2022年PLC四层电梯大学本科方案设计书77.docx

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1、封面作者： PanHongliang仅供个人学习目 录摘要 1 Abstract22.1 电梯的起源与进展 42.2 国外电梯的情形 52.3 国内电梯的情形 62.6 电梯技术进展趋势 81 前言 32 电梯概述 43.1 PLC 的定义 8第 3 章 PLC 的进展 83.2 PLC 的进展阶段 93.3 PLC 进展趋势 103.4 PLC 的基本组成 11第 4 章 电梯模型 PLC 掌握系统设计 134.1 电梯的类型 134.2 电梯示意图 144.3 电梯的掌握要求 144.4 PLC 掌握系统的设计分析 154.5 电梯模型 PLC 掌握系统设计 154.6 PLC 的挑选 1

2、64.10 系统的调试与操作 22终止语 22致谢 23参考文献 23摘 要随着我国经济的高速进展，微电子技术、运算机技术和自动掌握技术也得到了快速进展，沟通变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越 广；而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧密相关，随着人们对其要求的提高，电梯得到了快速进展，其拖动技术已经进展到了调频调 压调速，其规律掌握也由PLC 代替原先的继电器掌握；电梯的电气系统由拖动系统和掌握系统两部分组成；目前电梯设计使用可编程掌握器PLC，功能变化敏捷，编程简洁，故障少，噪音低；修理保养便利，节能省工，抗干扰才能强，掌握箱占地面积少；当乘员进入电梯，按下楼层

3、按钮，电梯门自动关闭 后掌握系统进行以下运作：依据轿厢所处位置及乘员所处层数；判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速；将轿厢停在选定的楼层上；同时，依据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门；另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数；关键词： 电梯模型程序设计PLC1 前 言随着城市建设的不断进展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用；电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不行分；实际上电梯是依据外部呼叫信号以及自身掌握规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的掌握系统，单纯用次序掌握或规律掌握是不能满意掌握要求的，因此，电梯掌握系统采纳随

4、机规律方式控 制；随着科学技术的进展和运算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器掌握的弱点就越来越明显；可编程序掌握器PLC是依据次序规律掌握的需要而进展起来的，是特地为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置；鉴于其种种优点，电梯的继电器掌握方式已逐步被PLC 掌握代替；目前电梯的掌握普遍采纳了两种方式，一是采纳微机作为信号掌握单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动掌握就由变频器来完成；其次种掌握方式用可编程掌握器（ PLC）取代微机实现信号集选掌握；从掌握方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区分；国内厂家大多

5、挑选其次种方式，其缘由在于生产规模较小，自己设计和制造微机掌握装置成本较高；而PLC 牢靠性高，程序设计便利敏捷，抗干扰才能强、运行稳固等特点，所以现在的电梯掌握系统广泛采纳可编程掌握器来实现；2 电梯概述2.1 电梯的起源与进展电梯在汉语词典中的说明为：建筑物中用电作动力的升降机, 代替步行上下的楼梯；说到电梯的起源要从公元前 2600 年埃及人在建造金字塔时使用了最原始的提升系统说起，但这一类起重机的能源均为人力；到了1203 年，法国的二修道院安装了一台起重机，所不同者只是该机器是利用驴作为动力，载荷由绕在一个大滚筒上的绳子进行起吊；此种方法始终沿用到近代直到瓦特创造了蒸汽机，约在 18

6、00 年，煤矿主才能利用起重机把矿井中的煤输送上来；数百年来人们制造过各种类型的升降梯，它们都具有一个共同的缺陷：只要起吊绳突然断裂，升降梯便急速地坠落究竟层；1854 年奥的斯设计了一种制动器：在升降梯的平台顶部安装一个货车用的弹簧及一个制动杆与升降梯井道两侧的导轨相连结，起吊绳与货车弹簧连结，这样仅是起重平台的重量就足以拉开弹簧，防止与制动杆接触；假如绳子断裂，货车弹簧会将拉力减弱，两端立该与制动杆咬合，即可将平台坚固地原地固定免连续下坠；“安全的升降 梯”创造胜利了！一时间，奥的斯成了众人注目的中心；第一台升降机并非奥的斯所创造，但他却是第一台“安全”升降梯的创造者；“安全”这一概念不仅

