【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 變化，則本次掃描輸出不變，即不響應(yīng)，而要到下一次掃描期間輸出才會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)。由于PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸出對(duì)輸入的響應(yīng)速度要受掃描周期的影響。掃描周期的長(zhǎng)短主要取決于這幾個(gè)因數(shù)：一是CPU執(zhí)行指令的速度，二是每條指令占用的時(shí)間，三是指令條數(shù)的多少，即程序的長(zhǎng)短。對(duì)于慢速控制系統(tǒng)，響應(yīng)速度常常不是主要的，故這種方式不但沒(méi)有壞處反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力。因?yàn)楦蓴_常是脈沖式的、短時(shí)的，而由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢，常常要幾個(gè)掃描周期才響應(yīng)一次，而多次掃描后，瞬間干擾所引起的誤動(dòng)作將會(huì)大大減少，故增加了抗干擾能力。但對(duì)控制時(shí)間要求較嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，這一問(wèn)題就需慎重考慮。應(yīng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間作出精確的計(jì)算，精心編排程序，合理安排指令的順序，以盡可能減少周期造成的響應(yīng)延時(shí)等的不良影響。 PLC的編程語(yǔ)言PLC提供了較完整的編程語(yǔ)言，以適應(yīng)PLC在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。利用編程語(yǔ)言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當(dāng)于設(shè)計(jì)和改變繼電器的硬接線線路，這就是所謂的“可編程序”。程序由編程器送到PLC內(nèi)部的存儲(chǔ)器中，它也能方便地讀出、檢查與修改。PLC提供的編程語(yǔ)言通常由三種：梯形圖、功能圖、及布爾邏輯編程。梯形圖(Ladder Programming)是應(yīng)用最廣的，梯形圖編程有時(shí)稱(chēng)為繼電器梯形圖邏輯圖編程。它使用的最廣是因?yàn)樗鸵酝睦^電器控制線路很接近。梯形圖是在原電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，它與電氣操作原理相呼應(yīng)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是形象、直觀和實(shí)用，為廣大電氣技術(shù)人員所熟知。PLC的梯形圖與電氣控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號(hào)和表達(dá)方式上有一定區(qū)別。PLC的梯形圖使用的時(shí)內(nèi)部繼電器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，都是由軟件實(shí)現(xiàn)的，其主要特點(diǎn)為使用方便、修改靈活。功能圖編程（Function Chart Programming）是一種較新的編程方法。它的作用使用功能圖來(lái)表達(dá)一個(gè)順序控制過(guò)程。布爾邏輯編程(Boolean Logic Programming)包括“與”（AND）、或(OR)、非(NOT)以及定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器等[4]。每一種編程方法都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，根據(jù)每一種特殊的控制要求，根據(jù)編程者的熟練程度正確合理應(yīng)用編程方法。 論文的主要研究?jī)?nèi)容隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展, 現(xiàn)代化程度日益提高,高層建筑愈來(lái)愈多, 電梯也隨之增多, 電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位得到了提高,成為重要的運(yùn)輸設(shè)備之一。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的電梯控制是由繼電器、接觸器構(gòu)成。它不僅存在著可靠性差、成本高、故障率高等缺點(diǎn),而且在層數(shù)增加時(shí),配線變化給制造及安裝帶來(lái)諸多不便。由此可見(jiàn)，研究一種新的電梯控制系統(tǒng)具有十分重要的意義?；诖耍覀兲岢隽吮敬卧O(shè)計(jì)：PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)主要以PLC作為工具對(duì)升降電梯的各種操作進(jìn)行控制。通過(guò)編寫(xiě)程序，對(duì)電梯的升降動(dòng)作進(jìn)行模擬仿真。此電梯模型所采用的類(lèi)型為三菱FX2C。PLC程序設(shè)計(jì)采用模塊化編程思想，即根據(jù)各功能實(shí)現(xiàn)的條件及原則設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊。設(shè)計(jì)的程序要求完成電梯自動(dòng)運(yùn)行功能如：內(nèi)選外召喚信號(hào)的登記、消號(hào)、到層自動(dòng)開(kāi)門(mén)、延時(shí)自動(dòng)運(yùn)行等。合理分配轎廂內(nèi)指令的執(zhí)行和廳外召喚的應(yīng)答。