【正文】 vator control,PLC, model of elevator 3 第一章 緒論 第一節(jié) 可編程控制器的概念 可編程控制器簡稱 PC（英文全稱 ： Programmable Controller），它經(jīng)歷了可編程序矩陣控制器 PMC、可編程序順序控制器 PSC、可編程序邏輯控制器 PLC（英文全稱 ： Programmable Logic Controller）和可編程序控制器 PC 幾個不同時(shí)期。 PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 PLC 主要用于以下方面。開關(guān)量邏輯控制可以用于單臺設(shè)備，也可以用于自動生產(chǎn)線，其應(yīng)用領(lǐng)域已遍及各行各業(yè)，甚至深入到家庭中。 PLC 的運(yùn)動控制功能廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械，例如金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī) 械、機(jī)器人、電梯等場合。 PLC 通過模擬量 I/O 模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換與 D/A 轉(zhuǎn)換，并對模擬量實(shí)行閉環(huán) PID（比例 —積分 —微分）控制。其 PID 閉環(huán)控制功能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于塑料擠壓成形機(jī)、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。這些數(shù)據(jù)可以與儲存在存儲器中的參考值比較，也可以用通信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們打印制表。 PLC 與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成 “集中管理、分散控制 ”的分布式控制系統(tǒng)。PLC 在未來將 會有更大的發(fā)展 。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。主要用于：接收并存儲從編程 5 器輸入的用戶程序；檢查編程過程是否出錯；進(jìn)行系統(tǒng)診斷；解釋并執(zhí)行用戶程序；完成通信及外設(shè)的某些功能。 （三） I/O 模塊 I/O 接口是 PLC 與外界連接的接口。 （四）電源模塊 用來將外部供電電源轉(zhuǎn)變成供 PLC 內(nèi)部的 CPU、存儲器和 I/O 接口等電路工作所需要的直流電源。編程器的作用是輸入和編輯用戶程序、調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過程。在運(yùn)行狀態(tài)，PLC 通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。 除了執(zhí)行用戶 程序外，每次循環(huán)過程中， PLC 不還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為 5 個階段， 如圖 12 所示。在工作狀態(tài)下，執(zhí)行一次上圖所示的掃描操作所需的時(shí)間稱為 掃描周期 。 （ 二 ） 掃描周期 6 在工作狀態(tài)下，執(zhí)行一次圖 2 所示的掃描操作所需的時(shí)間稱為掃描周期。 當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。在整個運(yùn)行期間， PLC的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。這時(shí)，才是 PLC 的真正輸出。 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無故障時(shí)間高達(dá) 30 萬小時(shí)。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就 大大降低。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。 7 硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。 PLC 有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC等各種工業(yè)控制中。 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，僅相當(dāng)于幾個繼電器的大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的 1/2~1/10。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。也有臺階式， 踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行，俗稱自動電梯。的剛性導(dǎo)軌之間。習(xí)慣上不論其驅(qū)動方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具的總稱。電梯到達(dá)開門后，先讓轎廂內(nèi)人員走出電梯，然后呼梯者再進(jìn)入電梯轎廂。同樣， 8 只要該按鈕燈 亮，則說明你的選層已被記錄；此時(shí)不用進(jìn)行其他任何操作，只要等電梯到達(dá)你的目的層?？考纯?。 第六節(jié) 電梯的分類 一般 根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設(shè)置不同類型的電梯。 按用途分類 乘客電梯，為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的電梯，要求有完善的安全設(shè)施。 醫(yī)用電梯，為運(yùn)送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車而設(shè)計(jì)的電梯，轎廂長而窄。 觀光電梯，轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。 船舶電梯，船舶上使用的電梯。 其它類型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。根據(jù)拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。這類電梯的額定速度一般在 2.00m/s 以上。 齒輪齒條電梯，將導(dǎo)軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機(jī)帶動齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。 按速度分類 電梯無嚴(yán)格的速度分類，我國習(xí)慣上按下述方法分類 ： 低速梯，常指低于 。 高速梯，常指速度大于 。 