【文章內(nèi)容簡介】 50W 所以， PLC 很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)電一體化的理想的控制設(shè)備。 可編程控制器是 60 年代末在美國首先出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器 PLC（ Programmable Logic Controller），目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。 PLC 的基本設(shè)計(jì)思想是把計(jì)算機(jī)功能完善、靈活、通 用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)?？刂破骱捅豢貙?duì)象電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 連接方便。 1 可靠性高，杭干擾能力強(qiáng) PLC是 為 工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，除了對(duì)器件的嚴(yán)格篩選外，在硬件和軟件兩個(gè)方面還采用可屏蔽、濾波、隔離、故障診斷和自動(dòng)恢復(fù)等措施，使可編程控制器具有很強(qiáng)的抗干擾能力，其平均無故障時(shí)間達(dá)到 (3一 5)x104h以上。 2 編程直觀、簡單 ， 考慮到大多數(shù)電氣技術(shù)人員熟悉電氣控制線路的特點(diǎn)， PLC沒 有采用微機(jī)控制中常用的匯編語言，而是采用了一種面向控制過程的梯形圖語言。梯形圖語言與繼電器原理圖相類似，形象直觀，易學(xué)易懂，電氣工程師和具有一定知識(shí)的電氣技術(shù)人 員都可在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)。計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)間的隔閡在 PLC上完全不存在。因此，許多國家生產(chǎn)的 PLC都把梯形圖語言作為第一用戶語言，此外，還可采用指令表進(jìn)行編程控制。 3 適應(yīng)性好， PL C是 通 過程序?qū)崿F(xiàn)控制的。當(dāng)控制要求發(fā)生改即可由于 PLC產(chǎn)品 BST準(zhǔn)化，系列化，模塊化，因此能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成規(guī)模不同、功能不同的控制系統(tǒng) 。其適應(yīng)能力非常強(qiáng)，既可控制一臺(tái)機(jī)器，一條生產(chǎn)線，也可控制一個(gè)復(fù)雜的群控系統(tǒng) 。既可以現(xiàn)場控制，又可以遠(yuǎn)距離控制。 4 功能完善，接口功能強(qiáng)，目前的 P LC具有數(shù)字量和模擬量的輸入輸出、邏輯和算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄和顯示等功能，使設(shè)備控制水平大大提高 。其接口功率驅(qū)動(dòng)范圍較大，不象普通的計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)需放大才能驅(qū)動(dòng)負(fù)載，極大地方便了用戶。其常用的數(shù)字量輸人輸出接口，就電源而言有 110 V,220 V交流和 5 V,48 V直流等多種，負(fù)載能力可在 A的范圍內(nèi)變化，模 擬量的輸人輸出有土 50 mV、士 lo v和 010 mA,420 mA等多種規(guī)格，可以很方便地將 PLC與各種不同的現(xiàn)場控制設(shè)備順序連接，組成應(yīng)用系統(tǒng)。由于 P LC 具有以上特點(diǎn)，因此，與傳統(tǒng)的繼電器一接觸器控制和現(xiàn)在流行的電腦控制相比較，在電梯這樣的大型電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)中采用 PLC實(shí)現(xiàn)控制應(yīng)是最佳選擇。近年來， PLC在處理速度、控制功能、通信能力及控制領(lǐng)域等面都不斷有新的突破，正向著電氣控制、儀表控制、計(jì)算機(jī)控制一體化 (EIC)方向發(fā)展， PLC裝置已成為自動(dòng)化系統(tǒng)的基本裝置，是構(gòu)成 FMS,CO MC,FA 的主控 單元。 