本設(shè)計(jì)與實(shí)際相結(jié)合，現(xiàn)實(shí)意義很強(qiáng)。為此，自行設(shè)計(jì)并制作了專(zhuān)用4層集選電梯。第2章 電梯PLC 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案系統(tǒng)控制核心為plc主機(jī)，通過(guò)plc輸入接口送入plc. 由存儲(chǔ)器的plc 軟件運(yùn)算處理，然后經(jīng)輸出接口分別向指層器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向主拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。具體的電梯控制信號(hào)原理如圖21所示。圖21電梯PLC信號(hào)控制系統(tǒng)框圖電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動(dòng)。常閉塊式制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動(dòng)，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，對(duì)重用來(lái)平衡轎廂載荷、減少電動(dòng)機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來(lái)補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動(dòng)中的張力和重量變化，使曳引電動(dòng)機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確?？?。電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)完成選層、平層、測(cè)速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時(shí)顯示轎廂的運(yùn)動(dòng)方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全[14]。 樓層狀態(tài)指示設(shè)計(jì)當(dāng)電梯運(yùn)行至某層有指令發(fā)出指示位置及指令，以二層為例如表21所示：表21 指示位置及指令表LD twoselet二層內(nèi)選撣S twoseletq，1二層內(nèi)選擇指示LD twoup二層上呼S twoupq，1二層上呼指示LJ twodown二層下呼S twodownq，1二層下呼指示LD twoseat二層位置= twoeeatq二層位置指示 電梯下行程序設(shè)計(jì)以電梯在三層下行情況為例。當(dāng)電梯的一或二層有指令時(shí)，將三層下行位置1，同時(shí)無(wú)上行，驅(qū)動(dòng)電梯下行。程序說(shuō)明如下表22所示：表22 程序說(shuō)明表電棒在三晨時(shí)下行情況LDoneseletq一層內(nèi)選擇0 twmeletq或二層內(nèi)選擇Ooneupq或一層上呼0 twodownq或二層下呼O tWoup_q或二層上呼Aeseatq在三層位置時(shí)置三層下行位電梯下行有四層下行位或有三層下行位或有二層下行位AN up同時(shí)無(wú)上行=down電梯下行 電梯上行程序設(shè)計(jì)以電梯在二層上行情況為例。程序說(shuō)明如表23所示。 電梯到達(dá)時(shí)程序設(shè)計(jì)電梯到達(dá)某層時(shí)。將已完成的指令信號(hào)復(fù)位。以電梯到達(dá)三層為例。程序說(shuō)明如表24所示。表23 程序說(shuō)明表電梯在二層時(shí)上行情況LD fourseletq四層選擇O threeseletq或三層選擇O fourdownq或四層下呼O hreedownq或三層下呼O threeupq或三層上呼A twoseatq在二層位置時(shí)S 置二層上行位電梯上行LD 有一層上行位O 或有二層上行位O 或有三層上行位AN down同時(shí)電梯無(wú)下行= UP電梯上行MCGsm態(tài)軟件具有全中文、面向窗口的可視化操作界面。實(shí)時(shí)性強(qiáng)，有良好的并行處理性能和豐富生動(dòng)的多媒體畫(huà)面。MCGSm態(tài)軟件的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)擁有廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。同時(shí)。提供良好的安全機(jī)制，為多個(gè)不同級(jí)別用戶(hù)設(shè)定不同的操作權(quán)限。MCGS組態(tài)軟件支持多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備無(wú)關(guān)”，用戶(hù)不必因外部設(shè)備的局部改動(dòng)，而影響整個(gè)系統(tǒng)。MCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運(yùn)行環(huán)境”兩個(gè)系統(tǒng)組成。兩部分互相獨(dú)立。又緊密相關(guān)。本文利用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)。在設(shè)備組態(tài)窗口中選擇適當(dāng)?shù)拇谕ㄓ嵲O(shè)備．添加FX2C64MR。正確設(shè)置其屬性。正確設(shè)置組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量設(shè)備通道的連接，即可實(shí)現(xiàn)PLC與組態(tài)軟件的通訊。將PLC中的串口驅(qū)動(dòng)程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，使電腦對(duì)PLC發(fā)出的信號(hào)有響應(yīng)。