【正文】 將各種干擾完全拒之門外，這時，可以發(fā)揮軟件的靈活性與硬件措施相結合來提高系統的抗干擾能力。 對于開關量輸出來說， PLC 的輸出有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式，具體選擇哪種形式的輸出應根據負載要求來決定，選擇不當會使系統可靠性降低，嚴重時導致系統不能正常工作。數字地和模擬地的共點地最好置懸浮方式。 北華航 天工業(yè)學院畢業(yè)論文 16 圖 24 PLC的接地 接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。通常，只能將 PLC 的電源與系統的動力設備電源分開配線，對于電源線來的干擾，一般都有足夠強的抑制能力。要提高 PLC 控制系統的可靠性，就要從多方面提高系統的抗干擾能力。因此，應用程序中不僅有 PLC 程序，還有計算機程序和通信網絡程序 等。所以程序設計人員必須深入現場，嚴格遵守 生產工藝的具 體要求來設計應用程序。當程序執(zhí)行過程中因某種干擾使掃描失控或進入死循環(huán)，則 WDT 會發(fā)出超時報警信號， 使程序重新開始執(zhí)行。 (2)輸出映象存儲器及輸出狀態(tài)刷新。 PLC 數據 I/O 如圖 23 所示 ： 圖 23 PLC數據 I/O示意圖 (1)輸入映象存儲器及刷 新?，F以 OMRONP 型機為例來說明 PLC 掃描的工作過程，如上圖在沒有掃描北華航 天工業(yè)學院畢業(yè)論文 13 之前， PLC 首 先應保證自身的完好性。 軟件的組成 PLC 控制系統的軟件主要是系統軟件，應用軟件，編程語言及編程支持工具軟件幾個部分組成。另外，安裝在控制臺上的按鈕，開關等也可以向PLC 送控制指令。智能模塊的種類很多，如高速計數模塊， PID調節(jié)的模擬量控制模塊，閥門控制模塊，智能存儲模塊和智能 I/O 模塊。通常，小型機小于 8KB，中型機小于 50KB，而大型機可以在 50KB 以上。它是由生產廠家直接存放的，永久存儲的程序和指令，稱為監(jiān)控程序。一般來說，小型 PLC 多 采用 8 位微處理器或單片機作為 CPU，如 Intel8086， Inter96 系列單片機，具有集成度高，運算速度快，可靠性高等優(yōu)點。運算器則是進行邏輯，算術等運算部件。 PLC 控制系統的硬件是由 PLC，輸入 /輸出（ I/O）電路及外圍設備等組成的。因此，PLC 在工業(yè)控制方面獲得了極大成功，成為工業(yè)控制中的主流。 ⑤ 對采用的器件都進行了嚴格的篩選和簡化，排除了因器件問題而造成的故障。通過計算機與 PLC 本 身的工作目的，原理和方式上都存在著較大的差異，其結果比較見下表 22： 北華航 天工業(yè)學院畢業(yè)論文 8 表 22 PLC與計算機系統比較表 比較項目 通用計算機系統 PLC 控制系統 工作目的 科學計算，數據管理等 工業(yè)自動控制 工作環(huán)境 對 工作環(huán)境要求比較高 對環(huán)境要求低，可在惡劣的工業(yè)現場工作 工作方式 中斷處理方式 循環(huán)掃描方式 系統軟件 需配備功能較強的系統的軟件 一般只需要簡單的監(jiān)控程序 采用的特殊措施 掉電保護等一般性措施 采用多種抗干擾措施，自診斷，斷電保護，可在線維修 編程語言 匯編語言，高級語言 梯形圖，助記符語言， SFC 標準化語言 對操縱人員的要求 需專門培訓，并具有一定的計算機基礎 一般技術人員，稍加培訓即可操作使用 對內存的要求 容量大 容量小 價格 價格高 價格較低 其他 若用于控制，一般需自行設計 機 種多，模塊種類多，易于集成系統 由表 22得出 結論：一般情況下，在工業(yè)自動化工程中采用 PLC 可靠，方便，易于維護。兩者既有相似性又有不同之處。 針對老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強、故障率低、可靠性高的可編程控 制器（ PLC）來控制電梯。以 CPU控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式，按人體生理適應要求，利用計算機優(yōu)化設計而成的理想運行曲線，實現更穩(wěn)定、更舒適的運行。色彩宜人，格調高雅，制作精良的電梯，北華航 天工業(yè)學院畢業(yè)論文 6 乘客自然 會有一種安全的感覺，有一種視覺上的舒適。 (2)安全。 目前意義上的“綠色”，一般是強調“天然”的一面，強調與環(huán)境的協調與和諧。此外，家用小型電梯將成走電梯家族中新的組成部分。許多新技術和新產品，如無機房 電梯、無齒輪曳引機、永磁同步拖動技術、遠程監(jiān)控技術等，國際上也是剛剛出現，我國就有許多企業(yè)可以生產了。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺 ! 我國電梯行業(yè)已經具備了很強的生產能力。