【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的總和 。它標(biāo)志著可以接多少個(gè)開(kāi)關(guān)、按鈕和可以控制多少個(gè)負(fù)載。 (2)存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)容量是指可編程序控制器內(nèi)部用于存放用戶程序的存儲(chǔ)器容量，一般以步為單位，二進(jìn)制 16 位即一個(gè)字為一步。 6 (3)掃描速度 一般以執(zhí)行 1000 步指令所需時(shí)間來(lái)衡量，單位為 ms/k 步，也有以執(zhí)行一步指令所需時(shí)間來(lái)計(jì)算的，單位用 181。s/步。 (4)功能擴(kuò)展能力 可編程序控制器除了主模塊之外，通常都可配備一些可擴(kuò)展模塊，以適應(yīng)各種特殊應(yīng)用的需要，如 A／ D 模塊、 D／ A 模塊、位置控制模塊等。 (5)指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)是指一臺(tái)可編程序控 制器指令的總和，它是衡量可編程序控制器功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。 2) PLC 的分類(lèi) 通常， PLC 產(chǎn)品可按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模等進(jìn)行分類(lèi)。按結(jié)構(gòu)形式不同 , 可以分為整體式和模塊式兩類(lèi)。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型 PLC 三種類(lèi)型。 3. PLC 系統(tǒng)的組成 PLC 是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動(dòng)控制裝置，其硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相似。 PLC 也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。 1) PLC 的硬件結(jié)構(gòu) 一套 PLC 系統(tǒng)在硬件上由基本單元（包含中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口、內(nèi)部電源）、 I／ O 擴(kuò)展單元及外部設(shè)備組成。圖 21 為 PLC 的硬件結(jié)構(gòu)圖。 圖 21 PLC 的硬件結(jié)構(gòu)圖 PLC hardware structure chart 輸入電路 CPU EPROM RAM 輸出電路 基本單元 內(nèi)部電源 擴(kuò)展 I/O接口 各種外設(shè)接口 輸出信號(hào) 現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào) 主機(jī) 編程器 打印機(jī) … PC 機(jī) … 輸入電路 輸出電路 擴(kuò)展單元 … 輸出信號(hào) 擴(kuò)展連接電纜 至其他擴(kuò)展單元 … … 現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào) 7 2) PLC 的軟件 PLC 的軟件系統(tǒng)指 PLC 所使用的各種程序的集合，它由系統(tǒng)程序（系統(tǒng)軟件）和用戶程序（應(yīng)用軟件）組成。系統(tǒng)程序：包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，用 PLC 的編程語(yǔ)言（如梯形圖）編制的應(yīng)用程序。 可編程序控制器的工作方式及編程語(yǔ)言 PLC 的工作方式 1. PLC 的掃描工作方式 圖 22 PLC 的掃描過(guò)程 the scanning course of PLC 可編程序控制器在進(jìn)入 RUN 狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。從第一條指令開(kāi)始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)的地址號(hào)遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描，并周而復(fù)始地重要進(jìn)行?？删幊绦蚩刂破鞴ぷ鲿r(shí)的掃描過(guò)程如圖 22 所示，包括五個(gè)階段：內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。 PLC 完成一次掃描過(guò)程所需 的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期。