在MCGS組態(tài)軟件的用戶(hù)窗口中，制作一個(gè)動(dòng)畫(huà)界面。在界面上設(shè)置各個(gè)控件的屬性，使設(shè)置的控件按照真實(shí)的情況動(dòng)作，檢驗(yàn)和測(cè)試電梯PLC控制系統(tǒng)對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。MCGS用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶(hù)窗口來(lái)構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面．組態(tài)配置各種不同類(lèi)型和功能的對(duì)象或構(gòu)構(gòu)。可以對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。表24 程序說(shuō)明表電梯到達(dá)三層LD threesearq電梯到達(dá)三層R 復(fù)位三層內(nèi)選擇R 復(fù)位四層下行R 復(fù)位一層上行R 復(fù)位二層上行LD threesceatq電梯到達(dá)三層AN down同時(shí)無(wú)下行R 復(fù)位三層上行LD threeseatq電梯到達(dá)三層AN up同時(shí)無(wú)上行R 復(fù)位三層下行第3章 系統(tǒng)輸入輸出設(shè)計(jì)電梯PLC控制方案電梯PLC 控制系統(tǒng)的控制核心是PLC 。哪些信號(hào)需要輸入PLC ，PLC 要驅(qū)動(dòng)哪些負(fù)載，以及采用何種編程方式。輸入輸出點(diǎn)的確定，是設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)的首要問(wèn)題，決定系統(tǒng)的程序及線路設(shè)計(jì)方案。 PLC輸入信號(hào)的確定方法PC輸入信號(hào)的確定方法在保證電梯運(yùn)行安全的前提下，各種控制信號(hào)盡量直接輸入PLC，如圖：內(nèi)外呼信號(hào)及層樓感應(yīng)信號(hào)、急停按鈕及開(kāi)關(guān)門(mén)信號(hào)等。本模塊輸入信號(hào)主要由樓層呼叫信號(hào)（6個(gè)）和平層號(hào)（4個(gè)）組成樓層呼叫信號(hào)用帶指示燈的按鈕直接控制plc的輸入端子就可實(shí)現(xiàn)。平層信號(hào)需提供的是開(kāi)關(guān)信號(hào)，由于霍爾元件具有結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、安裝方便、功率小、耐震動(dòng)、不怕灰塵等優(yōu)點(diǎn)，我選擇了橋廂下安裝磁鐵，通過(guò)非接觸的霍爾元件產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)的方法。開(kāi)關(guān)霍爾集成傳感器與plc的輸入端子連接示意圖如圖31所示圖31霍爾集成與plc連接示意圖可用梯形圖或順序功能圖SFC來(lái)編程梯形圖編出的程序簡(jiǎn)短，但可讀性差，而且需要長(zhǎng)期的編程技巧積累才能完成。建議學(xué)生用SFC來(lái)編，根據(jù)呼叫信號(hào)和平層信號(hào)的變化控制PLC的輸出端Y13，Y14，Y15產(chǎn)生升、降、停信號(hào)來(lái)進(jìn)一步控制單片機(jī)的工作。要求學(xué)生編程時(shí)，Y1Y14要互鎖，避免同時(shí)接通，損壞步進(jìn)電機(jī)。 PLC輸出信號(hào)的確定方法PLC通過(guò)軟件對(duì)輸入控制信號(hào)進(jìn)行處理后，由輸出接口發(fā)出控制信號(hào)及各種指示信號(hào)[3]。PLC梯形圖軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試。如分為開(kāi)關(guān)門(mén)、內(nèi)選、外召喚、層樓數(shù)指示、定向、換速、到層延時(shí)等模塊。模塊間不完全獨(dú)立，它們之間存在著有機(jī)聯(lián)系。且在編程時(shí)要注意各條指令間的邏輯關(guān)系，梯形圖中的內(nèi)部輔助繼電器和定時(shí)器統(tǒng)一分配編號(hào)，除了列I/O分配表外，還應(yīng)列出內(nèi)輔功能分配表。充分利用PLC提供的指令。輸出部分（步進(jìn)電機(jī)的控制與驅(qū)動(dòng)）模擬電梯橋廂需根據(jù)呼叫和平層信號(hào)在短距離內(nèi)（約25cm）不停上下移動(dòng)和啟停,嘗試了用多種控制方法去控制直流和交流電機(jī)都不能滿(mǎn)足要求,能直接控制步進(jìn)電機(jī),但這樣同一PLC完成兩種任務(wù),就會(huì)運(yùn)行兩種不同的程序和有兩種接口,本模塊的設(shè)計(jì)會(huì)很復(fù)雜,這也偏離了設(shè)計(jì)的原意,為此設(shè)計(jì)了通過(guò)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的方法實(shí)現(xiàn).步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu). 當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào), 他就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱(chēng)為“步距角”)，他的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的，步進(jìn)電機(jī)具有瞬間起動(dòng)與急速停止的優(yōu)越性，速度可以控制得很慢，方便演示?？刂撇竭M(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖、信號(hào)分配、功率放大等組成的控