7、开创了升降梯工业，而且也为那些想建造更高层建筑物以增加更多可利用空间的设计们打开了通途；然而真正能够称为电梯（用电能驱动升降梯）的产品应当是在20 世纪初才显现的；2.2 国外电梯的情形国外电梯行业进展迅猛，不仅在节能上做了很大的功夫，现在在智能化， 远程化，集成化，可视化也已有了先进的技术！例如：（1） 集垂直运输与水平运输的复合运输系统；该系统采纳直线电机驱动，在一个井道内设置多台轿厢；轿厢在运算机导航系统掌握下，可以在轨道网络内交换各自运行路线；该系统节约了井道占用的空间，解决了超高层建筑电梯钢丝绳和电缆重量太大的问题，特殊适合于具有同一底楼的多塔形高层建筑群中前往空中大厅的穿梭直驶电梯

8、；（2） 沟通永磁同步无齿轮曳引机驱动的无机房电梯无机房电梯由于曳引机和掌握柜置于井道中，省去了独立机房，节约了建筑成本，增加了大楼的有效面积，提高了大楼建筑美学的设计自由度；而沟通永磁同步无齿轮曳引机的特点是：（ A）结构简洁紧凑，体积小，重量轻，外形可敏捷多样；（B）配以变频掌握可以实现更大限度的节能；（ C）没有齿轮，于是没有齿轮振动和噪声， 齿轮效率，齿轮磨损及油润滑问题，削减了爱护工作，降低了油污染；（D）由于失电时旋转的电机处于发电制动状态，增加了曳引系统的安全牢靠性；（3） 彩色大屏幕液晶楼层显示器；这类显示器可以以高辨论率的彩色平面或三维图像显示电梯的楼层信息（如位置、运行方向

9、），仍可以显示实时的载荷、故障状态等；通过掌握中心的设置仍可以显示日期、时间、问候语、楼层指南、广告等，甚至仍可以与远程运算机和寻呼系统联接发布天气预报、新闻等；有的显示器又增加了触摸查询功能；该装置缓解了生疏乘客在轿厢内面对面对视时的尴尬、无趣的局面，降低了乘客乘梯时心理等待焦虑感；（4） 电梯远程监控系统；该系统是将掌握柜中的信号处理运算机获得的电梯运行和故障信息通过公共电话网络或专用网络（都需要使用调制解调器）传输到远程的能够供应可视界面的专业电梯服务中心的运算机，以便那里的服务人员把握电梯运行情形，特殊是故障情形；该系统一般具有显示故障、分析故障、故障统计与猜测等功能，仍有的可实现远程

10、调试与操作，便于修理人员迅速进行修理应答和实行修理措施；这样缩短了故障处理时间，简化了人工故障检查的劳动，保证了大楼电梯安全高效地运行；2.3 国内电梯的情形中国电梯行业从市场规模上已经有了很大提高，一些自主品牌也逐步提升了自己的产品质量和技术含量，我国政府提出的节约型社会正好让电梯行业中拥有节能电梯技术的企业有机会进展，另外，国外用户比以前更多地青睐中国产品也为中国电梯的崛起供应了机会；目前我国节能电梯技术在某些方面已经达到了国际领先水平，但是节能电梯的普及率仍很低，可节电 30%以上的无齿轮电梯普及率不及 10%，可以能源再生的造能电梯普及率不及 2%；因此专家估量，节能电梯市场会在“十一

11、五”期间进入快速增长期；节能电梯从 2001 年开头进入我国办公楼、住宅楼、酒店等场所，经过 5 年的进展，全国的无齿轮电梯市场从几千台增长到近6 万台；目前我国已超过日本成为世界最大的新装电梯市场；由于房地产业、城市公共建设等产业进展快速，估量将来10 年，我国的电梯市场仍将保持每年20%的递增速度，年平均销售额至少500 亿美元；房地产市场快速进展，对电梯的需求连续扩大；专家估量将来50 年我国新增住房面积将达到 200 亿平方 M；目前国家规定20M以上高楼就应安装电梯，因此将来电梯最大的市场就是住宅市场；此外，机场、商场、地铁等大型公共设施建设对自动扶梯、观光电梯等电梯的需求量也特别可

