【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖 22 （ 1）主機(jī) 主機(jī)部分包括中央處理器（ CPU）、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 CPU 是 PLC 的核心，它用以運(yùn)行用戶程序、監(jiān)控輸入 /輸出接口狀態(tài)、做出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結(jié)果送到輸出端，并響應(yīng)外部設(shè)備（如編程器、電腦、打印機(jī)等）的請(qǐng)求以及進(jìn)行各種內(nèi)部判斷等。 （ 2） 輸入 /輸出（ I/O）接口 I/O 接口是 PLC 與輸入 /輸出設(shè)備連接的部件。輸入接口接受輸入設(shè)備（如按鈕、傳感器、觸點(diǎn)、行程開關(guān)等）的控制信號(hào)。輸出接口是將主機(jī)經(jīng)處理后的結(jié)果通過(guò)功放電路去驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備（如 接觸器、電磁閥、指示燈等）。 I/O 接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。 I/O 點(diǎn)數(shù)即輸入 /輸出端子數(shù)是 PLC 的一項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)，通常小型機(jī)有幾十個(gè)點(diǎn)，中型機(jī)有幾百個(gè)點(diǎn)，大型機(jī)將超過(guò)千點(diǎn)。 （ 3） 電源 電源是指為 CPU、存儲(chǔ)器、 I/O 接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源，通常也為輸入設(shè)備提供直流電源。 （ 4） 編程器 編程器是 PLC 的一種主要的外部設(shè)備，用于手持編程，用戶可用以輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)控 PLC 的工作情況。除手持編程器外，還可通過(guò)適配器和專用電纜線將 PLC 與電腦連接，并利用專用的工具軟件進(jìn)行電腦編程和監(jiān)控。 PLC 在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來(lái)進(jìn)行用戶程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶程序送入 PLC 中，在調(diào)試過(guò)程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測(cè)。 PLC 的工作原理 PLC 的工作過(guò)程分為以下幾個(gè)階段：輸入處理階段、執(zhí)行程序、處理通訊請(qǐng)接觸器 電磁閥 指示燈 電 源 編程裝置 CPU 模塊 輸出模塊 輸入模塊 可編程控制器 按鈕 選擇開關(guān) 限位開關(guān) 電源 基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 求、執(zhí)行 CPU 自診斷測(cè)試、輸出處理階段。 （ 1）輸入處理階段 每次掃描周期開始時(shí)，先讀數(shù)字輸入點(diǎn)的當(dāng)前值，然后把這些值寫到輸入映像寄存器中。 CPU 以 8 位（ 1 個(gè)字節(jié)）為增量的方法來(lái)保留輸入映像寄存器。如果模擬量輸入選擇 輸入模擬器， CPU 在每個(gè)掃描周期刷新模擬輸入、執(zhí)行濾波功能并存儲(chǔ)濾波值。當(dāng)訪問(wèn)模擬輸入時(shí)，使用濾波值。如果模擬輸入不選擇輸入濾波器，當(dāng)訪問(wèn)模擬輸入時(shí)， CPU 每次從物理模塊讀取模擬值。 （ 2）執(zhí)行程序 在掃描周期的執(zhí)行程序階段里， CPU 執(zhí)行程序是從第一條指令開始，直到最后一條指令結(jié)束。不論在主程序或中斷程序執(zhí)行過(guò)程中，直接I/O 指 令允許對(duì)輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)直接存取。如果在程序中使用了中斷，與中斷事件相關(guān)的中斷程序就作為程序的一部分存儲(chǔ)下來(lái)。中斷程序并不作為正常掃描周期的一部分來(lái)執(zhí)行，而是當(dāng)中斷事件發(fā)生時(shí)才執(zhí)行 （中斷事件可能會(huì)發(fā)生在掃描周期的任意點(diǎn)上）。 （ 3）處理通訊請(qǐng)求 在掃描周期的信息處理階段， CPU 處理從通訊端口接收到的任何信息。 （ 4）執(zhí)行 CPU 的自診斷測(cè)試 在掃描周期中， CPU 檢查其硬件，以及用戶存儲(chǔ)器（僅在 RUN 模式下），它也檢查所有 的 I/O 模 塊的狀態(tài)。 （ 5）輸出處理階段 每個(gè)掃描周期的結(jié)尾， CPU 把存在輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)輸送給數(shù)字輸出點(diǎn)。當(dāng) CPU 操作模式從 RUN 切換到 STOP，數(shù)字輸出設(shè)置為輸出表中定義的值，或保持當(dāng)前狀態(tài)，模擬輸出保持最后寫入的值 。 電梯系統(tǒng)硬件的選擇及電路圖 電動(dòng)機(jī)：電梯的種類多種多樣，按拖動(dòng)系統(tǒng)來(lái)分有交流單速 /交流雙速拖動(dòng)電梯、交流調(diào)壓調(diào)速 曳引電梯等等。在此次設(shè)計(jì)中，將采用交流雙速電機(jī)作為曳引電機(jī)，它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，更重要的是舒適感好。 備用電機(jī)的選擇：備用電機(jī)只要選擇和曳引電機(jī)一樣的型號(hào)即可。 門電機(jī)：只要滿足功率要求，門電機(jī)選用一般三相異步電動(dòng)機(jī)即可。如圖中所示電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)門的開關(guān)，采用星角降壓?jiǎn)?dòng)， KS 為速度繼電器，用來(lái)對(duì)開關(guān)門到頭時(shí)制動(dòng)，防止轎，廳門的損壞。 