【正文】 LC 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 。 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(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。 模擬量：按信號(hào)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。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V 的工作電源。小編程器 PLC 一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù) 據(jù)也不會(huì)改變。 即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)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(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 常用 的 程序設(shè)計(jì)語言 (1)梯形圖 （ LD → Ladder Diagram ） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，被稱為 PLC 的第一編程語言。如 圖 11a)所示的繼電器控制電路，用 PLC 完成其功能的梯形圖如圖 11b)。整個(gè)圖形呈階梯狀。 圖 12 功能模塊圖 功能模塊圖的特點(diǎn)是：以功能模塊為單位，分析理解控制方案簡單容易；以圖形的形式表達(dá)功能，直觀，有數(shù)字電路基礎(chǔ)的人很容易掌握；對(duì)規(guī)模大、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng)，由于功能模塊圖能夠清楚表達(dá)功能關(guān)系，使編程調(diào)試時(shí)間大大減少。 由于順序功能流程圖描述控制過程詳細(xì)具體（包括：每一步的輸入信號(hào)，每一步的工作內(nèi)容，每一步的輸出狀態(tài)，框與框之間的轉(zhuǎn)換條件。 圖 13 順序功能流程圖的示意圖 (4)指令表 （ IL → Instruction List） 它采用類似于匯編語言的指令語句來編程。 指令語句對(duì)熟悉匯編語言的編程者特別容易接受，它編程設(shè)備簡單，編程簡便。 (5)結(jié)構(gòu)化文本 （ ST → Structured Text ） 結(jié)構(gòu)化文本是 IEC 工作組對(duì)各種高級(jí)編程語言合理地吸收、借鑒的基礎(chǔ)上創(chuàng)建的針對(duì)工業(yè)控制的一種專用高級(jí)編程語言。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 2 章 基于三菱 PLC 電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 基于三菱 FX2N 系列 PLC 電梯控制系統(tǒng)分析 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大 的區(qū)別。 變頻器構(gòu)成的電梯系統(tǒng)，當(dāng)變頻器接收到控制器發(fā)出的呼梯方向信號(hào)，變頻器依據(jù)設(shè)定的速度及加速度值，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，達(dá)到最大速度后，勻速運(yùn)行，在到達(dá)目的層的減速點(diǎn)哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 時(shí)，控制器發(fā)出切斷高速度信號(hào)，變頻器以設(shè)定的減速度將最大速度減至爬行速度，在減速運(yùn)行過程中，變頻器的能夠自動(dòng)計(jì)算出減速點(diǎn)到平層點(diǎn)之間的距離，并計(jì)算出優(yōu)化曲線，從而能夠按優(yōu)化曲線運(yùn)行，使低速爬行時(shí)間縮短至 ,在電梯的平層過 程中變頻器通過調(diào)整平層速度或制動(dòng)斜坡來調(diào)整平層精度。能保證 a、 p 最佳取值的電梯運(yùn)行曲線稱為電梯的理想運(yùn)行曲線。利用 PLC 擴(kuò)展功能模塊 D/A 模塊實(shí)現(xiàn)速度理想曲線輸出，事先將數(shù)字化的理想速度曲線存入 PLC 寄存器，程序運(yùn)行時(shí)，通過查表方式寫入 D/A，由 D/A 轉(zhuǎn)換成模擬量后將速度理想 曲線輸出。 由于電梯邏輯控制部分程序最大，而 PLC 運(yùn)行采用周期掃描機(jī)制，因而采用通常的查表方法，每次查表的指令時(shí)間間隔過長，不能滿足給定曲線的精度要求。在一個(gè)周期內(nèi)， CPU 對(duì)整個(gè)用戶程序只執(zhí)行一遍。電梯邏輯控制部分的程序掃描時(shí)間已超過10ms，盡管采取 了一些減少程序掃描時(shí)間的辦法，但仍無法將掃描時(shí)間降到 10ms 以下。這種中斷不能由程序進(jìn)行開關(guān)，一旦設(shè)定，就一直按設(shè)定時(shí)間間隔循環(huán)中斷，所以，起動(dòng)運(yùn)行條件需放在中斷服務(wù)程序中，在不滿足運(yùn)行條件時(shí)，中斷即返回。電梯以對(duì)應(yīng)模式的最大值運(yùn)行，在該模式減速點(diǎn)到后，產(chǎn)生高速計(jì)數(shù)中斷，執(zhí)行減速服務(wù)程序。 