【文章內(nèi)容簡介】 傳 感 器電 梯 其 他 輸 入 信 號發(fā) 光 二 極 管調(diào) 速 電 路顯 示 電 路開 關(guān) 門 電 路圖 33 硬件結(jié)構(gòu)框圖 PLC的選擇PLC 容量包括兩個方面：一是 I/O 的點數(shù)，二是用戶存儲器的容量。（1）I/O 點數(shù)的估算：根據(jù)被控對象的輸入信號和輸出信號的總點數(shù)，并考慮到今后調(diào)整和擴充，一般應(yīng)加上 10%15%的備用量。（2）用戶存儲器容量的估算：用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素(如 I/O。點數(shù)、控制要求、運算處理量、程序結(jié)構(gòu)等)有關(guān)，存儲器容量的選擇一般有兩種方法：：這種方法可精確地計算出存儲器實際使用容量，缺點是要編完程序之后才能計算。：用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按下面給出的公式進行估算。開關(guān)量輸入：所需存儲器字?jǐn)?shù)=輸入點數(shù)*10開關(guān)量輸出：所需存儲器字?jǐn)?shù)二輸出點 數(shù)*39。8武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書11定時器/計數(shù)器：所需存儲器字?jǐn)?shù)=定時器了計數(shù)器數(shù)量*2模擬量：通信接口：所需存儲器字?jǐn)?shù)=接口個數(shù)*300根據(jù)存儲器的總字?jǐn)?shù)再加上一個備用量。生產(chǎn)企業(yè)通常為其每個產(chǎn)品提供一條經(jīng)驗法則公式，可用于對存儲容量做近似的估計。這個公式是( 輸入點數(shù)+ 輸出點數(shù))*(2010) 二指令語句數(shù)。 PLC規(guī)模的估算（1）輸入、輸出點的估算根據(jù)電梯運行系統(tǒng)的調(diào)查，電梯控制系統(tǒng)的輸入有轎內(nèi)指令選層按鈕、上下行廳召喚指令按鈕、上下行防超越開關(guān)、上下行換速開關(guān)、檢修時轎頂轎內(nèi)上下慢行按鈕、轎頂轎內(nèi)開關(guān)門按鈕、門安全觸板開關(guān)、超載開關(guān)、應(yīng)急按鈕、直駛按鈕以及信號輸入等。估計需要 47 個輸入點，41 個輸出點?？紤]在實際安裝、調(diào)試和應(yīng)用中，還可能會發(fā)現(xiàn)一些估算中未預(yù)見的因素，故輸出點增加 4 個。（2）存儲容量的估算用戶程序占用內(nèi)存的多少與多種因素有關(guān) [4]。例如：輸入、輸出點的數(shù)量和類型，輸入、輸出量之間關(guān)系的復(fù)雜程度，需要進行運算的次數(shù)，處理量的多少，程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣等，都與內(nèi)存容量有關(guān)。因此，在用戶程序編寫、調(diào)試好以前，很難估算出 PLC 所應(yīng)配置的存儲容量。這里只對其進行簡單估算即可，也就是根據(jù)輸入、輸出的點數(shù)及其類型、控制的繁簡程度加以估算。估算方法采用生產(chǎn)企業(yè)為產(chǎn)品提供一條經(jīng)驗法則公式：(輸入點數(shù)+輸出點數(shù))*(2010)= 指令語句數(shù)故本系統(tǒng)粗略估算為(47+45) 10=920 PLC輸入/輸出模塊的選擇（1）數(shù)字 I/O 點數(shù)與模塊的確定：確定 I/O 點數(shù)是系統(tǒng)設(shè)計的最重要的問題。一旦已確定使用某一類型的機型和詳細(xì)的控制要求，就可以基本確定系統(tǒng)所配的 PLC 需要的I/O 點數(shù)。應(yīng)該注意的是在確定 I/O 點數(shù)時，一定要考慮到系統(tǒng)的擴充與備用需要，一般應(yīng)留有 10%20%的裕量。根據(jù)選取不同的 PLC，相應(yīng)的 I/O 模塊的 I/O 容量不盡相同，需要依據(jù)需要確定 I/O 模塊的數(shù)量。（2）輸入模塊的確定：PLC 的輸入模塊用來檢測來自現(xiàn)場(按鈕、行程開關(guān)、溫控開關(guān)、壓力開關(guān)等) 的高電平信號，并將其轉(zhuǎn)換為 PLC 內(nèi)部的低電平信號。各類 PLC 所提供的輸入模塊，其點數(shù)一般有 8 點、12 點、16 點、32 點等不同規(guī)格，武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書12用戶可根據(jù)系統(tǒng)所需點數(shù)加以選擇 [5]。其工作電壓常用的有直流 12，24V，交流 110，220V 等，其中以直流 24V 最為普遍。選擇輸入模塊主要考慮模塊的輸入電壓等級。根據(jù)現(xiàn)場輸入信號(按鈕、行程開關(guān))與 PLC輸入模塊距離的遠(yuǎn)近來選擇不同電壓規(guī)格的模塊。