掃描周期的長(zhǎng)開(kāi)始 內(nèi)部處理 通信處理 RUN 方式？ 輸入掃描 程序執(zhí)行 輸出處理 N Y 8 短與用戶程序的長(zhǎng)度和掃描速度有關(guān)。 2. PLC 的程序執(zhí)行過(guò)程 PLC 的程序的執(zhí)行過(guò)程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)主要階段，如圖 23 所示。 圖 23 PLC 的程序執(zhí)行過(guò)程 the enforcing course of PLC 3. PLC 的掃描周期 在 PLC 的實(shí)際工作過(guò)程中，每個(gè)掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計(jì)算機(jī)）通信等處理。即一個(gè)掃描周期還應(yīng)包含自診斷及 與外設(shè)通信等時(shí)間。 4. PLC 的 I／ O 響應(yīng)時(shí)間 PLC 采用集中 I／ O 刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映像寄存器區(qū)的內(nèi)容也不會(huì)改變，還會(huì)影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。輸出信號(hào)的變化滯后于輸入信號(hào)的變化，這產(chǎn)生了 PLC 的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象，最大滯后時(shí)間為23 個(gè)掃描周期。 PLC 的編程語(yǔ)言 PLC 的編程語(yǔ)言有梯形圖語(yǔ)言、助記符語(yǔ)言、順序功能圖語(yǔ)言等。其中前兩種語(yǔ)言用得較多，順序功能圖語(yǔ)言也在許多場(chǎng)合被采用。本課題所采用的編程語(yǔ)言為梯形圖語(yǔ)言。 可編程序控制器與 繼電器、微機(jī)在電梯控制中的應(yīng)用比較 在電梯的電氣系統(tǒng)中，邏輯判斷起著主要的作用，其控制系統(tǒng)必須起動(dòng)各種控制信號(hào)輸入端子 輸入映象寄存器 輸出映像寄存器 輸出鎖存器 輸出端子 輸入 ………. 輸出 程序執(zhí)行階段 輸入采樣階段 輸出刷新階段 X001 Y001 Y001 M1 讀 讀 ① ② ③ ④ ⑤ 9 和執(zhí)行元件（如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動(dòng)機(jī)以及電子元件、電力電子器件等），要達(dá)到這些控制目的，其方法有： 1. 繼電器 — 接觸器控制系統(tǒng) 這種控制系統(tǒng)是早期電梯多采用的一種控制系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：與其它控制系統(tǒng)比較，其簡(jiǎn)單、易于理解和掌握、價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：動(dòng)合觸點(diǎn)易磨損，且電接觸不良；體積大；控制系統(tǒng)耗能大、動(dòng)作噪聲大；維修保養(yǎng)工作量大、費(fèi)用高。因此這種控制系統(tǒng)僅用于速度不高、性能要求也不高的電梯中。 2. 微機(jī)控制系統(tǒng) 電梯的微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是使控制算法不再由硬件邏輯完成，而是通過(guò)程序存貯器中的程序來(lái)完成的控制系統(tǒng)。因此對(duì)于有不同功能要求的電梯控制系統(tǒng)，只要改變程序存貯器中的程序指令即可，而無(wú)需變更或增減硬件系統(tǒng)的元件或布線。因此，十分方便于使用和管理，并提高系統(tǒng)的可靠性，減小控制系統(tǒng)體積，降低了能耗及其維修保養(yǎng)費(fèi)用。雖然微機(jī)控制的電梯，與繼電器控制的電梯比較，它具有較大的優(yōu)越性。但是，對(duì)一般的電梯而言，應(yīng)用微機(jī)控制也有其局限性和不足之處。其缺點(diǎn)是：微型計(jì)算機(jī)是按數(shù)字運(yùn)算的需要而設(shè)計(jì)的，功能比較齊全， 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；而一般的電梯控制只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算方式多為“與”、“或”、“非”幾種，運(yùn)算位數(shù)只需 1 位，即“ 1”與“ 0”。因此，使用微機(jī)就有“大材小用”之嫌。此外，微機(jī)的接口電路沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)件，而且一般不控制強(qiáng)電。但在電梯控制中，往往要求能直接控制 110V 或 220V 的用電設(shè)備，如用戶專(zhuān)門(mén)配備接口電路既不方便又不可靠。