【文章內(nèi)容簡介】 PLC通常以內(nèi)部數(shù)據(jù)儲存器單元作為變量，以一些具體參數(shù)或具體單元的地址作為常數(shù)，所以有明確的變量和常數(shù)。 PLC的程序結(jié)構(gòu)為典型的塊式結(jié)構(gòu)，應用軟件的形成只需要編輯初始化 自診斷查錯 出錯否 采樣、掃描、刷新輸入信號并 存入輸出映像區(qū) 復位 WDT 逐條執(zhí)行用戶程序，其輸出結(jié)果存入輸入映像區(qū) 程序結(jié)束否 輸出刷新 復位 WDT 外設服務 執(zhí)行出錯處理程序，判斷出錯性質(zhì)（報警或關(guān)閉系統(tǒng)） 是 否 圖 33 PLC工作過程 上電復位 7 這個過程，其余由系統(tǒng)軟件自動完成。利用編程器的按鍵、顯示和內(nèi)部編輯、監(jiān)控等軟件的支持，可使 PLC程序的調(diào)試變的容易。因此，一般 PLC編程器的按鍵、 顯示和內(nèi)部編輯、監(jiān)控等軟件的支持，可使 PLC程序的調(diào)試變的容易。因此，一般 PLC編程語言的主要特點有：圖形化指令結(jié)構(gòu)；明確的變量和常數(shù)；簡化的程序結(jié)構(gòu)；應用軟件形成過程簡便；程序調(diào)試容易等 [5]。 不同廠家 PLC的編程語言各不同，但從總體形式看，可分為兩大類：梯形圖語言和語句表語言。除此之外，有的 PLC還支持流程圖 CSF（ Control System Flowchart）語言編程。 CS編程語言采用了數(shù)字電路中常見的邏輯電路符號作為編程的基本符號，并采用數(shù)字電路原理圖的表達方式來表達程序中各變量之間的邏輯關(guān)系 。 ⑴ 形圖語言 梯形圖語言采用的圖形與實際繼電接觸器控制系統(tǒng)的梯形圖（控制線路圖）相似，具有很強的直觀性和形象感。簡單的 PLC邏輯控制、系統(tǒng)的梯形圖與有觸點的電氣原理圖的比較，其中圖 34所示電氣原理圖與 PLC梯形圖的比較，圖（ a）是帶有自鎖觸點的線圈控制原理圖，圖（ b）則是相應的 PLC梯形圖 。 由圖可見，在電氣原路圖中，線圈 K通電與否（數(shù)據(jù)邏輯通電為“ 1”，斷電為“ 0”）取決于開關(guān) S S2及觸點 K的接通或斷開（邏輯關(guān)系）。要使線 圈 K通電（為“ 1”），必須使 S1或 K動作閉合（為“ 1”），且 S2復位，其常閉觸點閉合（復位為“ 0”，但常閉觸點表示為邏輯非，即“ 0”的非為“ 1”，表示閉合）。在 PLC中，要使輸出端子 Q的值輸出高電平，則內(nèi)部存儲單元 A儲存的值應為“ 1”或 Q存儲的值為“ 1”，且 B儲存的值則應為“ 0”，才能繼續(xù)保持 Q的值為“ 1”。 Q的值為“ 1”，則可以通過輸出接口輸出高電平，從而實現(xiàn)原理圖中需要硬件開關(guān)、觸點才能實現(xiàn)的控制功能。 在 PLC梯形圖中，內(nèi)部存儲器單元也形象地稱為元件，但這是一個軟元件。實際上，一個元件的線圈或觸點是內(nèi) 部存儲器單元中的一個位來儲存其狀態(tài)。儲存值為“ 1”，表示該元器件的線圈處于通電狀態(tài)，元件的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。由于內(nèi)部存儲單元中的內(nèi)容可被無限次調(diào)用（讀?。?，因此在 PLC中“線圈元件”的“觸點個數(shù)”從理論上講有無窮多個。由次可見， PLC梯形圖表示的邏輯控制，實際上是采用程序軟件取代實際硬件的控制。 PLC梯形圖中元件和連接線中實際并沒有電流流過，編寫程序時必須清楚這一點，它僅S1 S2 K K A Q B Q （ a）電氣原理圖 （ b） PLC梯形圖 圖 34 電氣原理圖與 PLC梯圖形 土22 8 代表“線圈元件”與各“觸點”間的邏輯關(guān)系。 PLC梯形圖表示的元件種類主要有：繼電器、定時 /計數(shù)器以及其他功能元件。繼電器元件最 為簡單，只有線圈和觸點。