【正文】 過單純積分器的效果。對于緩慢變化信號如溫度參數(shù)，可連續(xù)三次 采樣，選取居中的采樣值作為有效信號。即用 n次采樣的平均值來代替當(dāng)前值。對于有大幅度隨機(jī)干擾的系統(tǒng)，采用程序限幅法，即連續(xù)采樣五次，若某一次采樣值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它幾次采樣的幅值，那么就舍去之。 消抖 在振動環(huán)境中，行程開關(guān)或按鈕常常會因?yàn)槎秳佣l(fā)出誤信號，一般的抖動時(shí)間都比較短，針對抖動時(shí)間短的特點(diǎn)，可用 PLC 內(nèi)部計(jì)時(shí)器經(jīng)過一定時(shí)間的延時(shí)，得到消除抖動后的可靠有效信號，從而達(dá)到抗干擾的目的。在發(fā)出該部件的動作指令時(shí)，同時(shí)啟動 看門狗 定時(shí)器。如用 PLC 控制某一運(yùn)動部件時(shí)，編程時(shí)可定義一個(gè)定時(shí)器作 “ 看門狗 ”用，對運(yùn)動部件的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。 利用“看門狗”方法對系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控 PLC 內(nèi)部具有豐富的軟元件，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等，利用它們來設(shè)計(jì)一些程序，可以屏蔽輸入元件的錯誤信號，防止輸出元件的誤動作。 為了防止或減少外部配線的干擾，交流輸入、輸出信號與直流輸入、輸出應(yīng)分別使用各自的電纜；對于集成電路或晶體管設(shè)備的輸入、輸出信號線、必須使用屏蔽電纜，屏蔽電纜在輸入、輸出側(cè)懸空，而在控制側(cè)接地， 其處理方式如 圖 23。這一方 面可以通過選用高質(zhì)量的元器件來提高可靠性，另一方面，在對系統(tǒng)可靠性及智能化要求較高的場合，可以根據(jù)電路中電流異常的情況對輸出單元的一些重點(diǎn)部位進(jìn)行診斷，當(dāng)檢測到異常信號時(shí)，系統(tǒng)按程序自動轉(zhuǎn)入故障處理，從而提高系統(tǒng)工作的可靠性。外接繼電器、接觸器、電磁閥等執(zhí)行元件的質(zhì)量，是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。如晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)盡量選用可靠性高的元器件，對于模擬量輸入信號來說，常用的有 4～ 20mA、 0～ 20mA 直流電流信號； 0～ 5V、 0～10V 直流電壓信號，電源為直流 24V。機(jī)械限位開關(guān)是容易產(chǎn)生故障的元件，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量選用可靠性高的接近開關(guān)代替機(jī)械限位開關(guān)。 PLC 的輸入、輸出設(shè)備 輸入電路是 PLC 接受開關(guān)量、模擬量等輸入信號的端口，其元器件質(zhì)量的優(yōu)劣、接線方式及是否牢靠也是影響控制系統(tǒng)可靠性的重要因素。地線各點(diǎn)之間的電位差盡可能小，盡量加粗地線，有條件可采用環(huán)形地線。因此交流地線、直流地線、模擬地和數(shù)字地等必須分開。交流地是 PLC 控制系統(tǒng)供電所必需的，它通過變壓器中心點(diǎn)構(gòu)成供電兩條回路之一。這里的接地是指決定系統(tǒng)電位的地，而不是信號系統(tǒng)歸路的接地。完善的接地系統(tǒng)是 PLC控制系統(tǒng)抗干擾的重要措施之一。此外，接地線要足夠粗，接地電阻要小，接 地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近 PLC 。若達(dá)不到這種要求，也可采用公共接地方式，如圖 22（ b）。良好的接地是保證PLC 安全可靠運(yùn)行的重要條 件。但是，如果遇上特殊情況，電源干擾特別嚴(yán)重，可加接一個(gè)帶屏蔽層的隔離變壓器以減少設(shè)備與 11 地之間的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性 。 PLC 的電源與接地 PLC 本身的抗干擾能力一般都很強(qiáng)。在含有腐蝕性氣體、濃霧或粉塵的場合，需將 PLC 封閉安裝。 PLC 使用環(huán)境溫度通常在 0℃ ～ 55℃范圍內(nèi)，應(yīng)避免太陽光直接照射，安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的器件，同時(shí)應(yīng)保證有足夠大的散熱空間和通風(fēng)條件。 硬件抗干擾措施 PLC 控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境 PLC 是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境下，外部干擾是隨機(jī)的，與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無關(guān)，且干擾源是無法消除的，只能針對具體情況加以限制；內(nèi)部干擾與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，主要通過系統(tǒng)內(nèi)交流主電路，模擬量輸入信號等引起，可合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)線路來削弱和抑制內(nèi)部干擾和防止外部干擾。 