綜上所述，造成用微機(jī)控制的成本、運(yùn)行和維修費(fèi)用均較高，因此，如在一般的電梯上使用微機(jī)控制在經(jīng)濟(jì)上不合算。 3. PLC 控制系統(tǒng) PLC 充分利用了微型計(jì)算機(jī)的原理和技術(shù)，保留計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn) ，而克服了它的缺點(diǎn)。它具有強(qiáng)大的生命力，各工業(yè)部分紛紛用它來(lái)改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果。 總之， PLC 是采用微機(jī)技術(shù)制造的通用自動(dòng)控制設(shè)備，它能控制開(kāi)關(guān)量、模擬量、具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、并具有完成邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)、運(yùn)算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設(shè)備。它不僅能用于控制機(jī)械設(shè)備、流水線和各種設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程，將 PLC 用于控制電梯各種操作和處理相關(guān)信息也是可行的。 10 3 交流雙速電梯的電氣設(shè)計(jì) 交流雙速電梯的基本工作原理 交流雙速電梯的主電路 圖 31 是交流雙速電梯的主電路圖。圖中 M1 為電梯專(zhuān)用型雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)；KM KM2 為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯上、下行控制； KM KM4 為電梯高低速運(yùn)行接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯的高速或者低速運(yùn)行； KM5 為啟動(dòng)加速接觸器； KMKM KM8 為減速制動(dòng)接觸器，用以調(diào)整電梯制動(dòng)時(shí)的加速度； L L2與 R R2為串入電動(dòng)機(jī)定子電路中的電抗和電阻，當(dāng) KM1 或者 KM2 與 KM3 通電吸合時(shí)，電梯將進(jìn)行上行或下行啟動(dòng)，延時(shí)后 KM5 通電吸合，切除 R L1，電梯將轉(zhuǎn)為上行或下行的穩(wěn)速運(yùn)行；當(dāng)電梯接收到停層指令后， KM3 斷電釋放， KM4 通電吸合，點(diǎn)擊轉(zhuǎn)為低速接法，傳入阻抗制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上升與下降的低速運(yùn)行，且 KM6~KM8 依次通電吸合，用來(lái)控制制動(dòng)過(guò)程的強(qiáng)度，提高停車(chē)制動(dòng)時(shí)的舒適感；至平層位置時(shí)，接觸全部斷電釋放，包閘抱死，電梯停止運(yùn)行。 11 L1L2L3SQ FU 1SQ 0KM 1KM 5KM 3FR 1M13~FR 2KM 4R2L2 L1KM 8KM 6 KM 7R1KM 2 圖 31 主電路圖 main electro circuit chart 電梯的主要電氣設(shè)備 1）牽引電動(dòng)機(jī) 齒輪牽引機(jī)為電梯的提升機(jī)構(gòu)。主要由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電磁制動(dòng)器（也稱(chēng)電器包閘），減速器牽引輪 組成。 2）自動(dòng)門(mén)機(jī) 用來(lái)完成電梯的開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)。電梯的門(mén)分為廳門(mén)（每層站一個(gè)）與轎門(mén)（只有一個(gè)）。只有當(dāng)電梯?？吭谀硨诱緯r(shí)，此層廳門(mén)才允許開(kāi)啟（由門(mén)機(jī)拖動(dòng)轎門(mén)，轎門(mén)帶動(dòng)廳門(mén)完成）；也只有當(dāng)廳門(mén)，轎門(mén)全部關(guān)閉后才允許啟動(dòng)運(yùn)行。 3）層樓指示燈 層樓指示燈也叫層顯，安裝在每層站廳門(mén)的上方和轎箱內(nèi)轎門(mén)的上方，用以指示電梯的運(yùn)行方向及電梯所處的位置。過(guò)去常由低壓燈泡構(gòu)成，現(xiàn)多由數(shù)碼管組成，且與呼梯盒做成一體結(jié)構(gòu)。 4）呼梯盒 用以產(chǎn)生呼叫信號(hào)。常安裝在廳門(mén)外，離地面一米左右的墻壁上?