定時 /計數(shù)器元件除了線圈和觸點外，還需要表示定時 /計數(shù)值的參數(shù)，這時圖形相當于匯編語言中的操作碼，參數(shù)相當于操作數(shù)。 PLC梯形圖中的其他功能（中斷、跳轉(zhuǎn)、子程序調(diào)用和返回、 I/O映像更新等），有的 PLC還有高級指令功能。一般而言，功能元件（或稱為功能指令）在 PLC梯形圖中也是用線圈符號加參數(shù)或帶有參數(shù)的功能塊來表示。有的 PLC的一條功能指令可能用多個線圈表示，其中只有一個執(zhí)行線圈，其他的都是參數(shù)設定線圈。 對于 PLC梯形圖中采用的符號，各種機型之間有一定的差異，而元件所使用的編號則完全不同。這不僅是內(nèi)部存儲器的短員數(shù)不一樣，而且還有各自的匯編程序設計不同的原因。 ⑵ 語言表語言 大多數(shù) PLC，既可采用梯形圖語言編程也可采用語句表語言編程。 PLC的語句表語言采用助記符來表示，一般由操作碼和操作數(shù)組成。操作碼表示的是指令需要完成的操作功能，操作數(shù)為變量或常數(shù)。 變量指數(shù)據(jù)存儲單元在 PLC工作時其存儲內(nèi)容是變化的。可作為變量尋址的 PLC元件（數(shù)據(jù)存儲器單元）主要有：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、專用輔助繼電器、定時 /計數(shù)器、狀態(tài)寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。不同的 PLC作為變量的單元地址范圍通常 也不同，但對于確定的機型，變量的地址范圍是有明確規(guī)定的。 除了變量外，常數(shù)也是語句表語言中操作數(shù)的主要形式之一。使用常數(shù)的場合主要有：算術(shù)運算等指令需要進行賦值時；需要通過兩個或以上參數(shù)才能確定指令的操作功能時。例如，對定時器或計數(shù)器的設定，第一個操作數(shù)選擇變量（定時器或計數(shù)器單元）的地址，第二個操作數(shù)確定定時 /計數(shù)器的定時 /記數(shù)值。有些 PLC對某些特定操作功能采用 專門的子程序來實現(xiàn)，著些子程序則以編號的形式存放在 PLC的系統(tǒng)程序中。此時，操作數(shù)除了指定完成操作所需要的參數(shù)外，還用來指定具體調(diào)用的子程序的 編號 [6]。 2. 指令系統(tǒng) PLC指令的類型主要有：基本邏輯指令、定時 /計數(shù)器指令、數(shù)值運算指令、數(shù)據(jù)變換處理指令、程序控制指令以及其他功能指令等。 ① 基本邏輯指令?；具壿嬛噶钍?PLC最基本的指令，用來完成對繼電器 邏輯變量的布爾運算。主要的基本邏輯指令有：裝入指令（又稱“取”指令、連接指令、輸入指令）、賦值指令（又稱輸出指令）、邏輯與指令（又稱觸點串聯(lián)指令）、邏輯或指令（又稱觸點并聯(lián)指令）、復位置位指令、脈沖指令等。 裝入指令（“取”指令）用于一段程序的開始，表示將某一單元的內(nèi)容取出 來準備用于運 算操作； 賦值指令是將一段程序的計算結(jié)果賦值給某一數(shù)據(jù)儲存單元的操作指令，在 梯形圖中相當于是一個線圈通電或斷電的輸出，所以又稱為輸指令； ② 定時 /計數(shù)器指令。定時 /計數(shù)器指令用來對事件發(fā)生的時間間隔或次數(shù)進行控制。定時器的實質(zhì)也是計數(shù)器，只是其計數(shù)的脈沖是內(nèi)部的時鐘脈沖。計數(shù)器的基本功能是在滿足執(zhí)行條件的情況下，根據(jù)計數(shù)輸入脈沖的次數(shù)進行遞增或遞減計數(shù)。當計數(shù)值達到預先設定 9 值時，將一個特定發(fā)邏輯變量置位為 1。 ③ 數(shù)值運算指令。 PLC數(shù)值運算的基本指令是四則運算指令。操作功能為：對兩個操作書實施運算，并將運算結(jié)果存放到另一個操作數(shù)指令的單元。加、減、乘、除運算由操作碼指定。通常加減法指令的三個操作數(shù)的字長相同；而乘法指令中結(jié)果操作數(shù)的字長一般需要增加一倍。