【正文】 線圈 導(dǎo)通，表示 乘客在 電梯 轎廂 內(nèi)部 按下 1 樓按鈕 。 若四樓有乘客按下下降按鈕，或者三樓有乘客按下下降按鈕 ，或者二樓 有乘客按下下降按鈕 ，則內(nèi)部繼電器 線圈 導(dǎo)通，表示有乘客按下下降按鈕 。 （ 4） 二樓下降 若啟動(dòng)標(biāo)志為 1，若常開觸點(diǎn) 導(dǎo)通，則內(nèi)部繼電器 線圈 導(dǎo)通一直保持著導(dǎo)通的狀態(tài) ，在導(dǎo)通的上升沿，內(nèi)部繼電器 線圈 導(dǎo)通并保持著導(dǎo)通的 狀態(tài) ，表示二樓下降升按鈕按下。 （ 2） 一樓上升 若啟動(dòng)標(biāo)志為 1，若常開觸點(diǎn) 導(dǎo)通，則內(nèi)部繼電器 線圈 導(dǎo)通后并一直保持著該狀態(tài) ，在導(dǎo)通的上升沿，內(nèi)部繼電器 線圈 導(dǎo)通并一直保持著該導(dǎo)通狀態(tài) ，表示一樓上升按鈕按下。 若 常開觸點(diǎn) 導(dǎo)通后輸入 觸點(diǎn) 導(dǎo)通，則內(nèi)部繼電器 線圈 導(dǎo)通后并一直保持 著 該狀態(tài) ，表示用戶按下按鈕成功 ，同時(shí)輸出 線圈 導(dǎo)通，表示用戶按下按鈕 成功，能夠啟動(dòng) 該系統(tǒng) 。當(dāng) CPU 執(zhí)行到 END 指令時(shí)，表示程序段結(jié)束，則此次掃描用戶程序結(jié)束。 歐姆龍 PLC 采用循環(huán)掃描的的工作方式，這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按 照 用戶程序 來 進(jìn)行運(yùn)算 和 處理，然后 依次 向各輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)， 而且在 任一時(shí)刻 它只能執(zhí)行一條指令，這就是說 PLC 是以 ―串行 ‖方式沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 工作的，它能 非常 有效地避免繼電接觸器控制系統(tǒng)中 所容 易出現(xiàn)的觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配等 問題。 （ 3） 輸出控制信號(hào) :根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點(diǎn)并行發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。具體分配表見表 表 系統(tǒng)輸入 /輸出 I/O 地址分配表 輸入 功能 輸出 功能 00000 開始按鈕 01000 開始燈 00001 啟動(dòng)按鈕 01001 啟動(dòng)燈 00002 一樓上按鈕 01002 轎廂上升燈 00003 二樓上按鈕 01003 轎廂下降燈 00004 三樓上按鈕 01004 電梯一層燈 00005 四樓下按鈕 01005 電梯二層燈 00006 三樓下按鈕 01006 電梯三層燈 00007 二樓下按鈕 01007 電梯四層燈 00008 轎廂內(nèi)按下一樓 01102 開門 00009 轎廂內(nèi)按下二樓 01103 關(guān)門 00010 轎廂內(nèi)按下三樓 01100 故障燈 00011 轎廂內(nèi)按下四樓 01101 停止燈 00012 故障 00013 停止 系 統(tǒng)程序的具體分析 PLC 的基本工作如下 : （ 1） 輸入現(xiàn)場(chǎng)信息 :在系統(tǒng)軟件的控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài) 。流程圖見 所示。 在系 統(tǒng)有特殊要求時(shí)。 系統(tǒng)流程圖 電梯 的智能化控制，分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式。 本設(shè)計(jì)采用歐姆龍 CPM1A 系列 PLC，其主要功能有豐富的指令系統(tǒng)、模擬設(shè)定電位器功能、輸入時(shí)間常數(shù)設(shè)定功能、高速計(jì)數(shù)器功能、外部輸入中斷功能、脈沖輸出功能等等。 CXProgrammer 編程軟件支持模塊化設(shè)計(jì)，可以通過 RS232C 將編寫好的程序傳送到 PLC 上來控制現(xiàn)場(chǎng) 的設(shè)備。 CXProgrammer 是歐姆龍公司 PLC 的軟件編程﹑調(diào)試的工具程序，其運(yùn)行在 Windows 操作系統(tǒng)下，具有非常豐富、簡(jiǎn)捷的操作環(huán)境和強(qiáng)大的編程、調(diào)試功能 [12]。梯形圖語言邏輯性比 C語言和匯編語言都強(qiáng)，而且指令簡(jiǎn)單易懂，讓人很容易記住。 