【文章內容簡介】 的總和 。它標志著可以接多少個開關、按鈕和可以控制多少個負載。 (2)存儲容量 存儲容量是指可編程序控制器內部用于存放用戶程序的存儲器容量，一般以步為單位，二進制 16 位即一個字為一步。 6 (3)掃描速度 一般以執(zhí)行 1000 步指令所需時間來衡量，單位為 ms/k 步，也有以執(zhí)行一步指令所需時間來計算的，單位用 181。s/步。 (4)功能擴展能力 可編程序控制器除了主模塊之外，通常都可配備一些可擴展模塊，以適應各種特殊應用的需要，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弱的主要指標。 2) PLC 的分類 通常， PLC 產品可按結構形式、控制規(guī)模等進行分類。按結構形式不同 , 可以分為整體式和模塊式兩類。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型 PLC 三種類型。 3. PLC 系統(tǒng)的組成 PLC 是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其硬件結構與微型計算機控制系統(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 的硬件結構 一套 PLC 系統(tǒng)在硬件上由基本單元（包含中央處理單元、存儲器、輸入／輸出接口、內部電源）、 I／ O 擴展單元及外部設備組成。圖 21 為 PLC 的硬件結構圖。 圖 21 PLC 的硬件結構圖 PLC hardware structure chart 輸入電路 CPU EPROM RAM 輸出電路 基本單元 內部電源 擴展 I/O接口 各種外設接口 輸出信號 現(xiàn)場輸入信號 主機 編程器 打印機 … PC 機 … 輸入電路 輸出電路 擴展單元 … 輸出信號 擴展連接電纜 至其他擴展單元 … … 現(xiàn)場輸入信號 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 的編程語言（如梯形圖）編制的應用程序。 可編程序控制器的工作方式及編程語言 PLC 的工作方式 1. PLC 的掃描工作方式 圖 22 PLC 的掃描過程 the scanning course of PLC 可編程序控制器在進入 RUN 狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。從第一條指令開始，在無中斷或跳轉控制的情況下，按程序存儲的地址號遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結束。然后再從頭開始掃描，并周而復始地重要進行?？删幊绦蚩刂破鞴ぷ鲿r的掃描過程如圖 22 所示，包括五個階段：內部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。 PLC 完成一次掃描過程所需 的時間稱為掃描周期。掃描周期的長開始 內部處理 通信處理 RUN 方式？ 輸入掃描 程序執(zhí)行 輸出處理 N Y 8 短與用戶程序的長度和掃描速度有關。 2. PLC 的程序執(zhí)行過程 PLC 的程序的執(zhí)行過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個主要階段，如圖 23 所示。 圖 23 PLC 的程序執(zhí)行過程 the enforcing course of PLC 3. PLC 的掃描周期 在 PLC 的實際工作過程中，每個掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段外，還要進行自診斷、與外設（如編程器、上位計算機）通信等處理。即一個掃描周期還應包含自診斷及 與外設通信等時間。 4. PLC 的 I／ O 響應時間 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，即使輸入信號發(fā)生變化，輸入映像寄存器區(qū)的內容也不會改變，還會影響本次循環(huán)的掃描結果。輸出信號的變化滯后于輸入信號的變化，這產生了 PLC 的輸入輸出響應滯后現(xiàn)象，最大滯后時間為23 個掃描周期。 PLC 的編程語言 PLC 的編程語言有梯形圖語言、助記符語言、順序功能圖語言等。其中前兩種語言用得較多，順序功能圖語言也在許多場合被采用。本課題所采用的編程語言為梯形圖語言。 可編程序控制器與 繼電器、微機在電梯控制中的應用比較 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)必須起動各種控制信號輸入端子 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、電動機以及電子元件、電力電子器件等），要達到這些控制目的，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：與其它控制系統(tǒng)比較，其簡單、易于理解和掌握、價格便宜。缺點：動合觸點易磨損，且電接觸不良；體積大；控制系統(tǒng)耗能大、動作噪聲大；維修保養(yǎng)工作量大、費用高。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. 微機控制系統(tǒng) 電梯的微機控制系統(tǒng)實質上是使控制算法不再由硬件邏輯完成，而是通過程序存貯器中的程序來完成的控制系統(tǒng)。因此對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)費用。雖然微機控制的電梯，與繼電器控制的電梯比較，它具有較大的優(yōu)越性。但是，對一般的電梯而言，應用微機控制也有其局限性和不足之處。其缺點是：微型計算機是按數(shù)字運算的需要而設計的，功能比較齊全， 結構比較復雜；而一般的電梯控制只需要進行簡單的邏輯運算，運算方式多為“與”、“或”、“非”幾種，運算位數(shù)只需 1 位，即“ 1”與“ 0”。因此，使用微機就有“大材小用”之嫌。此外，微機的接口電路沒有標準件，而且一般不控制強電。但在電梯控制中，往往要求能直接控制 110V 或 220V 的用電設備，如用戶專門配備接口電路既不方便又不可靠。