；九c底站只有一只按鈕，中 間層站由上呼叫與下呼叫兩個(gè)按鈕組成。 12 5）操縱箱 操縱箱安裝在轎箱內(nèi)，供乘客對(duì)電梯發(fā)布動(dòng)作命令。其上面設(shè)有與電梯層站數(shù)相同的內(nèi)選層按鈕。 6）平層及開(kāi)門(mén)裝置 該裝置如圖 32 所示。由平層感應(yīng)器及樓層感應(yīng)器組成。上行時(shí)，上磁鐵板先觸發(fā)樓層感應(yīng)器，發(fā)出減速停車(chē)信號(hào)；電梯開(kāi)始減速，至平層信號(hào)出發(fā)時(shí)，發(fā)出開(kāi)門(mén)及停車(chē)信號(hào)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，包閘抱死。下行時(shí)，下磁鐵板出發(fā)樓層感應(yīng)器，發(fā)出減速停車(chē)信號(hào)；電梯開(kāi)始減速，至平層信號(hào)出發(fā)時(shí)，發(fā)出開(kāi)門(mén)及停車(chē)信號(hào)。 圖 32 電梯的平層、停層裝置示意圖 the sketch map of elevator flat bed and stop 13 輸入輸出設(shè)計(jì) 為了便于對(duì)電梯的工作原理及 PLC 系統(tǒng)進(jìn)行分析，現(xiàn)列出電梯所用電器元件表。 表 31 電梯電氣元件表 table of elevator’s electric elements 元件符號(hào) 名稱(chēng)及作用 元件符號(hào) 名稱(chēng)及作用 KM1 上行接觸器 1HL～ 6HL 1~6層層樓指示燈 KM2 下行接觸器 7HL～ 8HL 上行、下行指示燈 KM3 高速接觸器 HL8 1樓外呼記憶燈 KM4 低速接觸器 HL9 2樓上呼記憶燈 KM5 啟動(dòng)加速接觸器 HL10 2樓下呼記憶燈 KM6～ KM8 制動(dòng)減速接觸器 HL11 3樓上呼記憶燈 KM9 開(kāi)門(mén)接觸器 HL12 3樓下呼記憶燈 KM10 關(guān)門(mén)接觸器 HL13 4樓上呼記憶燈 SQ6 開(kāi)門(mén)到位開(kāi)關(guān) HL14 4樓下呼記憶燈 SQ7 關(guān)門(mén)到位開(kāi)關(guān) HL15 5樓上呼記憶燈 SQ17 上限位開(kāi)關(guān) HL16 5樓下呼記憶燈 SQ18 下限位開(kāi)關(guān) HL17 6樓下呼記憶燈 SB1 開(kāi)門(mén)按鈕 1KR～ 6KR 各樓層感應(yīng)器 SB2 關(guān)門(mén)按鈕 7KR 平層感應(yīng)器 SB3 上行啟動(dòng)按鈕 1SB1～ 5SB1 1～ 5樓上行外呼按鈕 SB4 下行啟動(dòng)按鈕 2SB2～ 6SB2 2～ 6樓下行外呼按鈕 SB5～ SB10 1～ 6樓層內(nèi)選層按鈕 綜合考慮輸入輸出要求，估計(jì)需要 PLC 輸入輸出點(diǎn) 70 左右。因此，采用三菱FX2N80MR 可編程控制器完成本次設(shè)計(jì)。其輸入輸出電路如圖 33 所示。 14 圖 33 I/O 接線圖 I/O connection chart 15 4 PLC 梯形圖設(shè)計(jì) 本套電梯控制系統(tǒng)的核心算法是采用“查表排序” 的方式進(jìn)行對(duì)電梯轎箱的上下行控制。 程序設(shè)置了兩個(gè)表 —— 上行表和下行表。在樓層數(shù)據(jù)存入和讀取時(shí)，分別通過(guò)六個(gè)子程序模塊對(duì)兩個(gè)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行派對(duì)處理，以實(shí)現(xiàn)電梯轎箱的控制要求。本程序由主程序和六個(gè)子程序模塊組成，六個(gè)子程序模塊分別是：上行表排隊(duì)子程序模塊，下行表排隊(duì)子程序模塊，查詢上行表最大值子程序模塊，查詢下行表最大值子程序模塊，上行表完成信號(hào)消除模塊，下行表完成信號(hào)消除模塊。 程序說(shuō)明 可編程控制器，從本質(zhì)上說(shuō)，是應(yīng)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)。所以本程序充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理方面的有事，采用雙排序表查詢 算法進(jìn)行電梯任務(wù)數(shù)據(jù)的控制。 算法說(shuō)明 程序 的基本控制 流程 如圖 41 所示。 程序中相關(guān)存儲(chǔ)單元及中間繼電器的說(shuō)明 為了便于理解程序的功能，現(xiàn)將程序中使用到的相關(guān)存儲(chǔ)單元中間繼電器的作用加以說(shuō)明。 D100：上行表起始地址； D120：下行表起始地址； D110：上行表反向呼叫信號(hào)預(yù)處理存儲(chǔ)