12、观；西部地区的小城镇建设速度加快；东部地区城市化经过20 年的进展，有些发达地区城市化水平已达到80%，基本饱和，甚至显现了逆城市化的趋势；而近年来西部地区国民生产总值 的增长速度，已经与电梯需求高速进展所需的GDP水平相吻合；电梯更新进入高峰期；虽然国家对电梯寿命目前没有提出强制标准，但是按国外电梯使用寿命的惯例，一般日本系列电梯设计寿命为 15 年，欧美电梯设计寿命为 25 年；依据我国电梯选购的实际情形，采纳日本系列产品或技术的比例大约有 60%以上，国内在 1990 年前安装的日系电梯已经全部到了更新期；而且 1990 年以前的电梯生产技术相对比较落后，电梯的耗电水平是现在节能电梯的三

13、到四倍；按电梯使用寿命及 15 年前电梯安装数量看，估量2007 年将有 15000 至 20000台电梯需要更新；电梯节能潜力庞大，电梯和空调被认为大型建筑两大耗能大户；据明白，目前我国星级酒店每平方M 平均年耗电量为 150 千瓦时，一座 3 万5 万平方 M的星级酒店，其年总能耗大约相当于3000 至 4000 吨标准煤，其中将近一半用于电梯供电；电梯行业协会统计，2005 年在我国全部使用的电梯中假如有 80%采纳节能电梯，全年可以节约耗电122 亿千瓦时；假如 2021 年全部采纳节能电梯，将节电 800 亿千瓦时，几乎等于三峡大坝一年的发电量；2.4 PLC的特点PLC 是一种用于

14、工业自动化掌握的专用运算机，实质上属于运算机掌握方式；PLC 与一般微机一样，以通用或专用CPU作为字处理器，实现通道 字 的运算和数据储备，另外仍有位处理器 布尔处理器 ，进行点 位 运算与掌握； PLC掌握一般具有牢靠性高、易 操作、维 修、编程简 单、灵 活性强等特 点；(1) 可 靠性 : 对可 修理 的产 品 ， 可 靠性 包括 产品 的有 效性 和可修理 性；A. PLC 不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大削减，与此同时，系统的维修简单，维修时间短；B. PLC 采纳了一系列牢靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息爱护及复原等，提高了MTBF

15、，降低了 ml TR 使牢靠性提高；C. PLC 有较高的易操作性，它具有编程简洁，操作便利，修理简洁等特点，一般不易发生操作的错误；D. PLC 是为工业生产过程掌握而特地设计的掌握装置，它具有比通用运算机掌握更简洁的编程语言和更牢靠的硬件；采纳了精简化的编程语言，编程出错率大 大 降 低 ， 而 为 工 业 恶 劣 操 作 环 境 设计 的 硬 件 使可 靠性 大 大提 高；E. 在 PLC 的硬件方面，采纳了一系列提高牢靠性的措施；例如，采纳牢靠性的元件: 采纳先进的工艺制造流水线制造；对干扰的屏蔽、隔离和滤波等；对电源的 断电保 护； 对存 储器内 容 的保护等 ；F. PLC 的软件

16、方面，也实行了一系列提高系统牢靠性的措施；例如，采纳软件滤 波；软 件自 诊断 ；简化 编 程语言等 ；(2) 易 操 作 性 ， PLC的 易 操 作 性 表 现 在 下 列 几 个 方 面 : A、操作便利对 PLC的操作包括程序输入和程序更换的操作；大多数PLC采纳编程器进行输入和更换的操作；编程器至少供应了输入信息的显示，对大中型的 PLC，编程器采纳了 CRT屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显示；更换程序的操作也可直接依据所需要的地址编号或接点号进行搜寻或次序查找，然后进行 更 改 ； 更 改 的 信 息 可 在 液 晶 屏 或CRT上 显 示 ；B、编程便利 PLC有多种程序设计