應(yīng)用 PLC進(jìn)行電梯的實(shí)時(shí)控制 電梯的電氣控制系統(tǒng)是一個(gè)控制邏輯十分復(fù)雜的大型控制系統(tǒng)，主要完成兩大功能，其一是對(duì)主機(jī)的控制，即完成主機(jī)的啟動(dòng)、平層、停層、呼叫優(yōu)先響應(yīng)、信號(hào)何收、故障保護(hù)等控制功能，其中，以呼叫優(yōu)先響應(yīng)的控制邏輯最為復(fù)雜 。其二是對(duì)開關(guān)門電機(jī)的控制，電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 即完成開關(guān)門電機(jī)的平層啟動(dòng)、呼叫響應(yīng)、限時(shí)或信號(hào)關(guān)閉、故障保護(hù)等控制功能。下面以五層樓電梯的電氣控制系統(tǒng)為例，分別用 PLC的指令表程序和梯形圖語言來實(shí)現(xiàn)電梯主機(jī)的呼叫優(yōu)先響應(yīng)和開關(guān)門電機(jī)的啟動(dòng)和關(guān)閉控制。 1 PLC的 選型考慮 到 以 下幾個(gè)方面，選用 PLN PLC(FX2N一 48MR)來實(shí)現(xiàn)五層樓電梯的電氣控制 : a. F X 2N 的輸人輸出點(diǎn)數(shù)能滿足系統(tǒng)要求，且 FX2N配置靈活，除主機(jī)外，還可以擴(kuò)展 1/O模塊， A/D模塊， D/A模塊和其它功能模塊 。 b. F X 2N 指令功能豐富，有各種指令 107條，且指令執(zhí)行速度快 。 c. F X 2 N PLC的內(nèi)部輔助繼電器 M，狀態(tài)繼電器 S，定時(shí)器 T,寄存器 C的功能和數(shù)量能滿足系統(tǒng)控制要求，尤其是高速計(jì)數(shù)器 (C235等 )能接受脈沖編碼器的脈沖 。 d. F X 2 N PLC的體積比 FX2P LC小 50%以上，但控制功能和性能相同 。 e. F X 2N P LC的編程，可用編程器，也可以在電腦上使用三菱公司的專用編粗包 ME LSEMEDOC進(jìn)行。編程語言可用梯形圖或指令表。還可對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。 2 用指令表程序?qū)崿F(xiàn)主機(jī)的呼叫優(yōu)先響應(yīng) 拉 制電梯 主機(jī) 的呼叫優(yōu)先響應(yīng)控制要綜合考慮外部呼叫信號(hào)以及自身的運(yùn)行位置、狀態(tài)兩個(gè)方面，而呼叫是隨機(jī)的。電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯應(yīng)采用隨機(jī)邏 輯方式來進(jìn)行控制，并隨時(shí)掃描現(xiàn)場的輸人信號(hào)，由 PLC進(jìn)行內(nèi)部處理，以便及時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制主機(jī)的運(yùn)行方向和停層位置。對(duì)電梯的主機(jī)和開關(guān)門電機(jī)進(jìn)行控制 (PLC主要通過層樓繼電器進(jìn)行優(yōu)先響應(yīng)控制和開關(guān)門控制 )。 軟件設(shè)計(jì)的思想 1. 采用優(yōu)先級(jí)隊(duì)列 根據(jù) 電 梯 所處的位置和運(yùn)行方向，在編程中，采用兩個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，即上行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列和下行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。上行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為電梯向上運(yùn)行時(shí)，轎廂內(nèi)指令信號(hào)和所有轎外上行呼叫信號(hào)，將信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字存人上行隊(duì)列中相應(yīng)的位置，在電梯上行時(shí)對(duì)其上行隊(duì)列進(jìn)行優(yōu)先級(jí)比 較，然后作出相應(yīng)的輸出判斷和輸出更新。