【文章內容簡介】 開的。 6) 樓層指示燈控制 哈爾濱理工大學?？粕厴I(yè)論文 7 當電梯運行到某層后 , 相應的樓層指示燈亮 , 直到電梯運行到前方一層時樓層指示燈改變 [5]。 哈爾濱理工大學?？粕厴I(yè)論文 8 第三 章 可編程序控制器的結構與工作原理 可編程序控制器的基本結構 可編程序控制器簡稱為 PLC（ Programmable Logic Controller）主要由 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。如 下 圖 32所示 ： 可編程序控制器實際上是一種工業(yè)控制計算機，它的硬件結構與一般微機控制系統相似，甚至與之無異。可編程序控制器主要由 CPU（中央處理單元）、存儲器（ RAM 和 EPROM）、輸入 /輸出模塊（簡稱 I/O模塊）、編程器和電源五大部分組成。 圖 32 可編程序控制器 結構 1） CPU 模塊 CPU 模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機處理器（ CPU）和存儲器組成。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作： a. 輸入處理： 將現場的開關量輸入信號和數據分別讀入輸入映像寄存器和數據寄存器。 b. 程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產生相應的控制信號去控制有關的電路，完成數據的存取、傳送和處理工作，并根據運算結果更新各有關寄存器的內容。 c. 輸出處理：將輸出映像寄存器的內容送給輸出模塊，去控制外部負載 【 6】 。 哈爾濱理工大學專科生畢業(yè)論文 9 2)I/O 模塊 I/O 模塊是系統的眼、耳、手、腳，是聯系外部現場和 CPU 模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。輸入信號有兩類：一類是從按鈕、選擇開關、數字開關、限位開關、接收開關、關電開關、壓力繼電器等來的開關量 輸入信號；另一類是由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號。 CPU 模塊的工作電壓一般是 5V，而可編程序控制器的輸入 /輸出信號電壓一般較高 。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞 CPU模塊中的元器件，所以 CPU 模塊不能直接與外部輸入 /輸出裝置相連。 3） 編程器 編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運行時梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài) 【 7】 。 開關量 I/O 模塊 開關量模塊的輸入輸出信號僅有接通和斷開兩種狀態(tài)。電壓等級有直流 5V， 12V、 交流 110V， 220V 等。輸入輸出電壓的允許范圍很寬，如某交流 220V 輸入模塊的允許低電壓為 0~70V，高電壓為 70~256V。 各 I/O 點的通 /斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元件顯示在面板上，外部 I/O 接線一般接在模塊的接線端子上，某些模塊使用可拆除的插座型端子板，在不拆去端子的外部連線的情況下，可以迅速地更換模。開關量 I/O 模塊可能 4， 8， 16， 32， 64 點 【 8】 。 圖 33 直流輸入電路 輸入模塊 輸入電路中設有 RC 濾波電路，以防止由于輸入點抖動或外部干擾脈沖引起的錯誤的輸入信號。濾波電路延遲 時間的典型值為10~20ms（信號上升沿）和 20~50ms（信號下降沿），輸入電流約為 10mA，哈爾濱理工大學?？粕厴I(yè)論文 10 上圖 。圖中的輸入觸點直接接在公共點和輸入端（ 400 是梯形圖中輸入繼電器的編號）之間，不需要外接電源。有的可編程序控制器還可以為接近開關、光電開關之類的傳感器提供 24V 電源。 如圖 34 所示： 圖 34 輸入電路 當圖 34中的外接觸點接通時，光電耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導通，信號經內部電路傳送給 CPU 模塊。 圖 35 是交流輸入電路。 光電耦合器中有兩個反并聯的發(fā)光二極管，顯示用的兩個發(fā)光二極管也是反并聯的，因此這個電路可以接收外部的交流輸入電壓 【 9】 。 圖 35 交流輸入電路 輸出模塊 輸出模塊的功率放大元件有大功率晶體管和磁效應管（驅動直流負載）、雙向可控硅（驅動內交流負載）和小型繼電器，后者可以驅動交流負載或直流負載。輸出電流的典型值為 ~2A，負載電源由外部現場提供。 輸出電流的額定值與負載的性質有關，但是只能驅動 100VA/22V哈爾濱理工大學?？粕厴I(yè)論文 11 的電感性負載和 100W 的白熾燈。額定負載電流還與溫度有關，溫度升高時額定負載電流減小，有的可編程序控制器提供了有關曲線 【 10】 。 可編程序控制器是從繼電器控制系統發(fā)展而來的，它的梯形圖程序與繼電器系統電路圖相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸入、輸出繼電器等。這種計算機程序實現的“軟繼電器”，與繼電器系統中的物理結構在功能上某些相似之處。 PLC的選型 為了能夠更好的選型，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據控制要求，最后選擇有較高性能價格比的 PLC 和設計相應的控制系統。 輸入輸出（ I/O）點數的估算 I/O 點數估算時應考慮適當的余量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加 10%～ 20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據制造廠商 PLC 的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。 控制功能的選擇 該選擇包括控制功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 1) 控制功能 控制功能包括 PID 控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應根據控制要求確定。 PLC 主要用于 順序邏輯控制，因此，大多數場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高 PLC 的處理速度和節(jié)省存儲器容量。 2) 編程功能 PLC 的編程有離線編程和在線編程兩種，設計時應根據應用要求合理選用。 哈爾濱理工大學?？粕厴I(yè)論文 12 第 四 章 電梯硬件及軟件系統設計 圖 41 為本系統的組成框圖。 圖中輸出為： l、電動機； 上下行接觸器； 快慢速接觸器；位置指示； 門鎖。輸入為： 轎內指令； 廳外指令； 門區(qū)感應； 手動開關門； 樓層感應。 PLC 系統部分完成所設定的控制任務所需要的 PLC 規(guī)模主要取決于控制系統對輸入， 求 出點的需求量和控制過程的難易程度。 (1)I／ O點的估算： 系統的輸入點有：門廳召喚按鈕 6 個輸入點；轎內指令按鈕 4 個點；樓層感應器 4 個點；門區(qū)感應 l點；手動開門 l點：共計輸入點16 點。而輸出點有：快慢速接觸器 2點；上下行接觸器 2點；樓層指示燈 4 點；門鎖 1 個點；共計輸出點 9 點?？傆?I／ O點數為 16／ 9； (2)可編程控制器 S7— 200 的 CPU226 輸入，輸出點數為 24／ 16。足以滿足要求。 梯 PLC控制系統設計 狀態(tài)指示 設計 當電梯運行至某層有指令發(fā)出時．指示位置及指令。以二層為例： 哈爾濱理工大學?？粕厴I(yè)論文 13 LD twoselet 二層內選撣 S twoseletq， 1 二層內選擇指示 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 啟動時 程序設計 以電梯在三層下行情況為例。當電梯的一或二層有指令時，將三層下行位置 1，同時無上行，驅動電梯下行。程序說明如 下 【 11】 ： 電棒在三晨時下行情況 LDoneseletq 一層內選擇 0 twmeletq 或二層內選擇 Ooneupq 或一層上呼 0 twodownq 或二層下呼 O tWoup_q 或二層上呼 A 畦 I 州 eseatq 在三層位置時 置三層下行位 電椿下行 哈爾濱理工大學專科生畢業(yè)論文