【文章內(nèi)容簡介】 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，所以它的輸出對輸入的響應(yīng)速度要受掃描周期的影響。掃描周期的長短主要取決于這幾個因數(shù)：一是CPU執(zhí)行指令的速度，二是每條指令占用的時間，三是指令條數(shù)的多少，即程序的長短。對于慢速控制系統(tǒng)，響應(yīng)速度常常不是主要的，故這種方式不但沒有壞處反而可以增強系統(tǒng)抗干擾能力。因為干擾常是脈沖式的、短時的，而由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢，常常要幾個掃描周期才響應(yīng)一次，而多次掃描后，瞬間干擾所引起的誤動作將會大大減少，故增加了抗干擾能力。但對控制時間要求較嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，這一問題就需慎重考慮。應(yīng)對響應(yīng)時間作出精確的計算，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)延時等的不良影響。 PLC的編程語言PLC提供了較完整的編程語言，以適應(yīng)PLC在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。利用編程語言，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)部的存儲器中，它也能方便地讀出、檢查與修改。PLC提供的編程語言通常由三種：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，梯形圖編程有時稱為繼電器梯形圖邏輯圖編程。它使用的最廣是因為它和以往的繼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)上演變而來的，它與電氣操作原理相呼應(yīng)。它的最大優(yōu)點是形象、直觀和實用，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，只是在使用符號和表達方式上有一定區(qū)別。PLC的梯形圖使用的時內(nèi)部繼電器、定時器/計數(shù)器，都是由軟件實現(xiàn)的，其主要特點為使用方便、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表達一個順序控制過程。布爾邏輯編程(Boolean Logic Programming)包括“與”（AND）、或(OR)、非(NOT)以及定時器、計數(shù)器、觸發(fā)器等[4]。每一種編程方法都有它的優(yōu)點和缺點，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。 論文的主要研究內(nèi)容隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展, 現(xiàn)代化程度日益提高,高層建筑愈來愈多, 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,成為重要的運輸設(shè)備之一。國內(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,而且在層數(shù)增加時,配線變化給制造及安裝帶來諸多不便。由此可見，研究一種新的電梯控制系統(tǒng)具有十分重要的意義?；诖?，我們提出了本次設(shè)計：PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。本設(shè)計主要以PLC作為工具對升降電梯的各種操作進行控制。通過編寫程序，對電梯的升降動作進行模擬仿真。此電梯模型所采用的類型為三菱FX2C。PLC程序設(shè)計采用模塊化編程思想，即根據(jù)各功能實現(xiàn)的條件及原則設(shè)計各個功能模塊。設(shè)計的程序要求完成電梯自動運行功能如：內(nèi)選外召喚信號的登記、消號、到層自動開門、延時自動運行等。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)計與實際相結(jié)合，現(xiàn)實意義很強。為此，自行設(shè)計并制作了專用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，通過plc輸入接口送入plc. 由存儲器的plc 軟件運算處理，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，向主拖動系統(tǒng)發(fā)出控制信號。具體的電梯控制信號原理如圖21所示。圖21電梯PLC信號控制系統(tǒng)框圖電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。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)升降運動，防止轎廂在運行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘，使電梯運轉(zhuǎn)，在失電情況下制動，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。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確?？?。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運行安全[14]。 樓層狀態(tài)指示設(shè)計當(dāng)電梯運行至某層有指令發(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，將三層下行位置1，同時無上行，驅(qū)動電梯下行。程序說明如下表22所示：表22 程序說明表電棒在三晨時下行情況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同時無上行=down電梯下行 電梯上行程序設(shè)計以電梯在二層上行情況為例。