一般 24V 以下屬低電平，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)，如 12V 電壓模塊一般不超過 10m 距離較遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓模塊比較可靠。（3）輸出模塊的確定：輸出模塊的任務(wù)是將 PLC 內(nèi)部低電平的控制信號，轉(zhuǎn)換為外部所需電平的輸出信號，以驅(qū)動外部負(fù)載。輸出模塊有三種輸出方式:繼電器輸出、雙向晶閘管輸出、達林頓晶體管輸出 [6]。這幾種輸出形式均有各自的特點，用戶可根據(jù)系統(tǒng)的要求加以確定。繼電器輸出價格便宜，使用電壓范圍廣，通電壓降小，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，且有隔離作用。但繼電器有觸點，壽命較短，且響應(yīng)速度較慢，適用于動作不頻繁的交直流負(fù)載。當(dāng)驅(qū)動感性負(fù)載時，最大操作頻率不得超過 1Hz。晶閘管輸出(交流) 和晶體管輸出(直流) 都屬于無觸點開關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載。感性負(fù)載在斷開瞬間會產(chǎn)生較高的反向電壓，必須采取抑制措施。另外，這兩種形式的輸出均不具備明確的輸出開關(guān)斷點，因此對于有此要求的使用場合會受到限制。輸出電流的選擇：模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值，如果負(fù)載電流較大，輸出模塊不能直接驅(qū)動時，應(yīng)增加中間放大環(huán)節(jié)。對于電容性負(fù)載、熱敏電阻負(fù)載，考慮到接通時有沖擊電流，要留有足夠的裕量。允許同時接通的輸出點數(shù)：在選用輸出模塊時，不但要看一個輸出點的驅(qū)動能力，還要看整個輸出模塊的滿負(fù)載能力，即輸出模塊同時接通點數(shù)的總電流值不得超過模塊規(guī)定的最大允許電流。（4）模擬量輸入/輸出單元的選擇：模擬量輸入/輸出接口是用來感知傳感器產(chǎn)生的信號，這些接口測量流量、溫度和壓力的數(shù)量值，并用于控制電壓或電流輸出設(shè)備。典型接口量程為10～+10V， 0～+10V， 4～20mA 或 10～50mA。一些制造廠家提供特殊模擬接口用來接收低電平信號(如電阻式溫度計(RTD),熱電偶等)。一般來說這類接口模塊將接收同一模塊上的不同類型熱電偶或 RTD 的混合信號，用戶應(yīng)根據(jù)具體條件確定使用類型。模擬量輸入/輸出單元一般有多種規(guī)格可供選用，其中，最主要的是通道數(shù)量，如一武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書13入一出、三入一出等，應(yīng)根據(jù)需要確定，由于模擬量單元一般價格較高，應(yīng)準(zhǔn)確確定所需資源，不宜留有太多的裕量。在確定模擬量輸入/輸出單元時，另一個重要：指標(biāo)就是精度問題，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)控制精度恰當(dāng)?shù)剡x擇單元精度，模擬量輸入/輸出單元一般精度較高，通?？蛇_到 12 位左右。 PLC 的選擇下面以模擬十層電梯裝置的電梯控制系統(tǒng)為例說明該電梯的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求。 技術(shù)要求該模擬電梯由模擬十層電梯裝置、變頻器及電梯控制系統(tǒng)等組成，其中模擬電梯高3m，每層高 。由于電梯的運行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統(tǒng)控制應(yīng)采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機的輸入信號，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時的控制電梯的運行。另外，基于電梯實用性對該電梯控制系統(tǒng)提出以下要求：（1）轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送 PLC 的計數(shù)器來進行控制。同時，每層樓設(shè)置一個接近開關(guān)以利平層。（2）為便于觀察，對電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示，我們采用 LED和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示(開關(guān)上帶有指示燈)。（3）為了提高電梯的運行效率和平層的精度，系統(tǒng)要求 PLC 能對轎廂的加、減速以及制動進行有效的控制。根據(jù)轎廂的實際位置以及交流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法來實現(xiàn)。（4）為了電梯的運行安全，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置可靠的故障保護和相應(yīng)的顯示。 