17、语言可供使用；对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，简洁把握和懂得；采纳布尔助记符编程语言时，十分有助于编程人员的编程；C、修理便利 PLC具有的自诊断功能对修理人员修理技能的要求降低；当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，修理人员可以很快的找到故障的部位，以便维修；(3) 灵 活 性 ， PLC的 灵 活 性 表 现 在 以 下 几 个 方 面 :A. 编程的敏捷性； PLC 采纳的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言；编程方法的多样性使编程便利、应用面拓展；B. 扩展的敏捷性； PLC 的扩展敏捷性是它的一个重要特点；它可依据应用的规模不同，

18、即可进行容量的扩 展、功能 的扩展、应 用和掌握 范畴的 扩展；C. 操作的敏捷性；操作特别敏捷便利，监视和掌握变得特别简洁；2.5PLC控制电梯的优点大1在电梯掌握中采纳了大PLC，用软件实现对电梯运行的自动掌握，牢靠性提高；2去掉了选层器及大部分继电器，掌握系统结构简洁，外部线路简化；3PLC可实现 各种 复杂 的掌握 系统，方 便地增加或 转变控 制功能；4PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修；(5) 用 于 群 控 调 配 和 管 理 ， 并 提 高 电 梯 运 行 效 率 ；(6) 更换掌握方案时不需改动硬件接线；2.6 电梯技术进展趋势（1） 环保：绿色理

19、念是电梯进展总趋势；有专家预言“谁最先推出绿色产品并抢占市场，谁就把握市场竞争主动权”；进展趋势主要有：不断改进产品的设计，生产环保型低能耗、低噪声、无漏油、无漏水、无电磁干扰、无井道导轨油渍污染的电梯；电梯曳引采纳尼龙合成纤维曳引绳，钢皮带等无润滑油污染曳引方式；电梯装璜将采纳无（少）环境污染材料；电梯空载上升和满载下行电机再生发电回收技术；安装电梯将无需安装手脚架；电梯零件在生产和使用过程中对环境没有影响（如刹车皮肯定不能使用石棉）并且材料是可以回收的；（2） 蓝牙技术在电梯上应用；安装过电梯的人都知道放线、对线是费时、费劲、极简洁错的工作；假如掌握屏与呼唤系统通过蓝牙技术连接起来实现无线

20、呼唤将会是电梯掌握的另一场革命同时为我们带来庞大好处；A 安装期将减少 30以上，其直接好处是降低安装成本，客户也因从订梯到使用电梯周期费用削减和提高现金周转率； B 在电梯上使用蓝牙技术肯定会使电梯掌握系统大量使用最新最快微机，这将会进一步提高电梯整机牢靠性，故障率大大降低，掌握精度也进一步提高，带来的结果是电梯更加舒服，平层更加精确；C 很好地解决了电梯掌握与外围设备的兼容和联系；特殊是可以把电梯和扶梯归纳到大楼治理系统或智能化治理小区系统中；第 3 章 PLC 的进展3.1 PLC 的定义可编程掌握器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的；它采纳一类可编程的储备器，用于

21、其内部储备程序，执行规律运算 , 次序掌握，定时，计数与算术操作等面对用户的指令，并通过数字或模拟式输入 / 输出掌握各种类型的机械或生产过程；可编程掌握器及其有关外部设备，都按易于与工业掌握系统联成一个整体，易于扩充其功能的原就设计；总之，可编程掌握器是一台运算机，它是专为工业环境应用而设计制造的 运算机；它具有丰富的输入 / 输出接口，并且具有较强的驱动才能；但可编程掌握器产品并不针对某一详细工业应用，在实际应用时，其硬件需依据实际需要 进行选用配置，其软件需依据掌握要求进行设计编制；PLC的特点：一、牢靠性高，抗干扰才能强高牢靠性是电气掌握设备的关键性能PLC 由于采纳现代大规模集成电路

22、技术，采纳严格的生产工艺制造，内部电路实行了先进的抗干扰技术，具有很高的牢靠性；例如三菱公司生产的F 系列 PLC平均无故障时间高达 30 万小时；一些使用冗余CPU的 PLC的平均无故障工作时间就更长；从 PLC的机外电路来说，使用 PLC构成掌握系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已削减到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低；此外， PLC 带有硬件故障自我检测功能，显现故障时可准时发出警报信息；在应用软件中，应用者仍可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断爱护；这样，整个系统具有极高的牢靠性也就不古怪了；二、配套齐全，功能

