他 PLC、上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信或加入各種網(wǎng)絡(luò)等。 專用編程器 專用編程器是生產(chǎn)廠家提供的與該廠家 PLC配套的編程工具。用簡易編程器編程時(shí)，簡易編程器必須與PLC相連接。臺(tái)式圖形編程器具有用戶程序存儲(chǔ)器，可以把用戶輸入的程序存放在自己的存儲(chǔ)器中，也可以把用戶程序下載到 PLC中。如今編程軟件的 功能已經(jīng)非常強(qiáng)，可以編輯、修改用戶的程序，監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行，采集和分析數(shù)據(jù)，在屏幕上顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀況，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場和系統(tǒng)進(jìn)行仿真、實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和 PLC之間的程序傳送，打印文件等。每個(gè)循環(huán)所經(jīng)歷的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。在此階段， CPU 對(duì)用戶程序按先左后右、先上后下的順序逐條地進(jìn)行解釋和執(zhí)行。（ 4） I/O 刷新階段。這個(gè)階段里，CPU 完成與外部設(shè)備端口連接的外圍設(shè)備的通信處理。 第 五 節(jié) PLC 編程語言和編程方法 一、 PLC 編程語言 可編程控制器是通過程序?qū)崿F(xiàn)控制的，所以各種機(jī)型的 PLC 都有自己的編程語言。最常用的編程語言有語句表和梯形圖 ， 語句表表示法最接近于機(jī)器內(nèi)部的控制程序，因此更適合在簡單的編程器上使用 ， 梯形圖表示法很近似于繼電 — 接觸器系統(tǒng)電氣控制原理圖，因此它很容易被一般的電氣設(shè)計(jì)人員接受。從本質(zhì)上講，指令只是一些二進(jìn)制代碼，這點(diǎn) PLC 與普通的計(jì)算機(jī)是完全相同的。一個(gè) PLC 所具有的指令的全體稱為該 PLC的指令系統(tǒng)。 二、編程方法 PLC 的四種編程方法：（ 1）調(diào)用子程序方法。（ 2）矩陣式編程方法，有些 生產(chǎn)流程需要任意組合，采用矩陣式編程方法設(shè)計(jì) PLC 控制程序，非常方便地實(shí)現(xiàn)流程的組合和控制 ，這適用于連鎖順序需要變化的場合。（ 4）功能表圖編程方法，功能表圖也 稱 為狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 在小型 PLC 中整體式比模塊式的價(jià)格便宜，體積也小， 綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的NFX2 系列 PLC。 NFX2 系 列 PLC 具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：配置靈活，除主機(jī)單元外，還 有 可擴(kuò)展 I/O 模塊， A/D 模塊， D/A 模塊和其它特殊功能模塊； 指令功能豐富，有各種指令107 條，且指令執(zhí)行速度快 ；其 編程可用編程器，也可以在 PC 機(jī)上使用三菱公司的專用編程軟件包 MELSE MEDOC 來進(jìn)行 ； 編程語言可用梯形圖或指令表 ， 尤其是可用 PC 機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行 實(shí)時(shí) 監(jiān)控。輸入電路的時(shí)間常數(shù)一般小于 10ms。輸出繼電器的電子常開 /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限 ， 輸出電路的時(shí)間常數(shù)是固定的 ， 各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為 Y000 ～ Y00 Y010～Y01 Y020～ Y027， 它們一般位于機(jī)器的下端。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須通 過輸出繼電器來實(shí)現(xiàn)。定時(shí)器可以用用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常數(shù) K 作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（ D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。定時(shí)器有兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，一個(gè)為設(shè)定值寄存器，另一個(gè)是現(xiàn)時(shí)值寄存器，編程時(shí)由用戶設(shè)定累積值。其設(shè)定值在 K1～ K32767范圍內(nèi)有效。通用與掉電保持用的計(jì)數(shù)器點(diǎn)數(shù)分配，可由參數(shù)設(shè)置而隨意更改。只要不寫入其他數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)不會(huì)變化。然而在 兩 臺(tái) PLC 作點(diǎn)對(duì)的 通信時(shí)， D490～D509 被用作通信操作。 用 BMOV將數(shù)據(jù)寫入 RAM后，再從 RAM 中讀出。 三、 NFX2 系列的基本邏輯指令 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 。 OUT 指令是線圈的驅(qū)動(dòng)指令 ， 可用于輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)寄存器等，但不能用于輸入繼電器。 （三）電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（ ORB、 ANB） 18 含有兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路稱為“串聯(lián)連接塊 ”， 串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，支路的起點(diǎn)以 LD 或 LDNOT 指令開始，而支路的終點(diǎn)要用 ORB 指令。 與 ORB 指令一樣， ANB 指令也不帶操作元件，如需要將多個(gè)電路塊串聯(lián)連接，應(yīng)在每個(gè)串聯(lián)電路塊之后使用一個(gè) ANB 指令，用這種方法編程時(shí)串聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒有限制，若集中使用 ANB 指令，最多使用 7次。 四 、 梯形圖的設(shè)計(jì)與編程方法 （一）確定各元件的編號(hào)，分配 I/O 地址 利用梯形圖編程，首先必須確定所使用的編程元件編號(hào)， PLC 是按編號(hào)來區(qū)別操作元件的 。 19 根據(jù)流程圖，將整個(gè)控制系統(tǒng)分成若干個(gè)基本功能塊，然后逐個(gè)設(shè)計(jì)基本功能塊的梯形圖，最后，把各個(gè)梯形圖按順序組 合起來。 待控制臺(tái)及現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。 圖 3–2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 （三）梯形圖的注意事項(xiàng) 每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒有數(shù)量限制。 在梯形圖中 沒有真實(shí)的電流流動(dòng)，為了便于分析 PLC 的周 期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有“電流”流動(dòng)，這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng)即從左向右流動(dòng)，層次的改變只能從上向下。它由整流電路、濾波電路、再生制動(dòng)電路、逆變電路和控制電路組成 ， 其在 PLC控制型電梯中的接線如圖 4– 1所示。只要有規(guī)律地控制逆變器中主開關(guān)器件的通與斷， 22 就可以得到任意頻率的三相交流電輸出。 其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的開關(guān)控制、對(duì)整流器的電壓控制以及完成各種保護(hù)