電梯控制系統(tǒng) (1)電梯控制系統(tǒng)特性 在電梯運(yùn)行曲線中的啟動(dòng)段是關(guān)系到電梯運(yùn)行舒適感指標(biāo)的主要環(huán)節(jié) ,而舒適感又與加速度直接相關(guān) ,根據(jù)控制理論 ,要使某個(gè)量按預(yù)定規(guī)律變化必須對(duì)其進(jìn)行直接控制 ,對(duì)于電梯控制系統(tǒng)來說 ,要使加速度按理想曲線變化就必須采用加速度反饋 ,根據(jù)電動(dòng)機(jī)的力矩方程式 :M—MZ=ΔM=J（ dn/dt），可見加速度的變化率反映了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)距的變化，控制加速度就控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)距 ΔM=M—MZ。在系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降至 120r/min 之前，為了使兩者得到兼顧，采取以加速度對(duì) 時(shí)間控制為主，同時(shí)根據(jù)在每一制動(dòng)距離上實(shí)際轉(zhuǎn)速與理論轉(zhuǎn)速的偏差來修正加速度給定曲線的方法。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送 PLC 的計(jì)數(shù)器來進(jìn)行控制。 第 3 章 電梯控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 PLC 機(jī)型的選擇 PLC 選型分析 PLC 的 I／ O 點(diǎn)數(shù)估算 根據(jù)被控對(duì)象對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和要求，確定用戶所需的輸入、輸出設(shè)備，據(jù)此確定 PLC 的 I／ O 點(diǎn)數(shù)。估算出被控對(duì)象的 I／ 0 點(diǎn)總數(shù)，就可根據(jù)此點(diǎn)數(shù)選擇相當(dāng)?shù)?PLC。高的利用率給用戶帶來 好處，同樣的程序可以減少內(nèi)存，從而降低內(nèi)存投資，同時(shí)，也可縮短掃描周期，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。 (4)用戶編寫的程序 質(zhì)量：用戶編寫的程序優(yōu)劣，對(duì)程序長短和運(yùn)行時(shí)間都有較大影響，對(duì)于同樣系統(tǒng)不同用戶編寫的程序可能會(huì)使程序長度和執(zhí)行時(shí)間差別很大。例如：某 PLC 產(chǎn)品檢測系統(tǒng)，其有效檢測寬度為 5cm，若產(chǎn)品傳送速度為 50m／ min，為了確保不會(huì)漏檢經(jīng)過的產(chǎn)品，要求可編程控 輸入輸出模塊的選擇 來自現(xiàn)場的設(shè)備按鈕、限位開關(guān)、行程開關(guān)等的電平信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)器內(nèi)部電平信號(hào)，模塊類型為直流和交流兩種。 系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須考慮門檻電平 (接通電平與關(guān)斷電平之差 )的大小。輸出模塊優(yōu)點(diǎn)是適用電壓范圍寬，導(dǎo)通壓降損失小，價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是壽命短，響應(yīng)速度慢。高性能 CPU 電源 輸入輸出三為一體。 (4)豐富的軟元件范圍 輔助繼電器： 3072 點(diǎn)，定時(shí)器： 256 點(diǎn) ， 計(jì)數(shù)器： 235 點(diǎn) .數(shù)據(jù)寄存器： 8000 點(diǎn) 根據(jù) PLC 機(jī)型選擇的基本原則 ， 本課題中選擇了三菱公司 FX2N48MR001 系列的PLC。本裝置電源為交流 220V50Hz。 使用時(shí)首先將模型與 PLC 主機(jī)輸入、輸出端口連接好，檢查無誤后，接通電源，模型處于待機(jī)狀態(tài)，啟動(dòng) PLC 運(yùn)行程序，按動(dòng)模型選層的內(nèi)呼或外呼按鈕，若 PLC 運(yùn)行程序編制正確的話，電梯模型將按內(nèi)、外呼按鈕指令正常運(yùn)行。 表 31 輸入輸出分配表 輸入 輸出 0 1 層內(nèi)呼 X000 0 1 層內(nèi)呼指示 Y000 1 2 層內(nèi)呼 X001 1 2 層內(nèi)呼指示 Y001 2 3 層內(nèi)呼 X002 2 3 層內(nèi)呼指示 Y002 3 4 層內(nèi)呼 X003 3 4 層內(nèi)呼指示 Y003 4 1 層外呼上 X004 4 1 層外呼上指示 Y004 5 2 層外呼下 X005 5 2 層外呼上指示 Y005 6 2 層外呼上 X006 6 2 層外呼上指示 Y006 7 3 層外呼下 X007 7 3 層外呼上指示 Y007 8 3 層外呼上 X010 8 3 層外呼上指示 Y010 9 4 層外呼下 X011 9 4 層外呼上指示 Y011 輸入 輸出 10 開門開關(guān) X012 10 電梯上行 Y012 11 關(guān)門開關(guān) X013 11 電梯下行 Y013 12 1 層平層 X014 12 門電機(jī)開 Y014 哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 13 2 層平層 X015 13 門電機(jī)關(guān) Y015 14 3 層平層 X016 14 電梯上行指示 Y016 15 4 層平層 X017 15 電梯下行指示 Y017 16 開門限位 X020 16 樓層指示 Y020～Y026 17 關(guān)門限位 X021 17 18 上極限位 X022 18 19 下極限位 X023 19 PLC 接線圖 圖 32 為 PLC 輸入輸出接線圖。