梯形圖、語句表、邏輯功能圖、邏輯方程式等都是 PLC 中常見的編程語言，而最常用的就是梯形圖。本設(shè)計(jì)采用歐姆龍 CPM1A 系列的 PLC，雖然該系列 PLC 屬于小機(jī)型，但卻有非常豐富的指令系統(tǒng) [11]。 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 2 控制系統(tǒng) PLC 軟件設(shè)計(jì) PLC 是通過程序?qū)ο到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的。使用 RS232 轉(zhuǎn)換器能減少一個(gè) RS422串行接口板。當(dāng)波特率為 19200 時(shí)，最大距離為 75 米，當(dāng)波特率為 9600 時(shí)，最大距離為900 米。 通過 RS232 使上位機(jī)和下位機(jī)連接構(gòu)成 HOST LINK 協(xié)議進(jìn)行通信 [9]。因此，本系統(tǒng)選擇點(diǎn)到點(diǎn)的通信方式，簡(jiǎn)單而且能滿足通信的要求。這些都是系統(tǒng)內(nèi)部通信的結(jié)構(gòu)模型，并且是異步、基于字符的協(xié)議。 歐姆龍 CPM1A 型系列 PLC 有 20 點(diǎn)輸入和輸出，分別為 12 點(diǎn)輸入和 8 點(diǎn)輸出，配有 CXProgrammer 軟件用于控制部分編程時(shí)使用。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用歐姆龍 CPMA1 型號(hào)的 PLC 是一種功 能完善且緊湊型的 PLC，其內(nèi)有大程序容量和存儲(chǔ)單位。歐姆龍 PLC 是一個(gè)嚴(yán)密高速的程序控制器，該編程軟件 不僅 易于用戶編程， 而且 其內(nèi)配有豐富的指令系統(tǒng)、豐富的特殊模塊和通信能力。本系統(tǒng)采用價(jià)格適中、可靠性高、維護(hù)方便且抗干擾能力強(qiáng)的可編程 邏輯 控制器歐姆龍 CPM1A 型 號(hào)系列的 PLC 來實(shí)現(xiàn)四層電沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 梯 控制 工藝的控制要求的。 2）下位機(jī) 狀態(tài)的判別和輸出控制等工作是由 PLC 下位機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。其中工控機(jī)作為監(jiān)控機(jī)械手的運(yùn)行狀態(tài)來使用， PLC 控制系統(tǒng)是該控制系統(tǒng)的核心。首先 要 將 PLC 接入 220V 的交流電源上，然后 再 將啟動(dòng)、停止各個(gè)開關(guān)通過 24V 直流電源連接到 PLC 的輸入端口上（系統(tǒng)硬件接線圖見圖 所示）。 該設(shè)計(jì) 主要 采用上位機(jī)和下位機(jī)組成自動(dòng)控制環(huán)節(jié)。 硬件連接 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)所采用的是歐姆龍 CPM1A 系列型號(hào)的 PLC，該系列型號(hào)的 PLC 主機(jī)上只有 20 輸入和輸出，分別為 12 點(diǎn)輸入和 8 點(diǎn)輸出。在電梯 轎廂 上升的過程中，只能滿足向上乘客的呼叫請(qǐng)求，不能滿足先下乘客的呼叫請(qǐng)求，同理，在電梯 轎廂 下降的過程中，只能滿足向下乘客的呼叫請(qǐng)求，不能滿足向上乘客的呼叫請(qǐng)求。電梯到達(dá)乘客所要達(dá)到的樓層后會(huì)自動(dòng) 停止運(yùn)行（電梯轎廂開門和關(guān)門 定時(shí)為 2 秒）。電梯轎廂上升或者下降時(shí) ， 會(huì)對(duì)來自乘客的 各種呼沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 叫請(qǐng)求進(jìn)行 綜合地分析和處理，然后 來確定所要達(dá)到的樓層。 如圖 所設(shè)計(jì)的是四層電梯轎廂運(yùn)行組態(tài)圖，為了滿足乘客的方便，安裝了樓層指示燈 ： 按鈕 按鈕 按鈕 按鈕 4 表示的是樓層號(hào)。 總之，電梯的控制 技術(shù) 是比較復(fù)雜的，最早我國(guó)是用繼電 器控制電梯，而隨著科技的發(fā)展，逐漸用可編程 邏輯 控制器來取代繼電器控制電梯 運(yùn)行 [7]。 （ 4）轎廂的啟動(dòng)與停車 轎廂應(yīng)在啟動(dòng)之后才能開始運(yùn)行，運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)故障等一系列問題，所以應(yīng)該有手動(dòng)停車的功能。 