綜上所述，造成用微機控制的成本、運行和維修費用均較高，因此，如在一般的電梯上使用微機控制在經濟上不合算。 3. PLC 控制系統(tǒng) PLC 充分利用了微型計算機的原理和技術，保留計算機控制的優(yōu)點 ，而克服了它的缺點。它具有強大的生命力，各工業(yè)部分紛紛用它來改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果。 總之， PLC 是采用微機技術制造的通用自動控制設備，它能控制開關量、模擬量、具有可靠性高、抗干擾能力強、并具有完成邏輯判斷、定時、計數(shù)、記憶和算術、運算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設備。它不僅能用于控制機械設備、流水線和各種設備的運行過程，將 PLC 用于控制電梯各種操作和處理相關信息也是可行的。 10 3 交流雙速電梯的電氣設計 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 為電梯專用型雙速籠型異步電動機；KM KM2 為電動機正反轉接觸器，用以實現(xiàn)電梯上、下行控制； KM KM4 為電梯高低速運行接觸器，用以實現(xiàn)電梯的高速或者低速運行； KM5 為啟動加速接觸器； KMKM KM8 為減速制動接觸器，用以調整電梯制動時的加速度； L L2與 R R2為串入電動機定子電路中的電抗和電阻，當 KM1 或者 KM2 與 KM3 通電吸合時，電梯將進行上行或下行啟動，延時后 KM5 通電吸合，切除 R L1，電梯將轉為上行或下行的穩(wěn)速運行；當電梯接收到停層指令后， KM3 斷電釋放， KM4 通電吸合，點擊轉為低速接法，傳入阻抗制動，實現(xiàn)上升與下降的低速運行，且 KM6~KM8 依次通電吸合，用來控制制動過程的強度，提高停車制動時的舒適感；至平層位置時，接觸全部斷電釋放，包閘抱死，電梯停止運行。 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 電梯的主要電氣設備 1）牽引電動機 齒輪牽引機為電梯的提升機構。主要由驅動電動機，電磁制動器（也稱電器包閘），減速器牽引輪 組成。 2）自動門機 用來完成電梯的開門與關門。電梯的門分為廳門（每層站一個）與轎門（只有一個）。只有當電梯?？吭谀硨诱緯r，此層廳門才允許開啟（由門機拖動轎門，轎門帶動廳門完成）；也只有當廳門，轎門全部關閉后才允許啟動運行。 3）層樓指示燈 層樓指示燈也叫層顯，安裝在每層站廳門的上方和轎箱內轎門的上方，用以指示電梯的運行方向及電梯所處的位置。過去常由低壓燈泡構成，現(xiàn)多由數(shù)碼管組成，且與呼梯盒做成一體結構。 4）呼梯盒 用以產生呼叫信號。常安裝在廳門外，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按鈕組成。 12 5）操縱箱 操縱箱安裝在轎箱內，供乘客對電梯發(fā)布動作命令。其上面設有與電梯層站數(shù)相同的內選層按鈕。 6）平層及開門裝置 該裝置如圖 32 所示。由平層感應器及樓層感應器組成。上行時，上磁鐵板先觸發(fā)樓層感應器，發(fā)出減速停車信號；電梯開始減速，至平層信號出發(fā)時，發(fā)出開門及停車信號，電動機停轉，包閘抱死。下行時，下磁鐵板出發(fā)樓層感應器，發(fā)出減速停車信號；電梯開始減速，至平層信號出發(fā)時，發(fā)出開門及停車信號。 圖 32 電梯的平層、停層裝置示意圖 the sketch map of elevator flat bed and stop 13 輸入輸出設計 為了便于對電梯的工作原理及 PLC 系統(tǒng)進行分析，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 名稱及作用 元件符號 名稱及作用 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 啟動加速接觸器 HL10 2樓下呼記憶燈 KM6～ KM8 制動減速接觸器 HL11 3樓上呼記憶燈 KM9 開門接觸器 HL12 3樓下呼記憶燈 KM10 關門接觸器 HL13 4樓上呼記憶燈 SQ6 開門到位開關 HL14 4樓下呼記憶燈 SQ7 關門到位開關 HL15 5樓上呼記憶燈 SQ17 上限位開關 HL16 5樓下呼記憶燈 SQ18 下限位開關 HL17 6樓下呼記憶燈 SB1 開門按鈕 1KR～ 6KR 各樓層感應器 SB2 關門按鈕 7KR 平層感應器 SB3 上行啟動按鈕 1SB1～ 5SB1 1～ 5樓上行外呼按鈕 SB4 下行啟動按鈕 2SB2～ 6SB2 2～ 6樓下行外呼按鈕 SB5～ SB10 1～ 6樓層內選層按鈕 綜合考慮輸入輸出要求，估計需要 PLC 輸入輸出點 70 左右。因此，采用三菱FX2N80MR 可編程控制器完成本次設計。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 梯形圖設計 本套電梯控制系統(tǒng)的核心算法是采用“查表排序” 的方式進行對電梯轎箱的上下行控制。 程序設置了兩個表 —— 上行表和下行表。在樓層數(shù)據(jù)存入和讀取時，分別通過六個子程序模塊對兩個表中的數(shù)據(jù)進行派對處理，以實現(xiàn)電梯轎箱的控制要求。本程序由主程序和六個子程序模塊組成，六個子程序模塊分別是：上行表排隊子程序模塊，下行表排隊子程序模塊，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，上行表完成信號消除模塊，下行表完成信號消除模塊。 程序說明 可編程控制器，從本質上說，是應用于工業(yè)控制的計算機。所以本程序充分發(fā)揮計算機數(shù)據(jù)處理方面的有事，采用雙排序表查詢 算法進行電梯任務數(shù)據(jù)的控制。 算法說明 程序 的基本控制 流程 如圖 41 所示。 程序中相關存儲單元及中間繼電器的說明 為了便于理解程序的功能，現(xiàn)將程序中使用到的相關存儲單元中間繼電器的作用加以說明。 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預處理存儲