其它分類方式 按電梯有無司機(jī)分類 可分為 有司機(jī)電梯 和無 司機(jī)電梯 ； 按操縱控制方式分類課分為 手柄開關(guān)操縱 、 按鈕控制電梯 、 信號控制電梯 和 集選控制電梯 等； 按機(jī)房位置分類，則有機(jī)房在井道頂部的（上機(jī)房）電梯、機(jī)房在井道底部旁側(cè)的（下機(jī)房）電梯，以及有機(jī)房在井道內(nèi)部的（無機(jī)房）電梯 ； 按轎廂尺寸分類，則經(jīng)常使用 “ 小型 ” 、 “ 超大型 ” 等抽象詞匯表示。 安全保護(hù)系統(tǒng) 保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實(shí)行電梯速度控制。轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。 電梯的結(jié)構(gòu)如圖 13 所示。固定在轎 廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動。電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)動的控制，同時(shí)完成選層、平層、測速、照明工作。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全。梯形圖語言是基本程序設(shè)計(jì)語言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡單的控制功能，例如，代替繼電器、計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器完成順序控制和邏輯控制等，通過擴(kuò)展或增強(qiáng)指令集，它們也能執(zhí)行其它的基本操作。功能模塊圖語言采用功能模塊圖的形式，通過軟連接的方式完成所要求的控制功能，它不僅在 PLC 中得到了廣泛的應(yīng)用，在集散控制系統(tǒng) 的編程和組態(tài)時(shí)也常常被采用，由于它具有連接方便、操作簡單、易于掌握等特點(diǎn)，為廣大工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用人員所喜愛。采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語言，程序采用梯形圖的形式描述。每個梯級是一個因果關(guān)系。梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語言。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉 ，因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用。 與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流（ Power FLow）不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此，應(yīng)用時(shí)，需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對待。 第二節(jié) 三菱 FX 系列 PLC 內(nèi)部繼電器的 編號和功能 三菱 FX 系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別為繼電器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)的元件有很大的差別，一般稱之為“軟繼電器”。它在不同的指令操作下，汽工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以做脈沖數(shù)字元件使用。 FX 系列 PLC 梯形圖中的編程元件的名稱由字母和數(shù)字組成，它們分別表示元件的類型和元件號，例如 Y M129。表 21 給出了 FX2N 11 系列 PLC 的輸入 /輸出繼電器元件號。輸入端可以外接常 開觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)，也可以接多個觸點(diǎn)組成的串并聯(lián)電路或電子傳感器。 入電路的時(shí)間常數(shù)一般小于 10ms。 輸出繼電器 （ Y） 輸出繼電器是 PLC 向外部負(fù)載發(fā)送信號的窗口。輸出模塊中的每一個硬件繼電器僅有一對常開觸點(diǎn)，但是在梯形圖中，每一個輸出繼電器的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)都可 以多次使用。 輔助繼電器 （ M） PLC 有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由 PLC 內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動。它的常開 /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù) 不受限制。在 FX2N 系列中普遍采用 M0~M499，共 500 點(diǎn)通用輔助繼電器，其地址按十進(jìn)制編號。 定時(shí)器 （ T） PLC 中的定時(shí)器（ T）相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器。定時(shí)器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù) K 作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（ D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。 定時(shí)器的精度與程序的安排有關(guān)，如果定時(shí)器的觸點(diǎn)在線圈之前，精度將會降低。最小定時(shí)誤差為輸入濾波器時(shí)間與定時(shí)器分辨率之差，1ms、 10ms 和 100ms 定時(shí) 器的分辨率分別為 1ms、 10ms 和 100ms。每一個計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值自加 1，當(dāng)當(dāng)前值等于設(shè)定值時(shí)，其位存儲單元被置 1。再來計(jì)數(shù)脈沖時(shí)當(dāng)前值不變，直到復(fù)位控制電路接通時(shí)，觸點(diǎn)才斷開，設(shè)定值又重新寫入，又進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。 16 位通用計(jì)數(shù)器的通道有 C0~C99，共 100 點(diǎn)；16 位電池 后備 /鎖存計(jì)數(shù)器的通道有 C100~C199，共 100 點(diǎn)； 32 位通用雙向計(jì)數(shù)器的通道有 C200~C219，共 20 點(diǎn)； 32 位電池后備 /鎖存雙向計(jì)數(shù)器的通道有 C220~C234，共15 點(diǎn)。 輸入、輸出指令 （ LD、 LDI、 OUT） LD（ Load）：電路開始的常開觸點(diǎn)對應(yīng)的指令，可以用于 X、 Y、 M、 T、 C 和 S。 OUT(Out)：驅(qū)動線圈的輸