23、完善适用性强 PLC 进展到今日，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品；可以用于各种规模的工业掌握场合；除了规律处理功能以外，现代PLC 大多具有完善的数据运算才能，可用于各种数字掌握领域；近年来PLC 的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了位置掌握、温度掌握、 CNC等各种工业掌握中；加上 PLC通信才能的增强及人机界面技术的进展，使用PLC组成各种掌握系统变得特别简洁；三、易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC 作为通用工业掌握运算机，是面对工矿企业的工控设备它接口简洁，编程语言易于为工程技术人员接受；梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC 的少量开关量规律掌

24、握指令就可以便利地实现继电器电路的功能；为不熟识电子电路、不懂运算机原理和汇编语言的人使用运算机从事工业掌握打开了便利之门；四、系统的设计、建造工作量小，爱护便利，简洁改造PLC 用储备规律代替接线规律，大大削减了掌握设备外部的接线，使掌握系统设计及建造的周期大为缩短，同时爱护也变得简洁起来；更重要的是使同一设备经过转变程序转变生产过程成为可能；这很适合多品种、小批量的生产场合；五、体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗仅数瓦；由于体积小很简洁装入机械内 部，是实现机电一体化的抱负掌握设备；3.2 PLC 的进展阶段虽然 P

25、LC 问世时间不长，但是随着微处理器的显现，大规模，超大规模集成电路技术的快速进展和数据通讯技术的不断进步，PLC 也快速进展，其进展过程大致可分三个阶段：1、早期的 PLC（60 岁月末 70 岁月中期）早期的 PLC 一般称为可编程规律掌握器；这时的PLC多少有点继电器掌握装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的次序掌握，定时等；它在硬件上以准运算机的形式显现，在I/O接口电路上作了改进以适应工业掌握现场的要求；装置中的器件主要采纳分立元件和中小规模集成电路，储备器采纳磁芯储备器；另外仍实行了一些措施，以提高其抗干扰的才能；在软件编程上，采纳广大电气工程技术人员所熟识的继电

26、器掌握线路的方式梯形图；因此，早期的PLC 的性能要优于继电器掌握装置，其优点包括简洁易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重复使用等；其中PLC 特有的编程语言梯形图始终沿用至今；2、中期的 PLC（70 岁月中期 80 岁月中，后期）在 70 岁月，微处理器的显现使 PLC发生了庞大的变化；美国，日本，德国等一些厂家先后开头采纳微处理器作为PLC 的中心处理单元 CPU；这样，使PLC 得功能大大增强；在软件方面，除了保持其原有的规律运算、计时、计数等功能以外，仍增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能；在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，仍增加了模拟量模块、远程I

27、/O模块、各种特殊功能模块；并扩大了储备器的容量，使各种规律线圈的数量增加，仍供应了肯定数量的数据寄存器，使PLC得应用范畴得以扩大；3、近期的 PLC（80 岁月中、后期至今）进入 80 岁月中、后期，由于超大规模集成电路技术的快速进展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC 所采纳的微处理器的当次普遍提高；而且，为了进一步提高PLC 的处理速度，各制造厂商仍纷纷研制开发了专用规律处理芯片；这样使得 PLC软、硬件功能发生了庞大变化 .3.3 PLC 进展趋势1. 向高速度、大容量方向进展为了提高 PLC的处理才能，要求PLC具有更好的响应速度和更大的储备容量；目前，有的 PLC

28、 的扫描速度可达 0.1ms/k步左右； PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标；2. 向超大型、超小型两个方向进展当前中小型 PLC比较多，为了适应市场的多种需要，今后PLC要向多品种方向进展，特殊是向超大型和超小型两个方向进展；现已有I/O点数达 14336 点的超大型 PLC，其使用 32 位微处理器，多 CPU并行工作和大容量储备器，功能强；结构不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化随着新技术、新结构、新材料、新工艺的进展，电梯的机械系统结构简洁化、体积小型化、材料轻型化、工艺先进化、外观美丽化；同时，无机房电梯在新世纪将会有较大速度进展；3. PLC大力开发智能模块，加强联网通信才能