PLC 控制系統(tǒng)抗干擾措施 自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型 PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場的各單機(jī)設(shè)備上，雖然它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但 PLC 是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制裝置，在設(shè)計(jì)和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強(qiáng)的適應(yīng)惡 劣工業(yè)環(huán)境的能力、運(yùn)行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用，但是由于它直接和現(xiàn)場的 I/O設(shè)備相連，外來干擾很容易通過電源線 或 I/O 傳輸線侵入，從而引起控制系統(tǒng)的誤動作?，F(xiàn)在世界上各個(gè) PLC 生產(chǎn)廠家都研制了自己的 PLC 編程支持工具軟件和監(jiān)控組態(tài)軟件。 編程語言及編程支持工具軟件 PLC 有多種編程語言：梯形圖語言，助記符語言，邏輯功能圖語言，布爾代數(shù)語言和某些高級語言（ Basic， C語言等）。因此在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)和處理某種控制功能都離不開計(jì)算機(jī)，自動控制和通信技術(shù)。 10 特別是 PLC網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)， PLC 控制系統(tǒng)不再是一個(gè)單獨(dú)的裝置。設(shè)計(jì)必須根據(jù)硬件系統(tǒng)，接口的實(shí)際情況 進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)。 (2)應(yīng)用軟件與硬件緊密相關(guān)。生產(chǎn)工藝要求不同，控制的功能也就要求不同，即使是相同的生產(chǎn)過程，由于各種設(shè)備的工藝參數(shù)不一樣 ，控制實(shí)現(xiàn)的方式也不一樣。隨著 PLC 應(yīng) 用領(lǐng)域范圍的不斷擴(kuò)大，應(yīng)用水平的提高， PLC 應(yīng)用軟件也大大豐富起來了。 PLC 的這種工作方式就稱之為循環(huán)掃描。 PLC 系統(tǒng)軟件與工作過程 PLC 系統(tǒng)軟件是 PLC 工作所必須的軟件。人可以通過觸摸屏幕將信息輸入 PLC 中同樣可編程終端也可以將 PLC 的輸入數(shù)據(jù)和信息顯示在屏幕上。因此，它的主要任務(wù)是輸入程序，調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過程。常用的有編程器，可編程終端，打印機(jī)，條碼讀入機(jī)等等。輸出電路的功能就是接受 PLC 輸出的控制信號，對被控 對象執(zhí)行控制任務(wù)。輸入電路就是被控對象（需要進(jìn)行控制的 機(jī)器，設(shè)備和生產(chǎn)過程）進(jìn)行檢測，采集，轉(zhuǎn)換和輸入。 I/O 電路 PLC 的基本功能就是控制，它采集被控對象的各種信號。一般交流電壓波動在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去 。如果沒有一個(gè)良好的、可 靠的 電源 ， 系統(tǒng)是無法正常工作的 。 同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。智能模塊的種類很多，如高速計(jì)數(shù)模塊， PID 調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊，閥門控制模塊，智能存儲模塊和智能 I/O 模塊。對于輸入 /輸出模塊有：數(shù)字量輸入 /輸出模塊，開關(guān)量輸入 /輸出模塊，模擬量輸入 /輸出模塊，交流 信 號輸入 /輸出模塊， 220V 交流輸入 /輸出模塊。且這些模塊應(yīng)具有較好的抗干擾能力。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。 輸入 /輸出模塊 PLC 的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)過程， PLC 與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（ I/O）完成的。在 PLC中各個(gè)模塊均通過系統(tǒng)總線相互連接起來構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。