下行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為電梯向下運(yùn)行時(shí)，轎廂內(nèi)指令信號(hào)和所有轎外下行呼叫信號(hào)，將信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字存人下行隊(duì)列相應(yīng)的位置，在電梯下行時(shí)對(duì)其下行隊(duì)列進(jìn)行優(yōu)先比較，然后作出相應(yīng)的輸出判斷和輸出更新。 2. 采用信號(hào)判斷控制 當(dāng) 上 行 隊(duì)列和下行隊(duì)列作出比較判斷后都無輸出信號(hào)或電梯處于初始狀態(tài)時(shí)，判斷指電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 令寄存器中是否還有指令來對(duì)電梯進(jìn)行控制。如果有指令，則直接對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)，然后再進(jìn)行輸出更新口 3. 程序流程圖 為 了使用指令表編程實(shí)現(xiàn)電梯的優(yōu)先級(jí)控制，應(yīng)先繪制相應(yīng)的程序流程圖程 序 流程圖 電梯的優(yōu)先級(jí)程序設(shè)計(jì)是根據(jù)上述的軟件設(shè)計(jì)思想，使用 PLC的指令表語言，并按程序流程圖逐步編程實(shí)現(xiàn)的，程序共 355條，現(xiàn)已調(diào)試成功。 以下列出指令寄存器更新的程序指令，用梯形周語言實(shí)現(xiàn)開關(guān)門電機(jī)的啟動(dòng)和 關(guān) 閉 控 制開關(guān)門電機(jī)的啟動(dòng)、關(guān)閉控制與主機(jī)的運(yùn)行存在著連鎖關(guān)系，必須遵循的原則是主機(jī)平層后方可開門，關(guān)門成功后主機(jī)方可啟動(dòng)。用梯形圖語言實(shí)現(xiàn)開關(guān)門電機(jī)的啟動(dòng)和關(guān)閉控制，其邏輯關(guān)系和外形與傳統(tǒng)的繼電器一接觸器電氣控制系統(tǒng)的原理圖十分類似，一般工程技術(shù)人員很容易看懂并學(xué)會(huì)。 第三章 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主要程序段說明 集選電梯的工藝流程 集選電梯的資源配置 整個(gè)電梯運(yùn)作過程可以分為如下部分：門廳按鈕被按下，轎廂開始做加速運(yùn)動(dòng)；轎廂到達(dá)限制速度，開始勻速運(yùn)動(dòng)；轎廂開始減速，準(zhǔn)備平層；轎廂平層，并且觸發(fā)開關(guān)門電機(jī)，開始開門；到達(dá)開門限位，準(zhǔn)備進(jìn)入關(guān)門；觸發(fā)開關(guān)門電機(jī)，開始關(guān)門；到達(dá)關(guān)門限位，等待乘客進(jìn)行轎廂操作或者門廳召喚。為了明確每個(gè)輸入端傳入數(shù)據(jù)的意義和每個(gè)輸出線圈所控制的量，給出 I/O 資源配制表。 輸入 代號(hào) 輸出 代號(hào) RUN KA2 安全運(yùn)行 Y0 X0 預(yù)留 Y1 預(yù)留 X1 預(yù)留 Y2 預(yù)留 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 X2 預(yù)留 Y3 預(yù)留 X3 預(yù)留 Y4 預(yù)留 X4 預(yù)留 Y5 預(yù)留 X5 預(yù)留 Y6 KM7 制動(dòng)減速 X6 一樓上行按鈕 Y7 KM8 制動(dòng)減速 X7 二樓上行按鈕 Y10 下行指示燈 X10 三樓上行按鈕 Y11 上行指示燈 X11 四樓上行按鈕 Y14 1HL 一層層樓指示 X12 五樓下行按鈕 Y15 2HL 二層層樓指示 X13 SQ18 下行限位 Y16 3HL 三層層樓指示 X14 SB5 一樓內(nèi)選 Y17 4HL 四層層樓指示 X15 SB6 二樓內(nèi)選 Y20 5HL 五層層樓指示 X16 SB7 三樓內(nèi)選 Y21 6HL、 HL6 上行指示 X17 SB8 四樓內(nèi)選 Y22 7HL、 HL7 下行指示 X20 SB9 五樓內(nèi)選 Y23 HL1 一層內(nèi)選記憶指示 X21 1KR 一樓感應(yīng)器 Y24 HL2 二層內(nèi)選記憶指示 X22 2KR 二樓感應(yīng)器 Y25 HL3 三層內(nèi)選記憶指示 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 X23 