上世紀 80 年代以來，隨著經濟建設的持續(xù)高速發(fā)展，我國電梯需求量越來越大。 PLC是可編程控制器的簡稱，它是一種用于自動控制的專用微機，實質上屬于微機控制方式，但可編程控制器具有其自身的特點： ① PLC在設計和制造上采取了許多抗干擾措施，能在較惡劣的各種環(huán)境里工作，可靠性高。 電梯電氣控制發(fā)展 1857年美國人 OTIS發(fā)明出真正意義上的電梯。電梯的基本參數主要有額定載重量、可乘人數、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等。 1889 年 12 月，奧的斯公司在紐約的第瑪瑞斯特大樓成功安裝了 1臺直接連接式升降機。 1203 年，在法國海岸邊的一 個修道院里安裝了一臺以驢子為動力的 起重機 ，這才結束了用人力運送重物的歷史。 PLC現已成為現代工業(yè)控制三大支柱 (PLC、 CAD／ CAM、 ROBOT)之一，以其可靠性、邏輯功能強、體積小、可在線修改控制程序、具有遠程通信聯網功能，易與計算機接口、能對模擬量進行控北華航 天工業(yè)學院畢業(yè)論文 2 制、具備高速記數與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，同益取代由大量中 間 繼電器、時間繼電器、記數繼電器等組成的傳統的繼電一接觸控制系統，在機械、化工 、石油、冶會、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)德到廣泛應用。采用 PLC 控制的電梯可靠性高、維護方便、開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復雜的控制任務，己成為電梯控制的發(fā)展方向。事實上，在電梯上已經采用了多項安全保護措施。本人同意北華航天工業(yè)學院有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；可 以采用影印、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以營利為目的的前提下，可以公布非涉密畢業(yè)設計（論文）的部分或全部內容。除文中已經注明引用的內容外，本設計（論文）不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品或成果。 本文在闡述電梯的結構和可編程控制器的結構 和工作原理的 基礎上，針對 4層電梯，使用 西門子 S7200可編程控制器，設計了電梯的控制系統 ， 包括轎 內 指令 和廳外 召喚信號的登記與消除 、電梯的選層和定向、電梯的開 關門運行、電梯 上下行 控制 、電梯的指層控制 等 部分 ，實現了 轎內與各層 呼梯指令的記錄 、電梯運行方向和 選層 的控制， 電梯 上下 行和 自動開關門 、 電梯的 指層控制 等功能。在國外，已“法規(guī)”實行電梯制造、安裝和維修一體化，實行由各制造企業(yè)認可的、法規(guī)認證的專業(yè)安裝隊伍維修單位，承擔安裝調試、定期維修和檢查試驗，從而為電梯運行的可靠性和安全性提供了保證。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領域的實時控制要求，同時也照顧到現場電氣操作維護人員的技能和習慣，摒棄了微機常用的計算機編程語言的表達方式，獨具風格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言和模塊化的軟件結構，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學，調試和查錯都很容易。 PLC 是專門為工業(yè)過程控制而設計的控制設備，隨著 PLC 應用技術的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強、機械與電氣部件有機地結合在一個設備內，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。盡管升降工具被一代代富有革新精神的工程師們進行不斷改進，然而被工業(yè)界普遍認可的升降機仍未出現，直到 1852 年世界第一臺安全升降機誕生。這種對電梯的北華航 天工業(yè)學院畢業(yè)論文 3 論述，被稱作廣義電梯概念，既包括上下運送人、貨物的升降式電梯，也包括用于水平或傾斜輸送乘客的自動人行道 (英語 Passenger Conveyor)和自動扶梯 (英語 Escalator)。高速梯，常指速度大于 。電梯的電氣控制主要是對各種指令信號、位置信號、速度信號和安全信號進行管理，使電梯正常運行或處于保護狀態(tài) ，發(fā)出各種顯示信號。 電梯的國內外發(fā)展狀況 北華航 天工業(yè)學院畢業(yè)論文 4 在經濟不斷發(fā)展，科學技術日新月異的今天，樓的高度已和經濟發(fā)展同樣的速度成長起來。