下面對構(gòu)成控制系統(tǒng)的主要部分簡要介紹。 PLC 控制系統(tǒng)的硬件是由 PLC，輸入 /輸出（ I/O）電路及外圍設(shè)備等組成的。 8 第 2 章 控制系統(tǒng)的 組成 PLC 控制系統(tǒng)組成 PLC 控制系統(tǒng)像一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一樣，也是由硬件和軟件兩個(gè)部分組成的，硬件是指 PLC本身及其外圍設(shè)備，軟件是指管理 PLC 的 系統(tǒng)軟件， PLC 的應(yīng)用程序，編程語言和 編 程支持工具軟件。接著 根據(jù)電梯的控制要求，設(shè)計(jì)模擬控制模板，確定 PLC 所需的輸入 /輸出口的數(shù)量，確定 PLC 的型號，選定主機(jī)機(jī)型，并進(jìn)行擴(kuò)展。 針對老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控 制器（ PLC）來控制電梯。由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對電梯的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，提倡對電梯進(jìn)行豪華性裝修，比如：轎廂內(nèi)用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設(shè)置宇宙空間或深海景象：進(jìn)而主張電梯、扶梯應(yīng)與大自然相協(xié)調(diào)，在扶梯的周圍種植花草；在轎廂壁和頂棚裝飾某些圖案甚至是有變化的圖案，并且在色彩調(diào)配上要令人賞心悅目；在轎廂內(nèi)播放優(yōu) 美的音樂，用以減少煩躁；在轎廂內(nèi)播放電視節(jié)目，乘客可收看天氣預(yù)報(bào)、新聞等。此外，對經(jīng)濟(jì)性、能耗、噪聲等級和電磁干擾程度等方面也有相應(yīng)要求。以 CPU控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式，按人體生理適應(yīng)要求，利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè) 計(jì)而成的理想運(yùn)行曲線，實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運(yùn)行。 ③舒適感。 如前所述，由于電梯是大樓里頻繁起制動的大容量電器是電磁干擾的元兇，所以綠色電梯必須是一個(gè)達(dá)到自身對大樓電磁干擾最小，而又不被其他電磁干擾影響的建筑機(jī)電設(shè)備。國內(nèi)的許多電梯公司對此的重視是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，甚至不少通 過引進(jìn)國外技術(shù)國產(chǎn)化的電梯也顯露出一副土生土長的容貌。色彩宜人，格調(diào)高雅，制作精良的電梯，乘客自然會有一種安全的感覺，有一種視覺上的舒適。 有人曾經(jīng)做過環(huán)境色彩是否對人有影響的研究。同時(shí)，電梯運(yùn)行安全也要求電梯在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí) ，不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系，而且電梯本身應(yīng)當(dāng)能自動播放讓乘客感到放松的音樂，徹底消除產(chǎn)生緊張不安的情緒?？梢哉f，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運(yùn)行更有保障。 (2)安全。而真正的智能電梯應(yīng)更具人性化特點(diǎn)，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點(diǎn)，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無法比擬的東西，具有動念和隨機(jī)處理各種問題的能力，諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各層的候梯信息，自動地制定每次最優(yōu)的運(yùn)動速度和停車政策； 自動選擇運(yùn)動方面；雙向語音交流；到達(dá)目的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動性，使大樓交通運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)對話。 我們這 里 所說的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無法勝任的。這也應(yīng)是綠色電梯的發(fā)展方向。 目前意義上的“綠色”，一般是強(qiáng)調(diào)“天然”的一面，強(qiáng)調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。 隨著科技的進(jìn)步，電梯也更加安全、舒適。 