29、为满意各种自动化掌握系统的要求，近年来不断开发出很多功能模块，如 高速计数模块、温度掌握模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等；这些带 CPU和储备器的智能 I/O模块，既扩展了 PLC功能，又使用敏捷便利，扩大了 PLC 应用范畴；电梯行业技术进展特别快速，几年前推出的具有先进性能、高舒服性的 VV VF 电梯，如今已成为电梯行业的标准配置，由于永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁挣、更安全、更寂静、更经济的特点，所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的主流 : 由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代 VVVF技术；另外，网络掌握和智能群控系统. 以其掌握的先进性、快速性、精确性和牢靠性亦

30、是电梯的进展潮流；4. 增强外部故障的检测与处理才能依据统计资料说明：在PLC 掌握系统的故障中， CPU占 5%，I/O接口占15%，输入设备占 45%，输出设备占 30%，线路占 5%；前二项共20%故障属于PLC的内部故障，它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理；而其余80%的故障属于 PLC 的外部故障；因此， PLC 生产厂家都致力于研制、进展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的牢靠性；安装更便利、更快捷高效、安全、可重复使用的无脚手架安装，将是高层电梯安装的主要方式；随着新技术的开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的便利，使电梯安装更快、效率更高；此外，电梯的双

31、向安全装置、无底坑、无线掌握、绿色环保 安全、环保、节能、舒服，也将是将来电梯的重要进展方向；5. 编程语言多样化在 PLC 系统结构不断进展的同时， PLC 的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高；除了大多数PLC 使用的梯形图语言外，为了适应各种掌握要求，显现了面对次序掌握的步进编程语言、面对过程掌握的流程图语言、与运算机兼容的高级语言（ BASIC、C 语言等）等；多种编程语言的并存、互补与进展是PLC进步的一种趋势；3.4 PLC 的基本组成可编程掌握器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构，其功能的实现不仅基于硬件的作用，更要靠软件的支 持，实际上可编

32、程掌握器就是一种新型的工业掌握运算机；3.4.1 PLC 的硬件结构主机微处理器（ CPU）掌握器的核心储备器 RAM、ROM）输入、输出部件 （I/O 部件）连接现场设备与 CPU之间的接口电路电源部件为 PLC内部电路供应能源整体结构的 PLC四部分装在同一机壳内模块式结构的 PLC各部件独立封装，称为模块，通过机架和总线连接而成I/O 的才能可按用户的需要进行扩展和组合（扩展机）另外，仍必需有编程器将用户程序写进规定的储备器内1. 中心掌握处理单元 CPU可编程掌握器中常用的CPU 主要采纳通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型；通用微处理器有 8080、8086、80286

33、、80386 等；单片机有 8031、8096等；位片式微处理器的 AM2900、AM2903等；FX2 可编程掌握器使用的微处理器是 16 位的 8096 单片机；2. 储备器可编程掌握器配有两种储备器：系统储备器和用户储备器；系统储备器：存放系统治理程序，用只读储备器实现；用户储备器：存放用户编制的掌握程序，一般用RAM实现或固化到只读储备器中；3. 输入输出接口作用：连接用户输入输出设备和PLC掌握器，将各输入信号转换成PLC标准电平供 PLC 处理，再将处理好的输出信号转换成用户设备所要求的信号驱动外部负载；图 1 PLC 硬件结构对输入输出接口的要求：良好的抗干扰才能；对各类输入输出

34、信号（开关量、模拟量、直流量、沟通量）的匹配才能；PLC 输入输出接口的类型：模拟量输入输出接口、开关量输入输出接口（直流、沟通及交直流）；用户应依据输入输出信号的类型挑选合适的输入输出接口；开关量输入接口电路各种输入接口均实行了抗干扰措施；如带有光耦合器隔离使PLC与外部输入信号进行隔离；并设有RC 滤波器，用以排除输入触点的抖动和外部噪声干扰；通常有三种类型：直流 12 24V 输入、沟通 100 120V 输入与沟通200 240V 输入和交直流 12 24V 输入；直流输入模块的电源一般由机内 24v 电源供应，输入信号接通时输入电流一般小于10mA；沟通输入模块的电源一般由用户供应；