在電梯上升的過程中， 電梯轎廂 只 能滿足向上乘客的呼叫請(qǐng)求，不能滿足先下乘客的呼叫請(qǐng)求，同理，在電梯 轎廂 下降的過程中， 電梯轎廂 只能滿足向下乘客的呼叫請(qǐng)求，不能滿足向上乘客的呼叫請(qǐng)求。乘客的呼叫請(qǐng)求會(huì)顯示在 樓層 指示燈上，只有當(dāng)乘客到達(dá)所要去的樓層 之 后 才 會(huì) 自動(dòng) 消失數(shù)據(jù)。當(dāng)乘客按下按鈕之后，該信號(hào)會(huì)被記憶，同時(shí) 點(diǎn)亮相應(yīng)的 樓層 指示燈。 （ 2）乘客呼叫請(qǐng)求信號(hào)的確定 呼叫 請(qǐng)求分 為 兩種情況，一種是轎廂 外的乘客 的 呼叫請(qǐng)求，另一種是轎廂內(nèi)的乘客的 呼叫請(qǐng)求 。 （ 6）電梯轎廂只有在到達(dá)乘客所要到達(dá)的樓層后會(huì) 自動(dòng) 停下來，然后轎廂門會(huì) 自動(dòng)開門和關(guān) 門 （ 轎廂開門和關(guān)門的時(shí)間為 2 秒 ）。 （ 5）電梯的轎廂應(yīng)該能滿足最遠(yuǎn)反向乘客的呼叫請(qǐng)求。當(dāng)乘客按下按鈕到達(dá)三樓后，假如四樓沒有乘客呼叫請(qǐng)求，那么 電梯 轎廂可以滿足三樓 乘客向下 和 二樓乘客向下的呼叫請(qǐng)求。假如 電梯轎廂 在運(yùn)行過程中，再無任何來自反方向乘客的呼叫 請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，電梯轎廂會(huì)自動(dòng)響應(yīng)該樓層 等候的乘客。 （ 3）當(dāng)有轎廂內(nèi)的乘客按下按鈕后，轎廂 會(huì)響應(yīng)該乘客的呼叫請(qǐng)求信號(hào) ， 然后 轎廂達(dá)到乘客所要到的樓層后 ，轎廂 會(huì)自動(dòng) 停止運(yùn)行 （ 轎廂會(huì)自動(dòng)開門和關(guān)門，此期間定沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 時(shí)為 2 秒 ） 。 四層電梯 總體分析 典型的 四層電梯 如圖 所示： （ 1）開始 時(shí)，假設(shè)電梯轎廂 停 在一樓 。 PLC 電梯控制系統(tǒng) 主要是由上位機(jī)和下位機(jī)這兩大 部分組成，可編程邏輯控制器（ PLC）控制系統(tǒng)是該控制系統(tǒng) 的核心。 本設(shè)計(jì)采用歐姆龍 CPM1A 型號(hào)系列的 PLC 編程軟件，對(duì)國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)電梯控制方式加以 改進(jìn)和 更新，設(shè)計(jì)出一款高效、廉價(jià)、安全、能手動(dòng)停止和自動(dòng)運(yùn)行的電梯控制系統(tǒng) 。因此，電梯的規(guī)范化、自動(dòng)化，不僅能減輕操作人員和維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度， 同時(shí)也能優(yōu)化控制系統(tǒng)，節(jié)約能源。 四層電梯工藝簡(jiǎn)介 在電梯控制系統(tǒng)中，所需要的設(shè)備很龐大，每個(gè)指令都需要配置一個(gè)數(shù)據(jù)線來傳遞數(shù)據(jù)信息，由于線路太多和 太 復(fù)雜，以及需要控制的閥門數(shù)量 也非常 繁多，在控制系統(tǒng)的 維修方面給維修人員帶來了諸多的不便。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或 110VAC），沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 直流電源（常用的為 24VDC）。15% 的范圍內(nèi)波動(dòng)。與普通 的 電源相比， PLC 電源的穩(wěn)定性 不僅非常 好 而且其 抗干擾能力 也非常的 強(qiáng)。 模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（ 420mA,020mA）、電壓型（ 010V,05V,1010V）等。 I/O 分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。 I/O 模塊 不僅 集成了 PLC 的 I/O 電路， 而且 其 輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。 （ 3） 輸入 /輸出（ I/O）單元 I/O 單元是 PLC 和 外部設(shè)備 之間相互 聯(lián)系的窗口。采用 非常 快速的巡回掃描周期，一般 周期為 為 ，更快的則選用 50ms 或 者 更小的掃描周期。 