6 而 PLC實(shí)際上是一種專用計(jì)算機(jī)，它采用巡回掃描的方式分時(shí)處理各項(xiàng)任務(wù)，而且依靠程序運(yùn)行，這就保證只有正確的程序才能運(yùn)行，否則電梯不會工作；又由于 PLC 中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實(shí)際上是 PLC 系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無線圈又無觸點(diǎn)，使用次數(shù)不受限制，屬無觸點(diǎn)運(yùn)行，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運(yùn)行壽命更長，工作更加可靠安全，自 動化水平更高。此外，家用小型電梯將成 為 電梯家族中新的組成部分。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，電梯的使用相當(dāng)普遍。 中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷售量己達(dá) l 萬臺左右，約占亞洲市場的 1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機(jī)房電梯、無齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。自1985 年我國參加了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO／ TCl78 以來，先后等同或等效采用了一批國際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國家的標(biāo)準(zhǔn)。目前 國內(nèi)市場需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進(jìn)口，而且有一定的出口。 先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對國內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動作用。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺 ! 我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。到 2021 年，中國電梯的年產(chǎn)量達(dá)到 13． 5萬臺，與 1980年相比， 25年增長了 59倍，產(chǎn)量每年平均增長 17． 8%。全世界平均 1000 人有 l 臺電梯，我國如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加 70 萬臺。從 1949 年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了 6l 萬多臺電梯。上世紀(jì) 80 年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我 國電梯需求量越來越大。在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的情況下，我國國民經(jīng)濟(jì)仍然以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€(gè)不可缺少的組成部分。目前在國產(chǎn)電梯及中低檔的客梯廣泛采用了 PLC控制系統(tǒng)，特別適合在用電梯的技術(shù)改造和控制器開發(fā)。 PLC是可編程控制器的簡稱，它是一種用于自動控制的專用微機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于微機(jī)控制方式，但可編程控制器具有其自身的特點(diǎn)： ① PLC在設(shè)計(jì)和制造上采取了許多抗干擾措施，能在較惡劣的各種環(huán)境里工作，可靠性高。但通用性差，邏輯系統(tǒng)由許多觸點(diǎn)組成，接線復(fù)雜、故障率高、設(shè)備龐 大，國家已規(guī)定淘汰。電梯的電氣控制，過去采用繼電器邏輯線路，一般稱繼電器控制。電梯電氣控制技術(shù)是否，主要體現(xiàn)在電梯電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上。 電梯電氣控制發(fā)展 1857年美國人 OTIS發(fā)明出真正意義上的電梯。 集選控制電梯 ： 集選控制電梯是一種在信號控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、高度自動控制的電梯，與信號控制的主要區(qū)別在于它能實(shí)現(xiàn)無司機(jī)操縱。 ，除具有信號控制電梯的性能以外，也可以無司機(jī)操縱，所以需要增加廳外呼叫反向截車環(huán)節(jié)。 自動電梯 ： 自動電梯也分三種類型 :，除具有自動平層自開門動作外，并具有內(nèi)外選層、自動定向，順向截車等性能。 —— 是由按鈕控制具有自動平層裝置的電梯，多用于貨梯及雜物電梯。 4 電梯按控制方式分類，一般分為半自動電梯 、 自動電梯 、 集選控制電梯 等。直流電梯又分成直 流快速電梯和直流高速電梯，其速度分別為,和 。如一般民用住宅等，它的速度一般在 1m/s 以內(nèi)。貨梯及雜物梯一般為交流電驅(qū)動，速度在。 電梯按拖動系