盡管如此，我國的電梯遠未達到飽和的程度。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。當今世界，電梯的生產情況與使用數量已經成為衡量一個國家工業(yè)現代化程度的標志之一。 PLC 控制是三種控制方式中最具有可靠性、實用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術改造和控制系統的更新換代，是電梯控制系統中理想的控制新技術。 (1)智能化。 運行安全不僅要消除電梯啟動時較強的電磁輻射，使用安全材料和運行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內有安全、舒適的好心情。 ②消除電磁輻射。隨著時代的發(fā)展，對人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內，心理上的壓抑感和恐懼感也有所考慮。然后設計 PLC 的外部接線圖 、 流程圖 等，編寫控制程序， 最后對 編寫的電梯控制程序進行仿真和 調試。需要重新設計，改變繼電器和接線 適應性強，只需對程序進行修改 控制速度 低。經過較長時間是實踐，人們又發(fā)現， PLC 與一般的工業(yè)控制計算機相比， PLC 還是有著較強的優(yōu)勢，其原因是 PLC 專為在工業(yè)環(huán)境下的應用而設計，在 PLC中采用了如下的硬件和軟件措施： ① 光電耦合隔離和 RC濾波器，有效地防止了干擾信號的進入。 北華航 天工業(yè)學院畢業(yè)論文 9 ⑦ 隨著構成 PLC的元器件性能的提高， PLC 的可靠性也在相應的提高。這樣相輔相成，構成一個功能較強的完整的控制系統。 主控模塊 除了早期生產的整體式 PLC（ PLC 的各個不見都在同一機殼內）外，目前市場多數的 PLC 都已采用模塊化的結構（ PLC 的各個部件獨立封裝，稱之為模塊）。 ② 用以掃描方式來自輸入單元的數據和狀態(tài)信息，并存入相應的數據存儲區(qū)。對大型 PLC，大多采用高速位片式微處理器，它具有靈活性強，速度快，效率高的優(yōu)點。這些數據一般不需要長久保存，因此采用隨機存儲器 RAM。生產過程有許多控制變量，如溫度，壓力，液位，速度，電壓，開關量，繼電器狀態(tài)等，因此，需要有相應的 I/O 模塊作為 CPU 與工業(yè)生產現場的橋梁。目前，大多數 PLC 采用高質量的開關式穩(wěn)壓電源，與普通電源相比， PLC的電源工作穩(wěn)定性好，抗干擾能力也強。常用的有編程器，可編程終端，打印機，條碼讀入機等等。在系統軟件的支持 PLC對用戶程序進行逐條的解釋，并加以執(zhí)行，直到用戶程序結束，然后返回到程北華航 天工業(yè)學院畢業(yè)論文 12 序的起始又開始新的一輪掃描。上述操作完成后，將時間監(jiān)視定時復位，才允許掃描用戶程序。當 CPU 采樣時，輸入信號由緩沖區(qū)進入映象區(qū)。同樣，對于變化較慢的控制過程來說，因為兩次刷新的時間間隔和輸出電路的慣性時間常數一般才幾十毫秒，可以認為輸出信號是及時的。用戶程序是放在用戶程序存儲器中的，掃描時，按順序從零步開始，逐步解釋和執(zhí)行，直到執(zhí)行 END 指令才結束對用戶程序的掃描。設計必須根據硬件系統，接口的實際情況進行相應的程序設計?，F在世界上各個 PLC 生產廠家都研制了自己的 PLC 編程支持工具軟件和監(jiān)控組態(tài)軟件。 PLC 使用環(huán)境溫度通常在 0℃ ～ 55℃范圍內，應避免太陽光直接照射，安裝位置應遠離發(fā)熱量大的 器件，同時應保證有足夠大的散熱空間和通風條件。良好的接地是保證 PLC 安全可靠運行的重要條件。這里的接地是指決定系統電位的地，而不是信號系統歸路的接地。 PLC 的輸入、輸出設備 輸入電路是 PLC 接受開關量、模擬量等輸入信號的端口，其元器件質量的優(yōu)劣、接線方式及是否牢靠也是影響控制系統可靠性的重要因素。外接繼電器、接觸器、電磁閥等執(zhí)行元件的質量，是影響系統可靠性的重要因素。如用 PLC 控制某一運動部件時，編程時可定義一個定時器作 “ 看門狗 ” 用，對運動部件的工作狀態(tài)進行監(jiān)視。即用 n次采樣的平均值來代替當前值?，F在 PLC 的足跡已遍布了國民經濟的各個領域，形成了滿足各種需要的 PLC 應用系統。 (1)小型化、高性能、低成本、簡單使用 。這種PLC 網絡一般是多級的，網絡的最底層是現場執(zhí)行級，網絡的最上層為組織管理級。今后 PLC 將采用速度更快，功能更強的 CPU，容量更大的存儲器。為了完成設定的控制任務 ,主要根據電梯輸入 /輸出點數確定 PLC 的機型。 松下 PLC優(yōu)缺 點 并存 ,優(yōu)點在于體積小 ,價格低 ； 缺點在于 ,容易燒點 ,這種 PLC 有時 ,你接到設 備 上閑置一段時間都有可能燒點 。 綜上所述，在本次設計中選用西門子 PLC 進行過程控制。 圖 3