技術(shù)指標(biāo)外形尺寸：高*長*寬=500*245*216凈重量：160kg載重量：10kg調(diào)速器型號：SJT B1輸入電壓：380V輸入頻率：50Hz調(diào)速方式：交流變頻調(diào)速結(jié)構(gòu)形式：十層站電梯平層機構(gòu)武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書14基于對以上技術(shù)參數(shù)及技術(shù)要求得考慮，該系統(tǒng)選用具有邏輯運算、定時器、計數(shù)器等基本功能的小型 PLC。電梯采用 SJTB1 調(diào)速器進行半閉環(huán)調(diào)速控制，根據(jù)以上對 PLC 容量，輸入/ 輸出模塊，以及輸入端和輸出端現(xiàn)場設(shè)備情況，決定本系統(tǒng)采用日本 OMRON C60P 型 PLC 機。 OMRON C60P型 PLC機的參數(shù)表 31 一般規(guī)格項目 型號C60P電源電壓 A AC100~240V 50/60HZ D DC24V容許電壓范圍 AC85~264V ~型號末尾A 耗電 40VA 以下 60VA 以下型號末尾A 耗電 20W 以下 20W 以下DV24V 輸出端子 +10%最大 +10%最大 使用環(huán)境溫度 0～55 oC使用環(huán)境濕度 35～85%RH(不結(jié)露)保存環(huán)境溫度 20～65 oC表 32 性能規(guī)格項目 型號 C60P控制方式 存儲程序編程語言 梯形圖方式指令長度 每條指令一步，每指令占 1～6 字指令種類 37 種(基本指令 12 種，應(yīng)用指令 25 種)處理時間 平均 10us/1 指令(RAM)，13us/1 指令(ROM)程序容量 1194 步輸入輸出繼電器 60～120 點(C60P)內(nèi)部輔助繼電器 136 點(1000 ～1807)武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書15使用高速計數(shù)命令時，1807 為其專用特殊輔助繼電器 1,6 點(1808 ～1907)保持繼電器 160 點(HR000～915)暫時記憶寄存器 8 點(TR0～7)續(xù)表 32 性能規(guī)格項目 型號 C60P數(shù)據(jù)存儲器 64 字(DM00～63)使用高速計數(shù)命令時，DM32～63 為其專用定時器/記數(shù)器 TIM， TIMH，CNT 合計 48 點高速記數(shù)器 1 點停電保持機能 保持繼電器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容電池壽命 25oC 條件下為 5 年自診斷技能 CPU 異常(時鐘、監(jiān)視、定時器) I/O 分配對照表表 33 輸入接點分配序號 名稱 符號 編號1 鑰匙開關(guān)：檢修 SYK 00002 鑰匙開關(guān)：有司機操作 SYK 00013 直駛按鈕和滿載開關(guān) ZA 和 MZK 00024 門連鎖開關(guān) JML 00035 應(yīng)急按鈕 YJA 00046 門安全觸版開關(guān) 1ABK，2ABK00057 轎內(nèi)轎頂開關(guān)按鈕 KMA1，KMA 0006武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書1628 超載開關(guān) CZK 00079 轎內(nèi)轎頂關(guān)門按鈕 GMA1，GMA2000810 檢修轎內(nèi)轎頂向上慢行按鈕SA1，SA2 000911 檢修轎內(nèi)轎頂向下慢行按鈕XA1，XA2 001012 檢修開關(guān) JZK 0011續(xù)表 33 輸入接點分配序號 名稱 符號 編號13 速度信號 JL 001214 復(fù)位信號 RS 001315 制動應(yīng)答信號 RT 001416 上行換速雙穩(wěn)態(tài)開關(guān) SHG 001517 下行換速雙穩(wěn)態(tài)開關(guān) XHG 010018 上行防超越開關(guān) SFK 010119 下行防超越開關(guān) XFK 010220 轎內(nèi)指令按鈕：停一層 1ZLA 010321 轎內(nèi)指令按鈕：停二層 2ZLA 010422 轎內(nèi)指令按鈕：停三層 3ZLA 010523 轎內(nèi)指令按鈕：停四層 4ZLA 010624 轎內(nèi)指令按鈕：停五層 5ZLA 010725 轎內(nèi)指令按鈕：停六層 6ZLA 010826 轎內(nèi)指令按鈕：停七層 7ZLA 010927 轎內(nèi)指令按鈕：停八層 8ZLA 011028 轎內(nèi)指令按鈕：停九層 9ZLA 011129 轎內(nèi)指令按鈕：停十層 0ZLA 011230 一樓門廳呼喚按鈕：上 1SZA 0113武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書17升31 二樓門廳呼喚按鈕：上升2SZ