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第 4 章 電梯控制系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖 圖 41 為該課題整個(gè)程序的流程圖。如果在上行過程中如果按下二樓向上按鈕，則先停于二樓，再上行至三樓。然后再上行至二樓、三樓。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 42 內(nèi)呼信號(hào)輸入及存儲(chǔ)程序梯形圖 (2)外呼信號(hào)輸入及存儲(chǔ)程序 編程思路：以二樓向上外呼信號(hào)為例，如果電梯不在二樓，此時(shí)按下 X006， D7 賦值為 2， M106 得電并保持。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 43 外呼信號(hào)輸入及存儲(chǔ)程序梯形圖 轎廂停于某層時(shí)，所在樓層存于 D0 并用數(shù)碼管顯示程序 編程思路：轎廂停于某層時(shí)，該樓層平層開關(guān)被接通，為 D0 賦予對(duì)應(yīng)的值， 梯形圖如圖 44 所示。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 45 比較判斷轎廂上下行程序 梯形圖 補(bǔ)充程序 編程思路：電梯停于某層時(shí)，按下當(dāng)前層外呼信號(hào)啟 動(dòng)開門程序。 程序中 C0、 C1 的重要作用： 在程序中 C0、 C1 的作用是保證每次平層時(shí)只有一次開關(guān)門，防止轎廂一直上升或下降而不執(zhí)行平層開關(guān)門程序，同時(shí)也防止電梯一直處于開關(guān)門狀態(tài)。程序運(yùn)行時(shí)，首先開關(guān)門一次，所以 C0、 C1 得電， 梯形圖如圖 47 所示。如果電梯在一樓、二樓或三樓，按下 X003 則 M9 接通， M42 得電并自鎖直到轎廂到達(dá)四樓時(shí)失電。 圖 48 轎廂上行程序 梯形圖 轎廂下行程序 編程思路和轎廂上行程序一樣，梯形圖如圖 49 所示。 總裝調(diào)試步驟： (1)模擬調(diào)試。 (3)將主電路斷開，進(jìn)行預(yù)調(diào)，確認(rèn)接線無誤后再接主電路。 程序運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題及調(diào)試 (1)出現(xiàn)的問題：在畢業(yè)設(shè)計(jì)初期階段，我根據(jù)控制要求逐個(gè)編程實(shí)現(xiàn)，當(dāng)程序編寫到第四個(gè)要求（即方向判別）的時(shí)候，我感覺編程初期設(shè)計(jì)思路的錯(cuò)誤，需要在原來的程序中再加入方向判別。這樣就達(dá)不到同向運(yùn)行時(shí)不響應(yīng)反向信號(hào)的要求。解決的辦法：在某一外呼或內(nèi)呼信號(hào)被解除后，將該信號(hào)對(duì)應(yīng)的中間繼電器清零，同時(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器需要清零，這 樣可以便于下一次按下該信號(hào)后再與 D0 比較（如圖 412 所示）。解決辦法：因?yàn)楹蜕闲袝r(shí)最遠(yuǎn)反向呼設(shè)計(jì)思路是一樣的，在復(fù)制過程中忘了修改平層信號(hào)參數(shù)。 (2)若同時(shí)按下多層反向外呼按鈕，則轎廂首先運(yùn)行最遠(yuǎn)的反向外呼信號(hào)所在的樓層，然后再順序執(zhí)行其他的外呼信號(hào)。在開關(guān)門和 3S 延時(shí)過程中，轎廂不能上升和下降。 (3)鄰近的大容量電氣設(shè)備起動(dòng)和停機(jī)時(shí)，因電磁感應(yīng)引起的干擾。 目前電梯的控制普遍采用了兩 種方式，一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（ PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。 FX2N48MR001 是日本三菱公司的可編程控制器 (PLC)；繼電器輸出及輸入 24 點(diǎn)、輸出 24 點(diǎn)。 經(jīng) 過一段時(shí)間的鉆研，我較圓滿的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了基于 PLC 的四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及功能。此次 畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅讓我對(duì) PLC 和組態(tài)軟件有的更深一步的了解，同時(shí)也增加了自己的動(dòng)手實(shí)踐能力，為以后的工作打下了基礎(chǔ)。從論文的選題到論文的完成，無不傾注著老師辛勤的汗水和心血。 最后，向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意 ! 哈爾濱工業(yè)大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）