程序說明如表23所示。 電梯到達時程序設(shè)計電梯到達某層時。將已完成的指令信號復(fù)位。以電梯到達三層為例。程序說明如表24所示。表23 程序說明表電梯在二層時上行情況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同時電梯無下行= 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。實時性強，有良好的并行處理性能和豐富生動的多媒體畫面。MCGSm態(tài)軟件的開放式結(jié)構(gòu)擁有廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能。同時。提供良好的安全機制，為多個不同級別用戶設(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，實現(xiàn)“設(shè)備無關(guān)”，用戶不必因外部設(shè)備的局部改動，而影響整個系統(tǒng)。MCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。兩部分互相獨立。又緊密相關(guān)。本文利用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計。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，即可實現(xiàn)PLC與組態(tài)軟件的通訊。將PLC中的串口驅(qū)動程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，使電腦對PLC發(fā)出的信號有響應(yīng)。在MCGS組態(tài)軟件的用戶窗口中，制作一個動畫界面。在界面上設(shè)置各個控件的屬性，使設(shè)置的控件按照真實的情況動作，檢驗和測試電梯PLC控制系統(tǒng)對電梯的運行狀態(tài)的控制效果。MCGS用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來構(gòu)成一個應(yīng)用系統(tǒng)的人機交互圖形界面．組態(tài)配置各種不同類型和功能的對象或構(gòu)構(gòu)?？梢詫崟r數(shù)據(jù)進行可視化處理。表24 程序說明表電梯到達三層LD threesearq電梯到達三層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電梯到達三層AN down同時無下行R 復(fù)位三層上行LD threeseatq電梯到達三層AN up同時無上行R 復(fù)位三層下行第3章 系統(tǒng)輸入輸出設(shè)計電梯PLC控制方案電梯PLC 控制系統(tǒng)的控制核心是PLC 。哪些信號需要輸入PLC ，PLC 要驅(qū)動哪些負載，以及采用何種編程方式。輸入輸出點的確定，是設(shè)計整個控制系統(tǒng)的首要問題，決定系統(tǒng)的程序及線路設(shè)計方案。 PLC輸入信號的確定方法PC輸入信號的確定方法在保證電梯運行安全的前提下，各種控制信號盡量直接輸入PLC，如圖：內(nèi)外呼信號及層樓感應(yīng)信號、急停按鈕及開關(guān)門信號等。本模塊輸入信號主要由樓層呼叫信號（6個）和平層號（4個）組成樓層呼叫信號用帶指示燈的按鈕直接控制plc的輸入端子就可實現(xiàn)。平層信號需提供的是開關(guān)信號，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、不怕灰塵等優(yōu)點，我選擇了橋廂下安裝磁鐵，通過非接觸的霍爾元件產(chǎn)生開關(guān)信號的方法。開關(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來編程梯形圖編出的程序簡短，但可讀性差，而且需要長期的編程技巧積累才能完成。建議學(xué)生用SFC來編，根據(jù)呼叫信號和平層信號的變化控制PLC的輸出端Y13，Y14，Y15產(chǎn)生升、降、停信號來進一步控制單片機的工作。要求學(xué)生編程時，Y1Y14要互鎖，避免同時接通，損壞步進電機。 PLC輸出信號的確定方法PLC通過軟件對輸入控制信號進行處理后，由輸出接口發(fā)出控制信號及各種指示信號[3]。PLC梯形圖軟件的設(shè)計采用模塊化設(shè)計。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試。如分為開關(guān)門、內(nèi)選、外召喚、層樓數(shù)指示、定向、換速、到層延時等模塊。模塊間不完全獨立，它們之間存在著有機聯(lián)系。且在編程時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器統(tǒng)一分配編號，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（步進電機的控制與驅(qū)動）模擬電梯橋廂需根據(jù)呼叫和平層信號在短距離內(nèi)（約25cm）不停上下移動和啟停,嘗試了用多種控制方法去控制直流和交流電機都不能滿足要求,能直接控制步進電機,但這樣同一PLC完成兩種任務(wù),就會運行兩種不同的程序和有兩種接口,本模塊的設(shè)計會很復(fù)雜,這也偏離了設(shè)計的原意,為此設(shè)計了通過單片機控制步進電機的方法實現(xiàn).步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu). 當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號, 他就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，他的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的，步進電機具有瞬間起動與急速停止的優(yōu)越性，速度可以控制得很慢，方便演示。控制步進電機必須由環(huán)形脈沖、信號分配、功率放大等組成的控