3KR 三樓感應(yīng)器 Y26 HL4 四層內(nèi)選記憶指示 X24 4KR 四樓感應(yīng)器 Y27 HL5 五層內(nèi)選記憶指示 X25 5KR 五樓感應(yīng)器 Y30 HL8 一樓上呼 記憶 X26 1SB1 一樓上行 Y31 HL9 二樓上呼記憶 X27 2SB1 二樓上行 Y32 HL10 二樓下呼記憶 X30 2SB2 二樓下行 Y33 HL11 三樓上呼記憶 X31 3SB1 三樓上行 Y34 HL12 三樓下呼記憶 X32 3SB2 三樓下行 Y35 HL13 四樓上呼記憶 X33 4SB1 四樓上行 Y36 HL14 四樓下呼記憶 X34 4SB2 四樓下行 Y37 HL15 五樓下呼記憶 X35 5SB2 五樓下行 X36 6KR 上平層感應(yīng)器 X37 7KR 下平層感應(yīng)器 表 系統(tǒng) I/O 接資源配置表 集選電梯 PLC 程序設(shè)計(jì) 所要實(shí)現(xiàn)的功能介紹 （ 1）司機(jī)操作： 由司機(jī)關(guān)門啟動(dòng)電梯運(yùn)行，由轎內(nèi)指令按鈕選向，廳外召喚只能順向截電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 梯，自動(dòng)平層。 （ 2）集選控制：集選控制是將轎廂內(nèi)的指令與廳外召喚等各種信號(hào)集中進(jìn)行綜合分析處理的高度自動(dòng)控制功能。它能對(duì)轎廂指令、廳外召喚登記，停站延時(shí)自動(dòng)關(guān)門啟動(dòng)運(yùn)行，同向逐一應(yīng)答，自動(dòng)平層自動(dòng)開門，順向截梯，自動(dòng)換向反向應(yīng)答，能自動(dòng)應(yīng)招服務(wù)。 （ 3）下行集選： 只在下行時(shí)具有集選功能，因此廳外只設(shè)下行召喚按鈕，上 行不能截梯 （ 4）上行集選： 只在上行時(shí)具有集選功能，因此廳外只設(shè)上行召喚按鈕，下行不能截梯 （ 5）防止惡作劇功能： 本功能防止因惡作劇而按下過多的轎內(nèi)指令按鈕。該功能是自動(dòng)將轎廂載重量（乘客人數(shù)）與轎內(nèi)指令數(shù)相比較，若乘客數(shù)過少，而指令數(shù)過多，則自動(dòng)取消錯(cuò)誤的多余轎內(nèi)指令。 （ 6）開門時(shí)間延長按鈕： 用語延長開門時(shí)間，使乘客順利進(jìn)出轎廂。 （ 7）故障重開門： 因故障使電梯門不能關(guān)閉時(shí)，使門重新打開再試關(guān)門。 （ 8）故障檢測：將故障記錄在微機(jī)內(nèi)存（一般可記錄 8~20 個(gè)故障）并以數(shù)碼顯示故障性質(zhì)。當(dāng)故障超過 一定數(shù)量時(shí)，電梯便停止運(yùn)行。只有排除故障，清楚內(nèi)存記錄后，電梯才能運(yùn)行。 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 圖 程序流程圖 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 關(guān)于圖 (1)電梯復(fù)位程序段 此段程序有兩個(gè)功能：一個(gè)是在系統(tǒng)上電以后，把轎廂的位置恢復(fù)到第一層的狀態(tài)；另一個(gè)是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障以后，把轎廂的位置恢復(fù)到第一層并中止程序 (2)用戶輸入程序段 用戶的輸入包括門廳的按鈕和轎廂內(nèi)的按鈕，擁護(hù)輸入程序段完成在用戶輸入以后，馬上保持用戶選擇的狀態(tài)，以便后面的程序判斷。 (3)轎廂開關(guān)門程序段 控制轎廂的開關(guān)門 ，修改開關(guān)門的狀邏輯線圈，包括關(guān)門延時(shí)。 (4)檢測故障程序段 此段程序在每一個(gè)掃描周期都執(zhí)行一次，一旦檢測到有故障，就跳轉(zhuǎn)到發(fā)生故障處理程序段并執(zhí)行。 (5)發(fā)生故障處理程序段 一旦檢測道故障，就會(huì)更改運(yùn)行電梯的狀態(tài)，恢復(fù)電梯到底層，并中斷程序的運(yùn)行 (6)設(shè)定上行目標(biāo) 此段程序是用來上行過程中的下一個(gè)目標(biāo)，只有在上行以及電梯空閑時(shí)才會(huì)調(diào)用，如果沒有下一個(gè)目標(biāo)，機(jī)會(huì)色頂電梯為空閑。 (7)設(shè)定下行目標(biāo) 此