35、开关量输出接口电路有三种形式，即继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出；开关量输出端的负载电源一般由用户供应，输出电流一般不超过2A；开关量输出端的负载电源一般由用户供应，输出电流一般不超过2A；输出端子的两种接法： 隔离式输出各自独立，无公共点：各输出端子各自形成独立回路；汇点式全部输入点（输出点）共用一个公共点；或者将输入点（输出点）分成几组，组内各点共用一个公共点；各组的公共点之间相互隔离；组内的各点必需使用同一电压类型和同一电压等级，各组可使用不同电压类型和等级的负载；4. 电源PLC的供电电源一般是市电，也有用直流24V 电源供电的；5. 外围设备：编程器、打印机、演示板等利用编程器可将

36、用户程序输入PLC 的储备器，仍可以用编程器检查程序、修改程序；利用编程器仍可以监视PLC的工作状态；6. 用户输入输出设备 :用户输入器件有掌握开关和检测元件，即各种开关、按钮、传感器等； 用户输出设备主要有接触器、电磁阀、指示灯等； 一PLC的软件结构在可编程掌握器中， PLC的软件分为两大部分：1. 系统监控程序：用于掌握可编程掌握器本身的运行；主要由治理程序、用户指令说明程序和标准程序模块，系统调用；2. 用户程序：它是由可编程掌握器的使用者编制的，用于掌握被控装置的运行；工作原理（一）基本工作模式： PLC有运行模式和停止模式；1. 运行模式：分为内部处理、通信操作、输入处理、程序执

37、行、输出处理五个阶段；2. 停止模式当处于停止工作模式时， PLC只进行内部处理和通信服务等内容；（二） PLC 工作过程： 内部处理阶段：在此阶段， PLC 检查 CPU模块的硬件是否正常，复位监视定时器，以及完成一些其它内部工作；(1) 通信服务阶段在此阶段， PLC与一些智能模块通信、响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容等，当 PLC处于停状态时，只进行内容处理和通信操作等内容；(2) 输入处理阶段输入处理也叫输入采样；在此阶段次序读取全部输入端子的通断状态，并将所读取的信息存到输入映象寄存器中，此时，输入映像寄存器被刷新；(3) 程序处理阶段按先上后下，先左后右的步序，对梯形图程

38、序进行逐句扫描并依据采样到输入映像寄存器中的结果进行规律运算，运算结果再存入有关映像寄存器中；但遇到程序跳转指令，就依据跳转条件是否满意来打算程序的跳转地址；(4) 输出刷新阶段程序处理完毕后，将全部输出映象寄存器中各点的状态，转存到输出锁存器中，再通过输出端驱动外部负载；在运行模式下， PLC 按上述五个阶段进行周而复始的循环工作，称为循环扫描工作方式；（三） PLC工作方式与特点：集中采样、集中输出、周期性循环扫描，“串行”工作方式1. 扫描周期： PLC 的工作方式是一个不断循环的次序扫描工作方式；每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期；PLC 运行正常时，扫描周期的长短与CPU 的

39、运算速度有关，与 I/O 点的情形有关，与用户应用程序的长短及编程情形等均有关；通常用PLC 执行 1K 指令所需时间来说明其扫描速度一般 110ms/K；2. 输出滞后：指从 PLC的外部输入信号发生变化至它所掌握的外部输出信号发生变化的时间间隔；一般为几十100ms.引起输出滞后的因素：输入模块的滤波时间、输出模块的滞后时间、扫描方式引起的滞后；3. 由于 PLC 是集中采样，在程序处理阶段即使输入发生了变化，输入映象寄存器中的内容也不会变化，要到下一周期的输入采样阶段才会转变；4. 由于 PLC是串行工作，所以 PLC的运行结果与梯形图程序的次序有关；这与继电器掌握系统“并行”工作有质的