CPU 速度和內(nèi)存容量是 PLC的重要參數(shù) 之一 ， 其 決定著 PLC 的工作速度， I/O 數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 （ 2）存儲(chǔ)器 可讀 /寫操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM 和 只讀存儲(chǔ)器 是 PLC 的兩大存儲(chǔ)器 。 其 內(nèi)存主要用 來 存儲(chǔ)程序 和 數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元 之一 。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 PLC 的組成 CPU、存儲(chǔ)器、 I/O 輸入輸出部件、編程器等外部設(shè)備、電源是必不可少的。 PLC 是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，所以在數(shù)字處理、順序控制等方面 上 有一定的優(yōu)勢(shì) [5]。具有 A、應(yīng)用簡(jiǎn)便：（ 1）應(yīng)用靈活而且方便用戶安裝（ 2）編程簡(jiǎn)化易懂，用戶不需要對(duì)計(jì)算機(jī)有 太多 深入的 了解和 研究（ 3）用戶可以安全地操作而且維修容易。因此中國(guó)電梯的發(fā)展應(yīng)該在 保證 乘客 安全的前提下向節(jié)能型、智能化等方向發(fā)展 ?？删幊踢壿嬁刂破?（ PLC） 會(huì)隨著科技發(fā)展的需求，而運(yùn)用到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中。未來計(jì)算技術(shù)上的很多新成果都會(huì)運(yùn)用到 PLC 上，使其功能更加完善， 給用戶帶來方便，能 達(dá)到用戶的理 想要求。 PLC 未來展望 目前， PLC 應(yīng)用到很多領(lǐng)域，在各個(gè)領(lǐng)域上都有著很重要的作用，給人類帶了很多好處。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 1 四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC 簡(jiǎn)介 PLC 的基本概念 PLC（ Programmable Logic Controller）中文名稱為可編程 邏輯控制器，是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng) [3]。第二章主要介紹 PLC 軟件的控制設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)流程圖、 I/O 口分配以及系統(tǒng)程序的具體分析等。 （ 3） 本論文的主要內(nèi)容 本次 設(shè)計(jì) 的重點(diǎn)是用歐姆龍 CPM1A 系列 型號(hào) 的 PLC 來 控制電梯的 啟動(dòng)、運(yùn)行、停止等功能。 電梯控制技術(shù)是核心部分，是一個(gè)非常重要 的邏輯控制系統(tǒng)，系統(tǒng)要在首 要保證乘客安全的基礎(chǔ)上，在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)和處理信號(hào)。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠 家都選用可編程邏輯控制器（ PLC）來取代繼電器控制和微機(jī)信號(hào)集選控制，因此可編程邏輯控制器（ PLC）控制在國(guó)內(nèi)電梯行業(yè)發(fā)展中得到了非常廣泛的運(yùn)用。該控制方式替代了微機(jī)信號(hào)集選控制方式和繼電器控制方式。 國(guó)內(nèi)最開始的電梯控制技術(shù)是采用繼電器控制方式，這 種硬布線的邏輯控制方式的特點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單、直觀而且繼電器控制系統(tǒng)不僅故障率高、通用性差，而且降低了電梯的運(yùn)行可靠性與安全性， 這種接線復(fù)雜、故障率高而且設(shè)備龐大的邏輯控制系統(tǒng)已經(jīng)逐步被淘汰 [1]。 目前電梯的控制 技術(shù) 主要采用了兩種方式，一 種是采用微機(jī)作為控制單元， 電梯控制信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定 都是由其來完成的 ，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能；第二種控制方式 是 用可編程 邏輯 控制器（ PLC） 來取代微機(jī) 信號(hào)集選控制。乘客按下按鈕后，對(duì)電