例如，參加運算的操作數(shù)為單字節(jié)數(shù)時，運算結(jié)果則為雙字節(jié)數(shù)，占用兩個相鄰的數(shù)據(jù)寄存器。 ④ 數(shù)據(jù)變換處理指令。數(shù)據(jù)變換處理指令完成的操作功能主要有：數(shù)據(jù)的傳送和比較、數(shù)據(jù)類型的變換、邏輯位的運算（與、或、非）和處理等。除了對立即位的“非”運算指令外，這類指令和數(shù)值運算 指令一樣，通常也需要三個操作數(shù)。 ⑤ 程序控制指令。程序控制指令主要有：定時中斷、軟件中斷指令；跳轉(zhuǎn)指令；子程序調(diào)用及返回指令；對指令的 I/O映像寄存器執(zhí)行立即更新指令等。 ⑥ 其他功能指令。隨著 PLC的發(fā)展，其指令功能不斷增強，不同的 PLC有不同的特殊指令，如工作狀態(tài)診斷指令、智能模板信息讀寫指令、主機熱備指令等。此外，一些復雜的運算或處理指令也在指令系統(tǒng)中出現(xiàn)，如各種浮點數(shù)、三角函數(shù)和反對數(shù)等的運算指令、 PID算法指令甚至宏操作指令等已成為 PLC指令系統(tǒng)的發(fā)展方向。 10 四 硬件部分電路設計 （一）硬件 電路設計 硬件電路是系統(tǒng)用于驅(qū)動外部設備執(zhí)行工作的部分 ， 它可分為主電路和輔助電路 ， 主電路 （ 見圖 41） 采用 380 伏的三相電源 !經(jīng)交流接觸器 、 熱繼電器等常用低壓電器直接驅(qū)動三相電機的運轉(zhuǎn) 。 輔助電路以 PLC器件為主 !結(jié)合開關(guān) 按鈕等用于控制主電路中各接觸器 、 繼電器的通斷 ， 從而控制主電路的運行狀態(tài) 。 它采用交流 220 伏和直流 24伏兩路電源供電 ，其中 24伏電源聯(lián)結(jié)按鈕和開關(guān) ， 可以確保乘客的操作安全 [7]。 圖 41 電梯主電路 （二）主電路的設計 電梯的運行狀態(tài)有四種 ： 開門和關(guān) 門 ， 上升和下降 開門和關(guān)門可由一臺開門電機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn) !電機正轉(zhuǎn)時電梯開門 ， 電機反轉(zhuǎn)是電梯關(guān)門 。 門開到位或門關(guān)緊時壓下行程開關(guān) QS5 或 QS6以切斷電源 ， 使開門電機停轉(zhuǎn) 。 電梯上升和電梯下降也可由一臺升降電機來實現(xiàn) !電機正轉(zhuǎn)時電梯上升 !反轉(zhuǎn)時電梯下降 !并在每層樓中設有雙向行程開關(guān) QS1— QS4， 電梯每到達一個樓層時 ， 壓下該樓層的平層開關(guān) ， 從而切斷升降電機的電源使電梯停轉(zhuǎn) 。 電梯就停在該樓層 ， 為了防止電機長期過載運行或缺相運行 ， 而發(fā)熱以至燒壞 ， 在主電路中設有熱繼電器加以保護 。 同時設有熔斷器加以短路保護 ， 一旦電 機發(fā)生短路或過載運行和缺相運 行 ， 這些電器就會動作 !從而及時切斷電源 。 此外 ， 在三相電源的入端設有組合開關(guān) QS1， 在主電路出現(xiàn)故障時 ， 可以切斷并隔離電源 !給檢修帶來安全和方便 。 硬件電路的主電路圖如圖 1所示 ， 與之對應的電器布局圖如圖 42所示 。 11 圖 42 主電路電器布局 12 五 輔助電路的設計 （一） 確定輸入輸出電路 電梯的運行狀態(tài)由內(nèi)選信號 、 呼梯信號 、 行車方向 ， 行車樓層位置綜合 PLC內(nèi)部程序控制規(guī)律決定 。 其中內(nèi)選信號即轎廂內(nèi)的召喚指示燈的狀態(tài) （ 由召喚按鈕是否按下過 來決定 ），呼梯信號即各樓層的上 、 下行指示燈的狀態(tài) （ 由上 、 下行按鈕是否按下過來決定 ）， 行車方向即升降電機的正 、 反轉(zhuǎn)的狀態(tài) （ 由交流接觸器 KM KM2的通斷狀態(tài)來決定 ）， 行車樓層位置由各樓行程