【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、光電脈沖、開(kāi)關(guān)門及限位信號(hào)、門區(qū)和平層信號(hào)等。輸出信號(hào)有呼梯信號(hào)指示、樓層顯示、運(yùn)行方向指示等。 P L C輸入接口輸出接口內(nèi) 指 令 信 號(hào)外 指 令 信 號(hào)光 電 脈 沖運(yùn) 行 方 式 選 擇 運(yùn) 行 控 制 信 號(hào)呼 梯 信 號(hào) 指 示樓 層 顯 示運(yùn) 行 方 向 指 示開(kāi) 關(guān) 門 信 號(hào) 門 區(qū) 或 平 層 信 號(hào) 拖 動(dòng) 控 制 信 號(hào)開(kāi) 關(guān) 門 控 制安 全 保 護(hù) 信 號(hào) 圖 42 電梯 PLC 信號(hào)控制系統(tǒng)框圖 第五章 硬件的選擇與設(shè)計(jì) PLC 概述 PLC 的基本概念 早 期 的 可 編 程 控 制 器 稱 作 可 編 程 邏 輯 控 制 器 (Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱 PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī) (Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱 PLC,plc 自 1966 年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（ DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國(guó)，日本，德國(guó)的可編程序控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。 PLC = Programmable Logic Controller，可編程邏輯 控制器，一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。是工業(yè)控制的核心部分。 PLC 的組成 PLC 雖然采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，但為了滿足一般電氣工程技術(shù)人員的要求，其系統(tǒng)管理軟件已將用戶程序的編程按照繼電器線路形式來(lái)設(shè)計(jì)，即所謂的“梯形圖”形式，因此應(yīng)用時(shí)可以不必對(duì)計(jì)算機(jī)的概念做深入了解，而只從對(duì)應(yīng)的繼電接觸器控制形式來(lái)理解 PLC 的組成。 PLC 的等效電路可分為三個(gè)部分：輸入部分、輸出部分、內(nèi)部邏輯控制電路。 輸入部分可認(rèn)為有許多的輸入繼電器組成。接在每個(gè)輸入端上的輸入繼電器由接到輸入端上的外部信號(hào)（被控設(shè)備上的各種開(kāi)關(guān)量信息或操作臺(tái)上的操作指令）來(lái)驅(qū)動(dòng)。 這部分由許多輸出繼電器組成，它有許多用軟件實(shí)現(xiàn)的動(dòng)合（常開(kāi)）和動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)，可在控制電路編程時(shí)重復(fù)使用。動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)，可在編程時(shí)使用。每一個(gè)輸出繼電器有一個(gè)硬件的動(dòng)合（常開(kāi)）觸點(diǎn)與輸出端相連，用以驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電源 需外接。 這部分由用戶根據(jù)控制要求編制的程序組成。它處理輸入部分得到的信息，并判斷 哪些功能需作輸出。除了輸入、輸出繼電器可供編程使用以外，還有許多內(nèi)部輔助繼電器供內(nèi)部編程時(shí)使用。 PLC 的特點(diǎn) PLC 能如此迅速發(fā)展的原因是由于它具有通用計(jì)算機(jī)所不及的一些下列特點(diǎn) : ：可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。 PLC 的可靠性高，表現(xiàn)在下列幾方面 : （ 1） PLC 不需要大量的活動(dòng)部件和電子元器件，它的接線也大大減少。與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單、維修時(shí)間縮短，因此可靠性得到提 高。 （ 2)PLC 采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的 .方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，冗余沒(méi)計(jì)、掉電保護(hù)、故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等 .使可靠性得到提高。 （ 3） PLC 是為工生產(chǎn)過(guò)程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)更簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言和更可靠的硬件。采用了經(jīng)簡(jiǎn)化的編程語(yǔ)言，編程的出錯(cuò)率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)的硬件使可靠性大大提高。因此， PLC的可靠性較通用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性有較大提高。 PLC 有較強(qiáng)的易操作性，它具有編程簡(jiǎn)單、操作方便、維修容易等特點(diǎn)，因此對(duì)操作和維修人員的技能要求降 低，容易學(xué)習(xí)和掌握，不容易發(fā)生操作的失誤，可靠性高。 編程的靈活性 擴(kuò)展的靈活性 操作的靈活性 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn) 品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則 : （ 1）最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求 充分發(fā)揮 PLC的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收 集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。 （ 2）保證 PLC 控制系統(tǒng)安全可靠 保證 PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期女全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。 這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如 :應(yīng)該保證 PLC 程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下 (如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等 )，也能正常工作。 （ 3)力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行 資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。 （ 4)適應(yīng)發(fā)展的需要 由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考 慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇 PLC、輸入 /輸出模塊、 I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。 PLC 的選擇 本次 設(shè)計(jì)選擇的硬件電路是學(xué)校的 ELPLCIII 型教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供的四層電梯模型， ELPLCIII 型教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是融 PLC、微機(jī)控制和上位機(jī)監(jiān)控為一體的綜合性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，取代以往舊式的手持式編程器，采用基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的編程軟件，在控制對(duì)象方面，既有抽象的模型，又有生動(dòng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)際編程，鍛煉了我們抽象分析能力和編程能力。 有關(guān)電梯模塊的說(shuō)明 （ 1）使用 PLC 數(shù)字量輸入、輸出控制電梯升降，電梯門的開(kāi)關(guān)。 （ 2）接到請(qǐng)求信號(hào)，電梯關(guān)門，停到相應(yīng)的樓層，開(kāi)門。 （ 3）電梯上下由模擬電機(jī)控制，每層設(shè)有 呼叫開(kāi)關(guān) 4 個(gè)（ INPUT），呼叫指示燈 4個(gè)（和呼叫開(kāi)關(guān)相連），到位開(kāi)關(guān) 4 個(gè) (OUTPUT)。 （ 4）電梯的呼叫開(kāi)關(guān)是按鈕式開(kāi)關(guān)，故為瞬間接通有效。 操作步驟及結(jié)果 將電梯控制實(shí)驗(yàn)?zāi)K插在 ELPLCIII 型實(shí)驗(yàn)箱上，把扁平電纜連接實(shí)驗(yàn)箱和ELPLCIIIM4 模塊，上電， LED 指示燈亮，調(diào)節(jié)通信，使計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)箱通信正常，編譯程序無(wú)誤后，把程序下載到 PLC 中，點(diǎn)擊“ RUN”按鈕，這時(shí)，按下電梯模塊上的 S1按鈕，電梯顯示在第一層，第一層指示燈亮，界 面上電梯顯示在第一層，第一層數(shù)碼管顯示為 1，數(shù)碼管上方的指示燈亮；按下電梯模塊上的第 X 層請(qǐng)求按鈕，對(duì)應(yīng)該層的請(qǐng)求信號(hào)指示燈亮，電梯上升（下降）到達(dá)該層，該層的指示燈亮，界面上顯示電梯上升（下降）的過(guò)程，