40、区分；防止了触点的临界竞争，削减繁琐的联锁电路；第 4 章 电梯模型 PLC 掌握系统设计4.1 电梯的类型按使用性质分： 客梯； 货梯； 消防电梯按电梯行驶速度分： 高速电梯；速度大于 2m/s； 中速电梯；速度在 2m/s 之内； 低速电梯；运输食物电梯常用低速，速度在1.5m/s 以内；观光电梯：观光电梯是把竖向交通工具和登高流淌观景相结合的电梯；4.2 电梯示意图SQ4四楼HL4SB4SQ3三楼HL3SB3SQ2电梯二楼HL2SB2SQ1一楼HL1SB1图 4.1电梯示意图4.3 电梯的掌握要求当电梯停于某层时，有一高层呼叫时，电梯上升到呼叫层停止；当电梯停于某层时，有一低层呼叫时，电

41、梯下降到呼叫层停止；当电梯停于某层时，有多高层呼叫时，电梯先上升到较低的呼叫层，停5秒后继上升到高的呼叫层，响应完毕后停止；当电梯停于某层时，有多低层呼叫时，电梯先下降到较高的呼叫层，停3秒后连续下降到低的呼叫层，响应完毕后停止；当电梯处于上升或上降过程中，任何反向的呼叫均无效；每层楼层之间的到达时间均应在10s 之内完成，否就电梯停止；4.4 PLC 掌握系统的设计分析任何一种掌握系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量；因此，在设计 PLC掌握系统时，应遵循以下基本原就：1. 最大限度地满意被控对象的掌握要求充分发挥 PLC 的功能，最大限度地满意被控对象的掌握要求，是

42、设计PLC掌握系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原就；这就要求设计人员在设计前就要深化现场进行调查讨论，收集掌握现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料；同时要留意和现场的工程治理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密协作，拟定掌握方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题；2. 保证 PLC掌握系统安全牢靠保证 PLC 掌握系统能够长期安全、牢靠、稳固运行，是设计掌握系统的重要原就；这就要求设计者在系统设计、元器件挑选、软件编程上要全面考虑，以确保掌握系统安全牢靠；例如：应当保证 PLC 程序不仅在正常条件下运行， 而且在非正常情形下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作；3. 力

43、求简洁、经济、使用及修理便利一个新的掌握工程当然能提高产品的质量和数量，带来庞大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的爱护也将导致运行资金的增加；因此，在满意掌握要求的前提下，一方面要留意不断地扩大工程的效益， 另一方面也要留意不断地降低工程的成本；这就要求设计者不仅应当使掌握系统简洁、经济，而且要使掌握系统的使用和爱护便利、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标；4.5 电梯模型 PLC 掌握系统设计由于电梯的运行是依据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行掌握，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，因此，系统掌握采纳随机规律掌握；即在以次序逻 辑掌握实现电梯的基本掌握要求的基础上，依据随机

44、的输入信号，以及电梯的 相应状态适时的掌握电梯的运行；另外，轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数 确定，并送 PLC 的计数器来进行掌握；同时，每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号；为便于观看，对电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示，采纳 LED和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示 开关上带有指示灯 ；为了提高电梯的运行效率和平层的精度，系统要求 PLC能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的掌握；依据轿厢的实际位置以及沟通调速系统的掌握算法来实现；为了电梯的运行安全，系统应设置牢靠的故障爱护和相应的显示；依据电梯所处的位置和运行方向，在编程中，采纳了四个优先级队列，即上行优

45、先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列、下行次优先级队列；其中，上行优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以上楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的阵列；上行次优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以下楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的队列；掌握系统在电梯运行中实时排列的四个优先级陈 列，为实现随机规律掌握供应了基础；当电梯以某一运行方向接近某楼层的减速位置时，判别该楼层是否有同向的呼叫信号，如有，将相应的寄存器的脉冲数与比较寄存器进行比较，如相 同，就在该楼层减速停车：假如不相同，就将该寄存器数据送入比较寄存器， 并将原比较寄存器数据储存，执行该楼层的减速停车；该动作完毕后，将被储存的数据重新送入比较寄存器，以实现随机规律掌握；4.6 PLC 的挑选电梯的电力驱动系统对电梯的起动加速、稳速运行、制动减速起着打算性作用；驱动系统的优劣直接影响电梯的起动、制动、加减速度、平层精度、乘座的舒服