基于以上考慮，部分硬件的選擇結(jié)果如下：曳引電機(jī)型號(hào)： YDDL160L6/額 定功率： 11KW、 額定電壓： 380V、 額定電流： 23A、 功率因數(shù)： 、 備用曳引電機(jī)選型通上 、 門電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y100L 額定功率： 3KW、 額定電壓：380V、 額定電流： 7A、 功率因數(shù)： ； 主電路部分電器型號(hào)的選擇結(jié)果如下：交流接觸器： CJ202 熔斷器：BLR163/3P 分?jǐn)嗄芰Γ?50000A、 熱繼電器： JR1620/3D、 熔斷式刀開關(guān)：基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 HH430/325； 門電路部分電器型號(hào)的選擇如下：交流接觸器： TYC212 熔斷器：BLR163/3P1 熱繼電器： JR1620/ 熔斷式刀開關(guān)： HH315/210。 曳引電動(dòng)機(jī)主電路電路圖設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路：曳引電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)， KM3 閉合，當(dāng) KM7， KM5 觸點(diǎn)閉合，電機(jī)加速運(yùn)行，此時(shí)串聯(lián)電阻和電抗的支路電流逐漸增大，當(dāng)速度達(dá)到要求后， KM7 觸點(diǎn)斷開，電梯快速運(yùn)行；當(dāng)電梯壓下層接近開關(guān)時(shí) KM6 觸點(diǎn)閉合，電路電流突然增大，根據(jù)電抗的反抗特性，電路電流反相流通，電機(jī)反制，速度降低，降到一定時(shí)由速度繼電器起作用，電機(jī)停轉(zhuǎn)，達(dá)到電梯停車的要求。 M 3 ~K SL 1L 2L 3Q K 2F UK M SK M 7K M 3K M 5K M 7K M 5K M 4F RK M S 圖 曳引電機(jī)主電路 電路圖 基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 電器柜布線圖如下 圖 控制門電路電路圖如下 M 1 3 ～K SF RK M 1 K M 2F UQ K 2 圖 門電路電路圖 繼電器 —— 接觸 器 S7200（CPU226） PLC主機(jī) 熔斷器組 電梯控制柜 轎箱內(nèi)控制屏 LED顯示電路 基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 I/O 的分配及 PLC 的選擇 PLC 控制系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)數(shù)計(jì)算與分配 根據(jù)電梯控制的特點(diǎn)，輸入信號(hào)應(yīng)該包括以下幾個(gè)部分： 輸入點(diǎn)有 :門廳按鈕 10個(gè) ,轎廂內(nèi)按鈕 9個(gè) ,樓層感應(yīng)傳感器6個(gè) ,轎廂門限開關(guān) 2個(gè) ,檢修開關(guān) 1個(gè) ,平層傳感器2個(gè)，減速傳感器2個(gè)，過(guò)載測(cè)量 傳感器1個(gè)，障礙檢測(cè)光電傳感器1個(gè)。 綜上所述，共需要輸入點(diǎn) 34個(gè)。 輸出信號(hào)應(yīng)該包括： 轎廂內(nèi)指示燈9個(gè)，門廳召喚按鈕指示等10個(gè)，樓層顯示用七段碼顯示器引腳7個(gè)，開關(guān)門電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)線圈2個(gè)，變頻器控制引腳3，電梯上下行指示燈2 個(gè) 綜上所述，共需輸出點(diǎn) 33個(gè)。 PLC 的型號(hào)選擇 綜合輸入輸出點(diǎn)的計(jì)算以及要實(shí)現(xiàn)的電梯控制功能，使用西門子S7 200PLC（CPU226）加一個(gè)擴(kuò)展模塊，這樣就能完全能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 S7200PLC是一種小型可編程邏輯控制器（MicroPLC），可應(yīng)用于各種小型自 動(dòng)化控制系統(tǒng)。高集成度的設(shè)計(jì)、低廉的成本使得S7 200成為各種小型控制任務(wù)理想的解決方案，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。并且，西門子S7 200PLC具有：極高的可靠性、豐富的指令集、極快的浮點(diǎn)運(yùn)算速度、豐富的擴(kuò)展模塊、強(qiáng)大的內(nèi)部集成功能等幾個(gè)方面的出色表現(xiàn)。 3 電梯控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)梯形圖 設(shè)計(jì)梯形圖一般要遵循以下規(guī)則： （ 1） I/O 點(diǎn)和內(nèi)部各軟繼電器等的常開和常閉觸點(diǎn)可多次重復(fù)使用。 （ 2）軟繼電器的線圈不能直接與左母線相連，應(yīng)有過(guò)渡點(diǎn)。 （ 3）軟繼電器的右端不能 再有接點(diǎn)。 （ 4）在同一套梯形圖中，相同代號(hào)的線圈不能重復(fù)出現(xiàn)（ SET、 RST 除外）。 （ 5） PLC 的輸入輸出點(diǎn)可當(dāng)軟繼電器來(lái)用。 梯控制程序的設(shè)計(jì)需按照 31 所示的程序流程圖來(lái)編輯 。 基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 圖 31 Y Y Y Y N N Y N 上電 初始化 確認(rèn)本層與目標(biāo)層 等待 目標(biāo)層與本層是否同層 電梯啟動(dòng) 電梯選向 電梯運(yùn)行 樓層信號(hào) 是否目標(biāo)層 平層信號(hào) 電梯制動(dòng) 開門 延時(shí) 是否停止運(yùn)行 停止 是否廳外 呼 叫 是否轎廂 呼 叫 關(guān)門 基于